(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先行する熱間鋼材と後行する熱間鋼材とを、熱間鋼材に接する面に突起物を設けたクランプ部で板厚方向に挟圧し、先行する熱間鋼材の後端部と後行する熱間鋼材の先端部とを突き合わせる熱間鋼材の接合用クランプ装置であって、クランプ部に設けた突起物のピッチＰＣが８〜２０mmであると共に、該突起物の上部断面が三角形状であり、当該三角形状における頂角が９０〜１４０°であることを特徴とする熱間鋼材の接合用クランプ装置。
【請求項２】
突起物が帯状であることを特徴とする請求項１記載の熱間鋼材の接合用クランプ装置。
【請求項３】
熱間鋼材を挟圧した際、熱間鋼材に突起物が刺さる深さが０．３〜１．５mmであることを特徴とする請求項１又は２記載の熱間鋼材の接合用クランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄鋼板を製造する際に次々と熱間鋼材を接合して連続熱間仕上げ圧延を行う設備の中で、仕上圧延前に先行材後端部と後行材先端部を突き合わせて引き寄せ、その両端面を接合するのに必要なクランプ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、薄鋼板の製造歩留りおよび、生産性を向上させるために、粗圧延機〜仕上圧延機の間で粗圧延後の板厚が２０から５０mm程度である熱間鋼材（粗バー）を次々と接合して仕上圧延を連続的に行う、熱延連続化設備が開発され、稼動している。この設備において、先行材の後端部および後行材の先端部を接合する技術は根幹となる技術である。通常、粗バーを接合する場合、接合の直前に先行材と後行材を引き寄せ、両材料の端面を向かい合わせて突き合わせる。接合については多様な方法が提示されているが何れの方法においても、図２（ａ）のように先行材Ｂ１と後行材Ｂ２が健全な接合になれば問題ないが、接合する面の突き合わせが不十分であれば、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように突き合わせ面間の隙間から接合による溶鉄Ｘが溶け落ちて、接合強度が低下して、その後工程である仕上圧延時に接合部が破断することもあり、後始末に多大な時間と労力を浪費してしまう。
【０００３】
図３（ａ）に粗バーのクランプ状況を示す。粗バーＢは、表面及び裏面を上下のクランプ装置Ｋ１、Ｋ２によって所定の圧力Ｐで挟圧（クランプ）されて矢印Ｔ方向に引き寄せられる。しかし、通常、この粗バーＢの重量は、先行材、後行材共に数トン〜数十トンであるため、これを引き寄せるためには多大な引き寄せ力が必要である。
【０００４】
しかし、引き寄せ時の粗バーの表面温度は１０００℃と高いため、粗バーの表面に生成するスケールＳが厚くなる。このスケールＳは、図３（ｂ）に示すように、挟圧による衝撃で剥離しやすく、また剥離した残存スケールＳは挟圧の繰り返しによってクランプ装置Ｋ１、Ｋ２表面に付着し、クランプ装置Ｋ１、Ｋ２の挟圧後力が粗バーＢに伝わり難くなって、ついには滑りを起こすようになる。このため、上述したように、接合面の突き合わせが不十分になる。
【０００５】
この対策として、例えば、特開平８−１２０４号公報では、粗バーに接するクランプ装置Ｋ１、Ｋ２表面に突起を設けて、接合する先行材、後行材の両端面を引き寄せる時に滑りが起こらないようにする方法が提案されている。
【０００６】
この方法では、図４（ａ）に示すように、突起物が粗バーにしっかり噛み込むため、滑りは起こらなくなる。しかし、熱延連続化における粗バーは高温であるため、比較的柔らかく、クランプ装置Ｋ１、Ｋ２の突起物の多大な力で粗バーの表面を挟圧すると、図４  （ｂ）のように表面に圧痕Ｑが発生しやすく、この圧痕Ｑは仕上げ圧延終了後にも図４  （ｃ）のようなヘゲ疵Ｒとして残存する場合がある。ヘゲ疵Ｒの存在は薄鋼板の商品価値を下げるため、収益の低下を招く。これを嫌って、ヘゲ疵Ｒのある接合部近傍を切り捨てると、歩留りが低下してしまう。
【０００７】
この対策として、例えば、特開平１０−２３０３０５号公報では、クランプ装置にくさび形状の突起物を設け、その先端の角度を９０〜１４０°若しくは先端に丸みをつけて８０〜１４０°にすることで、突起物により作られた粗バー表裏面のヘゲ疵発生を回避するためのクランプ装置を提案している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特開平１０−２３０３０５号公報のごとく、突起物の角度を規制するだけでは、長時間の使用において、クランプ装置の突起物周辺に剥離スケールがたまり、突起物が粗バーの表面に刺さる（噛み込む）深さが浅くなり、引き寄せ時に滑りが発生するため、有効に活用できる時間が短い。このため、数本の粗バーの接合では問題は生じないが、長時間の間、１０本〜数十本連続して接合する場合には、途中から滑りが起こって接合を中断せざるを得なくなる問題を有する。
