(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延方向にリバース走行可能な台車と、該台車上に取付けられ先行する圧延材の後端部を水平に挟持して昇降可能な後端ピンチロールと、前記台車上に取付けられ後行する圧延材の先端部を水平に挟持する先端ピンチロールと、圧延材の幅方向の軸心を中心に回転する円筒形カッターを有し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と、先行圧延材と後行圧延材の加工面を重合わせ、先行圧延材の上面と後行圧延材の下面を圧延材とほぼ同一厚さまで圧縮する圧接装置とを備えた圧延材接合装置において、
前記後端ピンチロールと前記圧接装置との間に設けられ先行圧延材の後端部の両幅端を押圧して先行圧延材の中心線を接合装置の圧延方向の中心線に合わせる後端センタリング装置と、前記圧接装置と前記先端ピンチロールとの間に設けられ後行圧延材の先端部の両幅端を押圧して後行圧延材の中心線を接合装置の圧延方向の中心線に合わせる先端センタリング装置と、を備え、
前記後端および先端センタリング装置は、圧延材の両幅端に沿ってそれぞれ設けられたガイド板と、板幅方向でかつ上面にラックを有し一方のガイド板と固着している下段ラック板と、板幅方向でかつ下面にラックを有し他方のガイド板と固着している上段ラック板と、下段ラック板と上段ラック板の間に配置されそれぞれのラック板のラックと螺合するピニオンと、下段ラック板と上段ラック板とを板幅方向に伸縮するラック板駆動装置と、を備え、
前記後端センタリング装置は昇降装置を有しており、該昇降装置により後端センタリング装置が上昇させられた状態で、後端センタリング装置が先行圧延材の中心線を接合装置の圧延方向の中心線に合わせてから、前記加工装置は先行圧延材の後端部下面を切削加工し、その後、昇降装置により後端センタリング装置を下降させて先行圧延材の後端部下面を後行圧延材の切削加工された先端部上面に合わせ、この状態で再び後端センタリング装置が先行圧延材の中心線を接合装置の圧延方向の中心線に合わせてから、前記圧接装置は先行圧延材の上面と後行圧延材の下面を圧延材とほぼ同一厚さまで圧縮することを特徴とする圧延材接合装置。
【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、先行する圧延材の後端と後行する圧延材の先端とを接合する圧延材接合装置に設けられた先行圧延材と後行圧延材の中心線を合わせるセンタリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の熱間圧延設備では加熱炉から供給されるスラブをスラブ単位ごとに粗圧延機及び仕上圧延機で圧延し、所望の板厚のストリップ材を得ている。しかしかかる方法ではスラブ単位ごとに圧延作業が行われるため圧延生産効率が低下することになるので、連続して圧延作業を行うことが要望されていた。またこのようにスラブ単位で圧延する場合、圧延材の端部（先端部と後端部）に欠陥を生じ易く圧延材の歩留まりを低下させ、かつ噛込みや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。このため粗圧延機で圧延された先行の圧延材の後端部と後行の圧延材の先端部とを接合して仕上圧延機に供給する圧延材接合装置が開発されている。
【０００３】
図５はこのような圧延材接合装置の一例を示す。本圧延材接合装置１０は、圧延方向に走行する台車１２と、台車１２上に取付けられ先行する圧延材１の後端部を水平に挟持して昇降可能な後端ピンチロール１４と、台車１２上に取付けられ後行する圧延材２の先端部を水平に挟持する先端ピンチロール１６と、先行圧延材１の後端部下面と後行圧延材２の先端部上面を切削加工する加工装置１８と、先行圧延材１と後行圧延材２の加工面を重合わせて圧延材１、２とほぼ同じ厚さまで圧縮して接合する圧接装置２２とを備えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
先行圧延材と後行圧延材の中心線は一致させる必要がある。図６は一方の圧延材の中心線が接合する他方の圧延材の中心線と一致しない状態を示し、このままの状態で接合されると接合不完全による板切れやキャンバーが発生する。図７は異幅圧延材の接合部の中心線のずれを示す。このように先行圧延材の中心線と後行圧延材の中心線とがずれると以降の仕上げ圧延などに大きな支障をきたす。
