(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延方向に走行する台車と、該台車上に取付られ先行する圧延材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と、前記台車上に取付られ後続する圧延材の先端部を水平に挟持する先端クランプ装置と、先行圧延材の後端部下面と後続圧延材の先端部上面を切削加工する加工装置と、該加工面を還元状態に保持する還元保持装置と、先行圧延材と後続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と、を備え、
前記加工装置は、圧延材の幅方向の軸心を中心に回転する円筒形カッタと、該カッタを斜め方向に揺動させて加工高さに調整する揺動装置と、カッタを圧延方向に前後進させる復動装置と、からなり、
更に前記カッタの前方と後方から飛散する切粉を受けるカバーを有する切粉処理装置を備える、
ことを特徴とする圧延材接合装置。
【請求項２】
圧延方向に走行する台車と、該台車上に取付られ先行する圧延材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と、前記台車上に取付られ後続する圧延材の先端部を水平に挟持する先端クランプ装置と、先行圧延材の後端部下面と後続圧延材 の先端部上面を切削 加工する加工装置と、該加工面を還元状態に保持する還元保持装置と、先行圧延材と後続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と、を備え、
前記加工装置は、圧延材の幅方向の軸心を中心に回転する円筒形カッタと、該カッタを斜め方向に揺動させる揺動装置と、カッタを圧延方向に前後進させる復動装置と、からなり、更に前記カッタから飛散する切粉を受ける切粉処理装置を備え、
前記切粉処理装置は、カッタから後方に飛散する切粉を受ける後方切粉装置と、カッタから前方に飛散する切粉を受ける前方切粉装置とからなり、
後方切粉装置は、カッタの後方に固定されカッタと共に移動する後方カバーと、該後方カバーの下方に設けられ切粉を横移動させる後方回収装置とからなり、
前方切粉装置は、カッタの前方に上下動可能に設けられた前方カバーと、該前方カバーの下方に設けられ切粉を横移動させる前方回収装置とからなる、ことを特徴とする圧延材接合装置。
【請求項３】
前記後方回収装置及び前方回収装置は、水平スクリューコンベア又は水平押出しシリンダである、ことを特徴とする請求項２に記載の圧延材接合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、熱間圧延設備において圧延材とともに走行しながら、先行する圧延材の後端と後続する圧延材の先端とを接合する圧延材の接合装置に関する。
【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、圧延材を連続的に仕上圧延機に供給するために先行する圧延材の後端と次の圧延材の前端とを接合する接合装置が従来から提案されていた（例えば、特開昭６２−２５２６０３号公報、特開昭６３−９３４０８号公報、特公平５−１３９号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開昭６２−２５２６０３号の「板接合方法」は、接合すべき板の端部相互間に、継手を打込んで接合するものであるが、圧延材の幅全体にわたり十分な接合強度を確保するには多数の継手を短時間で打込む必要があり、自動化（機械化）が困難であり、かつ継手部を均一に圧延できない問題点があった。
【０００５】
また、特開昭６３−９３４０８号の「バー接合設備」は、圧延材にループを形成して、後端と先端を圧接するものであるが、比較的厚いバー材をループに形成するため、バー材に曲げ癖が付きやすくかつ十分な接合時間を確保できず、また後端と先端を単に圧接しても圧延材の幅全体にわたり十分な接合強度を確保できない問題点があった。
【０００６】
更に、特公平５−１３９号の「帯板の走間溶接装置」は、圧延材とともに走行しながら後端と先端を溶接接合する装置であるが、幅広の圧延材を溶接するには時間がかかるため設備全体が長くなりやすく、かつ接合部に凸凹が生じやすく、接合部を均一に圧延することが困難である問題点があった。
