JPH08141603A - 鋼片の接合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 仕上げ圧延設備の入側にて鋼片を接合するに
当たり、先行鋼片の後端部と後行鋼片の先端部を近接非
接触状態で突き合わせ、この突き合わせ領域の上下に配
置した誘導加熱コイルによって各鋼片の突き合わせ端部
を接合可能な温度まで加熱し、該コイルに対する通電を
停止した後または少なくとも投入電力を一定レベルまで
低下させた後、押圧処理を施して、鋼片端部の板幅方向
中央域を接合し、ついで再度、誘導加熱コイルによる加
熱を施しつつ押圧することによって、板幅方向両端部の
未接合領域を接合する。 【効果】 スパークに起因した溶損のおそれなしに、鋼
片の幅方向端部まで完全に接合することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、熱間圧延における鋼
片の接合方法に関し、とくに仕上げ圧延に先立つ鋼片接
合を良好ならしめることにより、仕上げ圧延の円滑な遂
行を実現しようとするものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱間圧延ラインでは、圧延すべき
鋼片を一本ずつ加熱、粗圧延、ついで仕上げ圧延を施し
て、所望の厚みになる熱延板に仕上げていたが、かよう
な圧延方式では、仕上げ圧延での圧延素材の噛み込み不
良によるライン停止を引き起こし易く、また圧延素材の
先端部、後端部の形状不良に由来した歩留り低下が大き
かった。そこで最近では、このような問題を回避するた
めに、仕上げ圧延に先立ち、鋼片をそれぞれ接合し、こ
れを熱間圧延ラインに連続して供給する圧延方法が採用
されるようになってきた。かような鋼片の連続圧延に関
する接合技術として特開昭62−234679号公報に開示の技
術がある。

【０００３】上記の技術は、鋼板の先行材後端と後行材
先端とを小ギャップを介して対向させ、突き合わせ領域
の上下に配置した誘導加熱コイルを用いて鋼板を垂直に
貫く磁束を発生させ、この磁束に起因して鋼板端部に集
中して生じる誘導電流のジュール熱を利用して、加熱し
ながら突き合わせ接合を行うものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法には、以下に述べる２つの問題が残されていた。そ
の１つは、上記のような誘導加熱方式では、鋼片の先、
後端のコーナ部には電流が集中せず、温度が上がりにく
いため、このコーナー部端面は押圧しても接合しにくい
という問題である。鋼片の幅方向端部に未接合領域が存
在すると、その後の熱間圧延において鋼片に張力が付与
された場合に、切欠き効果によって未接合部にクラック
が発生するおそれが大きく、甚だしい場合には破断に至
る。

【０００５】もう１つの問題は、鋼片の接合面を加熱中
すなわち誘導加熱コイルに通電中に押圧を開始するた
め、鋼片同志が接触した瞬間にスパークが発生し、溶損
が生じるという問題である。

【０００６】この発明は、上記の諸問題を有利に解決す
るもので、鋼片の幅方向端部まで完全に接合でき、しか
もスパークに起因した溶損のおそれもない鋼片の接合方
法を提案することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわちこの発明は、粗
圧延工程を経た先行の鋼片と、この鋼片に引き続いて搬
送される後行の鋼片を、仕上げ圧延設備の入側にて接合
するに当たり、先行鋼片の後端部と後行鋼片の先端部を
近接非接触状態で突き合わせ、この突き合わせ領域の上
下に配置した誘導加熱コイルによって各鋼片の突き合わ
せ端部を接合可能な温度まで加熱し、該コイルに対する
通電を停止した後または少なくとも投入電力を一定レベ
ルまで低下させた後、押圧処理を施して、鋼片端部の板
幅方向中央域を接合し、ついで再度、誘導加熱コイルに
よる加熱を施しつつ押圧することによって、板幅方向両
端部の未接合領域を接合することからなる鋼片の接合方
法である。

