(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
仕上圧延機と、この仕上圧延機の上流側の９０ｍ乃至１６０ｍの距離に配置された粗圧延機とを有する熱間圧延設備において、
前記仕上圧延機の上流側の５０ｍ乃至７０ｍの距離に、前記粗圧延機で圧延された金属板を巻き取り、かつ繰り出すコイルボックスを配置し、
前記コイルボックスによる後行金属板の巻き出し速度の最大を１５０ｍ／ｍｉｎ以上とし、
前記仕上圧延機と前記コイルボックスとの間に、先行金属板の後端と後行金属板の先端とをこれらの金属板の走行中に短時間で接合しかつ接合開始から接合終了までに要する距離が１ｍ以下である短時間接合装置を配置し、
前記短時間接合装置を、前記仕上圧延機の最大５５ｍ以内手前で接合を開始し、前記仕上圧延機の少なくとも１５ｍ手前で接合を終了するものとし、
更に前記仕上圧延機の入り側の金属板の進行速度の最大値を７０ｍ/ｍｉｎ以上に設定して、
金属板の連続圧延を、仕上り板厚で１２ｍｍ以下の範囲までできるようにした
ことを特徴とする熱間圧延設備。
【請求項２】
請求項１に記載の熱間圧延設備において、
前記粗圧延機がリバース圧延機であり、前記粗圧延機と前記コイルボックスとの距離が４０ｍ以上に設定されている
ことを特徴とする熱間圧延設備。
【請求項３】
請求項１に記載の熱間圧延設備において、
前記短時間接合装置の上流側に、前記先行金属板の後端と前記後行金属板の先端とを重ね合わせる重ね合わせ手段を備え、
前記短時間接合装置は、金属板の重ね合わせ部を挟んでその両側から押し込んで剪断しながら接合する一対の剪断刃を有するものである
ことを特徴とする熱間圧延設備。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の熱間圧延設備において、
前記短時間接合装置と前記仕上圧延機の間にバーヒータまたはエッジヒータの少なくとも一方を配置した
ことを特徴とする熱間圧延設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属板の走行中に先行金属板と後行金属板との接合が行える熱間圧延設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属板の熱間圧延設備では、粗圧延機と仕上圧延機により所望の厚さの金属板を得るようになっている。粗圧延機を出た金属板（金属バー）は仕上圧延機に送られるが、それぞれの圧延機の金属バーの走行速度が異なるため、粗圧延機を完全に抜けた後に金属バーが仕上圧延機に送られる設備が知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
【非特許文献１】
第２版「わが国における最近のホットストリップ製造技術」社団法人日本鉄鋼協会ｐ.187〜ｐ.190
【０００４】
このような設備においては、金属バーの後端が粗圧延機を抜けた後に仕上圧延機に送られるようになっているので、粗圧延機と仕上圧延機の距離は金属バーの長さ以上に設定されている。粗圧延機の最終段と仕上圧延機の１台目との距離は、９５ｍ以上がほとんどとなっている。
【０００５】
一方、粗圧延機と仕上圧延機の間で金属バーを接合し、仕上げ圧延を連続して行えるようにすることが開発されている。仕上げ圧延を連続して行うためには、高速で金属バー同士を接合する必要があり、種々の技術が提案されている。
【０００６】
高速で金属バー同士を接合する技術として、例えば、先行金属バーの後端と後行金属バーの先端とを重ね合わせ、両方の金属バーを同時に剪断し、剪断過程で新生面同士を直接接触させて接合する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この技術は、剪断による接合であるため、単純かつ短時間での接合が可能となり、熱間圧延設備に好適な方式となっている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９-１７４１１７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来から熱間圧延設備は、粗圧延機や仕上圧延機等の配置や、連続圧延を可能にするための接合装置の提案は種々されている。しかし、具体的な配置状況等は特定されておらず、限られた場所での新設や既存の設備に対する装置の追設については技術が確立されていないのが現状であった。
