KR100342846B1 - 압연재접합방법및장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 (a) 압연재와 동일한 속도로 주행하면서 주행압연재의 후단부와 후행 압연재의 선단부를 포게고, 상하방향으로 압연재 판 폭방향으로 회전축을 가지는 원통형 커터의 직경보다 다소 크게 간격을 벌리고, (b) 후행 압연재의 선단부 상면의 포게진 범위를 압연방향 F로 상기 원통형커터로 절삭가공하여 둠과 동시에, (c) 상기 가공면에 후행 압연재 상면측에서 압연방향 F로 환원염을 분사하고, (d) 가공후 선행 압연재 후단부 하면의 포게어진 부분을 압연방향 F와 반대방향 R로 절삭가공하여 두고, (f) 이 가공과 함께 이 가공면을 선행 압연재 하면측에서 압연방향 F와 반대방향 R로 환원염을 분사하고, 절삭가공후 양 가공면을 접합하기까지 양 가공면에 환원염을 분사하여 두어 압접접합하는 압연재 접합방법이 제공한다. 또한, 본 발명은 상술한 방법을 달성하기위한 방법을 제공한다.

Description

압연재 접합방법 및 장치

본 발명은 열간 압연설비에 있어서 압연재와 함께 주행하면서, 선행하는 압연재의 후단과 후속하는 압연재의 선단을 접합하는 압연재의 접합방법 및 장치에 관한 것이다.

종래의 열간 압연설비(핫 스트립 밀(hot strip mil))에서는 조압연기로 압연된 바(bar)를 각각 별도로 마무리 압연기에 공급하여, 소망하는 판두께의 스트립재를 얻었다. 그러나, 이와 같은 수단으로는 압연재 전체를 균일하게 압연할 수 없고, 압연재의 단부(전단부와 후단부)에 결함이 발생하기 쉬우며, 압연재의 생산율을 저하시키고, 동시에 중합/이격 등 때문에 압연속도를 고속화하기 어려운 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 압연재를 연속적으로 마무리 압연기에 공급하기위해 선행하는 압연재의 후단과 다음의 압연재의 전단을 접합하는 접합장치가 종래부터 제안되고 있다.(예를 들면, 일본국 특허공개소 62-252603호 공보, 특허공개소 63-93408호 공보, 특허공고평 5-139호 공보).

게다가, 일본국 특허공개소 62-252603호의 '판 접합방법'은 접합해야 하는 판의 선단부 상호간에 이음매를 박아서 접합하는 것이지만, 압연재의 폭전체에 걸쳐, 충분한 접합강도를 확보하는 것은 다수의 이음매를 단시간에 박을 필요가 있고, 자동화(기계화)가 곤란하며, 동시에 이음부를 균일하게 압연할 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 일본국 특허공개소 63-93408호의 「바접합설비」는 압연재에 루프를 형성하여, 후단과 선단을 압접하는 것이지만, 비교적 두꺼운 바를 루프에 형성하기 때문에 바가 구부러지기 쉬우며, 동시에 충분한 접합시간을 확보할 수 없고, 또한 후단과 선단을 단순히 압접하여도 압연재의 폭전체에 걸쳐서 충분한 접합강도를 확보할 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 일본국 특허공개평 5-139호의 「대판의 주행용접장치」는 압연재와 함께 주행하면서 후단과 선단을 용접접합하는 장치이지만, 쪽이 넓은 압연재를 접합할 때에는 시간이 걸리기 때문에 설비전체가 길어지기 쉽고, 동시에 접합부에 요철이 발생하기 쉬우며, 접합부를 균일하게 압연하는 것이 곤란한 문제점이 있었다.

또한, 상기의 접합장치를 기존의 라인에 추가하는 경우, 기존의 라인의 개조를 대폭해야 하며, 생산정지시간도 길어지는 문제가 발생한다.

또한, 포게어 압접접합하는 경우, 선행하는 압연재의 후단과 후속하는 압연재의 선단을 포게어 압접접합한다. 그러나, 선행 압연재와 후행 압연재의 포게진 면에는 스케일(scale)이 있기때문에, 이것을 커터(cutter)등에 의해 제거하지만, 압접하기까지의 사이에 다시 산화되는 열이 많고, 접합강도가 저하될 우려가 있었다. 또한, 커터가 잘라낸 부스러기가 잔류하여 접합면에 남는 경우가 있었다.

또한, 압연재를 연속적으로 압연기에 공급하여 접합부도 균일하게 압연할 때에는, 포게진 부분을 1개의 압연재의 두께까지 압축할 필요가 있고, 이 압접에 대단히 큰 힘(예를 들면 약 1000톤)을 필요로 하여 압접장치가 대형이 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 여러가지의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것이다. 즉, 본 발명의 목적은 선행하는 압연재의 후단과 후속하는 압연재의 선단을 압연재와 함께 주행하면서 접합하는 것이 가능하고, 단시간에 압연재의 폭 전체에 걸쳐서 충분한 접합강도로 접합할 수 있고, 접합부의 요철이 적으며, 접합부를 거의 균일하게 가공할 수 있으므로, 압연재를 연속적으로 마무리 압연기에 공급하는 것이 가능한 압연재 접합장치 및 접합방법을 제공하는 것이다.

또한, 압접접합하는 면에 스케일이나, 스케일의 세기에 의하여 발생되는 부스러기가 접합면에 남지않도록 하는 것을 목적으로 하고 있다. 또한, 비교적 소형 소출력의 설비로 압연재의 단부를 서로에 접합할 수 있는 것을 목적으로 한다.

(A) 본 발명의 제 1발명에 의하면, (a) 압연재와 같은 속도로 주행하면서 선행 압연재의 후단부와 후행 압연재의 선단부를 포게고, 상하 방향으로 압여재 판의 폭방향으로 회전축을 가지는 원통형 커터의 직경 보다 다소 크게 간격을 벌리고, (b) 후행 압연재의 선단부 상면의 포게진 범위를 압연방향 F로 상기 원통형 커터로 절삭가공하여 둠과 동시에, (c) 상기 가공면에 후행 압연재 상면측에서 압연방향 F로 환원염을 분사하고, (d) 가공후 선행 압여재 후단부 하면의 포게어진 부분을 압연방향 F와 반대방향 R로 절삭가공하여 두고, (f) 이 가공과 함께 가공면을 선행 압연재 하면측에서 압연방향 F와 반대방향 R로 환원염을 분사하여, 절삭가공후 양 가공면을 접합하기까지 양 가공면에 환원염을 분사하여 두어 압접접합하는 압연재 접합방법이 제공된다.

상기 제 1발명에 의하면, 후행 압연재의 선단부 상면을 가공할 때에는 압연방향 F로 가공하고, 환원염은 후행 압연재의 상측에서 압연방향 F로 가공면에 분사하므로, 절삭가공중에는 원통형 커터의 뒤에서 분사하여, 가공면을 비산화상태로 함과 동시에 부스러기를 날려보내는 것이 가능하다. 또한, 선행 압연재 하면을 절삭가공하고 있을 때는 원통형 커터와 후행 압연재의 가공면과의 사이에 틈이 생기므로 환원염은 이 틈을 통하여 가공면을 충분히 덮는 것이 가능하다. 선행 압연재의 하면을 가공중에는 원통형 커터는 압연방향 F와 반대방향 R로 진행하고, 환원염도 선행 압연재 하면측에서 압연방향 F와 반대방향 R로 가공면에 향하여 내뿜어지므로, 원통형 커터의 후방에서 분사되어 가공면을 비산화 상태로함과 동시에 부스러기를 날려보내는 것이 가능하다. 양 가공면의 가공이 완료하면 양면을 접합하여 두지만, 이 때도 환원염을 양면에 분사하고 있으므로 접합면은 산화되지 않고 접합되며, 충분한 강도를 가질 수있다. 또한, 원통형 커터에 의한 부스러기도 환원염에 의해 제거되고 있다.