【０００７】
本発明は上述した種々の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、本発明の第１の目的は、先行する圧延材の後端と後続する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圧延材接合装置を提供することにある。
【０００８】
また、従来の手段では、接合の際に発生する切粉や溶融物（以下、切粉等）が飛散し、次工程等に悪影響を及ぼす問題点があった。すなわち、▲１▼飛散して圧延材の上に乗った切粉等は、容易には除去できず、そのままプレス、接合、或いは圧延されて接合強度を低下させたり、圧延材の表面に傷を付け、▲２▼飛散して駆動装置の摺動部に付着した切粉等により、摺動部に傷が付き、メンテナンスを頻繁に必要とし、▲３▼飛散して堆積した切粉等により装置環境が悪化する、等の問題点があった。
【０００９】
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。すなわち本発明の第２の目的は、圧延材の切削時に発生する切粉等の飛散を防止し、切粉を回収することができる圧延材接合装置を提供することにある。
【００１０】
本発明によれば、圧延方向に走行する台車と、該台車上に取付られ先行する圧延材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と、前記台車上に取付られ後続する圧延材の先端部を水平に挟持する先端クランプ装置と、先行圧延材の後端部下面と後続圧延材の先端部上面を切削加工する加工装置と、該加工面を還元状態に保持する還元保持装置と、先行圧延材と後続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と、を備え、前記加工装置は、圧延材の幅方向の軸心を中心に回転する円筒形カッタと、該カッタを斜め方向に揺動させて加工高さに調整する揺動装置と、カッタを圧延方向に前後進させる復動装置と、からなり、更に前記カッタの前方と後方から飛散する切粉を受けるカバーを有する切粉処理装置を備える、ことを特徴とする圧延材接合装置が提供される。
【００１１】
また、本発明によれば、圧延方向に走行する台車と、該台車上に取付られ先行する圧延材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と、前記台車上に取付られ後続する圧延材の先端部を水平に挟持する先端クランプ装置と、先行圧延材の後端部下面と後続圧延材の先端部上面を切削加工する加工装置と、該加工面を還元状態に保持する還元保持装置と、先行圧延材と後続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と、を備え、前記加工装置は、圧延材の幅方向の軸心を中心に回転する円筒形カッタと、該カッタを斜め方向に揺動させる揺動装置と、カッタを圧延方向に前後進させる復動装置と、からなり、更に前記カッタから飛散する切粉を受ける切粉処理装置を備え、前記切粉処理装置は、カッタから後方に飛散する切粉を受ける後方切粉装置と、カッタから前方に飛散する切粉を受ける前方切粉装置とからなり、後方切粉装置は、カッタの後方に固定されカッタと共に移動する後方カバーと、該後方カバーの下方に設けられ切粉を横移動させる後方回収装置とからなり、前方切粉装置は、カッタの前方に上下動可能に設けられた前方カバーと、該前方カバーの下方に設けられ切粉を横移動させる前方回収装置とからなる、ことを特徴とする圧延材接合装置が提供される。また、前記後方回収装置及び前方回収装置は、水平スクリューコンベア又は水平押出しシリンダであることが好ましい。
【００１２】
【作用】
上記本発明の装置によれば、後端クランプ装置と先端クランプ装置により、先行圧延材と後続圧延材を挟持したままで台車が圧延方向に走行するので、圧延材を連続的に仕上圧延機に供給することができる。また、加工装置による切削加工と圧接装置による圧接の２工程で圧延材の幅全体を接合できるため、接合時間を大幅に短縮することができ、圧延設備全長を短くすることができる。
【００１３】