【０００９】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、装置の適切な配置状況によって金属板の走行中での先行金属板と後行金属板との接合を行い、適切な装置配置により連続圧延を可能にした熱間圧延設備を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための請求項１に係る本発明の熱間圧延設備は、
仕上圧延機と、この仕上圧延機の上流側の９０ｍ乃至１６０ｍの距離に配置された粗圧延機とを有する熱間圧延設備において、
前記仕上圧延機の上流側の５０ｍ乃至７０ｍの距離に、前記粗圧延機で圧延された金属板を巻き取り、かつ繰り出すコイルボックスを配置し、
前記コイルボックスによる後行金属板の巻き出し速度の最大を１５０ｍ／ｍｉｎ以上とし、
前記仕上圧延機と前記コイルボックスとの間に、先行金属板の後端と後行金属板の先端とをこれらの金属板の走行中に短時間で接合しかつ接合開始から接合終了までに要する距離が１ｍ以下である短時間接合装置を配置し、
前記短時間接合装置を、前記仕上圧延機の最大５５ｍ以内手前で接合を開始し、前記仕上圧延機の少なくとも１５ｍ手前で接合を終了するものとし、
更に前記仕上圧延機の入り側の金属板の進行速度の最大値を７０ｍ/ｍｉｎ以上に設定して、
金属板の連続圧延を、仕上り板厚で１２ｍｍ以下の範囲までできるようにした
ことを特徴とする。
【００１５】
これにより、短時間接合装置による接合範囲が適正に規定されると共に、短時間接合装置を追設した場合でも既存の設備の範囲が適正に規定され、コイルボックスと仕上圧延機との適正配置が規定される。
【００１７】
これにより、仕上圧延機の入り側の金属板の進行速度が適正に規定される。
【００１９】
これにより、接合装置の適正配置が規定される。
【００２０】
また、請求項２に係る本発明の熱間圧延設備は、
請求項１に記載の熱間圧延設備において、
前記粗圧延機がリバース圧延機であり、前記粗圧延機と前記コイルボックスとの距離が４０ｍ以上に設定されていることを特徴とする。
【００２１】
これにより、圧延機からコイルボックスまでが適正に規定される。
【００２２】
また、請求項３に係る本発明の熱間圧延設備は、
請求項１又は２のいずれか一項に記載の熱間圧延設備において、
短時間接合装置は、接合開始から接合終了までに要する距離が略１ｍ以下に設定されている
ことを特徴とする。
【００２３】
これにより、単時間接合装置の接合開始から接合終了までに要する距離が適正に規定される。
【００２６】
また、請求項３に係る発明の熱間圧延設備は、
請求項１に記載の熱間圧延設備において、
前記短時間接合装置の上流側に、前記先行金属板の後端と前記後行金属板の先端とを重ね合わせる重ね合わせ手段を備え、
前記短時間接合装置は、金属板の重ね合わせ部を挟んでその両側から押し込んで剪断しながら接合する一対の剪断刃を有する接合機構である
ことを特徴とする。
【００２７】
これにより、先行金属板の後端と後行金属板の先端とが剪断過程で剪断面同士が塑性流動変形により接合されることが規定される。
【００２８】
また、請求項４に係る本発明の熱間圧延設備は、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の熱間圧延設備において、
前記短時間接合装置と前記仕上圧延機の間にバーヒータまたはエッジヒータの少なくとも一方を配置した
ことを特徴とする。
【００２９】
これにより、バーヒータまたはエッジヒータを備えた設備の適正配置が規定される。
【００３０】
【発明の実施の形態】
図１に基づいて熱間圧延設備の全体状況を説明する。図１には本発明の一実施形態例に係る熱間圧延設備の全体構成を示してある。
【００３１】
本実施形態例の熱間圧延設備は、上流側から粗圧延機（粗ミル）１、コイルボックス２、接合装置３、複数段の圧延機により構成される仕上圧延機（仕上ミル）４及びダウンコイラー５が備えられている。
【００３２】
