(57)【要約】【課題】複数の高温の鋼片をフラッシュバット溶接によって走間で連続的に接続し、その連続化した鋼片を圧延することにより、棒鋼や線材等を製造する連続圧延技術において、圧延時の疵の発生を防止して、良好な製品品質と歩留まりを得ることができる連続圧延方法及び連続圧延設備を提供する。【解決手段】ビレットを所定温度に加熱する加熱工程と、先行するビレットの後端と後行するビレットの先端をフラッシュバット溶接によって走間で接続するフラッシュバット溶接工程と、その溶接部のバリを除去するバリ取り工程と、バリを除去された溶接部の断面コーナー部をトリミングするトリミング工程と、接続されたビレットを圧延する圧延工程とを備えている。【選択図】図１
2006341276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先行する鋼片の後端と後行する鋼片の先端をフラッシュバット溶接によって走間で接続するフラッシュバット溶接工程と、その溶接部のバリを除去するバリ取り工程と、接続された鋼片を圧延する圧延工程とを備えた連続圧延方法において、バリ取り工程の後に、バリを除去された溶接部の断面コーナー部をトリミングするトリミング工程を備えていることを特徴とする連続圧延方法。
【請求項２】
先行する鋼片の後端と後行する鋼片の先端をフラッシュバット溶接によって走間で接続する走行式フラッシュバット溶接機と、その溶接部のバリを除去するバリ取り装置と、接続された鋼片を圧延する圧延機とを備えた連続圧延設備において、バリ取り装置でバリを除去された溶接部の断面コーナー部をトリミングするトリミング装置を備えていることを特徴とする連続圧延設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温の鋼片をフラッシュバット溶接（フラッシュ溶接ともいう）によって走間で連続的に接続し、その連続化した鋼片を圧延することにより、棒鋼や線材等を効率的に製造する連続圧延方法及び連続圧延設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、棒鋼や線材等の条鋼圧延ラインにおいては、ブルームやビレット等の鋼片が一本一本圧延されて製品化されていたが、近年、鋼片の先後端クロップ部の切除による歩留まり低下を防止するとともに、生産性の向上を図るために、加熱炉から抽出あるいは連続鋳造機から直送された複数の鋼片を圧延機列より上流側あるいは圧延機列間にて走行式フラッシュバット溶接機によって走間で溶接して連続化し、その連続化した鋼片を連続圧延する技術が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
その際に、フラッシュバット溶接によって接合された鋼片の溶接部には、フラッシュや加圧によって溶接バリが形成される。この溶接バリは、比較的大きいためにその後の圧延時に疵となり、歩留まりの低下を招いたり、線材等の圧延では圧延中の破断を引き起こす場合もある。そのため、こうした溶接バリは溶接後の圧延を行う前に除去される必要がある。
【０００４】
フラッシュバット溶接部の溶接バリを除去するためのバリ取り装置の一例として、走行式フラッシュバット溶接機に組み込まれた形式のバリ取り装置が知られている。図１２は、そのような形式のバリ取り装置が用いられている連続圧延ラインを示す図であり、図１３は、そのバリ取り装置の要部を示す斜視図である。
【０００５】
図１２において、圧延ライン上に、加熱炉１０と、走行式フラッシュバット溶接機２０と、圧延機６０とがその順に配されており、走行式フラッシュバット溶接機２０には、バリ取り装置３０が組み込まれている。そして、図１３に示すように、バリ取り装置３０は、下方が開放されたコの字型の垂直バリ取りカッター３１と、垂直バリ取りカッター３１を上下方向に駆動するための油圧シリンダー３２と、側方が開放されたコの字型の水平バリ取りカッター３３と、水平バリ取りカッター３３を左右方向に駆動するための油圧シリンダー３４とを備えている。なお、図１３中の２１ａ、２１ｂは、先行のビレット１ａと後行のビレット１ｂをそれぞれクランプして加圧しながらフラッシュバット溶接を行うための溶接用クランプ電極である。
【０００６】
