JPH08243604A - 鋼片の連続熱間圧延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】先行及び後行する熱間鋼片の切断面のスケール
の発生を抑制し、短時間で確実な接合を行う連続熱間圧
延方法を提供する。 【解決手段】先行鋼片と後行鋼片とを２枚重ねで剪断
し、同時接合する。 【効果】先行及び後行する熱間鋼片の切断面のスケール
の発生を抑制することができ、短時間で確実な接合を行
う連続熱間圧延方法を提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は鋼片（スラブ，ブル
ーム，ビレット及びそれらの半成品段階のバー）におけ
る熱間圧延法に係り、その熱間圧延における品質向上，
歩留向上に大きく貢献する新しい圧延法に関するもので
ある。以下は、鋼片熱間圧延機のうちホットストリップ
ミルを例として説明する。

【０００２】

【従来の技術】図１に、一般的な従来のホットストリッ
プミルの配置を示す。

【０００３】１はＮo.１粗圧延機で通常可逆式が多い。
２はＮo.２粗圧延機で一方向圧延機の場合が多い。３は
仕上圧延機群４の入側に設けられ鋼片８又は９の先端或
いは後端をも切断するクロップシャである。５は仕上圧
延機の間に設けられているルーパ、６はダウンコイラ７
の入側に設けられるピンチローラである。１０，１１，
１２，１３はそれぞれローラテーブルである。仕上圧延
機群４は通常５〜７台で構成され、鋼片は全仕上圧延機
に同時にまたがって圧延される。然し、圧延は１スラブ
毎、出側で言えば１コイル毎間けつ的に圧延される。従
って１スラブ毎に先端通板，後端尻抜作業が行われこれ
は後で詳述するように多くの問題を発生させる。多くの
スラブが１本の長いスラブにまとめられればこの問題は
なくなる。これが現在実現していないのは次の理由によ
る。スラブが分塊圧延機によって製造される場合は、ス
ラブの大きさは鋼塊の大きさに限定されるのでこれを接
合して最大なスラブを造るためには、２００mm前後の厚
みのものを短時間に経済的に接合する方法が必要である
が、これは困難なことで未だ実現していない。

【０００４】一方連続鋳造では実用上無限に長いスラブ
が得られるが連続鋳造１ストランドの生産量はホットス
トリップミルの生産量の１／３〜１／４であり従ってホ
ットストリップミル１基に対し３〜４ストランドの連続
鋳造設備からスラブを交互に供給せねばならないことに
なり折角の連続スラブを適当な厚さに切断してホットス
トリップミルに供給せざるを得ない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで若し、スラブ
が連続化されると次のような効果が期待出来る。

【０００６】(1）設備の小型化と省エネルギ ａ）連続化により噛込・尻抜がなくなるので噛込性能の
ため作業ロール径をこの理由で大きくする必要がない
（圧下量制限Δｈ≒μ²・（Ｄ_W／２） Ｄ_W ：作業ロー
ル径，μ：ロール−材料間マサツ係数）。

【０００７】ｂ）噛込・尻抜時に生ずる衝撃トルクがな
くなるため駆動系に従って作業ロール径も小さく出来
る。

【０００８】ｃ）熱間圧延でも最近は油潤滑によりロー
ルの寿命延長・圧延荷重や圧延動力の減少を狙っている
が、通板噛込時には噛込失敗を防ぐために油切りを行う
必要があり通板前の或る時間は給油を中断せねばならな
いし又複雑な油切り装置を設けねばならない。連続スラ
ブになるとこれらが不要となり充分なる油潤滑を常時行
いうることになる。このためより圧延機が小型になりう
る。

【０００９】以上述べたａ）ｂ）ｃ）の理由により作業
ロール径は大幅に小さく出来、それ自身による圧延荷重
の減少と油潤滑による圧延荷重低減効果によって補強ロ
ール径も小さく出来、圧延機全体が小型としうる。尚、
小型化を図らず１スタンド当りの圧下を大きくすること
によりスタンド数を減少させて設備費を減少させること
も可能である。

【００１０】又、圧延動力は作業ロール径の平方根にほ
ぼ比例するため、例えば作業ロール径を従来の８００mm
位から６４％の５１２mmにしたとすると圧延動力は２０
％の節約となり１スタンド１万ｋＷの駆動モータが２０
００ｋＷ節約出来る。

