(57)【要約】【課題】接合部を破断なく通板する上で必要な溶接部強度を達成しうる連続熱間圧延における鋼片の接合方法を提供する。【解決手段】先行鋼片の尾端と後行鋼片の先端とを互いに非接触で対向配置して、先行鋼片の尾端と後行鋼片の先端とを加熱する加熱工程と、加熱された先行鋼片の尾端と後行鋼片の先端とを突き合わせて押圧接合する接合工程とを備え、先行鋼片及び後行鋼片の内の少なくとも一方が鋼より高い融点の酸化物を生成する元素を含む鋼種である場合の連続熱間圧延における鋼片の接合方法であって、接合する端部の上面側と下面側にテーパ形状を付与し、接合工程で、アップセット量を、上面側における先行鋼片のテーパと後行鋼片におけるテーパの長手方向の長さの和以上および下面側の先行鋼片のテーパと後行鋼片のテーパの長手方向の長さの和以上とする。【選択図】図１
2018015792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続熱間圧延ラインの仕上圧延機の入側で先行鋼片の尾端と後行鋼片の先端とを互いに非接触で対向配置してこの状態で先行鋼片の尾端と後行鋼片の先端とを加熱する加熱工程と、加熱された先行鋼片の尾端と後行鋼片の先端とを突き合わせて押圧接合する接合工程とを備え、先行鋼片及び後行鋼片の内の少なくとも一方が鋼より高い融点の酸化物を生成する元素を含む鋼種である場合の連続熱間圧延における鋼片の接合方法であって、
接合する端部の上面側と下面側にテーパ形状を付与し、
前記接合工程で、アップセット量を、上面側における先行鋼片のテーパと後行鋼片のテーパの長手方向の長さの和以上および下面側における先行鋼片のテーパと後行鋼片のテーパの長手方向の長さの和以上とすることを特徴とする連続熱間圧延における鋼片の接合方法。
【請求項２】
前記加熱工程で、先行鋼片の尾端と後行鋼片の先端とを鋼片の液相線温度以上まで加熱し、
前記接合工程で、アップセット量を、先行鋼片の最大溶融深さと後行鋼片の最大溶融深さの和に対して１．１〜７．０倍とすることを特徴とする請求項１に記載の連続熱間圧延における鋼片の接合方法。
【請求項３】
前記テーパ形状は、各テーパの長手方向の長さが該テーパを有する鋼片の最大溶融深さに対して１．１〜４．０倍であり、
かつ、テーパ形状が付与された先行鋼片とテーパ形状が付与された後行鋼片のそれぞれにおいて、上面側のテーパの板厚方向の長さと下面側のテーパの板厚方向の長さの合計が板厚の１０％以上である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の連続熱間圧延における鋼片の接合方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の接合方法を用いることを特徴とする連続熱間圧延方法。
【請求項５】
請求項４に記載の連続熱間圧延方法を用いることを特徴とする熱延鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続熱間圧延ラインの仕上圧延機の入側で、先行鋼片と後行鋼片とを接合する方法、連続熱間圧延方法、および熱延鋼板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、連続熱間圧延ラインの仕上圧延機の入側で先行鋼片と後行鋼片とを接合する方法としては、例えば連続熱間圧延ラインの仕上圧延機の入側で先行鋼片の尾端と後行鋼片の先端とを互いに非接触で対向配置してこの状態で誘導加熱装置によって先行鋼片の尾端と後行鋼片の先端とを急速加熱し（加熱工程）、次いで、加熱された先行鋼片の尾端と後行鋼片の先端とを近づけ突き合わせて押圧（アップセット）接合する（接合工程）方法が知られている。
【０００３】
