JPH115102A - 鋼片の接合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱間圧延前に簡易かつ確実に鋼片を接合する
方法を提供する。 【解決手段】 入側傾斜部３とこれに続く出側平行部４
を有する押圧成形面を少なくとも一方に備えた一対の圧
縮成形用金型１を鋼片の幅方向に近接離反自在に設け
る。該金型１を鋼片の幅方向に繰り返し近接離反させる
ことで先行鋼片５の幅を前記金型１の出側平行部４によ
って定まる幅に圧縮成形した後、同様にして後行鋼片６
の幅を圧縮成形しつつ、圧縮成形された後行鋼片６の先
端部および先行鋼片５の後端部を１３００℃以上に加熱
し、後行鋼片６の先端部を先行鋼片５の後端部に突き合
わせ、後行鋼片６の圧縮成形の際に生じた押し出し力に
より両端部を圧接する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、先行鋼片の後端部
と後行鋼片の先端部とを接合し、連続的に熱間圧延を行
う際の鋼片接合方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、鋼片を熱間圧延する際には、加熱
後の鋼片を一本ずつ圧延ラインに供給し、鋼片ごとに粗
圧延機、次いで仕上圧延機で圧延を行っている。この場
合、鋼片の先端部と後端部は、圧延条件のバランスの崩
れにより形状不良が生じて切り捨てられるため、製品歩
留まりが低下するという問題がある。さらに、鋼片端部
がロールに噛み込み、あるいはロールから排出される度
に衝撃荷重がロールに付加されるため、ロール疵が発生
しやすく、ロール取り替えのためのコストアップが生
じ、またライン休止により生産性も低下する。

【０００３】そこで、最近では、このような問題を解消
する方法として、粗圧延後の先行圧延材の後端部と後行
圧延材の先端部を接合し、粗圧延材を連続的に仕上圧延
機に導入する方法が提案されている。例えば、特開平４
−８９１０８号公報には先後端部を誘導加熱しながら押
圧して接合する方法、特開平７−２５６３０５号公報に
は先後端部をレーザー接合する方法、特開平５−８０５
８号公報には先後端部を還元炎により還元・加熱しなが
ら加圧して接合する方法が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、いずれの方法
においても、十分な接合強度を確保するには、接合前
に、粗圧延工程で生じた先後端部の形状不良部を切り捨
てる必要があり、著しい歩留まりの低下は避けられな
い。

【０００５】これを解決するには、粗圧延前すなわち熱
間圧延前に予め先行鋼片の後端部と後行鋼片の先端部を
接合することである。接合した鋼片を連続的に粗圧延・
仕上圧延すれば、歩留まり、生産性ともに大きく向上す
ることが考えられる。もっとも、上記のいずれの接合法
でも、粗圧延前のように極厚の鋼片の全断面を短時間で
均一に接合することは能力不足で、事実上不可能であ
る。

【０００６】なお、鋼片の接合法としては、特開昭６０
−２１３３８３号公報には、先後端部間の隙間に高温溶
鋼を注入しつつ、走行させながら冷却凝固させて接合す
る方法が提案されているが、実用化には特殊な設備が必
要な上、実操業上、高温溶鋼の取り扱いが煩雑であり、
凝固欠陥による接合部破断の危険も大きいため、工業上
実用的でない。

【０００７】本発明はかかる問題に鑑みなされたもの
で、熱間圧延前において簡易かつ確実に鋼片を接合する
方法を提供することを目的とし、もって粗圧延・仕上圧
延の連続化を達成し、熱間圧延工程での歩留まり、生産
性を大幅に向上させるものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋼片の接
合法として種々の接合法を検討する過程で、「プレス幅
圧下法」で鋼片の幅変更時に発生する押し出し力に着目
して本発明を完成するに至った。「プレス幅圧下法」と
は、連続あるいは断続的に移動する鋼片の端部を、入側
傾斜部とこれに続く出側平行部を有する押圧成形面を備
えた一対の圧縮成形用金型に供給し、該金型を鋼片の幅
方向に繰り返し近接離反させることで鋼片の幅を前記金
型の出側平行部によって定まる幅に圧縮成形し、一種の
鋼片から幅の異なる複数種の鋼片を得る方法である。

【０００９】プレス幅圧下法による圧縮成形の際に、幅
圧縮に伴って長手方向へ材料の塑性流動が生じ、鋼片端
部が金型から押し出されるが、その先端部を固定体に当
接させると、幅圧縮された鋼片端部に押し出し力が発生
する。この力は極めて大きく、極厚の鋼片同士を圧接す
るのに十分な大きさである。本発明はこの押し出し力を
利用して鋼片同士を接合するものである。

