KR100249664B1 - 금속편의 연속열간압연방법 및 그 방법에 사용하는 금속편의 접합장치, 금속편의 반송용 테이블롤라, 금속편의 접합불량부 제거장치 및 금속편의 냉각장치 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 분야

선행금속편과 후행금속편을 맞대어 접합하고 연속적으로 열간 마무리 압연을 한 연속열간압연방법 및 그 방법의 실시에 직접사용한 접합장치, 반송용 테이블롤러, 접합불량부제거장치 및 냉각장치에 관한 것이다.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

금속편의 연속열간압연을 실시하는 경우에 있어서 물림불량, 라인의 정지, 압연소재의 낭비 등 종래의 모든 문제를 완전히 해소가능한 신규방법 및 장치를 제안한다.

3. 발명의 해결방법의 요지

강편의 반송 패스라인에 맞춰 이동가능한 대차에, 강편의 폭방향으로 이동가능한 교번자계발생코일과, 강편의 단부를 협압지지하는 클램프를 압축수단과 함께 설치해 교번자계발생 코일과 개별적으로 강편의 푹방향으로 이동가능할 프레임을배치한다.

4. 발명의 중요한 용도

선행금속편의 후단부와 후행금속편의 선단부를 각각 절단하고, 다음에 가열, 승온, 압축에 양금속편을 접합한 후 임상 압연으로 제공된 연속열간압연방법에 있어서, 금속편을 가열, 승온, 압축할 때에, 금속편의 수평레벨의 변동을 방지하고, 각 금속편의 클램프 위치로부터 그 단부에 이르는 영역을 구속하는 것을 특징으로 하는 금속편의 연속열간 압연방법이다.

Description

[발명의 명칭]

금속편의 연속열간압연방법 및 그 방법에 사용하는 금속편의 접합장치, 금속편의 반송용 테이블롤라, 금속편의 접합불량부 제거장치 및 금속편의 냉각장치

[도면의 간단한 설명]

제1도는 선행금속편과 후행금속편이, 유도가열코일을 사용해 가열, 승온되어 있는 상황을 나타낸 도면이다.

제2도는 선행금속편과 후행금속편의 접합상황을 나타낸 도면이다.

제3도는 접합된 금속편의 압연중에 있어서 파단상황의 설명이다.

제4도는 종래형식의 금속편 반송용 테이블롤러의 구성 설명도이다.

제5도는 제4도에 나타낸 테이블롤러의 승강제어기구를 나타낸 도면이다.

제6도는 금속편 접합장치의 구성설명도이다.

제7도는 제6도의 Ⅱ-Ⅱ 단면을 나타낸 도면이다.

제8도는 금속편의 접합장치의 구성설명도이다.

제9도는 제8도의 Ⅱ-Ⅱ 단면을 나타낸 도면이다.

제10도는 금속편접합시에 있어서의 가열·승온상황을 나타낸 설명도이다.

제11(a),(b)도는 금속편 접합시에 있어서의 가열·승온상황을 나타낸 설명도이다.

제12도는 금속편 접합장치의 구성을 나타낸 도면이다.

제13도는 제12도에 나타낸 장치의 전체구성을 나타낸 도면이다.

제14도는 접합장치를 연속 열간 압연설비의 라인에 배치한 상황을 나타낸 도면이다.

제15(a),(b)도는 금속편 접합상황의 설명도이다.

제16도는 접합장치의 다른 구성예를 나타낸 도면이다.

제17도는 접합장치의 다른 구성예를 나타낸 도면이다.

제18도는 접합장치의 다른 구성예를 나타낸 도면이다.

제19도는 접합장치의 다른 구성예를 나타낸 도면이다.

제20도는 접합장치의 다른 구성예를 나타낸 도면이다.

제21도는 접합장치의 다른 구성예를 나타낸 도면이다.

제22도는 클램프, 압축수단, 가열수단을 개별적으로 이등가능한 구조로된 접합장치의 구성을 나타낸 도면이다.

제23도는 제22도에 나타낸 장치의 Ⅱ-Ⅱ 단면을 나타낸 도면이다.

제24도는 제22도에 나타낸 장치의 Ⅱ-Ⅱ 단면을 나타낸 도면이다.

제25도는 제22도~제24도에 나타낸 접합장치를 배치한 연속열간 압연설비의 한 예를 나타낸 도면이다.

제26도는 제22도에 나타낸 접합장치의 사용예를 나타낸 도면이다.

제27도는 금속편의 반송용 테이블롤러 구성설명도이다.

제28도는 제27도의 Ⅱ-Ⅱ 단면을 나타낸 도면이다.

제29도는 제27도에 나타낸 테이블롤러의 다른 예를 나타낸 도면이다;

제30도는 제29도는 Ⅱ-Ⅱ 단면을 나타낸 도면이다.

제31도는 제29도에 나타낸 테이블롤러의 작동상황을 설명한 도면이다.

제32도는 선행금속편, 후행금속편의 절단후에 있어서의 단면을 나타낸 도면이다.

제33도는 금속편의 압축에 의해 생기 접합불량부의 측면을 나타낸 도면이다.

제34도는 금속편의 압축에 의해 생긴 접합불량부의 측면을 나타낸 도면이다.

제35도는 금속편의 접합불향부를 제거한 후의 상황을 나타낸 도면이다.

제36(a)~(c)도는 금속편 접합불량부의 제거패턴을 나타낸 도면이다.

제37도는 금속편의 접합불량부의 제거율과 판의 파단과의 관계를 나타낸 그래프이다.

제38도는 회전날의 주속과 날의 세이져 클로징의 관계를 나타낸 도면이다.

제39도는 회전날의 날앞과 절삭호, 길이의 관계를 설명한 도면이다.

제40도는 접합불량부 제거장치의 구성설명도이다.

제41도는 접합불량부 제거장치의 구성설명도이다.

제42도는 접합불량부 제거장치의 다른 예를 나타낸 도면이다.

제43도는 제42도에 나타낸 장치이 평면도이다.

제44도는 제42도, 제43도에 나타낸 장치의 제어계통도이다.

제45도는 제40도에 나타낸 접합불량부 제거장치에 의한 절삭상황을 나타낸 도면이다.

제46도는 금속편의 냉각장치 구성을 나타낸 도면이다.

제47도는 금속편의 냉각장치 구성의 다른 예를 나타낸 도면이다.

제48도는 본 발명에 따른 각 장치를 배열한 연속 열간 압연설비의 예를 나타낸 그림이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 선행금속편 2 : 후행금속편

3 : 가열수단 4 : 접합수단

7 : 구동실린더 8 : 가동식 테이블롤러

9 : 유도가열코일 10 : 프레임

11 : 입구축 프레임 13 : 유압실린더

16 : 협지부 18 : 실 복스

19 : 대차 32 : 피니언

33 : 메카타이 샤프트 36 : 차륜

37 : 가이드레일 41 : 어큐뮬레이터

45 : 회전날 e : 유도전류

r : 초벌압연기 c : 크롭 셰어(Crop Shear)

f : 접합장치(이동식프레임) N : 노즐

t : 슬라이드판 L : 레일

m : 구동모터

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 선행금속편과 후행금속편을 맞대어서 접합하고 연속적으로 열간 마무리 압연을 행하는 연속 열간 압연방법 및 그 방법의 실시에 직접 사용하는 접합장치, 반송용 테이블롤러, 접합불량부 제거장치 및 냉각장치에 관한 것이다.

[배경기술]

종래, 금속편(예를들면, 강, 알루미늄, 구리 등)의 열간압연라인에서는 압연해야 할 금속편을 1판마다 가열, 초벌압연, 마무리압연을 하여 얻고자 하는 두께가 되는 판재라 마무리했지만, 이와같은 압연방식은 마무리압연에서의 압연소재의 물림불량에 의한 라인이 장치를 피할 수 없으며, 또 압연 소재의 선단, 후단부의 형성불량에 기인한 생산수율에 있어서도 현저히 불리한 점이 있었다.

이 때문에, 최근에는 마무리압연에 앞서서 압연할 금속편을 그 후단, 선단에서 연결하여 열간압연라인에 연속적으로 공급하여 압엽을 행하도록 했다.

이른바, 앤드레스 압연이 실시되어 온 것에 있어서 그 점에 관한 선행 기술로서는 예를들어, 특개소 58-112601호 공보, 특개소 60-244401호 공보, 특개소 61-159285호 공보, 특개소 61-144203호 공보, 특개소 62-142082호 공보, 특개소 62-235679호 공보, 특개평 4-84609호 공보, 특개평 4-89120호 공보, 특개평 5-185109호 공보 등, 이미 다수의 제안이 있었다.

금속편의 앤드레스 압연을 실시하기에 좋은 것은 압연설비의 입구측에서, 먼저, 금속편의 각각의 단부근방의 부분을 클램프로써 끼워 지지하고, 가열수단으로 접합예정부를 가열·승온·압축해 접합하는 것이 일반적이었으나, 이러한 공정을 통한 공정을 통한 금속편이 접합에 있어서는 아직 이하에 서술하는 바와 같은 여러가지 나쁜 상태가 남아 있어 개선이 요망되고 있다.

① 금속편의 이음매 접합때에, 그 단면끼리 정확히 일치시켜 압축할 필요가 있으나 제1도에 나타낸 것처럼 선행금속편(1)과 후행금속편(2)의 각각의 단부에, 예를 들어, 유도가열코일같은 가열수단(3)에 그 두께 방향에 교번자계를 인가해 이런 부분을 단시간에 가열, 승온, 압축해 접합한 경우에 있어서는 클램프에 의한 금속편을 고정지지하고 있어도 금속편의 가열·승온, 압축시에 그 당부가 상하로 어긋나기(금속편의 접합부에 있어서는 그 온도가 1300-1500℃까지 달하여 부분적으로는 용융해 있는 곳도 있고, 그러한 부위에서는 접합계면의 마찰계수의 저하되어 있기 때문에 곳도 있고, 그러한 부위에서는 접합계면의 판이 상하로 어긋난다) 때문에 제2도에 나타낸 것처럼 접합되거나 휨을 피할 수 없다.

그리고, 이러한 상태 그대로 압연되면 제3도와 같이, 금속편의 접합부가 압연롤에 물릴때에 밀려 넘어진 금속편이 모판 부분에 먹힌 것처럼 변형되고 압연패스수가 증가하고 따라서 너무 얇은 부분이 생기고, 압연 중에 이를 기점으로 해서 판이 파단되는 나쁜 점이 있다.

② 금속편을 접합시키는 접합장치는 금속편의 반송라인상을 이동가능한 판대에 금속편을 고정한 클램프와, 가열·승온용의 가열수단(예를 들어, 유도가열코일)과, 금속편의 단부를 상호 압축하는 압축수단을 갖춘 구조가 일반적이며, 이중 가열수단에 관해서는 그 사용시에만 금속편에 근접시키는 (가열시외는 반송라인으로부터 떨어져 있다)것이 일반적이며 특별한 문제는 없으나, 클램프나 압축수단은 대차에 탑재시킨 채로 되어 있다.

이들은 금속편의 반송라인상에 놓인 채로 있기 때문에, 열적부하가 극대해지고 내용(耐用)기간이 비교적 짧다.

또 클램프나 압축수단을 탑재한 대차는 그 구조상 테이블롤러를 잡고 있기가 어렵다.

