(57)【要約】【課題】固定刃と刃先にレーキ角が設けられた可動刃とによってこれらの間に配置された熱延鋼板を切断する際に、切断された熱延鋼板の切断面の形状を良好なものにすることができる熱延鋼板切断方法及び熱延鋼板切断装置を提供すること。【解決手段】可動刃１１を上下動させることによって熱延鋼板３を切断する。続いて、固定刃１５に対する可動刃１１のクリアランスが狭まるように可動刃１１及び／又は固定刃１５を移動させる。続いて、可動刃１１を上下動させることによって先ほど切断された熱延鋼板３の端部３ｂの一部を再度切断する。これによって、再度の切断時に熱延鋼板３に作用する切断反力による熱延鋼板３の変形量を小さくすることができ、その結果、熱延鋼板３の切断面３ｃの凹みを小さくして切断面３ｃの形状を良好なものとすることが可能となる。【選択図】図４
2010280024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下一対の固定刃と、刃先にレーキ角が設けられた可動刃とによってこれらの間に配置された熱延鋼板を切断する熱延鋼板切断方法において、
上記可動刃を上下動させることによって上記熱延鋼板を切断し、
上記固定刃に対する上記可動刃のクリアランスが狭まるように上記可動刃及び／又は上記固定刃を移動させ、
上記可動刃を上下動させることによって上記切断された熱延鋼板の端部の一部を切断すること
を特徴とする熱延鋼板切断方法。
【請求項２】
上記固定刃に対する上記可動刃のクリアランスを上記熱延鋼板の板厚の１０％以下として当該熱延鋼板を切断し、
上記クリアランスが０．１０ｍｍ以下に狭まるように上記可動刃及び／又は上記固定刃を移動させること
を特徴とする請求項１記載の熱延鋼板切断方法。
【請求項３】
上記熱延鋼板の切断後に、上記固定刃に対するクリアランスが狭まるように上記可動刃及び／又は上記固定刃を移動させるとともに、上記可動刃を上下動させることによって上記切断された熱延鋼板の端部の一部を切断することを、複数回に亘って行なうこと
を特徴とする請求項１又は２記載の熱延鋼板切断方法。
【請求項４】
上記可動刃を上下動させることによって上記熱延鋼板の切断時に形成された切断面の一部が残るように上記切断された熱延鋼板の端部の一部を切断すること
を特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の熱延鋼板切断方法。
【請求項５】
上下一対の固定刃と、刃先にレーキ角が設けられた可動刃とによってこれらの間に配置された熱延鋼板を切断する熱延鋼板切断方法において、
上記可動刃として、上記熱延鋼板の切断方向に沿った角部が上記レーキ角が設けられた刃先よりも上記固定刃と反対側に設けられるようにその側面が段状に形成されたものを使用し、
上記可動刃を上下動させることによって、上記固定刃と上記レーキ角が設けられた可動刃の刃先とにより上記熱延鋼板を切断するとともに、上記可動刃の角部を刃先として上記固定刃との間で上記切断された熱延鋼板の端部の一部を切断すること
を特徴とする熱延鋼板切断方法。
【請求項６】
上記可動刃として、上記熱延鋼板の切断時において上記固定刃に対する上記角部までのクリアランスが０．１０ｍｍ以下となるように形成されたものを使用し、
上記固定刃に対する上記レーキ角が設けられた可動刃の刃先までのクリアランスを上記熱延鋼板の板厚の１０％以下として当該熱延鋼板を切断すること
を特徴とする請求項５記載の熱延鋼板切断方法。
【請求項７】
上記可動刃として、複数の上記角部が設けられるようにその側面が段状に形成されたものを使用し、
上記可動刃を上下動させることによって、上記固定刃と上記レーキ角が設けられた可動刃の刃先とにより上記熱延鋼板を切断するとともに、上記可動刃の複数の角部を刃先として上記固定刃との間で上記切断された熱延鋼板の端部の一部を複数回に亘って切断すること
を特徴とする請求項５又は６記載の熱延鋼板切断方法。
【請求項８】
上記可動刃を上下動させることによって上記熱延鋼板の切断時に形成された切断面の一部が残るように上記切断された熱延鋼板の端部の一部を切断すること
を特徴とする請求項５〜７の何れか１項記載の熱延鋼板切断方法。
【請求項９】
上下一対の固定刃と、刃先にレーキ角が設けられた可動刃とによってこれらの間に配置された熱延鋼板を切断するための熱延鋼板切断装置において、
上記可動刃の側面は、上記熱延鋼板の切断方向に沿った角部が上記レーキ角が設けられた刃先よりも上記固定刃と反対側に設けられるように段状に形成され、
上記可動刃を上下動させることによって、上記固定刃と上記レーキ角が設けられた可動刃の刃先とにより上記熱延鋼板が切断されるとともに、上記可動刃の角部を刃先として上記固定刃との間で上記切断された熱延鋼板の端部の一部が切断可能とされていること
を特徴とする熱延鋼板切断装置。
【請求項１０】
上記可動刃は、上記固定刃に対する上記レーキ角が設けられた刃先までのクリアランスを上記熱延鋼板の板厚の１０％以下として当該熱延鋼板を切断する場合に、当該固定刃に対する上記角部までのクリアランスが０．１０ｍｍ以下となるように形成されていること
を特徴とする請求項９記載の熱延鋼板切断装置。
【請求項１１】
上記可動刃の側面は、複数の上記角部が設けられるように段状に形成され、
上記可動刃を上下動させることによって、上記固定刃と上記レーキ角が設けられた可動刃の刃先とにより上記熱延鋼板が切断されるとともに、上記可動刃の複数の角部を刃先として上記固定刃との間で上記切断された熱延鋼板の端部の一部が複数回に亘って切断可能とされていること
を特徴とする請求項９又は１０記載の熱延鋼板切断装置。
【請求項１２】
上記可動刃を上下動させることによって、上記熱延鋼板の切断時に形成された切断面の一部が残るように、上記可動刃の角部を刃先として上記固定刃との間で上記切断された熱延鋼板の端部の一部が切断可能とされていること