【００１０】すなわち、本発明の鋼片接合方法は、先行
鋼片の後端部と後行鋼片の先端部とを接合し、連続的に
熱間圧延を行う際の鋼片接合方法において、入側傾斜部
とこれに続く出側平行部を有する押圧成形面を少なくと
も一方に備えた一対の圧縮成形用金型を鋼片の幅方向に
近接離反自在に設け、該金型を鋼片の幅方向に繰り返し
近接離反させることで先行鋼片の幅を前記金型の出側平
行部によって定まる幅に圧縮成形した後、同様にして後
行鋼片の幅を圧縮成形しつつ、圧縮成形された後行鋼片
の先端部および先行鋼片の後端部を１３００℃以上に加
熱し、後行鋼片の先端部を先行鋼片の後端部に突き合わ
せ、後行鋼片の圧縮成形の際に生じた押し出し力により
両端部を圧接することを特徴とする。

【００１１】この際、請求項２に記載したように、鋼片
の幅の圧縮率を３％以上とし、後行鋼片の先端部および
先行鋼片の後端部の加熱温度を酸化スケールの溶融温度
以上とするのがよい。なお、幅の圧縮率（％）とは、
（元の幅−圧縮後の幅）×１００／元の幅を意味する。

【００１２】鋼片の端部同士を接合する際、端部に酸化
スケールが付着したままであると、接合界面において地
鉄同士の接合が行われず、接合不能や熱延時の破断に耐
え得る接合強度が得られない。このため、本発明では、
幅圧縮成形された後行鋼片の先端部および先行鋼片の後
端部を１３００℃以上に加熱する。１３００℃以上に加
熱することにより、両端部は十分軟化し、圧接の際、先
後端部の変形に伴って、酸化スケールが剥離除去され、
地鉄同士の強固な接合が得られる。

【００１３】両端部の加熱温度は、請求項２に記載した
ように、好ましくは酸化スケールの溶融温度以上とする
のがよい。酸化スケールとは、鋼片の高温加熱時に発生
するFeO 、Fe₂O₃ 、Fe₃O₄ からなる複合層をいうが、そ
の大部分はFeO であるため、酸化スケールの融点として
はFeO の融点の１３６８℃とほぼ同等と考えてよい。酸
化スケールの溶融温度以上とすることにより、突き合わ
せ部から酸化スケールが完全に逃散し、極めて強固な接
合が得られる。

【００１４】鋼片の幅圧縮成形の際には、大きな押し出
し力が生じるため、後行鋼片の先端部を先行鋼片の後端
部に突き合わせ、後行鋼片を圧縮成形すれば、加熱温度
による作用と相まって両端部は強固に圧接される。もっ
とも、鋼片の端部にはある程度の凹凸が存在するため、
接合をより確実に行うには、十分な押し出し力および接
合代が確保できるように、請求項２に記載したとおり、
幅圧縮率を３％以上にするのがよい。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は本発明を実施するための鋼
片接合装置の概略構成平面図を示しており、入側傾斜部
３とこれに続く出側平行部４を有する押圧成形面を備え
た一対の圧縮成形用金型１が鋼片搬送方向に沿って、鋼
片の幅方向に近接離反自在に設けられている。また、圧
縮成形用金型１の下流側には、全長が幅圧縮成形された
先行鋼片５を幅方向から開閉自在に把持するクランプ２
が設けられている。

【００１６】本発明の鋼片接合方法を実施するには、ま
ず、圧縮成形用金型１にて先行鋼片５を幅圧縮成形した
後、これをクランプ２側へ搬送し、図１に示すように、
先行鋼片５の後端部がクランプ２端より少し突出する位
置で把持しておく。

【００１７】先行鋼片１を圧縮成形用金型１から搬出
後、後行鋼片６を圧縮成形用金型１に送り込み、図１に
示すように、金型１を鋼片の幅方向に近接離反させる動
作を繰り返して、後行鋼片６の先端部を前記金型１の出
側平行部４によって定まる幅に圧縮成形していく。後行
鋼片６の先端部が金型１より一旦押し出された後は、図
２に示すように、金型１の近接動作ごとに一定の押し出
し代Ｌの先端部が押し出される。

【００１８】図２のように、後行鋼片６の先端部が、先
行鋼片１の後端部に対して、（押し出し代Ｌ−圧接代）
＝Ｓ以下の位置まで送り込まれたとき、両端部を１３０
０℃以上、好ましくは酸化スケールの溶融温度以上の温
度に加熱する。圧接代は鋼片端部の凹凸域の最大幅以
上、好ましくは最大幅の１．２〜２倍程度がよい。加熱
方法としては、還元炎を吹き付ける方法、誘導加熱を利
用する方法など、両端部を所定温度に加熱することがで
きればよく、適宜の加熱方法を適用することができる。

【００１９】後行鋼片６の先端部、先行鋼片５の後端部
を加熱後、金型１を近接動作すると、後行鋼片６の先端
部が先行鋼片５の後端部に当接して突き合わされる。こ
の後、さらに金型１の近接動作に従って、後行鋼片６の
先端部に押し出し力が発生し、所定の接合代が押し潰さ
れるに従って、両端部が高圧で接合される。その後、ク
ランプ２を解除して、後行鋼片６の全長にわたり順次幅
圧縮成形を行う。後行鋼片６の幅圧縮が終了すると、こ
れが先行鋼片となり、クランプ２に把持されて、同様に
して次の後行鋼片が先行鋼片に接合される。