그 때문에 그곳에 스케일이 퇴적하는 경우에는 금속편의 대차내에서의 접한 움직임에 의해 마찰흠이 발생된다.

금속편의 공급이 정지했을 때(압연을 정지시킨 경우) 이외의 클램프나 압축수단의 관리가 불가능하다.

③ 주행중에, 금속편을 접합하기에 것에 적당한 이동식 접합장치를 구비한 압연라인에서는 접합장치의 주행에 맞춰 금속편을 지지하는 테이블롤러를 상하로 승강이동시키는 승강타이밍의 제어가 필요하나, 예를 들어 특개평 4-367303호 공보에 제시한 것처럼 종래형식이 테이블롤러에서는 이하에 서술하는 것과 같이 그 정밀도나 신뢰성이 부족하다.

또, 테이블롤러를 승강시키는 구동실린더는 그 작동유의 유량이 많게 되므로 유압장치가 큰 구조가 되며, 동력이 로스가 큰 런닝코스트도 더욱 커진다는 불리한 점이 있다.

제4도는 상기 공보에 개시된 설비의 구성을 나타낸 것이고, 또 제5도는 그 설비에 배치된 테이블롤러의 승강에 관한 제어기구를 나타낸 것이다.

상기 제4도에 있어서, 금속편의 접합장치(4)는 선행금속편(1)과 후행금속편(2)가 각각 반송되고 있는 상태에서 접합하기 위해 먼저, 금속편의 반송라인의 상류측(제4도 중, 좌측)에 대기해 있다.

그리고, 선행금속편(1)의 후단부 및 후행금속편(2)의 선단부가 접합장치(4)에 도달하면 접합장치(4)를 금속편의 반송속도와 동일하게 하여 주행시키면서 접합장치(4)에 설치한 핀치콜러를 P1, P2에 의해 양금속편(1),(2)를 클램프하고, 접합장치(4)가 라인의 하류에 있어서의 소정위치에 도달하기까지 선행금속편(1)의 후단부와 후행금속편(2)의 선단부를 가열·승온·압축하여 접합을 완료하며, 이 경우, 제5도에 나타낸 제어유닛트(5)는 접합장치(4)의 위치를 검지하고, 각각 전자밸브(6)을 통해서 구동실린더(7a)-(7g)를 작동시키고, 각각의 가동식 테이블롤러(8a)-(8g)를 순차적으로 승강시켜 접합장치(4)와의 충돌을 회피한다.

그러나, 이렇게 구성된 설비에 있어서는 접합장치(4)가 도래할 때 그 전방에 위치한 테이블롤러를 빠르게 하강시키고, 접합장치(4)가 통과한 후에는 빠르게 테이블롤러를 상승시키는 제어가 필요하지만, 그 제어 또는 테이블롤러를 승강시키는 전자밸브(6)의 정밀도와 신뢰성에 문제가 있고, 접합장치(4)와 테이블롤러(8a)-(8g)가 충돌하는 등의 우려가 있다.

또 테이블롤러(8a)-(8g)를 승강시키는 구동실린더(7a)~(7g)에 있어서는 작동유리의 유량이 많게 되어 유압장치가 지나치게 커지고 또 이런 장치를 항상 작동시키지 않으면 안되므로, 동력이 로스도 상당히 크고, 런닝코스트도 높아 불리하게 된다.

④ 금속편의 압축공정에서 이음매부분이 융기(압축량에 따라 다르지만, 융기 높이는 모판 판두께의 10-25%까지도 된다. 이하, 이 융기한 부분을 버르(burr)등을 포함해 단순하게 접합불량부라고 기록함)하기 때문에, 이것이 압연기의 압하력이나 판의 장력에 영향을 끼치고 압연중에 판이 파단될 우려가 있고, 또 접합불량부가 압연롤에 물리때에 압연롤이 손상되거나 판재의 판두께불량 등을 초래하기 쉽고, 더욱이 헤게상(foil)의 흠집도 발생하기 쉽다.

이점에 대해서는 접합불량부를 상하로 끼워서 밀어 넣어주는 프레스방식이나 절삭기로 눌러자르는 방식 등(특개소63-16707호 공보)가 제안되어 있으나, 프레스 방식에는 접합불량부가 헤게상과 같이 펴지기 때문에, 특히 얇은 판을 압연하는 것과 같은 경우에는 압연중에 그 부분부터 판이 파단되는 염려가 있다.

한편, 이 절삭에 의해 눌러 자르는 방식에는 운전중에서의 접합불량부에 대한, 절삭기의 위치를 맞추기가 어렵고, 절삭저항도 크게 되므로 절삭기의 수명이 짧다.

또, 금속편의 접합시점에서 선행금속편과 후행금속편의 사이에 오차가 발생되는 경우는 그 부분에 절삭기가 걸림판을 파단시키거나 절삭기를 손상시키는 경우가 있고, 절삭기에 걸리는 코스트를 증대시킬 뿐만 아니라 생산성의 개선을 도모함에도 한계가 있다.

접합불량부를 제거하는 수단으로서는 그 외에 핫 스카퍼(Hot scarfer)나, 열간 그라인더(grinder)라는 것이 있으나, 이러한 것들은 본 발명에서의 대상으로 하고 있는 것과 같은 금속편의 연속 열간 압연에 있어서는, 1000℃를 넘는 온도가 금속편의 표면을 1초 전후의 단시간에 제거하기에는 어느 것이나 불충분하다.

본 발명의 목적은 금속편의 연속 열간 압연을 실시하는 경우에 있어 종래의 모든 문제를 완전히 해소가 가능한 신규방법 밀 그 방법이 실시예 직접 사용되는 각 장치를 제안하는데 있다.

[발명의 개시]

본 발명에 있어, 과제로 언급한 모든 문제는 이하와 같은 구성을 취하는 것에 의해서 유리하게 성취된다.

즉, 본 발명은 선행금속편의 후단부와 후행금속편의 선단부를 각각 절단하고, 이어서 가열, 승온, 압축해 양금속편을 접합한 후, 마무리압연에 제공하는 연속 열간 압연방법에 있어서, 금속편을 가열, 승온, 압축할 때에 금속편의 수평레벨의 변동을 방지하도록, 각 금속편의 클램프 위치로부터 그 단부에 이르기까지의 영역을 구속하는 것을 특징으로 하는 금속편의 연속 열간 압연방법(제1발명)이다.

또 본 발명은 선행금속편의 후단부와 후행금속편의 선단부를 각각 절단하고, 이어서, 가열·승온, 압축해 양금속편을 접합한 후, 마무리압연에 제공하는 연속 열간압연방법에 있어서, 금속편을 유도가열코일에 의해 가열·승온, 압축할 때에 금속편의 수평레벨이 변동을 방지하도록 각 금속편의 클램프위치로부터 그 단부에 이르기까지의 자속통과 영역을, 가열코일에 의한 유도전류의 침투깊이의 5배이하의 폭을 갖고 금속편의 표면상에서 간격을 두고 배치한 복수장의 누름부재로 구속하는 것을 특징으로 하는 금속편의 연곡 열간압연방법(제2발명)이다.

또 본 발명은 선행금속편의 후단부와 후행금속편의 선단부를 각각 절단하고, 이어서, 가열·승온, 압축하여 양금속판을 접합한 후, 마무리압연에 제공하는 연속 열간 압연방법에 있어서, 금속편을 유도가열코일에 의해 가열·승온, 압축할 때에, 금속편의 수평레벨의 변동을 방지하도록 각 금속편의 클램프위치로부터 단부에 이르기까지의 자속통과영역에, 가열코일에 의한 유도전류 침투깊이의 5배이하의 폭을 갖고, 금속편의 표면상에 간격을 두고 복수장의 누름부재를 배치하고, 그 누름부재아 금속편과의 사이를 절연상태로 해서 구속하는 것을 특징으로 하는 금속편의 연속 열간 압연방법(제3발명)이고, 여기에, 금속편의 접합예정면, 또는 접합부에 비산화성가스, 환원성가스 중, 적어도 한 종류의 것을 붙어넣으며 접합하는 것이 바람직하다.

또 본 발명은 선행금속편의 후단부와 후행금속편의 선단부를 각각 절단하고, 이어서 가열·승온, 압축하여 양금속편을 접합한 후, 마무리압연에 제공하는 연속 열간 압연방법에 있어서, 이동방식에 의해 금속을 접합할 때, 실린더헤드측을 유압관으로 연접하는 동시에 그 내압을 일정하게 유지하는 유압회로가 설치되며 상기 금속편을 길이방향에 따라 복수개소에서 지지하는 복수의 테이블롤러는 상기 테이블롤러 위를 이동하는 접합장치의 하부영역에서는 상기 유압회로에 의해 하방으로 퇴피되는 한편, 상기 접합장치가 지나간 후, 다시 초기 레벨에 복귀하는 것을 특징으로 하는 금속편의 연속 열간 압연방법(제4발명)이다.

본 발명은 선행금속편의 후단부와 후행금속편의 선단부를 각각 절단하고, 이어서, 가열, 승온, 압축하여 양금속편을 접합한 후, 마무리압연에 제공하는 연속 열간 압연방법에 있어서, 압축시에 발생된 금속편의 접합불량부를 제거할 때, 접합불량부를 모판표면보다도 깊게 깍아 내는 것을 특징으로 하는 금속편의 연속 열간 압연방법(제5발명)이고, 접합불량부를 깍아낼때는 제거에 있어서는, 회전날의 주속을 50-120m/s가 되도록 제어하는 것이 좋다.

본 발명은 선행금속편의 후단부와 후행금속판의 선단부를 각각 절단하고, 이어서, 가열·승온, 압축하여 양금속편을 접합한 후 마무리압연에 제공하는 연속 열간 압연방법에 있어서, 금속편을 접합한 후, 접합불량부의 제거 전 또는 제거 후에 접합부를 냉각하는 것을 특징으로 하는 금속편의 연속 열간 압연방법(제6발명)이다.

본 발명은 연속 열간 압연에서의 금속편접합장치에 있어서, 상기 접합장치는 금속편의 단부를 가열, 승온하는 유도가열코일과, 선행금속편 및 후행금속편을 각각 상하에 끼워서 구속하는 클램프와, 선행금속편 및 후행금속편의 적어도 한쪽은 다른 쪽으로 향하여 이동, 압축하는 압축수단으로 되는 금속편의 접합장치(제7발명)이다.

본 발명은 연속 열간 압연에 있어서의 금속편 접합장치에 있어서, 그 접합장치는 금속편의 단부를 가열, 승온하는 유도가열코일과, 선행금속편 및 후행금속편을 각각 상하로 끼워서 구속하는 클램프와, 선행금속편 및 후행금속편의 적어도 한쪽을 다른 쪽으로 향해서 이동, 압축하는 압축수단을 구비하고, 상기 각 클램프는 금속편의 협지부로부터 그 단부로 향해 돌출한 협지부 자속통과영역에, 금속편의 폭방향을 따라서 간격을 두고 빗살모양으로 잘린 절흠부(絶欠部)를 갖는 것을 특징으로 하는 금속편의 접합장치(제8발명)이다.