【０００８】この発明において、先行鋼片の後端部およ
び／または後行鋼片の先端部の形状は、凸形状とするこ
とが好ましい。

【０００９】以下、この発明を、従来技術と対比して具
体的に説明する。特開昭62−234679号公報に開示の方法
は、図１及び２に示すように、鋼片１，２の先後端を小
ギャップを介して対向させ、上下に配設した誘導加熱コ
イル３により、鋼片端面に集中させて誘導電流を発生さ
せ、この誘導電流によって鋼片端面を加熱しながら押圧
することによって、両鋼片１，２を溶接接合するもので
ある。図３に、上記の方法によって鋼片内に発生する誘
導電流を模式で示す。同図に示したとおり、誘導電流は
鋼片端面に集中するとは言え、コーナー部には電流が集
中しないので、このコーナー部の端面については昇温が
十分とは言えない。図４に、コーナ部端面の昇温速度に
ついて調べたデータの一例を示したが、この昇温速度
は、板面とインダクタとの間の距離の違いによって幾分
変化するとはいえ、通常、最端部から50mm程度の領域に
わたり昇温不足領域が存在する。このように、鋼片の幅
方向両端部に未接合領域が存在していると、その後の熱
間圧延において鋼片に張力が付加されたとき、未接合部
から割れが発生し、甚だしい場合には破断に至ることは
前述したとおりである。

【００１０】そこで、この発明では、上記のような接合
（１次アプセット）後、以下に述べるような２次アプセ
ットを行うことにより、効果的に未接合領域を消滅させ
るのである。すなわち、上記の１次アプセット後、再度
コイルに通電すると、今度は中央域は接合しているが、
端部では接触しているので、交番磁界により発生する誘
導電流は、図５に示すような周回電流となり、しかもこ
の場合には未接合部の幅端部に電流が集中するので、こ
の部分の昇温は速い。この状態で押圧を再開すると、昇
温された端部未接合部が接合される。

【００１１】また、従来の投入電力と押圧パターンを図
６に示すが、同図に示したとおり、従来は、電力投入中
に押圧を開始していたため、鋼板同志が接触した瞬間に
スパークが発生し、その結果溶損の発生が免れ得なかっ
た。

【００１２】この点、この発明では、電流がスパークし
ないように、電力投入を停止後、またはスパークが発生
しない一定レベルまで電流を低下させた後、押圧を開始
するのである。図７に、この発明に従う投入電力と押圧
パターンの一例を示す。同図では、１次アプセットにお
ける押圧処理の開始時期に関し、投入電力を完全に停止
したのち押圧処理を開始する場合について例示したが、
鋼片同志を接触させてもスパークが発生しないレベルま
で投入電力が低下していれば、押圧処理の開始時期は投
入電力の完全停止前であっても良い。なお、２次アプセ
ットについては、元々中央域が接合されているのでスパ
ークが発生するおそれはなく、従って２次アプセットの
場合には、通電中に押圧処理を行うことができる。

【００１３】ところで、前掲図５に示したように、先、
後鋼片の端部平面形状がフラットな場合、幅方向の両端
部は昇温が不十分で温度が低いため、押圧時にはむしろ
接合を妨げる抵抗として作用する。従って、幅方向両端
部は中央域を押圧しても接触しないように逃がしておく
ことが好ましい。このためには、先行鋼片の後端部およ
び後行鋼片の先端部の少なくとも一方の端部形状を凸形
状とすれば良い。ここに、上記凸形状とは、図８(a) に
示すような舌状であっても良いし、また同図(b) に示す
ような両端をテーパ状に逃がした台形状であっても良
い。また同図(c), (d)に示すように、一方の形状はフラ
ットであっても良い。

【００１４】図９および図10は、端部形状を図８(b) に
示した台形状にした場合における、１次アプセットおよ
び２次アプセット状況を示したものである。図９に示し
た１次アプセット後、再度コイルに通電すると、今度は
中央域は接合しているので、交番磁界により発生する誘
導電流は、図10に示すような周回電流となり、しかもこ
の場合には未接合部のＡ点において電流が集中するの
で、この部分の昇温は速い。この状態で押圧を再開する
と、接合点は外側に進行して行き、それに伴い昇温ポイ
ントも外側に進行して行くので、最終的には幅方向最端
部まで接合が進行するわけである。なお、この場合は両
端部が抵抗として作用しないので両アプセットともスム
ーズに進行する。

