(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工面を還元状態に保持し、先行圧延材と後行圧延材の加工面を重ね合わせて圧接する還元炎圧接方法において、
圧接面の圧延材長手方向距離が、圧延材幅方向中央で広く圧延材幅方向端部で狭く構成されている圧接金型を用い、先行圧延材及び後行圧延材の元の厚さよりも接合部が等しいか或いは薄くなるように圧接する、ことを特徴とする還元炎圧接方法。
【請求項２】
前記接合部の厚さは、次工程の圧延時に、接合部が圧延されないように設定する、ことを特徴とする請求項１に記載の還元炎圧接方法。
【請求項３】
加工面を還元状態に保持し、先行圧延材と後行圧延材の加工面を重ね合わせて圧接する還元炎圧接装置において、
圧接面の圧延材長手方向距離が、圧延材幅方向中央で広く圧延材幅方向端部で狭く構成されている圧接金型を有し、該圧接金型により、先行圧延材及び後行圧延材の元の厚さよりも接合部が等しいか或いは薄くなるように圧接する、ことを特徴とする還元炎圧接装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱間圧延設備において先行圧延材と後行圧延材とを接合する還元炎圧接方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の熱間圧延設備（ホットストリップミル）では、粗圧延機で圧延されたバー材を、それぞれ別々に仕上圧延機に供給し、所望の板厚のストリップ材を得ていた。しかし、かかる手段では、圧延材全体を均一に圧延できず、圧延材の端部（前端部と後端部）に欠陥が生じやすく圧延材の歩留りを低下させ、かつ噛込み／尻抜け等のため圧延速度を高速化しにくい問題点があった。
【０００３】
かかる問題点を解決するため、本願発明の発明者等は、図３に例示するように、圧延方向に走行する台車１２と、該台車上に取付られ先行する圧延材１の後端部を水平に挟持して上下動可能な後端クランプ装置１４と、前記台車上に取付られ後行する圧延材２の先端部を水平に挟持する先端クランプ装置１６と、先行圧延材の後端部下面と後行圧延材の先端部上面を切削加工する加工装置１８と、該加工面を還元状態に保持する還元保持装置２０と、先行圧延材と後行圧延材の加工面を重ね合わせて圧延材とほぼ同一厚さまで圧縮して接合する圧接装置２２と、を備えた圧延材接合装置１０を創案し、既に出願した（例えば、特開平７−３２３３０６号、特開平８−２５２６０９等）。
【０００４】
この接合装置により、先行圧延材の後端と後行圧延材の先端とを圧延材とともに走行しながら接合することができ、短時間に圧延材の幅全体にわたり十分な接合強度で接合することができ、接合部の凸凹が少なく接合部をほぼ均一に加工でき、これにより、圧延材を連続的に仕上圧延機に供給することができるようになった。なお、以下、かかる圧延材を走行しながら接合する接合装置を「走間接合装置」と呼ぶ。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した走間接合装置では、加工面を還元状態に保持し、先行圧延材と後行圧延材の加工面を重ね合わせ、圧接装置２２により元の圧延材とほぼ同一厚さまで圧縮して接合していた。また、この場合に、幅方向に均一な矩形金型を用いていた。
【０００６】
しかし、このように接合された圧延材の幅端部は接合強度が比較的小さく、このため、下流側の仕上圧延工程やルーパー等で強い張力を受けると幅端部で接合部に隙間ができる（口が開く）ことがあった。
【０００７】
本発明は、かかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、圧延材幅方向端部の接合強度を高め、強い張力を受けても圧延材幅方向端部の接合部に隙間ができにくい還元炎圧接方法及び装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、加工面を還元状態に保持し、先行圧延材と後行圧延材の加工面を重ね合わせて圧接する還元炎圧接方法において、圧接面の圧延材長手方向距離が、圧延材幅方向中央で広く圧延材幅方向端部で狭く構成されている圧接金型を用い、先行圧延材及び後行圧延材の元の厚さよりも接合部が等しいか或いは薄くなるように圧接する、ことを特徴とする還元炎圧接方法が提供される。
【０００９】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記接合部の厚さは、次工程の圧延時に、接合部が圧延されないように設定する。
【００１０】
また、本発明によれば、加工面を還元状態に保持し、先行圧延材と後行圧延材の加工面を重ね合わせて圧接する還元炎圧接装置において、圧接面の圧延材長手方向距離が、圧延材幅方向中央で広く圧延材幅方向端部で狭く構成されている圧接金型を有し、該圧接金型により、先行圧延材及び後行圧延材の元の厚さよりも接合部が等しいか或いは薄くなるように圧接する、ことを特徴とする還元炎圧接装置が提供される。
【００１１】