본 발명은 연속 열간 압연에서의 금속편의 접합장치에 있어서, 상기 접합장치는 금속편의 단부를 가열·승온하는 유도가열코일과, 선행금속편 및 후행금속편을 각각 상하로 끼워서 구속하는 클램프와, 선행금속편 및 후행금속편의 적어도 한쪽은 다른 쪽을 향해서 이동·압축하는 압축수단을 구비하고, 상기 클램프의 적어도 한쪽은 금속편의 폭방향으로 간격을 두고 빗살모양으로 잘린 절흠부를 갖고, 또한, 양 금속편에 걸친 영역에 금속편의 상호에 걸쳐서 절연부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 금속편의 접합장치(제9발며)이며, 여기에 클램프에 관해서는 금속편의 접합예정면 또는 접합부에, 비산화성가스, 환원성가스 중 적어도 1종을 뿜어줄 수 있는 노즐을 갖는 것으로 하는 것이 좋다.

또 본 발명은 연속 열간 압연에서의 금속편이 접합장치에 있어서, 상기 접합장치는 금속편의 가열수단과, 선행금속편 및 후행금속편을 각각 상하로 끼워 구속하고 양금속편의 수평레벨을 합치시키는 클램프와, 선행금속편 및 후행금속편의 적어도 한쪽은 다른 쪽으로 향해 이동, 압축하는 압축수단과, 상기 각 수단을 이동시켜 온라인, 오프라인시키는 이동수단과, 그 이도수단에 의해 상기 각 수단을 오프라인시킨 후의 영역에서 금속편을 지지하는 승강이동가능한 테이블롤러로부터 되는 것을 특징으로 하는 금속편의 접합장치(제10발명)이다.

본 발명은 연속 열간 압연에서의 금속편의 반송용 테이블롤러에 있어서 상기 테이블롤러는 금속편을 그 길이방향에 맞춰 복수개소에서 지지하는 복수로 되며, 이들 각 테이블롤러를 하방에서 지지하는 실린더의 헤드축을 유압관으로 연접함과 동시에 각 헤드축 내압을 일정압으로 유지하는 유압회로를 설치한 것을 특징으로 하는 금속편의 반송용 테이블롤러(제11발명)이다.

본 발명은 연속 열간 압연에서의 금속편의 접합불량부 제거장치에 있어서, 그 장치는 금속편의 접합불량부를 절삭제거하는 상하로 한쌍이 되는 회전날과, 그 회전날을 50-120m/s의 주속으로 제어하는 회전속도 제어수단과, 금속편이 접합부를 트랙킹하는 트랙킹수단과, 접합부의 트랙킹상황에 따라 회전날의 절삭을 제어하는 제어수단으로 되는 금속편의 접합불량부 제거장치(제12발명)이다.

본 발명은 연속 열간 압연에 있어서의 금속편의 냉각장치에 있어서, 그 냉각장치는 금속편의 압축시에 생성된 접합불량부를 제거하는 접합불량부 제거장치의 입구측으로부터 출구측에 이르기까지의 영역에서 적어도 한 곳에서 냉매를 분사하는 냉각 노즐을 구비하는 것을 특징으로 하는 금속편의 냉각장치(제13발명)이다.

본 발명에 있어서는 금속편의 가열·승온, 압축시에, 금속편의 단부 영역의 변형을 방지하도록, 클램프에 의한 고정위치로부터 그 단부에 이르기까지의 영역을 구속하여 상하에 있어서의 움직임을 규제하도록 했으므로 금속편이 어긋나 접합되거나, 휨을 유발하는 일은 없다(제1-3발명, 7-9발명),

또 본 발명에 있어서는 접합장치를 구성하는 클램프, 가열수단, 압축수단을 개별적으로 이동 가능하게 했으므로 이러한 수단이 열적인부하를 경감가능하기 때문에 장치의 수명을 연장할 수 있다(제10발명).

또 본 발명에 있어서는 금속편의 반송용 테이블롤러를 접합장치의 도래에 맞추어 그 장치의 하방에 퇴피하는 한편, 그접합 장치가 통과함과 동시에 금속편의 반송영역으로 복귀하도록 했으므로 테이블롤러의 승강에 관계하는 복잡한 제어를 필요로 하지 않고 접합장치의 충돌따위를 확실히 회피가능하고, 장치의 간소화를 도모할 수 있다.

또 본 발명에서는 금속편의 압축시에 생긴 집합불량부를 모판표면보다 더 깊게 깍아내도록 했으므로, 접합부를 포함한 금속편의 전장에 걸쳐서 순조로운 압연을 행하는 것이 가능하다(제5발명 : 제12발명).

본 발명에서 있어서는, 금속편의 압축시에 생긴 접합불량부를 제거할때에 그 제거전부터 제거후에 이르기까지의 사이에서 이러한 부위(융기부 또는 접합부)를 냉각하지만, 이와 같은 냉각을 접합불량부에 제거전에 행하므로써 피절삭물의 회전날에의 부착을 회피해 날의 수명연장에 극히 유리하게 되고, 또, 냉각을 제거전이나 제거후에 행하므로써 모판의 온도와 접합부의 온도의 균일화를 도모할 수 있다(제6발명 : 제13발명)

[발명을 실시하기 위한 최적의 형태]

이하, 도면을 사용하여 본 발명을 상세히 설명한다,.

제6도에 금속편의 접합장치의 구성을, 또 제7도에 제6도의 (Ⅱ-Ⅱ)단면을 제시했다.

제6도 및 제7도에 있어서, 9는 금속편의 단부를 가열, 승온시키는 유도 가열 코일에 있어서, 그 유도가열코일(9)는 선행금속편(1) 및 후행금속편(2)가 그 중심공간부를 통과하도록 배치된다.

10은 출구측 프레임이며, 그 출구측 프레임(10)은 선행금속편(1) 또는 후행금속편(2)가 그 중심공간부를 통과하도록 유도가열코일(9)의 출구측에 배치된다.

11은 입구측 프레임으로서, 그 입구측 프레임(11)에는 금속편의 압축수단인곳의 유압실린더(12)가 배치되며 선행금속편(1) 및 후행금속편(2)가 그 중심공간부를 통과할 수 있도록 가열수단(9)의 입구측에 배치된다.

출구측, 입구측프레임(10)(11)l의 각각의 상부 및 하부에는 로드(rod)부가 관통하도록 유압실린더(13)이 설정되어 있고, 유압실린더(13)의 로드부 선단에는 금속편의 단부를 상하로 끼워 고정유지하는 클램프(14)가 장착되어져 있다.

또, 15는 금속편이 압축시에 금속편의 수평레벨의 변동을 방지하도록 크램프(14)의 위치로부터 금속편의 단부에 이르기까지의 영역을 구속하는 협지부로서, 이 협지부(15)는 금속편의 폭방향을 따라 간격을 두고 빗살모양에 잘린 절흠부(15a)를 갖는 구조로 되며, 유압실린더(13)의 로드(rod)선단에 부착한 상하의 각 클램프(14)에 각각 장착된다.

선행금속편(1)과 후행금속편(2)를, 그것들 사이에서 극소의 틈을 열어서 대향 배치하여, 유압실린더(12)에 의해 클램프(14) 및 그 협지부(15)로 금속편(1), (2)을 눌러, 상하로 구속하고, 이 상태로 유도가열코일(9)에 의해 교번자계를 인가해 가열·승온, 그리고 유압실린더(12)를 작동시켜 양금 속편을 압축한 것에 이해, 금속편의 상하에 있어서의 어긋남이나 휨을 일으키지 않고, 확실하게 단시간에 금속편을 접합가능하게 된다.

여기에, 유도가열코일(9)에 고주파전류를 통과시켜 금속편에 그 판두께 방향으로 관통하는 교번자계를 인가하므로써 금속편의 평면내에는 유도전류(e)가 흐르게 되고, 이에 의해 금속편은단시간에 가열, 승온된다.

그때 발생한 유도전류(e)의 전류밀도(i)의 판 단면부로부터의 분포는 아래식으로 나타낼 수 있다.

i(X) = io exp(-X/δ)

x = 판 단면으로부터의 거리

δ = 유도전류의 침투 깊이

이에, δ는(e×10⁷)/(μ, f) (m)으로 정의된다.

f : 교번자계 주파수(Hz)

p : 전기저항율(Ω, m)

m : 비투과자기율(-)

이렇게 구성된 접합장치에 있어서는 클램프(14)의 협지부(15)대신에 금속편의 폭방향의 전역에 걸쳐서 구속하는 제8도, 제9도에 나타낸 것과 같은 협지부(16)을 구비한 것을 사용해도 같은 효과를 얻을 수 있다.

단, 이러한 협지부(16)을 구비한 장치에 있어서, 특히 가열수단으로서 유도가열 코일을 사용하는 경우에는 제10도에 나타낸 것과 같이, 이 협지부(16)에도 유도전류(e)가 흘러 금속편(1),(2)와 함께 가열·승온되어 버리고, 가열효율이 저하할 뿐만 아니라, 협지부(16)이 용해되어 손실되거나 금속편에 융착해버리는 등의 염려가 있다.

그 때문에, 앞의 제8도, 제9도에 나타낸 것과 같은 협지부(16)을 갖는 클램프(14)을 구비한 접합장치는 가스, 토치 또는 레이저등의 가열수단을 적용한 경우에 사용하는 것이 좋다.

제6도, 제7도에 나타낸 것과 같이 구성된 협지부(15)에 있어서도 금속편의 가열시에 유도전류가 흐르지만, 금속편의 폭방향을 따라 간역을 두고 빗살모양으로 잘린 절흠부(15a)를 형성해 놓는 것에 의해, 제11a도에 나타내는 것과 같이 빗살모양(15b)내의 유도전류(e)는 주회전류가 되고, 그 주요부분을 나타낸 제11b도의 파선으로 나타낸 외관의 유도전류(e₁)과 (e₂)는 방향이 반대이기 때문에, 서로의 실제 전류밀도는 실선과 같이 작게 되므로, 졸열의 발생도 극히 작으며 가열도도 작게 되고, 접합시이 가열효율을 향상시키기에 유리(유도전류는 표피효과에 의해, 금속편의 단면을 흐르게 된다)하게 된다.

또, 협지부(15)의 용해손실이나 판 재료의 용착도 회피되게 된다.

가열시에의 손실은 협지부재인 15의 빗살모양(15b)의 폭을 유도전류의 침투깊이의 2배이내(0은 아님)로 해 두는 것이 요망되나, 강도나 강성인 관점에서는 폭이 넓은 편이 유리하다.

빗살모양(15b)의 폭은 냉각 등을 행하는 것에 의해 침투깊이의 5배정도 까지로 할 수가 있다.

물론 본 발명에 있어서도 침투깊이의 2배이하로 하고 냉각하도록 해도 좋다.

제12도는 클램프(14)의 협지부(15)의 한조의 것을, 선행금속편(1) 및 후행금속편(2)에 걸쳐진 길이를 갖는 것으로 하고, 그 협지부(15)의 양금속편에 걸친 영역, 또한 그 상호간에 절연재(17)을 구비한 본 발명에 따른 접합 장치의 다른 예를 나타낸 것이다.

선행금속편(1) 및 후행금속편(2)를 각각 상하로 끼워 구속하는 클램프(14)에는 액압실린더와 같은 구동수단(도면으로 나타내지 않음)이 연결되어 있고, 상하로 상호 근접, 또는 이격할 수 있도록 되어 있다.

