專(zhuān)利名稱(chēng)：金屬板的連續(xù)熱軋方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將前面金屬板和后面金屬板對(duì)接接合而連續(xù)地進(jìn)行熱加工軋制的連續(xù)熱軋方法。
背景技術(shù)：
以前，在金屬板(例如鋼、鋁、銅等)的熱軋流水線(xiàn)中，對(duì)每個(gè)應(yīng)該軋制的金屬板進(jìn)行加熱、粗軋、精軋而加工為所需厚度的板材。但是，這樣的軋制方法，在精軋時(shí)不能避免由于軋制材料的接合不良而引起的流水線(xiàn)的停工，而且具有由于軋制材料前端部和后端部的不良形狀而引起的合格率降低這一顯著的缺點(diǎn)。
因此，近來(lái)提出，在精軋之前，將需軋制的金屬板在該后端部、前端部進(jìn)行對(duì)接而連續(xù)地供給熱軋流水線(xiàn)進(jìn)行軋制，實(shí)施所謂不間斷軋制，作為這方面的以前的技術(shù)，例如特開(kāi)昭58-112601號(hào)公報(bào)、特開(kāi)昭60-244401號(hào)公報(bào)、特開(kāi)昭61-159285號(hào)公報(bào)、特開(kāi)昭61-144203號(hào)公報(bào)、特開(kāi)昭62-142082號(hào)公報(bào)、特開(kāi)昭62-234679號(hào)公報(bào)、特開(kāi)平4-84609號(hào)公報(bào)、特開(kāi)平4-89120號(hào)公報(bào)、特開(kāi)平5-185109號(hào)公報(bào)等，已經(jīng)有多個(gè)提案。
當(dāng)實(shí)施金屬板的不間斷軋制時(shí)，一般在軋制設(shè)備的入口，首先用夾具將金屬板各自端部的附近區(qū)域夾緊并支撐，用加熱裝置對(duì)預(yù)定接合部加熱·升溫、壓緊而接合。但是，在經(jīng)過(guò)這樣工序的金屬板接合上仍具有下述的各種缺陷，希望能有所改善。
①在金屬板對(duì)接接合時(shí)，必須要將其端面相互之間正確地相對(duì)而壓緊，但是，如圖1所示，例如在前面金屬板1和后面金屬板2的各自端部，由感應(yīng)加熱線(xiàn)圈這樣的加熱裝置3在其厚度方向施加交變磁場(chǎng)，這個(gè)部位在短時(shí)間內(nèi)加熱·升溫、壓緊而接合時(shí)，因?yàn)榧词故怯脢A具固定并保持金屬板，在金屬板加熱·升溫、壓緊時(shí)，其端部也會(huì)上下移動(dòng)(在金屬板的接合部，其溫度達(dá)到1300～1500℃，會(huì)部分地處于熔融狀態(tài)，在這樣的部位，因?yàn)榻雍辖佑|面的摩擦系數(shù)降低，所以壓緊狀況即使是稍微有些不對(duì)稱(chēng)，板也會(huì)上下移動(dòng))，所以不能避免如圖2所示的接合時(shí)產(chǎn)生翹曲。而且如果以這種狀態(tài)進(jìn)行軋制，則如圖3所示，金屬板接合部被咬入軋輥時(shí)，接合部倒下進(jìn)入金屬板的母板部而產(chǎn)生變形，隨著軋制過(guò)程數(shù)目的增加，在接合部產(chǎn)生過(guò)薄的部分，軋制中存在著由此而引起板斷裂的缺點(diǎn)。
②實(shí)行金屬板接合的接合裝置一般是由在金屬板輸送線(xiàn)上能夠移動(dòng)的臺(tái)車(chē)上固定金屬板的夾具和加熱·升溫用的加熱裝置(例如感應(yīng)加熱線(xiàn)圈)以及將金屬板的端部相互壓緊的壓緊裝置組合而形成的結(jié)構(gòu)。這里，加熱裝置只是在其使用時(shí)接近金屬板(不加熱時(shí)，從輸送線(xiàn)上避開(kāi))，一般不會(huì)有特殊的問(wèn)題。但是，夾具以及壓緊裝置卻裝載在臺(tái)車(chē)上。即，因?yàn)檫@些裝置放置在金屬板的輸送線(xiàn)上，所以熱負(fù)荷極大，使用壽命較短。而且，因?yàn)檠b載夾具及壓緊裝置的臺(tái)車(chē)的構(gòu)造上，不能裝配輥道輥，所以當(dāng)臺(tái)車(chē)?yán)镅趸ぴ龆鄷r(shí)，由于金屬板在臺(tái)車(chē)內(nèi)的滑動(dòng)而會(huì)發(fā)生擦傷。另外，在不停止金屬板的進(jìn)給時(shí)(停止軋制時(shí))，不能維修夾具及壓緊裝置。
③運(yùn)行時(shí)，在安裝有用于接合金屬板的移動(dòng)式接合裝置的軋制流水線(xiàn)上，雖然需要使支撐金屬板的輥道輥同接合裝置的移動(dòng)相配合而進(jìn)行上下升降移動(dòng)的升降定時(shí)控制，但是，例如在特開(kāi)平4-367303號(hào)公報(bào)里所述的那種以前形式的輥道輥，如下面所述缺乏精度及可靠性。而且，因?yàn)樯递伒垒伒尿?qū)動(dòng)缸的工作油流量很多，所以液壓裝置很大，具有動(dòng)力損耗大、增加作業(yè)成本的缺點(diǎn)。
圖4表示的是上面公報(bào)里所述的設(shè)備結(jié)構(gòu)，圖5表示的是在該設(shè)備上安裝的輥道輥的升降控制機(jī)構(gòu)。
