(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延方向に走行する台車と、その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行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行圧延材の先端部上面を面一に切削加工する加工装置と、その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と、前記台車に圧延材を案内するパス切替装置と、を備え、前記台車は前記圧延材を水平に搬送する水平パスラインよりも下方を水平に走行するように設けられている、ことを特徴とする走間接合装置。
【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圧延材とともに走行しながら、先行圧延材の後端と後行圧延材の先端とを接合する走間接合装置に関するものである。
【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／尻抜けなど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に、図３に示すような圧延材接合装置（特開平７−３２３３０６号など）が提案されている。この図に示す圧延材接合装置は、圧延方向に走行する台車１と、その台車１上に取り付られ先行する圧延材２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３と、台車１上に取り付られ後行する圧延材４の先端部を水平に挟持する先端クランプ装置５と、先行圧延材２の後端部下面と後行圧延材４の先端部上面を切削加工する加工装置６と、その加工面を還元状態に保持する還元保持装置７と、先行圧延材２と後行圧延材４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８と、を備えている。この接合装置により、先行圧延材２の後端と後行圧延材４の先端とを圧延材２，４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２，４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２，４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、以下において、このような圧延材２，４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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような走間接合装置では、圧延材２，４が水平に搬送される水平パスライン１０よりも上方に台車１が設けられており、その台車１上に圧延材２，４を案内（パス方向変更）する必要があった。すなわち、傾斜ガイド１３，１４などにより、水平パスライン１０から積極的に圧延材２，４を持ち上げなければならなった。そのため、圧延材２，４には、曲げ変形抵抗に自重が加算された走行抵抗が発生し、後行圧延材４の先端部が台車１上に到るまでの走行が不安定となり、位置決めや加工精度の不良の要因となり、その後の圧接も不十分になってしまう、などの問題があった。
【０００５】
本発明は上述した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、パス方向変更に伴う圧延材の変形を自重により助成することができ、台車への圧延材の案内を円滑に行うことができる走間接合装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、圧延方向に走行する台車と、その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行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行圧延材の先端部上面を面一に切削加工する加工装置と、その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と、前記台車に圧延材を案内するパス切替装置と、を備え、前記台車は前記圧延材を水平に搬送する水平パスラインよりも下方を水平に走行するように設けられている、ことを特徴とする走間接合装置が提供される。
【０００７】
上述した本発明の走間接合装置は、前記台車を既存の圧延ライン（水平パスライン）よりも下方（好ましくは地下）に設けたものである。このように走間接合装置を構成することにより、圧延材を既存の圧延ラインから前記台車へ案内するときに重力（圧延材の自重）を利用することができる。すなわち、パスラインを切り換えるだけで圧延材を円滑に台車まで案内することができる。したがって、圧延材に発生する走行抵抗を低減することができ、安定した精度のよい切削加工を施すことができ、十分な圧接を行うことができる。また、この走間接合装置を既存の圧延ラインに設置する場合において、その設備または圧延材上に物が落下するおそれがなく、既存の圧延ラインを操業したまま設置作業を進めることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図１および図２を参照して説明する。
図１は本発明の走間接合装置の全体構成図である。この図に示す本発明の走間接合装置は、圧延方向に走行する台車１と、その台車１上に取り付られ先行する圧延材２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３と、台車１上に取り付られ後行する圧延材４の先端部を水平に挟持する先端クランプ装置５と、先行圧延材２の後端部下面と後行圧延材４の先端部上面を切削加工する加工装置６と、その加工面を還元状態に保持する還元保持装置７と、先行圧延材２と後行圧延材４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８と、台車１に圧延材２，４を案内するパス切替装置９と、を備え、台車１は圧延材２，４を水平に搬送する水平パスライン１０よりも下方（地下）を水平に走行するように設けられているものである。なお、以下において、圧延材２，４が地下の台車１上に搬送されるラインを移送パスライン１１と呼ぶ。
