JPH09216002A

JPH09216002A - 熱間鋼材の接合方法

Info

Publication number: JPH09216002A
Application number: JP2030796A
Authority: JP
Inventors: Koichi Sakamoto; 浩一坂本; Seiji Okada; 誠司岡田; Toshihiro Mori; 俊博森; Norio Iwanami; 紀夫岩波; Nobuhiro Tazoe; 信広田添
Original assignee: IHI Corp; Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: IHI Corp; Nippon Steel Corp
Priority date: 1996-02-06
Filing date: 1996-02-06
Publication date: 1997-08-19
Anticipated expiration: 2016-02-06
Also published as: JP3666761B2

Abstract

(57)【要約】【解決手段】（ａ）において、先行鋼帯３１の後端及
び後行鋼帯３２の先端をカットするためにロータリカッ
タ２６を図時計廻りに回動する（矢印ａ）。（ｂ）にお
いて、ロータリカッタ２６を矢印ｂの如く移動すること
で、後行鋼帯３２の先端を斜めにカットする。このとき
に、削り出された接合面３０と鋼材の先端面３２ａとが
交わる稜線３０ａにバリが残らない。ロータリカッタ２
６の回転方向をそのように定めたからである。【効果】バリの無い状態で圧接するので、接合部に欠
陥が残らず、圧延中の破断を有効に防止することができ
る。更に、仕上ロールを傷める虞れも無い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は熱間鋼材の接合方法
の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の熱間圧延において、スラブを一枚
ずつ粗圧延機並びに仕上圧延機に供給して、間欠的に圧
延を行なっていた。このような間欠圧延では、それ自体
が非能率的なだけでなく特に被圧延材の板厚が薄い圧延
の場合には、被圧延材の先端部が変形してガイドロール
に突っかかる虞れ、また、後端部が圧延機を抜けるとき
に絞り込まれて圧延ロールを傷める虞れがある。これら
の不都合が発生すると、損傷箇所を修理するために圧延
ラインを止めなければならない。そこで、従来は、先・
後端部の圧延速度を遅くするという対策を講じている
が、これでは圧延能率が低下する。

【０００３】また、熱延鋼板の先・後端部は、中央部に
比べて圧延速度のバランスが崩れ、従って、適正な圧延
温度範囲から外れるため、寸法外れが発生し易い。これ
は、熱延鋼板の先端が巻取り機に巻取られるまではテー
ブルローラ上を低速の無張力で通板し、巻取り開始直後
に急激な張力が作用して板幅が狭くなる。その後、一定
速度・一定張力で巻取られる。さらに、鋼板が圧延機を
抜けた後、低速にして無張力で巻取られるためである。
このように、仕上圧延後の鋼板の先・後端部は、圧延速
度、張力の影響によって板幅及び鋼材の冷却が変動し、
寸法が外れたり温度が外れ、その部分を切り捨て及び格
落として処理しなければならず、生産歩留りの低下が大
きくなる。

【０００４】上記のような問題を解決するために、近
年、粗圧延機と仕上圧延機の間で、先行する粗圧延済み
鋼板（以下「先行鋼材」という）と、後続する粗圧延済
み鋼板（以下「後行鋼材」という）とを互いに接合し、
仕上圧延を連続して実施すると云う技術が提案され、実
用に供されつつある。このときに重要なことは、先・後
鋼材の接合技術であり、圧延の際にデスケーリング装置
でスケールを除去するが、接合場所に至る間に新たにス
ケールが生成し、このスケールが接合の妨げになる。そ
こで、接合の直前にこの新スケールを除去する必要があ
り、そのための技術の一例を次に説明する。

【０００５】図１２は従来の熱間鋼材の接合方法説明図
であり、先行鋼材１０１をロール１０２で一定距離持上
げ、この先行鋼材１０１の後端下方に後行鋼材１０３を
臨ませ、バーナ１０４で発生した還元性ガス中で、ロー
タリカッタ１０５にて、先行鋼材１０１の後端下面及び
後行鋼材１０３の先端上面を斜めにカットして接合面１
０６（図１３参照）を形成し、プレスパンチ１０７ａ，
ダイ１０７ｂにて先行鋼材１０１の後端と後行鋼材１０
３の先端とを圧接すると云うものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図１３は図１２の要部
拡大図であり、ロータリカッタ１０５の回転方向は上記
公報に記載の通り図において時計廻りである。この結
果、先行鋼材１０１の後端面１０１ａと接合面１０６と
の交わる稜線１０６ａにバリ１０８が発生する。このバ
リ１０８は自由空間へ延びる形となるので、大きくなり
やすい。同様に後行鋼材１０３の後端に大きなバリ１０
９が発生する。

