JPH08252609A - 圧延材接合方法及び装置 - Google Patents
圧延材接合方法及び装置Info
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- JPH08252609A JPH08252609A JP7055488A JP5548895A JPH08252609A JP H08252609 A JPH08252609 A JP H08252609A JP 7055488 A JP7055488 A JP 7055488A JP 5548895 A JP5548895 A JP 5548895A JP H08252609 A JPH08252609 A JP H08252609A
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- B21B—ROLLING OF METAL
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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Abstract
ケールの除去によって発生する切り粉が接合面に残らな
いようにする。 【構成】 圧延材と同速度で走行しながら先行圧延材の
後端部と後続圧延材の先端部とを圧延方向に重ね合わ
せ、上下方向に圧延材板幅方向に回転軸を有する円筒形
カッターの直径より多少大きく間隔を開き、後続圧延材
の先端部上面の重ね合わせ範囲を圧延方向に前記円筒形
カッターで切削加工してゆくとともに該加工面に後続圧
延材上面側から圧延方向へ還元炎を吹きつけ、加工後先
行圧延材後端部下面の重ね合わせ範囲を圧延方向と反対
方向へ切削加工してゆき、この加工とともにこの加工面
を先行圧延材下面側から圧延方向と反対方向へ還元炎を
吹きつけ、加工後両加工面を接合するまで両加工面に還
元炎を吹きつけてゆき圧接接合する。
Description
て、先行する圧延材の後端と後続する圧延材の先端とを
圧接接合する方法及び装置に係わり、特に圧接接合部の
スケールを除去する圧延材接合方法及び装置に関する。
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、作業が断続的と
なるので、連続した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。
03号の「板接合方法」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ものであるが、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」は、圧延材にループを形成して、後端と先端を圧
接するものであるが、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」は、圧延材とともに走行しながら後端と先端を
溶接接合する装置であるが、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
合部に凹凸が生じやすく、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。
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
せて圧接接合する。しかし、先行圧延材と後続圧延材の
重ね合わせ面にはスケールがあるため、これをカッター
などにより除去するが、圧接するまでの間に再び酸化さ
れることが多く、接合強度が低下する恐れがあった。ま
た、カッターの切り粉が残留し接合面に残る場合があっ
た。
ために創案されたものである。すなわち本発明の目的
は、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、接合部の凹凸が少なく接合部をほぼ均一に
加工できるようにする。さらに圧接接合する面にスケー
ルが存在しないようにすることを目的とする。また、ス
ケールの除去によって発生する切り粉が接合面に残らな
いようにすることを目的とする。
め、請求項1の発明では、圧延材と同速度で走行しなが
ら先行圧延材の後端部と後続圧延材の先端部とを重ね合
わせ、上下方向に圧延材板幅方向に回転軸を有する円筒
形カッターの直径より多少大きく間隔を開き、後続圧延
材の先端部上面の重ね合わせ範囲を圧延方向に前記円筒
形カッターで切削加工してゆくとともに該加工面に後続
圧延材上面側から圧延方向へ還元炎を吹きつけ、加工後
先行圧延材後端部下面の重ね合わせ範囲を圧延方向と反
対方向へ切削加工してゆき、この加工とともにこの加工
面を先行圧延材下面側から圧延方向と反対方向へ還元炎
を吹きつけ、切削加工後両加工面を接合するまで両加工
面に還元炎を吹きつけてゆき圧接接合する。
行しながら先行圧延材の後端部と後続圧延材の先端部と
を重ね合わせ、上下方向に圧延材板幅方向に回転軸を有
する円筒形カッターの直径より多少大きく間隔を開き、
先行圧延材の後端部下面の重ね合わせ範囲を圧延方向と
反対方向に前記円筒形カッターで切削加工してゆくとと
もに該加工面に先行圧延材下面側から圧延方向と反対方
向へ還元炎を吹きつけ、加工後後続圧延材先端部上面の
重ね合わせ範囲を圧延方向へ切削加工してゆき、この加