しかしながら、大気雰囲気中で上記接合を行う際に、鋼中にＣｒ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｓｉ等のように鋼の融点（１４００〜１６００℃）より高い融点の酸化物（Ｃｒ酸化物：融点約２０００℃）を生成する成分を含むステンレス鋼や高張力鋼等については、誘導加熱時に接合面に生成されるこれらの酸化物がアップセット後も接合部に固相として残って接合強度を著しく低下させ、後工程の仕上圧延にて接合部が破断する等の問題が生じる。
【０００４】
この問題に対し、特許文献１には、先行鋼片及び後行鋼片の各接合面の温度が鋼片の液相線温度以上になるようにし、さらに液相線温度以上にする領域、および鋼材厚みによって決まるアップセット量を適正化する方法が開示されている。
【０００５】
各接合面の温度が鋼片の液相線温度以上となった状態でのアップセットによる接合では、アップセット時に酸化物を溶鋼と共に接合界面から排出することが、接合強度を得る上で重要である。酸化物が排出されない場合、鉄同士の接合が阻害され接合強度が低下し、仕上圧延中に接合部が破断に至ってしまう。
【０００６】
一方、従来、電縫管の製造方法として、アップセット時に酸化物を溶接部から除くため、板端面（接合面）から積極的に溶鋼を排出する技術が検討されてきた。例えば、特許文献２〜６には、板端面の形状について検討した例が開示されている。すなわち、通常、板端面はスリット加工や端面研削加工によってほぼ平坦面を呈しているが、これを接合の前でテーパ形状に加工して、溶接時の溶鋼排出を良好にすることを目的としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２７１６０５号公報
【特許文献２】特開２００９−１１９４８３号公報
【特許文献３】特開２００９−１１９４８４号公報
【特許文献４】特開２０１１−２５３１１号公報
【特許文献５】特開２０１３−６２０７号公報
【特許文献６】特開２００９−１１９４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２〜６は電縫管溶接に用いられる技術であり、接合面面積が大きい（およそ、厚さ１５〜６０ｍｍ×幅９００〜１８００ｍｍ）。したがって、シートバー同士の接合に適用するには効果が充分ではない場合があり、さらに詳細な検討が必要である。また、テーパの形状が板厚を基準に規定されているが、シートバーの接合においては接合端面からの溶け落ち量が多いため、テーパ付与箇所が溶融し、排出性向上効果が得られない場合がある。
【０００９】
本発明は上記問題を解決し、アップセット時に酸化物を溶接部から除き、接合部を破断なく通板する上で必要な溶接部強度を達成しうる連続熱間圧延における鋼片の接合方法、連続熱間圧延方法、および熱延鋼板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、接合部の形状を詳細に検討した。その結果、接合する端部の上面側と下面側にテーパ形状を付与し、接合工程で、アップセット量を、上面側における先行鋼片のテーパと後行鋼片のテーパの長手方向の長さの和以上および下面側における先行鋼片のテーパと後行鋼片のテーパの長手方向の長さの和以上とし、好適には先行鋼片の最大溶融深さと後行鋼片の最大溶融深さの和に対して１．１〜７．０倍とすることにより、上記課題が解決されることを見出した。さらに、テーパの長手方向の長さと最大溶融深さの比、およびテーパの板厚方向の長さの上下面合計と板厚との比を最適化することにより、より接合部強度が高くなることを見出した。
【００１１】
本発明は、以上の知見に基づきなされたものであり、その要旨は以下の通りである。