【０００７】図１４（ａ），（ｂ）は従来の圧接工程説
明図であり、（ａ）はプレス開始時の先・後行鋼材の断
面を示し、（ｂ）はプレス完了時の先・後行鋼材の断面
を示す。（ａ）にて、先行鋼材１０１の後端と後行鋼材
１０３の先端とを重ね、パンチ１０７ａ及びダイ１０７
ｂにて圧接する。（ｂ）から明らかな如く、接合部の最
外端に硬いバリ１０８，１０９が残り、これらが仕上圧
延の際に、仕上ロールを傷める又は鋼材自体の引張り破
断の要因となる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく、
請求項１の接合方法は、還元性又は無酸化雰囲気下で、
鋼材の端部を斜めにカットして接合面を形成し、その際
に、接合面と鋼材の端面とが交わる稜線にバリを残さぬ
ようにしたことを特徴とする。バリの無い状態で圧接す
るので、接合部に欠陥が残らず、圧延中の破断を有効に
防止することができる。更に、仕上ロールを傷める虞れ
も無い。

【０００９】請求項２の接合方法は、カットにはロータ
リカッタを使用し、且つロータリカッタの回転方向を接
合面と鋼材の端面とが交わる稜線にバリを残さぬ方向に
定めたことを特徴とする。ロータリカッタの回転方向を
制御するだけであるから、有害なバリの発生を容易に抑
制することができる。

【００１０】請求項３の接合方法は、ロータリカッタの
チップを、ヘ字状に並べ、且つそれの谷の部分に切屑が
集るように回転方向を定めたことを特徴とする。バリを
板材の幅方向内方へ寄せたので、仮にバリが発生したと
しても圧接工程で圧搾して、無害化できるので、圧延中
の破断をより有効に防止することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図１は本発明に係る熱間圧延ラインのレイ
アウト図であり、熱間圧延ラインは、粗圧延機１、圧延
材を巻取って保温しつつ巻戻すコイルボックス２、レベ
ラ３、圧延材をクロス方向に切断するクロップシャー
４、本発明に係る走間接合機１０、仕上圧延機６、高速
シャー７、巻取り機８をこの順に配列してなる。

【００１２】粗圧延機１でスラブ９から圧延した鋼材は
コイルボックス２に巻取られたのちに巻き戻されて、レ
ベラ３で先後端部の巻き癖を直す。接合する面を確保す
るために鋼材の先後端をクロップシャー４で切断する。
その後、走間接合機１０で先行鋼材の後端と後行鋼材の
先端とを接合し、仕上圧延機６にて仕上圧延をしたのち
巻取り機８で巻き取り、巻取り量が一定量に達したら高
速シャー７で切断して熱延コイルにする。

【００１３】図２は本発明に係る走間接合機の側面図で
あり、走間接合機の一例を示す。走間接合機１０は走行
台車１１と、プレスのためのプレスシリンダ１２，パン
チ１３及びダイ１４と、このダイ１４の出側（図右側）
に配置した第１クランパ１５、ピンチロール１６、ロー
ル１７，１７及びバーナ２１と、これらを一括して上下
動させるための昇降フレーム１８及び昇降シリンダ１
９，１９と、ダイ１４の入側に配置した第２クランパ２
２、ピンチロール２３及びロール２４，２４と、バーナ
２５と、ロータリカッタ２６からなる。２７は第１クラ
ンパ作動シリンダ、２８は第２クランパ作動シリンダで
ある。