工とともにこの加工面を後続圧延材上面側から圧延方向
へ還元炎を吹きつけ、切削加工後両加工面を接合するま
で両加工面に還元炎を吹きつけてゆき圧接接合する。
は圧延方向で下方傾斜した傾斜面に平行に移動しながら
加工する。
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、前記加工装置は、圧
延材の板幅方向の回転軸を中心に回転する円筒形カッタ
ーと、該円筒形カッターを圧延材の板幅方向の回転軸を
中心に揺動させる揺動装置と、該揺動装置を圧延方向に
往復動させる往復動装置とからなり、前記還元保持装置
は、後端クランプ装置が先行圧延材を挟持して円筒形カ
ッターで切削加工する加工面を先行圧延材の下側から圧
延方向と反対側へ還元炎を吹きつけ後端クランプ装置に
取付けられた還元炎バーナと、先端クランプ装置が後続
圧延材を挟持して円筒形カッターで加工する加工面を後
続圧延材の上側から圧延方向へ還元炎を吹きつけ台車に
取付けられた還元炎バーナとを備える。
動装置は圧延方向で下方傾斜した傾斜面上を往復動する
ようになっている。
を加工するときは圧延方向に加工し、還元炎は後続圧延
材の上側から圧延方向に加工面に吹きつけるので、切削
加工中は円筒形カッターの後ろから吹きつけ加工面を還
元状態とするとともに切り粉を吹き飛ばすことができ
る。また、先行圧延材下面を切削加工しているときは円
筒形カッターと後続圧延材の加工面との間に間隙ができ
るので還元炎はこの間隙を通って加工面を十分に覆うこ
とができる。先行圧延材下面を加工中は円筒形カッター
は圧延方向と反対方向へ進み、還元炎も先行圧延材下面
側から圧延方向と反対方向へと加工面に向けて吹きつけ
られるので、円筒形カッターの後ろから吹きつけること
になり加工面を還元状態とするとともに切り粉を吹き飛
ばすことができる。両加工面の加工が終了すると両面を
接合してゆくが、このときも還元炎を両面に吹きつけて
いるので接合面は酸化されることなく接合され、十分な
強度を有することができる。また、円筒形カッターによ
る切り粉も還元炎により除去されている。
順序を逆にしたもので、まず先行圧延材1後端下面の切
削加工をし、次に、後続圧延材2上面の切削加工をす
る。加工、還元炎の吹きつけは請求項1の発明と同様で
あり、接合面は安定した十分な強度が得られる。また、
円筒形カッターによる切り粉も還元炎により除去され
る。
延方向で下方傾斜した傾斜面に平行に移動しながら加工
するので、各接合面は斜めとなり加工面と非加工面との
間に段差が付かないので良好な接合ができる。また、斜
めのほうが還元炎を吹きつけ易くなる。
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
えるため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。な
お、加工装置は、圧延材の板幅方向の回転軸を中心に回
転する円筒形カッターと、この円筒形カッターを圧延材
の板幅方向の回転軸を中心に揺動させる揺動装置と、こ
の揺動装置を圧延方向に往復動させる往復動装置とから
なるので、円筒形カッターは上下方向、圧延方向とその
反対方向へ移動できる。また、還元保持装置は、先行圧
延材の加工面を先行圧延材の下側から圧延方向と反対側
へ還元炎を吹きつける後端クランプ装置に取付けられた
還元炎バーナを有しているので、加工中は円筒形カッタ
ーの後ろから還元炎を吹きつけ、加工面を還元するとと
もに切り粉を吹き飛ばし、接合するときは後端クランプ
装置により先行圧延材とともに降下するので、連続して
還元炎を加工面に吹きつけることができる。また、後続
圧延材の加工面を後続圧延材の上側から圧延方向へ還元
炎を吹きつける台車に取付けられた還元炎バーナを有し
ているので、加工中は円筒形カッターの後ろから還元炎
を吹きつけ、加工面を還元するとともに切り粉を吹き飛
ばし、先行圧延材を加工中には円筒形カッターと加工面
の間隙を通して加工面に還元炎を吹きつけることがで
き、先行圧延材が接合のため接近してくるときも加工面
に還元炎を吹きつけることができる。これにより、加工
開始から接合まで接合面に還元炎を吹きつけることがで
き、円筒形カッターの切り粉も吹き飛ばすことができ
る。
置は圧延方向で下方傾斜した傾斜面上を往復動するよう
になっているので、各接合面は斜めとなり加工面と非加
工面との間に段差が付かないので良好な接合ができる。
また、斜めのほうが還元炎を吹きつけ易くなる。
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は圧延材接合装置の構成を示す側面図であ
る。図2は加工装置、還元保持装置を中心にした詳細図
である。図1において、圧延材接合装置10は、圧延方
向(図1において右側より左側に向いた矢印方向)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1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2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1の後端部下面と後続圧延材2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1と後続圧延材