【００１１】一般にこの様に作業ロールを小径化すると
上述せる効果と反対に、作業ロールの横剛性が小さくな
り、圧延荷重の変化や板幅の変化による作業ロールの軸
撓みが大きくなり、製品ストリップの板クラウンや形状
（平たん度）が悪化する欠点があるが、これには公知
の、中間ロール軸移動可能な６段圧延機や、作業ロール
軸移動の４段圧延機に有効なロールベンディング（作業
ロール又は中間ロール）を作用させて対応出来る。

【００１２】（２）品質及び歩留りの向上 従来の圧延法では、仕上圧延機の通板尻抜においては鋼
片に張力がかからずそれ以外では張力が作用するため、
板厚・板幅の変化が起こり又先端・後端は無張力のため
板曲りが発生しやすくこれが歩留り品質を低下させてい
た。これが連続化により解消出来る。さらに、通板・尻
抜時の無張力と出来るだけ差を少なくするため通常圧延
時にも出来るだけ低張力にせざるを得なかったが、連続
化によりその必要がなく、適切な張力をかけることによ
り圧延荷重の減少，強圧下、より薄物圧延が可能になる
他、必要によっては張力を意識的に制御し板幅の制御に
利用することも出来る。

【００１３】以上の様に連続化は多大の経済的効果があ
るが、しかしながらその実現は極めて困難であった。冷
間帯鋼圧延機（コールドストリップミル）での連続化は
既に実現している。これは先行コイルの尾端と後続コイ
ルの先端とを溶接により接合して連続化を実現したもの
であるが、板が薄く、常温であるため圧延機と溶接機の
間のストリップルーパを設けこのルーパから圧延機に鋼
片を供給し圧延を続行しながら溶接機は停止の場態で溶
接を行いうるのが成功している理由である。これに対し
熱間圧延設備ではスラブ厚みは２００mm前後、仕上圧延
機入側でも３０〜５０mmの厚さでありループを作ること
が困難であり又出来たとしても圧延時間が短いためスラ
ブ相互の溶接時間が僅かしかとれない。因みに冷間では
１コイルの圧延時間が３〜５分，溶接時間が１〜２分な
のに対し熱間では、１スラブの圧延時間は精々１分以内
である。従って溶接法で連続化を図るとすれば走行溶接
機で数秒単位で溶接完了しなければ実現しない。

【００１４】しかるに、従来連続熱間圧延方法として特
開昭48−67159 号で提案されている「加熱素材の接合並
びに連続圧延方法」では、粗圧延機入口に接近して粗圧
延中の加熱素材尾部の進行と追従しながら、後続の単位
素材の頭部を接触させつつ接触面周囲を電溶又は圧接に
より接合し、順次この接合方法を継続して、連続圧延す
るものである。

【００１５】しかし、電溶では、分の単位の時間を要
し、たとえば、材料が３０ｍ／min の速度で進行し、溶
接時間たとえ１分としても溶接機自体３０ｍ程度材料と
ともに動く必要があり、スペース的及び機械構造として
困難な諸問題をかかえている。一方、特開昭51−59748
号で提案されている「鋼片の熱間圧延方法」によれば、
鋼片を順次連続的に熱間圧延するにあたり、予め長手方
向の前端及び後端において鋼片を幅方向に剪断した際に
生ずる剪断端面が鋼片に交わる角度を一定角（２０°〜
８５°）となるように剪断し、この剪断面を脱スケール
し、同一角度で剪断されている先行鋼片の後端面に対し
て、押圧しながら圧延することによって両鋼片を互いに
圧接し、順次接合するものである。

【００１６】しかし、この方法では、剪断端面が鋼片に
交わる角度を２０°〜８５°となるように剪断する必要
があるが、この様な作業を圧延途中で得ることは困難で
あり、加熱炉又は昇熱炉挿入前のオフライン作業とな
る。かつ角度をもつ剪断自体高精度での剪断は難しい。
又本方法では、鋼片の両剪断端面を押圧しながら圧延ロ
ールに噛込ませるがこれら押込力，圧下率の設定が困難
である。