上記本発明の方法及び装置によれば、接合部の厚さが先行圧延材及び後行圧延材の元の厚さよりも薄くなり、かつ接合部の圧延材長手方向距離が圧延材幅方向中央で広く圧延材幅方向端部で狭くなる。このように成形された圧延材が下流側の仕上圧延工程において再度圧延されると、薄肉部の圧延材長手方向距離が大きい圧延材幅方向中央部では圧延材の圧延方向への伸びが小さく、逆に薄肉部の圧延材長手方向距離が小さい圧延材幅方向端部では圧延材の圧延方向への伸びが大きくなる。従って、通常の圧延では圧延材幅方向端部の伸びが小さくこの部分に強い引張力が作用するのに対して、逆に本発明では圧延材幅方向端部の伸びが大きくこの部分の引張力は緩和されて比較的小さくなる。これにより、圧延材幅方向端部の接合強度を実質的に高め、全体として強い張力を受けても圧延材幅方向端部の引張力を緩和でき、隙間が生じにくくなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。図１は、本発明による還元炎圧接装置の部分構成図である。この図において、（Ａ）は圧接装置２２の上型３０ａと下型３０ｂを示しており、先行圧延材１と後行圧延材２の加工面を重ね合わせて圧接するようになっている。図１（Ａ）において、斜線部は圧接により塑性変形を受けて凹む部分を示している。
【００１３】
図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ矢視図であり、後行圧延材２は省略して示している。この図において、３１ａは平面部、３１ｂは傾斜部である。この図に示すように、金型３０（この図では下型３０ｂ）の圧延材長手方向寸法は圧延材幅方向中央で広く圧延材幅方向端部で狭く構成されている。例えば、圧延材幅方向中央の金型の幅をａ、圧延材幅方向端部の金型の幅をｂとすると、ａ＞ｂであり、好ましくはａ／ｂ＝１．３以上とするのがよい。なお、図１（Ｂ）では下型３０ｂを示しているが、上型３０ａも同様である。
【００１４】
図２は、図１の金型３０を用いて圧接した接合部３２の平面図（Ａ）とＢ−Ｂ線における部分断面図（Ｂ）である。図１に示した金型３０を用いて圧接すると、接合部３２の形状は、圧延材幅方向中央部の幅がａ、圧延材幅方向端部の幅がｂとなり、金型３０と同様にａ＞ｂであり、好ましくはａ／ｂ＝１．３以上となる。なお、図２（Ａ）において、斜線部分は、先行圧延材１と後行圧延材２の重ね合わせ部を示しており、この例では、圧延材長手方向に一定の幅で重ね合わせている。なお、本発明はこれに限定されず、例えば圧延材幅方向中央と圧延材幅方向端部で重ね合わ幅を変えてもよい。
【００１５】
本発明の方法によれば、更に、図２（Ｂ）に示すように、先行圧延材１及び後行圧延材２の元の厚さｔ1,ｔ2 よりも接合部３２が薄くなるように圧接する。好ましくは、この接合部３２の厚さは、次工程の圧延により接合部３２が圧延されないように設定する。すなわち、接合部３２が、先行圧延材１及び後行圧延材２の元の厚さｔ1,ｔ2 のいずれよりも片側でΔｈ／２薄くなり、この値（Δｈ／２）が約５〜１０ｍｍ程度となるようにする。
【００１６】
更に、金型３０の傾斜部３１ｂで、接合部３２にも勾配（傾斜部３２ｂ）を形成する。この傾斜部３２ｂを設けることにより、板厚の変化が緩やかとなり、次工程での圧延における圧延荷重の変動が小さくなり、鋼材の破断を有効に防止できる。
【００１７】
上述した本発明の方法及び装置によれば、接合部３２の厚さが先行圧延材１及び後行圧延材２の元の厚さｔ1,ｔ2 のいずれよりも薄くなり、かつ接合部３２の圧延材長手方向距離が圧延材幅方向中央で広く圧延材幅方向端部で狭くなる。このように成形された圧延材１，２が下流側の仕上圧延工程において再度圧延されると、薄肉部（接合部３２）の圧延材長手方向距離が大きい圧延材幅方向中央部では圧延材の圧延方向への伸びが小さく、逆に薄肉部の圧延材長手方向距離が小さい圧延材幅方向端部では圧延材の圧延方向への伸びが大きくなる。従って、通常の圧延では圧延材幅方向端部の伸びが小さくこの部分に強い引張力が作用するのに対して、逆に本発明では圧延材幅方向端部の伸びが大きくこの部分の引張力は緩和されて比較的小さくなる。これにより、圧延材幅方向端部の接合強度を実質的に高め、全体として強い張力を受けても圧延材幅方向端部の引張力を緩和でき、隙間が生じにくくなる。
【００１８】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【００１９】
【発明の効果】
上述したように、本発明の還元炎圧接方法及び装置は、圧延材幅方向端部の接合強度を高め、強い張力を受けても圧延材幅方向端部の接合部に隙間ができにくい、等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による還元炎圧接装置の部分構成図である。
【図２】  接合部の平面図と部分断面図である。
【図３】  従来の走間接合装置の構成図である。
【符号の説明】
１ 先行圧延材
２ 後行圧延材
４ ローラ
１０ 圧延材接合装置
１２ 台車
１４ 後端クランプ装置
１６ 先端クランプ装置
１８ 加工装置
２０ 還元保持装置
２２ 圧接装置
３０ 金型
３０ａ 上型
３０ｂ 下型
３２ 接合部
Ｈ 加工高さ
Ｌ 圧接高さ
Ｂ 圧延高さ
【図１】
0003714780.tif 000002
【図２】
0003714780.tif 000003
【図３】
0003714780.tif 000004