2の加工面を重ね合わせて圧延材1、2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。
先行圧延材1の後端部を水平に支持する複数のローラ1
5aと、ローラ15aとの間に先行圧延材1の後端部を
挟持し上下動するクランプ15bと、先行圧延材1の後
端下面を後述する円筒形カッター19aの上面に接触さ
せる加工高さHと、先行圧延材1の後端部を後続圧延材
2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1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1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、円筒形カッ
ター19aで先行圧延材1の後端部下面を切削加工する
ことができ、さらに圧接高さLに保持して先行圧延材1
と後続圧延材2の加工面を重ね合わせ、圧接装置22に
より圧縮して接合することができる。
先端部を水平に支持するローラ17aと、ローラ17a
との間に後続圧延材2の先端部を挟持するクランプ17
bとからなる。この構成により、ローラ17aにより後
続圧延材2を水平に保持したまま、クランプ17bによ
り後続圧延材2の先端部を挟持することができる。
軸心Zを中心に回転する円筒形カッター19aと、円筒
形カッター19aを一端で回転自在に支持し他端を中心
に揺動するアーム19bと、アーム19bを斜め方向に
揺動させる揺動装置19cと、揺動装置19cを圧延方
向に前後進させる往復動装置19dと、揺動装置19c
と往復動装置19dを圧延方向に下方傾斜した傾斜面で
支持し台車12に固定された傾斜台19eとからなる。
円筒形カッター19aはアーム19b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。円筒形カ
ッター19aは揺動装置19cと往復動装置19dによ
り図1、図2上で太い方の線で示す加工位置で先行圧延
材1の後端部下面と後続圧延材2の先端部上面をそれぞ
れ別々に切削加工し、加工後細い方の線で示す位置に退
避する。
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1と後続圧延材2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。なお、還元炎バーナ20a、20bは圧
延材1、2の板幅方向に複数個設けられ、加工面を還元
炎で覆うように配置されている。
上面に接する下面を有する上型23aと、後続圧延材2
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2
3c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23e
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1の後端部と後続圧延材2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1と後続圧延材2の加工面を重ね合わせて圧縮
し、圧延材1、2とほぼ同一の厚さにすることができ
る。
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1、2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。
第1動作における円筒形カッター19aの接合面の加工
と還元炎バーナ20a、20bによる加工面への還元炎
の吹きつけ状態を示す。なお図面右側より左側への矢印
は圧延方向を示す。後端クランプ装置14と、先端クラ
ンプ装置16により先行圧延材1と後続圧延材2はラッ
プし、上下方向に円筒形カッター19aの直径より多少
大きめに間隔を開けて固定される。ラップ代は圧延材
1、2の板厚により50〜100mm程度とする。円筒
形カッター19aはアーム19bの回動によりで示す
軌跡で移動し、次に往復動装置19dを作動させ傾斜台
19eの傾斜面に沿ってで示す軌跡で移動し、後続圧
延材2の先端部上面の加工面2aを斜めに加工してゆ
く。加工と同時に還元炎バーナ20bより還元炎を加工
面2aに吹きつけ、スケールを除去し酸化を防ぎ、加工
により発生した切り粉を吹き飛ばす。後続圧延材2の先
端部上面の加工面2aの加工が終わるとアーム19bを
回動してで示す軌跡により円筒形カッター19aを上
昇し往復動装置19dによりで示す軌跡に入り、先行
圧延材1後端部下面の加工面1aの加工をする。円筒形
カッター19aの上昇により後続圧延材2の先端部上面
の加工面2aと円筒形カッター19aとの間隔が開くの
で還元炎バーナ20bにより加工面2aへ還元炎を十分
吹きつけることができる。
加工開始とともに還元炎バーナ20aで加工面1aに還
元炎を吹きつけ、スケールを除去し酸化を防ぎ、加工に
より発生した切り粉を吹き飛ばす。加工が終わると、円
筒形カッター19aは図2で細線で示す位置に退避す
る。
高さLまで先行圧延材1を降下させる。このとき還元炎
バーナ20aはローラ15aとともに降下するので、降
下中も先行圧延材1の加工面1aに後続圧延材2の加工
面2aが接着するまで還元炎を吹きつけることができ
る。還元炎バーナ20bは後続圧延材2の加工開始と同