【００１７】本発明の目的は、複数の熱間鋼片の端部を
連続的に接合して熱間圧延するに際して、先行及び後行
する熱間鋼片の端部の接合面にスケールが発生すること
を抑制して、短時間で確実な接合を行う連続熱間圧延方
法を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の鋼片の熱間圧延
方法は、粗圧延機で圧延された後の、先行して走行する
熱間鋼片の後端部と後行して走行する熱間鋼片の先端部
とを近接した状態で夫々クランプする工程と、これらク
ランプされた前記先行して走行する熱間鋼片の後端部
と、前記後行して走行する熱間鋼片の先端部を２段重ね
で剪断し、同時接合する工程と、前記先行する熱間鋼片
の後端部及び前記後行する熱間鋼片の先端部から切断さ
れた各切断部を該熱間鋼片の走路外に排除する工程と、
前記接合された熱間鋼片を仕上圧延機にて熱間圧延する
工程と、前記熱間圧延された熱間鋼片を巻取機により巻
取る工程と、から構成され、前記先行する熱間鋼片の後
端部と後行する熱間鋼片の先端部とを２段重ねで剪断
し、同時接合する工程を、該熱間鋼片の進行速度と略一
致するように前記熱間鋼片の走行に追従させながら行う
ようにしたことを特徴とする。

【００１９】つまり、上記構成によれば、複数の熱間鋼
片の端部を連続的に接合して熱間圧延するに際して、先
行及び後行する熱間鋼片の端部を剪断すると同時に接合
面となる該鋼片の切断面を相互に接合するため、先行及
び後行する熱間鋼片の接合面は外気にさらされる時間が
短く、該接合面にスケールが発生することが抑制される
ことから、熱間鋼片を短時間で確実に接合することが可
能となる。

【００２０】

【発明の実施の形態】図２は本発明によるホットストリ
ップミルの一実施例を示す。説明のない番号は図１の装
置と同様である。図２は仕上圧延機入側で鋼片を連続化
する場合を示している。鋼片の連続化は、仕上圧延機入
側に、短時間で先行と後続鋼片の接合が可能な装置を配
置し、ストリップ進行速度に追従して、ある短い距離を
移動するものである（切断，接合他を含め５秒とすると
２.５ｍ)。

【００２１】次に短時間でのストリップ接合方法につい
て示す。鋼片を接合する方法としては、溶接ロウ接，鍛
接，圧延及び機械的に接合する方法等があるが、 （１）短時間（数秒以内）で接合しなければならない
（スケール発生の問題）。 （２）後工程の仕上圧延機における圧延中、接合がはず
れぬ程度の接合強度を有していなければならない。

【００２２】ところで、熱間圧延ストリップは、それ自
体の温度が上記接合位置において１０００〜１１００℃
程度あるために加熱するにしろ、この温度レベル状態か
ら昇温すればよいし、接合する場合でもこの温度レベル
で行うことができるという有効な面があり、この性質を
最大限に利用することが重要である。そこで上記性質に
着目したのが本発明である。

【００２３】即ち、先行する鋼片の後端垂直断面と、後
続のストリップ先端垂直断面が、いずれも１０００〜１
１００℃であれば、これらを押圧することにより、両端
部は、拡散により接合する。しかし、ここで問題になる
のは、断面の形状と、スケールの発生であり接合する前
に、種々の形状となっており、かつ温度が低下している
前記後端部と先端部との両端部を同時にあるいは短い時
間差をもって良好に切断し、接合しやすい断面形状かつ
温度の高い面を出現させかつ切断面のスケール発生がわ
ずかの間に押圧するという探続的動作が不可決である。
ここで拡散のみを利用するのでは、雰囲気に注意する必
要があるし、接合時間も数秒以内では納まらない。

【００２４】そこで本発明では、 （１）大気中で接合可能である。

【００２５】（２）接合時間が短いこと（数秒以内：本
連続化の必要条件）という特徴を有する接合法を提案
し、鋼片連続熱間圧延法を可能とする。

【００２６】即ち、本接合法は、熱間鋼片である先行鋼
片の後端部と、後続鋼片の先端部を２段重ねで剪断し、
同時接合するものである。この熱間鋼片を接合する押圧
力としては、接合部の盛り上がりを極力小とするのには
小さい程よいが、接合後圧延中にも十分耐える接合強度
をもつような値を選定しなければらならない。テスト結
果では面圧で５〜１０kg／mm² では母材と同等の接合強
度を有するが、本発明では連続圧延後再び切断するた
め、上記値は不要であり、５〜１０kg／mm² 以下でよ
い。

【００２７】従って、たとえば接合強度を面圧で０.１k
g／mm²〜５kg／mm² とすると３０mm厚×１５００mmのス
ラブの押圧力は、４５００kg〜225000kgとなる。

【００２８】上記方法によれば、数秒以内の短時間で、
かつ大気中で接合可能であり、強度も母材ストリップ強
度に近いものが得られ、本発明の目的である鋼片の連続
熱間圧延が可能となる。