在圖4里，為了將前面金屬板1和后面金屬板2以各自輸送的狀態(tài)接合，首先，金屬板的接合裝置4在金屬板輸送線(xiàn)的上游方(圖4中的左側(cè))等待。這樣，當(dāng)前面金屬板1的后端部以及后面金屬板2的前端部到達(dá)接合裝置4時(shí)，則一面使接合裝置4和金屬板以相同輸送速度移動(dòng)，一面由安裝在接合裝置4上的夾緊輥P1、P2夾緊兩金屬板1、2，在接合裝置4到達(dá)輸送線(xiàn)下游的指定位置期間內(nèi)，完成對(duì)前面金屬板1的后端部和后面金屬板2的前端部加熱·升溫、夾緊，完成接合。此時(shí)，圖5里所示的控制裝置5檢測(cè)接合裝置4的位置，并分別通過(guò)電磁閥6使驅(qū)動(dòng)缸7a～7g動(dòng)作，使各可動(dòng)式輥道輥8a～8g依次升降，避免和接合裝置4的碰撞。但是，在由這樣結(jié)構(gòu)所形成的設(shè)備里，在接合裝置4到來(lái)時(shí)，必須要使位于其前方的輥道輥迅速下降，接合裝置4通過(guò)后，要使輥道輥迅速上升，但在其控制方面以及使輥道輥升降的電磁閥6的精度和可靠性方面存在問(wèn)題，所以有接合裝置4和輥道輥8a～8g碰撞的危險(xiǎn)。而且，使輥道輥8a～8g升降的驅(qū)動(dòng)缸7a～7g，因?yàn)楣ぷ饔偷牧髁慷?，所以液壓裝置很大，而且因?yàn)檫@種裝置必須常時(shí)工作，所以動(dòng)力的損耗非常大，有工作成本高的缺點(diǎn)。
④在金屬板的壓緊過(guò)程中，因?yàn)閷?duì)接部會(huì)突起(雖然由壓緊量不同而不同，但突起高度達(dá)到母板板厚的10～25％，下面將此突起部、包含毛邊等，簡(jiǎn)稱(chēng)為不良接合部)，所以，這就給軋機(jī)的下壓力以及板的拉力帶來(lái)影響，軋制中有板斷裂的危險(xiǎn)，而且，不良接合部被咬入軋輥時(shí)，會(huì)損傷軋輥以及容易引起板材的厚度不均等，而且也容易發(fā)生鱗狀折疊的裂紋。
關(guān)于這方面，雖然已經(jīng)有了申請(qǐng)(特開(kāi)昭63-160707號(hào)公報(bào))，即在上下方夾住并壓碎不良接合部的壓力方法以及用刀具的切斷方法，但是因?yàn)橛脡毫Ψ椒〞?huì)使不良接合部如鱗狀折疊缺陷延展，所以在軋制特別薄的板的情況時(shí)，軋制中有從該部發(fā)生板斷裂的危險(xiǎn)。
另外，用刀具切斷的方法，很難于行進(jìn)時(shí)調(diào)整對(duì)于不良接合部的刀具位置，切削阻力也很大，因此刀具的壽命很短。而且，金屬板接合時(shí)，在前面金屬板和后面金屬板之間產(chǎn)生錯(cuò)位情況時(shí)，刀具會(huì)被該錯(cuò)位部卡住，會(huì)有板斷裂及刀具損傷的事情發(fā)生，不僅增加了用于刀具的成本，而且也限制了生產(chǎn)效率的提高。
作為去除不良接合部的裝置，其它還有熱軋件火焰清理機(jī)以及熱研磨機(jī)等，但是，哪一種裝置都不能勝任在本發(fā)明中作為加工對(duì)象的金屬板連續(xù)熱軋中，用1秒左右的短時(shí)間清除超過(guò)1000℃溫度的金屬板表面。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種金屬板的連續(xù)熱軋方法，是能夠完全解決在實(shí)施金屬板的連續(xù)熱軋制中以前存在的各種問(wèn)題的新方法。
在本發(fā)明里，由采用如下的結(jié)構(gòu)，有效地解決了作為課題中所列舉的各種問(wèn)題。
本發(fā)明涉及金屬板的連續(xù)熱軋方法，在分別將前面金屬板的后端部和后面金屬板的前端部切斷，然后加熱·升溫、壓緊而接合兩金屬板后供給精軋制的連續(xù)熱軋方法中，其特征是由移動(dòng)方式接合金屬板時(shí)，輸送各金屬板的輥道輥，在移動(dòng)的接合裝置的下部區(qū)域，輥道輥退避到該下面；在各金屬板的輸送區(qū)域，輥道輥又恢復(fù)到其初始高度。
本發(fā)明涉及金屬板的連續(xù)熱軋方法，在分別將前面金屬板的后端部和后面金屬板的前端部切斷，然后加熱·升溫、壓緊而接合兩金屬板后供給精軋制的連續(xù)熱軋方法中，其特征是去除壓緊時(shí)產(chǎn)生的金屬板不良接合部時(shí)，切削不良接合部要比母板表面更深。(第5方案)，在切削不良接合部時(shí)，理想情況是將旋轉(zhuǎn)刀具的圓周速度控制為50～120m/s。
本發(fā)明涉及金屬板的連續(xù)熱軋方法，分別將前面金屬板的后端部和后面金屬板的前端部切斷，然后加熱·升溫、壓緊而接合兩金屬板后供給精軋制的連續(xù)熱軋方法中，其特征是接合金屬板后，在去除不良接合部前以及/或者在去除不良接合部后冷卻接合部。
本發(fā)明涉及在連續(xù)熱軋中的金屬板接合裝置，其特征是該接合裝置包括加熱·升溫金屬板端部的加熱裝置、上下分別夾住前面金屬板及后面金屬板且具有向金屬板端部突出的夾住部的夾具、使前面金屬板以及后面金屬板至少一個(gè)向另一個(gè)移動(dòng)并壓緊的壓緊裝置。
在本發(fā)明中，加熱·升溫、壓緊金屬板時(shí)，因?yàn)槟軌蚍乐菇饘侔宥瞬康淖冃?，約束從夾緊固定位置到該端部的區(qū)域，限制了上下方向的運(yùn)動(dòng)，所以金屬板不會(huì)發(fā)生錯(cuò)位接合以及引起翹曲。
在本發(fā)明中，因?yàn)槟軌蚴箻?gòu)成接合裝置的夾具、加熱裝置、壓緊裝置各自移動(dòng)，所以能夠減小這些裝置的熱負(fù)荷，可以延長(zhǎng)裝置的壽命。
在本發(fā)明中，因?yàn)槟軌蚴菇饘侔遢斔陀玫妮伒垒伵c接合裝置的到達(dá)相配合而退避到該裝置的下面，另外，當(dāng)該接合裝置通過(guò)時(shí)，同時(shí)又恢復(fù)到輸送金屬板的位置，所以可以不需要對(duì)輥道輥的升降進(jìn)行復(fù)雜的控制并能可靠地避免與接合裝置的碰撞，能夠謀求裝置的簡(jiǎn)單化。