時に加工面2aに還元炎を吹きつけ開始してから加工面
2aに加工面1aが接着するまで還元炎を吹きつける。
次に圧接装置22のプレス装置23cが動作し、ラム2
3eを降下させて圧接作業に入る。これにより接合面は
酸化膜の無い状態で接合され、十分でかつ安定した強度
が得られる。また、加工のさい発生する切り粉などの異
物が接合面に混入するのも防止される。
第2動作における円筒形カッター19aの接合面の加工
と還元炎バーナ20a、20bによる加工面への還元炎
の吹きつけ状態を示す。なお図面右側より左側への矢印
は圧延方向を示す。本実施例は先行圧延材1の加工をし
た後、後続圧延材2の加工をする。円筒形カッター19
aはアーム19bの回動によりで示す軌跡で移動し、
次に往復動装置19dを作動させ傾斜台19eの傾斜面
に沿ってで示す軌跡で移動し、上昇した後、往復動装
置19dを作動させ傾斜台19eの傾斜面に沿ってで
示す軌跡で移動し、先行圧延材1の後端部下面の加工面
1aを斜めに加工してゆく。加工と同時に還元炎バーナ
20aより還元炎を加工面1aに吹きつけ、スケールを
除去し酸化を防ぎ、加工により発生した切り粉を吹き飛
ばす。先端圧延材1の後端部下面の加工面1aの加工が
終わるとアーム19bを回動して円筒形カッター19a
を降下し往復動装置19dによりで示す軌跡に入り、
後続圧延材2先端部上面の加工面2aの加工をする。円
筒形カッター19aの降下により先行圧延材1の後端部
下面の加工面1aと円筒形カッター19aとの間隔が開
くので還元炎バーナ20aにより加工面1aへ還元炎を
十分吹きつけることができる。
加工開始とともに還元炎バーナ20bで加工面2aに還
元炎を吹きつけ、スケールを除去し酸化を防ぎ、加工に
より発生した切り粉を吹き飛ばす。加工が終わると、円
筒形カッター19aは図2で細線で示す位置に退避す
る。これ以降の圧接動作は第1動作と同じである。
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、本発明の設備の設置が可能となる。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。さらにカッターが加工しながら進
行する後方から還元炎を加工面に向けて吹きつけること
により加工面の酸化を防止し、加工により発生する切り
粉を除去し酸化膜や異物の混入しない接合面を実現でき
る。また、一方の加工面を加工中他の加工面とカッター
との間隔が生じ、この間隙より還元炎を加工面に吹きつ
けられるので加工後の酸化防止も十分にできる。
ある。
る。
る。
Claims (5)
- 【請求項1】 圧延材と同速度で走行しながら先行圧延
材の後端部と後続圧延材の先端部とを重ね合わせ、上下
方向に圧延材板幅方向に回転軸を有する円筒形カッター
の直径より多少大きく間隔を開き、後続圧延材の先端部
上面の重ね合わせ範囲を圧延方向に前記円筒形カッター
で切削加工してゆくとともに該加工面に後続圧延材上面
側から圧延方向へ還元炎を吹きつけ、加工後先行圧延材
後端部下面の重ね合わせ範囲を圧延方向と反対方向へ切
削加工してゆき、この加工とともにこの加工面を先行圧
延材下面側から圧延方向と反対方向へ還元炎を吹きつ
け、切削加工後両加工面を接合するまで両加工面に還元
炎を吹きつけてゆき圧接接合することを特徴とする圧接
材接合方法。 - 【請求項2】 圧延材と同速度で走行しながら先行圧延
材の後端部と後続圧延材の先端部とを重ね合わせ、上下
方向に圧延材板幅方向に回転軸を有する円筒形カッター
の直径より多少大きく間隔を開き、先行圧延材の後端部
下面の重ね合わせ範囲を圧延方向と反対方向に前記円筒
形カッターで切削加工してゆくとともに該加工面に先行
圧延材下面側から圧延方向と反対方向へ還元炎を吹きつ
け、加工後後続圧延材先端部上面の重ね合わせ範囲を圧
延方向へ切削加工してゆき、この加工とともにこの加工
面を後続圧延材上面側から圧延方向へ還元炎を吹きつ
け、切削加工後両加工面を接合するまで両加工面に還元
炎を吹きつけてゆき圧接接合することを特徴とする圧接
材接合方法。 - 【請求項3】 前記円筒形カッターは圧延方向で下方傾
斜した傾斜面に平行に移動しながら加工することを特徴
とする請求項1または2記載の圧接材接合方法。 - 【請求項4】 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、 前記加工装置は、圧延材の板幅方向の回転軸を中心に回
転する円筒形カッターと、該円筒形カッターを圧延材の
板幅方向の回転軸を中心に揺動させる揺動装置と、該揺
動装置を圧延方向に往復動させる往復動装置とからな
り、 前記還元保持装置は、後端クランプ装置が先行圧延材を
挟持して円筒形カッターで切削加工する加工面を先行圧
延材の下側から圧延方向と反対側へ還元炎を吹きつけ後
端クランプ装置に取付けられた還元炎バーナと、先端ク
ランプ装置が後続圧延材を挟持して円筒形カッターで加
工する加工面を後続圧延材の上側から圧延方向へ還元炎
を吹きつけ台車に取付けられた還元炎バーナとを備える
ことを特徴とする圧延材接合装置。 - 【請求項5】 前記加工装置の往復動装置は圧延方向で
下方傾斜した傾斜面上を往復動するようになっているこ
とを特徴とする請求項4記載の圧延材接合装置。
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