粗ミル１で圧延された金属板（後行金属バー）６はコイルボックス２のコイラーに巻き取られ、粗ミル１と仕上ミル４の走行速度の差が調整される。コイルボックス２のコイラーから巻き出された後行金属バー６は先端がクロップシャー７により切断された後、接合装置３の重ね装置８で先行金属バー９の後端（必要に応じてクロップシャー７により端部が切断された）に重ね合わされる。
【００３３】
後行金属バー６の先端と先行金属バー９の後端が接合装置３の接合機１０で接合され、接合部のクロップがクロップ処理装置１２で切断される。接合装置３で接合されて連続状態となった金属バー１１は、仕上ミル４に送られる。
【００３４】
接合装置３は、先行金属バー９の後端と後行金属バー６の先端とを金属バーの走行中に接合する構成で、短時間で接合が可能な短時間接合装置となっている。そして、走行中に接合を実施するために、接合機が金属バーの走行に追従して移動する構成や、接合機が金属バーの走行に追従して揺動する構成が適用可能である。
【００３５】
例えば、詳細は後述するが、接合装置３の接合機１０は、先行金属バー９の後端と後行金属バー６の先端との重ね合わせ部を挟んでその両側から押し込んで剪断しながら接合する一対の剪断刃を有する接合機構となっている。
【００３６】
接合機１０としては、剪断しながら接合する方式以外でも短時間で走行中に金属バーを接合できる方式であれば、誘導加熱方式、レーザ加熱方式、溶削方式等、他の方式の接合機を適用することが可能である。
【００３７】
仕上ミル４に送られた金属バー１１は複数段の圧延機により所望の板厚に順次熱間圧延されて所望の板厚に圧延され、所望の板厚に圧延された金属バー１１はダウンコイラー５に巻き取られる。
【００３８】
図中の符号で、１３はコイルボックス２の出側に設けられたレベラー、１４は接合装置３の出側に設けられたレベラー、１５は仕上ミル４の入側に設けられたクロップシャー、１６はレベラー１４とクロップシャー１５の間に配置されたエッジヒータ、１７はエッジヒータ１６の後流側に配置されたバーヒータである。
【００３９】
尚、レベラー１３、１４、クロップシャー１５、エッジヒータ１６、バーヒータ１７の配置は、熱間圧延設備の状況等により適宜選択して配置されるものであり、配置位置や配置の有無等は図示例に限定されるものではない。
【００４０】
また、先行金属バー９の後端及び後行金属バー６の先端を切断するクロップシャー７は、金属バーを突合せて接合する場合は必要となるが、金属バーを重ね合わせて剪断の過程で接合する場合には必ずしも必要ではなく、省略することも可能である。
【００４１】
図２乃至図６に基づいて接合装置３の接合機１０の一例を具体的に説明する。図２、図３には接合機１０の概略構成、図４には接合完了状態の概念、図５、図６には刃物駆動機構の概念を示してある。
【００４２】
図２、図３に基づいて接合機１０の概略を説明する。図２は接合開始状態であり、図３は接合完了状態である。
【００４３】
図２に示すように、先行金属バー９の後端２１の上に後行金属バー６の先端２２が重ね合わされ、後端２１と先端２２が重ねあわされた部分は突起２５を有する上刃物２６と突起２７を有する下刃物２８で挟み込まれている。即ち、突起２５、２７が後端２１と先端２２の表面に接触した状態になっている。
【００４４】
また、先行金属バー９の後端２１と後行金属バー６の先端２２が重ねあわされた部位には、上クランプ３１及び下クランプ３２が接触している。上クランプ３１は上支持装置３３により任意の油圧力で支持され、下クランプ３２は下支持装置３４により任意の油圧力で支持されている。
【００４５】
上刃物２６、上クランプ３１、上支持装置３３は、上刃物集合体３５として一体的に形成されている。また、下刃物２８、下クランプ３２、下支持装置３４は、下刃物集合体３６として一体的に形成されている。
【００４６】
上刃物集合体３５及び下刃物集合体３６はハウジング３７のポスト部に案内され、先行金属バー９及び後行金属バー６の厚さ方向に移動するように支持されている。上刃物集合体３５及び下刃物集合体３６は後述するリンク機構により接近・離反できるように構成され、先行金属バー９及び後行金属バー６を挟んで上刃物集合体３５と下刃物集合体３６が互いに接近または離反される。接合過程は接近動とされ、接合後は離反動とされる。
【００４７】
なお、上刃物２６もしくは下刃物２８の一方のみを移動させる構成とすることも可能である。