［１］連続熱間圧延ラインの仕上圧延機の入側で先行鋼片の尾端と後行鋼片の先端とを互いに非接触で対向配置してこの状態で先行鋼片の尾端と後行鋼片の先端とを加熱する加熱工程と、加熱された先行鋼片の尾端と後行鋼片の先端とを突き合わせて押圧接合する接合工程とを備え、先行鋼片及び後行鋼片の内の少なくとも一方が鋼より高い融点の酸化物を生成する元素を含む鋼種である場合の連続熱間圧延における鋼片の接合方法であって、接合する端部の上面側と下面側にテーパ形状を付与し、前記接合工程で、アップセット量を、上面側における先行鋼片のテーパと後行鋼片のテーパの長手方向の長さの和以上および下面側における先行鋼片のテーパと後行鋼片のテーパの長手方向の長さの和以上とすることを特徴とする連続熱間圧延における鋼片の接合方法。
［２］前記加熱工程で、先行鋼片の尾端と後行鋼片の先端とを鋼片の液相線温度以上まで加熱し、前記接合工程で、アップセット量を、先行鋼片の最大溶融深さと後行鋼片の最大溶融深さの和に対して１．１〜７．０倍とすることを特徴とする上記［１］に記載の連続熱間圧延における鋼片の接合方法。
［３］前記テーパ形状は、各テーパの長手方向の長さが該テーパを有する鋼片の最大溶融深さに対して１．１〜４．０倍であり、かつ、テーパ形状が付与された先行鋼片とテーパ形状が付与された後行鋼片のそれぞれにおいて、上面側のテーパの板厚方向の長さと下面側のテーパの板厚方向の長さの合計が板厚の１０％以上であることを特徴とする上記［１］または［２］に記載の連続熱間圧延における鋼片の接合方法。
［４］上記［１］〜[３]のいずれかに記載の接合方法を用いることを特徴とする連続熱間圧延方法。
［５］上記［４］に記載の連続熱間圧延方法を用いることを特徴とする熱延鋼板の製造方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、連続熱間圧延における接合強度が上昇し、後工程の仕上圧延にて接合部が破断する等の問題が顕著に改善される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の実施形態の一つであり、先行鋼片と後行鋼片のいずれにも、上面側と下面側にテーパ形状を付与した断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態の一つであり、後行鋼片のみの、上面側と下面側にテーパ形状を付与した断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態の一つであり、先行鋼片のみの、上面側と下面側にテーパ形状を付与した断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態の一つであり、後行鋼片の上面側と先行鋼片の下面側にテーパ形状を付与した断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態の一つであり、後行鋼片の下面側と先行鋼片の上面側にテーパ形状を付与した断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態の一つであり、後行鋼片の上面側と下面側と、先行鋼片の上面側にテーパ形状を付与した断面図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態の一つであり、後行鋼片の上面側と下面側と、先行鋼片の下面側にテーパ形状を付与した断面図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態の一つであり、後行鋼片の上面側と、先行鋼片の上面側と下面側にテーパ形状を付与した断面図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態の一つであり、後行鋼片の下面側と、先行鋼片の上面側と下面側にテーパ形状を付与した断面図である。
【図１０】図１０は、長手方向のテーパ長さを示す断面図である。
【図１１】図１１は、図１０に示す先行鋼片の尾端と後行鋼片の先端とを突き合わせてアップセットした状態を示す断面図である。
