JPH11290914A - 連続熱間圧延における被圧延材の接合方法 - Google Patents

連続熱間圧延における被圧延材の接合方法

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JPH11290914A
JPH11290914A JP10657298A JP10657298A JPH11290914A JP H11290914 A JPH11290914 A JP H11290914A JP 10657298 A JP10657298 A JP 10657298A JP 10657298 A JP10657298 A JP 10657298A JP H11290914 A JPH11290914 A JP H11290914A
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JP
Japan
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rolled
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Application number
JP10657298A
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English (en)
Inventor
Yutaka Kikuchi
厖 菊地
Yuji Mitai
裕二 三田井
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 接合部の溶融部分の幅の変化を抑えて溶融部
が表面に押し出されることのないようにし、また接合後
の凸状態のそりが常に下向きになるように安定化させる
とともに、接合部の強度を向上させることのできる、連
続熱間圧延における被圧延材の接合方法を提供する。 【解決手段】 連続熱間圧延設備において、先行材の後
端と後行材の先端とを突き合わせた直後で接合の直前
に、該先行材の後端と該後行材の先端の突き合わせを終
了した位置で固定することにより、接合中および接合終
了後の接合部の形状を一定に保つことを特徴とする、連
続熱間圧延における接合時における突き合わせ方法であ
る。そして、接合後に被圧延材同士を再度押して、接合
部の引っ張り強度を向上させることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、連続熱間圧延にお
ける被圧延材の接合方法に関し、特に、接合部の形状の
安定と強度の向上を図ることのできる連続熱間圧延にお
ける被圧延材の接合方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】鋼材などの熱間圧延設備は、加熱したス
ラブを粗圧延機で圧延して中間板厚のシートバーとし、
ついで仕上げ圧延機列により製品板厚まで圧延し、ラン
ナウトテーブルを走行させ、コイラーで巻き取る連続工
程からなっている。しかし、粗圧延から巻き取りまで、
1本のスラブ毎に行っており、通板性のトラブルや、先
端部や後端部の形状不良、板厚精度不良による歩留まり
低下といった問題があった。
【0003】近年、粗圧延され仕上げ圧延中のシートバ
ー(被圧延材)の後端に、粗圧延された後行被圧延材の
先端を突き合わせ溶接することにより、仕上げ圧延機列
を連続的に通板し、コイラーの前で分割する連続熱間圧
延法が、特開昭61−52904号公報や特開平5−1
85109号公報、特開平7−16611号公報などで
開示されており、一部の工場で採用され始めている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、被圧延
材同士の接合部の変形と強度について検討したところ、
接合前の突き合わせした状態のままで接合した場合に、
接合部の溶融部分の幅が大きく変化し、図6に示す様に
溶融部分が表面に押し出されて、その後の圧延時にきず
の原因なるという問題と、接合後の再度押しをした場合
に凸状態のそりが上下方向のどちらかは不安定な状態に
なり、上にそる場合は接合部上方向にある接合用の機器
と被圧延材が干渉するという問題を知見した。また、接
合後の接合部の引っ張りに対する強度は、母材の強度に
比して著しく弱い場合があるという問題も知見した。し
かし、上記従来技術では、このような問題点を解決する
ことはできない。
【0005】そこで、本発明は、接合部の溶融部分の幅
の変化を抑えて溶融部が表面に押し出されることのない
ようにし、また接合後の凸状態のそりが常に下向きにな
