(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延方向に走行する台車と、該台車上に取付られ先行する圧延材の後端部を水平に挟持して上下動可能な後端クランプ装置と、前記台車上に取付られ後続する圧延材の先端部を水平に挟持する先端クランプ装置と、前記台車上に設置され先行圧延材の後端部下面と後続圧延材の先端部上面を同時に面一に切削加工する面一加工装置と、該加工面を還元状態に保持する還元保持装置と、先行圧延材と後続圧延材の加工面を重ね合わせて圧延材とほぼ同一厚さまで圧縮して接合する圧接装置と、を備え、
前記面一加工装置は、圧延材の幅方向の第１の軸心を中心に回転する円筒形カッタと、該カッタを圧延材に対して斜め方向に移動するよう圧延材の幅方向の第２の軸心を中心に揺動させる揺動装置と、カッタを圧延方向に前後進させる復動装置と、からなる、
ことを特徴とする圧延材接合装置。
【請求項２】
前記傾斜ガイドは、下降位置にあるときに、圧延高さを走行する圧延材を上昇させ先端クランプ装置に案内し且つ後端クランプ装置からこれより低い圧延高さまで案内し、上昇位置にあるときに、圧延材を前記台車の下側を通過させ走行させるように構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の圧延材接合装置。
【請求項３】
前記後端クランプ装置は、先行圧延材の後端部下面を前記カッタの上面に接触させる加工高さＨと先行圧延材の後端部を後続圧延材の先端部とほぼ同一高さに保持する圧接高さＬとの間を上下動させる昇降シリンダを有する、ことを特徴とする請求項１に記載の圧延材接合装置。
【請求項４】
前記圧接装置は、先行圧延材の後端部上面に接する下面を有する上型と、後続圧延材の先端部下面に接する上面を有する下型と、上型及び下型を挟持して圧縮するプレス装置と、からなる、ことを特徴とする請求項１に記載の圧延材接合装置。
【請求項５】
前記還元保持装置は、可燃性ガスを完全燃焼させる量よりも少ない酸素で燃焼させて還元状態を形成する還元炎バーナである、ことを特徴とする請求項１に記載の圧延材接合装置。
【請求項６】
前記還元炎バーナは、ローラのフレームに又は固定スタンドを介して台車に固定され、これにより切削面を常に還元状態に保持する、ことを特徴とする請求項５に記載の圧延材接合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、熱間圧延設備において圧延材とともに走行しながら、先行する圧延材の後端と後続する圧延材の先端とを接合する圧延材接合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の熱間圧延設備（ホットストリップミル）では、粗圧延機で圧延されたバー材を、それぞれ別々に仕上圧延機に供給し、所望の板厚のストリップ材を得ていた。しかし、かかる手段では、圧延材全体を均一に圧延できず、圧延材の端部（前端部と後端部）に欠陥が生じやすく圧延材の歩留りを低下させ、かつ噛込み／尻抜け等のため圧延速度を高速化しにくい問題点があった。
【０００３】
かかる問題点を解決するため、圧延材を連続的に仕上圧延機に供給するために先行する圧延材の後端と次の圧延材の前端とを接合する接合装置が従来から提案されていた（例えば、特開昭６２−２５２６０３号公報、特開昭６３−９３４０８号公報、特公平５−１３９号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開昭６２−２５２６０３号の「板接合方法」は、接合すべき板の端部相互間に、継手を打込んで接合するものであるが、圧延材の幅全体にわたり十分な接合強度を確保するには多数の継手を短時間で打込む必要があり、自動化（機械化）が困難であり、かつ継手部を均一に圧延できない問題点があった。
【０００５】
