(57)【要約】【課題】現在の実施方法に関連する問題及び欠点を回避する又は少なくとも実質的に最小限にする形で、溶接技術を圧延処理に応用する。【解決手段】複数の圧延スタンドによって別個のビレットが、連続した複数本の、前端部及び後端部を有する製品単位に圧延される連続的な圧延機において、第１の圧延スタンド１０が、これに続く第２の圧延スタンド１２の取り込み速度を超える送出速度で動作される。第１の圧延スタンド１０から出る連続的な複数本の製品単位は、圧延パスラインＰから離れて溶接ステーション１６へと方向を定められ、また、溶接ステーション１６から第２の圧延スタンド１２における継続した圧延のために、圧延パスラインＰに戻される。溶接ステーション１６において、連続した複数本の製品単位の前端部と後端部とが溶接される。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延パスラインに沿って配置された複数の圧延スタンドによって別個のビレットを圧延し、低減された断面積を有し、前端部及び後端部を有する連続した複数本の製品単位を生成する連続圧延機において、第１本目の製品単位の後端部をこれに続く第２本目の製品単位の前端部と接合する方法であって、
第１圧延スタンドを、後続の第２圧延スタンドの取り込み速度を超える送出速度で動作させるステップと、
前記第１本目の製品単位及び第２本目の製品単位が前記第１圧延スタンドから出るにしたがって、前記圧延パスラインから離れるように、溶接ステーションにつながる入力パスに沿ってその方向を定め、また、前記第２圧延スタンドにおける継続した圧延のために前記溶接ステーションから送出パスに沿って前記圧延パスラインに戻すステップと、
前記第２圧延スタンドにおいて前記第１本目の製品単位の圧延が行われている間に、前記第１本目の製品単位の第１の部分を、前記送出パスに沿って一時的に蓄積するステップと、
前記第２圧延スタンドにおける前記蓄積された第１部分の圧延が継続している期間、前記第１本目の製品単位の前記後端部を、前記溶接ステーションに保持するステップと、
前記期間中に、前記第２本目の製品単位の第２の部分を前記入力パスに沿って一時的に蓄積しながら、前記第２本目の製品単位の前記前端部を前記溶接ステーションに保持するステップと、
前記期間中に保持されている前記前端部と前記後端部とを１つに溶接するステップと、
このように溶接された端部を解放するステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記溶接された端部が、前記第２圧延スタンドにおいて圧延される前にデバリング処理される、方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の方法であって、前記製品単位が前記第２圧延スタンドにおいて圧延される前に再度加熱される、方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、前記前端部及び前記後端部が前記溶接ステーションにおいて溶接される際に静止される、方法。
【請求項５】
別個のビレットが、前端部及び後端部を有する連続した複数の製品単位に圧延される圧延機において、第１本目の製品単位の前記後端部をこれに続く第２本目の製品単位の前記前端部に接合する装置であって、
圧延パスラインに沿って連続して配置された第１及び第２圧延スタンドであって、前記第１圧延スタンドが前記第２圧延スタンドの取り込み速度を超える送出速度で動作可能である、第１及び第２圧延スタンドと、
前記第１圧延スタンドから出る前記第１本目及び第２本目の製品単位を、前記圧延パスラインから離れて、溶接ステーションにつながる入力パスへとその方向を定め、また、前記溶接ステーションから、前記圧延パスラインに戻る送出パスに沿って前記第２圧延スタンドへと戻す、ガイド手段と、
前記第２圧延スタンドにおいて前記第１本目の製品単位の圧延が行われている間、前記第１本目の製品単位の第１の部分を前記送出パスに沿って一時的に蓄積する第１蓄積手段と、
前記第２圧延スタンドにおける、前記蓄積された前記第１本目の製品単位の前記第１の部分の圧延が継続している期間、前記第１本目の製品単位の前記後端部及び前記第２本目の製品単位の前記前端部を前記溶接ステーションにおいて保持する保持手段と、
前記期間中、前記第２本目の製品単位体の第２の部分を、前記入力パスに沿って一時的に蓄積する、第２蓄積手段と、
前記溶接ステーションに設けられた溶接手段であって、前記保持された前端部及び後端部を１つに溶接する溶接手段と、
を含み、
このように溶接された前端部及び後端部を解放することにより、前記第２圧延スタンドにおける前記第１本目及び第２本目の製品単位の連続した中断のない圧延を可能にする、装置。