而且，在本發(fā)明中，因?yàn)橐饶赴灞砻娓畹厍邢髟诮饘侔鍓壕o時(shí)產(chǎn)生的不良接合部，所以能夠在包含接合部的全長(zhǎng)上進(jìn)行穩(wěn)定的軋制。
在本發(fā)明中，在去除金屬板壓緊時(shí)產(chǎn)生的不良接合部時(shí)，從去除前至去除后的期間，冷卻這樣的部位(突起部或接合部)，由于在去除不良接合部前進(jìn)行這樣的冷卻，所以避免了被切削物附著在旋轉(zhuǎn)刀具上，對(duì)延長(zhǎng)刀刃的壽命是極其有利的，而且，由于在不良接合部去除前及去除后進(jìn)行冷卻，可以使接合部的溫度與母板的溫度相同。


圖1表示用感應(yīng)加熱線(xiàn)圈加熱·升溫前面金屬板和后面金屬板的狀況。
圖2表示前面金屬板和后面金屬板的接合狀況。
圖3是接合的金屬板在軋制中斷裂狀況的說(shuō)明圖。
圖4是以前形式的金屬板輸送用的輥道輥結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
圖5表示的是圖4所示輥道輥的升降控制機(jī)構(gòu)。
圖6是金屬板接合裝置的結(jié)構(gòu)說(shuō)明圖。
圖7表示的是圖6的II-II剖面。
圖8是金屬板接合裝置的結(jié)構(gòu)說(shuō)明圖。
圖9是圖8的II-II剖面。
圖10是金屬板接合時(shí)加熱·升溫狀況的說(shuō)明圖。
圖11(a)、(b)是金屬板接合時(shí)加熱·升溫狀況的說(shuō)明圖。
圖12表示的是金屬板接合裝置的結(jié)構(gòu)。
圖13表示的是圖12所示裝置的整體結(jié)構(gòu)。
圖14表示的是在連續(xù)熱軋?jiān)O(shè)備的流水線(xiàn)上配置接合裝置的狀況。
圖15(a)、(b)是金屬板接合狀態(tài)的說(shuō)明圖。
圖16表示的是接合裝置的其它結(jié)構(gòu)例子。
圖17表示的是接合裝置的其它結(jié)構(gòu)例子。
圖18表示的是接合裝置的其它結(jié)構(gòu)例子。
圖19表示的是接合裝置的其它結(jié)構(gòu)例子。
圖20表示的是接合裝置的其它結(jié)構(gòu)例子。
圖21表示的是接合裝置的其它結(jié)構(gòu)例子。
圖22表示的是能夠使夾具、壓緊裝置、加熱裝置各自移動(dòng)的接合裝置的結(jié)構(gòu)。
圖23表示的是圖22所示裝置的II-II剖面。
圖24表示的是圖22所示裝置的II-II剖面。
圖25表示的是配置圖22～圖24所示的接合裝置的連續(xù)熱軋?jiān)O(shè)備例子。
圖26表示的是圖22所示接合裝置的使用例子。
圖27是金屬板輸送用輥道輥的結(jié)構(gòu)說(shuō)明圖。
圖28表示的是圖27的II-II剖面。
圖29表示的是圖27所示輥道輥的其它例子。
圖30表示的是圖29的II-II剖面。
圖31是圖29所示輥道輥工作狀態(tài)的說(shuō)明圖。
圖32表示的是前面金屬板、后面金屬板切斷后的剖面。
圖33表示的是由于壓緊金屬板而產(chǎn)生的不良接合部的側(cè)面。
圖34表示的是由于壓緊金屬板而產(chǎn)生的不良接合部的側(cè)面。
圖35表示的是去除金屬板的不良接合部后的狀況。
圖36(a)～(c)表示的是金屬板不良接合部的去除類(lèi)型。
圖37表示的是金屬板不良接合部的去除率與板斷裂間關(guān)系。
圖38是表示旋轉(zhuǎn)刀具的圓周速度與刀刃的燒結(jié)、阻塞關(guān)系。
圖39是旋轉(zhuǎn)刀具的刀尖與切削弧長(zhǎng)關(guān)系的說(shuō)明圖。
圖40是不良接合部去除裝置的結(jié)構(gòu)說(shuō)明圖。
圖41是不良接合部去除裝置的結(jié)構(gòu)說(shuō)明圖。
圖42表示的是不良接合部去除裝置的其它例子。
圖43是圖42所示裝置的平面圖。
圖44是圖42、圖43所示裝置的控制系統(tǒng)圖。
圖45表示的是由圖40所示的不良接合部去除裝置的切削狀況。
圖46表示的是金屬板冷卻裝置的結(jié)構(gòu)。
圖47表示的是金屬板冷卻裝置的其它例子。
圖48表示的是配置根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)裝置的連續(xù)熱軋?jiān)O(shè)備的例子。
具體實(shí)施例方式
下面，利用圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖6表示的是金屬板接合裝置的結(jié)構(gòu)，圖7表示的是圖6的II-II剖面。
在圖6及圖7里，附圖標(biāo)記9是加熱·升溫金屬板端部的感應(yīng)加熱線(xiàn)圈，該感應(yīng)加熱線(xiàn)圈9配置為能使前面金屬板1以及后面金屬板2通過(guò)其中心的空間部分。附圖標(biāo)記10是出口框架，該出口框架10配置在感應(yīng)加熱線(xiàn)圈9的出口，并能使前面金屬板1以及后面金屬板2通過(guò)其中心的空間部分。附圖標(biāo)記11是入口框架，在此入口框架11上配置金屬板壓緊裝置的液壓缸12，液壓缸12配置在加熱裝置9的入口，并能使前面金屬板1以及后面金屬板2通過(guò)其中心的空間部分。
在出口、入口框架10、11的各自上部及下部，設(shè)置液壓缸13并使其桿部貫通它們，在液壓缸13桿部的頂端安裝有上下夾住金屬板端部起固定保持作用的夾具14。
附圖標(biāo)記15是能夠防止金屬板在壓緊時(shí)金屬板水平度的變動(dòng)并約束從夾具14的位置到金屬板端部區(qū)域的夾住部，該夾住部15具有沿金屬板的寬度方向有間隔地切成梳齒狀切口部15a，并分別安裝在液壓缸13桿部頂端安裝的上下方的各個(gè)夾具14上。
