(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延方向に走行する台車と、該台車上に取付けられ先行する圧延材の後端部を水平に挟持して昇降可能な後端ピンチロールと、前記台車上に取付けられ後行する圧延材の先端部を水平に挟持する先端ピンチロールと、先行圧延材の後端部下面と後行圧延材の先端部上面を切削加工する加工装置と、先行圧延材と後行圧延材の加工面を重合わせ、先行圧延材の上面と後行圧延材の下面を圧延材とほぼ同一厚さまで圧縮する圧接装置とを備え、
前記先端ピンチロールは上段ロールと下段ロールよりなり、下段ロールを圧延材の流れ方向に移動する移動手段が設けられ、先行圧延材の後端を圧接装置に設定する際は下段ロールを圧延材の流れ方向に移動し、後行圧延材を圧接装置に設定する際は下段ロールを戻して上段ロールとほぼ垂直になるようにすることを特徴とする圧延材接合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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行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では加熱炉から供給されるスラブをスラブ単位ごとに粗圧延機及び仕上圧延機で圧延し、所望の板厚のストリップ材を得ている。しかしかかる方法ではスラブ単位ごとに圧延作業が行われるため圧延生産効率が劣ることになるので、連続して圧延作業を行うことが要望されていた。またこのようにスラブ単位で圧延する場合、圧延材の端部（先端部と後端部）に欠陥を生じ易く圧延材の歩留まりを低下させ、かつ噛込みや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。このため粗圧延機で圧延された先行の圧延材の後端部と後行の圧延材の先端部とを接合して仕上圧延機に供給する圧延材接合装置が開発されている。
【０００３】
図３はこのような圧延材接合装置の一例を示す。本圧延材接合装置１０は、圧延方向に走行する台車１２と、台車１２上に取付けられ先行する圧延材１の後端部を水平に挟持して昇降可能な後端ピンチロール１４と、台車１２上に取付けられ後行する圧延材２の先端部を水平に挟持する先端ピンチロール１６と、先行圧延材１の後端部下面と後行圧延材２の先端部上面を切削加工する加工装置１８と、先行圧延材１と後行圧延材２の加工面を重合わせて圧延材１、２とほぼ同じ厚さまで圧縮して接合する圧接装置２２とを備えている。
【０００４】
圧接装置２２のフレーム２４の側面に取り付けられた昇降シリンダ１４ａは、先行圧延材１の後端部下面を後述するカッター１９ａの上面に接触させる加工高さＨと先行圧延材１の後端部を後行圧延材２の先端部とほぼ同一高さに保持する圧接高さＬとの間で後端ピンチロール１４を昇降させる。後端ピンチロール１４は上下２段のロールからなり、上段ロールは昇降する。上段ロールは降下したとき先行圧延材１の後端部を水平に挟持し、一方上昇した時、下段ロールが圧延材の案内ロールとなる。かかる構成により、後端ピンチロール１４により先行圧延材１の後端部を水平に支持したまま、昇降シリンダ１４ａにより先行圧延材１を加工高さＨに保持して、カッター１９ａで先行圧延材１の後端部下面と後行圧延材２の先端部上面を切削加工することができ、次に先行圧延材１の後端部を水平に保持したまま、後端ピンチロール１４を降下して先行圧延材１と後行圧延材２の加工面を重合わせ、圧接装置２２により圧縮して接合することができる。
【０００５】
先端ピンチロール１６は、後端ピンチロール１４と同様の構成であり、上段ロールが降下して後行圧延材２の先端部を水平に挟持し、上昇したとき下段ロールが圧延材の案内ロールとなる。
【０００６】