上記のように構成された圧延ラインにおいては、加熱炉１０から抽出された後行ビレット１ｂの先端部と先行のビレット１ａの後端部とを走行式フラッシュバット溶接機２０によって走間で溶接して接続し、その溶接部に形成された溶接バリ２をバリ取り装置３０によって除去した後、連続化されたビレット１を圧延機６０によって連続圧延するようになっている。なお、図１２において、図中（Ｈ）の位置が走行式フラッシュバット溶接機２０のホームポジションであり、この位置から走行式フラッシュバット溶接機２０による溶接が開始され、図中（Ａ）の位置で溶接が終了する。そして、図中（Ａ）の位置からバリ取り装置３０によるバリ取りが開始され、図中（Ｂ）の位置でバリ取りが終了する。図１４は、上記のようなバリ取り装置３０によるバリ取り状況を示すものである。まず、図１４（ａ）に示すように、垂直バリ取りカッター３１を油圧シリンダー３２によって溶接部に向けて下降させることにより、溶接部の左右側面の溶接バリを除去し、次いで、図１４（ｂ）に示すように、水平バリ取りカッター３３を油圧シリンダー３４によって溶接部に向けて横行させることにより、溶接部の上下面の溶接バリを除去するようになっている。
【０００７】
ただし、上記のようなバリ取り装置３０によるバリ取りにおいては、図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、垂直バリ取りカッター３１あるいは水平バリ取りカッター３３で溶接部のバリ取りを行った際に、溶接部の断面カエリ３が生じ、図１４（ｃ）に示すように、バリ取り終了後のビレット１の溶接部の断面コーナー部にバリ取りによるカエリ３が残存するという問題がある。このようなカエリ３があると、その後の圧延時に疵となり、製品品質の劣化や歩留まりの低下を招く危険性がある。
【０００８】
一方、フラッシュバット溶接部の溶接バリを除去するためのバリ取り装置の他の例として、走行式フラッシュバット溶接機の下流側に配され、回転する円形切削エッジを溶接バリに押し当てて切削する回転刃方式のバリ取り装置が知られている（例えば、特許文献３参照。）。図１５は、そのような形式のバリ取り装置が用いられている連続圧延ラインを示す図であり、図１６は、そのバリ取り装置の要部を示す斜視図である。
【０００９】
図１５において、圧延ライン上に、加熱炉１０と、走行式フラッシュバット溶接機２０と、バリ取り装置４０と、圧延機６０とがその順に配されている。そして、図１６に示すように、バリ取り装置４０は、回転する円形切削エッジを有する切削刃４１ａ、４１ｂを備え、その切削刃４１ａ、４１ｂを用いて、溶接部の上面に形成された溶接バリ２を除去するようになっている。なお、図１６において図示するのを省略しているが、溶接部の他の面（下面及び左右側面）の溶接バリを除去するための切削刃も同様に備えている。
【００１０】
上記のように構成された圧延ラインにおいては、加熱炉１０から抽出された後行ビレット１ｂの先端部と先行のビレット１ａの後端部とを走行式フラッシュバット溶接機２０によって走間で溶接して接続し、その溶接部に形成された溶接バリ２をバリ取り装置４０によって除去した後、連続化されたビレット１を圧延機６０によって連続圧延するようになっている。なお、図１５において、図中（Ｈ）の位置が走行式フラッシュバット溶接機２０のホームポジションであり、この位置から走行式機２０による溶接が開始され、図中（Ａ）の位置で溶接が終了する。そして、ビレット１がバリ取り装置４０を通過する際に溶接部の溶接バリ２が除去される。このようなバリ取り装置４０によるバリ取りでは、前述の図１２〜図１４で示したようなバリ取り装置３０によるバリ取りで問題となるカエリ３の発生は回避される。
【００１１】
ただし、上記のようなバリ取り装置４０によるバリ取りにおいても、以下のような問題がある。すなわち、図１７に示すように、移動刃７２ａと固定刃７２ｂを備えたメカニカルダイヤゴナルカッター７１を用いて、連続鋳造されたビレット１を所定の長さに切断した際に（図１７（ａ））、その切断面が変形し（図１７（ｂ））、先行ビレット１ａと後行ビレット１ｂの断面を突き合わせると、特に断面のコーナー部（エッジ部）に大きな目違い４が生じる（図１７（ｃ））。このような目違い４が生じたビレット１ａ、１ｂを用いてフラッシュバット溶接をすると（図１７（ｄ））、目違い４近傍は十分に溶接されないで、溶接部に目違い４による欠陥６が残る（図１７（ｅ））。そして、このような目違い４による欠陥６は、バリ取り装置４０によるバリ取り（斜線部５）では除去されないので（図１７（ｆ））、圧延前のビレット１のコーナー部に目違い４による欠陥６がそのまま残存する（図１７（ｇ））。その結果、その後の圧延時に疵となり、製品品質の劣化や歩留まりの低下を招く可能性がある。