【００４８】
図３に示すように、上刃物２６と下刃物２８が先行金属バー９及び後行金属バー６を剪断する過程で、先行金属バー９及び後行金属バー６は互いの剪断面で塑性流動変形して接合されて一体の連続した金属バー１１が形成される。
【００４９】
図４に示すように、接合動作の完了位置では、連続した金属バーの接合部位に上クロップ３８及び下クロップ３９がそれぞれ上下にずれた位置に残存する。この後、上刃物２６と下刃物２８を離反させて上下の刃物間が任意の量になるまで退避させる。
【００５０】
接合時にそれぞれ上下にずれた位置に残存した上クロップ３８及び下クロップ３９は、クロップ処理装置１２（図１参照）により除去され、連続する金属バー１１が仕上ミル４に送られる。
【００５１】
接合機１０による先行金属バー９と後行金属バー６との接合は、金属バーの走行に同調して行われる。このため、図５、図６に示した刃物駆動機構により、接合機１０の同調移動及び上刃物２６と下刃物２８の接近・離反動が行われる。つまり、上刃物２６と下刃物２８は先行金属バー９と後行金属バー６の接合点の移動軌跡にしたがって移動されるようになっている。
【００５２】
図５、図６に基づいて刃物駆動機構を説明する。図５は接合開始以前の状態を示し、図６は接合完了時の状態を示している。
【００５３】
上刃物２６と下刃物２８は接合開始以前の位置から接合完了位置を経由して接合開始以前の位置に戻る。このとき、接合する金属バーがライン速度で下流方向に進行しているので、上刃物２６と下刃物２８はこの進行に同調させながら点線で示す上刃物軌跡、下刃物軌跡を移動する。
【００５４】
主クランク軸４１は中心Ａに対し２つの偏心軸を有している。上偏心軸４２はリンク４３を介して上刃物２６と連結され、下偏心軸４４はリンク４５を介して下刃物２８に連結されている。主クランク軸４１の回転角に応じて、上刃物２６及び下刃物２８を上下（押し込みまたは後退）させる。
【００５５】
また、主クランク軸４１と同調関係に係合される同調軸４６が備えられ、同調軸４６は揺動レバー４７を介して上偏心軸４２のリンク４３及び下偏心軸４４のリンク４５と連系している。
【００５６】
同調軸４６との連系により、上刃物２６及び下刃物２８が金属バーに接触している間は金属バーの進行と略等しい速度で金属バーの進行方向に上刃物２６及び下刃物２８を移動させ、上刃物２６及び下刃物２８が金属バーから離れると上刃物２６及び下刃物２８を元の位置に戻す。
【００５７】
上述した接合装置３では、上刃物２６と下刃物２８が先行金属バー９と後行金属バー６の接合点の移動軌跡にしたがって上下方向に移動され、例えば、接合開始から接合終了までに要する距離が略１ｍ以下に設定されている。
【００５８】
図１に示した熱間圧延設備では、コイルボックス２を備えた設備を例に挙げて説明してある。コイルボックス２を備えていない熱間圧延設備の場合、後行金属バー６の後端が粗ミル１を抜けた後、もしくは、先行金属バー９の先端が仕上ミル４に噛み込む前に、接合装置３での接合が行われるように設定されている。
【００５９】
つまり、接合装置３での接合時には、先行金属バー９と後行金属バー６の圧延が重複しないように設定されている。
【００６０】
上述した接合装置３では、金属バーの厚み方向に対して両側から刃物を押し込んで、剪断過程で剪断面同士を塑性流動変形させて先行金属バー９と後行金属バー６を接合しているので、高い接合強度でしかも短時間で金属バーの接合が可能になる。
【００６１】
尚、接合装置としては、短時間での接合が可能な装置であれば、図７に示したように、走行ハウジング５１に固定刃５２及び昇降刃５３を備えた走行剪断装置５４を適用することも可能である。金属バーの走行に同期させて走行ハウジング５１を走行させ、走行中に昇降刃５３を下降させて固定刃５２との間で剪断を行って先行金属バー９と後行金属バー６の接合を行うことも可能である。
【００６２】
この場合、接合のための距離（接合開始から接合終了までの距離）は、例えば、１０ｍ程度になるが、極めて簡単な装置構成で剪断による接合が可能になる。
【００６３】