【０００９】
前記台車１は複数の車輪１ａを有し、この車輪１ａは圧延方向に延びたレール１２上を図示しない駆動装置により走行するようになっている。このレール１２は、既存の水平パスライン１０と平行かつ真下になるように設けられており、水平パスライン１０と移送パスライン１１とが同一直線上に並ぶようになっている。この水平パスライン１０と移送パスライン１１との切り替えをパス切替装置９で行っている。
【００１０】
前記パス切替装置９は、例えば図２に示すように、上流側端部を中心として回動可能に設けられた可動フレーム９ａと、その可動フレーム９ａを回動させる昇降シリンダ９ｂと、その可動フレーム９ａの上面に設けられ圧延材２，４を支持する複数の支持ローラ９ｃと、から構成されている。この支持ローラ９ｃは、通常時は水平パスライン１０の一部として作用しており、可動フレーム９ａは最上流側の支持ローラ９ｃと同軸に設けられ、その軸９ｄを中心に回動できるようになっている。また、昇降シリンダ９ｂは、先端が可動フレーム９ａに、後端が床面などに、それぞれピン継手により圧延材２，４の進行方向面内で回動できるように接続されている。この昇降シリンダ９ｂの伸縮により、可動フレーム９ａを水平パスライン１０と移送パスライン１１との間を回動させ、支持ローラ９ｃ上の圧延材２，４のパスラインを切り替えている。また、図示していないが、可動フレーム９ａに屋根部材（プロテクター）を設け、水平パスライン１０から移送パスライン１１に切り替えたときに、圧延材２，４の先端が確実に移送パスライン１１に搬送されるようにしてもよい。なお、このパス切替装置９は、台車１を挟んで対称に上流側と下流側に設けられている。
【００１１】
前記加工装置６は、圧延材２，４の幅方向の軸心を中心に回転する円筒形カッタ６ａと、そのカッタ６ａを斜め方向に揺動させる揺動装置６ｂと、そのカッタ６ａを圧延方向（図で左右）に前後進させる復動装置６ｃと、から構成されている。カッタ６ａは、揺動アーム６ｄの先端部に軸心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。また、カッタ６ａは、圧延材２，４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２，４の全幅にわたり単一のカッタ６ａにより同時に切削加工するようになっている。揺動装置６ｂは、揺動アーム６ｄと揺動シリンダ（図示せず）からなり、揺動アーム６ｄの末端部が復動装置６ｃの復動台６ｅに枢着され、揺動アーム６ｄを揺動させて、カッタ６ａを円弧状に斜め方向に揺動させ、カッタ６ａの高さを調整できるようになっている。復動装置６ｃは、復動台６ｅと復動シリンダ６ｆからなり、復動台６ｅを水平に往復動させてカッタ６ａ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６ａの高さを調整しかつカッタ６ａを前後進させることにより、先行圧延材２の後端部下面と後行圧延材４の先端部上面の両方を同時に面一に切削加工することができる。なお、カッタ６ａの刃として耐熱耐摩耗性の高いＷＣ（タングステンカーバイト）を主体に焼結した超硬合金およびセラミックスからなるカッタチップを使用してもよいし、円筒形カッタ６ａの代わりに、傾斜した軸心を中心として回転するとともに圧延材の幅方向にスキャンされて圧延材を切削加工する円錐カッタを使用してもよい。
【００１２】
前記後端クランプ装置３は、先行圧延材２の後端部を水平に支持する複数のローラ３ａと、上下動してローラ３ａとの間に先行圧延材２の後端部を挟持するクランプ３ｂと、先行圧延材２の後端部下面をカッタ６ａの上面に接触させる加工高さと先行圧延材２の後端部を後行圧延材４の先端部とほぼ同一高さに保持する圧接高さとの間をローラ３ａおよびクランプ３ｂを上下動させる昇降シリンダ３ｃと、から構成されている。したがって、ローラ３ａにより先行圧延材２の後端部を水平に支持したまま、クランプ３ｂにより先行圧延材２の後端部を挟持することができる。また、昇降シリンダ３ｃによりローラ３ａおよびクランプ３ｂを加工高さに保持して、単一のカッタ６ａにより先行圧延材２の後端部下面と後行圧延材４の先端部上面を同時に面一に切削加工することができ、かつ、圧接高さに保持して先行圧延材２と後行圧延材４の加工面を重ね合わせ、圧接装置８により圧縮して接合することができる。
【００１３】
前記先端クランプ装置５は、後行圧延材４の先端部を水平に支持する複数のローラ５ａと、上下動してローラ５ａとの間に後行圧延材４の先端部を挟持するクランプ５ｂと、から構成されている。この構成は、昇降機構がない点を除き、後端クランプ装置３と同様である。したがって、ローラ５ａにより後行圧延材４の先端部を水平に支持したまま、クランプ５ｂにより後行圧延材４の先端部を挟持することができる。
【００１４】
前記圧接装置８は、先行圧延材２の後端部上面に接する下面を有する上型８ａと、後行圧延材４の先端部下面に接する上面を有する下型８ｂと、上型８ａおよび下型８ｂを挟持して圧縮するプレス装置８ｃと、から構成されている。下型８ｂは、台車１に固定されている。また、上型８ａはプレス装置８ｃのラム８ｄの下面に取付られ、ラム８ｄとともに昇降するようになっている。したがって、加工装置６による加工中に、先行圧延材２の後端部と後行圧延材４の先端部を、上型８ａおよび下型８ｂで支持することができ、かつ、プレス装置８ｃによりラム８ｄを下降させることにより、先行圧延材２と後行圧延材４の加工面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。
