JPH08252606A - 圧接接合設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧延材を圧接接合する際の重ね合わせ面積を
少なくする。 【構成】 先行する圧延材１ａの後端及び後続する圧延
材１ｂの先端を切断する切断装置６と、この切断装置６
の下流に設けられ先行する圧延材１ａの後端部と後続す
る圧延材１ｂの先端部を重ね合わせ圧接する圧延材接合
装置１０とからなり、切断装置６は先行圧延材後端部、
後続圧延材先端部の少なくとも何れかを凹状円弧の形状
に切断し、圧延材接合装置１０は先行圧延材後端部と後
続圧延材先端部を板幅の両端から中央にゆくに従い重ね
合わせ長さが少なくなるようにして圧接するよう構成さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱間圧延設備におい
て、先行する圧延材の後端と後続する圧延材の先端とを
切断した後圧接接合する設備に係わり、特に圧接接合す
る圧延材の重ね合わせ面積を少なくした圧接接合設備に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の熱間圧延設備では加熱炉から供給
されるスラブを粗圧延機及び仕上圧延機で圧延し、所望
の板厚のストリップ材を得ている。しかしかかる方法で
はスラブ単位ごとに圧延作業が行われることになるの
で、連続して圧延作業を行うことが要望されていた。ま
たこのようにスラブ単位で圧延する場合、圧延材の端部
（前端部と後端部）に欠陥を生じ易く圧延材の歩留まり
を低下させ、かつ噛込みや尻抜け等のため圧延速度を高
速化しにくい問題点があった。このため粗圧延機で圧延
された圧延材の後端と次の圧延材の前端とを接合して仕
上圧延機に供給する接合装置が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】圧接接合する場合、先
行する圧延材の後端と後続する圧延材の先端とを重ね合
わせて圧縮するが、従来は図７に示すように直線に切断
した端部どうしを重ね合わせていた。重ね代として圧延
材の板幅の端部では板厚に応じて３０〜６０ｍｍは必要
となるが、中央部では少なくてよい。また、圧縮する際
使用するプレスの能力は重ね合わせ面積によってきま
る。このため重ね合わせ面積を少なくし、圧縮するプレ
スの能力を少なくするように重ね合わせることが要望さ
れていた。

【０００４】また、特開昭６２−２５２６０３号の「板
接合方法」には接合すべき板の端部相互間に、継手を打
ち込んで接合する技術が示されているが、圧延材の幅全
体にわたり十分な接合強度を確保するには多数の継手を
短時間で打ち込む必要があり、自動化（機械化）が困難
であり、かつ継手部を均一に圧延できない問題点があっ
た。また、特開昭６３−９３４０８号の「バー接合設
備」には、圧延材にループを形成して、後端と先端を圧
接する技術が示されているが、比較的厚いバー材をルー
プに形成するため、バー材に曲げ癖が付きやすくかつ十
分な接合時間を確保できず、また後端と先端を圧接して
も圧延材の幅全体にわたり十分な接合強度を確保できな
い問題点があった。更に、特公平５−１３９号の「帯板
の走間溶接装置」には、圧延材とともに走行しながら後
端と先端を溶接接合する装置が示されているが、幅広の
圧延材を溶接するには時間がかかるため設備全体が長く
なりやすく、かつ接合部に凸凹が生じやすく、接合部を
均一に圧延することが困難であると言う問題点があっ
た。また、上記の接合装置を既存のラインに追加する場
合、既存ラインの改造が大掛かりとなり、生産休止時間
も長くなるという問題が生じる。

【０００５】本発明は上述の要望および問題点に鑑みて
なされたもので、圧延材を圧接接合する際の重ね合わせ
面積を少なくする装置を備えた圧接接合設備を提供する
ことを目的とする。さらに、先行する圧延材の後端と後
続する圧延材の先端とを圧延材とともに走行しながら接
合することができ、短時間に圧延材の幅全体にわたり十
分な接合強度で接合することができ、接合部の凸凹が少
なく接合部をほぼ均一に加工できるようにすることを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、先行する圧延材の後端及び後続する圧延材の先端を
切断する切断装置と、該切断装置の下流に設けられ先行
する圧延材の後端部と後続する圧延材の先端部を重ね合
わせ圧接する圧延材接合装置とからなり、前記切断装置
は先行圧延材後端部、後続圧延材先端部の少なくとも何
れかを凹状円弧の形状に切断し、前記圧延材接合装置は
先行圧延材後端部と後続圧延材先端部を板幅の両端から
中央にゆくに従い重ね合わせ代が少なくなるようにして
圧接するようにする。