【００１５】なお、鋼片の先後端部の切断方法として
は、シャー、ガス溶接およびレーザー溶断など従来公知
の方法いずれもが適合するが、２枚の曲線刃を有するド
ラムシャーを用いた切断がとりわけ有利に適合する。

【００１６】次に、具体的なライン構成を合わせて接合
方法を示す。図11に、この発明の実施に用いて好適な熱
間圧延設備を模式で示し、図中番号１は先行鋼片（先行
シートバー）、２は先行シートバー１に引き続く後行鋼
片（後行シートバー）、３は誘導加熱装置であって、磁
極を形成するコア3aとコイル3bと電源3cとからなり、鋼
片に交番磁界を印加する。また、４はシードバー１，２
の搬送およびこれらの接合の際に加熱を行うためのピン
チロール、５はドラム式シャー、６は複数スタンドから
なる熱間圧延仕上げ圧延機群である。

【００１７】さて図11に示した熱間圧延設備において、
まず先行シートバー１の後端部と後行シートバー２の先
端部とをそれぞれシャー５にてフラットに切断するか、
または先、行端部の少なくとも一方を凸形状に切断した
のち、誘導加熱装置３の位置まで搬送し、両シートバー
間にギャップを隔てて加熱を開始する。幅方向両端部を
除く中央部が所定の温度まで加熱したならば、一旦通電
を中断し、ピンチロールにて１次アプセット（押圧）を
開始する。この１次アプセット終了後、再通電しながら
２次アプセットを行う。これにより、幅方向全域にわた
って接合が完了し、仕上げ圧延に供する。なお、後行シ
ートバー２の後端部は同様にシャーでカットし、さらに
次のシートバーと連続して接合する。このような接合処
理を繰り返すことにより、連続した熱間圧延が可能にな
るのである。

【００１８】なお、上記の例では、押圧処理をピンチロ
ールによって行う場合について説明したが、誘導加熱装
置の前後に上下一対のクランプを配置し、これにより各
鋼片を拘束して押圧する方法によっても良い。また、接
合時の加熱温度は、1350℃以上とする必要があるが、あ
まりに高すぎるとシートバー端部が溶融するおそれがあ
るので、加熱するにしても1450℃以下とするのが好まし
い。

【００１９】

【実施例】

実施例１ 前掲図11に示した仕上げ圧延機（６タンデムミル）入側
の搬送ラインにおいて、次の要領で鋼片の接合を行っ
た。使用した鋼片は、先行シートバーおよび後行シート
バーとも、厚み：30mm、幅：1000mmの低炭素鋼である。
さて、先行シートバーの後端部および後行シートバーの
先端部をそれぞれ、ドラムシャーによってフラットな形
状に切断した。ついで先行シートバーの後端部と後行シ
ートバーの先端部との間に５mmギャップを介して誘導加
熱し、中央部の温度が1400℃になった時点で通電を停止
し、投入電力が 100kWまで低下した時点で押圧処理（１
次アプセット）を行った。この時、板幅方向の最端部か
ら約50mm程度にわたり未接合部が生じていた。ついで、
コイルに再通電しつつ２次アプセットを行ったところ、
何ら問題なく幅端部を接合した。なお、このときの接合
条件は次のとおりである。 a)交番磁界（Ｃ型電極） 磁極間距離 150mm １次 投入電力：2000 kW , 周波数：500 Hz ２次 投入電力：1000 kW , 周波数：500 Hz

【００２０】上記の条件で接合を完了したのち、仕上げ
圧延に供したところ、破断は勿論、クラックの発生もな
く最終スタンドまで通板できた。これに対し、１次アプ
セットのみで仕上げ圧延に供した場合には、最終スタン
ドまで通板できたものの、幅端部にクラックが残り、完
全な接合はできなかった。