を特徴とする請求項９〜１１の何れか１項記載の熱延鋼板切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定刃と、刃先にレーキ角が設けられた可動刃とによってこれらの間に配置された熱延鋼板を切断する熱延鋼板切断方法及び熱延鋼板切断装置に関し、特に、切断した二つの熱延鋼板の切断面を突き合わせたうえでこれらをレーザー溶接して得られる熱延鋼板の溶接接合部の接合強度を向上させるのに好適に用いられる熱延鋼板切断方法及び熱延鋼板切断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
普通鋼、ステンレス鋼等の鋼板製品は、圧延、焼鈍、酸洗工程等が行われる搬送ラインを経て製造される。この搬送ラインでは、所定長さの複数の熱延鋼板が連続的に後工程に搬送されるように、先行して搬送される先行熱延鋼板の後端部と後行して搬送される後行熱延鋼板の先端部とを接続する熱延鋼板接続装置が通常設けられている。
【０００３】
この熱延鋼板接続装置は、一般に、熱延鋼板の端部を上下の刃によって切断する熱延鋼板切断装置と、切断された熱延鋼板の端部同士を突き合わせた後にこれらをレーザー溶接するレーザー溶接装置とを備えている。
【０００４】
図１２（ａ）は、従来の熱延鋼板切断装置１０１の一部の構成を示す正面図であり、図１２（ｂ）はその側面図である。熱延鋼板切断装置１０１は、上下一対の下側の固定刃１１５と上側の可動刃１１１とを備えており、上下一対の固定刃１１５及び可動刃１１１の間には搬送ライン上を搬送される熱延鋼板１０３が配置される。上下一対の固定刃１１５及び可動刃１１１は、それぞれ固定刃ホルダー１２３及び可動刃ホルダー１２１に着脱可能に取り付けられている。また、可動刃１１１は、熱延鋼板１０３の切断時の切断荷重を低減させるために、その刃先１１１ａにレーキ角θが設けられている。
【０００５】
熱延鋼板切断装置１０１によって熱延鋼板１０３を切断する際には、まず、搬送ライン上を搬送される熱延鋼板１０３をクランプ装置によってクランプして固定する。続いて、可動刃１１１を上下動させることによって、上下一対の可動刃１１１及び固定刃１１５により熱延鋼板１０３の端部１０３ｂを切断する。この後は、切断された二つの熱延鋼板１０３の端部の切断面同士を突き合わせたうえで、レーザー溶接装置によってこれらの突き合わせ部をレーザー溶接する。
【０００６】
ここで、熱延鋼板切断装置１０１の可動刃１１１及び固定刃１１５による熱延鋼板１０３の切断過程について着目する。図１３（ａ）は、図１２（ａ）の上面図であり、図中の二点鎖線は可動刃１１１の刃先１１１ａの位置を示している。
【０００７】
熱延鋼板１０３の切断時においては、可動刃１１１の刃先１１１ａにレーキ角θが設けられているため、熱延鋼板１０３は、その幅方向の一端側から他端側に向けた図中のＸ１方向に沿って徐々に切断されることになる。この場合に、熱延鋼板１０３に対しては、熱延鋼板１０３の降伏強度や板厚に応じて増減する切断反力が作用することになる。この切断反力によって熱延鋼板１０３が可動刃１１１側に向けて引っ張られるように弾塑性変形することになるが、熱延鋼板１０３の切断時の切断始端、切断終端となる幅方向の一端部１０３ｄ、他端部１０３ｅは、幅方向の中間部１０３ｆと比較してこの切断反力に抵抗できる部位が少ないことから、図１３（ｂ）に示すように、この切断反力によって可動刃１１１側に大きく突き出て変形してしまう。この結果、熱延鋼板１０３の可動刃１１１、固定刃１１５による切断終了後に熱延鋼板１０３に作用していた弾性力が復元した後も、熱延鋼板１０３の幅方向の一端部１０３ｄ、他端部１０３ｅが可動刃１１１側に大きく突き
出て変形したままとなってしまい、熱延鋼板１０３の切断面１０３ｃが幅方向の中間部１０３ｆで凹状に湾曲した形状となってしまう。
【０００８】
熱延鋼板切断装置１０１によって切断された熱延鋼板１０３の切断面１０３ｃがこのように凹状に湾曲した形状であると、二つの熱延鋼板１０３の切断面１０３ｃ同士を突き合わせて溶接する際に、図１３（ｃ）に示すように、二つの熱延鋼板１０３の切断面１０３ｃ間にギャップ１０７が形成されてしまう。このようなギャップ１０７のある状態でレーザー溶接を行なうと、溶接接合部の接合強度にばらつきが生じてしまい、溶接品質が低下してしまううえ、ギャップ１０７が大きいと入熱の伝わりにくい部位にも入熱を加える必要があるために溶接処理速度が低下してしまう。また、ギャップがあまりに大きすぎるとレーザービームが貫通してしまい、突き合わせた二つの熱延鋼板１０３の幅方向の一部が溶接されないままの状態となってしまい、後工程での溶接接合部の破断を招くこととなってしまう。
【０００９】
このため、このような問題を解決するために、例えば、特許文献１に開示されるような切断方法が提案されている。この切断方法では、クランプ装置の上側クランプ片を、その一部が下側の固定刃の上端面に７ｍｍ以下の範囲で覆いかぶさるように設け、搬送される熱延鋼板をクランプ装置でクランプする際に、クランプ装置の上側クランプ片と下側の固定刃の上端面との間でもその熱延鋼板をクランプした状態で可動刃、固定刃で切断することによって、切断面の凹みが小さくなるよう高精度に切断することとしている。
【００１０】
また、この他にも特許文献２に開示されるような突き合わせ溶接方法が提案されている。この突き合わせ溶接方法では、熱延鋼板切断装置によって切断された二つの熱延鋼板の切断面同士を突き合わせた後に、その突き合わせた二つの熱延鋼板を相対移動させてそれぞれの切断面を互いに摺り合わせることによって、凹状に形成された切断面を直線状に変形させて、これによって切断面間のギャップを小さくしたり、切断面のバリを除去することとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開昭５９−１６６４１３号公報
【特許文献２】特開２００７−１０５７７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１の切断方法では、熱延鋼板の切断時において熱延鋼板の端部に作用する切断反力による弾塑性変形について何ら考慮されておらず、依然として熱延鋼板の切断面が凹状に湾曲して形成されてしまっていた。
【００１３】