또 클램프(14)에 연결되어 금속편을 압축할 때에는 그 단부가 상하방향으로 어긋나 접합되는 것을 방지하는 동시에 휨의 발생을 회피하는 협지부(15)(SUS 304, 티탄, 텅스텐등으로 구성할 수 있다)에는 금속편의 폭방향으로 간격을 두고 빗살모양으로 잘린 절흠부(15a)를 갖고, 또 양금속편(1),(2)에 걸치 영역에 절삭재(끔속편의 단부는 온도가 높아지고 일부 용융된 것도 있으므로 절삭부재로서는 내열성, 내열충격성, 열간강도를 갖는 세라믹등이 적용된다)(17)을 갖는다.

제12도에 나타낸 접합장치의 전체구성을 제13도에, 그 장치를 금속편의 연속 열간 압연설비라인에 배치한 상황을 제14도에 나타냈다.

제13도, 제14도 중, r은 초벌압연기, C는 금속편의 단부를 원하는 형태로 가공하는 크롭셰어(Crop Shear), m은 마무리압연기구, f는 접합장치를 구성하는 이동식 프레임이고, 제14도에 있어서 초벌압연기(r)과 크롭셰어(c)와의 사이에는 도시하지 않았지만, 금속편이 접합작업과 압연작업의 시간조정을 하기 위한 감김·되감김장치가 배치되는 경우가 있다.

제12도에 나타낸 것과 같은 장치로, 선행금속편(10과 후행금속편(2)를 각각의 단부에서 이음매 접합을 하기 위해서 제15a도에 나타낸 것과 같이 선행금속편(1)의 단부를 클램프(14)로써 구석하여 위치를 정하고, 뒤이어 선행금속편(1)과 후행금속편(2)와의 사이에 갭(g)를 형성한 상태로 다른 한쪽의 클램프(4)에 의해 선행금속편(2)의 단부를 구속하여 위치를 정한다.

그리고 유도가열 코일(9)에 의해 가열, 승온함과 동시에 양금속편에 걸친 협지부(15)를 갖는 쪽의 클램프(14)를, 제15b도에 나타낸 것과 같이 이동시켜서 (선행금속편(1)을 후행금속편(2)를 향하여 이동하도록 해도 좋다) 후행금속편(2)를 선행금속편(1)의 단면에 맞댄다.

제12도에 나타낸 것과 같이, 구성된 장치는 협지부(15)를 절여재(17)과 함께 선행금속편(1) 및 후행금속편(2)에 걸쳐지게 된 경우를 예시했으나, 본 발명에 있어서는 제16도에 나타낸 바와 같이, 협지부(15)를 선행금속편(1), 후행금속편(2)의 각각의 클램프(14)에 배치한 것도 가능하고, 이 경우에도 금속편의 압축시에 발생하는 상하의 어긋남 등은 회피할 수 있다.

그렇지만, 이러한 구성에 있어서는 금속편의 압축시에 상하의 어긋남이나 휨을 방지하여 더욱 확실한 접합을 행하려고 하는 경우에는 약간 불리한 면도 있고, 제12도에 나타낸 것과 같이, 협지부(15)를 선행금속편(1)과 후행금속편(2)와의 양쪽에 걸치도록 배치하는 것이 좋다.

그 이유는 선행금속편(1)과 후행금속편(2)의 맞댄 면도 유도가열코일(9)의 중심(금속편의 긴쪽방향을 따른 치수의 중심)에 맞추는 것이 긴요하나, 위치결정시에는 약간의 어긋남은 피할 수 없고, 억지로 선행금속편(1)과 후행금속편(2)과의 사이에서 비대칭이 되는 것과 같은 가열을 행하기 위해 금속편의 위치를 겹치지 않게 하여 가열, 승온하는 일도 있고, 그와 같은 경우에 있어서, 제16도에 나타낸 바와 같이 양 금속편을 상호 압축하면, 금속편의 단부가 상하로 어긋나기 쉽게 되고, 금속편 그 자치에 휘어짐이 있는 것과 같은 경우에는 그 어긋남이 더욱 커지게 되기 때문이다.

따라서, 금속편을 구속하는 클램프의 한쪽에는 절연재(17)을 구비한 협지부(!5)를 설치하고 선행금속편(1)과 후행금속편(2)의 압축시에 양금속편의 수평레벨을 일치시키는 것이 더욱 좋다.

협지부(15)에 절연재(17)을 배치하여 이유는 협지부(15)를 양금속편에 결쳐지게 배치한 경우에 금속편이 협지부(15)와 접촉하고, 그 협지부(15)를 통하여 양금속편간으로 유도전류가 흐르고, 이들의 단부를 효과적으로 가열 승온할 수 없게 될 염려가 있기 때문이다.

제16도에 나타낸 바와 같이, 협지부(15)를 각 금속편에 각각 배치한 경우에도금속편의 유도전류에 영향을 끼치지 않도록 협지부(15)와 금속편의 사이에 절연재(17)을 배치하도록 한다.

제12도에서는 선행금속(1) 및 후행금속편(2)의 각각에 배치되는 협지부(15)에 대해, 절흠부(15a)를 갖는 경우를 예시했지만, 협지부(15)의 한편이 유도가열코일(9)의 배치위치로부터 어긋나있거나, 유도가열코일(9)에 의한 교번자계의 인가에 의해 유도전류가 흐러더라도 문제가 없는 것과 같은 케이스에서는 이러한 다른 쪽의 협지부(15)는 절흠부(5a)를 갖는 것이 아니더라도 좋다.

또, 유도가열코일(9)에 의한 자속이 협지부(15)만은 아니고, 클램프(14)에도 미치는 것과 같은 경우에는 절흠부(15a)를 연장하여 클램프(14)까지 이르도록 형성하는 것이 좋다.

제17도는 협지부(15)의 내부에 냉각수의 유로(P)를 설치하여 수냉식으로 하고, 이것과 더불어 금속편의 접합예정면에 비산화성 가스, 또는 환원성가스 또는 냉각수를 넣을 수가 있는 노즐(N)에 절연재(17)을 끼워 설치한 예를 나타낸 것이다.

금속편의 가열시에 협지부(15)의 온도상승을 피할 수 없는경우에 있어서는 협지부(!5)의 내부에 냉각수를 순환시키는 것에 의해 그 상승을 억제할 수 있다.

또, 금속편의 맞대기단접시에, 노즐(N)으로부터 밸브(b₁)-(b₃)의 교체에 의해서 비산화성가스, 또는 환원성가스를 접합예정면으로 뿜어 넣으므로써 그 부위의 산화를 방지하고 강도 높은 접합부를 얻는 것이 가능해지고, 더욱이 접합와료 후에 밸브(b₁)-(b₃)를 교체해 냉각수를 접합부에 불어 넣어, 그 부위의 온도를 저하시키는 것에 의해 강도의 향상을 도모할 수 있다.(접합부의 온도가 1450℃ 이하로 되어 있으면 장력의 변동 등이 일어난 경우에 접합부로부터 파단하는 일도 있다) 접합부의 냉각에 관해서는 100-400t/h(편면)의 유량으로 냉각한 것이 적당하다.

노즐(N)의 직경은 1~2mm정도의 것, 또는 틈새가 1mm 정도이고, 폭이 5~10mm 정도가 되는 슬릿타잎의 것을 사용할 수 있다.

제17도에 있어서는 협지부(15) 및 절연재(17)을 통해 냉각수 등을 뿜어내도록 했으나, 제18도에 나타낸 바와 같이, 절흠부(15a)로부터 직접 절연재(17)에 노즐(N)을 부착하도록 해도 좋다.

제16도에 나타낸 바와 같이, 협지부(15)와 절연재(17)을 각각 금속편에 개별적으로 설치하는 것과 같은 경우에 있어서는 제19도에 나타내는 바와 같이 협지부(15)의 선단에 각각 노즐(N)을 설치하는 것이 좋다.

제20도는 금속편의 접합장치에 있어서, 선행금속편(1)의 후단부 및 후행금속편(2)의 선단부를 둘러싸는 동시에, 그 부위를 비산화성분위기, 훅은 환원성분위기로 유지하는 실 북수(seal box)(클램프(14)가 상하로 이동해도 지장이 없게 신축기능을 갖는 것)(18)을 설계한 예를 나타낸 것이다.

실 복수(18)내에 N₂가스 등의 비산화성가스를 뿜어 넣는 것에 의해 접합에 맞는 분위기로 유지할 수 있다.

이 경우, 불어 넣은 가스를 배출시킨 경우에 대해서도 도시하지 않지만, 다른 한 쪽의 실 복스(18)측에 가스의 흡입구멍을 만들고, 그곳으로부터 빼내도록 한다.

특히, 제20도에 나타낸 것과 같이 실 복스(18)을 사용하여 금속편을 접합과 같은 경우는 Gr을 함유한 스텐레스강이나 융점이 낮은 고탄특수강, 고 Mn강 등, 대기중에서 용이하게 접합할 수 없는 것을 대상으로 하는 경우에 유용하다.

불어넣는 가스로서는 N₂가스, Ar가스 등이 있으나, H₂가스, Co가스등의 환원성가스라도 좋다.

이러한 가스를 사용한 경우에 있어서는 그 유량을 1-10Nm³/min 정도로 한다.

금속편을, 예를 들어, 탄소강으로 하는 경우에 있어서는 그 가열, 승온 할 때에 즈음해 생성되는 산화물은 산화철(FeO)로, 그 융점은 1370℃ 정도이다.

여기에, 예를들면 MnO 등이 섞이는 경우가 있어도 거의 그 정도의 온도가 된다.

여기서, 메탈의 융점은 탄소함유량에 의해 변동하고, FeO의 융접보다도 높은 고상선을 갖는 강은, 고상선과 FeO의 융점과의 중간이 온도로 하여 금속편의 압축시에 있어서의 메탈의 변형때에 용융한 산화물을 접합의 계면으로부터 배출할 수 있다.

탄소함유율 0.7% 정도의 강에서는 고상선온도(용해가 시작되는 온도)가 산화 Fe의 융점에 거의 일치하므로 탄소함유량이 그 이상이 되면 금속편의 가열, 승온시에 생긴 접합면의 산화물은 용융하지 않고, 그것이 접합부 계면에 남게 되는 일도 있으며, 양호한 접합부를 얻는 일은 어렵게 된다.

또 스텐레스강에 있어서 생성되는 산화물은 상당히 강한 고체이며, 또 메탈보다도 훨씬 높은 융점을 갖는 Cr 산화물이기 때문에, 대기중에서 가열, 승온해 접합하는 경우에는 상술한 것과 같이 산화물이 접합계면에 잔존하는 것이 되기 때문에 양호한 접합장치를 얻기가 상당히 어렵다.

제20도에 나타낸 바와 같이, 실 복스(18)을 사용하는 경우에는 이러한 문제는 특히 적어지는 이점이 있다.

크롭셰어(Crop Shear)에 의해서 절단된 금속편(극저탄소강과 스텐레스강)의 단면에 대해, 대기중에서 950-1000℃으로 15초간 유지해 산화물의 생성상황을 조사한 결과에 의하면 극저 탄소강에서는 두께가 수 ㎛의 산화물층이, 또 스텐레스강에서는 산화물의 생성이 거의 확인할 수 없었다.

그런데, 이들 강을 1400℃까지 더 가열한 경우, 극저탄소강에서는 두께가 60-70㎛정도가 되는 산화물층이, 또 스텐레스강에서는, 수㎛정도의 산화물층이 형성되지만, 이와 같은 산화물층의 생성은, 가열, 승온시에만 무산화분위기 또는 환원성분위기로 하는 것에 의해 회피할 수 있는 것이다.

