JPH08252678A - 圧延材接合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 接合部端面のスケールも除去し十分な接合強
度をうる。 【構成】 圧延方向に走行する台車１２と、台車上に取
り付けられ先行する圧延材１の後端部を水平に挟持し上
下動可能な後端クランプ装置１４と、台車上に取り付け
られ後続する圧延材２の先端部を水平に挟持する先端ク
ランプ装置１６と、先行圧延材１の後端部下面及び端面
と後続圧延材２の先端部上面及び端面を切削加工する加
工装置１８と、加工面に還元炎を吹き付け還元状態を保
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ほぼ同一厚さまで圧縮する圧
接装置２２とを備える。

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、先行する圧延材と後続する圧延材の先端を圧接接合
する設備に係わり、特に圧接面とその端面のスケールを
除去する加工装置を備えた圧延材接合装置に関する。

【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。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】特開昭６２−２５２６
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
が困難であるという問題点があった。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。

【０００４】重ね合わせ圧接接合する場合、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
縮接合するが、圧延材の表面は酸化膜で覆われている。
このため接合面の酸化膜を除去した後、圧接する。機械
的にカッターなどで酸化膜を除去する場合、接合面を切
削する。図６は従来行われている加工方法と接合結果を
示すもので、（Ａ）は加工面を示し、（Ｂ）は接合不良
を示す。加工面は（Ａ）の斜線で示す直接接合する面、
つまり先行圧延材端部下面１ａと、後続圧延材端部上面
２ａとしている。このように加工した面を圧接すると、
（Ｂ）に示すように接合不良部Ｐを生じることがある。
これは先行圧延材端面１ｂ、後続圧延材端面２ｂに付着
しているスケールが接合部分に回り込みスケールが接合
面に侵入したために発生したもので、接合強度が低下す
ると共に形状不良となる。

【０００５】本発明は上述した種々の問題点を解決する
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、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。特に圧延材端面のスケールを除去し安定
した接合強度を得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、請求項１の発明では、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及び端面と
後続圧延材の先端部上面及び端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たものである。

【０００７】請求項２の発明では、前記加工装置は、圧
延材端部下面又は上面を加工する円筒刃とこれに鍔状に
取付けられ圧延材端面を加工する鍔状刃とからなるカッ
ターと、該カッターを回転駆動する回転駆動装置と、該
回転駆動装置を圧延材板幅方向に案内する案内部と、該
案内部を圧延方向に摺動可能に支持し圧延方向に往復動
させる縦往復動装置と、該案内部を上下方向に移動可能
に支持し上下方向に移動させる上下動装置と、前記案内
部を圧延材板幅方向に往復動させる横往復動装置とから
なる装置が、先行圧延材後端部加工用及び後続圧延材先
端部加工用にそれぞれ設けられたものである。

【０００８】

【作用】請求項１の発明では、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
るため短時間に圧接できる。また切削加工は接合面のみ
ならず端面も行うため、端面が接合面に回り込んでも接
合不良は発生せず安定した強度が得られる。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。

【０００９】請求項２の発明では、先行圧延材の後端部
下面及び端面、後続圧延材の先端部上面及び端面はそれ
ぞれのカッターによって加工される。カッターは回転駆
動装置により回転され、横往復動装置により圧延材の板
幅に沿って案内部を移動して、全板幅にわたり加工す
る。縦往復動装置により案内部を圧延方向に加工量に応
じて移動し圧延材端面と鍔状刃との関係を調節する。ま
た、上下動装置により案内部を上下方向に加工量に応じ
て移動し円筒刃と後続圧延材の先端上面との関係を調整
するとともに、円筒刃と先行圧延材の後端下面との関係
を調整をする。

【００１０】

【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
を有する。図１は圧延材接合装置の構成を示す縦断面図
である。図２は加工装置を中心とした詳細図、図３は図
１のＸ−Ｘ矢視図である。図４は図３のＹ−Ｙ矢視図で
ある。図１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の後端部下面及び端面と後続圧延材２
の先端部上面及び端面を加工する加工装置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の後端部下面と後続圧延材２の先端部上面の加工面
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。