図４は先行圧延材１の後端部と後行圧延材２の先端部を上金型装置２６と下金型装置２７に接合面がカッター１９ａで切削加工できるようにセットした状態を示す。両圧延材１、２はいずれも水平となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図５は先行圧延材１の後端部を上金型装置２６の下部にセットするときの状態を示す。（Ａ）は先行圧延材１の後端部が先端ピンチロール１６を通過する状態を示し、（Ｂ）は先行圧延材１の後端部を上金型装置２６の下部にセットした状態を示す。先端ピンチロール１６は通過する圧延材１が水平になるような曲げくせを付けるように働き、破線で示すような曲げくせを先行圧延材１に与える。このため、先行圧延材１の後端部が上金型装置２６の下部に来た時は、（Ｂ）に示すように垂れ下がった形状となり、この下面の切削加工を適切に行えないという問題が発生していた。
【０００８】
本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち本発明は、先行する圧延材の後端部に上向きの曲げくせを与えるような先端ピンチロールを備えた圧延材接合装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、圧延方向に走行する台車と、該台車上に取付けられ先行する圧延材の後端部を水平に挟持して昇降可能な後端ピンチロールと、前記台車上に取付けられ後行する圧延材の先端部を水平に挟持する先端ピンチロールと、先行圧延材の後端部下面と後行圧延材の先端部上面を切削加工する加工装置と、先行圧延材と後行圧延材の加工面を重合わせ、先行圧延材の上面と後行圧延材の下面を圧延材とほぼ同一厚さまで圧縮する圧接装置とを備え、前記先端ピンチロールは上段ロールと下段ロールよりなり、下段ロールを圧延材の流れ方向に移動する移動手段が設けられ、先行圧延材の後端を圧接装置に設定する際は下段ロールを圧延材の流れ方向に移動し、後行圧延材を圧接装置に設定する際は下段ロールを戻して上段ロールとほぼ垂直になるようにする。
【００１０】
上記構成により、後端ピンチロールと先端ピンチロールにより、先行圧延材と後行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。また、加工装置により接合面を切削加工し圧接装置により圧縮するが、これにより切削加工と圧接を連続して行えるため短時間に高速圧接が可能となる。
【００１１】
加工装置により切削加工するため、先行圧延材の後端と後行圧延材の先端の位置をセットするが、これを図２を用いて説明する。符号は図５と同一のものを用いる。切削加工する際は、圧接装置の上金型装置２６を下金型装置２７に対して上昇させ加工装置のカッターが挿入できるようにする。これに合わせて後端ピンチロール１４を上昇させ先行圧延材１の後端が上金型装置２６下面にくるようにする。先端ピンチロール１６の圧延材の通過する高さは下金型装置２７上面と同じ高さであるが、先行圧延材１の後端が通過する際には下段ロールを圧延材の流れ方向に移動する。これにより（Ａ）に示すように先行圧延材１は高い位置にある後端ピンチロール１４に向けて先端ピンチロール１６で破線で示すように後端側が持ち上がるような曲げくせを付けられながら通過するので、ピンチロール１４，１６間で滑らかな曲線となり、図５で示すような曲げくせがないので、後端がピンチロール１６を抜けた後弾性力で水平状態に復帰し、（Ｂ）に示すように後端ピンチロール１４が先行圧延材１の後端部を水平に挟持したときその後端は上金型装置２６下面にほぼ接する状態になり、図５（Ｂ）で示したような垂れ下がり現象の発生を防止できる。先行圧延材１が通過すると後端ピンチロール１６の下段ロールを戻すことにより、後行圧延材２は水平となり下金型装置２７上面に導かれ、（Ｃ）に示すように後行圧延材２の先端部は下金型装置２７上面に接触する。これにより先行圧延材１の下面と後行圧延材２の上面はほぼ水平になり適切な切削加工が可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお各図において同一の符号は同一の意味を表す。
図１は実施形態の構成を示す側面図である。図１において、本圧延材接合装置１０は、矢印で示す圧延方向に走行する台車１２と、台車１２上に取付けられ先行する圧延材１の後端部を水平に挟持して昇降可能な後端ピンチロール１４と、台車１２上に取付けられ後行する圧延材２の先端部を水平に挟持する先端ピンチロール１６と、先行圧延材１の後端部下面と後行圧延材２の先端部上面を切削加工する加工装置１８と、加工面を還元状態に保持する還元炎バーナ２０ａ，２０ｂと、先行圧延材１と後行圧延材２の加工面を重合わせて圧延材１、２とほぼ同じ厚さまで圧縮して接合する圧接装置２２とを備えている。