更に、還元保持装置により加工面を還元状態に保持したまま、加工装置により後端部下面と先端部上面を切削加工しかつ圧接装置により加工面を圧延材とほぼ同一厚さまで圧縮するので、加工面の酸化がほとんどなくかつ加工面を隙間なく密着させて圧接することができ、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る。また、圧接装置により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ので、接合部の凸凹がほとんどなく接合部をほぼ均一に圧延することができる。
【００１４】
更に本発明の構成によれば、カッタから飛散する切粉を受ける切粉処理装置を備えているので、切粉の飛散防止及び回収ができ、▲１▼プレス、接合或いは圧延による接合強度の低下や圧延材の傷の発生がなく、▲２▼駆動装置の摺動部の傷を防止してメンテナンスを低減でき、▲３▼装置環境の改善にも寄与することができる。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の好ましい実施例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、本発明による圧延材接合装置の全体構成図であり、図２はその主要部構成図である。図１及び図２において、本発明の圧延材接合装置１０は、圧延方向に走行する台車１２と、台車１２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、台車１２上に取付られ後続する圧延材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１の後端部下面と後続圧延材２の先端部上面を切削加工する加工装置１８と、加工面１ａ、２ａ（図２）を還元状態に保持する還元保持装置２０と、先行圧延材１と後続圧延材２の加工面１ａ、２ａを重ね合わせて圧延材１、２とほぼ同一厚さまで圧縮して接合する圧接装置２２と、を備えている。
【００１６】
図２において、加工装置１８は、圧延材１、２の幅方向の軸心Ｚを中心に回転する円筒形カッタ１９ａと、カッタ１９ａを斜め方向に揺動させる揺動装置１９ｂと、カッタ１９ａを圧延方向（図で左右）に前後進させる復動装置１９ｃと、からなる。カッタ１９ａは、揺動アーム１９ｄの先端部に軸心Ｚを中心に回転可能に取付られ図示しない駆動装置により回転するようになっている。カッタ１９ａは、圧延材１、２の全幅より長く、その外周部には複数の刃が同径に設けられ、圧延材１、２の全幅にわたり単一のカッタ１９ａにより同時に切削加工するようになっている。揺動装置１９ｂは、揺動アーム１９ｄと揺動シリンダ（図示せず）からなり、揺動アーム１９ｄの末端部が復動装置１９ｃの復動台１９ｅに枢着され、揺動アーム１９ｄを揺動させて、カッタ１９ａを円弧状に斜め方向に揺動させ、カッタ１９ａの高さを調整できるようになっている。復動装置１９ｃは、復動台１９ｅと復動シリンダ１９ｇからなり、復動台１９ｅを水平に往復動させてカッタ１９ａを圧延方向（図で左右）に前後進させるようになっている。かかる構成により、カッタ１９ａの高さを調整しかつカッタ１９ａを前後進させることにより、先行圧延材１の後端部下面と後続圧延材２の先端部上面の両方を切削加工することができる。
【００１７】
後端クランプ装置１４は、先行圧延材１の後端部を水平に支持する複数のローラ１５ａと、上下動してローラ１５ａとの間に先行圧延材１の後端部を挟持するクランプ１５ｂと、先行圧延材１の後端部下面をカッタ１９ａの上面に接触させる加工高さＨと先行圧延材１の後端部を後続圧延材２の先端部とほぼ同一高さに保持する圧接高さＬとの間をローラ１５ａ及びクランプ１５ｂを上下動させる昇降シリンダ１５ｃとからなる。かかる構成により、ローラ１５ａにより先行圧延材１の後端部を水平に支持したまま、クランプ１５ｂにより先行圧延材１の後端部を挟持することができる。また、昇降シリンダ１５ｃによりローラ１５ａ及びクランプ１５ｂを加工高さＨに保持して、単一のカッタ１９ａにより先行圧延材１の後端部下面と後続圧延材２の先端部上面を切削加工することができ、かつ圧接高さＬに保持して先行圧延材１と後続圧延材２の加工面１ａ、２ａを重ね合わせ、圧接装置２２により圧縮して接合することができる。
【００１８】