【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。すなわち本発明は、先行圧延材と後行圧延材の中心線を合致させるセンタリング装置を有する圧延材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】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、圧延方向にリバース走行可能な台車と、該台車上に取付けられ先行する圧延材の後端部を水平に挟持して昇降可能な後端ピンチロールと、前記台車上に取付けられ後行する圧延材の先端部を水平に挟持する先端ピンチロールと、圧延材の幅方向の軸心を中心に回転する円筒形カッターを有し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と、先行圧延材と後行圧延材の加工面を重合わせ、先行圧延材の上面と後行圧延材の下面を圧延材とほぼ同一厚さまで圧縮する圧接装置とを備えた圧延材接合装置において、
前記後端ピンチロールと前記圧接装置との間に設けられ先行圧延材の後端部の両幅端を押圧して先行圧延材の中心線を接合装置の圧延方向の中心線に合わせる後端センタリング装置と、前記圧接装置と前記先端ピンチロールとの間に設けられ後行圧延材の先端部の両幅端を押圧して後行圧延材の中心線を接合装置の圧延方向の中心線に合わせる先端センタリング装置と、を備え、
前記後端および先端センタリング装置は、圧延材の両幅端に沿ってそれぞれ設けられたガイド板と、板幅方向でかつ上面にラックを有し一方のガイド板と固着している下段ラック板と、板幅方向でかつ下面にラックを有し他方のガイド板と固着している上段ラック板と、下段ラック板と上段ラック板の間に配置されそれぞれのラック板のラックと螺合するピニオンと、下段ラック板と上段ラック板とを板幅方向に伸縮するラック板駆動装置と、を備え、
前記後端センタリング装置は昇降装置を有しており、該昇降装置により後端センタリング装置が上昇させられた状態で、後端センタリング装置が先行圧延材の中心線を接合装置の圧延方向の中心線に合わせてから、前記加工装置は先行圧延材の後端部下面を切削加工し、その後、昇降装置により後端センタリング装置を下降させて先行圧延材の後端部下面を後行圧延材の切削加工された先端部上面に合わせ、この状態で再び後端センタリング装置が先行圧延材の中心線を接合装置の圧延方向の中心線に合わせてから、前記圧接装置は先行圧延材の上面と後行圧延材の下面を圧延材とほぼ同一厚さまで圧縮することを特徴とする。
【０００７】
上記構成により、後端センタリング装置は先行圧延材の後端部において先行圧延材の中心線と接合装置の圧延方向の中心線とを合致させる。ここで接合装置の圧延方向の中心線とは圧延材の中心線を通過させるように定めた線で通常は接合装置の圧延方向の中心線とするがこれと平行な線も含むものとする。また、先端センタリング装置は後行圧延材の先端部において後行圧延材の中心線と接合装置の圧延方向の中心線とを合致させる。これにより先行圧延材の中心線と後行圧延材の中心線とを合致させて圧接することができる。
また、ラック板駆動装置により下段ラック板と上段ラック板とを板幅方向に伸縮すると、ラックとピニオンの作用により両ラック板に固着されたガイド板は圧延材板幅方向に同じ長さ広がりまたは縮まる。両センタリング装置を、左右の両ガイド板が接合装置の圧延方向の中心線より等距離となるように設定しておくことにより、左右のガイド板は接合装置の圧延方向の中心線より常に等距離移動するので、圧延材の中心線を接合装置の圧延方向の中心線に合致させることができる。
さらに、先行圧延材の後端は後端ピンチローラにより後行圧延材の先端より上昇させ、接合する下面を加工した後、降下させ後行圧延材の先端上面と接合する。先行圧延材のセンタリング操作は、加工前の上昇した状態で行い圧延材の中心線を接合装置の圧延方向の中心線に合わせた後加工を行い、降下させて先行圧延材の後端下面と後行圧延材の先端上面を接合する。この状態でもう一度センタリングを行うことにより確実に両圧延材の中心線を一致させることができる。後端センタリング装置は昇降装置を有しており、このような２つの状態のセンタリングが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお各図において同一の符号は同一の意味を表す。
図１は実施形態の構成を示す側面図である。図１において、本圧延材接合装置１０は、矢印で示す圧延方向に走行する台車１２と、台車１２上に取付けられ先行する圧延材１の後端部を水平に挟持して昇降可能な後端ピンチロール１４と、台車１２上に取付けられ後行する圧延材２の先端部を水平に挟持する先端ピンチロール１６と、先行圧延材１の後端部下面と後行圧延材２の先端部上面を切削加工する加工装置１８と、加工面を還元状態に保持する還元炎バーナ２０ａ，２０ｂと、先行圧延材１と後行圧延材２の加工面を重合わせて圧延材１、２とほぼ同じ厚さまで圧縮して接合する圧接装置２２とを備えている。
【００１３】
以上の構成は図５に示した従来のものと同じである。本発明ではさらに、後端ピンチロール１４と圧接装置２２の間に後端センタリング装置４０が設けられ、圧接装置２２と先端ピンチロール１６との間に先端センタリング装置４２が設けられている。