また、特開昭６３−９３４０８号の「バー接合設備」は、圧延材にループを形成して、後端と先端を圧接するものであるが、比較的厚いバー材をループに形成するため、バー材に曲げ癖が付きやすくかつ十分な接合時間を確保できず、また後端と先端を単に圧接しても圧延材の幅全体にわたり十分な接合強度を確保できない問題点があった。
【０００６】
更に、特公平５−１３９号の「帯板の走間溶接装置」は、圧延材とともに走行しながら後端と先端を溶接接合する装置であるが、幅広の圧延材を溶接するには時間がかかるため設備全体が長くなりやすく、かつ接合部に凸凹が生じやすく、接合部を均一に圧延することが困難である問題点があった。
【０００７】
本発明は上述した種々の問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、先行する圧延材の後端と後続する圧延材の先端とを圧延材とともに走行しながら接合することができ、短時間に圧延材の幅全体にわたり十分な接合強度で接合することができ、接合部の凸凹が少なく接合部をほぼ均一に加工でき、これにより、圧延材を連続的に仕上圧延機に供給することができる圧延材接合装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、圧延方向に走行する台車と、該台車上に取付られ先行する圧延材の後端部を水平に挟持して上下動可能な後端クランプ装置と、前記台車上に取付られ後続する圧延材の先端部を水平に挟持する先端クランプ装置と、前記台車上に設置され先行圧延材の後端部下面と後続圧延材の先端部上面を同時に面一に切削加工する面一加工装置と、該加工面を還元状態に保持する還元保持装置と、先行圧延材と後続圧延材の加工面を重ね合わせて圧延材とほぼ同一厚さまで圧縮して接合する圧接装置と、を備え、前記面一加工装置は、圧延材の幅方向の第１の軸心を中心に回転する円筒形カッタと、該カッタを圧延材に対して斜め方向に移動するよう圧延材の幅方向の第２の軸心を中心に揺動させる揺動装置と、カッタを圧延方向に前後進させる復動装置と、からなる、ことを特徴とする圧延材接合装置提供される。
本発明の好ましい実施例によれば、前記傾斜ガイドは、下降位置にあるときに、圧延高さを走行する圧延材を上昇させ先端クランプ装置に案内し且つ後端クランプ装置からこれより低い圧延高さまで案内し、上昇位置にあるときに、圧延材を前記台車の下側を通過させ走行させるように構成されている。
【０００９】
本発明の好ましい実施例によれば、前記後端クランプ装置は、先行圧延材の後端部下面を前記カッタの上面に接触させる加工高さＨと先行圧延材の後端部を後続圧延材の先端部とほぼ同一高さに保持する圧接高さＬとの間を上下動させる昇降シリンダを有する。更に、前記圧接装置は、先行圧延材の後端部上面に接する下面を有する上型と、後続圧延材の先端部下面に接する上面を有する下型と、上型及び下型を挟持して圧縮するプレス装置と、からなる。また、前記還元保持装置は、可燃性ガスを完全燃焼させる量よりも少ない酸素で燃焼させて還元状態を形成する還元炎バーナである、ことが好ましい。更に、前記還元炎バーナは、ローラのフレームに又は固定スタンドを介して台車に固定され、これにより切削面を常に還元状態に保持する、ことが好ましい。
【００１１】
【作用】
上記本発明の装置によれば、後端クランプ装置と先端クランプ装置により、先行圧延材と後続圧延材を挟持したままで台車が圧延方向に走行するので、圧延材を連続的に仕上圧延機に供給することができる。また、面一加工装置による切削加工と圧接装置による圧接の２工程で圧延材の幅全体を接合できるため、接合時間を大幅に短縮することができ、圧延設備全長を短くすることができる。
【００１２】