【特許文献１】特開昭５２−４３７５４号公報
【特許文献２】特開平９−６６３０１号公報
【特許文献３】特再ＷＯ００／３０７９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記のように、これまでの連続圧延技術においては、フラッシュバット溶接部に形成された溶接バリをバリ取り装置によって除去した際に、溶接部の断面コーナー部にカエリや目違いによる欠陥が残存し、その後の圧延時に疵となり、製品品質の劣化や歩留まりの低下を招くという問題がある。
【００１３】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、高温の鋼片をフラッシュバット溶接によって走間で連続的に接続し、その連続化した鋼片を圧延することにより、棒鋼や線材等を製造する連続圧延技術において、圧延時の疵の発生を防止して、良好な製品品質と歩留まりを得ることができる連続圧延方法及び連続圧延設備を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。
【００１５】
［１］先行する鋼片の後端と後行する鋼片の先端をフラッシュバット溶接によって走間で接続するフラッシュバット溶接工程と、その溶接部のバリを除去するバリ取り工程と、接続された鋼片を圧延する圧延工程とを備えた連続圧延方法において、バリ取り工程の後に、バリを除去された溶接部の断面コーナー部をトリミングするトリミング工程を備えていることを特徴とする連続圧延方法。
【００１６】
［２］先行する鋼片の後端と後行する鋼片の先端をフラッシュバット溶接によって走間で接続する走行式フラッシュバット溶接機と、その溶接部のバリを除去するバリ取り装置と、接続された鋼片を圧延する圧延機とを備えた連続圧延設備において、バリ取り装置でバリを除去された溶接部の断面コーナー部をトリミングするトリミング装置を備えていることを特徴とする連続圧延設備。
【発明の効果】
【００１７】
本発明においては、溶接バリを除去された後の溶接部の断面コーナー部をトリミングするようにしているので、溶接部の断面コーナー部にカエリや目違いが残存することが抑止され、カエリや目違いによる圧延疵の発生を防止されて、良好な製品品質と歩留まりを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態を以下に述べる。
【００２０】
図１は、本発明の第１の実施形態における工程図を示すものである。図１に示すように、この実施形態においては、鋼片（ここでは、ビレットで代表させる）を所定温度に加熱する加熱工程と、先行するビレットの後端と後行するビレットの先端をフラッシュバット溶接によって走間で接続するフラッシュバット溶接工程と、その溶接部のバリを除去するバリ取り工程と、バリを除去された溶接部の断面コーナー部（エッジ部）をトリミングするエッジトリミング工程と、接続されたビレットを圧延する圧延工程とを備えている。なお、図１に示すように、加熱工程に替えて、連続鋳造されたビレットを連続的に直送する直送工程を設けるようにしてもよい。また、加熱工程とフラッシュバット溶接工程との間に、加熱工程で加熱されたビレットを所定の断面に圧延する前段圧延工程を設けるようにしてもよい。
【００２１】
図２は、この実施形態における設備構成を示すものである。図２に示すように、この実施形態においては、圧延ライン上に、加熱炉１０と、走行式フラッシュバット溶接機２０と、トリミング装置５０と、圧延機６０とがその順に配されており、走行式フラッシュバット溶接機２０には、バリ取り装置３０が組み込まれている。
【００２２】
バリ取り装置３０は、図１３に示すように、下方が開放されたコの字型の垂直バリ取りカッター３１と、垂直バリ取りカッター３１を上下方向に駆動するための油圧シリンダー３２と、側方が開放されたコの字型の水平バリ取りカッター３３と、水平バリ取りカッター３３を左右方向に駆動するための油圧シリンダー３４とを備えている。