【００１３】
圧接装置２２のフレーム２４の側面に取り付けられた昇降シリンダ１４ａは、先行圧延材１の後端部下面を後述するカッター１９ａの上面に接触させる加工高さＨと先行圧延材１の後端部を後行圧延材２の先端部とほぼ同一高さに保持する圧接高さＬとの間で後端ピンチロール１４を昇降させる。後端ピンチロール１４は上下２段のロールからなり、図示しない駆動装置により上段ロールは昇降する。上段ロールは降下したとき先行圧延材１の後端部を水平に挟持し、一方上昇した時、下段ロールが圧延材の案内ロールとなる。かかる構成により、後端ピンチロール１４により先行圧延材１の後端部を水平に支持したまま、昇降シリンダ１４ａにより先行圧延材１を加工高さＨに保持して、カッター１９ａで先行圧延材１の後端部下面と後行圧延材２の先端部上面を切削加工することができ、次に先行圧延材１の後端部を水平に保持したまま、後端ピンチロール１４を降下して先行圧延材１と後行圧延材２の加工面を重合わせ、圧接装置２２により圧縮して接合することができる。
【００１４】
先端ピンチロール１６は、上段ロール１６ａと下段ロール１６ｂよりなり、上段ロール１６ａを上下方向に移動するシリンダ１６ｃと下段ロール１６ｂを圧延材の流れ方向に移動するシリンダ１６ｄとが設けられている。上段ロール１６ａが降下して後行圧延材２の先端部を水平に挟持し、上昇したとき下段ロール１６ｂが圧延材の案内ロールとなる。また、上段ロール１６ａが降下し下段ロール１６ｂが圧延材の流れ方向に移動し、先行圧延材１を通過させその後端側が上向きとなるような曲げくせを付ける。
【００１５】
後端ピンチロール１４の前方には案内ローラ１５が階段状に設けられ、圧延材１がなだらかな曲線となるようになっている。変位ローラ１５ａは後端ピンチロール１４の昇降に応じて上下動し、後端ピンチロール１４が圧接高さＬになったときは圧延材１が水平になるように変位する。先端ピンチロール１６の前後にも案内ローラ１７が設けられ圧延材２がなだらかな曲線となるようになっている。
【００１６】
加工装置１８は、圧延材１、２の幅方向の軸心を中心に回転する円筒形のカッター１９ａと、カッター１９ａを斜め方向に揺動させるアーム１９ｂと、カッター１９ａを圧延方向に傾斜して前後進させる往復動装置（液圧シリンダ）１９ｃとからなる。カッター１９ａはアーム１９ｂの先端に取付けられ、図示しない回転駆動装置により回転切削する。カッター１９ａはアーム１９ｂと往復動装置１９ｃにより図１でアーム１９ｂを実線で示す加工位置で先行圧延材１の後端部下面と後行圧延材２の先端部上面を切削加工し、加工後アーム１９ｂを一点鎖線で示す位置に退避する。
【００１７】
還元炎バーナ２０ａ、２０ｂは、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還元炎を生成し加工面に吹き付けて酸化を防ぐ。還元炎バーナ２０ａは後端ピンチロール１４に、還元炎バーナ２０ｂは図示しない支持材を介して台車１２に取付けられ、先行圧延材１の後端部下面と後行圧延材２の先端部上面の加工面に向けて還元ガスを吹きつけ、還元状態に保持し切削面の酸化を防ぐ。
【００１８】
圧接装置２２では、複数（本件の場合は、３本）の油圧シリンダ２３が用いられる。油圧シリンダ２３はフレーム２４に支持され、フレーム２４は支柱２５に支持されている。この支柱２５の下方は台車１２に固定されている。油圧シリンダ２３のロッド先端は上金型装置２６に固定され、上金型装置２６の下方には油圧シリンダ２３からの圧縮荷重を支える下金型装置２７が台車１２に固定されている。油圧シリンダ２３により上金型装置２６を圧下することにより先行圧延材１の上面と後行圧延材２の下面を押圧し、圧延材１、２とほぼ同一厚さに圧接する。
【００１９】