【００２９】図３，図４には、熱間鋼片の接合を可能と
する装置の一実施例を示す。

【００３０】図３において、台車２０は鋼片の移動速度
に合わせて走行し得るようにレール４１上を走行出来る
ようになっている。この台車２０には先行鋼片８の後端
近傍と後続鋼片９の先端近傍とをそれぞれ固定保持する
ようにストリップクランプ装置２２，２１が設置されて
いる。そしてこれらストリップクランプ装置２２，２１
は、先行鋼片８の後端部の位置を検知する検出装置６２
及び後続鋼片９の先端部の位置を検知する検出装置６１
からの検知信号により動作され、内蔵する油圧シリンダ
装置２２ａ，２１ａによってそれぞれ各鋼片端部をクラ
ンプ操作されるように構成されている。また、前記スト
リップクランプ装置２１，２２との間には刃物４２を有
する下刃物台２３，２４及び刃物４３を有する上刃物台
２５，２６により構成される剪断装置が配置されてお
り、上刃物台２５，２６はそれぞれ油圧シリンダ装置２
５ａ，２６ａの操作によって下降し、先行鋼片８の後端
部及び後続鋼片９の先端部を所定寸法だけ垂直方向に切
断するものである。しかも前記上刃物台２５，２６の下
方、即ち鋼片の下方位置には上刃物台２５，２６の下降
と同調して操作される油圧シリンダ装置２７ａを備えた
架台２７が設置されており、この架台２７により銅片
８，９の端部を切断する際にある一定の力を鋼片に付与
しながら上刃物台２５，２６の下降と共に該架台２７を
下降させて鋼片の切断が確実且つ高精度に行えるように
なっている。

【００３１】また、前記下刃物台２３と２４との間に
は、図４に示す如く、モータ３１，ラック３２，ピニオ
ン３３を有し、該モータ３１の回転駆動によってピニオ
ン３３に係合したラック３２の移動につれて鋼片の走行
方向に対して直角の水平方向に移動するクロップ処理装
置３０が設置されている。そして前記剪断装置によって
切断された鋼片８の後端部分と鋼片９の先端部分を次の
接合作業の障害とならないように鋼片の走行ラインから
外部に除去するようになっている。また、前記クロップ
処理装置３０には鋼片の接合の際に鋼片母材より融点の
低い異種挿入材３４を前記両鋼片８，９の切切断面間に
挿入する供給機構４５をも有しているものである。

【００３２】また台車２０には鋼片８，９の端部を剪断
装置で切断し、次のクロップ処理装置３０によって切断
鋼片を除去して両鋼片８，９の切断面間に異種挿入材３
４を介在させた状態において、図４及び図５に示す如
く、後続鋼片９を先行に送り込んで該鋼片９の先端切断
面を先行鋼片８の後端切断面に押圧して接合させる押圧
装置３５が設置されている。この押圧装置３５は、後続
鋼片９を上下から加圧する上下の加圧板５１，５２及び
これら加圧板５１，５２の間隙を調節する油圧シリンダ
３６並びに鋼片の進行方向に移動して鋼片８の後端部切
断面に対し鋼片９の先端部切断面を押圧可能な様にした
油圧シリンダ装置３７及びレール４７から構成されるも
のである。

【００３３】熱間鋼片の切断方式については図６に示す
如く２段重ねで剪断し、同時接合するようにしてもよ
い。

【００３４】次に上記構成からなる連続熱間圧延装置の
作用について説明する。

【００３５】図３において、先行鋼片８の後端と後続鋼
片９の先端が切断位置に設定すべく台車２０を材料速度
に追従させ、ストリップクランプ装置２１，２２でクラ
ンプすると同時に、下刃物台２３，２４及び上刃物台２
５，２６により構成される剪断装置で先行鋼片の後端部
と後端鋼片の先端部を同時あるいは、短い時間差内に切
断する。このとき鋼片８，９をはさんで上刃物台２５，
２６の下には、切断する時に、上下方向にある一定の力
で鋼片８，９を保持しながら、上刃物台２５，２６の下
降とともに下降する架台２７が設けてある。

【００３６】２点鎖線で示す切断されたクロップ２８，
２９は、図４に示すたとえばモータ３１，ラック３２，
ピニオン３３等により構成されるクロップ処理装置３０
により、圧延ストリップ進行方向と直角の水平方向に押
出される。