또한, 금속편의 가열, 승온시에 있어서, 접합예정면의 산화를 회피하기 위해서는 탄소강의 경우에서 산소농도가 1%이내가 되도록 분위기조정을 행하는 것이, 또 스텐레스강의 경우 0.1%정도가 되도록 분위기 조정을 행하는 것이 좋다.

제21도는 제12의 변형예를 나타낸 것이다.

제21도는 나타낸 곳의 예는 금속편을 구속하는 상측의 클램프(14)를 상하로 이동가능하게 하고, 하측의 클램프(14)의 한편에 설치한 협지부(15)를 반대편의 하측 클램프(14)에 설치한 슬라이드판(t)위에서 슬라이드하도록 한 구조로 되는 것이다.

이러한 구조로 하게 되면, 하측의 클램프(14)의 수평레벨은 항상 일정하므로 금속편을 접합할 때의 위치 맞춤의 정밀도가 개선되고, 또한 클램프로서의 강도를 향상시키는 것에도 극히 유리하다.

금속편의 접합장치를 상기와 같이 구성하는 것에 의해, 금속편을 효과적으로 가열, 승온할 수 있고, 또, 금속편의 압축시에 생키는 상하에 있어서의 어긋남 등은 극히 적게 된다.

다음으로, 클램프 및 압축수단 및 가열수단과는 개별적으로 금속편의 폭방향으로 이동시키도록 하고, 클램프나 압축수단의 열적부하의 경감등을 도모하도록 한구조로 되는 접합장치에 대해 설명한다.

제22도-제24도에 그 구성을 나타낸다.

도면 중에서, 29는 금속편이 반송라인을 따라 설치한 레인(L)에 따라서 이동 가능하게 한 대차로, 가열수단으로서의 유도가열코일(9)(금속편을 상하로 끼운 C형의 코어를 예로서 나타낸 것이고, 이 코일(9)에는 도시하지 않지만, 코어에 감긴 코일과 전원이 배치된다)는 배차(19)내에서 금속편의 폭방향을 따라 프레임(20)(이동수단)에 차륜(20a)를 통하여 매달려 지지되어 있고, 이러한 유도코일(9)는 제23도에 나타낸 것과 같이, 대차(19)내에서 금속편의 폭방향으로 단독으로 이동할 수 있도록 되어 있다(유도코일(9)의 대차(19)내에 있어서의 이동수단은 슬라이드형식이어도 좋다)

또, 21은 대차(19)내에 배치되며, 유도가열 코일(9)와는 개별적으로 금속편의 폭방향으로 이동가능하게 한 상하 일체형의 프레임(이동수단)으로, 이 프레임(21)은 금속편의 수평레벨을 합치시킨 클램프(14)와 그 클램프(14)에 의한 억압 지지하에서 선행금속편 및 후행금속편의 적어도 한편을 다른 쪽으로 향해서 이동, 압축하는 유도실린더(압축수단)(12)를 구비한다.

클램프(14)와 유압 실런더(12)를 이동시키는 프레임(21)의 대차(19) 내에 있어서의 이동기구로서는 제22도에 나타낸 바와 같이, 레일(L₁)과 이 레일(L₁)에 적합한 차륜(21a)로 된 것을 적용할 수 있지만, 이것은 롤러식 또는 슬라이드식등의 이동기구라해도 상관없다(제23도, 제24도에서는 이동기구는 도시하지 않음).

또 22는 대차(19)의 이동이 맞춰 승강이동가능(대차(1)과의 충돌을 피하기 위한 가능)하게 한 금속편의 반송용 테이블롤러이다.

이렇게 구성되는 금속편의 접합장치에 있어서, 선행금속편(1)과 후행금속편(2)를 접합하기 위해서는 제22도, 제23도에 나타낸 바와 같이, 대차(19)내에 이동시켜서 온라인으로 한 클램프(14)에 의해 금속편이 단부를 구속하는 한편, 유도가열코일(9)를 대차(19)내에 이동시켜서 각 단부를 가열, 승온하고, 클램프(14)와 함께 이동, 온라인시킨 유압실런더(12)로, 선행금속편(1) 및 후행금속편(2)의 적어도 한쪽을 다른 쪽으로 향해 압축해 각 금속편을 상호 맞대어 준다.

그리고, 연속압연의 1싸이클(예를들면, 금속편 15개를 1싸이클로서 그 접합을 행하는 것과 같은 경우 등)을 마치고, 접합완료된 금속편을 열간 마무리 압연기군으로 차례로 보내어 공급한 후에 있어서는 제24도에 나타낸 바와 같이, 유도가열코일(9)를 프레임(20)을 따르게하고, 또 클램프(14)와 유압실린더(12)를 구비한 프레임(21)은 레일(L₁)을 따르게 하여 금속편의 반송라인(P)으로부터 이동시켜서 다음의 금속편이 도착하기까지 대기시켜 둔다.

또한, 금속편의 반송과정에서 클램프(14) 및 유압실린더(12)를 오프라인시키는 것과 같이, 그 자체가 상정되는 것과 같은 경우에는 프레임(21)은 미리 유도가열코일(9)와 같은 형, 이른바, C형의 프레임으로 해두거나, 혹은 상하로 개방할 수 있는 것과 같은 프레임으로해두는 것이 바람직하다.

제25도는 상기와 같은 구성으로 된 접합장치를 배치하는 것에 적당한 금속편이 연속열간 압연설비이 일예를 나타낸 것이다.

이러한 접합장치는, 초벌압연기(r)의 출구측에 배치되는 절단장치(23)(금속편의 접합에 앞서 그 단부를 소정의 형면형태로 마무리한 것)과 열간 마무리 압연기군(24)와의 사이에 배치된다.

이와 같은 열간 압연설비에 있어서는 초벌압연공정과 마무리압연공정에서의 처리량을 조정하기 위해 초벌압연기(r)의 출구측에 금속편의 감기·되감기장치가 배치되는 일이 있다.

제26도는 유도가열코일(9), 클램프(14), 압축 실린더(12)를 오프라인시킨 상태의 대차(19) 내에 있어서의 금속편의 반송상황을 나타낸 것이다.

대차(19)내에서 통상은 금속편을 슬라이딩시키면서 반송하지만, 본 발명에 따른 장치에 있어서는 대차(19)내에는 아무것도 없는 상태로 할 수 있으므로 승강이동 가능한 서포트롤라(25)를 별도로 설치하고(대차(19)의 프레임에 설치하여 두고, 사용시에만 상승시키는 형식의 것, 또는 대차(19)의 이동시에 충돌하지 않도록 그 하측에 미리 배치해 놓고, 사용시에만 상승시키는 형식의 것), 이것을 사용해 금속편을 지지할 수도 있으므로 대차(19)내에 누적된 스케일에 의한 찰상의 발생도 유리하게 방지할 수 있는 이점이 있다.

이와 같이, 제22도~제24도에 나타낸 바와 같은 구성으로 된 접합장치에 있어서는 금속편의 접합을 필요로 하지 않는 경우에, 열적 부하가 큰 클램프나 압축수단을 오프라인할 수 있으며, 그 수명의 연장을 도모할 수 있다.

또 스케일의 누적으로 인한 찰생의 발생도 피할 수 있게 된다.

더욱이, 무엇인가의 문제때문에 멘테넌스가 필요하게 된 경우에도, 클램프 및 압축수단을 갖춘 다른 1대의 프레임을 준비해 두고, 이것을 바꾸어 넣으므로써 라인의 가동을 정지하는 일없이 작업을 계속할 수가 있고, 생산성이 높은 열간압연을 실시할 수 있으며, 접합장치전체를 이동시키는 것이 아니므로, 비교적 작은 공간에서도 이용할 수 있는 이점이 있다.

다음으로, 금속편의 반송용 테이블롤러에 대해 설명하다.

제27도, 제28도(제27도의 Ⅱ-Ⅱ단면)에 그 구성을 나타낸다.

도면에 있어서, 금속편을 반송하는 테이블롤러(26)은 그 금속편의 긴 방향을 따라 복수의 개소에서 지지하는 복수개로 되어 있고, 그 양단은 한쌍으로 한조가 되는 테이블롤러 지지부재(27)에 회전가능하게 유지되어 있다.

테이블롤러지지부재(27)의 측면에서 랙(28)이 장착되어 있고, 수직으로 세워진가이드프레임(29)에 승강이 자유롭게 설치되어 있다.

30은 실린더(밸런스 실린더)로서, 그 실린더(30)의 일단은 가이드 프레임(29)에, 다른 일단은 테이블롤러 지지부재(27)에 연결되어져 있다.

또, 31은 가이드롤러이며, 이 가이드롤러(29)의 상부에서 회전가능하게 지지되어 있다.

32는 피니언이며, 이 피니언(32)는 양측 랙(28)에 걸친 메카타이 샤프트(33)에 연결되어 있고, 가이드 프레임(29)의 상부에서 회전이 자유롭게 지지되어 있다.

34는 레일(L₂)을 따라 이동할 수 있는 접합장치로서, 이 접합장치(34)는 프레임(35)와, 차륜(36)과 프레임(35)의 하면의 양측에 설치되며, 그 중앙부를 향해 경사한 입구측경사부 및 출구측경사부를 갖는 배형(船形)의 가이드레일(37)과, 금속편을 상하로 끼워 구속하는 클램프(38)과 가열수단(39)를 구비하고 있다.

또 40은 유압관으로서, 그 유압관(40)은 각 실린더(30)의 헤드측에 각각 연결되어 있고, 압연장치(도면에 나타내지 않음)에 이르기까지의 사이에 있어서 아큐뮬레이터(accumulator)(41)과 개폐밸브(42)가 설치되어 있다.

43은 승강이동을 불가능하게 한 고정식의 테이블롤러로서, 금속편의 접합장치(34)의 입구측, 출구측에 배치되고 금속편을 반송하는데에 사용된다.

이러한 구성으로 된 반송용 테이블롤러에 있어서, 실리너(30)의 헤드측 아큐뮬레이터(41)은 미리 소정의 압력으로 가압하고, 개폐밸브(42)를 다는 것에 의해 그 압력을 유지해 둔다.

그리고, 접합장치(34)를 금속편이 반송되어 오는 측에 가깝게 해두고 금속편이 테이블롤러(43)을 경유하여 반송되며, 접합장치(34)에 도착하는 시점에서 그 접합장치(34)를 금속편과 동일한 속도로 이동시킨다.

그리고, 그 상태에서 선행금속편(1)의 후단부와 후행금속편(2)의 선단부를 각각 클램프(38)로 구속하고, 접합장치(34)의 종단(막다른 곳)에 이르기까지의 사이에 가열수단(39)로 가열, 승온, 압축하고, 양금속편의 접합을 완료하게 한다.

접합장치(34)의 이동시에는 가이드레일(37)도 접합장치(34)와 함께 이동하고, 가이드레일(37)의 입구측경사부로부터 그 중앙부에 이르기까지의 사이에 존재하는 가이드롤러(31) 및 테이블롤러(26)은 접합장치(34)가 통과함과 동시에 차례로 상승하여 금속편을 지지하는 한편, 가이드레일(37)의 출구측경사부로부터 그 중앙부에 이르기까지의 사이에 존재하는 가이드롤러(31) 및 테이블롤러(26)은 접합장치(34)의 도래에 의해 그 가이드레일(37)의 출구측경사부 및 그 중앙부에서 압축시켜 순차적으로 하강해 접합장치(34)를 구성하는 프레임(35)와의 충돌이 회피된다.