【００２０】圧縮成形用金型１は、図１のものに限ら
ず、一方の金型のみに押圧成形面が形成されておればよ
く、他方の金型は鋼片搬送方向と平行な平面で形成され
ていてもよい。この場合、押圧成形面が形成された一方
の金型のみを近接離反動作するようにしてもよい。ま
た、端部接合に使用する圧縮成形用金型１とは別に、そ
の前後に他の幅圧縮用の金型を付設してもよい。また、
幅圧縮成形の際、鋼片の上下面は開放状態でもよいが、
鋼片の厚さを管理したい場合は、鋼片の上下面に対向す
るように上下一対の平坦金型を付設するようにしてもよ
い。なお、これらの金型は、鋼片の幅圧縮加工が容易な
ように、連続鋳造装置あるいは鋼片加熱装置の近傍に設
置するのがよい。

【００２１】また、先行鋼片５の保持手段としては、通
常用いられるクランプ２で挟圧支持する方法には限ら
ず、後行鋼片６の先端部からの押し出し力が先行鋼片５
の後端部に有効に作用するように、圧接時に確実に固定
できるものであればよい。また、鋼片の厚さ方向から挟
持するようにしてもよい。また、後行鋼片６の幅圧縮の
際、後行鋼片６を金型の手前で固定解除自在に保持する
ようにしてもよい。

【００２２】

【実施例】図１に示す圧縮成形用金型１を用いて、板
厚：２００〜２７０mm、板幅：９５０〜２１００mm、長
さ：１０ｍの先行鋼片（熱間鋼片）の幅を圧縮率３〜２
６％で幅圧縮成形後、その後端部が突出するようにクラ
ンプ２で固定した。

【００２３】その後、先行鋼片５と同−サイズの後行鋼
片（熱間鋼片）６の先端部を、先行鋼片５の場合と同一
の幅圧縮率でプレス成形しつつ、先行鋼片５の後端部と
ともに１０００〜１５７０℃にガス加熱した後、先後両
端部を突き合わせ、幅圧縮成形で発生する押し出し力に
より接合した。

【００２４】圧接後、引き続き、粗圧延、仕上げ圧延を
連続して行い、その際、鋼片接合部からの破断の有無を
調査した。この際の接合部破断率は、鋼片５０本を圧延
したときの破断鋼片の割合で表した。その結果を表１に
示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】表１より、発明例にかかる試料No. １〜１
８は、No. １８の加熱温度が酸化スケールの融点よりも
やや低いため、接合部の破断がごく少数発生したが、他
の例では皆無であり、良好な鋼片接合が行われている。
また、試料No. １３〜１７から、本発明条件を満足する
限り、鋼片サイズによって圧接状態が劣化しないことが
わかる。一方、鋼片端部の加熱温度が１３００℃未満の
比較例（試料No２０〜２２）では、接合部での破断が著
しい。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の鋼片の接
合方法によれば、先行鋼片の後端部と後行鋼片の前端部
を１３００℃以上に加熱して、圧縮成形用金型による幅
圧縮成形時に発生する押し出し力により両端部を圧接す
るので、簡易かつ確実に鋼片を接合することができ、こ
れにより粗圧延・仕上圧延の連続化が可能となり、熱間
圧延工程での歩留まり、生産性を大幅に向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】鋼片端部接合装置の概略平面図である。

【図２】鋼片端部の接合の際の先行鋼片、後行鋼片の位
置関係を示す鋼片端部接合装置の概略平面図である。

【符号の説明】

１ 圧縮成形用金型 ２ クランプ ３ 入側傾斜部 ４ 出側平行部 ５ 先行鋼片 ６ 後行鋼片

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先行鋼片の後端部と後行鋼片の先端部と
   を接合し、連続的に熱間圧延を行う際の鋼片接合方法に
   おいて、 入側傾斜部とこれに続く出側平行部を有する押圧成形面
   を少なくとも一方に備えた一対の圧縮成形用金型を鋼片
   の幅方向に近接離反自在に設け、 該金型を鋼片の幅方向に繰り返し近接離反させることで
   先行鋼片の幅を前記金型の出側平行部によって定まる幅
   に圧縮成形した後、 同様にして後行鋼片の幅を圧縮成形しつつ、圧縮成形さ
   れた後行鋼片の先端部および先行鋼片の後端部を１３０
   ０℃以上に加熱し、後行鋼片の先端部を先行鋼片の後端
   部に突き合わせ、後行鋼片の圧縮成形の際に生じた押し
   出し力により両端部を圧接することを特徴とする鋼片の
   接合方法。
2. 【請求項２】 鋼片の幅の圧縮率を３％以上とし、後行
   鋼片の先端部および先行鋼片の後端部の加熱温度を酸化
   スケールの溶融温度以上とする請求項１に記載した鋼片
   の接合方法。