また、特許文献２の突き合わせ溶接方法のように、切断された二つの熱延鋼板の切断面を互いに摺り合わせたのみでは、切断面に生じるバリ等を取り除ける程度の効果しか期待できず、熱延鋼板の切断面の凹みが小さくなるように変形させることが困難であった。
【００１４】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、上下一対の固定刃と刃先にレーキ角が設けられた可動刃とによってこれらの間に配置された熱延鋼板を切断する際に、切断された熱延鋼板の切断面の形状を良好なものにすることができる熱延鋼板切断方法及び熱延鋼板切断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者は、上述した課題を解決するために、鋭意検討の末、下記の熱延鋼板切断方法
及び熱延鋼板切断装置を発明した。
【００１６】
第１の発明としての熱延鋼板切断方法は、上下一対の固定刃と、刃先にレーキ角が設けられた可動刃とによってこれらの間に配置された熱延鋼板を切断する熱延鋼板切断方法において、上記可動刃を上下動させることによって上記熱延鋼板を切断し、上記固定刃に対する上記可動刃のクリアランスが狭まるように上記可動刃及び／又は上記固定刃を移動させ、上記可動刃を上下動させることによって上記切断された熱延鋼板の端部の一部を切断することを特徴とする。
【００１７】
第２の発明としての熱延鋼板切断方法は、第１の発明において、上記固定刃に対する上記可動刃のクリアランスを上記熱延鋼板の板厚の１０％以下として当該熱延鋼板を切断し、上記クリアランスが０．１０ｍｍ以下に狭まるように上記可動刃及び／又は上記固定刃を移動させることを特徴とする。
【００１８】
第３の発明としての熱延鋼板切断方法は、第１又は第２の発明において、上記熱延鋼板の切断後に、上記固定刃に対するクリアランスが狭まるように上記可動刃及び／又は上記固定刃を移動させるとともに、上記可動刃を上下動させることによって上記切断された金属体の端部の一部を切断することを、複数回に亘って行なうことを特徴とする。
【００１９】
第４の発明としての熱延鋼板切断方法は、第１〜第３の何れか１つの発明において、上記可動刃を上下動させることによって上記熱延鋼板の切断時に形成された切断面の一部が残るように上記切断された熱延鋼板の端部の一部を切断することを特徴とする。
【００２０】
第５の発明としての熱延鋼板切断方法は、上下一対の固定刃と、刃先にレーキ角が設けられた可動刃とによってこれらの間に配置された熱延鋼板を切断する熱延鋼板切断方法において、上記可動刃として、上記熱延鋼板の切断方向に沿った角部が上記レーキ角が設けられた刃先よりも上記固定刃と反対側に設けられるようにその側面が段状に形成されたものを使用し、上記可動刃を上下動させることによって、上記固定刃と上記レーキ角が設けられた可動刃の刃先とにより上記熱延鋼板を切断するとともに、上記可動刃の角部を刃先として上記固定刃との間で上記切断された熱延鋼板の端部の一部を切断することを特徴とする。
【００２１】
第６の発明としての熱延鋼板切断方法は、第５の発明において、上記可動刃として、上記熱延鋼板の切断時において上記固定刃に対する上記角部までのクリアランスが０．１０ｍｍ以下となるように形成されたものを使用し、上記固定刃に対する上記レーキ角が設けられた可動刃の刃先までのクリアランスを上記熱延鋼板の板厚の１０％以下として当該熱延鋼板を切断することを特徴とする。
【００２２】
第７の発明としての熱延鋼板切断方法は、第５又は第６の発明において、上記可動刃として、複数の上記角部が設けられるようにその側面が段状に形成されたものを使用し、上記可動刃を上下動させることによって、上記固定刃と上記レーキ角が設けられた可動刃の刃先とにより上記熱延鋼板を切断するとともに、上記可動刃の複数の角部を刃先として上記固定刃との間で上記切断された熱延鋼板の端部の一部を複数回に亘って切断することを特徴とする。
【００２３】
第８の発明としての熱延鋼板切断方法は、第５〜第７の何れか１つの発明において、上記可動刃を上下動させることによって上記熱延鋼板の切断時に形成された切断面の一部が残るように上記切断された熱延鋼板の端部の一部を切断することを特徴とする。
【００２４】
第９の発明としての熱延鋼板切断装置は、上下一対の固定刃と、刃先にレーキ角が設け
られた可動刃とによってこれらの間に配置された熱延鋼板を切断するための熱延鋼板切断装置において、上記可動刃の側面は、上記熱延鋼板の切断方向に沿った角部が上記レーキ角が設けられた刃先よりも上記固定刃と反対側に設けられるように段状に形成され、上記可動刃を上下動させることによって、上記固定刃と上記レーキ角が設けられた可動刃の刃先とにより上記熱延鋼板が切断されるとともに、上記可動刃の角部を刃先として上記固定刃との間で上記切断された熱延鋼板の端部の一部が切断可能とされていることを特徴とする。
【００２５】
第１０の発明としての熱延鋼板切断装置は、上記可動刃は、上記固定刃に対する上記レーキ角が設けられた刃先までのクリアランスを上記熱延鋼板の板厚の１０％以下として当該熱延鋼板を切断する場合に、当該固定刃に対する上記角部までのクリアランスが０．１０ｍｍ以下となるように形成されていることを特徴とする。
【００２６】
第１１の発明としての熱延鋼板切断装置は、第９又は第１０の発明において、上記可動刃の側面は、複数の上記角部が設けられるように段状に形成され、上記可動刃を上下動させることによって、上記固定刃と上記レーキ角が設けられた可動刃の刃先とにより上記熱延鋼板が切断されるとともに、上記可動刃の複数の角部を刃先として上記固定刃との間で上記切断された熱延鋼板の端部の一部が複数回に亘って切断可能とされていることを特徴とする。
【００２７】
第１２の発明としての熱延鋼板切断装置は、第９〜第１１の何れか１つの発明において、上記可動刃を上下動させることによって、上記熱延鋼板の切断時に形成された切断面の一部が残るように、上記可動刃の角部を刃先として上記固定刃との間で上記切断された熱延鋼板の端部の一部が切断可能とされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