【００１４】以上の構成からなる走間接合機１０の作用
を次に述べる。図３（ａ），（ｂ）〜図５（ａ），
（ｂ）は走間接合機の作用説明図である。図３（ａ）に
おいて、先行鋼材３１が所定位置に達したら、第１クラ
ンパ作動シリンダ２７を作動して、第１クランパ１５を
下げ、この第１クランパ１５で先行鋼材３１を固定す
る。図３（ｂ）において、矢印の如く昇降シリンダ１
９，１９を作動して、第１クランパ１５などを所定高さ
持上げる。次に、矢印の如く後行鋼材３２の先端を所
定位置まで進め、第２クランパ２２で固定する。図４
（ａ）において、バーナ２１，２５を作動して還元性火
炎で先行鋼材３１の後端及び後行鋼材３２の先端を包
む。図４（ｂ）において、図時計方向に回動したロータ
リカッタ２６を、矢印の如く平行四辺形を描くように
移動して、後行鋼材３２の先端及び先行鋼材３１の後端
を斜めにカットする。この工程は後に詳しく説明する。

【００１５】図５（ａ）において、矢印の如く先行鋼
材３１を下げて、その後端を後行鋼材３２の先端に重ね
る。つづいて矢印の如くパンチ１３を下降して、先・
後行鋼材３１，３２同士を圧接する。なお、矢印と矢
印とを同時に実行して、先・後鋼材３１，３２同士を
圧接しても良い。図５（ｂ）において、パンチ１３並び
に第１・第２クランパ１５，２２を開放して、繋がった
状態の先・後行鋼材３１，３２を前進させる。３３は接
合部である。以上の工程は、走行台車１１を適宜走行さ
せながら実施する。先行鋼材３１及び後行鋼材３２を停
止する必要がないので、圧延作業が継続できる。

【００１６】図６は本発明に係るロータリ切削機の側面
図であり、例えばロータリ切削機４０は、ベースフレー
ム４１と、このベースフレーム４１の立壁４２にレール
４３，４３を介して上下動可能に取付けたスライダ４４
と、このスライダ４４の上部に形成した斜面４５と、こ
の斜面４５にレール４６を介して摺動自在に取付けた軸
受台４７と、この軸受台４７を往復させるシリンダ４８
Ａと、軸受台４７に回動自在に支承させたロータカッタ
２６及び不図示のモータとからなる。４８Ｂはスライダ
４４のためのシリンダである。

【００１７】図７は本発明に係るロータリ切削機の平面
図であり、軸受台４７と、ロータリカッタ２６と、この
カッタを回動するモータ４９との関係を示す。ところ
で、ロータリカッタ２６はアーバー２６ａの外周面に複
数のチップ５０・・・（・・・は複数個を示す。以下同様。）
を、全体的に平面視で「ヘ」となるように並べたもので
あることを特徴とする。詳しくは、ロータリカッタ２６
で鋼材を切削した場合に、切削屑が「ヘ」の谷５１に集
るようにしたことを特徴とする。

【００１８】上記ロータリ切削機の作用を次に述べる。
図８（ａ）〜（ｄ）は本発明のロータリ切削機の作用図
である。（ａ）において、先行鋼帯３１の後端及び後行
鋼帯３２の先端をカットするためにロータリカッタ２６
を図時計廻りに回動する（矢印ａ）。（ｂ）において、
ロータリカッタ２６を矢印ｂの如く移動することで、後
行鋼帯３２の先端を斜めにカットする。このときに、削
り出された接合面３０と鋼材の先端面３２ａとが交わる
稜線３０ａにバリが残らない。ロータリカッタ２６の回
転方向をそのように定めたからである。（ｃ）におい
て、ロータリカッタ２６を矢印ｃの如く上げる。（ｄ）
において、ロータリカッタ２６を矢印ｄの如く移動する
ことで、先行鋼帯３１の後端を斜めに切削する。このと
きに、削り出された接合面３０と鋼材の後端面３１ａと
が交わる稜線３０ａにバリが残らない。ロータリカッタ
２６の回転方向をそのように定めたからである。

【００１９】図９（ａ），（ｂ）は図８の別実施例図で
ある。（ａ）において、ロータリカッタ２６を図時計廻
りに回動する。（ｂ）において、矢印のごとくロータリ
カッタ２６を進めて、後行鋼帯３２の先端及び先行鋼帯
３１の後端を斜めに切削する。１パスで両面を切削する
ので、切削に要する時間が図８より短縮できる。ただ
し、図８は先行鋼帯３１のレベルにロータリカッタ２６
を追従させることができるので、先行鋼帯３１のレベル
管理をそれほど厳密にする必要がなく、実用的である。