【００３７】ここで切断方式については本実施例以外に
図６の如く２段重ねで剪断し、同時接合という方法もあ
る。

【００３８】先行鋼片８の後端と後続鋼片９の先端部が
切断された後、クロップ２８，２９が押出され、鋼片９
のストリップクランプ装置２１をわずかに開とし、鋼片
９をストリップ進行方向にはさみ込みながら送り出し、
先行鋼片８の後端部垂直断面に対し後続鋼片の先端部垂
直断面を押圧接合する。この押圧装置３５は、鋼片９の
上下の加圧板５１，５２をシリンダ３６で引き合った状
態で、別設置のシリンダ３７にてストリップ進行方向に
送り押圧するものである。鋼片８，９の接合が終了すれ
ばストリップクランプ装置２２，押圧装置３５を解除
し、一連の接続作業は終了することとなる。

【００３９】このあと接合された鋼片は図２に示す如く
仕上圧延機群４に導かれて連続的に圧延されるものであ
る。

【００４０】以上は、本発明の接合部分の一実施例を示
したものであり、従って下記機能を有するものをすべて
含むものとする。即ち （１）先行鋼片の後端部及び後続鋼片の先端部の位置検
出のための検出器６１，６２ （２）両端部を切断接合する前に両端部を固定するスト
リップクランプ装置２１，２２ （３）クランプ状態で両端部を切断する上，下刃物台２
３，２４，２５，２６ （４）切断後、切断クロップを処理するクロップ処理装
置３０ （５）先行鋼片の後端部垂直切断面に対して後続鋼片の
先端部垂直断面を押圧するための押圧装置３５ （６）切断，接合及びこれらに付随する動作をストリッ
プ進行に追従しながら行う台車２０ （７）この他上記作業を実施する上で必要な装置から構
成されるものである。

【００４１】以上のようにして接合した鋼片は巻取機の
前で切断する必要がある。この場合図２の如くピンチロ
ーラ６の出側にフライングシャ１４を設ければ仕上スタ
ンド出口には常に一定の張力がかけられ板の曲りや張力
変化による板幅変動も少なくなる。なお連続化により図
１に示す仕上スタンド間の作動ルーパ５は図２の如く固
定のテンションメータ１６に置きかえられ、設備費の低
減，保守性の向上が図れる。

【００４２】

【発明の効果】本発明によると、複数の熱間鋼片の端部
を連続的に接合して熱間圧延するに際して、先行及び後
行する熱間鋼片の端部の接合面にスケールが発生するこ
とを抑制して接合出来るため、熱間鋼片を短時間で確実
に接合することが可能となる。従って複数の熱間鋼片を
連続的に圧延する熱間圧延方法が実現出来るという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のホットストリップミルの配置を示す概略
図。

【図２】本発明を適用した連続圧延を可能としたホット
ストリップミルの配置を示す概略図。

【図３】本発明の一実施例である連続ストリップ接合装
置の全体図。

【図４】図３の平面図。

【図５】図４のＶ−Ｖ矢視図。

【図６】図３のストリップ接合装置における鋼片の切断
の実施例を示す説明図。

【符号の説明】

４…圧延機、８…先行鋼片、９…後続鋼片、２０…台
車、２１，２２…ストリップクランプ装置、２３，２４
…下刃物台、２５，２６…上刃物台、３０…クロップ処
理装置、３５…押圧装置、４１，４７…レール。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粗圧延機で圧延された後の、先行して走行
   する熱間鋼片の後端部と後行して走行する熱間鋼片の先
   端部とを近接した状態で夫々クランプする工程と、 これらクランプされた前記先行して走行する熱間鋼片の
   後端部と、前記後行して走行する熱間鋼片の先端部を２
   段重ねで剪断し、同時接合する工程と、 前記先行する熱間鋼片の後端部及び前記後行する熱間鋼
   片の先端部から切断された各切断片を該熱間鋼片の走路
   外に排除する工程と、 前記接合された熱間鋼片を仕上圧延機にて熱間圧延する
   工程と、 前記熱間圧延された熱間鋼片を巻取機により巻取る工程
   と、から構成され、 前記先行する熱間鋼片の後端部と後行する熱間鋼片の先
   端部とを２段重ねで剪断し、同時接合する工程を、該熱
   間鋼片の進行速度と略一致するように前記熱間鋼片の走
   行に追従させながら行うようにしたことを特徴とする鋼
   片の連続熱間圧延方法。