將前面金屬板1和后面金屬板2之間設(shè)有微小間隙并將金屬板相向配置，由液壓缸12使夾具14及其夾住部15壓向金屬板1、2并從上下約束，在這種狀態(tài)下由感應(yīng)加熱線(xiàn)圈9施加交變磁場(chǎng)加熱升溫，使液壓缸12動(dòng)作，壓緊金屬板，因此金屬板不會(huì)有上下方向的移動(dòng)，也不會(huì)發(fā)生翹曲，能夠在短時(shí)間內(nèi)可靠地接合金屬板。
這里，感應(yīng)加熱線(xiàn)圈9通過(guò)高頻電流，由于在金屬板上施加了沿其板厚方向貫通的交變磁場(chǎng)，感應(yīng)電流e在金屬板的平面內(nèi)流動(dòng)，由此可以在短時(shí)間內(nèi)加熱·升溫金屬板。
此時(shí)所發(fā)生的感應(yīng)電流e的電流密度i距板端部的分布可以用下式表示。
i(x)＝iO(-x/δ)x到板端部的距離δ感應(yīng)電流的滲透深度這里，δ定義為12π(ρ×107)/(μ·f)(m)]]>
f交變磁場(chǎng)頻率(Hz)ρ電阻率(Ω·m)μ相對(duì)導(dǎo)磁率(-)在形成這樣結(jié)構(gòu)的接合裝置里，使用在金屬板寬度方向的全部區(qū)域進(jìn)行約束的如圖8、圖9所示的具備夾住部16的構(gòu)件來(lái)取代夾具14的夾住部15，也可以得到同樣的效果。但是，在具備這種夾住部16的裝置中，特別是在用感應(yīng)加熱線(xiàn)圈作為加熱裝置時(shí)，如圖10所示，此夾住部16也流過(guò)感應(yīng)電流e，與金屬板1、2同時(shí)加熱·升溫，不僅使加熱效率降低，而且也存在夾住部16會(huì)熔化并熔敷在金屬板上的危險(xiǎn)。
因此，配置上面圖8、圖9所示夾住部16的夾具14的接合裝置，在使用氣體、焊炬或者激光等加熱裝置的情況下使用是理想的。
在金屬板加熱時(shí)，即使是上面圖6、圖7所示那樣結(jié)構(gòu)的夾住部15里，也會(huì)流過(guò)感應(yīng)電流；但是，如圖11(a)所示，由于沿金屬板的寬度方向形成有間隔地切成梳齒狀的切口部15a，梳齒15b內(nèi)的感應(yīng)電流e形成回轉(zhuǎn)電流，因?yàn)楸硎驹撝饕糠值膱D11(b)中虛線(xiàn)表示的明顯的感應(yīng)電流e1、e2的方向相反，所以相互干擾、互相抵消，實(shí)際的電流密度如實(shí)線(xiàn)那樣變得很小，因此焦耳熱的發(fā)生也很小，加熱程度也小，有利于提高接合時(shí)的加熱效率(由于集膚效應(yīng)，感應(yīng)電流在金屬板的端面流動(dòng))。而且，也可以避免夾住部15熔化以及熔敷在板材上。
關(guān)于加熱時(shí)的損失，作為壓板的夾住部15的梳齒15b的寬度最好在感應(yīng)電流的滲透深度的2倍以?xún)?nèi)(不為0)，但是從強(qiáng)度及剛性的觀點(diǎn)，寬度大是有利的。由于進(jìn)行冷卻等，可以使梳齒15b的寬度達(dá)到滲透深度的5倍。當(dāng)然，在本發(fā)明中，即使是滲透深度的2倍以下也可以冷卻。
圖12表示的是按照本發(fā)明的接合裝置的另外一個(gè)例子。使夾具14的夾住部15的一側(cè)部分具有跨接前面金屬板1及后面金屬板2的長(zhǎng)度，在該夾住部15跨接兩金屬板的區(qū)域，即在兩金屬板相互之間配置絕緣部件17。
在上下分別夾住而約束前面金屬板1及后面金屬板2的夾具14上，連接液壓缸那樣的驅(qū)動(dòng)裝置(未圖示)，上下能夠相互接近和離開(kāi)。而且，連接在夾具14上的夾住部15(SUS304、可以用鈦、鎢等材料構(gòu)成)在壓緊金屬板時(shí)，防止其端部上下方向錯(cuò)位而接合，同時(shí)避免發(fā)生翹曲。在夾住部15上，有在金屬板的寬度方向有間隔地切成梳齒狀的切口部15a，而且在跨接兩金屬板1、2的區(qū)域，配置絕緣部件17(因?yàn)榻饘侔宓亩瞬繙囟雀邥r(shí)，會(huì)有一部分熔化，所以作為絕緣部件應(yīng)使用具有耐熱性、耐熱沖擊性、熱強(qiáng)度的陶瓷等材料)。
圖13表示的是上面圖12中所示接合裝置的整體結(jié)構(gòu)，圖14表示的是在金屬板的連續(xù)熱軋?jiān)O(shè)備的流水線(xiàn)上配置該裝置的狀況。
圖13、圖14中，r是粗軋機(jī)、c是將金屬板的端部加工為所需形狀的端頭剪切機(jī)、m是精軋機(jī)組、f是構(gòu)成接合裝置的移動(dòng)式框架，在圖14中，在粗軋機(jī)r和端頭剪切機(jī)c之間雖然沒(méi)有圖示，但在此處配置為進(jìn)行金屬板接合作業(yè)和軋制作業(yè)時(shí)間調(diào)整的卷繞和開(kāi)卷裝置。
用上面圖12所示的裝置將前面金屬板1和后面金屬板2在各自端部對(duì)接接合時(shí)，如圖15(a)所示，前面金屬板1的端部用夾具14約束并確定位置，然后，前面金屬板1和后面金屬板2之間形成間隔g的狀態(tài)，再用另外一側(cè)的夾具14約束后面金屬板2的端部并確定位置。然后由感應(yīng)加熱線(xiàn)圈9加熱·升溫，并使配置跨接兩金屬板的夾住部15的夾具14如圖15(b)所示那樣移動(dòng)(金屬板在絕緣部滑動(dòng))(也可以使前面金屬板1向后面金屬板2移動(dòng))，使后面金屬板2對(duì)接在前面金屬板1的端面。