【図１２】図１２は、最大溶融深さと長手方向のテーパ長さの一例を示す断面図である。
【図１３】図１３は、連続熱間圧延ラインのコイルボックスから仕上圧延機の第１スタンドまでの設備配列を示す概略図である。
【図１４】図１４は、高周波誘導加熱装置の概略図である。
【図１５】図１５は、交番磁界と誘導電流の流れを説明するための説明図である。
【図１６】図１６は、接合装置の概略断面図である。
【図１７】図１７は、テーパ長さの定義を示す断面図である。
【図１８】図１８は、テーパ形状の加工方法の一例を示す模式図である。
【図１９】図１９は、後行鋼片のみにテーパを付与した断面図である。
【図２０】図２０は、先行鋼片の下面側と後行鋼片の上面側にテーパを付与した断面図である。
【図２１】図２１は、後行鋼片のみに上下非対称のテーパを付与した断面図である。
【図２２】図２２は、加熱時の溶融範囲を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の鋼片の接合方法は、連続熱間圧延ラインの仕上圧延機の入側で先行鋼片の尾端と後行鋼片の先端とを互いに非接触で対向配置してこの状態で先行鋼片の尾端と後行鋼片の先端とを加熱する加熱工程と、加熱された先行鋼片の尾端と後行鋼片の先端とを近づけ突き合わせて押圧接合する接合工程とを備えるものである。そして、接合する端部の上面側と下面側にテーパ形状を付与することを特徴とする。また、接合工程で、アップセット量を、上面側における先行鋼片のテーパと後行鋼片のテーパの長手方向の長さの和以上および下面側における先行鋼片のテーパと後行鋼片のテーパの長手方向の長さの和以上とすることを特徴とする。さらに、先行鋼片の最大溶融深さと後行鋼片の最大溶融深さの和に対して１．１〜７．０倍であることが好ましい。さらに、各テーパの長手方向の長さがテーパを有する鋼片の最大溶融深さに対して１．１〜４．０倍であること、テーパ形状が付与された先行鋼片とテーパ形状が付与された後行鋼片のそれぞれにおいて、上面側のテーパの板厚方向の長さと下面側のテーパの板厚方向の長さの合計が板厚の１０％以上であることが好ましい。また、加熱工程では、先行鋼片および後行鋼片の各接合面の温度が鋼片の液相線以上になるまで加熱時間を確保することが好ましい。
【００１５】
本発明を実施する連続熱間圧延プロセスの構成を説明する。
図１３において符号１は粗圧延機から出た板材を巻き取るコイルボックス、２はコイルボックス１から巻き出された先行鋼片Ｓ1 の尾端及び後行鋼片Ｓ2 の先端を切断するクロップシャー、３は先行鋼片Ｓ1 及び後行鋼片Ｓ2 の切断面（接合面）同士を接合する接合装置、４はレベラー、５ａ〜５ｃはピンチロール、６は脱スケール装置、７は仕上圧延機の第１スタンドである。
【００１６】
接合装置３は、図１６に示すように、クロップシャー２によって後端のクロップが切り落とされた先行鋼片Ｓ1 及び先端のクロップが切り落とされた後行鋼片Ｓ2 の各切断端を接合面同士が互いに非接触で対向配置されるように把持する左右のクランプ装置８、９と、該クランプ装置８、９によって把持された先行鋼片Ｓ1及び後行鋼片Ｓ2 の各切断端を加熱する誘導加熱装置１０と、クランプ装置８をクランプ装置９側に押圧移動させて誘導加熱装置１０によって加熱された先行鋼片Ｓ1及び後行鋼片Ｓ2 の各切断端の接合面同士を突き合わせて押圧接合（アップセット接合）する押圧シリンダ１１と、該アップセット接合時に先行鋼片Ｓ1 と後行鋼片Ｓ2 とが上下方向にずれることを防止する目違い防止板２０とを備える。
【００１７】
なお、接合装置３は、ライン方向に沿って所定長さだけ延在するレール１９上を走行可能な台車１７上に設置されており、また、該台車１７の走行可能範囲の鋼片搬送用テーブルローラ１８は昇降式のテーブルローラとなっており、接合装置３の位置に相当する搬送用テーブルローラ１８は台車１７により押し下げられるようになっている。接合装置３をこのような構成とすることにより、鋼片の搬送を停止させることなく先行鋼片Ｓ1 と後行鋼片Ｓ2 との接合を行うことができる。