更に、還元保持装置により加工面を還元状態に保持したまま、面一加工装置により後端部下面と先端部上面を同時に面一に切削加工しかつ圧接装置により加工面を圧延材とほぼ同一厚さまで圧縮するので、加工面の酸化がほとんどなくかつ加工面を隙間なく密着させて圧接することができ、圧延材の幅全体にわたり十分な接合強度で接合することができる。また、圧接装置により加工面を重ね合わせて圧延材とほぼ同一厚さまで圧縮して接合するので、接合部の凸凹がほとんどなく接合部をほぼ均一に圧延することができる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図１は、本発明による圧延材接合装置の全体構成図であり、図２のその主要部構成図である。図１及び図２において、本発明の圧延材接合装置１０は、圧延方向に走行する台車１２と、台車１２上に取付られ先行する圧延材１の後端部を水平に挟持して上下動可能な後端クランプ装置１４と、台車１２上に取付られ後続する圧延材２の先端部を水平に挟持する先端クランプ装置１６と、先行圧延材１の後端部下面と後続圧延材２の先端部上面を同時に面一に切削加工する面一加工装置１８と、加工面１ａ、２ａ（図２）を還元状態に保持する還元保持装置２０と、先行圧延材１と後続圧延材２の加工面１ａ、２ａを重ね合わせて圧延材１、２とほぼ同一厚さまで圧縮して接合する圧接装置２２と、を備えている。
【００１４】
図２において、面一加工装置１８は、圧延材１、２の幅方向の軸心Ｚを中心に回転する円筒形カッタ１９ａと、カッタ１９ａを斜め方向に揺動させる揺動装置１９ｂと、カッタ１９ａを圧延方向（図で左右）に前後進させる復動装置１９ｃと、からなる。カッタ１９ａは、揺動アーム１９ｄの先端部に軸心Ｚを中心に回転可能に取付られ図示しない駆動装置により回転するようになっている。カッタ１９ａは、圧延材１、２の全幅より長く、その外周部には複数の刃が同径に設けられ、圧延材１、２の全幅にわたり単一のカッタ１９ａにより同時に切削加工するようになっている。揺動装置１９ｂは、揺動アーム１９ｄと揺動シリンダ（図示せず）からなり、揺動アーム１９ｄの末端部が復動装置１９ｃの復動台１９ｅに枢着され、揺動アーム１９ｄを揺動させて、カッタ１９ａを円弧状に斜め方向に揺動させ、カッタ１９ａの高さを調整できるようになっている。復動装置１９ｃは、復動台１９ｅと復動シリンダ１９ｇからなり、復動台１９ｅを水平に往復動させてカッタ１９ａを圧延方向（図で左右）に前後進させるようになっている。かかる構成により、カッタ１９ａの高さを調整しかつカッタ１９ａを前後進させることにより、先行圧延材１の後端部下面と後続圧延材２の先端部上面の両方を同時に面一に切削加工することができる。
【００１５】
後端クランプ装置１４は、先行圧延材１の後端部を水平に支持する複数のローラ１５ａと、上下動してローラ１５ａとの間に先行圧延材１の後端部を挟持するクランプ１５ｂと、先行圧延材１の後端部下面をカッタ１９ａの上面に接触させる加工高さＨと先行圧延材１の後端部を後続圧延材２の先端部とほぼ同一高さに保持する圧接高さＬとの間をローラ１５ａ及びクランプ１５ｂを上下動させる昇降シリンダ１５ｃとからなる。かかる構成により、ローラ１５ａにより先行圧延材１の後端部を水平に支持したまま、クランプ１５ｂにより先行圧延材１の後端部を挟持することができる。また、昇降シリンダ１５ｃによりローラ１５ａ及びクランプ１５ｂを加工高さＨに保持して、単一のカッタ１９ａにより先行圧延材１の後端部下面と後続圧延材２の先端部上面を同時に面一に切削加工することができ、かつ圧接高さＬに保持して先行圧延材１と後続圧延材２の加工面１ａ、２ａを重ね合わせ、圧接装置２２により圧縮して接合することができる。
【００１６】
先端クランプ装置１６は、後続圧延材１の先端部を水平に支持する複数のローラ１７ａと、上下動してローラ１７ａとの間に後続圧延材２の先端部を挟持するクランプ１７ｂと、からなる。この構成は、昇降機構がない点を除き、後端クランプ装置１４と同様である。かかる構成により、ローラ１７ａにより後続圧延材２の先端部を水平に支持したまま、クランプ１７ｂにより後続圧延材２の先端部を挟持することができる。
【００１７】