【００１１】後端クランプ装置１４は、先行圧延材１の
後端部を水平に支持する複数のローラ部１５ａと、ロー
ラ部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の後端下面及び
端面を後述するカッター３０ａ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、ローラ部１
５ａ及びクランプ１５ｂを上下動させる昇降シリンダ１
５ｃとからなる。かかる構成により、ローラ部１５ａに
より先行圧延材１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によりローラ部１５ａ及びクラ
ンプ１５ｂを加工高さＨに調整し保持して、カッター３
０で先行圧延材１の後端部下面と端面を切削加工するこ
とができる。さらに圧接高さＬに保持して先行圧延材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。

【００１２】先端クランプ装置１６は、後続圧延材２の
先端部を水平に支持するローラ部１７ａと、ローラ部１
７ａとの間に後続圧延材２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、ローラ部１７ａに
より後続圧延材２を水平に保持したまま、クランプ１７
ｂにより後続圧延材２の先端部を挟持することができ
る。

【００１３】加工装置１８は、先行圧延材１の後端部、
後続圧延材２の先端部を加工するカッター３０をそれぞ
れ設け、圧延板幅方向に移動しながら接合面及び端面を
切削加工する。還元保持装置２０は、コークス炉ガス、
ＬＰＧ、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。

【００１４】圧接装置２２では、先行圧延材１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、プレス装置２３ｃのラム２３ｅの荷重を上型２
３ａに均一に分散させるフレーム２３ｄとからなる。下
型２３ｂは台車１２に固定されている受けビーム２６に
取付けられている。また、上型２３ａはプレス装置２３
ｃのラム２３ｅの下面に取付けられたフレーム２３ｄに
取付けられ、フレーム２３ｄとともに昇降する。かかる
構成により、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の後端部下面と後続圧
延材２の先端部上面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。

【００１５】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、２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。

【００１６】次に、図２〜図４を参照して加工装置１８
とその周囲の装置を説明する。カッター３０は圧延方向
に回転軸を有する円筒刃３０ａとこれに鍔状に取付けら
れた鍔状刃３０ｂとからなり、回転駆動装置３１により
回転して円筒刃３０ａは圧延材の下面または上面を加工
し、鍔状刃３０ｂは端面を加工する。回転駆動装置３１
は圧延材の板幅方向に、板幅を跨いで設けられた案内部
３２上を横シリンダ３５によって往復動し、圧延材板幅
全てを移動する。案内部３２はコの字状のビームで、回
転駆動装置３１の圧延材板幅方向への移動をガイドす
る。なお、案内部３２と回転駆動装置３１との摺動面は
潤滑剤により滑らかになっている。案内部３２の両端
は、圧延方向に摺動可能に支持され、鍔状刃３０ｂによ
って加工する加工量に応じて圧延方向に往復動する縦シ
リンダ３３により圧延方向に移動するとともに、円筒刃
３０ａによって加工する加工量に応じて上下方向に移動
する上下動シリンダ３４により上下動する。

【００１７】上述の加工装置１８は先行圧延材１、後続
圧延材２用にそれぞれ設けられ、それぞれ加工を行う。
先行圧延材１の端部下面と円筒刃３０ａとの調整は上下
動シリンダ３４により行われる。先行圧延材１の端面と
鍔状刃３０ｂとの調整は縦シリンダ３３によって行なわ
れる。後続圧延材２の後端部上面と円筒刃３０ａとの調
整は上下動シリンダ３４によって行い、後続圧延材２の
端面と鍔状刃３０ｂとの調整は縦シリンダ３３により行
なわれる。また、カッター３０の圧延材板幅方向の移動
は横シリンダ３５で行う。これにより先行圧延材１の後
端部下面及び端面、後続圧延材２の先端部上面及び端面
をそれぞれ加工することができる。