図１に示した熱間圧延設備は、接合装置３における接合開始から接合終了までの距離が、略１ｍ以下に設定されている。図７に示した走行剪断装置５４を適用した場合でも接合開始から接合終了までの距離が１０ｍ程度になる。つまり、仕上ミル４の上流側に先行金属バー９の後端と後行金属バー６の先端とを金属バーの走行中に接合する接合装置が配置され、接合装置は、接合開始から接合終了までの距離が１５ｍ以下に設定されている。
【００６４】
また、図１に示した熱間圧延設備は、コイルボックス２から繰り出された金属バーの仕上げ圧延を行う仕上ミル４を備え、コイルボックス２と仕上ミル４の距離Ｓ１が７０ｍ以下に設定されている。そして、コイルボックス２と仕上ミル４の間に先行金属バー９の先端と後行金属バー６の後端とを金属バーの走行中に接合する接合装置３が配置されている。
【００６５】
一般に、粗ミル１と仕上ミル４とを備えた熱間圧延設備では、金属バーの後端が粗ミル１を抜けた後に仕上ミル４に噛み込まれるようになっている。このため、既存の設備（バッチ圧延）では、粗ミル１と仕上ミル４との距離が９０ｍ乃至１６０ｍの距離で設置されている。
【００６６】
図１に示した熱間圧延設備では、コイルボックス２と仕上ミル４の距離Ｓ１が７０ｍ以下に設定されているので、粗ミル１と仕上ミル４との距離が１１０ｍ乃至１６０ｍの距離で設置されている既存の設備に対しても接合装置３を適用して連続圧延が可能な熱間圧延設備とすることが可能である。
【００６７】
例えば、粗ミル１が１から３段で構成されている場合、粗ミル１の最終段でリバース圧延を行うことがある。最終パスの金属バーの長さよりも粗ミル１からコイルボックス２までの距離が短いと、先行材となる巻かれたコイルと干渉してしまう。このため、粗ミル１の最終段からコイルボックス２までの距離は、例えば、４０ｍ程度必要となる。
【００６８】
本実施形態例の熱間圧延設備では、コイルボックス２と仕上ミル４の距離Ｓ１が７０ｍ以下に設定されているので、粗ミル１の最終段からコイルボックス２までの距離を、例えば、４０ｍ程度確保しても、粗ミル１と仕上ミル４との距離が１１０ｍの既存の設備に対して適用が可能になる。即ち、粗ミル１とコイルボックス２までの距離が４０ｍ以上に設定されている。
【００６９】
コイルボックス２と仕上ミル４の距離Ｓ１が７０ｍ以下で５０ｍ程度に設置できれば、粗ミル１と仕上ミル４との距離が９０ｍの設備であっても適用が可能になる。
【００７０】
また、図１に示した熱間圧延設備では、仕上ミル４の上流側に先行金属バー９の先端と後行金属バー６の後端とを金属バーの走行中に接合する接合装置３を配置され、接合装置３は仕上ミル４の手前の距離Ｓ２で接合が開始され、仕上ミル４の手前の距離Ｓ３で接合が終了するように設定されている。そして、距離Ｓ２が５５ｍ以下の範囲に設定され、距離Ｓ３の最小値が１５ｍの範囲に設定されている。
【００７１】
粗ミル１と仕上ミル４との距離が短い圧延設備を含め、ほとんどの圧延設備に連続圧延を適用できるようにすることが本発明の目的である。そのためには、粗ミル１と仕上ミル４との距離が９０ｍから１６０ｍの設備に収める必要があり、コイルボックス２と仕上ミル４との距離（図１中Ｓ１）を７０ｍ以下にすると、粗ミル１の最終段リバースのときに約４０ｍのスペースが必要なので、少なくとも粗ミル１と仕上ミル４との距離が１１０ｍから１６０ｍの設備に適用可能となる。特に、コイルボックス２と仕上ミル４との間（図１中Ｓ１）を５０ｍにできれば、粗ミル１と仕上ミル４との距離が９０ｍの設備に対しても連続圧延設備として適用することができる。
【００７２】
前述した非特許文献１によれば、合計１６例のミルレイアウトが示されている。粗ミルの最終段と仕上ミルとの距離が１１０ｍから１６０ｍなのは１１例あり、約７０％はこの範囲に含まれる。少なくとも、粗ミルの最終段と仕上ミルとの距離が１１０ｍから１６０ｍの設備に連続圧延を適用できるようにすれば、ほとんどの既存設備において連続圧延設備とすることが可能となる。
【００７３】
粗ミル１の最終段とコイルボックス２との距離を４０ｍ以上と設定した理由は以下のとおりである。
【００７４】
標準的な金属バーとして仕上ミル４の入側の金属バーの厚さを、例えば、３２mmとし、金属バーの単位幅あたりの重量を、例えば、１８kg/mmとすると、金属バーの長さＬは、
Ｌ＝１８/(３２×７.８５×１０-6)＝７１．７×１０3＝７１．７ｍ
となる。ここで、７.８５×１０-6kg/mm2は金属バーの比重である。
【００７５】
