(57)【要約】【課題】本発明は、互いに異なるサイズの先行鋼帯の後端と後行鋼帯の先端を溶接で接合し、プロセスラインを通過させても、溶接部の張力を座屈が発生しない適切な値に調整可能な鋼帯溶接部のプロセスライン通過方法を提供することを目的としている。【解決手段】サイズの異なる鋼帯の長手方向端部を互いに溶接で接合し、その溶接部をプロセスラインの予め定めた領域を連続して通過させるに際し、その溶接部にかかる下記式で定義する張力を、先後行する鋼帯の厚み、幅及びユニット張力設定値から最小値を選択して演算で求め、前記溶接部が前記領域の入側に到達する直前に、後行鋼帯の張力を前記演算値になるように調整する。溶接部にかかる張力＝ｍｉｎ（ｔ１  ｏｒ  ｔ２）×ｍｉｎ（ｗ１  ｏｒ  ｗ２）×ｍｉｎ（Ｔ１  ｏｒ  Ｔ２）ここで、ｔ，ｗ，Ｔは、それぞれ鋼帯の厚み、幅、ユニット張力設定値であり、下付き添字の１、２は、先行鋼帯及び後行鋼帯を表す。また、ｍｉｎは、括弧（  ）内数値のうちの最小値を選択することを意味している。【選択図】        図１
2004169069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サイズの異なる鋼帯の長手方向端部を互いに溶接で接合し、その溶接部をプロセスラインの予め定めた領域を連続して通過させるに際し、
その溶接部にかかる下記式で定義する張力を、先後行する鋼帯の厚み、幅及びユニット張力設定値から最小値を選択して演算で求め、前記溶接部が前記領域の入側に到達する直前に、後行鋼帯の張力を前記演算値になるように調整することを特徴とする鋼帯溶接部のプロセスライン通過方法。
溶接部にかかる張力＝ｍｉｎ（ｔ１  ｏｒ  ｔ２）×ｍｉｎ（ｗ１  ｏｒ  ｗ２）×ｍｉｎ（Ｔ１  ｏｒ  Ｔ２）
ここで、ｔ，ｗ，Ｔは、それぞれ鋼帯の厚み、幅、ユニット張力設定値であり、下付き添字の１、２は、先行鋼帯及び後行鋼帯を表す。また、ｍｉｎは、括弧（  ）内数値のうちの最小値を選択することを意味している。
【請求項２】
前記張力の調整を、鋼帯を支持する回転体の駆動用モータのトルク変更で行うことを特徴とする請求項１記載の鋼帯溶接部のプロセスライン通過方法。
【請求項３】
前記プロセスラインが、鋼帯の連続焼鈍ラインであることを特徴とする請求項１又は２記載の鋼帯溶接部のプロセスライン通過方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼帯溶接部のプロセスライン通過方法に係わり、特に、サイズの異なる鋼帯端部を互いに溶接で接合し、焼鈍炉を連続して通過させるに際し、その溶接部にかかる張力を該焼鈍炉内の各セクションで予め定められた値に調整する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱間圧延あるいは冷間圧延で製造された鋼帯は、その後、ユーザーが所望する品質にするため、焼き入れ、焼き戻し、焼鈍等の熱処理が施される。その熱処理のプロセスとしては、異なるサイズの鋼帯であっても、それらの長手方向の先端と後端とを溶接で接合して一体化し、例えば焼鈍炉を連続的に通過させる。このようにすれば、プロセスラインを停止させずに鋼帯の熱処理が効率良く行えるからである。
【０００３】
例えば、図１に示すような連続焼鈍ラインでは、先行鋼帯１と後行鋼帯２の溶接部（溶接点ともいう）３が縦型焼鈍炉４の入口（記号Ａで示す）からある点（記号Ｂで示す）までの領域（セクションという）を通過するまでの間を、先行鋼帯１及び後行鋼帯２のうちの低い方の張力で通過させる必要がある。そのようにしないと、溶接部３に、鋼帯の長手方向に山頂が伸びる座屈が発生し、操業トラブルになるからである。つまり、焼鈍後の鋼帯に座屈痕が残り、その部分をクロップとして切捨てることになるので、製品歩留りが著しく低下する。また、座屈が激しい場合には、溶接部で切断し、操業を一時停止しなければならなくなる。
【０００４】
具体例で示すと、図２に示すように、板厚：ｔｌ，板幅：ｗｌ、ユニット張力設定値：Ｔ１（ｋｇ／ｍｍ２）の先行鋼帯と、板厚ｔ２，板幅ｗ２、ユニット張力設定値をＴ２（ｋｇ／ｍｍ２）の後行鋼帯とを接合した場合、プロセスラインにおける先行鋼帯の張力はＴ１×ｔ１×ｗ１、後行鋼帯の張力はＴ２×ｔ２×ｗ２になるが、従来は、溶接部が前記Ａを通過する時点で、後行鋼帯の張力をいずれか小さい方の値になるように調整していた。つまり、先行鋼帯の張力が後行鋼帯の張力より小さい場合には、溶接部がＢを通過したら先行鋼帯の張力を後行鋼帯の張力に変更し、また、先行鋼帯の張力が大きい場合には、溶接部がＡを通過する直前に後行鋼帯の張力値に変更していたのである。なお、張力の変更は、図１に示した鋼帯を支持する回転体５の駆動手段であるモータ６のトルク変更で行われる。
【０００５】