第１〜第４に係る発明によれば、上下一対の固定刃と刃先にレーキ角が設けられた可動刃とによって熱延鋼板を切断する場合でも、一対の固定刃、可動刃によって切断された熱延鋼板の端部の一部を再度一対の固定刃、可動刃によって切断するようにしているので、再度の切断時に熱延鋼板に作用する切断反力による熱延鋼板の変形量を小さくすることができ、その結果、熱延鋼板の切断面の凹みを小さくして切断面の形状を良好なものとすることが可能となっている。これにより、切断された二つの熱延鋼板の切断面を突き合せてレーザー溶接する場合に、二つの熱延鋼板の切断面間に形成されるギャップを小さくすることができ、溶接後の溶接接合部の接合強度を向上させることによって溶接品質の向上を図ることができるうえ、ギャップを小さくすることによって溶接処理速度の向上を図ることが可能となっている。
【００２９】
また、第１〜第４に係る発明によれば、特別複雑な構成を適用することなく上述のような溶接品質、溶接処理速度を容易に向上させることが可能となる。
【００３０】
第５〜第１２に係る発明によれば、上下一対の固定刃と刃先にレーキ角が設けられた可動刃とによって熱延鋼板を切断する場合でも、レーキ角が設けられた可動刃の刃先によって熱延鋼板を切断した後に、その切断された熱延鋼板の端部の一部を可動刃の角部によって切断するようにしているので、可動刃の角部での切断時に熱延鋼板に作用する切断反力による熱延鋼板の変形量を小さくすることができ、その結果、熱延鋼板の切断面の凹みを小さくして切断面の形状を良好なものとすることが可能となっている。これにより、切断された二つの熱延鋼板の切断面をつき合わせてレーザー溶接する場合に、溶接後の溶接接合部の接合強度を向上させることによって溶接品質の向上を図ることができるうえ、溶接処理速度の向上を図ることが可能となっている。
【００３１】
また、第５〜第１２に係る発明によれば、ワンストロークで切断工程が完了するため、切断工程に要するコスト、時間を低減でき、熱延鋼板の生産性が向上することになる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】第１実施形態に係る熱延鋼板切断方法を実現するための熱延鋼板切断装置の構成を概略的に示す正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】クリアランス調整機構について説明するための上面図である。
【図４】上下一対の固定刃、可動刃によって熱延鋼板の端部を切断する手順について説明するための図である。
【図５】上下一対の固定刃、可動刃によって熱延鋼板の端部を切断する手順について説明するための他の図である。
【図６】第２実施形態に係る熱延鋼板切断方法を実現するための熱延鋼板切断装置の構成を概略的に示す正面図である。
【図７】図５のＢ−Ｂ線断面図である。
【図８】上下一対の固定刃、可動刃の構成を概略的に示す拡大正面図である。
【図９】（ａ）は上下一対の固定刃、可動刃の間に熱延鋼板を配置した状態を示す上面図であり、（ｂ）は第２実施形態に係る熱延鋼板切断方法によって切断された熱延鋼板を示す上面図である。
【図１０】固定刃の可動刃に対する好ましいクリアランスについて説明するための正面図である。
【図１１】上側の刃を固定刃として下側の刃を可動刃とした第３実施形態に係る熱延鋼板切断装置の構成を概略的に示す拡大正面図である。
【図１２】（ａ）は従来の熱延鋼板切断装置の一部の構成を示す正面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図１３】従来の熱延鋼板切断方法について説明するための上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明を実施するための形態として、熱延鋼板を上下一対の刃によって切断する熱延鋼板切断方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３４】
まず、本発明に係る熱延鋼板切断方法の第１実施形態について説明する。
【００３５】
図１は、本発明に係る熱延鋼板切断方法を実現するための熱延鋼板切断装置１の正面図を示し、図２は、図１のＡ―Ａ線断面図である。
【００３６】
熱延鋼板３は、例えば、圧延、焼鈍、酸洗工程等が行なわれる搬送ライン上を搬送されるものであり、図１に示す例では方向Ｐに搬送されている。熱延鋼板３は、例えば、搬送ラインの入側に配置されたペイオフリール等から送り出され、搬送ラインの出側に配置された巻取リール等によって巻き取られる。
【００３７】
熱延鋼板切断装置１は、搬送される熱延鋼板３の下側及び上側にそれぞれ配置される上下一対の固定刃１５及び可動刃１１を備えている。上下一対の固定刃１５及び可動刃１１は、熱延鋼板３の搬送ラインの入側及び出側に二組配置されており、いわゆるダブルカットシャー構造とされている。入側及び出側の可動刃１１は、可動刃ホルダー２１に着脱可能に取り付けられ、入側及び出側の固定刃１５は、固定刃ホルダー２３に着脱可能に取り付けられている。可動刃ホルダー２１は、これを上下動させるように駆動させるシリンダー２５に連結されている。
【００３８】
可動刃１１は、その刃先１１ａにレーキ角θが設けられている。可動刃１１の刃先１１
ａのレーキ角θは、熱延鋼板３切断時の切断荷重を低減させることを主たる目的として設けられる。ここでいうレーキ角θとは、熱延鋼板３の切断方向であるＸ方向に沿って設けられている可動刃１１の刃先１１ａの水平面に対する傾斜角のことをいい、例えば、１°〜３°で構成される。なお、固定刃１５は、その刃先１５ａにレーキ角が設けられておらず、熱延鋼板３の幅方向に沿って設けられている固定刃１５の刃先１５ａは、水平面に対して略平行とされている。また、このＸ方向は、本実施形態において熱延鋼板３の幅方向に対応している。
【００３９】