るように安定化させるとともに、接合部の強度を向上さ
せることのできる、連続熱間圧延における被圧延材の接
合方法を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、連続熱間圧延設備において、先行材の後端と
後行材の先端とを突き合わせた直後で接合の直前に、該
先行材の後端と該後行材の先端の突き合わせを終了した
位置で固定することにより、接合中および接合終了後の
接合部の形状を一定に保つことを特徴とする連続熱間圧
延における接合時における突き合わせ方法である。そし
て、接合終了後に、被圧延材同士を再度突き合わせ方向
に押し、接合部に圧縮歪みを付与することにより、接合
部の溶融金属の最終凝固部となる接合部上部の凝固収縮
で生じた下に凸の初期微小不整から、下向きのそりを付
けることを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明は、図1に例示するような
連続熱間圧延設備において実施する事ができる。図1の
設備において、加熱されたスラブ等の素材(図示せず)
を、1本ずつ粗圧延機1で中間板厚まで圧延してシート
バーとし、これをコイルボックス等にて巻き取りコイル
2とする。その後、コイル2を巻き戻し、接合台車6の
溶接機7で先行材と後行材を接合して、仕上げ圧延機列
11で製品板厚まで連続圧延する。
【0008】先頭のシートバー(被圧延材)は、先端の
形状不良部をクロップシャー10で切断除去した後、仕
上圧延機列11に導入し、後端は、シャー4で切断し
て、端面を突き合わせ接合に好適な形状とする。そし
て、被圧延材と同速度で走行する接合台車6の出側クラ
ンプ9で、後端部を挟圧保持する。次の被圧延材は、先
端をシャー4で切断して端面の形状を整え、先端部を接
合台車6の入り側クランプ8で挟圧保持する。そして、
両クランプ8および9を互いに接近させることで、先行
材の後端面と後行材の先端面とを接触させ押圧し、溶接
機7で突き合わせ接合する。
【0009】この間、接合台車6は、被圧延材と同速度
で仕上げ圧延機列11に向けて走行し、接合完了後、ク
ランプ8および9の挟圧を解除し、粗圧延機1側に戻
る。そして、次々に送られてくる被圧延材同士を接合す
る。最終の被圧延材は、後端の形状不良部をクロップシ
ャー10で切断除去する。仕上げ圧延機列11で連続圧
延した材料は、ランアウトテーブル(図示せず)を経て
コイラー(図示せず)で巻取る。このとき、コイラー前
の切断機により、スラブ等の素材単位毎に分割して製品
コイルとする。
【0010】本発明は、このような連続熱間圧延設備に
おいて、入り側クランプ8および出側クランプ9で被圧
延材を挟圧保持し、先行材の後端と後行材の先端とを突
き合わせた直後で接合の直前に、該先行材の後端と該後
行材の先端の突き合わせを終了した位置で固定すること
により、接合中および接合終了後の接合部の形状を一定
に保つ。そして、被圧延材を挟圧保持したまま接合し、
接合終了後に被圧延材同士を再度押して、接合部の引っ
張り強度を向上させる。
【0011】図2において、油圧シリンダー17を作動
させてクランプ9で先行材13の後端を上下方向で挟圧
し、そして油圧シリンダー16を作動させてクランプ8
で後行材12の先端を上下方向で挟圧する。そして、図
3のようにクランプを水平方向に動作させる油圧シリン
ダー14、15を作動させ、後行材12の先端と先行材
13の後端を突き合わせる。そして、突き合わせが終了
した位置でシリンダーを固定し、クランプを介して後行
材12の先端と先行材13の後端の位置を突き合わせが
終了した位置で固定する。そして、図4のように、溶接
機7にて溶融の幅がcの溶融接合を行い、接合終了後再
度油圧シリンダー14、15を作動させクランプ8とク
ランプ9を介して突き合わせ方向に押圧する。
【0012】図5に、油圧シリンダー14と15による
押し力とクランプ8とクランプ9を動作させる経過時間
の関係が示され、図2の状態、すなわち被圧延材である
後行材12と先行材13をクランプ8とクランプ9で上
下に挟圧した状態を、図5における時刻0とする。図3
のようにクランプを水平方向に動作させるために油圧シ
リンダーを作動させる時間が0からt1 までで、時刻t
1 の押し力はP1 である。そして突き合わせが終了した
時刻t1 、即ち作動油の圧力がP1 でシリンダー14、
15をその位置で固定する。そしてt2 からt3 までの
間が接合中である。このとき、位置が固定されており、
1 からP2 へ圧力は減少する。t3 からt4 まで所定