【０００９】
本発明は、上記問題を有することなく、連続接合量が多い場合でもクランプ装置による挟圧状態を良好に維持して、前記滑りの発生を防止し、かつ圧延終了時にも薄鋼板表面にヘゲ疵が残存しない接合用クランプ装置を提案することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、その要旨とするところは以下の通りである。
（１）  先行する熱間鋼材と後行する熱間鋼材とを、熱間鋼材に接する面に突起物を設けたクランプ部で板厚方向に挟圧し、先行する熱間鋼材の後端部と後行する熱間鋼材の先端部とを突き合わせる熱間鋼材の接合用クランプ装置であって、クランプ部に設けた突起物のピッチＰＣが８〜２０mmであると共に、該突起物の先端部断面が三角形状であり、当該三角形状における頂角が９０〜１４０°であることを特徴とする熱間鋼材の接合用クランプ装置。
（２）  突起物が帯状であることを特徴とする前記（１）記載の熱間鋼材の接合用クランプ装置。
（３）  熱間鋼材を挟圧した際、熱間鋼材に突起物が刺さる深さが０．３〜１．５mmであることを特徴とする前記（１）又は（２）記載の熱間鋼材の接合用クランプ装置。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、先行粗バーと後行粗バーを引き寄せて、両端面を突き合わせ際に滑りを起こさず、かつ、圧延後の薄鋼板にヘゲ疵が発生しない条件を探索するため、多様な引き寄せ実験を繰り返し、ようやくこの条件を満足する突起物を探し出した。
【００１２】
図５はクランプパッドＫＰの取り付けを示すものであり、このクランプパッドＫＰは粗バーを挟圧した際、粗バーの幅方向となる方向（以下単に幅方向と称す）に６列設けたものである。
【００１３】
また、図１（ａ）は図５中、Ａ−Ａ矢視図で、クランプ装置Ｋ１の突起物ＣのピッチＰＣ及び突起角度θ、更には、スケールＳの付着状態を模擬的に示した図である。
【００１４】
本発明者らは、まず、クランプパッドＫＰの突起物ピッチ（間隔）ＰＣの影響を調査した。その結果、ピッチＰＣが８mm未満では、最初は熱間の粗バーＢ表面に存在するスケールＳが付着堆積しないが、粗バーＢの挟圧を数回繰り返すと、隣接する突起物Ｃ間にスケールＳが図１に示す様に付着堆積して、突起物Ｃの粗バーＢ表裏面への刺さり量が少なくなり、先行粗バーと後行粗バーを引き寄せ時に滑りを起こすようになる。しかし、ピッチＰＣを８mm以上にするとスケールＳは連ならず、付着堆積せずに、多少スケールＳが付着してもすぐに砕けて落ちるため、突起物Ｃの粗バーＢ表裏面への刺さり量が充分となり、滑りは発生しなくなった。しかし、ピッチＰＣが２０mmを超えると、粗バーＢに接触する面における突起物Ｃの本数を少なくせざるを得なくなり、一定面積あたりの荷重が増えるために、突起物Ｃによる圧痕Ｑの深さが深くなり、圧延後の薄鋼板においてヘゲ疵Ｒが発生し易くなる。従って、図６に示すように適正な突起物ＣのピッチＰＣは８mmから２０mmである。
【００１５】
また、突起物Ｃの先端形状を三角形とするのは、突起が無い場合は、粗バーをクランプで挟圧するときにスケールが堆積し易くなり、突き合わせ時に滑りが起こるようになるため、三角形状の突起によりこのスケールを破砕して堆積し難くするためである。なお、この三角形状としては、図１（ｂ）に示すような多様な形状でも良い。
【００１６】
更に、突起物Ｃの突起角度θについては９０°から１４０°が良好である。これは図７に示すように突起角度θが９０°より小さい場合は、粗バーＢに発生する圧痕Ｑが鋭角になるため、仕上げ圧延機で圧延した際に、この圧痕Ｑを粗バーＢの内部に封じ込めるために圧延後のヘゲ疵Ｒとして残存し易い。また、９０°以上では、仕上げ圧延において、圧痕Ｑの表面が広げられるため、該圧痕Ｑの底部が表面に出てきてヘゲ疵Ｒが解消される。しかし、１４０°を超えると引き寄せ力が分散されるため、滑りが起こり易くなる。
【００１７】