본 발명에 따른 금속편의 반송용테이블롤러는 이와 같이 테이블롤러(26)을 그 지지부재(27)과 함께 아랫쪽에서 지지하는 각 실린더(30)의 헤드측을 유압관(40)으로 연결하고, 그 헤드 측의 압력을 일정하게 유지하는 유압회로로 한 것이므로, 테이블롤러(26) 및 그 지지부재(27)이 하강 상태에 있는 실린더(30)내의 기름은 테이블롤러(26) 및 그 지지부재(27)이 상승상태에 있는 실린더(30)으로 이동할 뿐이며, 이에 의해 접합장치(34)와의 충돌을 회피하면서 금속편을 확실히 지지할 수 있다(밸브종류를 조작할 필요가 없고, 제어도 필요없다)

테이블롤러(26)을 그 축단에서 각각 지지하는 지지부재(27)을 갖는 구조에 있어서, 그 양측부를 메카타이샤프트(33)으로 연결하는 것에 의해, 가이드롤러(31)이 가이드레일(37)에 안내되지 않게 되었을 경우에는 테이블롤러(26)은 향상 수평으로 유지되어 있으므로 금속편을 확실히 지지해 반송할수 있다.

제27도, 제28도에 나타낸 것에 있어서, 예를 들어, 접합장치(34)로부터 가여수단, 압축수단, 클램프를 취출한 프레임(35)만을 라인상에 배치해 놓을 경우(금속편의 접합을 하지 않은 대기상태)에 있어서는 그 프레임(35)내에서는 테이블롤러(26)에 의해서 금속편을 지지할 수 없을 염려가 있다.

그러한 경우에는 제29도, 제30도(제29도의 Ⅱ-Ⅱ단면)에 나타낸 바와 같이, 가이드레일(37)의, 예를 들면, 중앙부에 분리가능한 샤프트가이드레일(37a)를 설치하고 프레임(35)에 설치한 샤프트용 실린더(44)로, 제31도에 나타낸 것과 같이 샤프트가이드레일(37a)를 반송라인으로부터 떨어지는 방향으로 이동시키고, 그 곳에 형성된 공간부로부터 테이블 롤라(26)를 반송라인에 희망한 만큼 상승시키도록 하면 좋다.

샤프트가이드레일(37a)를 이동시켜서 그 영역에 존재하는 테이블롤러(26)을 상승시키기 위해서는 먼저, 유압관(40)의 압력을 일단 저하시키고, 샤프트용 실린더(44)에 의해 샤프트가이드레일(37a)를 반송라인으로부터 떨어지는 쪽으로 이동시킨다.

그리고, 유압관(40)에 압력을 가해서 실린더(30), 테이블롤러 지지부재(27)을 통과하여 테이블롤러(26)을 상승시킨다.

이러한 조작을 하기 위해, 개폐밸브(42)는 열림, 닫힘, 압력감소 기능을 갖는 3방향밸브등을 구비해 두는 것이 바람직하다.

제29도~제31도에 있어서는 샤프트가이드레일(37a)는 테이블롤러(26)을 하나만 상승시킨 길이를 갖는 것을 예로서 나타냈지만, 복수개 상승시키는 여유가 있는 경우에는 샤프트가이드레일(37a)의 길이를 그것에 맞춘 부분만을 길게 해두면 좋다.

이상의 것과 같은 구성으로 되는 금속편의 반송용 테이블롤러(26)에 있어서는 그것을 아랫쪽으로 지지하는 실린더(30)이 모두 동등한 압력인 것으로 가이드롤러(31)이 가이드롤러(37)에 맞접하여 승강하는 각각의 테이블롤러의 하강치수의 합계가 항상 일정하게 되므로, 실린더(30), 유압관(40), 어큐뮬레이타(41), 개폐밸브(42)를 포함하는 유압회로의 가운데 일정압으로 유지해 두는 것만으로 승강용 전재발브 등을 구비한 유압장치등을 별도로 설계할 필요없이 승강조작이 행해지므로 가이드롤러의 승강에 걸리는 동력을 절감할 수 있다.

또, 테이블롤러(26)의 양단은 메타타이 수단에 의해 연결되며, 항상 일정한 레벨로 유지되어 있으므로, 가이드롤러(31)이 가이드롤러(37)에 안내되지 않게 되었다해도 실린더(30)의 헤드측의 가세력에 의해 반송라인에 요망된 테이블롤러(26)을 수평으로 유지하고, 금속편을 확실히 지지하면서 반송시킬 수 있다. 다음으로, 강편의 접합시에, 압축에 즈음해 불가피하게 발생하는 접합불량부의 제거에 관해 설명한다.

금속편의 단부를 접합하기 적당한 단면형상으로 하기 위해서는 통상의 크롭셰어 컷트에 사용하는 것이 일반적이다. 셰어로서는 회전드럼회, 크랭크형, 펜듀람형등 여러가지 것이 있고, 이들은 금속편의 접합상태에 따라 사용되는 것이지만, 어느 것을 사용해도 제32도에 나타낸 것과 같은 형상(4×6~5×8mm정도의 흘림이 발생한다)으로 되는 것을 피할 수 없다.

이러한 단면형상을 갖는 선행금속편의 단부와 후행금속편의 단부를 비접촉상태로 유도가열해서 접합에 충분한, 약 8~20mm정도의 범위에서 압축하면, 금속편의 접합부는 제33도와 같은 형태가 된다. 이러한 접합불량부를, 깊이 1mm, 2mm, 3mm, 4mm와 4수분으로 분리해서 제거한 후에 열간마무리 압연을 행했을 경우, 어느 것의 깊이에 있어서도 선행금속편, 후행금속편의 양자의 모판표면보다도 깊게 깍으면 헤게상의 자국으로는 되지 않고 압연중에 판이 파단하는 것과 같은 일은 없었다.

또, 금속편의 압축시에 그 단부가 상하로 어긋난다.

이른바 잘못 본 상태가 되어도, 금속편의 접합부에 있어서 모재의 표면보다도 깊게 깍아내 불량부를 제거해 두면 압연중의 판의 파단에는 이르지 않는다.

한편, 그 깍인 양의 최대치에 대해서는 절삭에 의한 반발력을 크게 하지 않는다. 또는 날이 있는 것에의 부하를 크게 하지 않는다는 실용상의 관점으로부터 금속편의 판두께의 12.5%이하(편측에서)가 타당한 값이 된다.

그런데, 접합불량부의 길이(금속편의 긴쪽방향에 있어서의 길이)는 유도 가열시의 주파수나 압축량에 의해서도 다르나, 통상 5~10mm/편측이 된다. 이 부분을 어느정도의 범위로 제거하면, 압연시에 헤게상의 자국이 발생되지 않는지를 제34도에 나타낸 것과 같이 접합불량부와 같은 영역길이, 또는 1.5배, 2배의 길이로 해서 제거하고 난 후에 압연을 행한 결과, 거의 20~30mm의 범위에서 제거한 경우에는 제35도에 나타낸 것과 같이 접합불량부의 상당히 부드러운 부분(접합불량부의 단부)이 잔존하고, 이것이 헤게상 자국의 원인이 되는 것이 밝혀졌다.

그리고, 그러한 시각에서, 접합불량부에 기인한 헤게상의 자국을 회피하기 위해서는 접합면을 기점으로 하여 금속편의 길이방향에 있어서 적어도 20mm의 범위(한편의 금속편에 대한 것이며, 양금속편에 걸치 경우에는 접합면으로부터 각각 적어도 20mm, 즉, 합계로 40mm의 범위)에서 절합불량부를 제거할 필요가 있다.

접합불량부의 제거는 제36a도~제36c도과 같은 패턴으로 행해진다. 제36a도, 제36b도는 선행금속편의 판두께외 후행금속편의 판두께가 다른 것을 대상으로 한 경우의 삭제패턴이고, 제36c도는 금속편의 단부가 상하로 어긋난 상태에서의 삭제 패턴이다. 또 여기에서는, 같은 판두께의 금속편 부착 수평레벨을 일치시켜서 제거하는 경우의 예는 도시하지 않았지만, 그 경우에는 선행금속편, 후행금속편이 함께 같은 절삭값으로 하여 접합불량부를 제거한다.

금속편의 폭방향에 있어서의 접합불량부의 제거범위에 대해서는 그 전역을 완전히 제거하는 것이 가장 좋으나, 폭이 2000mm에 이르는 것과 같은 금속편을 대상으로 하는 경우에는 설비상 반드시 용이하지 않다.

제37도는 마무리판두께가 1.0~1.6mm, 판의 폭이 1400~1600mm인 금속편에 대해, 그 판의 접합 후의 폭방향에 있어서의 접합불량부의 제거율과 압연중에 있어서의 판의 파단과의 관계를 나타낸 것이다. 이에 의하면, 금속편의 폭방향에 있어서 접합불량부를 거의 60%이상(모판표면보다도 깊게 깍고, 또한, 금속편의 길이방향에 있어서의 제거범위를, 한쪽의 금속편에서 적어도 20mm의 범위로 제거하는 것을 전제) 제거해 두면 압연중에 판이 파단되는 일은 없다. 접합불량부의 제거시에, 이를 완전히 제거함과 동시에, 그 깊이도 2mm±1mm정도로 마무리하는 경우, 그 수단으로는 날이 있는 것이 가장 유효하다. 온도가 1000℃를 넘는 금속편을 절삭하는 경우에는 날이 있는 것과 재료와의 접촉시간을 작게하는 것이 중요조건이 되고, 따라서, 회전날을 사용하는 것이 필수가 된다.

공작기기등에서 사용되는 것과 같은 회전날(초경등)은 용해손실이나 마모가 심하기 때문에 사용할 수 없고, 핫소등에서 사용되는 S55C(기기구조용 탄소강강재) 혹은 SNC(니켈, 크롬강 강재)등으로 된 회전날을 냉각하면서 사용하는 것이 가장 좋다고 말할 수 있다.

제38도는 상기의 회전날의 주속과 센드버닝(Send burning)의 관계를 나타낸 것이고, 이러한 회전날을 사용함에 있어서 sms 날의 세이져를 방지하는 관점에서 회전란 주속은 50m/s 이상인 것이 좋다.

한편, 주속의 상승에 대해서는 120m/s를 넘으면 날의 수명이 극히 짧아지므로 120m/s이하로 하는 것이 좋다.

회전날의 주속이 50m/s이상의 고속이 되면 진동등을 발생시킴없이 접합불량부를 절삭, 제거할 수 있고, 이것이 안전가동을 위한 가장 중요한 요건이다.

또 접합불량부를 절삭하고 있는 상태에서, 회전날의 앞은 제39도에 나타내는 바와 같이 절상호 길이(L_d)내에서 3개 이상 접촉시켜 두는 것이 바람직하다.

접합불량부의 절삭에 있어서는, 모판도 조금이나마 잘라 둘 필요가 있지만, 0.2mm를 실작업의 최소치로 설정하면 회전날이 만족하지 않으면 않되는 조건으로서 회전날의 직경이 500mm, 날의 피치가 5mm(L_d=500×0.2=10mm, 피치 P=10/2=6mm)가 된다. 날의 피치가 5mm미만에서는 고속회전시켜도 로딩(Loading)이 발생하므로 5mm이상인 것이 좋다.