(B) 본 발명의 제 2발명에 의하면 또한 (a) 압연재와 같은 속도로 주행하면서 선행 압연재 후단부와 후행 압연재의 선단부를 포게어, 상하방향으로 압연재 판 쪽 방향으로 회전축을 가지는 원통형 커터의 직경보다 다소 크게 간격을 벌리고, (b) 선행 압연재의 후단부 하면의 포게어진 부분을 압연방향 F와 반대방향 R로 상기 원통형 커터로 절삭가공하여 둠과 동시에, (c) 상기 가공면에 선행 압연재 하측면에서 압연 방향 F와 반대방향 R로 환원염을 분사하여, 가공후, 후행 압연재 선단부 상면의 포게어진 부분을 압연방향 F로 절삭가공하여 두고, (d) 이 가공과 함께 가공면을 후행 압연재 상면측에서 압연방향 F로 환원염을 분사하고, (f) 절삭 가공후, 양 가공면을 접합하기 까지 양 가공면에 환원염을 분사해 두어 압접접합하는 압연재 접합방법이 제공된다.

상기, 본 발명은 제 1발명과 가공순서를 반대로 한 것이므로, 우선 선행 압연재의 후단 하면의 절삭가공을 하고, 다음으로 후행 압연재의 상면의 절삭가공을 한다. 가공, 환원염의 분사는 제 1발명과 같으며, 접합면은 안정한 충분한 강도를 얻을 수 있다. 또한, 원통형 커터에 의한 부스러기도 환원염에 의해 제거된다.

제 1 및 제 2의 발명에 있어서, 상기 원통형 커터는 압연방향에서 하방으로 경사진 경사면에 평행하게 이동하면서 가공하는 것이 좋다. 이 발명에서는 원통형 커터는 압연방향에서 하방으로 경사진 경사면에 평행하게 이동하면서 가공하므로, 각 접합면은 경사지게 되고, 가공면과 비가공면과의 사이에 단차가 생기지 않으므로 양호하게 접합할 수 있다. 또한, 경사진 쪽이 환원염을 분사하기 쉬워진다.

(C) 본 발명의 제 3의 발명에 의하면, 압연방향으로 주행하고, 선행 압연재의 후단부와 후행 압연재의 선단부가 부분적으로 겹쳐지고, 동시에 한 쪽의 압연재가 다른 쪽의 압연재보다 높은 높이로, 각 압연재의 단부를 수평으로 유지하고, 겹쳐진 부분을 비산화 상태로 유지한 그대로, 선행 압연재의 후단부 하면과 후행압연재의 선단부 상면을 동시에 절삭가공하고, 다음으로, 겹쳐진 부분을 비산화 상태로 유지한 그대로, 겹쳐진 부분을 압연재와 거의 동일한 두께까지 압축하여 선행 압연재의 후단부와 후행 압연재의 선단부를 접합한다. 이 제 3의 발명에 있어서, 한쪽의 압연재의 단부 하면과 다른 쪽의 압연재의 단부 상면을 동시에 수평 또는 기울어지게 절삭가공하는 것이 바람직하다.

또한, 제 4의 발명에 의하면, 압연방향으로 주행하는 대차와, 상기 대차상에 장착된 선행하는 압연재의 후단부를 수평으로 혀지하여 상하 이동 가능한 후단 클램프장치와, 상기 대차상에 장착되어 후속하는 압연재의 선단부를 수평으로 협지하는 선단 클램프장치와, 한쪽의 압연재의 단부 하면과 다른 쪽의 압연재의 단부 상면을 적삭가공하는 가공장치와, 상기 가공면을 비산화 상태로 유지하는 비산화 유지장치와, 선행 압연재와 후행 압연재의 가공면을 포게어서 압연재와 거의 같은 높이까지 압축하여 접합하는 압접장치를 구비한 압연재 접합장치가 제공된다.

제 3 및 제 4의 발명에 의하면, 후단 클램프장치의 선단 클램프장치에 의해, 선행 압연재와 후행 압연재를 협지한 그대로 대치가 압연방향으로 주행하므로, 압연재를 연속적으로 마무리 압연기에 공급하는 것이 가능하다. 또한, 가공장치에 의한 절삭가공과 압접장치에 의한 압접의 2공정에서 압연재의 폭 전체를 접합할 수 있기때문에, 접합시간을 대폭 단축할 수 있고, 압연설비 전체 길이를 짧게 할 수 있다. 또한, 비산화 유지장치에 의해 가공면을 비산화 상태로 유지한 그대로, 가공 장치에 의해 한쪽의 단부 하면과 다른 쪽의 단부 상면을 절삭가공하고 동시에 압접장치에 의해 가공면을 압연재와 거의 같은 두께까지 압축함으로 가공면의 산화가 거의 없고, 동시에 가공면을 틈없이 밀착시켜 압접할 수 있고, 압연재의 폭 전체에 걸쳐 충분한 접합강도로 접합할 수 있다. 또한, 압연장치에 의해 가공면을 포게어서 압연재와 거의 동일한 두께까지 압축하여 접합하므로, 접합부의 요철이 거의 없고, 접합부를 거의 균일하게 압접하는 것이 가능하다.

(D) 본 발명의 제 5의 발명에 의하면, 가공장치가 압연재의 판 폭 방향의 회전축을 중심으로 회전하는 원통형 커터와, 상기 원통형 커터를 압연재의 판 폭방향의 회전축을 중심으로 요동시키는 요동장치와 상기 요동장치를 압연방향으로 왕복 운동시키는 복동장치로 구성되며, 상기 비산화 유지장치는 후단 클램프장치가 선행 압연재를 협지하여 원통형 커터로 절삭가공하는 가공면을 선행 압연재의 하측에서 압연방향 압 방재측으로 환원염을 분사하고 후단의 클램프장치에 장착된 환원염 버너와 선단 클램프장치가 후행 압연재를 협지하여 원통형 커터로 가공하는 가공면을 후행 압연재의 상측에서 압연방향 F로 환원염을 환원염을 분사하며 대차에 장착된 환원염 버너를 구비한다.

이 제 5의 발명에서는 압연재 접합장치는 후단 클램프장치와 선단 클램프장치에 의해, 선행 압연재와 후행 압연재를 협지한 그대로 대차가 압연방향으로 주행하므로, 압연재를 연속적으로 마무리 압연기에 공급할 수 있다. 또한, 가공장치에 의해 접합면을 절삭가공하여 압연장치에 의해 압축하므로 절삭가공과 압접을 연속하여 수행하기 때문에 단시간에 압접할 수 있고, 고속 압접이 가능하게 된다. 이때, 비산화 유지장치에 의해 가공면을 비산화 상태로 하여 압접하므로 충분한 접합강도를 얻을 수 있다. 또한, 압접장치는 선행 압연재와 후행 압연재의 가공면을 포게어서 거의 동일한 두께까지 압축형으로 거의 균일한 접합부를 얻을 수 있다. 또한, 가공장치는 압연재의 판 폭방향의 회전축을 중심으로 회전하는 원통형 커터와, 이 원통형 커터를 압연재의 판 폭방향의 회전축을 중심으로 요동시키는 요동장치와, 이 요동장치를 압연방향으로 왕복운동시키는 복동장치로 구성되므로, 원통형 커터는 상하방향, 압연방향 F와 그 반대방향 R로 이동할 수 있다. 또한, 비산화 유지장치는 선행 압연재의 가공면을 선행 압연재의 하측에서 압연방향 F와 반대쪽으로 환원염을 분사하는 후단 클램프장치에 장착되는 환원염 버너를 가지고 있으므로, 가공중에는 원통형 커터의 후방에서 환원염을 분사하여, 가공면을 환원함과 동시에 부스러기를 날려보내고, 접합할때는 후단 클램프장치에 의해 선행 압연재와 함께 하하강므로, 연속하여 환원염을 가공면에 분사하는 것이 가능하다. 또한, 후행 압연재의 가공면을 후행 압연재의 상측에서 압연방향 F로 환원염을 분사하는 대차에 장착된 환원염 버너를 가지고 있으므로, 가공중에는 원통형 커터의 후방에서 환원염을 분사하고, 가공면을 환원함과 동시에 부스러기를 날려보내며, 선행 압연재를 가공중에는 원통형 커터와 가공면간의 틈을 통하여 가공면에 환원염을 분사할 수 있고, 선행 압연재가 접합을 위해 접근하여 올 때도 가공면에 환원염을 분사할 수 있다. 이것에 의해 가공의 개시에서 접합까지 접합면에 환원염을 분사하는 것이 가능하고, 원통형 커터의 부스러기도 날려 보내는 것이 가능하다.