の冷却期間を経て、t4 から再度油圧シリンダー14、
15を作動させ油圧シリンダー内作動油圧力をP2 から
1 以上、座屈限界3×P1 以下の値にまで復帰させ、
クランプ8と9を介して図4の接合後に再度被圧延材に
押し圧を加える。
【0013】本発明によって、接合中および接合終了後
の溶融幅、すなわち図4のc部と図7のc″部は一定に
保つことができる。すなわち、突き合わせが終了した位
置でシリンダーを固定しないで、クランプを介して後行
材12の先端と先行材13の後端の位置を突き合わせが
終了した後も同じ力で押し続けた場合は、図6のよう
に、接合の溶融幅c′は小さくなり、溶融部が表面に押
し出されてその高さdは2〜4mmになる。しかし、本発
明である、図3に示すように後行材12と先行材13の
突き合わせが終了した位置でシリンダーを固定し、クラ
ンプを介して後行材12の先端と先行材13の後端の位
置を突き合わせが終了した位置で固定すれば、図7に示
すように接合の溶融幅c″は接合中および接合終了後も
一定に保つことができる。
【0014】さらに、接合終了後、油圧シリンダー14
と15の油圧シリンダー内作動油圧力を図5に示すよう
に、P2 からP1 以上の値にまで復帰させ、クランプ8
と9を介して再度被圧延材に押し圧を加える際に、図6
に示すようにな上向きにそる様な変形ではなく、後行材
12と先行材13の先端のたわむ方向が下方向であるこ
とが溶接機の保護上望まれる。
【0015】すなわち、本発明により、図9に示すよう
に、下に凸にたわむ状態が殆ど常時得られる。さらに、
接合終了後、14と15の油圧シリンダー内作動油圧力
を図5に示すように、P2 からP1 以上の値にまで復帰
させ、クランプ8と9を介して再度被圧延材に押圧を加
えると、接合部の溶融部と母材との境界、すなわち熱影
響部の引っ張りに対する強度を改善できる。すなわち、
図8のように接合後押圧をかけない場合は接合部の延性
は低いが、接合後再度押し圧をかけることにより、図9
に示すように接合部の材料の延性が増加し引っ張り強度
が向上する。
【0016】
【実施例】図1に示すような連続熱間圧延設備により、
粗圧延後のシートバーの先行材と後行材とクランプし
て、突き合わせて接合し、接合部の変形を求める実験及
びシミュレーションを実施した。さらに、再押しした後
の接合部の強度を実験で求めた。
【0017】対象材料は低炭素鋼であり、板幅は100
mmおよび1000mm、板厚は30mm、突き出し長さ、す
なわち図2におけるa、a′の寸法は、シートバー12
では200mm、シートバー13では140mmで、図1の
接合台車6の溶接機7はレーザー溶接機とした。
【0018】本発明例1:図2に示すように、後行材の
先端部12の突き出し長さaを200mm、先行材の後端
部13の突き出し長さa′を140mmとし、厚みtは3
0mmで板の幅は100mmとし、シートバーの温度は95
0℃〜1100℃に加熱されている。図2に示すように
クランプ8と9で挟圧されたシートバー12と13を図
3に示すように、クランプ8と9を油圧シリンダー14
と15で押してシートバーの後行材12の先端と先行材
13の先端を接触させ突き合わせて、シリンダー14と
15が図5に示すように、押し荷重P1 が4トンに達す
る時刻t1 が5秒まで押し、その位置でシリンダー14
と15の作動油の供給側バルブ18と排出側のバルブ1
9の両方のバルブを閉にして、時刻20秒までクランプ
の位置を固定し、その状態を保ちながら、図4に示すよ
うにレーザー溶接機7で溶融の幅cが3〜4mmで板の幅
100mmの全長にわたり時刻t2 の20秒からt3 の2
5秒間で接合する。そのとき、押し荷重P1 の4トンは
時刻t3 の25秒で3トンに減少する。その後、バルブ
18と19を開にして時刻t4 の30秒にて接合前の押
し荷重の大きさの4トンまで、時刻t5 の32秒までク
ランプ8と9をシリンダー14と15で押す。
【0019】本発明例2:図2に示すように、後行材1
2の先端部の突き出し長さaを200mm、先行材13の
後端部の突き出し長さa′を140mmとし、厚みtは3
0mmで板の幅は1000mmとし、シートバーの温度は9
50℃〜1100℃に加熱されている。図2に示すよう
にクランプ8と9で挟圧されたシートバー12と13を
図3に示すように、クランプ8と9を油圧シリンダー1
4と15で押してシートバーの後行材12の先端と先行
材13の先端を接触させ突き合わせて、シリンダー14
と15が図5に示すように、押し荷重P1 が40トンに
達する時刻t1が5秒まで押し、その位置でシリンダー
14と15の作動油の供給側バルブ18と排出側のバル