【００１４】
圧接装置２２のフレーム２４の側面に取り付けられた昇降シリンダ１４ａは、先行圧延材１の後端部下面を後述するカッター１９ａの上面に接触させる加工高さＨと先行圧延材１の後端部を後行圧延材２の先端部とほぼ同一高さに保持する圧接高さＬとの間で後端ピンチロール１４を昇降させる。後端ピンチロール１４は上下２段のロールからなり、図示しない駆動装置により上段ロールは昇降する。上段ロールは降下したとき先行圧延材１の後端部を水平に挟持し、一方上昇した時、下段ロールが圧延材の案内ロールとなる。かかる構成により、後端ピンチロール１４により先行圧延材１の後端部を水平に支持したまま、昇降シリンダ１４ａにより先行圧延材１を加工高さＨに保持して、カッター１９ａで先行圧延材１の後端部下面と後行圧延材２の先端部上面を切削加工することができ、次に先行圧延材１の後端部を水平に保持したまま、後端ピンチロール１４を降下して先行圧延材１と後行圧延材２の加工面を重合わせ、圧接装置２２により圧縮して接合することができる。
【００１５】
先端ピンチロール１６は、上段ロールと下段ロールよりなり、図示しない駆動装置により上段ロールは上下方向に移動する。上段ロールが降下して後行圧延材２の先端部を水平に挟持し、上昇したとき下段ロールが圧延材の案内ロールとなる。
【００１６】
後端ピンチロール１４の前方には案内ローラ１５が階段状に設けられ、圧延材１がなだらかな曲線となるようになっている。変位ローラ１５ａは後端ピンチロール１４の昇降に応じて上下動し、後端ピンチロール１４が圧接高さＬになったときは圧延材１が水平になるように変位する。先端ピンチロール１６の前後にも案内ローラ１７が設けられ圧延材２がなだらかな曲線となるようになっている。
【００１７】
加工装置１８は、圧延材１、２の幅方向の軸心を中心に回転する円筒形のカッター１９ａと、カッター１９ａを斜め方向に揺動させるアーム１９ｂと、カッター１９ａを圧延方向に傾斜して前後進させる往復動装置（液圧シリンダ）１９ｃとからなる。カッター１９ａはアーム１９ｂの先端に取付けられ、図示しない回転駆動装置により回転切削する。カッター１９ａはアーム１９ｂと往復動装置１９ｃにより図１でアーム１９ｂを実線で示す加工位置で先行圧延材１の後端部下面と後行圧延材２の先端部上面を切削加工し、加工後アーム１９ｂを一点鎖線で示す位置に退避する。
【００１８】
還元炎バーナ２０ａ、２０ｂは、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還元炎を生成し加工面に吹き付けて酸化を防ぐ。還元炎バーナ２０ａは後端ピンチロール１４に、還元炎バーナ２０ｂは図示しない支持材を介して台車１２に取付けられ、先行圧延材１の後端部下面と後行圧延材２の先端部上面の加工面に向けて還元ガスを吹きつけ、還元状態に保持し切削面の酸化を防ぐ。また、切削面の温度降下を防ぐ。
【００１９】
圧接装置２２では、複数（本件の場合は、３本）の油圧シリンダ２３が用いられる。油圧シリンダ２３はフレーム２４に支持され、フレーム２４は支柱２５に支持されている。この支柱２５の下方は台車１２に固定されている。油圧シリンダ２３のロッド先端は上金型装置２６に固定され、上金型装置２６の下方には油圧シリンダ２３からの圧縮荷重を支える下金型装置２７が台車１２に固定されている。油圧シリンダ２３により上金型装置２６を圧下することにより先行圧延材１の上面と後行圧延材２の下面を押圧し、圧延材１、２とほぼ同一厚さに圧接する。
【００２０】
台車１２は、複数の車輪１３を有し、圧延方向に延びたレール３上を走行する。Ｂは圧延装置の圧延高さであり、圧延材１または２は複数のローラ４上で支持され圧延方向に移動する。レール３はローラ４を跨ぐ位置に配置され、圧接高さＬを圧延高さＢより高くして、レール３より高い位置で台車１２が走行できるようにしている。圧延材１を圧延装置の圧延高さＢから先端ピンチロール１６に案内し、かつ後端ピンチロール１４から圧延高さＢに案内する上下に揺動可能な傾斜ガイド２８、３０が設けられ、それぞれの油圧シリンダ２９，３１で揺動する。傾斜ガイド２８，３０を一点鎖線で示す位置とすることにより既存の圧延装置をそのまま稼働させることができる。
【００２１】
図２は図１のＸ−Ｘ矢視図を示し、圧延材１，２の中心線を合致させるガイド板の配置を示す。ガイド板４３は接合装置１０の圧延方向の中心線４１に平行で、対向するガイド板４３は中心線４１より等距離圧延材１，２の板幅方向に移動する。
【００２２】
図３は図２のＹ−Ｙ矢視図を示し後端センタリング装置４０の構成を示す。上面にラック４６を有する下段ラック板４４と下面にラック４６を有する上段ラック板４５の間にピニオン４７を配置し各ラック板４４，４５のラック４６と螺合させる。両ラック板４４，４５の下面にはそれぞれガイド板４３を圧延方向に固着し、両ガイド板４３の間隔は標準の圧延材の板幅程度にする。下段ラック板４４と上段ラック板４５はラック板駆動装置４８により圧延材１，２板幅方向に伸縮する。ラック板駆動装置４８としては液圧シリンダを用いた場合を示すが、ピニオン４７を回転する装置を用いてもよい。