圧接装置２２は、先行圧延材１の後端部上面に接する下面を有する上型２３ａと、後続圧延材２の先端部下面に接する上面を有する下型２３ｂと、上型２３ａ及び下型２３ｂを挟持して圧縮するプレス装置２３ｃと、からなる。下型２３ｂは、台車１２に固定されている。また、上型２３ａはプレス装置２３ｃのラム２３ｅの下面に取付られ、ラム２３ｅとともに昇降するようになっている。かかる構成により、面一加工装置１８による加工中に、先行圧延材１の後端部と後続圧延材２の先端部を、上型２３ａ及び下型２３ｂで支持することができ、かつプレス装置２３ｃによりラム２３ｅを下降させることにより、先行圧延材１と後続圧延材２の加工面１ａ、２ａを加工完了後すぐさま重ね合わせて圧縮することができる。また、この圧縮により重ね合わせ部分を圧延材１、２とほぼ同一の厚さまで圧縮することにより、接合部の凸凹がほとんどなく接合部をほぼ均一に圧延することができる。
【００１８】
還元保持装置２０は、ＣＯＧ（コークス炉ガス）、ＬＰＧ、ＬＮＧ等の可燃性ガスを完全燃焼させる量よりも少ない酸素で燃焼させて、水素ラジカル、ＣＨ2 Ｏラジカル等還元性ラジカルを含有する還元炎にて還元状態を形成する還元炎バーナ２０ａ、２０ｂであり、図２に示すように還元炎バーナ２０ａは、ローラ１５ａのフレームに、還元炎バーナ２０ｂは、固定スタンド２１を介して台車１２に取付られ、先行圧延材１と後続圧延材２の加工面１ａ、２ａに向けて還元炎ガスを吹きつけ、切削面を常に還元状態に保持するようになっている。かかる構成により、面一加工装置１８による切削加工工程、及び圧接装置２２による圧接工程の間、加工面１ａ、２ａを還元状態に保持し、その酸化を防止し、高い接合強度を確保することができる。
【００１９】
図１において、台車１２は、複数の車輪１３を有し、この車輪１３は圧延方向に延びたレール３上を図示しない駆動装置により走行するようになっている。この図で、Ｂは圧延装置の圧延高さであり、複数のローラ４が圧延材を圧延高さＢで支持し圧延方向に移動させるようになっている。レール３はローラ４を跨ぐ位置に配置され、圧接高さＬを圧延高さＢより高くし、レール３より高い位置で台車１２が圧延方向に走行できるようになっている。かかる構成により、例えば既存の圧延設備を稼働した状態で、本発明の圧延材接合装置を設置することができる。なお、本発明はかかる構成に限定されず、圧接高さＬを圧延高さＢと同一にしてもよい。
【００２０】
図１において本発明の圧延材接合装置１０は更に、圧延材１、２を圧延装置の圧延高さＢから先端クランプ装置１６に案内し、かつ後端クランプ装置１４から圧延高さＢに案内する上下に揺動可能な傾斜ガイド２４、２５を備えている。傾斜ガイド２４、２５は、台車に揺動可能に支持され、図示しないシリンダにより、下端が圧延高さＢに位置する「下降位置」から下端が適当な高さまで上昇しその下を圧延材１、２が通過できる「上昇位置」まで揺動できるようになっている。傾斜ガイド２４、２５には複数のローラが直線状に取付られ、圧延材１、２の移動を容易にしている。かかる構成により、傾斜ガイド２４、２５を「上昇位置」に移動させて、既存の圧延設備をそのまま稼働させることができ、かつ「下降位置」に移動させて、後続圧延材２を圧延高さＢから先端クランプ装置１６に案内し、かつ先行圧延材１を後端クランプ装置１４から圧延高さＢに案内することができる。
【００２１】
図３は、本発明の圧延材接合装置を用いた圧延材接合方法の作動説明図である。図３（Ａ）において、台車１２は圧延速度と同期して圧延方向に走行しており、後端クランプ装置１４により先行圧延材１の後端部が水平に挟持され、先端クランプ装置１６により後続圧延材２の先端部も水平に挟持されている。先行圧延材１の後端部と後続圧延材２の先端部は接合部分が上下に重複した位置にあり、先行圧延材１の後端部は後端クランプ装置１４により加工高さＨにある。面一加工装置１８と圧接装置２２は待機状態にあり、上型２３ａの下面が先行圧延材１の後端部上面に接し、下型２３ｂの下面が後続圧延材２の先端部下面に接している。
【００２２】