【請求項６】
請求項５に記載の装置であって、前記保持手段が、前記前端部及び後端部を前記溶接ステーションにおいて静止させるよう動作可能である、装置。
【請求項７】
請求項５に記載の装置であって、更に、前記送出パスに沿って設けられた、前記第１本目及び第２本目の製品単位の前記溶接された前端部及び後端部をデバリングする手段を含む、装置。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか１に記載の装置であって、更に、前記製品単位を前記第２圧延スタンドの前に再加熱する手段を含む、装置。
【請求項９】
請求項５に記載の装置であって、前記第１蓄積手段が、前記第１の部分をループ形状で蓄積するリピータを有する、装置。
【請求項１０】
請求項５に記載の装置であって、前記保持手段が、前記溶接ステーションの前記入力パス側及び前記送出パス側に設けられた駆動挟みロールユニットを有する、装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法であって、前記製品単位が、約７００ｍｍ２から４４００ｍｍ２の範囲の断面積を有する、方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続的な圧延機において、別々の粗処理圧延部、中間圧延部及び仕上げ圧延部を用いたビレット（ｂｉｌｌｅｔ）の高温圧延による、線材製品及び棒鋼製品の生産に関し、より詳しくは、圧延ライン上の選択された位置での別個の複数本の製品単位の端部間を溶接することにより、圧延機の残りの部分において中断無しに圧延を続けることのできる方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在稼働中の従来技術における線材及び棒鋼圧延機では、溶鉱炉において加熱され、その後、低減された断面積を有し、前端部及び後端部を有するビレットを生産し、この個々のビレットから複数本の製品単位にするための別個の圧延処理をはじめることが、一般に認知された線材及び棒鋼製品の圧延方法となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の圧延方法に関しては、いくつかの欠点が存在する。例えば、ビレット間の間隙時間（ギャップ時間：ｇａｐ　ｔｉｍｅ）が、１０％程度までの生産時間のロスとなる場合がある。
【０００４】
また、各製品単位の前端部及び後端部は、寸法の観点から及び／又は冶金学の観点から許容できないものであり、したがって、これを切り落として捨てる必要がある。この結果、大きなスクラップ損が生じる。前端部ではまた、欠陥（ｃｏｂｂｌｉｎｇ）が生じやすく、特に、圧延機の仕上げ部における速い速度においてこの傾向が顕著である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
これらの問題を回避するために、ビレットを圧延機に入れる前に、ビレットの端部間を溶接する技術が開発された。しかしながら、この技術にもまた、いくらかの問題が存在する。大きなビレット断面の溶接は、巨大な設備と、大量の電力エネルギの消費とを必要とする。これに加え、ビレット端部間を押すために必要な重い固定装置（クランプ装置：ｃｌａｍｐｉｎｇ　ｄｅｖｉｃｅ）との接触によって冷えたビレット片を再度誘導加熱するために、更に大量の電力エネルギを必要とする。
【０００６】
ビレット溶接のもう１つの欠点は、溶接点で溶融された金属が、その後仕上げられた製品中で相当に長く圧延されることである。例えば、典型的な断面積である２２，５００ｍｍ２の断面積を有するビレットが溶接され、その後、５．５ｍｍの棒鋼に圧延された場合、溶接点における溶融された金属は、仕上げられた製品中の約９４ｍにわたって伸びる。ビレットが冶金学的に異なる場合、この長さを廃棄する必要すらあり、これは、圧延機の操縦者にとって大きな損となる。
【０００７】
本発明は、圧延ラインに沿った１点において、現在の実施方法に関連する問題及び欠点を回避する又は少なくとも実質的に最小限にする形で、溶接技術を圧延処理に応用する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
まず図１を参照し、第１及び第２の垂直及び水平圧延スタンド１０及び１２が、圧延機パスライン「Ｐ」上に配置されて示される。圧延スタンド１０は、例えば、圧延機の粗処理部の最後の圧延スタンドであってもよく、圧延スタンド１２は、例えば、圧延機の中間部の最初の圧延スタンドであってもよい。圧延スタンド１０の送出速度は、圧延スタンド１２の取り込み速度よりも速い。よって例示する動作では、圧延機が、毎時１５０メートルトンの速度で２０００ｋｇのビレットを圧延する場合、圧延スタンド１０は、５７．４ｍｍ２の断面積を有する線材を２０５２．５ｍｍ／秒の送出速度で生産する。圧延スタンド１２の取り込み速度は１６４２ｍｍ／秒である。