可動刃１１は、固定刃１５に対するその刃先１１ａのクリアランスを調整可能とするクリアランス調整機構が設けられている。図３は、このクリアランス調整機構３１を説明するための上面図である。クリアランス調整機構３１は、可動刃ホルダー２１の可動刃１１側の側面２１ａに取り付けられたライナー３２と、可動刃１１の可動刃ホルダー２１側の側面１１ｄに取り付けられたライナー３３とを備えている。それぞれのライナー３２、３３には、互いに対面される面が方向Ｘに対して傾斜した傾斜面３２ａ、３３ａとして形成されている。
【００４０】
クリアランス調整時においては、例えば、油圧シリンダー等からなるライナー移動機構３４をＹ１方向に伸縮させることによって可動刃１１側のライナー３３をＹ２方向にスライドさせて可動刃１１の固定刃１５に対するクリアランスを調整した後、切断時において調整したクリアランスを変動させないように可動刃１１を上刃ホルダー２１に対して固定機構３５によって固定する。本実施形態において固定機構３５は、シリンダ側が上刃ホルダー２１内で固定された複数の油圧シリンダーから構成されており、この油圧シリンダーは、ライナー３３がＹ２方向へスライド可能となるように、Ｘ方向に延長されてライナー３３に形成された図示しない長孔内にロッド側が挿通されている。この油圧シリンダーからなる固定機構３５は、油圧シリンダーを伸縮させた際にライナー３３の可動刃１１側の側面３３ｂに係合されるよう、ロッドの先端にナット等が取り付けられている。
【００４１】
なお、クリアランス調整機構３１は、これに限定するものではなく、可動刃ホルダー２１側のライナー３２をＸ方向にスライドさせることによってクリアランスを調整してもよいし、公知のクリアランス調整機構が適用されていてもよい。
【００４２】
熱延鋼板切断装置１は、可動刃ホルダー２１に対して熱延鋼板３の搬送ラインの入側及び出側にそれぞれ配置されたクランプ装置５を更に備えている。クランプ装置５は、搬送される熱延鋼板３を上下のクランプ片５ａ、５ｂによってクランプして固定するものであり、それぞれ上側のクランプ片５ａがシリンダー２７によって上下動可能に駆動される。
【００４３】
次に、本実施形態に係る熱延鋼板切断装置１の動作について説明する。
【００４４】
まず、先行して搬送される先行熱延鋼板３の後端側が可動刃ホルダー２１、固定刃ホルダー２３間を通過するまで先行熱延鋼板３を搬送させた後、固定刃１５の刃先１５ａに熱延鋼板１１を当接させた状態で先行熱延鋼板３の後端側を出側クランプ装置５によってクランプして固定する。続いて、後行して搬送される後行熱延鋼板３の先端側が可動刃ホルダー２１、固定刃ホルダー２３間に到達する手前まで後行熱延鋼板３を搬送させた後、固定刃１５の刃先１５ａに熱延鋼板１１を当接させた状態で後行熱延鋼板３の先端側を入側クランプ装置５によってクランプして固定する。
【００４５】
次に、入側及び出側の上下一対の可動刃１１、固定刃１５によって先行熱延鋼板３の後端部３ａ及び後行熱延鋼板３の先端部３ｂを切断する。以下の説明では、入側の上下一対の可動刃１１、固定刃１５による後行熱延鋼板３の切断手順について説明する。
【００４６】
図４、図５は、入側の上下一対の可動刃１１、固定刃１５によって後行熱延鋼板３の先端部３ｂを切断する手順を説明するための図であり、図４（ａ）（ｃ）（ｅ）、図５（ａ）、（ｃ）、（ｅ）はその概略的な正面図、図４（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）、図５（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）はその概略的な上面図である。図４（ａ）（ｃ）（ｅ）、図５（ａ）、（ｃ）、（ｅ）はそれぞれ図４（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）、図５（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）に対応しており、図４（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）、図５（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）における二点鎖線は可動刃１１の刃先１１ａの位置を示している。
【００４７】
まず、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、上側の可動刃１１を下降させることによって、可動刃１１の刃先１１ａと下側の固定刃１５の刃先１５ａとにより後行熱延鋼板３の先端部３ｂを切断し、可動刃１１を上昇させる。ここでは、後行熱延鋼板３の先端部３ｂをＸ方向の全長に亘って切断することになる。ここで、可動刃１１の刃先１１ａにレーキ角θが設けられていることから、切断後の後行熱延鋼板３の先端部３ｂは、図４（ｄ）に示すように、切断時に作用する切断反力により弾塑性変形することによって、後行熱延鋼板３の切断面３ｃが幅方向の中間部３ｆで凹状に湾曲した形状となる。
【００４８】
続いて、図４（ｃ）、（ｄ）に示すように、固定刃１５に対する可動刃１１のクリアランスが狭まるように、クリアランス調整機構３１によって可動刃１１を熱延鋼板３の搬送方向に移動させる。後行熱延鋼板３の切断時には、可動刃１１を搬送ラインの入側に移動させることになる。可動刃１１の移動時は、次に行なう熱延鋼板３の切断時において先ほどの切断時に形成された切断面３ｃの一部が残されるように移動量を調整する。
【００４９】
続いて、図４（ｅ）、（ｆ）に示すように、可動刃１１を下降させることによって、可動刃１１の刃先１１ａと固定刃１５の刃先１５ａとにより、先ほど切断された後行熱延鋼板３の先端部３ｂの一部を切断し、可動刃１１を上昇させる。ここでの可動刃１１、固定刃１５による切断時においては、可動刃１１の移動量が上述のように調整されているため、先ほど切断された後行熱延鋼板３の先端部３ｂの一部のみが切断されることになる。ここで切断された先端部３ｂの一部のＸ方向長さは、一回目の切断時において切断された部位のＸ方向長さより短くなっている。このため、切断時に熱延鋼板３に作用する切断反力が先ほどより小さくなっており、図５（ｂ）に示すように、切断後の切断反力による変形量を小さくして切断を行なうことが可能となる。なお、図中の例では、後行熱延鋼板３のＸ方向の一端部３ｄと他端部３ｅとの二箇所が切断されることになる。