【００２３】
トリミング装置５０は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、ビレット１の４個所の断面コーナー部に対応する位置にそれぞれ１個ずつ配されたトリミングカッター（切削バイト）５１と、その４個のトリミングカッターの内、上下方向の２個づつのトリミングカッターが取り付けられた左右のフレーム５２ａ、５２ｂと、左フレーム５２ａと右フレーム５２ｂをそれぞれビレット１に向けて前進、後退させるための油圧シリンダー５３ａ、５３ｂとを備えている。
【００２４】
そして、ビレット１の溶接部の位置は、圧延ライン上に設けられたメジャーリングロール（図示せず）によってトラッキングされており、ビレット１の溶接部がトリミング装置５０に近づくまでは、図３（ａ）に示すように、左右フレーム５２ａ、５２ｂは後退した位置で待機しており、ビレット１の溶接部がトリミング装置５０に近づくと、図３（ｂ）に示すように、左右フレーム５２ａ、５２ｂが前進して、溶接部の断面コーナー部をトリミングカッター５１によって所定量だけトリミング（面取り）するようになっている。所定量のトリミングが終われば、左右フレーム５２ａ、５２ｂは当初の待機位置に後退する。
【００２５】
上記のように構成された圧延ラインにおいては、加熱炉１０から抽出された後行ビレット１ｂの先端部と先行ビレット１ａの後端部とを走行式フラッシュバット溶接機２０によって走間で溶接して連続化し、その溶接部に形成された溶接バリ２をバリ取り装置３０によって除去した後、溶接部の断面コーナー部をトリミング装置５０によってトリミングし、連続化されたビレット１を圧延機６０によって圧延するようになっている。
【００２６】
なお、図２において、図中（Ｈ）の位置が走行式フラッシュバット溶接機２０のホームポジションであり、この位置から走行式フラッシュバット溶接機２０による溶接が開始され、図中（Ａ）の位置で溶接が終了する。次に、図中（Ａ）の位置からバリ取り装置３０によるバリ取りが開始され、図中（Ｂ）の位置でバリ取りが終了する。そして、ビレット１がトリミング装置５０を通過する際に溶接部の断面コーナー部がトリミングされる。
【００２７】
図４は、上記のようなバリ取り装置３０とトリミング装置５０によるバリ取りとトリミングの状況を示すものである。まず、図４（ａ）に示すように、垂直バリ取りカッター３１を油圧シリンダー３２によって溶接部に向けて下降させることにより、溶接部の左右側面の溶接バリを除去し、次いで、図４（ｂ）に示すように、水平バリ取りカッター３３を油圧シリンダー３４によって溶接部に向けて横行させることにより、溶接部の上下面の溶接バリを除去する。そして、図４（ｃ）に示すように、油圧シリンダー５３ａ、ｂによってトリミングカッター５１を溶接部の断面コーナー部に向けて前進させることにより、溶接部の断面コーナー部をトリミングして残存するカエリ３を除去する。
【００２８】
なお、トリミングする量は、残存するカエリ３の大きさに基づいて適宜定めればよいが、例えば、ビレットの長手方向に溶接部を挟んで１００〜２００ｍｍの範囲において、溶接部の断面コーナー部を５〜１０ｍｍの深さでトリミングを行う。これによって、圧延前の溶接部は、図４（ｄ）に示すような、溶接バリとカエリが除去された良好な断面形状となる。
【００２９】
上記のようにして、この実施形態においては、バリ取り終了後の溶接部の断面コーナー部に残存していたカエリ３が的確に除去され、カエリによる圧延疵の発生を防止されて、良好な製品品質と歩留まりを得ることができる。
【００３０】
なお、トリミング装置５０は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、２個ずつのトリミングカッター５１を上下のフレーム５２ｃ、５２ｄに取り付け、上フレーム５２ｃと下フレーム５２ｄをそれぞれ油圧シリンダー５３ｃ、５３ｄによってビレット１に向けて前進、後退させるような構造にしてもよい。
【００３１】
また、トリミング装置５０は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、４個のトリミングカッター５１をそれぞれ油圧シリンダー５３ｅによってビレット１に向けて前進、後退させるような構造にしてもよい。