【０００７】また、前記切断装置は、外周に刃を有し互
いに噛み合う１対の回転ドラムよりなり、各回転ドラム
にはほぼ１８０度離れて刃が配置され各刃は両端を結ん
だ線が回転ドラムの回転軸に平行でかつ円弧状となって
おり、各回転ドラム上の２つの刃は回転軸に対して対称
としている。

【０００８】また、前記圧延材接合装置は、圧延方向に
走行する台車と、該台車上に取付けられ先行する圧延材
の後端部を水平に挟持して上下動可能な後端クランプ装
置と、前記台車上に取付けられ後続する圧延材の先端部
を水平に挟持する先端クランプ装置と、先行圧延材の後
端部下面と後続圧延材の先端部上面を切削加工する加工
装置と、該加工面を還元状態に保持する還元保持装置
と、先行圧延材と後続圧延材の加工面を重ね合わせてほ
ぼ同一厚さまで圧縮する圧接装置とを備え、前記圧接装
置は、先行圧延材後端部と後続圧延材先端部を板幅の両
端から中央にゆくに従い重ね合わせ代が少なくなるよう
にしている。

【０００９】

【作用】上記構成により、先行圧延材後端部、後続圧延
材先端部の少なくても一方は凹状円弧の形状となるので
圧延材接合装置で両者を重ね合わせた場合、板幅の両端
から中央にゆくに従い重ね合わせ代は少なくなる。圧延
材の端部がともに直線となっている従来のものに比べ重
ね合わせ面積は減り、これに応じて圧縮に使用する圧縮
装置の能力を減少させることができる。先行圧延材後端
部、後続圧延材先端部の両方を凹状円弧の形状とすれ
ば、重ね合わせ面積はさらに減り、これに応じて圧縮に
使用する圧縮装置の能力をさらに減少させることができ
る。

【００１０】切断装置の刃は円弧状になっており、先行
圧延材後端部、または後続圧延材先端部に応じてその回
転方向を考慮すれば、切断した端部の形状は凹状の円弧
となる。先行圧延材後端部を凹状の円弧に切断した後、
同じ回転方向で後続圧延材先端部を切断すると、同様に
凹状の円弧となる。これは２つの刃が回転軸に対して対
称に配置されているためである。

【００１１】圧延材接合装置は、後端クランプ装置と先
端クランプ装置により、先行圧延材と後続圧延材を挟持
したままで台車が圧延方向に走行するので、圧延材を連
続的に仕上圧延機に供給できる。また、加工装置により
接合面を切削加工し圧延装置により圧縮するが、これに
より切削加工と圧接を連続して行えるので短時間に圧接
でき高速圧接が可能となる。この際還元保持装置により
加工面を還元状態にして圧接するので十分な接合強度が
得られる。また、圧接装置は先行圧延材と後続圧延材の
加工面を重ね合わせてほぼ同一厚さまで圧縮するのでほ
ぼ均一な接合部が得られる。また、圧延の際先行圧延材
後端部と後続圧延材先端部を板幅の両端から中央にゆく
に従い重ね合わせ長さが少なくなるようにしているの
で、重ね合わせ面積が少なくなり圧縮力を少なくするこ
とができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。なお各図において同一の符号は同一の意味
を表す。図１は熱間圧延設備における本実施例の配置を
示す図である。加熱炉５から送出されたスラブは粗圧延
機列Ｒで圧延され、この圧延材１は本実施例の切断装置
６で先端部、及び後端部を凹状円弧状に切断される。本
実施例の圧延材接合装置１０は走行しながら先行する圧
延材１ａの後端部と、後続する圧延材１ｂの先端部を重
ね合わせ圧縮して圧接接合する。接合された圧延材１は
仕上圧延機列Ｆで仕上圧延され所望の板厚となりダウン
コイラＤＣに巻き取られる。なおダウンコイラＤＣに巻
き取られる圧延材１の量は一定であるので、その量に対
応する圧延材１の切断位置では圧延材接合装置１０は接
合を行わない。