【００５０】
この後は、先ほどと同様に、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）に示すように、固定刃１５に対する可動刃１１のクリアランスが狭まるように、クリアランス調整機構３１によって可動刃１１を再度移動させるとともに、可動刃１１を上下動させることによって切断された熱延鋼板３の先端部３ｂの一部を切断することを、複数回に亘って行なう。
【００５１】
なお、上述の説明では、入側の上下一対の可動刃１１、固定刃１５による後行熱延鋼板の切断手順について説明したが、出側の上下一対の可動刃１１、固定刃１５による先行熱延鋼板の切断時にも同様の切断手順に沿って行われる。
【００５２】
この後は、入側及び出側の上下一対の可動刃１１、固定刃１５によって切断された先行熱延鋼板３の後端部３ａと、後行熱延鋼板３の先端部３ｂとを突き合わせた後、ＣＯ２、ＹＡＧ等のレーザービームを射出する溶接トーチをこれら熱延鋼板３の突き合せ部上に配置した後、これら熱延鋼板３の突き合せ部に対して幅方向の一端側から他端側にかけてレーザー溶接を行なう。このレーザー溶接は、熱延鋼板３の搬送ライン上に沿って先行熱延鋼板３、後行熱延鋼板３を移動させた後に行なうようにしてもよいし、先行熱延鋼板３、後行熱延鋼板３を切断後に同じ位置で行なうようにしてもよい。
【００５３】
本発明に係る熱延鋼板切断方法によれば、上下一対の固定刃１５と刃先１１ａにレーキ角θが設けられた可動刃１１とによって熱延鋼板３を切断する場合でも、一対の固定刃１５、可動刃１１によって切断された熱延鋼板３の端部の一部を再度一対の固定刃１５、可動刃１１によって切断するようにしているので、再度の切断時に熱延鋼板３に作用する切断反力による熱延鋼板３の変形量を小さくすることができ、その結果、熱延鋼板３の切断面３ｃの凹みを小さくして切断面３ｃの形状を良好なものとすることが可能となっている。これにより、切断された二つの熱延鋼板３の切断面３ｃを突き合せてレーザー溶接する場合に、二つの熱延鋼板の切断面間に形成されるギャップを小さくすることができ、溶接後の溶接接合部の接合強度を向上させることによって溶接品質の向上を図ることができるうえ、ギャップを小さくすることによって溶接処理速度の向上を図ることが可能となっている。
【００５４】
また、本実施形態における熱延鋼板切断方法によれば、特別複雑な構成を適用することなく上述のような溶接品質、溶接処理速度を容易に向上させることが可能となる。
【００５５】
なお、上述の実施形態においては、可動刃１１にクリアランス調整機構３１を設けた例を説明したが、固定刃１５にクリアランス調整機構３１を設けることとし、熱延鋼板３の切断時において、可動刃１１と固定刃１５の何れか一方又は両方を移動させてクリアランスを調整することとしてもよい。
【００５６】
次に、本発明に係る熱延鋼板切断方法の第２実施形態について説明する。なお、上述した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付すことにより以下での説明を省略する。
【００５７】
図６は、第２実施形態の熱延鋼板切断方法を実現するための熱延鋼板切断装置の構成を概略的に示す正面図であり、図７は、図６のＢ−Ｂ線断面図である。図８は、入側の上下一対の可動刃１１、固定刃１５の構成を概略的に示す拡大正面図である。
【００５８】
第２実施形態に係る熱延鋼板切断装置１は、第１実施形態において説明した熱延鋼板切断装置１と比較して可動刃１１の構成が相違している。可動刃１１は、レーキ角θが設けられたその下端１１ｂの刃先１１ａよりも固定刃１５と反対側に角部１３が設けられるように、その側面１１ｃが段状に形成されている。本実施形態においては、可動刃１１の角部１３が下端１１ｂの刃先１１ａよりも固定刃１５と反対側である上側に設けられることになる。この可動刃１１の側面１１ｃは、その下端１１ｂの刃先１１ａよりも固定刃１５と反対側に向かうにつれて、固定刃１５側に段状に突出した形状に形成されている。この可動刃１１の下端１１ｂの刃先１１ａよりも固定刃１５と反対側に設けられる角部１３は、固定刃１５による熱延鋼板３の切断方向であるＸ方向に沿って延長されたものとなっている。この角部１３は、図示の例では、可動刃１１の下端１１ｂの刃先１１ａより上側に複数に亘って設けられているが、少なくとも一つ設けられていればよい。以下においては、可動刃１１の側面１１ｃに角部１３が二つ設けられているものとして、図中下側の角部１３を角部１３Ａとし、図中上側の角部１３を角部１３Ｂとして説明する。
【００５９】
この角部１３は、固定刃１５の刃先１５ａと協働して熱延鋼板３を切断する刃先としての役割をもつ。この角部１３がなす刃先としての角度は、熱延鋼板３を切断可能な角度であれば、図示のように略９０°に限定するものではない。可動刃１１の下端１１ｂの刃先１１ａも同様に、その刃先としての角度が熱延鋼板を切断可能な角度であればよい。また、この角部１３は、図７に示すように、可動刃１１の下端１１ｂの刃先１１ａと同角度のレーキ角θが設けられていてもよいし、異なるレーキ角が設けられていてもよい。このような角部１３が設けられる可動刃１１は、例えば、鋼材を切削加工、鍛造加工等すること
によって得られる。
【００６０】
次に、本実施形態に係る熱延鋼板切断装置１の動作について説明する。第１実施形態の説明と同様に、入側の上下一対の可動刃１１、固定刃１５による熱延鋼板３の切断手順について説明する。
【００６１】
図９（ａ）は、入側の上下一対の可動刃１１、固定刃１５の間に熱延鋼板３を配置した状態を示す上面図である。図９における二点鎖線は、図中左側から右側にかけて順に可動刃１１の角部１３Ｂ、角部１３Ａ、下端１１ｂの刃先１１ａの位置を示している。
【００６２】