【００３２】
また、トリミング装置５０として、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、ビレット１の断面形状に合わせた総型刃５５を備えたものを用いることもできる。
【００３３】
さらに、上記においては、トリミングカッターを用いて切削によってトリミングしているが、トリミングカッターに替えてグラインダーを配し、研削によってトリミングするようにしてもよい。すなわち、図８（ａ）に示すように、ビレット１の各断面コーナー部に対応して４個のグラインダー５６を配置し、それぞれのグラインダー５６を油圧シリンダー（図示せず）によってビレット１に向けて前進・後退できるようにしておき、図８（ｂ）に示すように、溶接部が来たら、それぞれのグラインダー５６を油圧シリンダーによってビレット１に向けて前進させ、モータ５７によってグラインダー５６を回転させて、溶接部の断面コーナー部をトリミングする。
【００３４】
また、トリミングカッターに替えてガススカーフィングノズルを配し、スカーフィングによってトリミングするようにしてもよい。すなわち、図９（ａ）に示すように、ビレット１の各断面コーナー部に対応して４個のガススカーフィングノズル５８を配置し、それぞれのガススカーフィングノズル５８を油圧シリンダー（図示せず）によってビレット１に向けて前進・後退できるようにしておき、図９（ｂ）に示すように、溶接部が来たら、それぞれのガススカーフィングノズル５８を油圧シリンダーによってビレット１に向けて前進させ、溶接部の断面コーナー部をガススカーフィングしてトリミングする。
【００３５】
なお、上記において、加熱炉で加熱したビレットを用いるのに替えて、連続鋳造後のビレットを直送して用いる場合には、圧延温度を確保するために、フラッシュバット溶接機と圧延機の間に誘導加熱装置を設けて、ビレットを加熱するようにするのが好ましい。
【００３６】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態を以下に述べる。
【００３７】
図１０は、本発明の第２の実施形態における設備構成を示すものである。図１０に示すように、この実施形態においては、圧延ライン上に、加熱炉１０と、走行式フラッシュバット溶接機２０と、バリ取り装置４０と、トリミング装置５０と、圧延機６０とがその順に配されている。
【００３８】
この実施形態では、前述の第１の実施形態においてバリ取り装置が走行式フラッシュバット溶接機に組み込まれていたのに対して、バリ取り装置が走行式フラッシュバット溶接機の下流側に配されている点が異なっているが、それ以外の点については、第１の実施形態と同様である。
【００３９】
そして、バリ取り装置４０は、図１６に示したような、回転する円形切削エッジを有する切削刃４１ａ、４１ｂ等を備え、その切削刃４１ａ、４１ｂ等を用いて、溶接部に形成された溶接バリ２を除去するようになっている。
【００４０】
上記のように構成された圧延ラインにおいては、加熱炉１０から抽出された後行ビレット１ｂの先端部と先行ビレット１ａの後端部とを走行式フラッシュバット溶接機２０によって走間で溶接して接続し、その溶接部に形成された溶接バリ２をバリ取り装置４０によって除去した後、溶接部の断面コーナー部をトリミング装置５０によってトリミングし、連続化されたビレット１を圧延機６０によって連続圧延するようになっている。
【００４１】
なお、図１０において、図中（Ｈ）の位置が走行式フラッシュバット溶接機２０のホームポジションであり、この位置から走行式機２０による溶接が開始され、図中（Ａ）の位置で溶接が終了する。そして、ビレット１がバリ取り装置４０を通過する際に溶接部の溶接バリ２が除去され、次いで、トリミング装置５０を通過する際に溶接部の断面コーナー部がトリミングされる。
【００４２】
上記のようなバリ取り装置４０を用いることによりカエリの発生は回避されるが、さらに、トリミング装置５０を用いることにより目違いによる欠陥も除去される。
【００４３】