【００１８】
誘導加熱装置１０は先行鋼片Ｓ1 及び後行鋼片Ｓ2 の各切断端の板厚方向に交番磁界を貫通させるためのものであり、図１４に示すように、先行鋼片Ｓ1 及び後行鋼片Ｓ2 の各切断端の上下に配設された一対の磁極芯１３と、これらの磁極芯１３に上下方向に連続して巻回されたコイル１４と、電源１５とを備える。かかる構成の誘導加熱装置１０を用いて、図１５に示すように、先行鋼片Ｓ1 及び後行鋼片Ｓ2 の各切断端の板厚方向に交番磁界を貫通させることにより、各切断端に渦電流が発生して接合面同士が優先的に加熱されるようになっている。なお、この実施の形態では、加熱・接合処理を鋼片の走行と同期させるいわゆるトランスバース方式の接合装置３を採用したが、接合装置３を停止した状態で加熱・接合処理を行う場合には図１３に破線で示すルーパ１６を用いることになる。
【００１９】
以上の図１３〜図１６に示す設備を用いて、本発明では、先行鋼片の尾端と後行鋼片の先端とを互いに非接触で対向配置し、先行鋼片の尾端と後行鋼片の先端とを加熱し、加熱された先行鋼片の尾端と後行鋼片の先端とを近づけ突き合わせて押圧接合する。
加熱するにあたり、先行鋼片および後行鋼片の各接合面の温度が鋼片の液相線以上になるまで加熱時間を確保することが好ましい。液相線以上になるまで加熱することで接合面に生成した酸化物が溶鋼と共に排出され、接合後に接合界面には残存せず、接合強度が飛躍的に向上する。なお、液相線温度以上となる領域は、電磁-熱伝導連成有限要素法解析により計算して求めることができる。
【００２０】
本発明の連続熱間圧延における鋼片の接合方法の対象となる鋼は、先行鋼片Ｓ1 及び後行鋼片Ｓ2 の内の少なくとも一方が鋼より高い融点の酸化物を生成する元素、例えばＣｒ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｓｉ等を単独又は合計で１質量％以上含む鋼種である。これらの元素は、Cr2O3、TiO2、MnO、Al2O3、SiO2等、鋼より高い融点の酸化物を生成する。このように高い融点の酸化物を生成する元素を多量に含む場合は、排出される酸化物と溶鋼の粘度が高いため、排出が促進されづらい。これに対して、本発明では、例えば図１〜図９に示すように、接合する端部の上面側と下面側にテーパ形状を付与する。このようなテーパ形状を付与ことで、排出促進効果が得られる。また、加熱終了からアップセット完了まで時間がかかる場合、接合面の温度低下により粘度が下がるため、接合する端部の上面側と下面側にテーパ形状を付与することで、テーパ形状による排出促進効果が顕著となる。
【００２１】
以上より、本発明では接合する端部の上面側と下面側にテーパ形状を付与することとする。接合する端部の上面側と下面側にテーパ形状を付与するとは、先行鋼片の尾端、後行鋼片の先端のいずれかを問わず、上面側および下面側にテーパ形状が付与されていればよい。例えば、上面側では、先行鋼片の尾端と後行鋼片の先端の各々の端部にテーパ形状が付与されていても良いし、先行鋼片の尾端と後行鋼片の先端のいずれかの端部にテーパ形状が付与されていても良い。下面側も上面側と同様であり、先行鋼片の尾端と後行鋼片の先端の各々の端部にテーパ形状が付与されていても良いし、先行鋼片の尾端と後行鋼片の先端のいずれかの端部にテーパ形状が付与されていても良い。
本発明の実施形態を図１〜図９に示す。
図１は、先行鋼片と後行鋼片のいずれにも、上面側と下面側にテーパ形状を付与した実施形態の一つである。
図２は、後行鋼片のみの、上面側と下面側にテーパ形状を付与した本発明の実施形態の一つである。
図３は、先行鋼片のみの、上面側と下面側にテーパ形状を付与した本発明の実施形態の一つである。