【００２３】
上段および下段ラック板４４，４５の圧延方向先後端には端板４９が設けられ両端板４９は一体に接合されている。端板４９には水平にガイド溝５０が設けられ上段および下段ラック板４４，４５の板幅方向への移動をガイドする。両端板４９の外側には台車１２に取り付けられた門型の支持フレーム５１が設けられ端板４９を上下方向のみ移動可能に拘束する。端板４９は支持フレーム５１に取り付けられた昇降シリンダ５２により昇降する。両ガイド板４３が接合装置１０の圧延方向の中心線４１より等距離になるよう後端センタリング装置４０は設定されている。ラック板駆動装置４８により上段および下段ラック板４４，４５を圧延材板幅方向に伸縮させることにより先行圧延材１の中心線を接合装置１０の圧延方向の中心線に合わせることができる。また、昇降シリンダ５２を操作することによりガイド板４３を昇降させることができる。
【００２４】
図４は図２のＺ−Ｚ矢視図を示し、先端センタリング装置４２の構成を示す。後端センタリング装置４０は圧延材１の上側に設けられたが、先端センタリング装置４２は圧延材２の下側に設けられている。しかしセンタリングを行う基本構成は同じである。すなわち、上面にラック４６を有する下段ラック板４４と下面にラック４６を有する上段ラック板４５の間にピニオン４７を配置し各ラック板４４，４５のラック４６と螺合させる。両ラック板４４，４５の上面にはそれぞれガイド板４３を圧延方向に固着し、両ガイド板４３の間隔は標準の圧延材の板幅程度にする。下段ラック板４４と上段ラック板４５はラック板駆動装置４８により圧延材１，２板幅方向に伸縮する。ラック板駆動装置４８としては液圧シリンダを用いた場合を示すが、ピニオン４７を回転する装置を用いてもよい。また、両ガイド板４３が接合装置１０の圧延方向の中心線４１より等距離になるよう先端センタリング装置４２は設定されている。ラック板駆動装置４８により上段および下段ラック板４４，４５を圧延材板幅方向に伸縮させることにより後行圧延材２の中心線を接合装置１０の圧延方向の中心線に合わせることができる。このように先行圧延材１の中心線を接合装置１０の圧延方向の中心線４１に合わせ、後行圧延材２の中心線を接合装置１０の圧延方向の中心線４１に合わせることにより先行圧延材１と後行圧延材２の中心線を合わせることができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は後端センタリング装置と先端センタリング装置を設けることにより先行圧延材と後行圧延材の中心線を一致させることができ、的確な接合を可能とし、圧延材の真直性を確実に確保することにより仕上げ圧延時のキャンバや蛇行の発生を防止する。これによりライン停止時間が減少し生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の全体構成を示す側面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ矢視図でガイド板の配置を示す図である。
【図３】図２のＹ−Ｙ矢視図で後端センタリング装置の構成を示す図である。
【図４】図２のＺ−Ｚ矢視図で先端センタリング装置の構成を示す図である。
【図５】従来の圧接接合装置の構成を示す図である。
【図６】先行圧延材１と後行圧延材２の中心線が一致しない例を示す図である。
【図７】先行圧延材１と後行圧延材２の中心線が一致しない他の例を示す図である。
【符号の説明】
１、２  圧延材
３  レール
４  ローラ
１２  台車
１３  車輪
１４  後端ピンチロール
１４ａ  昇降シリンダ
１５，１７  案内ローラ
１５ａ  変位ローラ
１６  先端ピンチロール
１８  加工装置
１９ａ  カッター
１９ｂ  アーム
１９ｃ  往復動装置
２０ａ、２０ｂ  還元炎バーナ
２２  圧接装置
２３  油圧シリンダ
２４  フレーム
２５  支柱
２６  上金型装置
２７  下金型装置
２８、３０  傾斜ガイド
２９、３１  油圧シリンダ
４０  後端センタリング装置
４１  接合装置の圧延方向の中心線
４２  先端センタリング装置
４３  ガイド板
４４  下段ラック板
４５  上段ラック板
４６  ラック
４７  ピニオン
４８  ラック板駆動装置
４９  端板
５０  ガイド溝
５１  支持フレーム
５２  昇降シリンダ
Ｈ  加工高さ
Ｌ  圧接高さ
Ｂ  圧延高さ
【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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