上面圖12所示結(jié)構(gòu)的裝置表示的例子是夾住部15和絕緣部件17同時(shí)跨接前面金屬板1及后面金屬板2的情況，但在本發(fā)明中，也可以如圖16所示，夾住部15分別配置在前面金屬板1、后面金屬板2各自的夾具14上，這種情況也可以避免金屬板壓緊時(shí)產(chǎn)生的上下錯(cuò)動(dòng)。
但是，在這樣的結(jié)構(gòu)中，壓緊金屬板時(shí)，防止上下錯(cuò)動(dòng)以及翹曲并使其進(jìn)行更準(zhǔn)確的接合時(shí)，也還是有些不利的方面，最好是如上面圖12所示，將夾住部15設(shè)置為跨接前面金屬板1以及后面金屬板2兩方。
其理由是前面金屬板1和后面金屬板2的對(duì)接面與感應(yīng)加熱線(xiàn)圈9的中心(沿金屬板的縱向尺寸的中心)一致是非常重要的，但在確定位置時(shí)不能避免會(huì)有若干移動(dòng)，而且因?yàn)樵谇懊娼饘侔?和后面金屬板2之間進(jìn)行非對(duì)稱(chēng)加熱，也會(huì)使金屬板的位置錯(cuò)動(dòng)而進(jìn)行加熱·升溫，在這種情況下，如圖16所示，若兩金屬板相互壓緊，金屬板的端部容易上下錯(cuò)動(dòng)，在金屬板本身有翹曲時(shí)，錯(cuò)動(dòng)會(huì)變得更大。因此，最好是在約束金屬板的一側(cè)的夾具上，配置具有絕緣部件17的夾住部15，在壓緊前面金屬板1和后面金屬板2時(shí)，使兩金屬板的水平度一致。
在夾住部15上配置絕緣部件17的理由是在將夾住部15設(shè)置為跨接兩金屬板時(shí)，金屬板與夾住部15接觸，通過(guò)此夾住部15在兩金屬板之間流動(dòng)感應(yīng)電流，因此有不能對(duì)金屬板端部有效地進(jìn)行加熱·升溫的可能。
如圖16所示，夾住部15分別配置在各金屬板上時(shí)，為了不影響金屬板的感應(yīng)電流，在夾住部15和金屬板之間配置有絕緣部件17。
圖12中表示的例子是分別配置在前面金屬板1以及后面金屬板2上的夾住部15，是具有切口部15a的情況，但是在夾住部15中的一側(cè)是從感應(yīng)加熱線(xiàn)圈9的配置位置移動(dòng)的情況時(shí)，或者即使是由于施加感應(yīng)加熱線(xiàn)圈9的交變磁場(chǎng)有感應(yīng)電流流動(dòng)但也不會(huì)有問(wèn)題的情況時(shí)，這樣的另外一側(cè)的夾住部15也可以沒(méi)有切口部5a。
而且，在感應(yīng)加熱線(xiàn)圈9的磁通不僅作用于夾住部15，而且也作用于夾具14的情況時(shí)，理想的結(jié)構(gòu)是將切口部5a延長(zhǎng)至夾具14。
圖17所示的例子是在夾住部15的內(nèi)部設(shè)置冷卻水流道p，形成水冷形式，另外設(shè)置貫通絕緣部件17并向金屬板預(yù)定接合面能夠噴射非氧化性氣體或還原性氣體或者冷卻水的噴嘴N。
金屬板加熱時(shí)，在不能避免夾住部15溫度上升的情況下，通過(guò)使夾住部15內(nèi)部的冷卻水循環(huán)而能夠控制其溫度上升。而且，在金屬板對(duì)接接合時(shí)，通過(guò)閥b1～b3的切換，從噴嘴N向預(yù)定接合面噴射非氧化性氣體或還原性氣體，由此能夠防止該部位的氧化，可以得到高強(qiáng)度的接合部。進(jìn)一步，在接合結(jié)束后，切換閥b1～b3，向接合部噴射冷卻水，由于使接合部的溫度降低，可以提高強(qiáng)度(當(dāng)接合部的溫度在1450℃以上時(shí)，在拉力有變化的情況時(shí)，會(huì)從接合部發(fā)生斷裂)。關(guān)于接合部的冷卻，用100～400t/h(單側(cè))的流量進(jìn)行冷卻是最好的。噴嘴N的直徑為1～2mm，或者也可以使用間隙為1mm、寬度為5～10mm的狹縫式類(lèi)型的結(jié)構(gòu)。
在圖17中，經(jīng)過(guò)夾住部15以及絕緣部件17噴射冷卻水等；但也可以如圖18所示，從切口部15a直接在絕緣部件17上安裝噴嘴N。
如上面圖16所示，在各自的金屬板上分別設(shè)置夾住部15和絕緣部件17的情況時(shí)，如圖19所示，可以在夾住部15的頂端處分別設(shè)置噴嘴N。
圖20所示的例子是在金屬板的接合裝置中，將前面金屬板1的后端部以及后面金屬板2的前端部包住，同時(shí)設(shè)置用非氧化性保護(hù)氣體或還原性保護(hù)氣體保持該部位的密封箱18(即使夾具14上下移動(dòng)，其具有的伸縮功能也不會(huì)受到妨礙)。
由于將N2氣體等非氧化性氣體注入密封箱18內(nèi)，所以能夠保持適于接合的保護(hù)性氣體。這里雖然沒(méi)有圖示排出注入氣體的情況，但在密封箱18的另外一側(cè)設(shè)置了吸氣孔，從此處排出注入的氣體。
使用圖20所示的密封箱18接合金屬板的方法，對(duì)于含有Cr的不銹鋼以及熔點(diǎn)低的高碳特殊鋼、高M(jìn)n鋼等在大氣中不容易接合的材料作為對(duì)象的情況特別有效。
作為注入氣體有N2氣體、Ar氣體等。但也可以用H2氣體、CO氣體等還原性氣體。在使用這樣的氣體時(shí)，其流量為1～10Nm3/min。
金屬板假設(shè)是碳鋼，在加熱·升溫時(shí)產(chǎn)生的氧化物是氧化鐵(FeO)，其熔點(diǎn)是1370℃。這里即使是混合有例如MnO等時(shí)，也基本是該附近區(qū)域的溫度。這里，因含碳量不同，金屬的熔點(diǎn)會(huì)有變化，具有比FeO的熔點(diǎn)高的固相線(xiàn)的鋼，假設(shè)其熔點(diǎn)是固相線(xiàn)和FeO熔點(diǎn)之間的溫度，則能夠從接合部的接觸面去除金屬板壓緊時(shí)因金屬變形所熔融的氧化物。