회전날의 직경을 크게 하면 그 비율만큼만 날의 피치를 크게 할 수 있으나 주속의 조건과 설비상으로부터 결정되는 회전수의 허용치를 고려하면, 회전날의 직경은 800~900가 적당하다. 더욱이 직경이 1200mm 정도가 되는 회전날이라도 제작은 가능하나, 회전날의 가감속성능(예를 들어, 날을 80m/s의 주속으로 하기까지 5분정도 걸림)에 문제가 대두된다. 제40도, 제41도에, 금속편집합시의 압축에 즈음해, 불가피하게 생기는 융기부나 버리(burrs)같은 접합불량부를 제거하기에 적당한, 접합불량부 제거장치의 구성을 나타낸다.

도면에 있어서의 45는 금속편을 향해 근접이격하는 방향으로 이동시키는 실린더(S)를 갖고, 그 금속편의 접합불량부를 절삭제거하는 상하에서 한쌍으로 되는 회전날로서, 이 회전날(45)는 스핀들(45a), 분배기어(45b)를 통하여 구동모터(m)에 이어지고 그 구동모터(m)으로 회전구동한다.

또 46은 회전날(45)의 회전속도를 제어하는 회전속도제어수단, 47은 금속편의 접합부를 라인방향으로 트랙킹하는 트랙킹수단으로, 이 트랙킹수단(47)은 금속편에 접촉해 전동하는 텃치식의 아이들롤러(레이저 토플러방식 등의 비접촉속도계라도 졸다)(47a)와 그 아이들롤러(47a)에 연결되는 회전위치검출기(47b)로 되어 있다.

또, 48a는 트랙킹에 응해, 회전날(45)의 절삭 타이밍과 절삭량을 제어하는 개방도 제어수단으로, 그 개방도 제어수단(48a)는 상위 제어수단(48b)와 인터페시키고, 판두께 정보를 기초로 한 절삭개방도가 48a에 전송된다.

이러한 구성으로 된 접합불량부 제거장치에 있어서, 금속편의 접합불량부를 제거하여 위해서는 그 불량부가 회전날(45)에 도달하는 시기를 트랙킹수단(47)로 파악하고, 적절한 위치에 도달한 시점에서 개방도 제어수단(48a)로부터의 지령에 의해 유압컨트롤밸브(S₁)을 끼워 실린더(S)를 작동시켜서 회전날(45)의 개방도를 작게 해서 절삭을 행한다.

또한, 이 제거장치에 있어서는 분배기어(45b)를 구비한 예로 나타냈으며, 상하의 회전날(45)를 각각 독립시켜 구동하면 분배기어(45b)는 생략가능하다.

또, 금속편의 접합불량부는 기본적으로는 트랙킹수단(47)로 하지만, 접합부의 초기위치는 예를들면 접합장치(49)에 주행위치검출기(50)을 배치해 놓고, 이것에 의해 트랙킹하도록 해도 좋고, 또, 접합부의 위치를 검출가능한 기기(예로서 온도계등)을 별도로 설치해 놓고, 이에 의해 트랙킹하도록 해도 좋다.

제42도, 제43도는, 폭이 좁은 회전날(45)를 지지하고, 금속편의 폭방향에 주행가능한 대차(51)을 금속편의 이동에 맞춰 주행시키도록 한 형식의 접합불량부 제거장치를 나타낸 것이다.

이러한 형식의 장치는, 대차(51)과 금속편을 동기시킬 필요가 있으며 회전위치검출기(50)에 연결되는 메저린그룰(M)(텃치식의 아이들롤러 등)과 주행제어장치를 설계할 필요가 있다.

이 형식은, 회전날(45)의 날폭이 좁아서 좋고, 회전날(45)를 구동시키는 구동원을 소형화 가능한 메리트가 있다.

구동원으로서는 회전날(45)를 구동시키는 모타(m)외에 회전날(45)를 금속편의 폭방향에 주행시키는 주행모타(m₂), 또, 대차(51)을 금속편의 길이방향을 따라 이동시키는 모터(m₃)를 배치한다.

또한, 제42도, 제43도에 있어서의 52는 대차(51)을 탑재하고 금속편의 길이 방향을 따라서 설치한 레일(L₃)을 주행하는 베이스프레임, 53은 베이스프레임(52)위에서 금속편의 길이방향을 따라 설치된 레일로서, 이 레일(53)을 따라서 대차(51)이 이동한다.

여기에 나타낸 장치에 있어서는 회전날(45)의 개방도를 금속편 접합부의 트랙킹에 맞춰 다이나믹하게 제어할 필요는 없고 사전에 셋팅해두면 좋기 때문에, 개방도의 조정은 극히 간단하게 한다.

이상과 같이 구성한 접합불량부 제거장치에 의하면, 금속편의 압축시에 생기는 접합불량부를 열간마무리압연에 앞서 신속하게 제거할 수 있고, 이것에 기인한 압연중의 판의 파단은 회피되게 된다.

제40도에 나타낸 접합불량부 제거장치의 회전날(45)에 의한 절삭상황을 알기 쉽게 도해해서 제45도에 나타낸다.

직경이 950mm, 날의 피치가 15mm로 되는 회전도를 갖춘 접합불량부 제거장치를 사용하고, 날의 주속을 80m/s로 제어해서 금속편(강편)의 접합부를 포함하는 그 전후 100mm의 영역에서, 깊이 2mm로 하여 폭방향의 전역에서 절삭을 행하고, 이어서 열간마무리압연으로 0.8~1.2mm의 판에 마무리한 결과(금속편을 20개 접합해서 압연하는 경우를 1싸이클로 하고, 이를 5싸이클 실시), 압연중에 판이 절단하는 것과 같은 케이스는 전혀 볼 수 없었다.

다음에, 금속편의 접합불량부의 냉각에 관해 설명한다.

금속편의 압축시에 생긴 접합불량부는, 가열, 승온시킨 영역이므로, 접합직후는 모판온도보다도 높게 되어 있고, 이러한 상태에 있어서 접합불량부를 제거하도록 회전날을 작용시키면 피절삭물이 회전날에 부착해 날이 세이져되거나, clogging을 일으키는 불리한 점이 있고, 또 접합부의 강도는 모재에 비교해 작으므로, 금속편의 반송과정, 또는 압연과정에서 큰 장력이 가해졌을 때, 그 부위로부터 절단될 염려가 있다.

그 때문에, 본 발명에서는 금속편을 접합한 후의 접합불량부의 제거진 및 제거후에 접합부를 냉각한다.

이러한 냉각을 접합불량부의 제거진 및 제거후에 행하면, 접합불량부를 원활히 제거가능하고, 접합부강도의 상승을 도모할 수 있기 때문에 판이 판단하는 것과 같은 일도 없어진다.

접합불량부의 제거전에 있어서의 냉각에 관해서는 그 부분을 1100~1200℃ 또는 그 이하가 되도록 냉각하는 것에 의해 회전날에의 피절삭물의 부착등을 회피할 수 있다.

또, 접합불량부 제거후에 있어서는 금속편의 접합부의 온도가 너무 저하되면 압연시에 타영역과 비교해 변형 저항이 크게 되고 원활한 압연을 할 수 없게 될뿐만 아니라, 판두께 변동도 크게 되므로, 모판온도와 동등한 온도가 되도록 냉각하는 것이 바람직하다.

접합불량부 제거후의 냉각조건으로서는 예를 들면, 수량밀도를 5000리터/min·m²정도에서 약 3초간 냉각하여 그 부분의 표면온도를 600℃정도로 하는 것이 좋다.

이러한 냉각을 행한 후에는 금속편의 표면온도는 북열에 의해 냉각정지로 부터 몇초 후에는 모판온도와 거의 동등한 온도가 된다.

제46도는 연속 열간 압연에 있어서의 금속편 냉각장치의 구성을 나타낸 것이다.

도면 중, 54는 선행금속편(1) 및 후행금속편(2)의 접합부에서 생긴 접합불량부에 냉각수를 분사하는 냉각노즐로서, 이 냉각노즐(54)는 대차(55)에 연결되어 있어 금속편의 길이방향으로 주행하고, 금속편이 이동에 맞춰 접합불량부를 양호하게 냉각할 수 있게 되어 있다.

또, 56은 접합불량부(a)의 위치를 파악하기 위한 위치검출기이다.

그 예로는 접합불량부 제거 전에만 냉각하는 경우를 나타냈으나, 그 냉각 장치와 같은 구조인 것을 접합불량부 제거장치의 출구측에 배치해 놓고, 상술한 것과 같은 요령으로 금속편의 접합불량부를 제거한 후의 접합부를 냉각하도록 하면 된다.

또, 냉각노즐(54)는 대차(55)에 연결하여 이동시키는 구조의 것을 예로서 나타냈으나, 금속편의 이동에 맞춰 노즐선단을 접합불량부에 일치시킬 수 있는 선회형식의 것이어도 좋다.

제47도는 금속편의 반송라인에 배치한 접합불량부 제거장치의 입구측, 출구측에 냉각장치를 설치한 예를 나타낸 것으로, 도면에 있어서의 57은 초벌압연기(최종), 58은 접합장치, 59는 접합불량부 제거장치, 60a과 60b는 입구측 및 출구측 냉각장치, 61은 루퍼, 62는 마무리압연기이다.

이상과 같이 구성된 냉각장치를 이용해 금속편접합후에 있어서의 접합불량부를 냉각하거나 또는 접합불량부를 제거한후의 영역을 냉각하는 것에 의해, 절삭작업을 원활히 행할 수 있고, 더욱이 압연중에 있어서의 판의 파단을 방지하여 안정된 연속 열간 압연을 행할 수 있게 된다.

본 발명에 있어서, 특히 적당한 연속 열간 압연 설비로서는 마무리압연기군의 상류에, 적어도 선행금속편의 후단부 및 선행금속편의 선단부를 절단하는 절단장치와 양강편을 가열, 승온, 압축해 접합하는 접합장치를 구비한 것으로 하고, 필요에 따라 접합불량부 제거장치, 또는 냉각장치가 배치되고, 그중, 접합장치가 이동식인 경우에는 금속편의 반송용 테이블롤러는 승강기능을 갖는 것으로 하는 것이 특히 좋다.

본 발명에 있어서 바람직한 연속 열간 압연설비의 예를 제48도에 나타낸다. 제48도에 있어서 63은 금속편의 단부를 절단하는 절단장치. 64는 접합장치, 65a는 입구측냉각장치, 65b는 출구측냉각장치, 66은 접합불량부 제거장치, 67은 마무리 압연기군이다.

[산업상의 이용가능성]

본 발명에 의하면, 이하와 같은 효과를 기대할 수 있다.

① 금속편의 가열, 승온, 압축시에 금속편의 단부(선단부, 후단부)에서의 변형을 방지할 수 있으므로, 금속편이 어긋나 접합되거나 휘어짐을 일으키는 일이 없고, 따라서, 이러한 어긋남등에 기인한 압연중의 판의 파단을 방지할 수 있다(제3발명).

또, 가스나 냉각수를 분사하는 것에 의해 금속편의 접합상황에 맞는 적절한 접합이 가능해지고, 생산성이 높은 연속 열간 압연을 실시할 수 있다.

② 테이블롤러의 승강에 관한 복잡한 제어를 행하지 않고 이동식 접합장치와의 충돌을 회피가능하고, 금속편을 안정하게 반송될 수 있다(제4발명).