台車１２は、複数の車輪１３を有し、圧延方向に延びたレール３上を走行する。Ｂは圧延装置の圧延高さであり、圧延材１または２は複数のローラ４上で支持され圧延方向に移動する。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より高くして、レール３より高い位置で台車１２が走行できるようにしている。圧延材１を圧延装置の圧延高さＢから先端ピンチロール１６に案内し、かつ後端ピンチロール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２８、３０が設けられ、それぞれの油圧シリンダ２９，３１で揺動する。傾斜ガイド２８，３０を一点鎖線で示す位置とすることにより既存の圧延装置をそのまま稼働させることができる。
【００２０】
図２は本発明の先端ピンチロール１６の動作を説明する図である。先行圧延材１の後端と後行圧延材２の先端とを図１に示すように上金型装置２６と下金型装置２７にセットするため、後端ピンチロール１４を図１のＨの位置に設定し、先端ピンチロール１６の上段ロール１６ａを降下し、下段ロール１６ｂを圧延材の流れ方向に移動する。この状態で（Ａ）に示すように先行圧延材１を通過させることにより、破線で示すように後端側が上がるような曲げくせを付けることができる。（Ｂ）は先行圧延材１の後端が上金型装置２６の下面にきたとき、後端ピンチロール１４で水平に挟持した状態を示し、先行圧延材１の後端は上向きに曲げくせが付いているため上金型装置２６の下面に接触している。（Ｃ）は後行圧延材２の先端を下金型装置２７の上面に設置する状態を示す。先端ピンチロール１６の下段ロール１６ｂを（Ａ）の状態から上段ロール１６ａと下段ロール１６ｂが垂直となる状態に戻し、後行圧延材２の先端部を水平に下金型装置２７の上面に導く。これにより図４で示したように先行圧延材１の後端下面と後行圧延材２の先端上面をカッター１９ａで適切に切削加工することが可能となる。
【００２１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は先端ピンチロールの下段ロールを圧延材の流れ方向に移動できるようにすることにより、先行圧延材の後端には上向きの曲げくせを与え、後行圧延材の先端は水平に導き、先行圧延材の後端を上金型装置下面に接触させ、後行圧延材の先端を下金型装置の上面に接触させることができる。これにより圧延材の圧接面を適切に切削加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の構成を示す側面図である。
【図２】本発明の実施の形態の動作を説明する図で、（Ａ）は先行圧延材１の後端部が先端ピンチロール１６を通過する状態を示し、（Ｂ）は先行圧延材１の後端部を上金型装置２６の下部にセットした状態を示し、（Ｃ）は後行圧延材２の先端部を下金型装置２７の上面にセットした状態を示す。
【図３】従来の圧接接合装置の構成を示す図である。
【図４】先行圧延材１の後端部と後行圧延材２の先端部を上金型装置２６と下金型装置２７に接合面がカッター１９ａで切削加工できるようにセットした状態を示す図である。
【図５】従来の先行圧延材１の後端部を上金型装置２６の下部にセットするときの状態を示し、（Ａ）は先行圧延材１の後端部が先端ピンチロール１６を通過する状態を示し、（Ｂ）は先行圧延材１の後端部を上金型装置２６の下部にセットした状態を示す図である。
【符号の説明】
１、２  圧延材
３  レール
４  ローラ
１２  台車
１３  車輪
１４  後端ピンチロール
１４ａ  昇降シリンダ
１５，１７  案内ローラ
１５ａ  変位ローラ
１６  先端ピンチロール
１８  加工装置
１９ａ  カッター
１９ｂ  アーム
１９ｃ  往復動装置
２０ａ、２０ｂ  還元炎バーナ
２２  圧接装置
２３  油圧シリンダ
２４  フレーム
２５  支柱
２６  上金型装置
２７  下金型装置
２８、３０  傾斜ガイド
２９、３１  油圧シリンダ
Ｈ  加工高さ
Ｌ  圧接高さ
Ｂ  圧延高さ
【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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