図４は、後行鋼片の上面側と先行鋼片の下面側にテーパ形状を付与した本発明の実施形態の一つである。
図５は、後行鋼片の下面側と先行鋼片の上面側にテーパ形状を付与した本発明の実施形態の一つである。
図６は、後行鋼片の上面側と下面側と、先行鋼片の上面側にテーパ形状を付与した本発明の実施形態の一つである。
図７は、後行鋼片の上面側と下面側と、先行鋼片の下面側にテーパ形状を付与した本発明の実施形態の一つである。
図８は、後行鋼片の上面側と、先行鋼片の上面側と下面側にテーパ形状を付与した本発明の実施形態の一つである。
図９は、後行鋼片の下面側と、先行鋼片の上面側と下面側にテーパ形状を付与した本発明の実施形態の一つである。
【００２２】
本発明では、アップセット量を、上面側における先行鋼片のテーパと後行鋼片のテーパの長手方向の長さの和以上および下面側における先行鋼片のテーパと後行鋼片のテーパの長手方向の長さの和以上とする。
【００２３】
アップセット量が、上面側、下面側それぞれにおいて、先行鋼片のテーパと後行鋼片のテーパの長手方向の長さの和未満であると、溶接後にもテーパ形状が残留し破断の起点となる。そのため、アップセット量は上面側、下面側それぞれにおいて、先行鋼片のテーパと後行鋼片のテーパの長手方向の長さの和以上とする必要がある。なお、テーパがない場合は長手方向の長さは０として和を計算する。例えば、図１０において、上面側の後行鋼片の長手方向のテーパ長さをｃ、下面側の後行鋼片の長手方向のテーパ長さをｄ、下面側の先行鋼片の長手方向のテーパ長さをｅとした場合、アップセット量はｄ＋ｅ以上かつｃ以上となる。すなわち、テーパの長手方向のテーパ長さｃ、ｄ、ｅについて、ｃ＞ｄ＋ｅの場合、アップセット量はｃ以上となる。図１１は、先行鋼片の尾端と後行鋼片の先端とを突き合わせてアップセット量ｃで先行鋼片と後行鋼片をアップセットした状態を示している。
【００２４】
先行鋼片の最大溶融深さと後行鋼片の最大溶融深さの和に対して１．１〜７．０倍（好適条件）最大溶融深さとは図１２に示すとおりであり、加熱工程において溶融した先行鋼片の尾端または溶融した後行鋼片の先端の全体（全幅・全厚）における、尾端または先端からの長手方向の長さの最大値である。最大溶融深さは、加熱条件により、板厚中心が最大になる場合もあるし、上面あるいは下面の方が最大になる場合もある。
先行鋼片の最大溶融深さと後行鋼片の最大溶融深さの和に対して１．１倍未満では先行鋼片と後行鋼片の接合面同士が板幅全体に関して十分に接触せず、接合強度が不十分となる場合がある。一方、７．０倍を超えると、誘導加熱により昇温していない部分が大きく変形することになりアップセット荷重が過大となり設備的な負荷が大きくなる。
【００２５】
各テーパの長手方向の長さがテーパを有する鋼片の最大溶融深さに対して１．１〜４．０倍（好適条件）
さらに、本発明者らが、テーパ形状による接合強度への影響を調査した結果、各テーパの長手方向の長さがテーパを有する鋼片の最大溶融深さに対して１．１倍以上とすることにより、酸化物を十分排出することが出来ることが明らかとなった。一方、各テーパの長手方向の長さが大き過ぎる場合はアップセットによりテーパ形状を残留させないことが困難となるので、各テーパの長手方向の長さは最大溶融深さに対して４．０倍以下とすることが好ましい。なお、上記各テーパの長手方向の長さとは、先行鋼片の尾端における上面側および下面側、後行鋼片の先端における上面側および下面側、各々におけるテーパの長手方向の長さである。また、テーパがない場合はテーパの長手方向の長さを最大溶融深さに対して１．１〜４．０倍とすることは適用しない。例えば、図１２において、上面側のテーパ長さをｆ、下面側のテーパ長さをｇ、最大溶融深さをｈとした場合、ｆ、ｇはそれぞれ最大溶融深さｈの１．１倍から４．０倍とするのが好ましい。
【００２６】