次いで、図３（Ｂ）に示すように、面一加工装置１８によりカッタ１９ａを揺動させて加工高さに調整し、カッタ１９ａを圧延方向（図で左右）に前後進させて先行圧延材１の後端部下面と後続圧延材２の先端部上面を同時に面一に切削加工する。加工中、還元保持装置２０により加工面は還元状態に保持される。
次いで、図３（Ｃ）に示すように、カッタ１９ａを待機位置に戻し、後端クランプ装置１４により先行圧延材１の後端部を圧接高さＬまで下降させ、同時に圧接装置２２により、先行圧延材１と後続圧延材２の加工面を重ね合わせて圧延材とほぼ同一厚さまで圧縮して接合を完了する。圧接中も、還元保持装置２０により加工面は還元状態に保持される。
【００２３】
次いで、後端クランプ装置１４、先端クランプ装置１６、及び圧接装置２２を開放し、台車１２が後退して待機位置に復帰する。
【００２４】
かかる接合方法により、圧延材を連続的に仕上圧延機に供給したままで、先行圧延材と後続圧延材を接合でき、また、面一加工装置による切削加工と圧接装置による圧接の２工程で圧延材の幅全体を接合できるため、接合時間を大幅に短縮することができ、圧延設備全長を短くすることができる。
なお、本発明は上述した実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【００２５】
【発明の効果】
上述したように、本発明の圧延材接合装置によれば、後端クランプ装置と先端クランプ装置により、先行圧延材と後続圧延材を挟持したままで台車が圧延方向に走行するので、圧延材を連続的に仕上圧延機に供給することができる。また、面一加工装置による切削加工と圧接装置による圧接の２工程で圧延材の幅全体を接合できるため、接合時間を大幅に短縮することができ、圧延設備全長を短くすることができる。
【００２６】
更に、還元保持装置により加工面を還元状態に保持したまま、面一加工装置により後端部下面と先端部上面を同時に面一に切削加工しかつ圧接装置により加工面を圧延材とほぼ同一厚さまで圧縮するので、加工面の酸化がほとんどなくかつ加工面を隙間なく密着させて圧接することができ、圧延材の幅全体にわたり十分な接合強度で接合することができる。また、圧接装置により加工面を重ね合わせて圧延材とほぼ同一厚さまで圧縮して接合するので、接合部の凸凹がほとんどなく接合部をほぼ均一に圧延することができる。
【００２７】
従って、本発明の圧延材接合装置は、先行する圧延材の後端と後続する圧延材の先端とを圧延材とともに走行しながら接合することができ、短時間に圧延材の幅全体にわたり十分な接合強度で接合することができ、接合部の凸凹が少なく接合部をほぼ均一に圧延でき、これにより、圧延材を連続的に仕上圧延機に供給することができる、優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による圧延材接合装置の全体構成図である。
【図２】図１の主要部構成図である。
【図３】  本発明の圧延材接合装置を用いた圧延材接合方法の作動説明図である。
【符号の説明】
１  先行圧延材
１ａ  切削加工面
２  後続圧延材
２ａ  加工面
３  レール
４  ローラ
１０  圧延材接合装置
１２  台車
１３  車輪
１４  後端クランプ装置
１５ａ  ローラ
１５ｂ  クランプ
１５ｃ  昇降シリンダ
１６  先端クランプ装置
１７ａ  ローラ
１７ｂ  クランプ
１８  面一加工装置
１９ａ  カッタ
１９ｂ  揺動装置
１９ｃ  復動装置
１９ｄ  揺動アーム
１９ｅ  復動台
１９ｆ  揺動シリンダ
１９ｇ  復動シリンダ
２０  還元保持装置
２０ａ、２０ｂ  還元炎バーナ
２１  固定スタンド
２２  圧接装置
２３ａ  上型
２３ｂ  下型
２３ｃ  プレス装置
２３ｅ  ラム
２４、２５  傾斜ガイド
Ｈ  加工高さ
Ｌ  圧接高さ
Ｂ  圧延高さ
【図１】
0003886018.tif 000002
【図２】
0003886018.tif 000003
【図３】
0003886018.tif 000004