前述したように、連続鋳造後の切断により断面変形にしたビレット１ａ、１ｂの断面を突き合わせると、断面のコーナー部（エッジ部）に大きな目違い４が生じる。そのため、図１１に示すように、このような目違い４が生じたビレット１ａ、１ｂを用いてフラッシュバット溶接をすると（図１１（ａ））、目違い４近傍は十分に溶接されないで、溶接部に目違い４による欠陥６が残る（図１１（ｂ））。このような目違い４による欠陥６は、バリ取り装置４０によるバリ取り（斜線部５）では除去されないものの（図１１（ｃ））、その後のトリミング装置５０による溶接部の断面コーナー部のトリミング（斜線部７）によって除去され（図１１（ｄ））、目違い４による欠陥６の除去されたビレット１が得られる（図１１（ｅ））。
【００４４】
なお、トリミングする量は、残存する目違い４の大きさに基づいて適宜定めればよいが、例えば、ビレットの長手方向に溶接部を挟んで１００〜２００ｍｍの範囲において、溶接部の断面コーナー部を５〜１０ｍｍの深さでトリミングを行う。これによって、圧延前のビレットの溶接部は、溶接バリと目違いによる欠陥が除去された良好な断面形状となる。
【００４５】
上記のようにして、この実施形態においては、バリ取り終了後の溶接部の断面コーナー部に残存していた目違いによる欠陥が的確に除去され、目違いによる圧延疵の発生が防止されて、良好な製品品質と歩留まりを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１及び第２の実施形態における工程図。
【図２】本発明の第１の実施形態における設備構成を示す図。
【図３】本発明の第１及び第２の実施形態におけるトリミング装置を示す図。
【図４】本発明の第１の実施形態におけるバリ取りとトリミングの状況を示す図。
【図５】他のトリミング装置を示す図。
【図６】他のトリミング装置を示す図。
【図７】他のトリミング装置を示す図。
【図８】他のトリミング装置を示す図。
【図９】他のトリミング装置を示す図。
【図１０】本発明の第２の実施形態における設備構成を示す図。
【図１１】本発明の第２の実施形態におけるトリミングの状況を示す図。
【図１２】従来技術の説明図。
【図１３】従来技術の説明図。
【図１４】従来技術の説明図。
【図１５】他の従来技術の説明図。
【図１６】他の従来技術の説明図。
【図１７】他の従来技術の説明図。
【符号の説明】
【００４７】
１  ビレット
１ａ  先行ビレット
１ｂ  後行ビレット
２  溶接バリ
３  カエリ
４  目違い
５  バリ取り個所
６  目違いによる欠陥
７  トリミング個所
１０  加熱炉
２０  走行式フラッシュバット溶接機
３０  バリ取り装置
３１  垂直バリ取りカッター
３２  油圧シリンダー
３３  水平バリ取りカッター
３４  油圧シリンダー
４０  バリ取り装置
４１ａ、４１ｂ  切削刃
５０  トリミング装置
５１  トリミングカッター
５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ  フレーム
５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ、５３ｅ  油圧シリンダー
５５  総型刃
５６  グラインダー
５７  モータ
５８  ガススカーフィングノズル
６０  圧延機
７１  メカニカルダイヤゴナルカッター
７２ａ  移動刃
７２ｂ  固定刃
【図１】
2006341276.tif 000003
【図２】
2006341276.tif 000004
【図３】
2006341276.tif 000005
【図４】
2006341276.tif 000006
【図５】
2006341276.tif 000007
【図６】
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【図７】
2006341276.tif 000009
【図８】
2006341276.tif 000010
【図９】
2006341276.tif 000011
【図１０】
2006341276.tif 000012
【図１１】
2006341276.tif 000013
【図１２】
2006341276.tif 000014
【図１３】
2006341276.tif 000015
【図１４】
2006341276.tif 000016
【図１５】
2006341276.tif 000017
【図１６】
2006341276.tif 000018
【図１７】
2006341276.tif 000019