次に、突起物Ｃの温度はスケールＳの堆積の有無に影響することが判明した。即ち、粗バーＢの挟圧試験において、滑りに関しては挟圧回数が増えるに従って発生し易くなる。これは、突起物Ｃの温度の影響があると考えて、突起物Ｃ表面の温度を測定しながら滑り調査を行った。その結果、この温度が５５０℃以下であれば、挟圧と引き寄せを繰り返し行っても滑りが起こらないことが判明した。この理由は、明確でないが、粗バーＢの表面スケールＳの組成は、高温ではＦｅＯが主体であり、これが可塑性を持つために挟圧したときに突起物Ｃ間に付着堆積し易くなるのに対し、突起物Ｃが５５０℃以下であれば、接触するスケールＳ中のＦｅＯが冷やされて変態し、破壊しやすくなると考えられる。
【００１８】
この突起物Ｃを５５０℃以下に冷却するために、たとえば、図１のようにクランプ部に冷却水流通用配管Ｈを埋設して、冷却水を通し、粗バーと接触する突起物Ｃの昇温を妨げることが好ましい。
【００１９】
また、圧延後の粗バーＢの表面のヘゲ疵Ｒについては、圧痕Ｑの深さの影響が大きく、１．５mmを超えると圧延後にも圧痕Ｑが粗バーＢ内部に残り易くなることから、突起物Ｃが粗バーＢの表面に刺さる深さ、即ち、圧痕Ｑの深さを最大１．５mm以下とした。しかし、深さが０．３mm未満になると、引っ張り力が粗バーＢに伝わらず、滑りを起こしてしまう。
【００２０】
【実施例】
本発明の実施例を比較例と共に表１により説明する。
接合する粗バーＢの厚みは２０〜５０mm、接合時の粗バーＢの温度は９５０℃〜１１００℃であった。また、クランプ装置の突起物Ｃの形状は図１（ａ）に示す正三角形である。更に、図５に示す様に、長さ２２０mmの突起物Ｃの間隔Ｐｔを８０mmで６列設けたものを使用した。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
Ｎｏ．１、Ｎｏ．２は突起物ＣのピッチＰＣが本発明の下限を下回った例であり、いずれも、連続接合本数が６本目、又は、５本目から引き寄せ時に滑りが発生し、接合を中断した。
【００２３】
また、Ｎｏ．５〜Ｎｏ．７は突起物ＣのピッチＰＣが本発明の上限を上回った例であり、このＮｏ．７は突起物ｃにかかる力が集中するため、粗バーＢ表面への突起物Ｃの刺さり深さが深くなりすぎたため、ヘゲ疵Ｒが発生した。また、Ｎｏ．５は粗バーＢ表面への突起物Ｃの刺さり深さが深くなりすぎたため、挟圧力を制御して、突起物Ｃの刺さり深さを浅くしたので、連続接合本数が３本目で滑りが発生し、接続を中断した。更に、ＮＯ６のように突起物Ｃの刺さり深さを１．０mmまで制御しても、突起物Ｃの数が少ないため、１１本目から滑りが発生した。
【００２４】
次に、Ｎｏ．８は突起物Ｃの突起角度θが本発明の下限を下回った例であり、粗バーＢの表面に圧痕Ｑが残存して、仕上げ圧延後にヘゲ疵Ｒが発生した。逆に、Ｎｏ．１０は突起物Ｃの突起角度θが本発明の上限を上回った例であり、２本目で滑りが起った。
【００２５】
Ｎｏ．１３は突起物Ｃの温度が本発明の上限である５５０℃を超えた例であり、スケールの付着が激しくなって、４本目で滑りが発生した。
【００２６】
Ｎｏ．３、４、９、１１、１２は本発明の実施例であり、いずれも、接合するために引き寄せ時に滑りを起こさず、またヘゲ疵の発生もなく、２０本の粗バーを安定して連続圧延することが出来た。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、連続接合量が多い場合でもクランプ装置による挟圧部の滑りが発生せず、しかも、圧痕を起因とする仕上げ圧延後のヘゲ疵の発生がないため、安定した連続圧延が可能となり、生産性向上とともに歩留り向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は図５（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図、（ｂ）は他の突起物の例を示す側断面図。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は粗バーの付き合わせ状態を説明した図。
【図３】（ａ）（ｂ）はクランプ装置で粗バーを挟圧して引き寄せた状態を示す図。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は従来のクランプ装置で挟圧した際に、ヘゲ疵が発生することを説明した図。
【図５】  （ａ）は本発明例のクランプ装置を示す平面図。
（ｂ）は本発明例のクランプパッドの斜視図。
【図６】突起物ピッチと、圧痕深さの関係を示した図。
【図７】突起物角度とヘゲ疵の関係を示した図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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