【０００９】
スイッチ１１が配置され、このスイッチ１１が、圧延スタンド１０から出る後続の複数本の製品単位を、圧延パスラインＰから離れて溶接ステーション１６へとつながる入力パス１４に沿って、そして、圧延スタンド１２及び全ての後続の圧延スタンド（図示せず）における継続した圧延のために、溶接ステーションから送出パス１５に沿って圧延パスラインへと、その方向を変更する。この代わりに、スイッチ１１を作動させて、入力パス１４を迂回させ、別個の製品単位がパスラインＰに沿って移動を続けることを可能としてもよい。
【００１０】
リピータ（中継器：ｒｅｐｅａｔｅｒ）１８の形をとる第１の蓄積手段が送出パス１５上に設けられ、これもリピータ２０の形をとる第２の蓄積手段が入力パス１４に沿って配置される。リピータ１８及び２０は、当業者には広く知られている従来の設計であってもよい。
【００１１】
溶接ステーション１６は、隣接した複数の製品単位（ｐｒｏｄｕｃｔ　ｌｅｎｇｔｈｓ）の後端部及び前端部を溶接するよう構成される溶接装置２２を有する。溶接された点は、送出パス１５に沿って処理を継続する前にデバリング装置２４によってデバリングされる。溶接点及び隣接した製品片は、必要であれば、圧延スタンド１２の前に、誘導加熱器２６によって再度加熱される。駆動挟みロール（ｄｒｉｖｅｎ　ｐｉｎｃｈ　ｒｏｌｌ：以下、挟みロールユニットと記す）２８、３０、３２及び３４が、処理される製品単位の前方向の移動を制御するように巧みに配置される。
【００１２】
装置の動作を、図２から図１１を参照して説明する。
【００１３】
図２
第１本目の製品単位Ａが、毎時１５０トンの速度及び２０５２．５ｍｍ／秒の速度で圧延スタンド１０を通って圧延されている。製品単位Ａは、入力パス１４に沿って移動し、溶接ステーション１６を通り、配送パス１５に沿って通過する。この製品単位Ａの前端部ＡＦＥが挟みロールユニット３４に到達し、一時的に止められる。第１の製品単位の第１の部分が、ループＡＬの形でリピータ１８内に蓄積されはじめる。
【００１４】
図３
リピータ１８内のループＡＬが相当に増え、第１本目の製品単位の前端部ＡＦＥが、挟みロールユニット３４を通過して圧延スタンド１２に入る。圧延スタンド１２の圧延速度は、毎時１２０トンであり、取り込み速度は１６４２ｍｍ／秒である。
【００１５】
図４
リピータ１８内のループＡＬがその最大量に達する。第１本目の製品単位の後端部ＡＴＥは、圧延スタンド１０から送出されるところであり、第２本目の製品単位Ｂの前端部ＢＦＥが圧延スタンド１０に近づいている。
【００１６】
図５
第１本目の製品単位Ａの後端部ＡＴＥが入力パス１４へと移動し、第２本目の製品単位Ｂの前端部ＢＦＥが圧延スタンド１０へと入る。
【００１７】
図６
第１本目の製品単位Ａの後端部ＡＴＥ及び第２本目の製品単位Ｂの前面部ＢＦＥが溶接ステーション１６に到達し、挟みロールユニット３２及び３０によって、この後端部ＡＴＥと前端部ＢＦＥとが隣接関係で静止した状態に保持される。前端部と後端部との溶接が開始される。
【００１８】
図７
前端部と後端部との溶接が行われている間に、リピータ１８内の第１本目の製品単位のループＡＬが徐々に少なくなり、第２本目の製品単位ＢがループＢＬの形でリピータ２０内に蓄積する。
【００１９】
図８
溶接された前端部及び後端部が、溶接ステーション１６から圧延スタンド１２へと進み、リピータ２０に以前蓄積したループＢＬが、この時点で挟みロールユニット３０及び３２によってリピータ１８に運ばれる。
【００２０】
図９
リピータ２０からリピータ１８への製品ループＢＬの移動が継続するにしたがって、第２本目の製品単位の後端部ＢＴＥが圧延スタンド１０に到達する。
【００２１】
図１０
上記の図５の説明と同様に、第２本目の製品単位の後端部ＢＴＥが入力パス１４へと移動し、第３本目の製品単位Ｃの前端部ＣＦＥが圧延スタンド１０に入る。
【００２２】
図１１
上記の図６と同様に、第２本目の製品単位の後端部ＢＴＥと第３本目の製品単位の前端部ＣＦＥとの溶接が開始される。
【００２３】
挟みロールユニット２８、３０、３２及び３４は個別に駆動され、よって、上述の動きを達成するために、連続する製品単位を加速、減速又は停止させるように、選択的に制御できる。好適には前端部及び後端部がステーション１４に静止した状態で溶接が行われるが、この代わりに、挟みロールユニット３０及び３２を、単純に前端部及び後端部を減速させるように動作させ、溶接装置２２を同じ速度で移動可能として、進行と同時に溶接するようにしてもよい。