しかしながら、このような従来の対策を実施しても、溶接部に過剰に張力がかかり過ぎて前記座屈等のトラブルが完全に解消されない場合があった。実例で説明すると、先行鋼帯の張力が２ｋｇ／ｍｍ２×０．１８ｍｍ×９００ｍｍ＝３２４ｋｇで、後行鋼帯の張力が２ｋｇ／ｍｍ２×０．１９ｍｍ×８００ｍｍ＝３０４ｋｇ／ｍｍ２である場合、後行鋼帯張力＜先行鋼帯張力なので、座屈防止のため、溶接部がＡを通過する前に後行鋼帯の張力値（３０４ｋｇ）に調整する。ところが、この場合も、張力がかかる部分の板幅は８００ｍｍと不変なので、溶接部にかかるユニット張力設定値は３０４／（０．１８×８００）＝２．１ｋｇ／ｍｍ２となり、実際に作用するユニット張力は５％上昇してしまう。つまり、座屈発生の恐れがある。
【０００６】
また、鋼帯の通板において、張力変更点の通過位置に対応して予め設定した張力変更テーブル及び材質、サイズ毎の張力変更速度テーブルを用いることで張力変更を行う鋼帯の連続熱処理設備の張力変更技術が既に提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、その技術では、溶接部が当該通過位置を通過した直後に溶接部にかかる張力は先行する鋼帯の設定値と等しくなるため、特に先行が高張力に設定された鋼帯であり、後行が低張力に設定された鋼帯である場合に、座屈を防止することができない。
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−２１２２８６号公報（第２頁）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる事情に鑑み、互いに異なるサイズの先行鋼帯の後端と後行鋼帯の先端を溶接で接合し、プロセスラインを通過させても、溶接部の張力を座屈が発生しない適切な値に調整可能な鋼帯溶接部のプロセスライン通過方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
発明者は、上記目的を達成するため鋭意研究を重ね、その成果を本発明に具現化した。
【００１０】
すなわち、本発明は、サイズの異なる鋼帯の長手方向端部を互いに溶接で接合し、その溶接部をプロセスラインの予め定めた領域を連続して通過させるに際し、その溶接部にかかる下記式で定義する張力を、先後行する鋼帯の厚み、幅及びユニット張力設定値から最小値を選択して演算で求め、前記溶接部が前記領域の入側に到達する直前に、後行鋼帯の張力を前記演算値になるように調整することを特徴とする鋼帯溶接部のプロセスライン通過方法である。
【００１１】
溶接部にかかる張力＝ｍｉｎ（ｔ１  ｏｒ  ｔ２）×ｍｉｎ（ｗ１  ｏｒ  ｗ２）×ｍｉｎ（Ｔ１  ｏｒ  Ｔ２）
ここで、ｔ，ｗ，Ｔは、それぞれ鋼帯の厚み、幅、ユニット張力設定値であり、下付き添字の１、２は、先行鋼帯及び後行鋼帯を表す。また、ｍｉｎは、括弧（  ）内数値のうちの最小値を選択することを意味している。
【００１２】
この場合、前記張力の調整を、鋼帯を支持する回転体の駆動用モータのトルク変更で行うことが好ましい。また、前記プロセスラインが、鋼帯の連続焼鈍ラインであることが好ましく、特にこの場合、得られる効果が大きい。
【００１３】
本発明によれば、異なるサイズの鋼帯同士の溶接部がプロセスラインを通過する際に、その溶接部にかかる張力を適切な値に調整できるので、該溶接部やその近傍の鋼帯に座屈が生じなくなる。その結果、焼鈍後の鋼帯に座屈痕が残り、その部分をクロップとして切捨てることが解消され、製品歩留りが従来より著しく向上する。また、鋼帯を溶接部で切断し、操業を一時停止することもなくなった。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、プロセスラインが連続焼鈍ラインの場合を例にして、本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
まず、連続焼鈍ラインは、図１に示したように、鋼帯が炉内に上下に設置された回転体５に支持され、鉛直方向に移動させて順次炉外へ送られるようになっている。そして、サイズの異なる鋼帯同士を接合した溶接部３が炉内のある領域（図１では、炉の入口ＡからＢまで）を通過する際には、鋼帯に座屈が発生するのを防止するため、該溶接部３の張力を所定値に調整する。その調整手段は、前記回転体５を駆動するモータ６であり、そのトルクを変更することで行われる。従来は、前記したように、溶接部３が前記Ａを通過する時点で調整する張力の目標値を、先行鋼帯張力（Ｔ１×ｔ１×ｗ１）及び後行鋼帯張力（Ｔ２×ｔ２×ｗ２）のうちのいずれか小さい方の値になるように調整していた。つまり、その目標値を、コンピュータ７に先行鋼帯１及び後行鋼帯２のサイズ、ユニット張力設定値及び張力を定義する式をデータとして入力しておき演算することで求め、その目標値と後行鋼帯の張力との差をモータ６のトルク変更量として制御器８に出力することで調整が行なわれていた。