【００２０】図１０（ａ），（ｂ）は本発明で得られた
接合部の平面図及び断面図である。（ａ）の平面図にお
いて、３３は接合部、３４は接合部と後行鋼材３２の接
合部外縁である。（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図であ
り、接合部外縁３４にはスケールなどの異物が無く、下
面側の接合部外縁３５にもバリなどの異物が無いので、
接合は良好である。

【００２１】図１１（ａ）〜（ｄ）は本発明のロータリ
カッタと従来のロータリカッタとの比較図である。
（ａ）は本発明に係るロータリカッタ２６の作用図であ
り、チップ５０・・・を「ヘ」字状に配置し、それの谷５
１に切屑を集めるようにしたため、仮にバリ３２ｂが生
成したとしてもそれは小さく、圧接の際に押し潰されて
母材と一体になる程度のものであるから、欠陥部とはな
りえない（ｂ）は本発明に係る別のロータリカッタ２６
Ｂを示し、このロータリカッタ２６Ｂは、カッタの軸方
向に複数段の「へ」を並べたものであり、仮にバリ３２
ｂ，３２ｂ，３２ｂが生成したとしてもそれはより小さ
くなるので、実害がない。

【００２２】（ｃ）は従来のロータリカッタ１０５の図
であり、このロータリカッタ１０５はチップ１１１・・・
をカッタの軸に平行に並べたストレートカッタであり、
どうしても鋼材１０３の先端両側にバリ１０９，１０９
が張出す。これらのバリ１０９，１０９は接合部の最外
端にノッチを形成する。すると、鋼材に張力が作用した
際に、最外端のノッチが亀裂の開始点となり、鋼材１０
３が破断することになる。（ｄ）従来の別のロータリカ
ッタ１０５Ｂの図であり、チップ１１１・・・をカッタの
軸に一定角度で傾斜させたねじれチップカッタであり、
どうしても鋼材１０３の片側にバリ１０９が張出す。こ
のバリ１０９は接合部の最外端にノッチを形成する。す
ると、鋼材に張力が作用した際に、最外端のノッチが亀
裂の開始点となり、鋼材１０３が破断することになる。
従って、チップ５０・・・を「へ」字状に並べ、且つへの
谷５１に切屑が集るように構成した本発明のロータリカ
ッタ２６，２６Ｂは鋼材の破断を未然に防止する作用を
なす。

【００２３】なお、前記バーナ２１，２５で還元性火炎
を先行鋼材３１の後端及び後行鋼材３２の先端に吹き付
けたのは、先行鋼材３１の後端及び後行鋼材３２の先端
の再酸化防止と温度低下防止を図るものである。従っ
て、熱した窒素ガスなどの不活性ガスを切削の間吹き付
けるものであってもよい。

【００２４】

【実施例】以下に、本発明の実施例を説明する。しか
し、本発明は実施例に限るものではない。実施例１及び比較例１；（１）供試材；炭素鋼板（Ｃ：０．１％、Ｓｉ：０．５％、Ｍｎ：１．
２％）板厚３０ｍｍ、板幅３００ｍｍ、長さ１，０００ｍｍ温度１，２５０℃

【００２５】（２）直火還元炎条件；バーナの形式；ノズル内混合方式燃料；ＬＰＧ６Ｎｍ³／ｈｒ／１バーナ酸素富加率；６０％空気比ｍ；０．６バーナ配列；鋼材の幅方向に複数本配列。なお、バーナはリング状スリットノズルから混合気を吹
き出して還元炎を発生するものである。

【００２６】（３）切削条件；カッタの種類；ロータリカッタ（外径３００ｍｍ、胴長
３３０ｍｍ）チップの配列；「ヘ」（実施例１）、「Ｉ」（比較例
１）回転数；１，５００ｒｐｍ送り速度；６，０００ｍｍ／ｍｉｎ切削面の幅；３０ｍｍなお、切削はバーナ点火１秒後に開始した。

【００２７】（４）圧接条件；圧接温度；１，０５０℃ 重ね合せ量（幅）；２５ｍｍプレス圧；３００トンプレスで押圧雰囲気；還元炎噴射なお、切削を終えて切削装置を退避させた後、１秒後に
圧接を開始した。（５）仕上圧延条件；圧延機数；３段（４０％，３５％，３０％の圧下率）鋼材温度；１，０００℃ 仕上り厚さ；８．２ｍｍ