先行鋼片と後行鋼片のそれぞれにおいて、上面側のテーパの板厚方向の長さと下面側のテーパの板厚方向の長さの合計が板厚の１０％以上（好適条件）
上面側のテーパの板厚方向の長さと下面側のテーパの板厚方向の長さの合計が板厚の１０％未満では溶鋼の排出経路が十分に確保されず、酸化物が接合界面に残存する。
【００２７】
次に、接合する端部の上面側と下面側にテーパ形状を付与する方法について、説明する。
図１７は、本発明の実施形態の一つであり、テーパが付与された先行鋼片と後行鋼片の断面図である。図１７において、Ｓ１は先行鋼片、Ｓ２は後行鋼片、２１はテーパの長手方向の長さａ、２２はテーパの板厚方向の長さｂ、２３は端面、２４は傾斜面である。例えば、図１７に示すテーパ形状を付与する方法として、図１８に示すように、接合面をシャーによりせん断後、接合装置に搬送されるまでの間に、先行鋼片Ｓ１、後行鋼片Ｓ２をクランプ装置２５によりテーパ形状を有する金型２６に押圧移動し、加工する方法が上げられる。他にも端面を研削する方法、せん断時のダレ形状により加工する方法が挙げられる。図１９、図２０は、本発明による別の実施形態例を示す図であり、図１９は先行鋼片の尾端部を一直線にせん断し、後行鋼片の先端部の上下面側をテーパ状に加工した例である。また、図２０は、先行鋼片の尾端部の下面側をテーパ状に加工し、後行鋼片の先端部の上面側をテーパ状に加工した例である。
【００２８】
図１７、図１９、図２０では、上面側、下面側のそれぞれについて先行鋼片、後行鋼片どちらかもしくは両方に、接合する端部にテーパ形状が付与されており、いずれの場合も本発明の効果を奏する。加工設備や接合する材料の板幅の範囲などを勘案してテーパ形状や形式を選択すればよい。さらに、テーパ形状付与による効果は上下端面に酸化物の排出経路が確保されることによるものである。そのため先行鋼片の尾端と後行鋼片の先端が上下面側で接合面同士が平行にならないことが必要である。そのためには、上面側、下面側それぞれで、テーパが少なくとも１つあれば良い。
さらに、上面側と下面側のテーパ形状は同一でなくてもよい。図２１は、本発明による別の実施形態例を示す図であり、上面側のテーパ形状と下面側のテーパ形状が非対称となっている例である。このテーパ形状による酸化物排出促進効果は、アップセット時に板厚方向に流動が起きづらく酸化物が排出されにくい板厚中央に対し、接合面を傾けることで板厚方向に流動が発生することによるものである。この場合についても、上面側、下面面のそれぞれについて先行鋼片、後行鋼片のどちらかもしくは両方の端部にテーパ形状が付与されていれば、本発明の効果を奏する。加工設備や接合する材料の板幅の範囲などを勘案してその形式を選択すればよい。
また、テーパは、長手鉛直断面でみて直線に限らず、±５ｍｍ以内の凹凸があっても良い。長手方向の溶融深さは、板幅中心付近が大きく、一方板幅両エッジ付近は溶融しない場合が多い。ゆえに、加熱工程では、先行鋼片及び後行鋼片の各接合面において、全幅に対して５０％〜１００％の幅範囲が鋼片の液相線温度以上になっていることが好ましい。
【実施例１】
【００２９】
以下、実施例に基づいて説明する。
先行鋼片および後行鋼片としてそれぞれ幅１２００ｍｍ、厚み３０ｍｍになるシートバー（４．０質量％Ｍｎ鋼。鋼成分は、質量％で、Ｃ：0.10％、Ｓｉ：1.9％、Ｍｎ：4.0％、Ｃｒ：1.2％、残部はＦｅおよび不可避的不純物）を図１３に示す連続熱間圧延ラインに供した。なお、先行鋼片および後行鋼片のテーパ形状は表１に示す通りである。また、接合装置３内で先行鋼片と後行鋼片の各接合面を５ｍｍの間隙を隔てて対向配置した後、誘導加熱装置１０（幅方向の寸法１３００ｍｍ、長手方向の寸法２４０ｍｍ）によって各接合面を加熱した。このときの加熱条件は投入電力が１０００ｋＷ、周波数１０００Ｈｚで６．０秒間または３．０秒間加熱した。
【００３０】