熱延鋼板３の切断時においては、図８に示す状態から上側の可動刃１１を下降させることによって、まず、固定刃１５の刃先１５ａと可動刃１１の下端１１ｂの刃先１１ａとによって後行熱延鋼板３の先端部３ｂが図９（ａ）のＸ１方向に沿って徐々に切断される。図９（ｂ）における範囲Ｓ１は、可動刃１１の下端１１ｂの刃先１１ａによって切断された熱延鋼板３の一部を示している。可動刃１１の下端１１ｂの刃先１１ａによっては、熱延鋼板３の端部３ｂを幅方向の全長に亘って切断することになる。
【００６３】
そして、可動刃１１の下端１１ｂの刃先１１ａによる切断途中又は切断後であって、可動刃１１の角部１３Ａが熱延鋼板３に接触した時点で、その可動刃１１の角部１３Ａを刃先として固定刃１５の刃先１５ａとの間で、可動刃１１の下端１１ｂの刃先１１ａによって切断された熱延鋼板３の先端部３ｂの一部がＸ１方向に沿って徐々に切断される。図９（ｂ）における範囲Ｓ２は、可動刃１１の角部１３Ａによって切断された熱延鋼板３の一部を示している。
【００６４】
可動刃１１の角部１３Ａによっては、先ほどの可動刃１１の下端１１ｂの刃先１１ａによる切断時に形成された切断面３ｃの一部が残されるように、先ほど切断された熱延鋼板３の端部３ｂの一部のみが切断されることになる。ここで切断された先端部３ｂの一部のＸ方向の長さは、一回目の切断時において切断された部位のＸ方向の長さより短くなっている。このため、切断時に熱延鋼板３に作用する切断反力が先ほどより小さくなっており、切断時の切断反力による変形量を小さくして切断を行なうことが可能となる。
【００６５】
また、可動刃１１の角部１３Ｂについても同様にこの角部１３Ｂが熱延鋼板３に接触した時点で、その可動刃１１の角部１３Ｂを刃先として固定刃１５の刃先１５ａとの間で、可動刃１１の角部１３Ａによって切断された熱延鋼板３の先端部３ｂの一部がＸ１方向に沿って徐々に切断される。図９（ｂ）における範囲Ｓ３は、可動刃１１の角部１３Ｂによって切断された熱延鋼板１１の一部を示している。
【００６６】
可動刃１１の角部１３Ｂによる熱延鋼板３の切断が終了した後は、第１実施形態と同様に、先行熱延鋼板３、後行熱延鋼板３のレーザー溶接を行う。
【００６７】
このように、本実施形態に係る熱延鋼板切断方法によっても、可動刃１１の下端１１ｂの刃先１１ａによって熱延鋼板３を切断した後に、その切断された熱延鋼板３の端部の一部を可動刃１１の角部１３Ａ、１３Ｂと固定刃１５とによって切断するようにしているので、可動刃１１の角部１３Ａ、１３Ｂでの切断時に熱延鋼板３に作用する切断反力が小さくなり、切断後の切断反力による熱延鋼板３の変形量を小さくして切断を行うことが可能となっている。このため、本実施形態に係る熱延鋼板切断方法によっても、上述のような溶接品質、溶接処理速度の向上を図ることが可能となっている。
【００６８】
また、本実施形態に係る熱延鋼板切断方法によれば、ワンストロークで切断工程が完了するため、切断工程に要するコスト、時間を低減でき、熱延鋼板３の生産性が向上するこ
とになる。
【００６９】
次に、固定刃１５に対する可動刃１１の好ましいクリアランスについて説明する。図１０（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、第１実施形態及び第２実施形態に係る可動刃１１の固定刃１５に対する好ましいクリアランスについて説明するための正面図である。
【００７０】
第１実施形態においては、一回目の切断時における固定刃１５の刃先１５ａに対する可動刃１１の刃先１１ａまでのクリアランスＬ１（ｍｍ）を、熱延鋼板３の板厚ｔ（ｍｍ）の１０％以下としたうえで、二回目以降の切断時における固定刃１５の刃先１５ａに対する可動刃１１の刃先１１ａまでのクリアランスＬ２（ｍｍ）が０．１０ｍｍ以下に狭まるように可動刃１１、固定刃１５の何れか一方又は両方を移動させることが好ましい。これは、本発明者らが行なった実験的知見に基づいて導出されたもので、クリアランスＬ１を熱延鋼板３の板厚ｔの１０％超とするか、クリアランスＬ２を０．１０ｍｍ超としてしまうと、切断後に得られた二つの熱延鋼板３をレーザー溶接した際に得られる溶接後の熱延鋼板の溶接接合部についての接合強度が十分に得られないので好ましくない。なお、クリアランスＬ２については、二回目以降の何れかの切断時からのクリアランスＬ２が０．１０ｍｍ以下に狭まるようになっていればよい。
【００７１】
第２実施形態においては、第１実施形態と同様に、固定刃１５の刃先１５ａに対する可動刃１１のレーキ角θが設けられたその下端１１ｂの刃先１１ａまでのクリアランスＬ１（ｍｍ）を、熱延鋼板３の板厚ｔ（ｍｍ）の１０％以下に調整して熱延鋼板３の切断をすることが好ましい。また、第２実施形態においては、クリアランスＬ１をこのように調整して熱延鋼板３の切断をする場合に、固定刃１５の刃先１５ａに対する可動刃１１の何れかの角部１３までのクリアランスＬ３が０．１０ｍｍ以下となるように、その可動刃１１の側面１１ｃが形成されていることが好ましい。これは、第１実施形態において、二回目以降の切断時におけるクリアランスＬ２を０．１０ｍｍ以下にすることと同様の意義をもっている。
【００７２】
これは、上述した第１実施形態における好ましいクリアランスＬ１、Ｌ２に基づき導出されたもので、クリアランスＬ１を熱延鋼板３の板厚ｔの１０％超とするか、クリアランスＬ３を０．１０ｍｍ超としてしまうと、熱延鋼板の溶接接合部についての接合強度が十分に得られないので好ましくない。なお、クリアランスＬ３については、可動刃１１の刃先１１ａより上側に複数設けられている角部１３のうち、何れかの角部１３からのクリアランスＬ３が０．１０ｍｍ以下となるように形成されていればよい。
【００７３】
なお、前述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。
【００７４】
例えば、本発明に係る熱延鋼板切断方法及び熱延鋼板切断装置１は、上下一対の固定刃１５及び可動刃１１を熱延鋼板３の搬送ラインの入側又は出側に一組のみ配置することとして、ダブルカットシャー構造としないこととしてもよい。また、搬送ライン上を搬送される熱延鋼板３を切断するものとしてその用途を限定するものではなく、他の用途に用いられていてもよい。