ブ19の両方のバルブを閉にして、時刻20秒までクラ
ンプの位置を固定し、その状態を保ちながら、図4に示
すようにレーザー溶接機7で溶融の幅cが3〜4mmで板
の幅1000mmの全長にわたり時刻t2 の20秒からt
3の45秒間で接合する。そのとき、押し荷重P1 の4
0トンは時刻t3 の45秒で30トンに減少する。その
後、バルブ18と19を開にして時刻t4 の50秒にて
接合前の押し荷重の大きさの60トンまで、時刻t5
52秒までクランプ8と9をシリンダー14と15で押
す。
【0020】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
鋼材などの連続熱間圧延において、被圧延同士を互いに
突き合わせ溶接する際に、溶融部が表面に押し出される
ことのないようにし、また接合後の凸状態のそりが常に
下向きになるように安定化させることができ、さらに、
接合部の強度を向上させることができるため、本発明
は、工業的に価値の高い発明であると言える。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明法を適用する連続熱間圧延設備の例を示
す説明図である。
【図2】本発明の実施例を示す説明図である。
【図3】本発明法の動作例を示す説明図である。
【図4】本発明法の動作例を示す説明図である。
【図5】本発明法の動作手順の説明図である。
【図6】従来法による結果の説明図である。
【図7】本発明法による効果の説明図である。
【図8】従来法による結果の説明図。
【図9】本発明法による効果の説明図。
【符号の説明】
1 粗圧延機 2 コイル 3 コイルボックス 4 シャー 5 加熱装置 6 接合台車 7 溶接機 8 入り側クランプ装置 9 出側クランプ装置 10 クロップシャー 11 仕上圧延機 12 後行材 13 先行材 14 入り側押し圧用油圧シリンダー 15 出側押し圧用油圧シリンダー 16 入り側挟圧用油圧シリンダー 17 出側挟圧用油圧シリンダー 18 油圧シリンダー用ロッド側ストップ弁 19 油圧シリンダー用ヘッド側ストップ弁

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 連続熱間圧延設備において、先行材の後
    端と後行材の先端とを突き合わせた直後で接合の直前
    に、先行材の後端と後行材の先端の突き合わせを終了し
    た位置で固定することにより、接合中および接合終了後
    の接合部の形状を一定に保つことを特徴とする連続熱間
    圧延における被圧延材の接合方法。
  2. 【請求項2】 位置を固定した先行材の後端と後行材の
    先端とを接合終了後に、再度突き合わせ方向に押し、接
    合部に圧縮歪みを付与することにより、接合部の溶融金
    属の最終凝固部となる接合部上部の凝固収縮で生じた下
    に凸の初期微小不整から、下向きのそりを付けることを
    特徴とする請求項1記載の連続熱間圧延における被圧延
    材の接合方法。
JP10657298A 1998-04-16 1998-04-16 連続熱間圧延における被圧延材の接合方法 Pending JPH11290914A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007509759A (ja) * 2003-11-06 2007-04-19 フランツ・プラッサー・バーンバウマシーネン−インドゥストリーゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング 軌道の2つのレールを溶接するための方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007509759A (ja) * 2003-11-06 2007-04-19 フランツ・プラッサー・バーンバウマシーネン−インドゥストリーゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング 軌道の2つのレールを溶接するための方法
JP4750036B2 (ja) * 2003-11-06 2011-08-17 フランツ・プラッサー・バーンバウマシーネン−インドゥストリーゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング 軌道の2つのレールを溶接するための方法

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