또한, 제 5발명에 있어서, 가공장치의 복동장치는 압연방향에서 하방으로 경사진 경사면상을 왕복운동시킴으로서, 각 접합면은 기울어지게 되고, 가공면과 비가공면과의 사이에 단차가 생기지 않음으로 양호한 접합이 가능하다. 또한, 기울어진 쪽이 환원염을 분사하기 쉽게된다.

(D) 본 발명의 제 6의 발명에 의하면, 가공장치가 압연재의 폭 방향의 축심을 중심으로 회전하는 원통형 커터와, 상기 커터를 기울어진 방향으로 요동시키는 요동장치와, 커터를 압연방향으로 전후진시키는 복동장치로 구성되며, 상기 후단 클램프장치는 선행 압연재의 후단부 하면을 상기 커터의 상면에 접촉시키는 가공높이 H와 선행 압연재의 후단부를 후행 압연재의 선단부와 거의 같은 높이로 유지하는 압접높이 L과의 사이를 상하동시키는 승강 실린더를 갖는다.

이 제 6발명에 의해 커터의 높이를 조절하며 동시에 커터를 전, 후진시킴으로써, 선행 압연재의 후단부 하면과 후행 압연재의 선단부 상면의 양방을 동시에 균일하게 절삭가공하는 것이 가능하다.

(E) 본 발명의 제 7의 발명에 의하면, 가공장치가 한 폭의 압연재의 단부 하면과 다른 방향의 압연재의 단부 상면을 동시에 기울어지게 절삭가공하는 경사가공장치이며, 상기 경사가공장치는 압연재의 폭 방향의 축심을 중심으로 회전하는 원통형 커터와, 상기 커터를 압연방향에 대하여 경사지게 왕복운동시키는 복동장치로 구성되어 있다.

이 제7의 발명으로는 경사가공장치에 의해, 선행 압연재와 후행 압연재의 단면을 압연방향에 대하여 경사지게 동시 절삭가공하므로써, 압연재가 가 그대로 겹쳐지게 되는 경우와 비교하여 압접 전의 포게진 부분의 두께가 얇게 되고, 압연재와 거의 동일한 두께까지 압축하여 접합하기 위한 압축력이 적어지고, 비교적 소형 소출력의 설비로 동시에 접합부의 요철이 거의 없고, 압연재의 단부를 상호 접합하는 것이 가능하다.

또한, 경사가공장치에 의한 절삭가공과 압접장치에 의한 압접의 2공정으로 압연재의 폭 전체를 접합할 수 있기때문에, 접합시간을 대폭으로 단축할 수 있다. 또한, 비산화 유지장치에 의해 가공면을 비산화 상태로 유지한 그대로, 절삭가공하고 동시에 압접함으로써 가공면의 산화가 거의 없고, 동시에 가공면을 틈없이 밀착시켜 압접하는 것이 가능하며, 압연재의 폭 전체에 걸쳐서 충분한 접합강도로 접합하는 것이 가능하다.

(F) 본 발명의 제 8의 발명에 의하면, 가공장치가 수평에 대하여 경사진 축심을 중심으로 회전하는 원추커터와, 압연재를 벗어난 위치에서 압연재의 전체 폭에 걸쳐서 원추커터를 축방향으로 수평으로 이동시키는 횡이동장치로 구성되어, 상기 원추커터는, 정점이 외방으로 향한한쌍의 절두원추명을 가지며, 상기 절두원추면의 최상부와 최하부가 모두 거의 수평하고, 이것에 의해 절두원추면의 최상부와 최하부가 각각 동시에 상기 후단부 하면과 선단부 상면에 접촉하도록 되어 있다.

이 제 8의 발명에서는, 원추커터의 한쌍의 절두원추면의 최상부와 촤하부가 모두 거의 수평이고, 이 최상부와 최하부가 각각 동시에 선행압연재의 후단부 하면과 후행 압연재의 선단부 상면에 접촉함으로써, 승강장치에 의해 선행 압연재의 후단부를 상승시키고, 원추커터를 회전시키면서 횡이동장치에 의해 압연재를 벗어난 위치에서 압연재의 전체 폭에 걸쳐서, 원추커터를 압연재의 폭방향으로 단지 이동시키기만 하고, 단시간에 압연재의 폭전체에 걸쳐서 선행 압연재의 후단부 하면과 후행 압연재의 선단부 상면을 도시에 절삭가공하는 것이 가능하며, 압연장치에 의해 이것을 압접하므로, 단시간에 압연재의 폭 전체에 걸쳐서 충분한 접합강도로 접하하는 것이 가능하다.

(G) 본 발명의 제 9의 발명에 의하면, 비산화 유지장치가 가연성 가스를 완전 연소시키는 양보다도 적은 산소로 연소시켜서 비산화 상태를 형성하는 환원염 버너이다.

이 제 9의 발명에 의하면, 가공장치에 의한 절삭가공공정 및 압접장치에 의한 압접공정의 사이에, 가공면을 비산화 상태로 유지하여, 그 산화를 방지하고, 높은 접합강도를 확보하는 것이 가능하다.

본 발명의 다른 목적, 특징, 잇점은 첨부도면과 함께 고려함으로써, 바람직한 실시예에 의한 상세한 설명에서 분명해질 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서 공통하는 부분에는 동일의 부호를 붙여서 중복된 설명을 생략한다.

제 1도는 본 발명의 제 1실시예를 나타낸 압연재 접합장치의 구성을 도시한 측면도이다. 이 도면에 있어서, 압연재 접합장치(10)은 압연방향 (F)(제 1도에 있어서 우측에서 좌측으로 향한 화살표 방향)으로 수행하는 대차(12)와 대차(12)위에 장착되어 선행하는 압연재(1)의 후단부를 수평으로 협지하여 상하이동 가능한 후단 클램프장치(14)와, 대차(12)위에 장착되어 후속하는 압연재(2)의 선단을 수평으로 협지하는 선단 클램프장치(16)과, 선행 압연재(1)의 후단부 하면과 후행 압연재(2)의 선단부 상면을 절삭가공하는 가공장치(18)과, 가공면을 비산화 상태로 유지하는 비산화 유지장치(20)과, 선행 압연재(1)과 후행 압연재(2)의 가공면을 포게어서 압연재(1)(2)와 거의 동일한 두께가지 압축하여 접합하는 압접장치(22)를 구비하고 있다.

또한, 대차(12)는 복수의 차륜(13)을 가지고, 압연방향으로 연장한 레일(rail)(3)상을 주행한다. 압접시는 화살표가 나타낸 바와 같이 도면상에서 좌측으로 주행한다. (B)는 압연장치의 압연높이이며, 복수의 롤러(roller)(4)가 압연재(1)을 압연높이(B)로 지지하여 압연방향으로 이동시킨다. 레일(3)은 롤러(4)가 지나가는 위치에 배치되고, 압접높이(L)을 압연높이(B)보다 높게하고, 레일(3)보다 높은 위치에서 대차(12)가 주행할 수 있도록 하고 있다. 따라서, 기존의 압연장치를 그대로 가동시키는 것이 가능하다.

본 발명의 압연재 접합장치(10)은 또한, 압연재(1)(2)를 압연장치의 압연높이(B)에서 선단 클램프장치(16)으로 안내하고, 동시에 후단 클램프장치(14)에서 압연높이(B)로 안내하는 상하로 요동가능한 경사가이드(24)(25)를 구비하고 있다. 경사가이드(24)(25)는 대차에 요동가능하게 지지되고, 도시하지 않은 실린더에 의해, 하단이 압연높이(B)에 위치하는 「하강위치」서 하단이 적당한 높이까지 상승하여 그 아래를 압연재(1)(2)가 통과할 수 있는 「상승위치」까지 요동할 수 있도록 되어 있다. 경사가이드(24)(25)에는 복수의 롤러가 직선상으로 장착되며, 압연재(1)(2)의 이동을 용이하게 하고 있다. 이와 같은 구성에 의하여, 경사가이드(24)(25)를 「상승위치」에 이동시키고, 기존의 압연설비를 그대로 가동시키는 것이 가능하며, 동시에「하강위치」에 이동시키고, 후행 압연재(2)를 압연높이(B)에서 선단 클램프장치(16)에 안내하고, 동시에 선행 압연재(1)을 후단 클램프장치(14)에서 압연높이(B)로 안내하는 것이 가능하다.