【００１３】図２は切断装置６の構成を示し、（Ａ）は
断面図、（Ｂ）は回転ドラムの展開図である。切断装置
６は圧延材１を挟んで配置される１対の回転ドラム６ａ
と、回転ドラム６ａの表面にほぼ１８０度離れ両端を結
ぶ線が回転軸７に平行で、回転軸７に対して対称となる
ように配置されている円弧状の刃６ｂ、６ｃとを備えて
いる。回転ドラム６ａには逃げ面６ｄが設けられ、圧延
材１を通過できるようになっている。

【００１４】図３は切断装置６によって先行圧延材１ａ
の後端を切断する説明図で、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は
圧延材１の平面図である。先行圧延材１ａの後端が回転
ドラム６ａから出てゆく際に回転し、（Ｂ）の破線で示
すように凹状円弧形に端部を切断する。直線の矢印は圧
延材１の走行方向を示す。

【００１５】図４は切断装置６によって後続圧延材１ｂ
の先端を切断する説明図で、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は
圧延材１の平面図である。後続圧延材１ｂの先端が回転
ドラム６ａに入ってくる際に回転し、（Ｂ）の破線で示
すように凹状円弧形に端部を切断する。直線の矢印は圧
延材１の走行方向を示す。

【００１６】図５は圧延材接合装置の構成を示す側面図
である。図５において、圧延材接合装置１０は、圧延方
向に走行する台車１２と、台車１２上に取付けられ先行
する圧延材１ａの後端部を水平に挟持して上下動可能な
後端クランプ装置１４と、台車１２上に取付けられ後続
する圧延材１ｂの先端を水平に挟持する先端クランプ装
置１６と、先行圧延材１ａの後端部下面と後続圧延材１
ｂの先端部上面を切削加工する加工装置１８と、加工面
を還元状態に保持する還元保持装置２０と、先行圧延材
１ａと後続圧延材１ｂの加工面を重合わせて圧延材１
ａ、１ｂとほぼ同じ厚さまで圧縮して接合する圧接装置
２２とを備えている。

【００１７】後端クランプ装置１４は、先行圧延材１ａ
の後端部を水平に支持する複数のローラ１５ａと、ロー
ラ１５ａとの間に先行圧延材１ａの後端部を挟持し上下
動するクランプ１５ｂと、先行圧延材１ａの後端下面を
後述するカッター１９ａの上面に接触させる加工高さＨ
と、先行圧延材１ａの後端部を後続圧延材１ｂの先端部
とほぼ同一高さに保持する圧接高さＬとの間を、ローラ
１５ａ及びクランプ１５ｂを上下動させるる昇降シリン
ダ１５ｃとからなる。かかる構成により、ローラ１５ａ
により先行圧延材１ａの後端部を水平に支持したまま、
クランプ１５ｂにより先行圧延材１ａの後端を挟持でき
る。また、昇降シリンダ１５ｃによりローラ１５ａ及び
クランプ１５ｂを加工高さＨに保持して、単一のカッタ
ー１９ａで先行圧延材１ａの後端部下面と後続圧延材１
ｂの先端部上面を切削加工することができ、さらに圧接
高さＬに保持して先行圧延材１ａと後続圧延材１ｂの加
工面を重合わせ、圧接装置２２により圧縮して接合する
ことができる。

【００１８】先端クランプ装置１６は、後続圧延材１ｂ
の先端部を水平に支持するローラ１７ａと、ローラ１７
ａとの間に後続圧延材１ｂの先端部を挟持するクランプ
１７ｂとからなる。この構成により、ローラ１７ａによ
り後続圧延材１ｂを水平に保持したまま、クランプ１７
ｂにより後続圧延材１ｂの先端部を挟持することができ
る。

【００１９】加工装置１８は、圧延材１ａ、１ｂの幅方
向の軸心を中心に回転する円筒形のカッター１９ａと、
カッター１９ａを斜め方向に揺動させる揺動装置１９ｂ
と、カッター１９ａを圧延方向に前後進させる往復動装
置１９ｃとからなる。カッター１９ａは揺動装置１９ｂ
のアーム先端に取付けられ、図示しない回転駆動装置に
より回転する。カッター１９ａは揺動装置１９ｂと往復
動装置１９ｃにより図５で太い方の線で示す加工位置で
先行圧延材１ａの後端部下面と後続圧延材１ｂの先端部
上面を切削加工し、加工後細い方の線で示す位置に退避
する。