粗ミル１の最終パスの１つ前のパスの入側の金属バーの厚さt1は、粗ミル１の最終パスと１つ前のパスの圧下率を３０％とすると、
t1×（１−０.３）（１−０.３）＝３２
従って、t1＝６５．３
このとき、
金属バーの長さは７１．７×（３２/６５．３）＝３５．１ｍ＜４０ｍ
となる。
よって、粗ミル１の最終段とコイルボックス２との距離が４０ｍ以上あれば、粗ミル１の最終パスの１つ前のパスの入側の金属バーがコイルボックス２と干渉することを避けることができる。
【００７６】
尚、粗ミル１の最終段が仕上ミル４の方向に１パスのみ行うような場合には、粗ミル１の最終段とコイルボックス２との距離が４０ｍ以上でなくても、コイルボックス２から巻き出し中の先行金属バーに干渉することなく後行金属バーを粗圧延しつつコイルボックス２で巻き取ることが可能である。
【００７７】
接合装置３において、接合開始から接合終了までの距離（図１中Ｓ５）を１５ｍ以下と設定した理由は以下のとおりである。
【００７８】
前述した非特許文献１によれば、仕上ミルの最前列の圧延機（Ｆ１）の前にクロップシャーが存在する。このＦ１とクロップシャーとの距離はほとんどの場合１０ｍ以下となっている。従って、このスペースを確保するためには接合終了位置と仕上ミル４（Ｆ１）との距離（図１中Ｓ３）を１０ｍ以上にする必要がある。クロップシャーの装置の幅とクロップ処理装置１２のスペースを考慮すると、接合終了位置と仕上ミル４（Ｆ１）との距離（図１中Ｓ３）を少なくとも１５ｍ確保する必要がある。
【００７９】
更に、図１に示すように、設備的にレベラー１４やエッジヒータ１６やバーヒータ１７を必要とする場合がある。これらの設備は、それぞれ固有の大きさを有するが、最大２５ｍのスペースがあればすべて取付けることが可能である。
【００８０】
コイルボックス２から接合開始までの距離（（図１中Ｓ４）は最小で１５ｍ必要であると考えられる。即ち、先行金属バーが巻き出しを完了した後、後行金属バーを巻き出し始め、先行金属バーに追い付かせ、且つ、重ね合せを要する場合は、重ね合わせのために後行金属バーを増速する必要がある。
【００８１】
後行金属バーの巻き出し始めが先行金属バーの巻き出し完了の５sec後とすると、先行金属バーの進行速度が７０m/minの場合、５secで
（７０/６０）×５＝５.８３ｍ
進行する。
【００８２】
後行金属バーの巻き出し始めを経過時間０secとして横軸にし、縦軸をコイルボックス巻き取り中心からの距離とすると、先行金属バーと後行金属バーの関係は、図８に示したように整理できる。図中実線は先行金属バーの後端位置、破線は後行金属バーの先端位置を示してある。
【００８３】
後行金属バーの巻き出し速度を１５０m/minとすると、
後行金属バーの先端位置（破線）は、
ｙ＝２．５ｘ
となり、
先行金属バーの後端位置（実線）は、
ｙ＝１．１７ｘ＋５．８３となる。
【００８４】
後行金属バーの後端位置（破線）と先行金属バーの後端位置（実線）との交点は（４．３８，１１．０）であり、コイルボックス２の巻き取り中心から１１.０ｍで後行金属バーの先端が先行金属バーの後端に追い付く。重ね合せて接合する場合はそのための移動距離を要するが、少なくともコイルボックス２の巻き取り中心から１５ｍはなれた位置から接合開始が可能である。
【００８５】
以上のことから、コイルボックス２から接合開始までの距離（図１中Ｓ４）として、１５ｍ以上必要となる（図９のNo.2が相当）。
【００８６】
図９には、粗ミルと仕上ミルとの距離、コイルボックス２と仕上ミル４との距離Ｓ１、接合開始点と仕上ミル４との距離Ｓ２、接合終了点と仕上ミル４との距離Ｓ３、コイルボックス２と接合開始点との距離Ｓ４、接合開始点と接合終了点との距離Ｓ５についての組み合わせ例の表図を示してある。
【００８７】
図中のNo.6の条件は、コイルボックス２と接合開始点との距離Ｓ４が１５ｍに満たないので、レイアウトとして成り立たないので評価は×となる。他のNo.1,No.2,No.3,No.4, No.5,No.7はいずれもレイアウトが成立するので評価は○となる。No.7は、粗ミルと仕上ミルとの距離が９０ｍで、コイルボックス２と仕上ミルとの距離が７０ｍであるため、粗ミルとコイルボックス２との距離が２０ｍとなり、粗ミルの最終段が仕上ミル方向に１パスのみ行う場合に成立し得るレイアウトである。
