JPH0413072B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、熱間圧延における鋼片の接合方法に
係り、特に、熱間仕上圧延を連続的に行なうエン
ドレス圧延に用いて好適な鋼片の接合方法に関す
る。

［従来の技術］ 従来の熱間仕上圧延において、鋼片を１本づつ
圧延する場合には、鋼片の先後端非定常部に起因
する以下のような問題が生じている。すなわち、 鋼片先端の噛み込み不良、 鋼片の先端部を後端部との厚み不良のような
製品寸法の変動が大きいこと、 例えばストリツプの先端部および後端部が仕
上圧延機列を通過する際に、作業ロールに疵が
生じやすく、ロールの組み換え回数の増加によ
る圧延能率の低下、およびロール原単位の上昇
等を招く。

そこで従来、上記の問題を解決するための方法
として、鋼片を仕上圧延機の手前で接合するエン
ドレス圧延方法が提案されている。

例えば、特開昭54−4842号公報には、先行鋼片
と後行鋼片をフラツシユ溶接によつて接合する方
法が提案されている。

また、特公昭59−37861号公報には、先行鋼片
と後行鋼片とを所定量重ね合わせてプレス装置で
圧接する方法が提案されている。

また、特開昭53−138960号公報には、先行鋼片
と後行鋼片の端面同士に相対向する係合用凹凸部
を形成し、両者を所定の押圧力で圧延する方法が
提案されている。

さらに、特開昭53−137057号公報、特開昭54−
31067号公報、特開昭54−31068号公報には、先行
鋼片と後行鋼片の接合面に金属酸化物等の薬剤を
塗付して両者の圧接を容易にする方法が提案され
ている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記従来の技術のうち、フラツ
シユ溶液による方法は、溶接機を鋼片とともに移
動させる場合、熱間シートバー材の接合面積が非
常に大であるため、溶接機の重量が極めて大き
く、例えば100ton以上になることが予測され、溶
接機の走行上のトラブルが予測されて妥当でな
い。また、フラツシユ溶接法では鋼片間隙のフア
インコントロールが必要となることもあつて、そ
の実用化は極めて困難である。

また、走行鋼片と後行鋼片を重ねて圧接する方
法は、仕上スタンド間に設けられるルーパとか、
蓄積に基づく鋼片の曲げ変形により、両鋼片の表
層の重ね開始点を起点として生ずる応力集中によ
つて両鋼片の重ね合せ接合部の剥離が危惧され
る。

また、先行鋼片と後行鋼片の端面に噛合用の凹
凸を付与する方法とか、薬剤を塗付する方法にあ
つては、それらの結合以前に特殊な加工専用装置
が必要となるが、高速でしかも連続して通板され
る鋼片の製造ライン内にそれらの装置を設けるこ
とはその生産能率を低下させることとなり、実現
性にとぼしい。

他方、上記従来の問題点を解決することを目的
として、本出願人は、特願昭60−000713号（熱間
圧延における鋼片の接合方法）を提案している。
この本出願人が既に提案している方法は、先行鋼
片の後端部と後行鋼片の先端部を突き合わせて、
２対の通電用ロール間で上記両鋼片の突合せ部を
通電、圧接する方法である。

本発明は、簡便な設備により、先行鋼片と後行
鋼片をより確実に接合可能とすることを目的とす
る。

［問題点を解決するための手段］ 本発明に係る熱間圧延における鋼片の接合方法
は、熱間仕上圧延中の先行鋼片の未圧延部を仕上
圧延機の手前に蓄積滞留させることにより、該鋼
片の未圧延部後端を停止させて上下一対の金型か
らなるクランプ装置でクランプし、クランプ装置
の手前に配置した上下一対のロールによつて後行
鋼片に押圧力を付与しながら、該後行鋼片の先端
部を、該クランプ装置とロールの間に配したガイ
ドを通し、該ガイドと該クランプ装置の間におい
て先行鋼片の後端部に突き合わせるとともに、上
記両鋼片の突き合わせ部を通電加熱して圧接する
ようにしたものである。

［作用］ ところで、熱間鋼片の接合において解決すべき
課題として次のようなものがある。

(a) 接合前に端面を切断された先行鋼片と後行鋼
片の各端面にスケールが生成し、このスケール
がバリヤーとなり接合特性を劣化させるので、
スケールの影響を取り除く対策が必要である。

(b) 確実性の高い安定した接合方法であることが
必要である。

(c) 先行鋼片は仕上圧延機で圧延されている状態
であり、短時間で接合を完了することが望まれ
る。

(d) 鋼片を蓄積する際には、曲げ変形によりオー
ステナイト結晶粒が粗大化するという材質上の
問題があり、鋼片に生ずる曲げ変形を極力少な
くすることが必要である。