제 2도는 가공장치, 비산화 유지장치를 중심으로 한 제 1도의 상세도이다. 이 도면에 있어서, 후단 클램프장치(14)는 선행 압연재(1)의 후단부를 수평으로 지지하는 복수의 롤러(15a)와, 롤러(15a)와의 사이에 선행 압연재(1)의 후단부를 협지하여 상하이동하는 크램프(15b)와, 선행 압연재(1)의 후단 하면을 후술하는 원통형 커더(19a)의 상면에 접촉시키는 가공높이 (H)와, 선행 압연재(1)의 후단부를 후행 압연재(2)의 선단부와 거의 동일 높이로 유지하는 압연 높이(L)과의 사이를 롤러(15a) 및 클램프(15b)를 상하동시키는 승강 실린더(15c)로 이루어진다. 이와 같은 구성에 의해, 롤러(15a)에 의해 선행 압연재(1) 후단부를 수평으로 지지한 그대로, 클램프(15b)에 의해 선행 압연재(1)의 후단을 협지할 수 있다. 또한, 승강실린더(15c)에 의해 롤러(15a) 및 클램프(15b)를 가공높이(H)로 유지하고, 원통형 커터(19a)로 선행 압연재(1)의 후단부 하면을 절삭가공하는 것이 가능하며, 또한 압접높이(L)에 유지하여 선행 압연재(1)과 후행 압연재(2)의 가공면을 포게어서, 압접장치(22)에 의해 압축하여 접합하는 것이 가능하다.

선단 클램프장치(16)은, 후행 압연재(2)의 선단부를 수평으로 지지하는 롤러(17a)와 롤러(17a)와의 사이에 후행 압연재(2)의 선단부를 협지하는 클램프(17b)로 이루어진다. 이 구성에 의해, 롤러(17a)에 의해 후행 압연재(2)를 수평으로 유지한 그대로, 클램프(17b)에 의해 후행 압연재(2)의 선단부를 협지하는 것이 가능하다.

가공장치(18)은 압연재(1)(2)의 폭 방향의 축심(Z)를 중심으로 회전하는 원통형 커터(19a)와, 원통형키티(19a)를 일단에서 회전이 자유롭게 지지하여 타단을 중심으로 요동하는 압(19b)와, 암(19b)를 경사진 방향으로 요동시키는 요동장치(19c)와, 요동장치(19c)를 압연방향으로 전후진시키는 복동장치(19d)와, 요동장치(19c)와 복동장치(19d)를 압연방향에 하부로 경사진 경사면으로 지지하여 대차(12)에 고정된 경사대(19e)로 이루어진다.

원통형커터(19a)는 암(19b)선단에 장착되어, 도시하지 않은 회전구동장치에 의해 회전한다. 원통형 커터(19a)는 요동장치(19c)와 복동장치(19d)에 의해 제 1도, 제 2도에서 실선으로 나타낸 가공위치에서 선행 압연재(1)의 후단부 하면과 후행 압연재(2)의 선단부 상면을 각각 별개로 절삭가공하여, 가공후 파선으로 나타내는 위치로 후퇴한다.

비산화물 유지장치(20)은 COG(coke over gas), LPG, LNG 등의 가연성 가스를 완전연소시키는 량보다도 적은 산소로 연소시켜서 환원염을 생성하고, 가공면에 분사하여 산화를 방지하는 환원염 버너(20a)(20b)로 구성되어 있다. 환원염은 수소 라디칼(Radical), CH2O 라디칼 등의 환원성 라디칼을 함유한다. 환원염버너(20a)는 롤러(15a)의 프레임에, 환원염버너(20b)는 고정스탠드(21)을 통하여 대차(12)에 정착되고, 선행 압연재(1)과 후행 압연재(2)의 가공면을 향하여 환원가스를 분사하여, 절삭면을 항상 비산화 상태로 유지하고 있다. 또한, 환원염버너(20a)(20b)는 압연재(1)(2)의 판 폭방향으로 복수개 설치되어, 가공면을 환원염으로 덮도록 배치되어 있다.

압접장치(22)는 선행 압연재(1)의 후단부 상면에 접하는 하면을 가지는 상형(23a)와, 후행 압연재(2)의 선단부 하면에 접하는 상면을 가지는 하형(23b)와 상형(23a) 및 하형(23b)를 접지하여 압축하는 프레스장치(23c)로 구성된다. 하형(23b)는 대차(12)에 고정되어 있다. 또한, 상형(23a)는 프레스 장치(23c)의 램(Ram)(23e)의 하면에 장착되어, 램(23e)와 함께 승강한다. 이와 같은 구성에 의해, 가공장치(18)에 의한 가공중에, 선행 압연재(1)의 후단부와 후행 압연재(2)의선단부를, 상형(23a) 및 하형(23b)로 지지하는 것이 가능하고, 동시에 프레스장치(23c)에 의해 램(23e)를 하강시킴으로써, 선행 압연재(1)과 후행압연재(2)의 가공면을 포게어 압축하여, 압연재(1)(2)와 거의 동일한 두께로 하는 것이 가능하다.

다음에 상술한 제 1실시예의 장치를 이용한 접합방법의 제 1동작을 설명한다.

제 3도는 제 1동작에 있어서의 원통형 커터(19a)의 접합면의 가공과 환원염버너(20a)(20b)에 의한 가공면으로 환원염이 분사되는 상태를 나타낸다. 또한, 도면 우측에서 좌측으로의 화살표는 압연방향(F)를 나타낸다. 후단 클램프장치(14)와, 선단 클램프장치(16)에 의해 선행 압연재(1)과 후행 압연재(2)는 겹치게(Lap)하고, 상하 방향으로 원통형 커터(19a)의 직경보다 다소 크게 간격을 벌려 고정된다. 겹치는 부분는 압연재(1)(2)의 판두께보다 20∼100mm 정도로 한다. 원통형 커터(19a)는 암(arm)(19b)의 회동에 의해 A로 나타내는 궤적으로 이동하고, 다음 복동장치(19d)를 동작시켜 경사대(19e)의 경사면에 따라 B로 나타내는 궤적으로 이동하고, 후행 압연재(2)의 선단부 상면의 가공면(2a)를 경사지게 가공하여 둔다. 가공과 동시에 환원염버너(20b)에서 환원염을 가공면(2a)에 분사하여, 스케일을 제거하여 산화를 방지하며, 가공에 의해 발생된 부스러기를 날려 보낸다. 후행 압연재(2)의 선단부 상면의 가공면(2a)의 가공이 완료되면 암(19b)를 회동하여 C로 나타낸 궤적으로 원통형 커터(19a)를 상승하여 복동장치(19d)에 의해 D로 나타낸 궤적으로 들어가, 선행 압연재(1) 후단부 하면의 가공면(1a)의 가공을 한다. 원통형 커터(19a)의 상승에 의해 후행 압연재(2)의 선단부 상면의 가공면(2a)와 원통형 커터(19a)와의 간격이 벌어지므로 환원염버너(20b)에 의해 가공면(2a)에 환원염을 충분히 분사할 수 있다.

선행 압연재(1)의 후단부 하면의 가공면(1a)의 가공개시와 함께 환원염버너(20a)에서 가공면(1a)로 환원염을 분사하고, 스케일을 제거하여 산화를 방지하며, 가공에 의해 발생된 부스러기를 날려 보낸다. 가공이 완료되면 원통형 커터(19a)는 제 2도에 일점쇄선으로 나타낸 위치로 후퇴한다.

다음으로 승강 실린더(15c)를 하강시켜 압접 높이(L)까지 선행 압연재(1)을 하강시킨다. 이 때, 환원염버너(20a)는 롤러(15a)와 함께 하강하므로, 하강중에도 선행 압연재(1)의 가공면(1a)에 후행 압연재(2)의 가공면(2a)가 접착하기까지 환원염을 분사하는 것이 가능하다. 환원염버너(20b)는 후행 압연재(2)의 가공개시와 동시에 가공면(2a)에 환원염을 분사하기 시작하고 나서 가공면(2a)에 가공면(1a)가 접착하기까지 환원염을 분사한다. 다음 압접장치(22)의 프레스장치(23c)가 동작하고, 램(23e)를 하강시켜 압접작업에 들어간다. 이것에 의해 접합면은 산화막이 없는 상태로 접합되어, 충분하고 안정된 강도를 얻을 수 있다. 또한, 가공시 발생하는 부스러기 등의 이물이 접합면에 혼입하는 것도 방지된다.