【００８８】
図１において、クロップシャー１５を省略することも考えられる。クロップシャー１５は、金属バーを接合せずに間欠的に仕上圧延する際の金属バーの先後端をカットするためなどに用いられる。
【００８９】
ここで、接合装置３の入側にクロップシャー７が存在する場合、クロップシャー１５の機能をクロップシャー７が代用することも可能である。仕上圧延前の金属バーの先後端部のカットは、先後端の不定形なクロップ部除去の他に、金属バーの先後端が冷えて仕上ミル４での噛み込みや尻抜けのときの不安定圧延を避ける目的でも行われる。
【００９０】
接合装置３が仕上ミル４に近づくとクロップシャー７も仕上ミル４に近づき、金属バーの先後端カット後の先後端の温度低下を抑制できる。例えば、Ｓ５が１ｍ、Ｓ３が１５ｍ、Ｓ２が１６ｍ、Ｓ４が１５ｍのとき、Ｓ１は３１ｍとなる。Ｓ４の中間位置にクロップシャー７を配置すると、クロップシャー７から仕上ミル４までの距離は約２４ｍとできる。前述した非特許文献１において、クロップシャーと仕上ミルとの距離は最長２８．３０８ｍであり、実績の範囲内とすることが可能である。
【００９１】
尚、クロップシャー１５を省略できれば、Ｓ３が１５ｍの条件で接合装置３と仕上ミル４との間にエッジヒータ１６やバーヒータ１７の設置も可能となる。
【００９２】
また、図１に示した熱間圧延設備では、仕上ミル４の入り側の金属バーの進行速度の最大値が７０ｍ/ｍｉｎ以上に設定されている。
【００９３】
図１０には仕上ミル４の入り側の金属バーの進行速度（仕上ミル入側バー速度）と仕上ミル４で圧延した後の仕上り板厚との関係を示してある。ここで、実線は仕上ミル入側バー速度の上限を示してあり、一点鎖線は仕上ミル入側バー速度の下限を示してある。加熱炉の能力等設備的な制約があるので、狭幅材は実線に近く、広幅材は一点鎖線に近い速度となる。
【００９４】
図１０に破線で示したように、仕上ミル入側バー速度が６０ｍ/ｍｉｎの場合は、実線が２.５ｍｍ、一点鎖線が６.０ｍｍ以下の仕上がり板厚の圧延が連続化可能となる。仕上ミル入側バー速度が７０ｍ/ｍｉｎの場合は、実線が４.０ｍｍ、一点鎖線が１２.０ｍｍ以下の仕上がり板厚の圧延が連続化可能となる。
【００９５】
このように、仕上ミル入側バー速度の最大値を７０ｍ/ｍｉｎ以上に設定することにより、広い範囲の仕上り板厚に対し連続化操業が可能になる。
【００９６】
【発明の効果】
請求項１に係る本発明の熱間圧延設備は、
仕上圧延機と、この仕上圧延機の上流側の９０ｍ乃至１６０ｍの距離に配置された粗圧延機とを有する熱間圧延設備において、
前記仕上圧延機の上流側の５０ｍ乃至７０ｍの距離に、前記粗圧延機で圧延された金属板を巻き取り、かつ繰り出すコイルボックスを配置し、
前記コイルボックスによる後行金属板の巻き出し速度の最大を１５０ｍ／ｍｉｎ以上とし、
前記仕上圧延機と前記コイルボックスとの間に、先行金属板の後端と後行金属板の先端とをこれらの金属板の走行中に短時間で接合しかつ接合開始から接合終了までに要する距離が１ｍ以下である短時間接合装置を配置し、
前記短時間接合装置を、前記仕上圧延機の最大５５ｍ以内手前で接合を開始し、前記仕上圧延機の少なくとも１５ｍ手前で接合を終了するものとし、
更に前記仕上圧延機の入り側の金属板の進行速度の最大値を７０ｍ/ｍｉｎ以上に設定して、
金属板の連続圧延を、仕上り板厚で１２ｍｍ以下の範囲までできるようにしたので、短時間接合装置による接合範囲が適正に規定される。
短時間接合装置は、接合開始から接合終了までに要する距離が略１ｍ以下に設定され、短時間接合装置の接合開始から接合終了までに要する距離が適正に規定される。
【００９７】
このため、装置の適切な配置状況によって金属板の走行中での先行金属板と後行金属板との接合を行い、適切な装置配置により連続圧延を可能にした熱間圧延設備とすることが可能になる。
【００９９】
このため、装置の適切な配置状況によって金属板の走行中での先行金属板と後行金属板との接合を行い、適切な装置配置により連続圧延を可能にした熱間圧延設備とすることが可能になる。
【０１０１】
このため、装置の適切な配置状況によって金属板の走行中での先行金属板と後行金属板との接合を行い、適切な装置配置により連続圧延を可能にした熱間圧延設備とすることが可能になる。