先端クランプ装置１６は、後続圧延材１の先端部を水平に支持する複数のローラ１７ａと、上下動してローラ１７ａとの間に後続圧延材２の先端部を挟持するクランプ１７ｂと、からなる。この構成は、昇降機構がない点を除き、後端クランプ装置１４と同様である。かかる構成により、ローラ１７ａにより後続圧延材２の先端部を水平に支持したまま、クランプ１７ｂにより後続圧延材２の先端部を挟持することができる。
【００１９】
圧接装置２２は、先行圧延材１の後端部上面に接する下面を有する上型２３ａと、後続圧延材２の先端部下面に接する上面を有する下型２３ｂと、上型２３ａ及び下型２３ｂを挟持して圧縮するプレス装置２３ｃと、からなる。下型２３ｂは、台車１２に固定されている。また、上型２３ａはプレス装置２３ｃのラム２３ｅの下面に取付られ、ラム２３ｅとともに昇降するようになっている。かかる構成により、加工装置１８による加工中に、先行圧延材１の後端部と後続圧延材２の先端部を、上型２３ａ及び下型２３ｂで支持することができ、かつプレス装置２３ｃによりラム２３ｅを下降させることにより、先行圧延材１と後続圧延材２の加工面１ａ、２ａを加工完了後すぐさま重ね合わせて圧縮することができる。また、この圧縮により重ね合わせ部分を圧延材１、２とほぼ同一の厚さまで圧縮することにより、接合部の凸凹がほとんどなく接合部をほぼ均一に圧延することができる。
【００２０】
還元保持装置２０は、ＣＯＧ（コークス炉ガス）、ＬＰＧ、ＬＮＧ等の可燃性ガスを完全燃焼させる量よりも少ない酸素で燃焼させて、水素ラジカル、ＣＨ2 Ｏラジカル等還元性ラジカルを含有する還元炎にて還元状態を形成する還元炎バーナ２０ａ、２０ｂであり、図２に示すように還元炎バーナ２０ａは、ローラ１５ａのフレームに、還元炎バーナ２０ｂは、固定スタンド２１を介して台車１２に取付られ、先行圧延材１と後続圧延材２の加工面１ａ、２ａに向けて還元炎ガスを吹きつけ、切削面を常に還元状態に保持するようになっている。かかる構成により、加工装置１８による切削加工工程、及び圧接装置２２による圧接工程の間、加工面１ａ、２ａを還元状態に保持し、その酸化を防止し、高い接合強度を確保することができる。
【００２１】
図３は、図２の一部を省略して示す図１の部分拡大図である。この図に示すように、本発明の圧延材接合装置１０は、更にカッタ１９ａから飛散する切粉を受ける切粉処理装置３０を備えている。図３に示すように切粉処理装置３０は、カッタ１９ａから後方に飛散する切粉を受ける後方切粉装置３２と、カッタ１９ａから前方に飛散する切粉を受ける前方切粉装置３４とからなる。
【００２２】
後方切粉装置３２は、カッタ１９ａの後方の揺動アーム１９ｄに固定されカッタ１９ａと共に移動する後方カバー３２ａと、後方カバー３２ａの下方に設けられ切粉を横移動させる後方回収装置３３とからなる。また、前方切粉装置３４は、カッタ１９ａの前方に上下動可能に設けられた前方カバー３４ａと、前方カバー３４ａの下方に設けられ切粉を横移動させる前方回収装置３５とからなる。
【００２３】
後方回収装置３３及び前方回収装置３５は、例えば水平スクリューコンベア又は水平押出しシリンダであり、カバー３２ａ、３４ａの下部に溜まった切粉を横移動させて端部から切粉回収容器３７に直接、或いはシュート３６を通して、収容するようになっている。
また、前方回収装置３５は、図３に示すように後端クランプ装置１４の上下動部分に固定してもよく、或いは独立した別の昇降シリンダ（図示せず）で上下動させてもよい。
【００２４】
上述した構成により、カッタから飛散する切粉を切粉処理装置３０の後方カバー３２ａと前方カバー３４ａで受け、その下方に溜まった切粉を後方回収装置３３と前方回収装置３５により横移動させて切粉回収容器３７に収容できるので、切粉の飛散防止と回収ができ、▲１▼プレス、接合或いは圧延による接合強度の低下や圧延材の傷の発生がなく、▲２▼駆動装置の摺動部の傷を防止してメンテナンスを低減でき、▲３▼装置環境の改善にも寄与することができる。
【００２５】
図４は、本発明による圧延材接合装置の作動説明図である。図４（Ａ）において、台車１２は圧延速度と同期して圧延方向に走行しており、後端クランプ装置１４により先行圧延材１の後端部が水平に挟持され、先端クランプ装置１６により後続圧延材２の先端部も水平に挟持されている。先行圧延材１の後端部と後続圧延材２の先端部は接合部分が上下に重複した位置にあり、先行圧延材１の後端部は後端クランプ装置１４により加工高さＨにある。加工装置１８と圧接装置２２は待機状態にあり、上型２３ａの下面が先行圧延材１の後端部上面に接し、下型２３ｂの下面が後続圧延材２の先端部下面に接している。この状態において、後方切粉装置３２と前方切粉装置３４は待機状態にある。