【００１６】
しかしながら、前記したように、従来の目標値の決定方法では、まだ溶接部３の座屈を完全に抑制できていなかった。そこで、発明者は、目標値の決定方法について鋭意検討を重ね、溶接部３にかかる張力を、先後行する鋼帯の厚み、幅及びユニット張力設定値から最小値を選択して演算で求めるようにしたのである。こうすることにより、従来の方法に比べて適正な張力値を選択でき、溶接部３での座屈の発生を抑制できるからである。
【００１７】
具体的には、下記式を前記コンピュータ７に記憶させておき、目標値を演算すると共に、前記溶接部３が前記領域の入側に到達する直前に、後行鋼帯２の張力をその目標値になるように調整する。
【００１８】
溶接部にかかる張力＝ｍｉｎ（ｔ１  ｏｒ  ｔ２）×ｍｉｎ（ｗ１  ｏｒ  ｗ２）×ｍｉｎ（Ｔ１  ｏｒ  Ｔ２）
ここで、ｔ，ｗ，Ｔは、それぞれ鋼帯の厚み、幅、ユニット張力設定値であり、下付き添字の１、２は、先行鋼帯及び後行鋼帯を表す。また、ｍｉｎは、括弧（  ）内数値のうちの最小値を選択することを意味している。
【００１９】
なお、本発明では、張力の調整手段を特に限定するものではないが、連続焼鈍ラインでは、鋼帯を支持する回転体５の駆動用モータ６のトルク変更を利用することが望ましい。従来からの実績があり、精度良く調整できるからである。
【００２０】
また、鋼帯のプロセスラインとしては、連続焼鈍ラインの他、圧延ライン、精整ライン、表面処理ライン等があり、いずれに対しても本発明は有効である。
【００２１】
【実施例】
連続鋳造で製造した炭素鋼からなるスラブを熱間圧延、冷間圧延を経て種々のサイズの鋼帯を得た。その後、これらの鋼帯は、連続焼鈍ラインを通過させることで焼鈍が施された。その焼鈍に際し、下記のように本発明を適用した。
（実施例１）
コンピュータでの張力演算結果（厚み（ｍｍ）×幅（ｍｍ）×ユニット張力設定値（ｋｇｆ／ｍｍ２））は、
先行鋼帯の張力：  ０．１８×９００×２＝３２４  ｋｇｆ
後行鋼帯の張力：０．１９×８００×２＝３０４  ｋｇｆ
調整後の溶接部の張力：０．１８×８００×２＝２８８  ｋｇｆ
また、張力の調整状況を図３（ａ）に示す。これにより、従来は３０４  ｋｇｆの張力で通過させていたのが、２８８  ｋｇｆで通過するように改められた。（実施例２）
同様に、
先行鋼帯の張力：０．３２×９００×１．８＝５１８  ｋｇｆ
後行鋼帯の張力：０．３５×１０００×１．６＝５６０  ｋｇｆ
調整後の溶接部の張力：０．３２×９００×１．６＝４６１  ｋｇｆ
張力の調整状況を図３（ｂ）に示す。これにより、従来は５１８  ｋｇｆの張力で通過させていたのが、４６１  ｋｇｆで通過するように改められた。
（実施例３）
同様に、
先行鋼帯の張力：０．２０×８５０×１．８＝３０６  ｋｇｆ
後行鋼帯の張力：０．１８×１０００×１．６＝２８８  ｋｇｆ
調整後の溶接部の張力：０．１８×８５０×１．６＝２４５  ｋｇｆ
張力の調整状況を図３（ｃ）に示す。これにより、従来は２８８  ｋｇｆの張力で通過させていたのが、２４５  ｋｇｆで通過するように改められた。
【００２２】
以上の操業により、従来は溶接部の座屈発生に起因して１００００ｍに０．３回は起きていた鋼帯の破断が、０．１回と約１／３に低減した。また、クロップとして切り捨てる量が減り、製品歩留りも従来より０．１％向上した。
【００２３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明により、異なるサイズの鋼帯同士の溶接部がプロセスラインを通過する際に、その溶接部にかかる張力を適切な値に調整できるようになる。その結果、溶接部やその近傍の鋼帯に座屈が生じなくなり、焼鈍後の鋼帯に座屈痕が残り、その部分をクロップとして切捨てることが解消され、製品歩留りが従来より著しく向上した。また、鋼帯を溶接部で切断し、操業を一時停止することもなくなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】鋼帯の連続焼鈍ラインを説明する模式図である。
【図２】鋼帯に作用する張力の説明図である。
【図３】溶接部にかかる張力の経時変化を示す図であり、（ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれ鋼帯のサイズが異なる場合である。
【符号の説明】
１    先行鋼帯
２    後行鋼帯
３    溶接部（溶接点）
４    縦型焼鈍炉
５    回転体
６    モータ
７    コンピュータ
８    制御器
【図１】
2004169069.tif 000003
【図２】
2004169069.tif 000004
【図３】
2004169069.tif 000005