含碳量0.70％的鋼，因?yàn)楣滔嗑€(xiàn)溫度(開(kāi)始熔化的溫度)和氧化鐵的熔點(diǎn)基本一致，所以當(dāng)含碳量在0.70％以上，加熱·升溫金屬板時(shí)產(chǎn)生的接合面的氧化物不熔化，會(huì)殘留在接合部接觸面上，很難得到良好的接合部。
不銹鋼產(chǎn)生的氧化物非常堅(jiān)固，而且因?yàn)槭蔷哂斜群辖鸶叩枚嗟娜埸c(diǎn)的Cr氧化物，所以在大氣中加熱、升溫接合時(shí)，如上所述，由于氧化物殘留在接合接觸面上，因此很難得到良好的接合部。
使用圖20所示的密封箱18時(shí)，優(yōu)點(diǎn)是這樣的問(wèn)題非常少。
對(duì)于用端頭剪切機(jī)切斷的金屬板(超低碳鋼和不銹鋼)端面，根據(jù)使其在大氣中以950～1000℃保持15秒的氧化物產(chǎn)生狀況的調(diào)查結(jié)果，超低碳鋼為數(shù)μm的氧化物層，而不銹鋼基本看不到產(chǎn)生的氧化物。而進(jìn)一步將這些鋼加熱至1400℃，超低碳鋼為厚度60～70μm的氧化物層，而不銹鋼形成數(shù)μm氧化物層。只要在加熱·升溫時(shí)，通過(guò)使用非氧化保護(hù)氣體或還原性保護(hù)氣體就可以避免這些氧化物的產(chǎn)生。
在加熱·升溫金屬板時(shí)，為了避免預(yù)定接合面的氧化，理想的情況為碳鋼的情況，調(diào)整氧氣濃度為1％以下的保護(hù)氣體；不銹鋼的情況，調(diào)整氧氣濃度為0.1％的保護(hù)氣體。
圖21表示的是上面圖12的改動(dòng)例。圖21所示例子的構(gòu)造為使約束金屬板的上方夾具14能夠上下移動(dòng)，使下方夾具14中的一側(cè)上所設(shè)置的夾住部15在相對(duì)側(cè)的下方夾具14上設(shè)置的滑動(dòng)板t上滑動(dòng)。
假設(shè)是這樣的結(jié)構(gòu)，因?yàn)橄路綂A具14的水平度總是一定的，所以能夠改善接合金屬板時(shí)位置對(duì)準(zhǔn)的精度，而且對(duì)于提高夾具的強(qiáng)度也是極有利的。
用如上構(gòu)成的金屬板接合裝置，能夠有效地加熱·升溫金屬板，而且，在金屬板壓緊時(shí)產(chǎn)生的上下錯(cuò)動(dòng)等也是極小的。
下面說(shuō)明的是使夾具以及壓緊裝置和加熱裝置分別向金屬板的寬度方向移動(dòng)，以謀求減輕夾具及壓緊裝置的熱負(fù)荷這樣構(gòu)造的接合裝置。
圖22～圖24表示其結(jié)構(gòu)。
圖中，附圖標(biāo)記19是在沿金屬板輸送線(xiàn)鋪設(shè)的導(dǎo)軌L上能夠移動(dòng)的臺(tái)車(chē)，在臺(tái)車(chē)19內(nèi)，在沿金屬板的寬度方向伸長(zhǎng)的框架20(移動(dòng)裝置)上通過(guò)車(chē)輪20a懸掛支撐作為加熱裝置的感應(yīng)加熱線(xiàn)圈9(表示的例子是在上下方夾住金屬板的C型鐵芯，該線(xiàn)圈9在鐵芯上配置纏繞的線(xiàn)圈和電源(未圖示))，這樣的感應(yīng)線(xiàn)圈9，如圖23所示能夠在臺(tái)車(chē)19內(nèi)沿金屬板的寬度方向單獨(dú)移動(dòng)(感應(yīng)線(xiàn)圈9在臺(tái)車(chē)19內(nèi)的移動(dòng)裝置也可以是滑動(dòng)形式)。
附圖標(biāo)記21是與感應(yīng)加熱線(xiàn)圈9分別能夠在金屬板的寬度方向上移動(dòng)的上下整體型框架(移動(dòng)裝置)，配置在臺(tái)車(chē)19內(nèi)，該框架21配置有使金屬板水平度一致的夾具14和在該夾具14夾住支持下使前面金屬板及后面金屬板至少一個(gè)向另一個(gè)移動(dòng)、壓緊的液壓缸12(壓緊裝置)，作為使夾具14與液壓缸12移動(dòng)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)，框架21在臺(tái)車(chē)19內(nèi)可以使用圖22所示的導(dǎo)軌L1以及與該導(dǎo)軌L1相適應(yīng)的車(chē)輪21a所組成的機(jī)構(gòu)，但也可以是滾子或滑動(dòng)式的移動(dòng)機(jī)構(gòu)(圖23、圖24沒(méi)有圖示移動(dòng)機(jī)構(gòu))。另外，附圖標(biāo)記22是和臺(tái)車(chē)19的移動(dòng)相配合并能夠升降移動(dòng)的(為避免與臺(tái)車(chē)19碰撞的功能)輸送金屬板用的輥道輥。
在形成這樣結(jié)構(gòu)的金屬板接合裝置中，如圖22、圖23所示，為了接合前面金屬板1和后面金屬板2，在臺(tái)車(chē)19內(nèi)移動(dòng)到在線(xiàn)位置的夾具14約束金屬板的端部，另外使感應(yīng)加熱線(xiàn)圈9在臺(tái)車(chē)19內(nèi)移動(dòng)，對(duì)各端部加熱·升溫；用與夾具14同時(shí)移動(dòng)而在線(xiàn)的液壓缸12，將前面金屬板1以及后面金屬板2中的至少一個(gè)向另一個(gè)推壓緊，使各金屬板相互對(duì)接。