【００２１】実施例２ 実施例１と同一のラインにおいて、次の要領で鋼片の接
合を行った。使用した鋼片は、先行シートバーおよび後
行シートバーとも、厚み：30mm、幅：1000mmの低炭素鋼
である。さて、先行シートバーの後端部および後行シー
トバーの先端部をそれぞれ、ドラムシャーによって図９
(c) に示したように先行材を凸の円弧状に、後行材をフ
ラットな形状に切断した。ついで先行シートバーの後端
部と後行シートバーの先端部との間に５mmギャップを介
して誘導加熱し、中央部の温度が1400℃になった時点で
通電を停止し、投入電力が零になってから押圧処理（１
次アプセット）を行った。この時、板幅方向の最端部か
ら約80mm程度にわたり未接合部が生じていた。ついで、
コイルに再通電しつつ２次アプセットを行ったところ、
実施例１の場合によりもスムーズに幅端部まで接合でき
た。なお、このときの接合条件は次のとおりである。 a)交番磁界（Ｃ型電極） 磁極間距離 150mm １次 投入電力：2000 kW , 周波数：500 Hz ２次 投入電力： 600 kW , 周波数：500 Hz

【００２２】上記の条件で接合を完了したのち、仕上げ
圧延に供したところ、破断は勿論、クラックの発生もく
最終スタンドまで通板できた。

【００２３】

【発明の効果】かくしてこの発明によれば、スパークに
起因した溶損のおそれなしに、幅方向全域にわたって鋼
片を完全に接合することができ、ひいては安定した連続
熱間圧延が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来法に従う誘導加熱要領を示す平面図であ
る。

【図２】その側面図である。

【図３】鋼片内に発生した誘導電流を示す模式図であ
る。

【図４】コーナ部端面における昇温状況を示したグラフ
である。

【図５】２次アプセット時における誘導電流を示した図
である。

【図６】従来の投入電力と押圧パターンを示した図であ
る。

【図７】この発明に従う投入電力と押圧パターンを示し
た図である。

【図８】この発明に従う鋼片先、後端の好適断面形状を
示した図である。

【図９】端部形状が台形状である場合の１次アプセット
後の接合状態を示した図である。

【図１０】上記の場合の２次アプセット時における誘導
電流を示した図である。

【図１１】この発明の実施に用いて好適な熱間圧延設備
を示した図である。

【符号の説明】

１ 先行シートバー ２ 後行シートバー ３ 交番磁界発生装置 3a コア 3b コイル 3c 電源 ４ ピンチロール ５ ドラムシャー ６ 熱間仕上げ圧延機群

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 磯山 茂 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 二階堂 英幸 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 平林 毅 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 山田 博右 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 田村 望 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 長田 雅史 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 林 寛治 広島県広島市西区観音新町４丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島製作所内 (72)発明者 坂本 秀夫 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三 菱電機株式会社伊丹製作所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粗圧延工程を経た先行の鋼片と、この鋼
   片に引き続いて搬送される後行の鋼片を、仕上げ圧延設
   備の入側にて接合するに当たり、 先行鋼片の後端部と後行鋼片の先端部を近接非接触状態
   で突き合わせ、この突き合わせ領域の上下に配置した誘
   導加熱コイルによって各鋼片の突き合わせ端部を接合可
   能な温度まで加熱し、該コイルに対する通電を停止した
   後または少なくとも投入電力を一定レベルまで低下させ
   た後、押圧処理を施して、鋼片端部の板幅方向中央域を
   接合し、 ついで再度、誘導加熱コイルによる加熱を施しつつ押圧
   することによって、板幅方向両端部の未接合領域を接合
   することを特徴とする鋼片の接合方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、先行鋼片の後端部お
   よび後行鋼片の先端部の少なくとも一方の端部形状が、
   凸形状になる鋼片の接合方法。