【０１０３】
このため、装置の適切な配置状況によって金属板の走行中での先行金属板と後行金属板との接合を行い、適切な装置配置により連続圧延を可能にした熱間圧延設備とすることが可能になる。
【０１０５】
このため、装置の適切な配置状況によって金属板の走行中での先行金属板と後行金属板との接合を行い、適切な装置配置により連続圧延を可能にした熱間圧延設備とすることが可能になる。
【０１０６】
請求項２に係る本発明の熱間圧延設備は、
請求項１に記載の熱間圧延設備において、
前記粗圧延機がリバース圧延機であり、前記粗圧延機と前記コイルボックスとの距離が４０ｍ以上に設定されているので、圧延機からコイルボックスまでが適正に規定される。
【０１０７】
このため、装置の適切な配置状況によって金属板の走行中での先行金属板と後行金属板との接合を行い、適切な装置配置により連続圧延を可能にした熱間圧延設備とすることが可能になる。
【０１０９】
このため、装置の適切な配置状況によって金属板の走行中での先行金属板と後行金属板との接合を行い、適切な装置配置により連続圧延を可能にした熱間圧延設備とすることが可能になる。
【０１１２】
請求項３に係る発明の熱間圧延設備は、
請求項１に記載の熱間圧延設備において、
前記短時間接合装置の上流側に、前記先行金属板の後端と前記後行金属板の先端とを重ね合わせる重ね合わせ手段を備え、
前記短時間接合装置は、金属板の重ね合わせ部を挟んでその両側から押し込んで剪断しながら接合する一対の剪断刃を有する接合機構であるので、
先行金属板の後端と後行金属板の先端とが剪断過程で剪断面同士が塑性流動変形により接合されることが規定される。
【０１１３】
このため、装置の適切な配置状況によって金属板の走行中での先行金属板と後行金属板との接合を行い、適切な装置配置により連続圧延を可能にした熱間圧延設備とすることが可能になる。
【０１１４】
請求項４に係る本発明の熱間圧延設備は、
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の熱間圧延設備において、
短時間接合装置と仕上圧延機の間にバーヒータまたはエッジヒータの少なくとも一方を配置したので、バーヒータまたはエッジヒータを備えた設備の適正配置が規定される。
【０１１５】
このため、装置の適切な配置状況によって金属板の走行中での先行金属板と後行金属板との接合を行い、適切な装置配置により連続圧延を可能にした熱間圧延設備とすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態例に係る熱間圧延設備の全体構成図。
【図２】接合機１０の概略構成図。
【図３】接合機１０の概略構成図。
【図４】接合完了状態の概念図。
【図５】刃物駆動機構の概念図。
【図６】刃物駆動機構の概念図。
【図７】他の実施形態例に係る接合装置の概念図。
【図８】金属バーの位置の変化を表すグラフ。
【図９】レイアウト例を表す表図。
【図１０】仕上ミル４の入り側の金属バーの進行速度と仕上ミル４での仕上り板厚との関係を表すグラフ。
【符号の説明】
１  粗圧延機（粗ミル）
２  コイルボックス
３  接合装置
４  仕上圧延機（仕上ミル）
５  ダウンコイラー
６  後行金属バー
７  クロップシャー
８  重ね装置
９  先行金属バー
１０  接合機
１１  金属バー
１２  クロップ処理装置
１３,１４  レベラー
１５  クロップシャー
１６  エッジヒータ
１７  バーヒータ
２１  後端
２２  先端
２５,２７  突起
２６  上刃物
２８  下刃物
３１  上クランプ
３２  下クランプ
３３  上支持装置
３４  下支持装置
３５  上刃物集合体
３６  下刃物集合体
３７  ハウジング
３８  上クロップ
３９  下クロップ
４１  主クランク軸
４２  上偏心軸
４３,４５  リンク
４４  下偏心軸
４６  同調軸
４７  揺動レバー
５１  走行ハウジング
５２  固定刃
５３  昇降刃
５４  走行剪断装置
【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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