다음으로 제 1 실시예의 제 2동작을 설명한다.

제 4도는 제 2동작에 있어서의 원통형 커터(19a)의 접합면의 가공과 환원염버너(20a),(20b)에 의한 가공면으로의 환원염이 분사하는 상태를 나타낸다. 또한, 도면 우측에서 좌측으로의 화살표는 압접방향(F)를 나타낸다. 본 실시예는 선행 압연재(1)의 가공을 한후, 후행 압연재(2)의 가공을 한다. 원통형 커터(19a)는 암(19b)의 회동에 의해 A로 나타내는 궤적으로 이동하고, 다음 복동장치(19d)를 작동시켜 경사대(19e)의 경사면에 따라 B로 나타낸 궤적으로 이동하여, 상승한 후 복동자치(19d)를 동작시켜 경사대(19e)의 경사면에 따라 C로 나타낸 궤적으로 이동하며, 선행 압연재(1)의 후단부 하면의 가공면(1a)를 경사지게 가공하여 둔다. 가공과 동시에 환원염 버너(20a)에 의해 환원염을 가공면(1a)로 분사하여, 스케일을 제거하여 산화를 방지하며, 가공에 의해 발생된 부스러기를 날려보낸다. 선행 압연재(1)의 후단부 하면의 가공면(1a)의 가공이 완료되면 암(19b)를 회동하여 원통형 커터(19a)를 하강하여 복동장치(19d)에 의해 D로 나타낸 궤적으로 들어가며, 후행 압연재(2) 선단부 상면의 가공면(2a)의 가공을 한다. 원통형 커터(19a)의 하강에 의해 선행 압연재(1)의 후단부(1)의 후단부 하면의 가공면(1a)와 원통형 커터(19a)와의 틈이 벌려져 있으므로 환원염 버너(20a)에 의해 가공면(1a)로 환원염을 충분히 분사할 수 있다.

후행 압연재(2)의 선단부 상면의 가공면(2a)의 가공개시와 함께 환원형버너(20b)에서 가공면(2a)으로 환원염을 분사하여, 스케일을 제거하여 산화를 방지하며, 가공에 의해 발생된 부스러기를 날려보낸다. 가공이 완료되면, 원통형 커터(19a)는 제 2도에서 일점쇄선으로 나타내는 위치로 후퇴한다. 이하의 압접동작은 제 3동작과 같다.

이상의 설명에서 나타난 바와 같이, 본 발명에서는 기존의 설비에 대차를 주행시키는 설비를 설치하면 되므로, 기존 설비에 영향이 적고, 기존 라인을 정지하지 않으며, 본 발명의 설비의 장치가 가능하게 된다. 또한, 압접면의 가공과 압축을 연속하여 이행함에 따른 고속압접, 가공면을 비산화 상태로 하여 압접함에 따른 충분한 접합강도, 및 포게진 면을 압연재와 거의 동일한 두께까지 압축하여 거의 균일한 두께로 함에 따른 안정한 접합 강도를 얻을 수 있다. 또한, 커터가 가공하면서 진행하는 후방에서 환원염을 가공면에 향해서 분사함으로써 가공면의 산화를 방지하고, 가공에 의해 발생되는 부스러기를 제거하여 산화막이나 이물질이 혼입하지 않는 접합면을 실현할 수 있다. 또한, 한쪽의 가공면을 가공중 다른 가공면과 커터와의 사이에 틈이 발생되며, 이 틈으로 환원염을 가공면에 분사하므로써 가공후의 산화방지도 충분히 가능하다.

다음, 본 발명의 제 2실시예를 설명한다. 제 5도는 본 발명의 제 2실시예에 의한 압연재 접합장치의 주요부 구성도이다. 이 도면에 있어서, 가공장치(18)은 선행 압연재(1)의 후단부 하면과 후행 압연재(2)의 선단부 상면을 동시에 균일하게 절삭가공하는 양면 가공장치이다. 양면 가공장치(18)은 압연재(1)(2)의 폭방향의 축심(Z)를 중심으로 회전하는 원통형 커터(19a)와 커터(19a)를 경사진 방향으로 요동시키는 요동장치(29c)와, 커터(19a)를 압연방향(도면에서 좌우)으로 전후진시키는 복동장치(29d)로 구성된다. 커터(19a)는 요동암(29d)의 선단부에 축심(Z)를 중심으로 회전가능하게 장착되며, 도시하지 않은 구동장치에 의해 회전하게 된다. 커터(19a)는 압연재(1)(2)의 전체 폭보다 길고, 그 외주부에는 복수의 칼날이 같은 지름으로 설치되어, 압연재(1)(2)의 전체 폭에 걸쳐서 단일의 커터(19a)에 의해 동시에 절삭가공된다. 요동장치(29c)는 요동암(29b)와 요동실린더(도시하지 않음)로구성되며, 요동암(29b)의 말단부가 복동장치(29d)의 복동대(29e)에 부착되고, 요동암(29b)를 요동시키고, 커터(19a)를 원호상으로 경사진 방향으로 요동시키며, 커터(19a)의 높이를 조정할 수 있도록 되어 있다. 복동장치(29d)는 복동대(29e)와 왕복이동 실린더로 구성되며, 복동대(29e)를 수평으로 왕복이동시켜 커터(19a)를 압연방향(도면에서 좌우)으로 전후진시키도록 되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 커터(19a)의 높이를 조절하는 동시에 커터(19a)를 전후진시킴으로써, 선행 압연재(1)의 후단부 하면과 후행 압연재(2)의 선단부 상면의 양방을 동시에 균일하게 절삭가공하는 것이 가능하다. 그 외의 구성은 제 1도 및 제 2도에 도시한 제 1실시예와 같다.

제 5도는 본 발명에 의한 압연재 접합방법의 작동설명도이다. 제 6(A)도에 있어서, 대차(12)는 압연속도와 동일하게 압연방향으로 주행하고 있으며, 후단 클램프장치(14)에 의해 선행 압연재(1)의 후단부가 수평하게 협지되고, 선단 클램프장치(16)에 의해 후행 압연재(2)의 선단부도 수평하게 협지되어 있다. 선행 압연재(1)의 후단부와 후행 압연재(2)의 선단부는 접합부분이 상하로 중복된 위치에 있고, 선행 압연재(1)의 후단부는 후단 클램프장치(14)에 의해 가공높이(H)에 있다. 압연 가공장치(18)과 압접장치(22)는 대기상태에 있고, 상형(23a)의 하면이 선행 압연재(1)의 후단부 상면에 접하고, 하형(23b)의 상면이 후행 압연재(2)의 선단부 하면에 접하고 있다.

다음, 제 6(B)도에 도시한 바와같이, 양면 가공장치(18)로 커터(19a)를 요동시켜 가공높이로 조절하여, 커터(19a)를 압연방향(도면에서 좌우)으로 전후진시켜선행 압연재(1)의 후단부 하면과 후행 압연재(2)의 선단부 상면을 동시에 균일하게 절삭가공한다. 가공중, 비산화유지장치(20)에 의해 가공면은 비산화상태로 유지된다.

다음으로 제 6(C)도에 도시한 바와 같이, 커터(19a)를 대기위치로 되돌리고, 후단 클램프장치(14)에 의해 선행 압연재(1)의 후단부를 압접높이(L)까지 하강시키고, 동시에 압접장치(22)에 의해 선행 압연재(1)과 후행 압연재(2)의 가공면을 포게어서 압연재와 거의 동일한 높이까지 압축하여 접합을 완료한다. 압접중에도 비산화 유지장치(20)에 의해, 가공면은 비산화 상태로 유지된다.

다음, 후단 클램프장치(14), 선단 클램프장치(16) 및 압접장치(22)를 개방하여, 대차(12)가 후퇴하여 대기위치에 복귀한다.