【００２４】
一旦先端の製品が圧延スタンド１２に供給されると、そのスタンド及び圧延機の残りの部分の全ての後続スタンドにおいて、中断されない圧延が継続する。
【００２５】
ステーション１６における、低減された断面積を有する前端部及び後端部の溶接は、迅速に、最小限のエネルギ消費で、小さく安価な溶接設備によって達成できる。
【００２６】
図１２及び図１３に本発明の代替実施形態を示す。これらの図では、図１の実施形態の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付す。ここでは、第１実施形態のリピータ２０が、マルチレベル蓄積装置４０に置き換えられている。
【００２７】
図１３に示すように、蓄積装置４０は、垂直方向に積み重なった複数対のガイドローラ４２を円形のフットプリント４４（ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ）の周りに配置して含む。ガイドローラは、螺旋状の送出パス４６を形成し、この送出パスは、図１の実施形態におけるリピータ２０にあたる製品収納容量を提供するように構成され、その寸法が定められる。
【００２８】
上述から、当業者には、本発明が、圧延スタンド１０から出てくる連続した複数の製品単位をパスラインＰから入力パス１４（又は４６）に沿って溶接ステーション１６へとそらし、溶接ステーションから送出パス１５に沿って、圧延スタンド１２での継続した圧延のためにパスラインへと戻すよう動作することは理解できよう。リピータ１８は、溶接ステーションの送出側において挟みロールユニット３２及び３４と協働し、１本の製品単位の第１の蓄積量を一時的に保存し、溶接ステーションにおいてこの製品単位の後端部を静止又は減速させる。
【００２９】
リピータ２０（又は蓄積装置４０）は、溶接ステーションの入力側において挟みロールユニット２８及び３０と協働し、溶接ステーションにおいて次の１本の製品単位の先端部を静止又は減速させ、この製品単位の第２の蓄積量を一時的に収納する。
【００３０】
第１及び第２の製品の蓄積により、溶接ステーションにおける静止又は減速した後端部及び前端部の溶接をするために十分な時間が得られる。よって、圧延スタンド１０から受けた別個の製品単位から連続的な製品が圧延スタンド１２へと供給される。
【００３１】
本発明は、７００ｍｍ２から４４００ｍｍ２程度の範囲の低減された断面積を有する複数本の製品単位を接合するときに最も有利に実施できる。ここで、溶接点の溶融金属は、約３メートルから１８メートル程度の比較的短い長さに伸ばされる。よって、異なる冶金を有するビレット単位を溶接する場合でも、圧延前にビレットを溶接する場合に比べて、スクラップ損を最小限にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による装置の１つの実施の形態を示す平面図である。
【図２】図１に示す装置の動作の、連続した段階の１つを示す概略図である。
【図３】図１に示す装置の動作の、連続した複数の段階の１つを示す概略図である。
【図４】図１に示す装置の動作の、連続した複数の段階の１つを示す概略図である。
【図５】図１に示す装置の動作の、連続した複数の段階の１つを示す概略図である。
【図６】図１に示す装置の動作の、連続した複数の段階の１つを示す概略図である。
【図７】図１に示す装置の動作の、連続した複数の段階の１つを示す概略図である。
【図８】図１に示す装置の動作の、連続した複数の段階の１つを示す概略図である。
【図９】図１に示す装置の動作の、連続した複数の段階の１つを示す概略図である。
【図１０】図１に示す装置の動作の、連続した複数の段階の１つを示す概略図である。
【図１１】図１に示す装置の動作の、連続した複数の段階の１つを示す概略図である。
【図１２】本発明による装置の代替実施形態を示す平面図である。
【図１３】図１２の線４−４に沿った拡大断面図であり、蓄積装置の積み重なった保管収容力を概略的に示すものである。
【符号の説明】
１０　圧延スタンド、１１　スイッチ、１２　圧延スタンド、１４　入力パス、１５　送出パス、１８，２０　リピータ、２２　溶接装置、２４　デバリング装置、２６　誘導加熱器、２８，３０，３２，３４　挟みロールユニット。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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