(e) 先行鋼片と後行鋼片の端面同士を押圧させる
時、鋼片に座屈を生じさせないようにする必要
がある。

上記の各課題(a)〜(e)は、本発明によつて、以下
のように解決可能となる。

まず、接合特性を劣化させるスケールに関する
課題(a)については、スケール量と接合強度との関
係を解明した。第２図にその関係を示すが、スケ
ール厚みが15μｍを超えると接合強度が急激に減
少することが認められる。他方、スケールの生成
量と経過時間との関係については、第３図の実験
結果より、新正面が露出した後、わずか数秒で、
10μｍ以上のスケールが成長することが認められ
る。したがつて、例えばクロツプシヤーで先行鋼
片と後行鋼片を切断した後に両鋼片を接合する場
合を考えた場合、数秒以内に接合することは不可
能であり、スケールに鈍感な接合方法を提供する
ことが必要となる。そこで、種々実験研究を重ね
た結果、スケールを融解させた状態で接合する方
法が最適と判断された。すなわち、高温における
スケールの主成分はFeOであり、これの融点は
1371℃（溶接学会誌45巻（1976）、６号、471頁）
であることから、本発明において、両鋼片の突き
合わせ部をこの温度以上に通電加熱することによ
り、スケールを融解し、スケールの影響のない接
合を実現することが可能となる。

次に、確実性の高い安定した接合方法に関する
課題(b)がある。安定した接合を期すには、静止し
た状態で接合するのが最も確実性が高い。この静
止状態下での接合の実施は、短時間接合に関する
課題(c)、鋼片蓄積量の最小化に関する課題(d)の解
決と逆行するものであるが、もし数秒以内に接合
を完了することが可能であれば、静止状態で接合
しても、これらの課題(c)、(d)はほとんど解決す
る。例えば、仕上圧延機入側の鋼片速度を60ｍ／
分としたとき、接合に20秒要するとすれば、20ｍ
の蓄積装置が必要である。常識的な堅型ルーパを
これに用いると５本程度のロール本数が必要とな
る。実験的な検討では、ロールを一回通過すると
1.0〜1.5％の歪が鋼片に生じ、５本のロールでは
５〜８％の歪が鋼片に生じるため、オーステナイ
ト粒が粗大化して材料特性が劣化する。また、こ
うした蓄積装置では、ロールと鋼片との接触によ
る鋼片の温度低下、剥離したスケールの巻込み等
が当然危惧される。しかしながら、接合時間が例
えば５秒以内となる場合には、蓄積量は５ｍ以内
となり、ロールとの接触も少なく、上記の危惧を
生じることはない。すなわち、本発明において、
先行鋼片を蓄積滞留させるとともにその後端をク
ランプ装置でクランプし、両鋼片を突き合わせ状
態で通電加熱して圧接するものとすれば、接合時
間を短く、蓄積量を小とする状態下で、静止状態
での接合を実現することが可能となる。

次に、鋼片の座屈に関する課題(e)については、
本発明によれば、押込装置としてのロールと接合
部までの距離を短く設定することが可能であ
り、これによつて座屈の発生を防止可能となるこ
とが認められている。

［実施例］ 第１図は本発明の実施状態を示す模式図であ
る。

先行する熱延鋼片１はスケールブレーカー２で
スケール除去された後、圧延入側速度υ2で仕上
圧延機３に噛み込まれ圧延される。先行鋼片１の
後端クロツプが切断された後、ピンチロール４に
よつて上記圧延入側速度υ2以上の速度に加速さ
れた先行鋼片１は、ピンチロール４，５の間にル
ープを形成する。先行鋼片１の後端部が上下一対
の金型からなるクランプ装置６、および突合せ案
内ガイド７の間にきた時に、ピンチロール４を停
止させ、同時に油圧シリンダー８作動によつて、
クランプ装置６の上下金型を移動し、これら金型
間に先行鋼片１の後端部をクランプする。この
時、先行鋼片１のループ長は最大となる。

他方先行鋼片１の後端部を切断された後、即座
に先端部を切断された後行鋼片９は、トルクリミ
ツターを具備した軽圧下押込みロール１０によつ
て圧延され、油圧シリンダ１１によつて間隙調整
されたガイド７の上下金型間を通過して、先行鋼
片１の後端部に接触する。ガイド７は、後行鋼片
９の先端部と先行鋼片１の後端部とを円滑に突合
せ可能とする機能をもつ。

トルクリミツターの調整によつて所定のトルク
を生ぜしめる上記軽圧下押込みロール１０で両鋼
片１，９の突合せ部に所定の押圧力を与えるとと
もに、電源１２により軽圧下押込みロール１０、
クランプ装置６の間に大電流を投入し、鋼片１，
９の上記突合せ部を圧接する。この時、電流密度
160A／mm、押圧力２Kg／mm²の条件で電流投入時
間は約２秒であり、接合部は1400℃まで上昇す
る。