【００１８】還元保持装置２０は加工面の酸化を防止す
るため還元炎バーナにより還元炎を加工中から圧接直前
まで吹き付けている。先行圧延材１の後端部下面用の還
元炎バーナ２０ａはローラ部１５ａのフレームに取付け
られ、先行圧延材１の後端部端面用の還元炎バーナ２０
ｂはフレーム２３ｄ下端に取付けられ、加工中及び加工
が終了し先行圧延材１を後続圧延材２に重ね合わせる時
も、昇降シリンダ１５ｃ及びフレーム２３ｄとともに移
動し還元炎の吹き付けを行う。また後続圧延材２の先端
部上面の還元炎バーナ２０ｃは案内部３２の下部に取付
けられ、後続圧延材２の先端部端面の還元炎バーナ２０
ｄは受けビーム２６上端に取付けられている。後続圧延
材２は重ね合わせ時も殆ど移動しないので、加工中及び
重ね合わせ時も還元炎の吹き付けを行うことが容易であ
る。

【００１９】図５は本実施例の加工面（Ａ）、接合状態
（Ｂ）を示す。先行圧延材１は後端部下面１ａと端面１
ｂを加工し、後続圧延材２は先端部上面２ａと端面２ｂ
を加工する。このように加工し、かつ、接合直前まで加
工面を還元雰囲気として酸化を防ぐことにより、（Ｂ）
に示すように健全な結合部が得られ、安定した十分な強
度がえられる。

【００２０】本実施例では圧延材の下面又は上面と端面
を１つのカッター３０で切削加工するが、それぞれ別々
のカッターを用いてもよい。また、円筒刃３０ａと圧延
材との調整に上下動シリンダ３４を用いて案内部３２の
両端を昇降させるようにしたが、先行圧延材１について
は昇降シリンダ１５ｃを用いてもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
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。また、接合部材の接合面のみなら
ず端面も加工してスケールを除去することにより安定し
た十分な強度を有する接合部を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】圧延材接合装置の構成を示す縦断面図である。

【図２】加工装置を中心とした圧延材接合装置の詳細図
である。

【図３】図１のＸ−Ｘ矢視図である。

【図４】図３のＹ−Ｙ矢視図である。

【図５】本実施例の加工面（Ａ）と、接合部（Ｂ）を示
す図である。

【図６】従来の接合部の加工面（Ａ）と、接合不良部
（Ｂ）を示す図である。

【符号の説明】

１ 先行圧延材 １ａ 先行圧延材の後端部下面加工面 １ｂ 先行圧延材の端面加工面 ２ 後続圧延材 ２ａ 後続圧延材の先端部上面加工面 ２ｂ 後続圧延材の端面加工面 ３ レール ４ ローラ 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 １７ｃ 昇降シリンダ（上下動する装置） １８ 加工装置 ２０ 還元保持装置 ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ 還元炎バーナ ２２ 圧接装置 ２４、２５ 傾斜ガイド ２６ 受けビーム ３０ カッター ３０ａ 円筒刃 ３０ｂ 鍔状刃 ３１ 回転駆動装置 ３２ 案内部 ３３ 縦シリンダ（縦往復動装置） ３４ 上下動シリンダ（上下動装置） ３５ 横シリンダ（横往復動装置） Ｈ 加工高さ Ｌ 圧接高さ Ｂ 圧延高さ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２３Ｋ 37/00 Ｂ２３Ｋ 37/00 Ｆ 37/04 37/04 Ｍ Ｂ２３Ｐ 11/00 Ｂ２３Ｐ 11/00 (72)発明者 田添 信広 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 (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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及び端面と後続圧延材
   の先端部上面及び端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ていることを特徴とする圧延
   材接合装置。
2. 【請求項２】 前記加工装置は、圧延材端部下面又は上
   面を加工する円筒刃とこれに鍔状に取付けられ圧延材端
   面を加工する鍔状刃とからなるカッターと、該カッター
   を回転駆動する回転駆動装置と、該回転駆動装置を圧延
   材板幅方向に案内する案内部と、該案内部を圧延方向に
   摺動可能に支持し圧延方向に往復動させる縦往復動装置
   と、該案内部を上下方向に移動可能に支持し上下方向に
   移動させる上下動装置と、前記案内部を圧延材板幅方向
   に往復動させる横往復動装置とからなる装置が、先行圧
   延材後端部加工用及び後続圧延材先端部加工用にそれぞ
   れ設けられたものであることを特徴とする請求項１記載
   の圧延材接合装置。