【００２０】圧接装置２２では、先行圧延材１ａの後端
部上面に接する下面を有する上型２３ａと、後続圧延材
１ｂの先端部下面に接する上面を有する下型２３ｂと、
上型２３ａ及び下型２３ｂを挟持して圧縮するプレス装
置２３ｃとからなる。下型２３ｂは台車１２に固定され
ている。また、上型２３ａはプレス装置２３ｃのラム２
３ｅの下面に取付けられ、ラム２３ｅとともに昇降す
る。かかる構成により、加工装置１８による加工中に、
先行圧延材１ａの後端部と後続圧延材１ｂの先端部を、
上型２３ａ及び下型２３ｂで支持することができ、かつ
プレス装置２３ｃによりラム２３ｅを降下させることに
より、先行圧延材１ａと後続圧延材１ｂの加工面を重ね
合わせ圧縮し、圧延材１ａ、１ｂとほぼ同一の厚さにす
ることができる。

【００２１】図６は接合部における先行圧延材１ａと後
続圧延材１ｂの重ね合わせの状態を示す図である。
（Ａ）は先行圧延材１ａの後端を凹状円弧形にし、後続
圧延材１ｂは直線としたものである。（Ｂ）は後続圧延
材１ｂの先端を凹状円弧形にし、先端圧延材１ａは直線
としたものである。（Ｃ）は先行圧延材１ａと後続圧延
材１ｂの端部をともに凹状円弧形にしたものである。矢
印方向は圧延材１の走行方向を示す。ｍは板幅端におけ
る重ね代で、板厚により３０〜６０ｍｍであり、ｎは板
幅中央における重ね代で１０ｍｍ程度である。この程度
の重ね代とすることにより母材と同等の接合強度を得る
ことが出来る。重ね合わせ面積は（Ｃ）の場合が最も少
なくなり、これに応じてプレス装置２３ｃの容量も最も
少なくてよい。図２〜４で示した切断装置６を用いると
（Ｃ）の重ね合わせを実現できる。

【００２２】還元保持装置２０は、コークス炉ガス、Ｌ
ＰＧ、ＬＮＧ等の可燃性ガスを完全燃焼させる量よりも
少ない酸素で燃焼させて還元炎を生成し、加工面に吹き
付けて酸化を防ぐ還元炎バーナ２０ａ、２０ｂよりな
り、還元炎バーナ２０ａはローラ１５ａのフレームに、
還元炎バーナ２０ｂは固定スタンド２１を介して台車１
２に取付けられ、先行圧延材１ａと後続圧延材１ｂの加
工面に向けて還元ガスを吹きつけ、切削面を常に還元状
態に保持している。図５において台車１２は、複数の車
輪１３を有し、圧延方向に延びたレール３上を走行す
る。圧接時は矢印で示すように図面上で左側に走行す
る。Ｂは圧延装置の圧延高さであり、複数のローラ４が
圧延材１を圧延高さＢで支持し圧延方向に移動させる。
レール３はローラ４を跨ぐ位置に配置され、圧接高さＬ
を圧延高さＢより高くして、レール３より高い位置で台
車１２が走行できるようにしている。圧延材１ａ、１ｂ
を圧延装置の圧延高さＢから先端クランプ装置１６に案
内し、かつ後端クランプ装置１４から圧延高さＢに案内
する上下に揺動可能な傾斜ガイド２４、２５が設けられ
ている。これにより既存の圧延装置をそのまま稼働させ
ることができる。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は先行圧延材の後端と後続圧延材の先端の少なくとも一
方を凹状円弧形として重ね合わせることにより、重ね合
わせ面積を少なくし、圧接に用いるプレス装置の能力を
少なくてすむようにしている。両圧延材の端部を凹状円
弧形とすることにより、重ね合わせ面積を少なくし、圧
接に用いるプレス装置の能力を少なくすることができ
る。プレス能力を少なくすることにより、プレス装置及
びこの関連装置のコンパクト化が可能となり、設備費の
節約ができる。さらに、本発明の圧接接合設備は既存の
設備に台車を走行させる設備を設ければよいので、既存
設備への影響が少なく、既存ラインを停止することな
く、設置が可能となる。また、圧接面の加工と圧縮を連
続して行うことによる高速圧接、加工面を還元状態して
圧接することによる十分な接合強度、および重ね合わせ
面を圧延材とほぼ同一厚さまで圧縮しほぼ均一な厚みと
することによる安定した接合強度を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】熱間圧延設備における本発明の実施例と他の装
置との関係を示す図である。