【００２６】
次いで、図４（Ｂ）に示すように、加工装置１８によりカッタ１９ａを揺動させて加工高さに調整し、カッタ１９ａを圧延方向（図で左右）に前後進させて先行圧延材１の後端部下面と後続圧延材２の先端部上面を切削加工する。加工中、還元保持装置２０により加工面は還元状態に保持される。この状態で、後方回収装置３３及び前方回収装置３５は停止したまま、カッタ１９ａから後方に飛散する切粉は後方カバー３２ａに収容され、カッタ１９ａから前方に飛散する切粉は前方カバー３４ａに収容される。
【００２７】
次いで、図４（Ｃ）に示すように、カッタ１９ａを待機位置に戻し、後端クランプ装置１４により先行圧延材１の後端部を圧接高さＬまで下降させ、同時に圧接装置２２により、先行圧延材１と後続圧延材２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を完了する。圧接中も、還元保持装置２０により加工面は還元状態に保持される。この際、後方回収装置３３と前方回収装置３５が作動し、カバー３２ａ、３４ａ内の切粉を切粉回収容器３７に回収する。
【００２８】
次いで、後端クランプ装置１４、先端クランプ装置１６、及び圧接装置２２を開放し、台車１２が後退して待機位置に復帰する。この際、後方回収装置３３と前方回収装置３４も停止し、待機状態になる。
【００２９】
かかる接合工程により、圧延材を連続的に仕上圧延機に供給したままで、先行圧延材と後続圧延材を接合でき、また、加工装置による切削加工と圧接装置による圧接の２工程で圧延材の幅全体を接合できるため、接合時間を大幅に短縮することができ、圧延設備全長を短くすることができる。また、切粉の飛散防止と回収ができ、▲１▼プレス、接合或いは圧延による接合強度の低下や圧延材の傷の発生がなく、▲２▼駆動装置の摺動部の傷を防止してメンテナンスを低減でき、▲３▼装置環境の改善にも寄与することができる。
【００３０】
なお、本発明は上述した実施例に限定されず、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。
【００３１】
【発明の効果】
上述したように、本発明の圧延材接合装置は、先行する圧延材の後端と後続する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圧延でき、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。更に、本発明の圧延材接合装置は、圧延材の切削時に発生する切粉の飛散を防止し、切粉を回収することができる、優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による圧延材接合装置の全体構成図である。
【図２】図１の主要部構成図である。
【図３】図２の一部を省略して示す図１の主要部構成図である。
【図４】本発明による圧延材接合工程の作動説明図である。
【符号の説明】
１  先行圧延材
１ａ  切削加工面
２  後続圧延材
２ａ  加工面
３  レール
４  ローラ
１０  圧延材接合装置
１２  台車
１４  後端クランプ装置
１５ａ  ローラ
１５ｂ  クランプ
１５ｃ  昇降シリンダ
１６  先端クランプ装置
１７ａ  ローラ
１７ｂ  クランプ
１８  加工装置
１９ａ  カッタ
１９ｂ  揺動装置
１９ｃ  復動装置
１９ｄ  揺動アーム
１９ｅ  復動台
１９ｆ  揺動シリンダ
１９ｇ  復動シリンダ
２０  還元保持装置
２２  圧接装置
２３ａ  上型
２３ｂ  下型
２３ｃ  プレス装置
２３ｅ  ラム
３０  切粉処理装置
３２  後方切粉装置
３２ａ  後方カバー
３３  後方回収装置
３４  前方切粉装置
３４ａ  前方カバー
３５  前方回収装置
３６  シュート
３７  切粉回収容器
Ｈ  加工高さ
Ｌ  圧接高さ
Ｂ  圧延高さ
【図１】
0003666681.tif 000002
【図２】
0003666681.tif 000003
【図３】
0003666681.tif 000004
【図４】
0003666681.tif 000005