這樣，在連續(xù)軋制的一個(gè)循環(huán)(例如將15個(gè)金屬板作為一個(gè)循環(huán)進(jìn)行接合的情況)結(jié)束，將完成接合的金屬板依次供給熱精軋機(jī)組后，如圖24所示，感應(yīng)加熱線(xiàn)圈9沿著框架20，而配置有夾具14和液壓缸12的框架21沿著導(dǎo)軌L1，通過(guò)金屬板輸送線(xiàn)P而移動(dòng)，等待后面金屬板的到來(lái)。而且，金屬板的輸送過(guò)程中，在假設(shè)夾具14以及液壓缸12為自身能下線(xiàn)的情況時(shí)，理想的情況是預(yù)先將框架21作成與感應(yīng)線(xiàn)圈9同樣的形狀，即作成C型的框架，或者是作成上下能夠開(kāi)啟的框架。
圖25表示的例子是適于配置上述結(jié)構(gòu)的接合裝置的金屬板連續(xù)熱軋?jiān)O(shè)備。
這樣的裝置設(shè)置在粗軋機(jī)r的出口側(cè)設(shè)置的切斷裝置23(在金屬板接合前，將其端部加工為規(guī)定平面形狀的裝置)和熱精軋機(jī)組24之間。在這樣的連續(xù)熱軋?jiān)O(shè)備里，為了調(diào)整粗軋工序和精軋工序間的處理量，在粗軋機(jī)r的出口側(cè)設(shè)置有卷繞·開(kāi)卷裝置。
圖26表示的是使感應(yīng)加熱線(xiàn)圈9、夾具14、壓緊缸12位于下線(xiàn)狀態(tài)的臺(tái)車(chē)19內(nèi)的金屬板輸送狀況。
在臺(tái)車(chē)19內(nèi)，通常是使金屬板滑動(dòng)而輸送，而在按照本發(fā)明的裝置中，因?yàn)槟軌蚴古_(tái)車(chē)19內(nèi)形成無(wú)任何物體的狀態(tài)，所以可以另外設(shè)置能夠升降移動(dòng)的支撐輥25(安裝在臺(tái)車(chē)19的框架上，在使用時(shí)上升，或者預(yù)先設(shè)置在臺(tái)車(chē)19的下面并且使臺(tái)車(chē)19移動(dòng)時(shí)不與其碰撞，在使用時(shí)上升)，因?yàn)橛么四軌蛑谓饘侔澹詢(xún)?yōu)點(diǎn)是能夠有效地防止由于在臺(tái)車(chē)19內(nèi)氧化皮增多而發(fā)生擦傷。
如上所述，在如圖22～圖24所示結(jié)構(gòu)的接合裝置中，在不需要接合金屬板的情況時(shí)，因?yàn)槟軌蚴篃嶝?fù)荷大的夾具以及壓緊裝置下線(xiàn)，所以可以延長(zhǎng)其使用壽命。而且可以避免由于氧化皮增多而引起擦傷的發(fā)生。另外，即使是在因?yàn)槟撤N故障而必須要維修的情況時(shí)，準(zhǔn)備好另外一臺(tái)配置有夾具及壓緊裝置的框架而將其調(diào)換，就可以不停止流水線(xiàn)的運(yùn)轉(zhuǎn)而繼續(xù)作業(yè)，能夠?qū)嵤└呱a(chǎn)效率的熱軋；因?yàn)椴皇鞘菇雍涎b置整體移動(dòng)的結(jié)構(gòu)，所以?xún)?yōu)點(diǎn)是只需要比較小的空間。
其次，說(shuō)明輸送金屬板用的輥道輥。
圖27、圖28(圖27的II～I(xiàn)I剖面)表示該結(jié)構(gòu)。
圖中，輸送金屬板的輥道輥26是由在沿金屬板縱向的多處支撐的多個(gè)輥組成，其兩端保持在以一對(duì)為一組的輥道輥支撐構(gòu)件27上并能夠旋轉(zhuǎn)。在輥道輥支撐構(gòu)件27的側(cè)面安裝齒條28，安裝在垂直立著的導(dǎo)向架29上并可自由升降。附圖標(biāo)記30是液壓缸(平衡缸)，該缸30的一端連接在導(dǎo)向架29、另一端連接在輥道輥支撐構(gòu)件27上。附圖標(biāo)記31是導(dǎo)向輥，該導(dǎo)向輥31保持在導(dǎo)向架29的上部并能旋轉(zhuǎn)。
附圖標(biāo)記32是小齒輪，該小齒輪32連接在跨接兩側(cè)的齒條28的機(jī)械連接軸33上，保持在導(dǎo)向架29的上部并能自由旋轉(zhuǎn)。
附圖標(biāo)記34是沿導(dǎo)軌L2能夠移動(dòng)的接合裝置，該接合裝置34配置有框架35，車(chē)輪36、在框架35下面兩側(cè)設(shè)置并具有向其中間部?jī)A斜的入口側(cè)傾斜部及出口側(cè)傾斜部的船型導(dǎo)向軌37、上下夾住約束金屬板的夾具38和加熱裝置39。
附圖標(biāo)記40是液壓管，該液壓管40分別連接在各缸30的端部，在至軋制裝置(未圖示)之間設(shè)置有蓄液罐41和開(kāi)閉閥42。
附圖標(biāo)記43是不可升降的固定式輥道輥，安裝在金屬板接合裝置34的入口側(cè)和出口側(cè)，在輸送金屬板時(shí)使用。
在這樣結(jié)構(gòu)的輸送用的輥道輥中，液壓缸30的端部及蓄液罐41預(yù)先施加有預(yù)定的壓力，通過(guò)關(guān)閉開(kāi)閉閥42保持其壓力。
將接合裝置34靠近金屬板被輸送的一側(cè)，金屬板經(jīng)過(guò)輥道輥43被輸送，到達(dá)接合裝置34時(shí)，使該接合裝置34與金屬板用同一速度移動(dòng)。而且，以該狀態(tài)分別用夾具38約束前面金屬板1的端部和后面金屬板2的端部，在至接合裝置34的行走停止端的期間，用加熱裝置39加熱·升溫、壓緊，完成兩金屬板的接合。
在接合裝置34移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)向軌37也和接合裝置34同時(shí)移動(dòng)，而位于從導(dǎo)向軌37的入口側(cè)傾斜部至該中間部之間的導(dǎo)向輥31以及輥道輥26，當(dāng)接合裝置34通過(guò)時(shí)，同時(shí)依次上升而支撐金屬板，另外，由于接合裝置34的到來(lái)，位于從導(dǎo)向軌37的出口側(cè)傾斜部至該中間部之間的導(dǎo)向輥31及輥道輥26被該導(dǎo)向軌37的出口側(cè)傾斜部以及該中間部壓迫而依次下降，避免與構(gòu)成接合裝置34的框架35碰撞。