すなわち、本発明方法の実施によれば、接合時
間に起因する課題、およびスケールによる接合強
度劣化の課題が解決する。給電部分は、第１図の
ような軽圧下押込みロール１０の上ロール、クラ
ンプ装置６の上金型にこだわる必要はなく、たと
えば、後行鋼片９対する給電部分をガイド７とす
るものであつてもよい。

鋼片１，９の押圧された端面は板厚方向に増肉
変形するが、クランプ装置６およびガイド７に、
第１図に示すような逃げを設けておくことで不都
合の発生を防止することが可能である。

軽圧下押込ロール１０の機能は、給電の他に、
後行鋼片９に押込力を付与することであり、必要
な押圧力を得るため圧下率をどの程度にするかが
重量である。必要な押込力は前述したように電流
密度、投入時間によつても変わるが、２Kg／mm²以
上が必要である。第４図に圧下率と得られる押込
力との関係を示す。押込力はロールと鋼片間の摩
擦係数μによつて異なるため、通常の熱間圧延の
理論式での値μ＝0.637と、安全率を考慮したμ
＝0.3の場合について示した。スリツプしやすい
条件であるμ＝0.3の場合でも圧下率３％以上あ
れば、２Kg／m²の押込力を確保可能であることが
認められる。

また、圧下ロール１０とガイド７の間で、押込
力により後行鋼片９が座屈することが危惧され
る。その変形状態を第１図に破線で示す形状と
し、２Kg／mm²の押圧力で板厚40mm、幅1000mmの熱
間鋼片（ヤング率…5000Kg／m²）が座屈する圧下
ロール１０とガイド７の間の距離ｌは計算上3.6
ｍ（挫屈理論コロナ社、昭和41年）である。この
実施例においては圧下ロール１０とガイド７の間
隔を上記3.6ｍ以内に設置しても、設備上の干渉
問題を生ずることがなく、後行鋼片９の座屈の発
生を確実に防止することが可能である。なお、場
合によつては、圧下ロール１０と案内ガイド７の
間に座屈防止用ピンチロールを設置してもよい。

上記本発明の実施例によれば、熱間仕上圧延機
で鋼片をエンドレス圧延することが可能となり、
高生産歩止り、高生産性を達成することが可能と
なる。また、従来不可能であつた熱間潤滑油の大
量給油およびストリツプ全長に渡る張力圧延が可
能となり、ロール原単位の向上、難圧延材
（SUS等）の薄物圧延を容易に実現することが可
能となる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明に係る熱間圧延における
鋼片の接合方法は、熱間仕上圧延中の先行鋼片の
未圧延部を仕上圧延機の手前に蓄積滞留させるこ
とにより、該鋼片の未圧延部後端を停止させて上
下一対の金型からなるクランプ装置でクランプ
し、クランプ装置の手前に配置した上下一対のロ
ールによつて後行鋼片に押圧力を付与しながら、
該後行鋼片の先端部を、該クランプ装置とロール
の間に配したガイドを通し、該ガイドと該クラン
プ装置の間において先行鋼片の後端部に突き合わ
せるとともに、上記両鋼片の突き合わせ部を通電
加熱して圧接するようにしたものである。したが
つて、簡便な設備により、先行鋼片と後行鋼片を
より確実に接合することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施状態の一例を示す模式
図、第２図は鋼片突合面のスケール厚みと、それ
を圧延した時に得られる圧接強度の関係を示す線
図、第３図は熱間鋼片を切断した後の経過時間と
切断面に生成するスケール厚みとの関係を示す線
図、第４図はピンチロール圧下率と得られる押込
力の関係を示す線図である。 １……先行鋼片、３……仕上圧延機、４……ク
ランプ装置、７……ガイド、９……後行鋼片、１
０……押込ロール、１２……電源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 熱間仕上圧延中の先行鋼片の未圧延部を仕上
   圧延機の手前に蓄積滞留させることにより、該鋼
   片の未圧延部後端を停止させて上下一対の金型か
   らなるクランプ装置でクランプし、クランプ装置
   の手前に配置した上下一対のロールによつて後行
   鋼片に押圧力を付与しながら、該後行鋼片の先端
   部を、該クランプ装置とロールの間に配したガイ
   ドを通し、該ガイドと該クランプ装置の間におい
   て先行鋼片の後端部に突き合わせるとともに、上
   記両鋼片の突き合わせ部を通電加熱して圧接する
   ことを特徴とする熱間圧延における鋼片の接合方
   法。