이와 같은 접합방법에 의해 압연재를 연속적으로 마무리 압연기에 공급한대로 선행 압연재와 후행 압연재를 접합할 수 있고, 또한 양면 가공장치에 의한 절삭가공과, 압접장치에 의한 압접의 2공정에서 압연재의 폭 전체를 접합할 수 있기때문에 접합시간을 크게 단축할 수 있고, 압연설비 전체길이를 짧게할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 압연재의 접합장치 및 접합방법에 의하면, 후단 클램프장치와 선단 클램프장치에 의해 선행 압연재와 후행압연재를 협지한 그대로 대차가 압연방향으로 주행하므로 압연재를 연속적으로 마무리 압연기에 공급할 수 있다. 또한, 양면 가공장치에 의한 절삭가공과 압접장치에 의한 압접의 2공정으로 압연재의 폭 전체를 접합할 수 있기때문에 접합 시간을 크게 단축할 수 있고, 압연설비 전체길이를 짧게 할 수 있다.

또한, 비산화 유지장치에 의해 가공면을 비산화상태로 유지한 그대로, 양면 가공장치에 의해 후단부 하면과 선단부 상면을 동시에 균일하게 절삭가공하며, 동시에 압접장치에 의해 가공면을 압접재와 거의 동일한 두께까지 압축하므로 가공면의 산화가 거의 없으며, 동시에 가공면을 틈없이 밀착시켜서 압접할 수 있고, 압연재의 폭 전체에 걸쳐서 충분한 접합강도로 접합할 수 있다. 또한 압접장치에 의해 가공면을 포게어서 압접재와 거의 동일한 두께까지 압축하여 접합하므로 접합부의 요철이 거의 없고 접합부를 거의 균일하게 압연하는 것이 가능하다.

따라서, 본 발명의 압연재의 접합장치 및 접합방법은 선행하는 압연재의 후단과 후속하는 압연재의 선단을 압연재와 함께 후행하면서 접합할 수 있고, 단시간에 압연재의 폭 전체에 걸쳐서 충분한 접합강도로 접합할 수 있으며, 접합부의 요철이 적고, 접합부를 거의 균일하게 압연할 수 있으며, 따라서 압연재를 연속적으로 마무리 압연기에 공급할 수 있는 우수한 효과를 가진다.

다음 본 발명의 제 3실시예를 설명한다. 제 7도는 본 발명의 제 3실시예에 의한 압연재 접합장치의 전체 구성도이다. 이 제 3실시예에 있어서, 가공장치(18)은 선행 압연재의 후단부 하면과 후행 압연재의 선단부 상면을 동시에 경사지게 절삭가공하는 경사가공장치이다.

경사 가공장치(18)은 압연재(1)(2)의 폭 방향의 축심(Z)를 중심으로 회전하는 원통형 커터(19a)와, 커터(19a)를 압연방향에 대하여 경사지게 왕복운동시키는 복동장치(39b)로 구성된다. 커터(19a)는 도시하지 않은 구동장치에 의해 회전하도록 되어 있다. 커터(19a)는 압연재(1)(2)의 전체 폭보다 길고, 그 외주부에는 복수의 칼날이 같은 지름으로 설치되어 있으며, 압연재(1)(2)의 전체 폭에 걸쳐서 단일의 커터(19a)에 의해 동시에 절삭가공하도록 되어 있다. 그 밖의 구성은 제 1도 및 제 2도에 도시한 제 1실시예와 같다.

이와 같은 구성에 의해 커터(19a)를 경사지게 왕복이동시킴으로써, 선행 압연재(1)의 후단부 하면과 후행 압연재(2)의 선단부 상면의 양쪽을 동시에 경사지게 절삭가공하는 것이 가능하다. 또한, 이것에 의해 단지 포게진 부분을 1개의 압연재의 두께까지 압축하는 경우에 비하여, 압접전의 포게진 부분의 두께가 얇어지게 되고, 압연재와 거의 동일한 두께까지 압축하여 접합하기위한 압축력을 작게하는것이 가능하고, 비교적 소형 소출력의 설비로 접합부의 요철이 거의 발생되지 않게 압연재의 단부를 서로 접합할 수가 있다.

제 8도는 압연재의 포게진 압하를 모식적으로 나타낸 도면이다. 압연재의 압접에 필요한 하중(P)는 압하 뒤틀림(ε)의 n승에 비례하는 것이 알려져 있으며(Pccεn : n ≒ 0.21), 제 3(A)도의 두께의 압연재를 (B)와 같이 1개의 두께까지 압축하는 경우에는 ε = (n(2t/t) = 0.693이며, 이것에 대하여 제 8(C)도에서와 같이 압연재의 단부를 경사지게 절삭가공하여 포게므로써, 예를 들면 도면에서 t = 40mm, S = 5mm의 경우에 압하 뒤틀림 ε = 1n((t+S)/t) = 0.118정도까지 감소하고, 압접력 P는 약 31%정도 저하할 수 있다.

제 9도는 본 발명에 의한 압연재 접합방법의 작동 설명도이다. 제 9(A)도에 있어서, 후단 클램프장치(14)에 의해 선행 압연재(1)의 후단부가 수평으로 협지되고, 선단 클램프장치(16)에 의해 후행 압연재(2)의 선단부도 수평으로 협지된다.선행 압연재(1)의 후단부와 후행 압연재(2)의 선단부는 접합부분이 상하로 중복된 위치에 있고, 선행 압연재(1)의 후단부는 후단 클램프장치에 의해 가공 높이(H)에 있다. 경사가공장치(18)과 압접장치(22)는 대기상태에 있고, 상형(23a)의 하면이 선행 압연재(1)의 후단부 상면에 접하고, 하형(23b) 상면이 후행 압연재(2)의 선단부 하면에 접하고 있다.

다음, 제 9(B)도에 도시된 바와 같이, 경사 가공장치(18)의 복동장치(39b)에 의해 커터(19a)를 압연방향(도면에서 좌우)으로 경사지게 왕복운동시켜 선행 압연재(1)의 후단부 하면과 후행 압연재(2)의 선단부 상면을 동시에 경사지게 절삭가공한다. 가공중, 비산화 유지장치에 의해 가공면은 비산화 상태로 유지된다.

다음, 제 9(C)도에 도시된 바와 같이, 커터(19a)가 대기위치로 되돌아 가고, 후단 클램프장치(14)에 의해 선행 압연재(1)의 후단부를 압접높이(L)까지 하강시키고, 동시에 압접장치(22)에 의해 선행 압연재(1)과 후행 압연재(2)의 가공면을 포게어 압연재와 거의 같은 두께까지 압축하여 접합을 완료한다. 압접중에도 비산화 유지장치(20)에 의해 가공면은 비산화 상태로 유지되고 있다.

이와 같은 접합방법에 의하면, 압연재의 단면을 경사지게 동시에 절삭가공하므로, 압연재가 그대로 포게지는 경우에 비하여 압접전의 포게진 부분의 두께가 얇고, 압연재와 거의 동일한 두께까지 압축하여 접합하기위한 압축력을 작게할 수 있으며, 비교적 소형 소출력의 설비로 접합부의 요철이 거의 없게 압연재의 단부를 서로 접합할 수 있다.

또한, 절삭가공과 압접이 2공정에서 압연재의 폭 전체를 접합할 수 있기때문에 접합시간을 크게 단축할 수 있다. 또한, 가공면을 비산화 상태로 유지한 그대로 절삭가공하여 압접하므로, 가공면의 산화가 거의 없으며, 가공면을 틈없이 밀착시켜서 압접할 수 있고, 압연재의 폭 전체에 걸쳐서 충분한 접합강도로 접합할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 압연재의 접합장치 및 접합방법은 비교적 소형 소출력의 설비로 압연재의 단부를 서로 접합할 수 있고, 단 시간에 압연재의 폭 전체에 걸쳐 충분한 접합강도로 접합할 수 있으며, 접합부의 요철이 적으며, 접합부를 거의 균일하게 가공할 수 있는 우수한 효과를 가지고 있다.

다음, 본 발명의 제 4실시예를 설명한다.