接合完了後、仕上圧延機の第１スタンドのミルにより板厚２ｍｍまで圧延する接合・圧延を20回行い、接合から仕上げ圧延完了までの間に接合部が破断した確率を求めた。また、接合部より引張試験片を採取し、接合部熱間引張強度（試験温度１０００°Ｃ）を実施し、母材に対する接合部強度比を求めた。
以上より得られた結果を、各試験片となるシートバーの各テーパ形状の詳細な条件と併せて表１に示す。
【００３１】
なお、本実施例の鋼の液相線温度以上となる領域を、電磁-熱伝導連成有限要素法解析により計算した結果を図２２に示す。図２２は、横軸が幅位置で、縦軸が板厚位置で板厚１／２（板厚中心）での液相線温度以上の領域の接合面からの長さである。本実施例では、板厚位置では、板厚１／２（板厚中心）の溶融深さが最大であった。図２２から、鋼板の板幅エッジ両側は、溶融部分が少なく、板幅中心側は溶融していることが分かる。この電磁−熱伝導連成有限要素法解析は、汎用計算ソフトＪＭＡＧを使用し、対象とするシートバー、コイル、磁極芯をモデル化し、シートバーの寸法及び接合面間隙、鋼の電気抵抗、比熱、熱伝導率、密度及び比透磁率、コイル・磁極芯の寸法及びシートバーとの相対的な位置関係、並びに上記加熱条件（加熱時間、投入電力及び周波数）を設定して行った。
本実施例において物性値は下記を用いた。
【００３２】
電気抵抗  120[μΩ・cm] 
比熱  350[J/kg/deg C]
熱伝導率 28[W/m/deg C] 
密度  7850[kg/m^3]
比透磁率  8
【００３３】
【表１】
2018015792.tif 000003
【００３４】
以上より、テーパ形状を付与しアップセット量を適切に設定することにより破断確率が減少することがわかる。
さらに、鋼の液相線温度以上に加熱し、アップセット量を、先行鋼片の最大溶融深さと後行鋼片の最大溶融深さの和に対して１．１〜７．０倍とすることでより一層破断確率が減少することがわかる。
No２０では、テーパ形状をa:１３．２ｍｍ、bを上面：１６．０ｍｍ、下面１０．０ｍｍとし、アップセット量を１５．０ｍｍとした場合である。接合部強度が95％とさらに向上した。
【符号の説明】
【００３５】
１    粗圧延機から出た板材を巻き取るコイルボックス
２    クロップシャー
３    接合装置
４    レベラー
５ａ、５ｂ、５ｃ    ピンチロール
６    脱スケール装置
７    仕上圧延機の第１スタンド
８    クランプ装置
９    クランプ装置
１０  誘導加熱装置
１１  押圧シリンダ
１３  磁極芯
１４  コイル
１５  電源
１６  ルーパ
１７  台車
１８  鋼片搬送用テーブルローラ
１９  レール
２０  目違い防止板
２１  テーパの長手方向の長さ
２２  テーパの板厚方向の長さ
２３  端面
２４  傾斜面
２５  クランプ装置
２６  金型
Ｓ１  先行鋼片
Ｓ２  後行鋼片
【図１】
2018015792.tif 000004
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2018015792.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2018015792.tif 000018
【図１６】
2018015792.tif 000019
【図１７】
2018015792.tif 000020
【図１８】
2018015792.tif 000021
【図１９】
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【図２０】
2018015792.tif 000023
【図２１】
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【図２２】
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