【図２】（Ａ）は切断装置の断面図、（Ｂ）は回転ドラ
ムの展開図である。

【図３】（Ａ）は切断装置の断面図、（Ｂ）は先行圧延
材後端の切断形状を示す図である。

【図４】（Ａ）は切断装置の断面図、（Ｂ）は後続圧延
材後端の切断形状を示す図である。

【図５】圧延材接合装置の断面図である。

【図６】重ね合わせ部の形状を示す図である。

【図７】従来の重ね合わせ部の形状を示す図である。

【符号の説明】

１ 圧延材 １ａ 先行圧延材 １ｂ 後続圧延材 ３ レール ４ ローラ ５ 加熱炉 ６ 切断装置 ６ａ回転ドラム ６ｂ、６ｃ 刃 ７ 回転軸 １０ 圧延材接合装置 １２ 台車 １３ 車輪 １４ 後端クランプ装置 １６ 先端クランプ装置 １８ 加工装置 ２０ 還元保持装置 ２０ａ、２０ｂ 還元炎バーナ ２１ 固定スタンド ２２ 圧接装置 ２３ａ 上型 ２３ｂ 下型 ２３ｃ プレス装置 ２３ｅ ラム ２４、２５ 傾斜ガイド Ｈ 加工高さ Ｌ 圧接高さ Ｂ 圧延高さ Ｒ 粗圧延機列 Ｆ 仕上圧延機列 ＤＣ ダウンコイラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩波 紀夫 神奈川県横浜市磯子区新中原１番地 石川 島播磨重工業株式会社横浜エンジニアリン グセンター内 (72)発明者 沖 正海 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 坂本 浩一 茨城県鹿島郡鹿島町大字光３番地 住友金 属工業株式会社鹿島製鉄所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先行する圧延材の後端及び後続する圧延
   材の先端を切断する切断装置と、該切断装置の下流に設
   けられ先行する圧延材の後端部と後続する圧延材の先端
   部を重ね合わせ圧接する圧延材接合装置とからなり、 前記切断装置は先行圧延材後端部、後続圧延材先端部の
   少なくとも何れかを凹状円弧の形状に切断し、 前記圧延材接合装置は先行圧延材後端部と後続圧延材先
   端部を板幅の両端から中央にゆくに従い重ね合わせ代が
   少なくなるようにして圧接することを特徴とする圧接接
   合設備。
2. 【請求項２】 前記切断装置は、外周に刃を有し互いに
   噛み合う１対の回転ドラムよりなり、各回転ドラムには
   ほぼ１８０度離れて刃が配置され各刃は両端を結んだ線
   が回転ドラムの回転軸に平行でかつ円弧状となってお
   り、各回転ドラム上の２つの刃は回転軸に対して対称と
   なっていることを特徴とする請求項１記載の圧接接合設
   備。
3. 【請求項３】 前記圧延材接合装置は、圧延方向に走行
   する台車と、該台車上に取付けられ先行する圧延材の後
   端部を水平に挟持して上下動可能な後端クランプ装置
   と、前記台車上に取付けられ後続する圧延材の先端部を
   水平に挟持する先端クランプ装置と、先行圧延材の後端
   部下面と後続圧延材の先端部上面を切削加工する加工装
   置と、該加工面を還元状態に保持する還元保持装置と、
   先行圧延材と後続圧延材の加工面を重ね合わせてほぼ同
   一厚さまで圧縮する圧接装置とを備え、 前記圧接装置は、先行圧延材後端部と後続圧延材先端部
   を板幅の両端から中央にゆくに従い重ね合わせ代が少な
   くなるようにして圧接することを特徴とする請求項１記
   載の圧接接合設備。