③ 접합부를 포함한 금속편의 전체길이에 걸쳐 원활한 압연을 행할 수 있다(제5발명).

④ 접합불량부를 효율좋게 제거할 수 있다. 또 금속편의 접합부에 있어서의 강도의 상승을 도모할 수 있으며, 반송중에 장력변동이 크게 일어나도판이 파단되는 일은 없다(제6발명).

⑤ 금속편의 압축시에 그 단부가 상하로 어긋나거나, 휘어지는 일은 없게 된다(제7~제9발명). 또 클램프의 협지부가 용해손실되거나 판재의 융착을 피할 수 있으며, 가열효율의 개선을 도모할 수 있다(제8, 제9발명).

⑥ 유도가열코일만이 아니고 클램프나 압축수단을 라인밖으로 적절히 이동시킬 수 있으므로, 접합장치전체이 열부하를 작게 할 수 있으며, 접합장치의 멘테넌스를 쉽게 실시할 수 있다. 대차내에는 금속편을 반송하는 테이블롤러를 배치할 수 없기 때문에 금속편을 슬라이딩시켜 반송하는 구조가 되지 않을 수 없고, 여기에 스케일이 누적한 경우에 찰상의 발생을 피할 수 없었으나 가열수단이나, 클램프, 압축수단을 피하게 한 상태에서는 대차내에서도 가이드롤러와 같은 것으로서 금속편을 지지할 수 있으므로, 스케일에 의한 찰상은 회피할 수 있다(제10발명),

⑦ 접합장치의 주행상황에 맞춰 테이블롤러를 자동적으로 신속하게 승강시킬 수 있으므로 접합장치가 테이블롤러에 충돌하는 것과 같은 사고는 회피된다. 또 접합장치통과후에 테이블롤러의 상승이 늦기때문 금속편을 지지할 수 밖에 없다. 또 테이블롤러는 그것을 지지하는 실린더의 작동유를 접합장치의 압축으로 각 실린더에 유동시키는 것에 의해 승강시키는 밸런스 형식이기 때문에 유압회로내로 일정하게 가압시키는 것만으로도 좋고 유압장치를 작동시켜서 테이블롤러를 승강시키는 것과 같은 복잡한 제어를 필요로 하지 않으므로 그 동력의 경감을 도모할 수 있다. 더욱이 테이블롤러는 가이드롤러가 가이드레일에 접촉해 있지 않더라도 그 양단을 항상 일정한 레벨로 보존할 수 있으므로, 금속편을 확실히 지지해 반송할 수 있다(제11발명).

⑧ 날의 세이져나 클로징을 경감할 수 있으므로, 호전날의 수명연장을 도모할 수 있다. 금속편의 접합불량부를 열간마무리압연에 앞서 신속하게 제거할 수 있으므로, 접합불량부에 기인한 압연중의 판의 파단이 회피된다(제12발명).

⑨ 금속편접합부의 온도가 모판온도와 같게 할 수 있으므로, 장력변동에 기인한 압연 중의 판의 파단이 회피됨과 동시에 판두께 절밀도가 개선된다.

또 접합불량부를 제거할 때에 지절삭물이 회전날에 부착되는 일이 없으므로, 장기간 안정된 절삭작업을 할 수 있다(제13발명).

Claims (15)

1. 선행금속편(1)의 후단부와 후행금속편(2)의 선단부를 각각 절단하고, 이어서 가열, 승온, 압축해 양금속편을 접합한 후, 마무리압연에 제공하는 연속 열간 압연방법에 있어서, 금속편을 가열, 승온, 압축할 때에 금속편의 수평레벨의 변동을 방지하도록, 각 금속편의 클램프(14)위치로부터 그 단부에 이르기까지의 영역을 구속하는 것을 특징으로 하는 금속편의 연속 열간 압연방법.
2. 선행금속편(1)의 후단부와 후행금속편(2)의 선단부를 각각 절단하고, 이어서, 가열·승온, 압축해 양금속편을 접합한 후, 마무리압연에 제공하는 연속 열간압연방법에 있어서, 금속편을 유도가열코일(9)에 의해 가열·승온, 압축할 때에 금속편의 수평레벨의 변동을 방지하도록 각 금속편의 클램프(14) 위치로부터 그 단부에 이르기까지의 자속통과 영역을, 가열코일에 의한 유도전류의 침투깊이의 5배이하의 폭을 갖고 금속편의 표면상에서 간격을 두고 배치한 복수의 누름부재로 구속하는 것을 특징으로 하는 금속편의 연속 열간압연방법.
3. 선행금속편(1)의 후단부와 후행금속편(1)의 선단부를 각각 절단하고, 이어서 가열·승온, 압축하여 양금속편을 접합한 후, 마무리압연에 제공하는 연속 열간 압연방법에 있어서, 금속편을 유도가열코일(9)에 의해 가열·승온, 압축할 때에, 금속편의 수평레벨의 변동을 방지하도록 각 금속편의 클램프(14) 위치로부터 단부에 이르기까지의 지속통과영역에, 가열코일에 의한 유도전류 침투깊이의 5배이하의 폭을 갖고, 금속편의 표면상에 간격을 두고 복수의 누름부재를 배치하고, 그 누름부재와 금속편과의 사이를 절연상태로 해서 구속하는 것을 특징으로 하는 금속편의 연속 열간 압연방법.
4. 제3항에 있어서, 금속편의 접합예정면, 또는 접합부에 비산화성가스, 환원상가스 중, 적어도 한 종류의 것을 불어넣으면 접합하는 것을 특징으로 하는 금속편의 연속 열간 압연방법.
5. 선행금속편(1)의 후단부와 후행금속편(2)의 선단부를 각각 절단하고, 이어서 가열·승온, 압축하여 양금속편을 접합한 후, 마무리압연에 제공하는 연속 열간 압연방법에 있어서, 이동방식에 의해 금속을 접합할 때, 실린더(30)헤드측을 유압관(40)으로 연접하는 동시에 그 내압을 일정하게 유지하는 유압회로가 설치되며 상기 금속편을 길이방향에 따라 복수개소에서 지지하는 복수의 테이블롤러(26)는 상기 테이블롤러(26) 위를 이동하는 접합장치의 하부영역에서 상기 유압회로에 의해 하방으로 퇴피하는 한편, 상기 접합장치(34)가 지나간 후, 다시 초기 레벨에 복귀하는 것을 특징으로 하는 금속편의 연속 열간 압연방법.
6. 선행금속편(1)의 후단부와 후행금속편(2)의 선단부를 각각 절단하고, 이어서, 가열, 승온, 압축하여 양금속편을 접합한 후, 마무리압연에 제공하는 연속 열간압연방법에 있어서, 압축시에 발생된 금속편의 접합불량부에 제거할 때, 접합불량부를 모판 표면보다도 깊게 깍아 내는 것을 특징으로 하는 금속편의 연속 열간압연방법.
7. 제6항에 있어서, 주속이 50~120m/s로 된 회전날(45)을 사용하여 접합불량부를 제거하는 것을 특징으로 하는 금속편의 연속 열간 압연방법.
8. 선행금속편(1)의 후단부와 후행금속편(2)의 선단부를 각각 절단하고, 이어서, 가열·승온, 압축하여 양금속편을 접합한 후 마무리압연에 제공하는 연속 열간 압연방법에 있어서, 금속편을 접한한 후, 접합불량부의 제거 전 또는 제거 후에 접합장치를 냉각하는 것을 특징으로 하는 금속편의 연속 열간 압연방법.
9. 연속 열간 압연에서의 금속편접합장치(4)에 있어서, 상기 접합장치(4)는 금속편의 단부를 가열, 승온하는 유도가열코일(9)과, 선행금속편(1) 및 후행금속편(12)을 각각 상하에 끼워서 구속하는 클램프(14)와 선행금속편(1) 및 후행금속편(2)의 적어도 한쪽은 다른 쪽으로 향하여 이동, 압축하는 압축수단(12)을 구비하고, 상기 각 클램프(14)는 금속편의 협지로부터 그 단부로 향해 돌출한 협지부(15)의 자속통과영역에 금속편의 폭방향을 따라서 간격을 두고 빗살모양으로 잘린 절흠부를 갖는 것을 특징으로 하는 금속편의 접합장치.
10. 연속 열간 압연에서의 금속편접합장치에 있어서, 상기 접합장치는 금속편의 단부를 가열·승온하는 유도가열코일과, 선행금속편 및 후행금속편을 각각 상하로 끼워서 구속하는 클램프와, 선행금속편 및 후행금속편의 적어도 한쪽은 다른 쪽을 향해서 이동·압축하는 압축수단을 구비하고, 상기 클램프의 적어도 한쪽은 금속편의 폭방향으로 간격을 두고 빗살모양으로 잘린 절흠부를 갖고, 또한, 양금속편에 걸친 영역에 금속편의 상호에 걸쳐서 절연부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 금속편의 접합장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 클램프(14)는 금속편의 접합예정면 또는 접합부에 비산화가스, 환원성가스중에 적어도 한종류의 것을 불어 넣을 수 있는 노즐(N)을 갖는 것을 특징으로 하는 금속편의 접합장치.
12. 연속 열간 압연에서의 금속편의 접합장치에 있어서, 상기 접합장치(4)는 금속편의 가열수단(9)와, 선행금속편(1) 및 후행금속편(2)을 각각 상하로 끼워 구속하고 그 양금속편의 수평레벨을 합치시키는 클램프(14)와, 선행금속편(1) 및 후행금속편(2)의 적어도 한쪽은 다른 쪽으로 향해 이동, 압축수단(12)과, 상기 수단을 이동시켜 온라인, 오프라인시키는 이동수단(20)과, 그 이동수단(20)에 의해 상기 각 수단을 오프라인시킨 후의 영역에서 금속편을 지지하는 승강이동이 가능한 테이블롤러(26)로부터 되는 것을 특징으로 하는 금속편의 접합장치.
13. 연속 열간 압연에서는 금속편의 반송용 테이블롤러(26)에 있어서 상기 테이블롤러(26)는 금속편을 그 길이방향에 맞춰 복수개소에서 지지하는 복수로 되며, 이는 각 테이블롤러(26)를 하방에서 지지하는 실린더(13)의 헤드측을 유압관으로 연접함과 동시에 각 헤드측 내압을 일정압으로 유지하는 유압회로 설치한 것을 특징으로 하는 금속편의 반송용 테이블롤러.
14. 연속 열간 압연에서의 금속편의 접합불량부 제거장치(59)에 있어서, 상기 장치는 금속편의 접합불량부를 절삭제거하는 상하로 한쌍 되는 회전날과(45), 그 회전날(45)를 50~120m/s의 주속으로 제어하는 회전속도제어수단과, 금속편의 접합부를 트랙킹하는 트랙킹수단(47)과 접합부의 트랙킹 상황에 응해 회전날(45)의 잘라 냄을 제어하는 제어수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속편의 접합불량부 제거장치.
15. 연속 열간 압연에서의 금속편의 냉각장치(60)에 있어서, 상기 냉각장치(60)는 금속편이 압축시에 발생된 접합불량부를 제거하는 접합불량부 제거장치(59)의 입구측으로부터 출구측에 이르기까지의 영역에서 적어도 한 곳에서 장소에서 냉매를 분사하는 냉각노즐(54)을 구비하는 것을 특징으로 하는 금속편의 냉각장치.