제 10도는 본 발명에 의한 압연재 접합장치의 실시예를 나타낸 전체구성도이며, 제 11도는 제 10도의 부분 확대도이다. 제 10도 및 제 시도에 있어서, 본 발명의 압연재 접합장치(10)은 대차(12)상에 장착되어 선행하는 압연재(1)의 후단부를 수평하게 협지하여 상하이동이 가능한 후단 클램프장치(14)와, 대차(12)상에 장착되어 후속하는 압연재(2)의 선단부를 수평으로 협지하는 선단 클램프장치(16)과, 선행 압연재(1)의 후단부 하면과 후행 압연재(2)의 선단부 상면을 동시에 절삭가공하는 절삭 가공장치(18)과, 가공면(1a)(2a)(제 11도 참조)를 비산화 상태로 유지하는 비산화 유지장치(20)과, 선행 압연재(1)과 후행 압연재(2)의 가공면 (1a)(2a)를 포게어서 압연재(1)(2)와 거의 동일한 두께까지 압축하여 접합하는 압접장치(22)로 구성되어 있다.

제 10도 및 제 11도에 있어서, 절삭 가공장치(18)은 수평에 대하여 경사진축심(X)를 중심으로 회전하는 원추커터(24)와, 압연재(1)(2)를 벗어난 위치에서 압연재의 전체 폭에 걸쳐서 원추커터(24)를 축방향으로 수평하게 이동시키는 횡이동장치(26)으로 구성된다. 원추커터(24)는 제 11(B)도에 도시한 바와 같이, 정점 외방으로 향한 한 쌍의 절두원추면(24a),(24b)를 가지며, 이 절두 원추면의 최상부(24c)와 치하부(24d)가 서로 거의 수평하며, 이에 따라 절두원추면의 최상부(24c)와 최하부(24d)가 각각 동시에 선행 압연재(1)의 후단부 하면과 후행압연재(2)의 선단부 상면에 접촉하도록 되어 있다. 원추커터(24)는 커터 구동장치(25)에 의해 축심(X)를 중심으로 회전구동된다. 또한 횡이동장치(26)은 커터 구동장치(25)가 장착된 횡행대(26a)를 수평하게 이동시키는 횡행 실린더(26b)를 갖는다. 이와 같은 구성에 의해 후단 클램프장치(14)에 의해 선행 압연재(1)의 후단부를 상승시키고, 원추커터(24)를 회전시키면서 횡이동장치(26)에 의해 압연재(1)(2)를 벗어난 위치에서 압연재 전체 폭에 걸쳐 원추커터(24)를 압연재(1)(2)의 폭방향으로 단지 이동맘시키므로, 단시간에 압연재의 전체 폭에 걸쳐서 선행 압연재(1)의 후단부 하면과 후행 압연재(2)의 선단부 상면을 동시에 절삭가공할 수 있다.

제 10도 및 제 11도에 있어서, 후단 클램프장치(14)는 선행 압연재(1)의 후단부를 수평으로 지지하는 복수의 롤러(15a)와, 롤러(15a)의 사이에 선행 압연재(1)의 후단부를 협지하는 클램프롤러(15b)와, 선행 압연재(1)의 후단부 하면을 커터(24)의 상면에 접촉시키는 가공높이(H)와 선행 압연재(1)의 후단부를 후행 압연재(2)의 선단부와 거의 같은 높이로 유지하는 압접높이(L)과의 사이에롤러(15a) 및 클램프롤러(15b)를 상하이동시키는 상승장치로 구성된다. 또한, 승강장치는 예를들면, 액압 실린더(15c)와 가이더 로드(15d)로 구성된다. 이와 같은 구성에 의해, 롤러(15a)에 의해 선행 압연재(1)의 후단부를 수평으로 지지한 그대로 클램프롤러(15b)에 의해 선행 압연재(1)의 후단부를 협지할 수 있다. 또한, 승강장치의 액압 실린더(15c)에 의해 롤러(15a) 및 클램프롤러(15b)를 가공높이(H)에 유지하여 단일의 커터(24)에 의해 선행 압연재(1)의 후단부 하면과 후행 압연재(2)의 선단부 상면을 동시에 절삭가공할 수 있고, 압접높이(L)로 유지하여 선행 압연재(1)과 후행 압연재(2)의 가공면(1a)(2a)를 포게어, 압접장치(22)에 의해 압축하여 접합할 수 있다.

선단 클램프 장치(16)은 후행 압연재(2)의 선단부를 수평으로 지지하는 복수개의 롤러(17a)와, 롤러(17a)의 사이에 후행 압연재(2)의 선단부를 협지하는 클램프롤러(17b)로 구성된다. 또한, 클램프(17b)는 액압 실린더(17c)에 의해 상하이동 가능하게 되어 있다. 이와 같은 구성에 의해 롤러(17a)에 의해 후행 압연재(2)의 선단부를 수평으로 지지한 그대로, 클램프롤러(17b)에 의해 후행 압연재(2)의 선단부를 협지하는 것이 가능하다. 그 밖의 구성은 제 1도 및 제 2도에 도시한 제 1실시예와 같다.

상술한 본 발명의 구성에 의하면, 단시간에 압연재의 폭 전체에 걸쳐서 선행 압연재의 후단부 하면과 후행 압연재의 선단부 상면을 동시에 절삭가공하는 것이 가능하고, 압접장치에 의해 이것을 압접함으로써, 단시간에 압연재의 폭 전체에 걸쳐서 충분한 접합강도로 접합할 수 있다. 따라서, 본 발명의 압연재 접합장치는 단시간에 압연재의 폭 전체에 걸쳐서 충분한 접합강도로 접합할 수 있는 우수한 효과를 가지고 있다.

또한, 상술한 각 실시예에서는 선행 압연재를 위에, 후행 압연재를 아래로 하여 포게고 있지만, 본 발명은 이와 같은 실시예에 한정되지 않고, 반대로 선행 압연재를 아래에, 후행 압연재를 위로 하여 선행 압연재의 상면과 후행 압연재의 하면을 절삭하여 접합하여도 좋다. 또한, 본 발명을 몇가지의 바람직한 실시예에 의해 설명하였지만, 당업자는 수정이나 개선이 본 발명의 범위내에서 가능한 것을 인식할 것이다.

제 1도는 본 발명의 제 1실시예를 도시한 압연재 접합장치의 전체 구성도이고,

제 2도는 제 1도의 주요부 구성도이며,

제 3도는 제 1동작의 가공 및 환원방법을 설명한 도면이고,

제 4도는 제 2동작의 가공 및 환원방법을 설명한 도면이며,

제 5도는 본 발명의 제 2실시예를 도시한 주요부 구성도이고,

제 5도는 본 발명에 의한 압연재 접합방법의 작동설명도이며,

제 7도는 본 발명의 제 3실시예를 도시한 압연재 접합장치의 전체 구성도이고,

제 8도는 압연재의 압접에 필요한 하중 P와 압하 뒤틀림(ε)와의 관계를 나타낸 도면이며,

제 9도는 본 발명에 의한 압연재 접합방법의 작동 설명도이고,

제 10도는 본 발명의 제 4실시예를 나타내는 압연재 접합장치의 전체 구성도이며,

제 11도는 제 10도의 부분확대도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명

1 : 선행 압연재 1a : 선행 압연재의 가공면

2 : 후속 압연재 2a : 후속 압연재의 가공면

3 : 릴 4 : 롤러

10 : 압연재 접합장치 12 : 대차

13 : 차륜 14 : 후단 클램프장치

15a, 17a : 롤러 15b, 17b : 클램프

15c, 17c : 실린더 16 : 선단 클램프장치

18 : 가공장치 19a : 원통형 커터

19b : 암 19c : 요동장치

19e : 경사대 20 : 비산화 유지장치

20a, 20b : 환원염 버너 21 : 고정스탠드

22 : 압접장치 23a : 상형

23b : 하형 23c : 프레스장치

23e : 램 24, 25 : 경사가이드

24a, 24b : 절두원추면 24c : 절두원추면 최상부

24d : 절두원추면 최하부 26 : 횡이동장치

26a : 횡행대 26b : 횡행 실린더

39b : 복동장치 B : 가공높이

L : 압접높이 B : 압연높이

Claims (17)