【００７５】
また、上述の第１実施形態、第２実施形態においては、上下一対の刃のうち、上側の刃を可動刃１１とし、下側の刃を固定刃１５とした例について説明したが、これとは逆に、上側の刃を固定刃１５とし、下側の刃を可動刃１１として構成されていてもよい。図１１は、第２実施形態の熱延鋼板切断装置１において、可動刃１１と固定刃１５の上下の位置を入れ替えた第３実施形態の熱延鋼板切断装置１を示す拡大正面図である。
【００７６】
この第３実施形態の場合、熱延鋼板３の下側に設けられた可動刃１１の上端１１ｄの刃先１１ａにレーキ角θが設けられ、熱延鋼板３の上側に設けられた固定刃１５の刃先１５ａにはレーキ角が設けられないことになる。また、この第３実施形態の場合、可動刃１１は、その上端１１ｄの刃先１１ａよりも固定刃１５と反対側である下側に角部１３が設けられるよう、その側面１１ｃが段状に形成されることになる。
【００７７】
この第３実施形態の場合、熱延鋼板３の切断時には、まず、上側の固定刃１５の刃先１５ａに熱延鋼板１１を当接させた状態でクランプ装置５によってクランプして固定することになる。ここで、本実施形態においては、熱延鋼板１１を安定して固定するために、図示しないシリンダ等によって上下動可能な可動台２９が設けられており、クランプ装置５によって熱延鋼板１１を固定した後に可動台２９によって上刃ホルダー２３及び上側の固定刃１５の底面に熱延鋼板１１を下側から押し付けて強固に固定することとしている。熱延鋼板１１をこのように固定した後は、下側の可動刃１５を上昇させることによって、第２実施形態にいおいて説明したのと同様に、可動刃１１の上端１１ｄの刃先１１ａや角部１３と固定刃１５の刃先１５ａとにより熱延鋼板３を切断することになる。
【００７８】
なお、本実施形態の場合においても、クリアランス調整機構３１は、上側の固定刃１５、下側の可動刃１１の何れに設けられていてもよい。また、第１実施形態に係る上側の可動刃１１と固定刃１５の上下の位置が入れ替えられていてもよいのは勿論である。
【実施例１】
【００７９】
次に、本発明の効果を実施例により更に説明する。本実施例では、図１に示すような熱延鋼板切断装置１を用いて、搬送ライン上を搬送される二つの鋼板を下記の表１に示す条件で切断し、切断した二つの鋼板の切断面を突き合わせてこれらの突き合わせ部にレーザー溶接を行った後、溶接接合された二つの鋼板に長手方向及び厚み方向に所定の荷重を加えた際に溶接接合部が破断するか否か確認することとした。切断した二つの鋼板の切断面を突き合わせた際の、図１３（ｃ）に示すような、二つの鋼板の切断面間に形成されるギャップの搬送方向の最大距離Ｍについても下記の表１に併せて示す。
【００８０】
【表１】
2010280024.tif 000003
【００８１】
本実施例では鋼板として、その板厚が４．０ｍｍ、その幅方向長さが１３００ｍｍのものを用いた。また、本実施例ではレーザー溶接時のビームのスポット径を約０．５ｍｍとした。また、表１におけるクリアランスとは、図１０（ａ）に示すような、距離Ｌ１、Ｌ２のことをいう。また、溶接接合された二つの鋼板に所定荷重を加えた際に溶接接合部が破断したものは表１における溶接品位の欄で×印で表記することとし、破断しなかったものは○印で表記することとした。
【００８２】
比較例においては、一対の可動刃１１、固定刃１５による鋼板の切断作業を一回のみ行うこととした。本発明例においては、一対の可動刃１１、固定刃１５による鋼板の一回目の切断後に、切断された鋼板の端部の一部を再度一対の可動刃１１、固定刃１５により切
断することとした。
【００８３】
この結果、表１に示すように、本発明例による熱延鋼板切断方法の適用により、鋼板の切断面の形状を良好なものとすることができ、溶接接合部の破断を防げることが確認された。
【実施例２】
【００８４】
次に、固定刃１５に対する可動刃１１の好ましいクリアランスについて確認するために行なった実施例について説明する。本実施例では、固定刃１５に対する可動刃１１のクリアランスを下記の表２に示すような条件で行なった。本実施例では、クリアランスの条件を除き実施例１で説明したものと同様の条件下で試験を行なうこととした。
【００８５】
【表２】
2010280024.tif 000004
【００８６】
この結果、表２における試験番号Ｃ−１〜Ｃ−１３とＤ−１〜Ｄ−１０との比較により把握されるように、一回目の切断時におけるクリアランスＬ１を鋼板の板厚の１０％以下としたうえで、二回目の切断時におけるクリアランスＬ２を０．１０ｍｍ以下とした場合に、二つの鋼板の溶接接合部についての接合強度が向上することが確認された。なお、試験番号Ｃ−１３〜Ｃ−１６の試験条件では、一回目の切断時に切断面が大きく凹状に湾曲してしまい、切断後に得られた二つの鋼板を突き合わせた際にギャップについての距離Ｍが測定できなかったため、距離Ｍの数値について表２中に記載していない。
【符号の説明】
【００８７】
１            ：熱延鋼板切断装置
３            ：熱延鋼板
５            ：クランプ装置
１１          ：可動刃
１１ａ        ：刃先
１３          ：角部
１５          ：固定刃
１５ａ        ：刃先
【図１】
2010280024.tif 000005
【図２】
2010280024.tif 000006
【図３】
2010280024.tif 000007
【図４】
2010280024.tif 000008
【図５】
2010280024.tif 000009
【図６】
2010280024.tif 000010
【図７】
2010280024.tif 000011
【図８】
2010280024.tif 000012
【図９】
2010280024.tif 000013
【図１０】
2010280024.tif 000014
【図１１】
2010280024.tif 000015
【図１２】
2010280024.tif 000016
【図１３】
2010280024.tif 000017