【００１５】
前記還元保持装置７は、ＣＯＧ（コークス炉ガス），ＬＰＧ，ＬＮＧなど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ラジカルなど、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であり、この還元炎バーナ（７）は、ローラ３ａのフレームや台車１に直に取付られ、先行圧延材２と後行圧延材４の加工面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。したがって、加工装置６による切削加工工程、および圧接装置８による圧接工程の間、加工面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。
【００１６】
前記移送パスライン１１は、パス切替装置９と滑らかに接続するとともに曲面または斜面を形成して先端クランプ装置５と水平に接続する上流側移送パスライン１１ａと、後端クランプ装置３と水平に接続するとともに曲面または斜面を形成してパス切替装置９と滑らかに接続する下流側移送パスライン１１ｂと、から構成されている。これらの移送パスライン１１ａ，１１ｂは、各クランプ装置３，５と接続する高さが異なる以外は同じ構成であり、曲面または斜面を形成するように配列された複数の移送ローラ１１ｃと、その移送ローラ１１ｃを回転可能に支持する支持台１１ｄと、から構成されている。なお、図示していないが、移送ローラ１１ｃの上方にガイド部材を設け、圧延材２，４が移送ローラ１１ｃ上を確実に走行するようにしてもよい。
【００１７】
上述した本発明の走間接合装置の作用について、図１および図２を参照しつつ説明する。
（１）水平パスライン１０を搬送されてきた圧延材２，４は、パス切替装置９により上流側移送パスライン１１ａ上に自重により自然に搬送される。このとき、台車１はレール１２の最上流側（図の右端）に停止している。
（２）先行圧延材２の先端側は台車１を通過して下流側移送パスライン１１ｂに搬送され、その後端側は後端クランプ装置３により挟持される。このとき、後行圧延材４の先端側は先端クランプ装置５により挟持されており、台車１は圧延材２，４と同じ速度で同じ方向にレール１２上を走行している。
（３）その状態でレール１２上を走行したまま、加工装置６により先行圧延材２の後端部下面および後行圧延材４の先端部上面を同時に面一に切削加工し、圧接装置８によりその加工面を接合する。
（４）その後、各クランプ装置３，５を開放し、接合された圧延材は、下流側移送パスライン１１ｂから水平パスライン１０に搬送される。また、台車１は、各クランプ装置３，５を開放したままレール１２上を逆走し、最上流側（図の右端）に戻る。
【００１８】
上述した本発明の走間接合装置によれば、台車１を水平パスライン１０よりも下方に設けたことにより、圧延材２，４の移送パスライン１１への搬送を円滑に行うことができる。すなわち、圧延材２，４は自重により自然に水平パスライン１０からパス切替装置９を介して移送パスライン１１へと搬送される。したがって、積極的に圧延材２，４を移送させる必要がなく、圧延材２，４に発生する走行抵抗を低減することができ、安定した精度のよい切削加工を施すことができ、十分な圧接を行うことができる。また、圧延材２，４を連続的に仕上圧延機に供給したままで、先行圧延材２と後行圧延材４を接合でき、加工装置６による切削加工と圧接装置８による圧接の２工程で圧延材２，４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。さらに、既存の圧延ラインに設置する場合において、その設備または圧延材上に物が落下するおそれがなく、既存の圧延ラインを操業したまま設置作業を進めることができる。
【００１９】
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。
【００２０】
【発明の効果】
上述した本発明の走間接合装置は、台車を既存の圧延ラインよりも下方に設けたことを特徴としたものであり、パス方向変更に伴う圧延材の変形を自重により助成することができ、圧延材に発生する走行抵抗を低減することができ、安定した精度のよい切削加工を施すことができ、十分な圧接を行うことができる。また、既存の圧延ラインに設置する場合において、その設備または圧延材上に物が落下するおそれがなく、既存の圧延ラインを操業したまま設置作業を進めることができる、などの優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による走間接合装置の全体構成図である。
【図２】パス切替装置を示す図である。
【図３】特開平７−３２３３０６号に記載された圧延材接合装置を示す図である。
【符号の説明】
１  台車
１ａ  車輪
２  先行圧延材
３  後端クランプ装置
３ａ  ローラ
３ｂ  クランプ
３ｃ  昇降シリンダ
４  後行圧延材
５  先端クランプ装置
５ａ  ローラ
５ｂ  クランプ
６  加工装置
６ａ  カッタ
６ｂ  揺動装置
６ｃ  復動装置
６ｄ  揺動アーム
６ｅ  復動台
６ｆ  復動シリンダ
７  還元保持装置
８  圧接装置
８ａ  上型
８ｂ  下型
８ｃ  プレス装置
８ｅ  ラム
９  パス切替装置
９ａ  可動フレーム
９ｂ  昇降シリンダ
９ｃ  支持ロール
９ｄ  軸
１０  水平パスライン
１１  移送パスライン
１１ａ  上流側移送パスライン
１１ｂ  下流側移送パスライン
１１ｃ  支持ロール
１１ｄ  支持台
１２  レール
１３，１４  傾斜ガイド
【図１】
0003687936.tif 000002
【図２】
0003687936.tif 000003
【図３】
0003687936.tif 000004