1. (a) 압연재와 같은 속도로 주행하면서 선행 압연재의 후단부와 후행 압연재의 선단부를 포게고, 상하방향으로 압연재 판의 폭방향으로 회전축을 가지는 원통형 커터의 직경보다 다소 크게 간격을 벌리고, (b) 후행 압연재의 선단부 상면의 포게어진 부분을 압연방향 F로 상기 원통형 커터로 절삭가공하여 둠과 동시에 (c) 상기 가공면에 후행 압연재 상면측에서 압연방향 F로 환원염을 분사하고, (d) 가공후 선행 압연재 후단부 하면의 포게지는 부분을 압연방향 F와 반대방향 R로 절삭가공하여 두고, (e) 이 가공과 함께 가공면을 선행 압연재 하면측에서 압연방향 F와 반대방향 R로 환원염을 분사하며, (f) 절삭가공후, 양 가공면을 접합하기까지 양 가공면에 환원염을 분사하여 두어 압접접합하는 것을 특징으로 하는 압접재 접합방법.
2. (a) 압연재와 같은 속도로 주행하면서 선행 압연재의 후단부와 후행 압연재의 선단부를 포게고, 상하방향으로 압연재 판의 폭방향으로 회전축을 가지는 원통형 커터의 직경보다 다소 크게 간격을 벌리고, (b) 선행 압연재의 후단부 하면의 포게어진 부분을 압연방향F와 반대방향 R로 상기 원통형 커터로 절삭가공하여 둠과 동시에, (c) 상기 가공면에 선행 압연재 하면측에서 압연방향 F와 반대방향 R로 환원염을 분사하며, (d) 가공후 후행 압연재 선단부 상면의 포게어진 부분을 압연방향 F로 절삭가공하여 두고, (e) 이 가공과 함께 가공면을 후행 압연재 상면측에서압연방향 F로 환원염을 분사하며, (f) 절삭가공후, 양 가공면을 접합하기까지 양 가공면을 환원염을 분사하여 두어 압접접합하는 것을 특징으로 하는 압접재 접합방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 원통형 커터가 압연방향에서 하방으로 경사진 경사면에 평행하게 이동하면서 가공하는 것을 특징으로 하는 압접재 접합방법.
4. 제 2항에 있어서, 상기 원통형 커터가 압연방향에서 하방으로 경사진 경사면에 평행하게 이동하면서 가공하는 것을 특징으로 하는 압접재 접합방법.
5. 압연방향으로 주행하고,

   선행 압연재의 후단부와 후행 압연재의 선단부가 부분적으로 포게어지면서 한 쪽의 압연재가 다른 쪽의 압연재보다 높은 높이로 각 압연재의 단부를 수평으로 유지하며,

   포게진 부분을 비산화 상태로 유지하면서 한 쪽의 압연재의 단부 하면과 다른 쪽 압연재의 단부 상면을 동시에 절삭가공하고,

   다음, 포게진 부분을 비산화 상태로 유지하면서, 포게진 부분을 압연재와 거의 동일한 두께까지 압축하여 선행 압연재의 후단부와 후행 압연재의 선단부를 접합하는 것을 특징으로 하는 압연재 접합 방법.
6. 제 5항에 있어서, 한 쪽의 압연재의 단부 하면과 다른 쪽의 압연재의 단부 상면을 동시에 수평 또는 경사지게 절삭가공하는 것을 특징으로 하는 압연재 접합방법.
7. 압연방향으로 주행하는 대차와, 상기 대차위에 장착되어 선행하는 압연재의 후단부를 수평으로 협지하여 상하이동이 가능한 후단 클래프장치와, 상기 대차위에 장착되어 후속하는 압연재의 선단부를 수평으로 협지하는 선단 클램프장치와, 한 쪽의 압연재의 단부 하면과 다른 쪽의 압연재의 단부 상면을 절삭가공하는 가공장치와, 상기 가공면을 비산화 상태로 유지하는 비산화 유지장치와, 선행 압연재와 후행 압연재의 가공면을 포게어서 압연재와 거의 동일한 두께까지 압축하여 접합하는 압접장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 압연재 접합장치.
8. 제 7항에 있어서, 상기 가공장치는 압연재의 판의 폭방향의 회전축을 중심으로 회전하는 원통형 커터와, 상기 원통형 커터를 압연재의 판 폭방향의 회전축을 중심으로 요동시키는 요동장치와, 상기 요동장치를 압연방향으로 왕복이동시키는 복동장치로 구성되며,

   상기 비산화 유지장치는, 후단 클램프장치가 선행 압연재를 협지하여 원통형 커터로 절삭가공하는 가공면을 선행 압연재의 하측에서 압연방향 F와 반대측으로 환원염을 분사하고 후단 클램프장치에 장착된 환원염버너와 선단 클램프장치가 후행 압연재를 협지하여 원통형 커터로 가공하는 가공면을 후행 압연재의 상측에서압연방향F로 환원염을 분사하며 대차에 장착된 환원염 버너를 구비하는 것을 특징으로 하는 압연재 접합장치.
9. 제 8항에 있어서, 상기 가공장치의 복동장치는 압연방향에서 하방으로 기울어진 경사면상을 왕복운동하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 압연재 접합장치.
10. 제 7항에 있어서, 상기 가공장치는 한 쪽의 압연재의 단부 하면과 다른 쪽의 압연재의 단부 상면을 동시에 균일하게 절삭가공하는 양면 가공장치인 것을 특징으로 하는 압연재 접합장치.
11. 제 7항에 있어서, 상기 가공장치는 압연재의 폭방향의 축심을 중심으로 회전하는 원통형 커터와, 상기 커터를 경사진 방향으로 요동시키는 요동장치와, 커터를 압연방향으로 전후진시키는 복동장치로 구성되며,

    상기 후단 클램프장치는, 선행 압연재의 후단부 하면을 상기 커터의 상면에 접촉시키는 가공높이H와 선행 압연재의 후단부를 후행 압연재의 선단부와 거의 동일한 높이로 유지하는 압접높이L과의 사이에 상호운동시키는 승강 실린더를 가지는 것을 특징으로 하는 압연재 접합장치.
12. 제 7항에 있어서, 상기 가공장치는 한 쪽의 압연재의 단부 하면과 다른 쪽의 압연재의 단부 상면을 동시에 경사지게 절삭가공하는 경사가공장치이며, 상기 경사가공장치는 압연재의 폭방향의 축심을 중심으로 회전하는 원통형 커터와, 상기 커터를 압연방향에 대하여 경사지게 왕복운동시키는 복동장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 압연재 접합장치.
13. 제 7항에 있어서, 상기 가공장치는 수평에 대하여 경사진 축심을 중심을 회전하는 원추커터와, 압연재를 벗어난 위치에서 압연재의 전체 폭에 걸쳐서 원추커터를 폭방향으로 수평으로 이동시키는 횡이동장치로 구성되며,

    상기 원추커터는 장점이 외방으로 향한 한 쌍의 절두원추면을 가지며, 상기 절두원추면의 최상부와 최하부가 서로 거의 수평이며, 이것에 의해 절두원추면의 최상부와 최하부가 각각 동시에 상기 후단부 하면과 선단부 상면에 접촉하는 것을 특징으로 하는 압연재 접합장치.
14. 제 7항에 있어서, 상기 압접장치는 한 쪽의 압연재의 단부 상면에 접하는 하면을 가지는 상형과, 다른 쪽의 압연재의 단부하면에 접하는 상면을 가지는 하형과, 상형 및 하형을 협지하여 압축하는 프레스장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 압연재 접합장치.
15. 제 7항에 있어서, 상기 비산화 유지장치는 가연성 가스를 완전히 연소시키는 량보다 적은 산소로 연소시켜 비산화 상태를 형성하는 환원염 버너인것을 특징으로 하는 압연재 접합장치.
16. 제 15항에 있어서, 상기 환원염버너는 롤러의 프레임에 또는 고정 스탠드를 통하여 대차에 고정되고, 이것에 의해 절삭면을 항상 비산화 상태로 유지하는 것을 특징으로 하는 압연재 접합장치.
17. 제 7항에 있어서, 상기 압연재를 압연높이에서 선단 클램프장치로 안내하고, 동시에 후단 클램프장치에서 압연높이에 안내하는 상하로 요동이 가능한 경사가이드를 구비하는 것을 특징으로 하는 압연재 접합장치.