【００２８】

【表１】

【００２９】実施例１；表１に示すとおり、前記（１）
〜（５）の条件と、チップの配列を「ヘ」としたこと、
及びロータリカッタの回転方向を図９に合せて実験をし
たところ、有害なバリの発生は認められず、圧延中に鋼
材が破断することもなかったので、評価は○である。

【００３０】比較例１；表１に示すとおり、前記（１）
〜（５）の条件と、チップの配列を「ｌ」としたこと、
及びロータリカッタの回転方向を図１３（ただし、左右
反転して見る。）に合せて実験をしたところ、有害なバ
リが発生し、６ｋｇｆ／ｍｍ²の張力で鋼材が破断した
ので、評価は×である。

【００３１】尚、請求項１においては、カット手段は任
意であり、又、生成したバリをワイヤブラシなどの手段
で掻き取るようにしてもよく、要は、圧接前の接合面と
鋼材の端面とが交わる稜線にバリを残さぬようにすれば
よい。

【００３２】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１の接合方法は、還元性又は無酸化雰囲気
下で、鋼材の端部を斜めにカットして接合面を形成し、
その際に、接合面と鋼材の端面とが交わる稜線にバリを
残さぬようにしたことを特徴とする。バリの無い状態で
圧接するので、接合部に欠陥が残らず、圧延中の破断を
有効に防止することができる。更に、仕上ロールを傷め
る虞れも無い。

【００３３】請求項２の接合方法は、カットにはロータ
リカッタを使用し、且つロータリカッタの回転方向を接
合面と鋼材の端面とが交わる稜線にバリを残さぬ方向に
定めたことを特徴とする。ロータリカッタの回転方向を
制御するだけであるから、有害なバリの発生を容易に抑
制することができる。

【００３４】請求項３の接合方法は、ロータリカッタの
チップを、ヘ字状に並べ、且つそれの谷の部分に切屑が
集るように回転方向を定めたことを特徴とする。バリを
板材の幅方向内方へ寄せたので、仮にバリが発生したと
しても圧接工程で圧搾して、無害化できるので、圧延中
の破断をより有効に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る熱間圧延ラインのレイアウト図

【図２】本発明に係る走間接合機の側面図

【図３】走間接合機の作用説明図

【図４】走間接合機の作用説明図

【図５】走間接合機の作用説明図

【図６】本発明に係るロータリ切削機の側面図

【図７】本発明に係るロータリ切削機の正面図

【図８】本発明のロータリ切削機の作用図

【図９】図８の別実施例図

【図１０】本発明で得られた接合部の平面図及び断面図

【図１１】本発明のロータリカッタと従来のロータリカ
ッタとの比較図

【図１２】従来の熱間鋼材の接合方法説明図

【図１３】図１２の要部拡大図

【図１４】従来の圧接工程説明図

【符号の説明】

１…粗圧延機、６…仕上圧延機、１０…走間接合機、２
１，２５…バーナ、２６，２６Ｂ…ロータリカッタ、３
０…接合面、３０ａ…稜線、３１…先行鋼材、３１ａ…
先端面（鋼材の端面）、３２…後行鋼材、３２ａ…後端
面（鋼材の端面）、３２ｂ…バリ、４０…ロータリ切削
機、５０…チップ、５１…谷。

フロントページの続き (72)発明者森俊博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)発明者岩波紀夫神奈川県横浜市磯子区新中原町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)発明者田添信広神奈川県横浜市磯子区新中原町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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱間圧延ラインにて、先行鋼材の端部と
後行鋼材の端部とを、圧接法で接合する熱間鋼材の接合
方法において、還元性又は無酸化雰囲気下で、鋼材の端
部を斜めにカットして接合面を形成し、その際に、接合
面と鋼材の端面とが交わる稜線にバリを残さぬようにし
たことを特徴とする熱間鋼材の接合方法。
【請求項２】前記カットにはロータリカッタを使用
し、且つロータリカッタの回転方向を接合面と鋼材の端
面とが交わる稜線にバリを残さぬ方向に定めたことを特
徴とする請求項１記載の熱間鋼材の接合方法。
【請求項３】前記ロータリカッタのチップを、ヘ字状
に並べ、且つそれの谷の部分に切屑が集るように回転方
向を定めたことを特徴とする請求項２記載の熱間鋼材の
接合方法。