這樣，和輥道輥26的支撐構(gòu)件27同時(shí)在下面支撐輥道輥26的各液壓缸30的端部用液壓管連接，因?yàn)槭亲鳛楸３指鞫瞬繅毫橐欢ǖ囊簤夯芈罚?，在輥道?6及該支撐構(gòu)件27位于下降狀態(tài)時(shí)的液壓缸30內(nèi)的油只是流向輥道輥26及該支撐構(gòu)件27位于上升狀態(tài)時(shí)的液壓缸30，因此，按照本發(fā)明的金屬板輸送用的輥道輥，可以避免和接合裝置34的碰撞并能夠可靠地支撐金屬板(不需要閥的操作及其控制)。
具有在軸端分別支撐輥道輥26的支撐構(gòu)件27的結(jié)構(gòu)中，由于用機(jī)械連接軸33連接該兩端部，所以即使是在導(dǎo)向輥31無(wú)導(dǎo)向軌37導(dǎo)向的情況時(shí)，因?yàn)檩伒垒?6也能夠總是保持水平，所以能夠可靠地支撐并輸送金屬板。
如上面圖27、圖28所示的結(jié)構(gòu)中，例如從接合裝置34將加熱裝置、壓緊裝置、夾具取出，在流水線(xiàn)上僅配置框架35的情況時(shí)(未進(jìn)行金屬板接合的等待狀況)，在該框架35內(nèi)，則存在用輥道輥26不能支撐金屬板的危險(xiǎn)。
在這種情況下，圖29、圖30(圖29的II-II剖面)所示，例如在導(dǎo)向軌37的中間部設(shè)置能夠取出的移動(dòng)導(dǎo)向軌37a，用在框架35上設(shè)置的用于移動(dòng)的液壓缸44使圖31所示的移動(dòng)導(dǎo)向軌37a向從輸送線(xiàn)上脫離的方向移動(dòng)，可以期望由該處所得到的空間部使輥道輥26上升到輸送流水線(xiàn)上。
為了將移動(dòng)導(dǎo)向軌37a移動(dòng)，使位于該區(qū)域的輥道輥26上升，首先降低液壓管40的壓力，用移動(dòng)用液壓缸44將移動(dòng)導(dǎo)向軌37a向從輸送線(xiàn)上脫離的方向移動(dòng)。然后，向液壓管40加壓，通過(guò)液壓缸30、輥道輥的支撐構(gòu)件27使輥道輥26上升。
為了進(jìn)行這樣的操作，希望開(kāi)閉閥42是配置為具有開(kāi)、閉、壓出功能的三通閥等。
在圖29～圖31中所示的例子中，移動(dòng)導(dǎo)向軌37a有只使一個(gè)輥道輥26上升的長(zhǎng)度，在有能使多個(gè)輥道輥上升空間的情況時(shí)，可以使移動(dòng)導(dǎo)向軌37a的長(zhǎng)度與其相對(duì)應(yīng)。
在形成以上結(jié)構(gòu)的金屬板的輸送用輥道輥26中，在下方保持它的液壓缸30的壓力全都相等，因?yàn)閷?dǎo)向輥31與導(dǎo)向軌37相接而升降，各自的輥道輥下降尺寸的和總是為一定值，所以只需要在包含液壓缸30、液壓管40、蓄液罐41、開(kāi)閉閥42的液壓回路中保持一定值壓力，可以不需要另外再設(shè)置具備升降用電磁閥等的液壓裝置并能夠進(jìn)行升降操作，所以能夠節(jié)約用于導(dǎo)向輥升降的動(dòng)力。
而且，因?yàn)檩伒垒?6的兩端用機(jī)械連接裝置連接，通常保持一定的水平度，所以即使是在導(dǎo)向輥31無(wú)導(dǎo)向軌37導(dǎo)向時(shí)，由于液壓缸30端部的作用力，也能夠水平地保持位于輸送流水線(xiàn)上的輥道輥26，可以可靠地支撐并輸送金屬板。
下面，說(shuō)明有關(guān)去除鋼板接合壓緊時(shí)不可避免要產(chǎn)生的不良接合部。
為了形成適于接合的金屬板端部截面形狀，一般是使用通常用于切料頭的剪切機(jī)。作為剪切機(jī)，有旋轉(zhuǎn)滾筒型、曲柄型、擺型等多種型式，根據(jù)金屬板的接合狀態(tài)分別使用這些裝置，但無(wú)論是使用哪種類(lèi)型的剪切機(jī)，都不能避免產(chǎn)生如圖32所示形狀的部分(4×6～5×8mm的“塌邊”)。
有這種截面形狀的前面金屬板的端部和后面金屬板的端部以非接觸狀態(tài)感應(yīng)加熱接合時(shí)，在足夠大的約8～10mm的范圍壓緊時(shí)，金屬板的接合部會(huì)成為圖33所示的形狀。用分為深度1mm、2mm、3mm、4mm四種標(biāo)準(zhǔn)去除這樣的不良接合部后，再進(jìn)行熱精軋的情況下，無(wú)論是哪種深度，如果比前面金屬板及后面金屬板兩個(gè)母板的表面削進(jìn)得更深，就不會(huì)產(chǎn)生鱗狀折疊的缺陷，軋制中板不會(huì)斷裂。
而且，在金屬板壓緊時(shí)，即使發(fā)生金屬板端部移動(dòng)—-即所謂錯(cuò)位的狀態(tài)，如果在金屬板的接合部比母材表面削進(jìn)得更深而去除不良部，在軋制中板就不會(huì)斷裂。另外，關(guān)于其削進(jìn)量的最大值，從要使切削的反力不大、或使刀具的負(fù)荷不大這種實(shí)用的觀點(diǎn)考慮，適當(dāng)?shù)闹祽?yīng)為金屬板板厚的12.5％以下(單側(cè))。
不良接合部的長(zhǎng)度(在金屬板縱向的長(zhǎng)度)，根據(jù)感應(yīng)加熱時(shí)的頻率以及壓緊量也會(huì)有差異，但通常為5～10mm/單側(cè)。該部分去除多大范圍，在軋制時(shí)不會(huì)產(chǎn)生鱗狀折疊的缺陷？根據(jù)將圖34所示的與不良接合部相同區(qū)域的長(zhǎng)度、或其1.5倍、2倍長(zhǎng)度的部分去除后再進(jìn)行軋制的結(jié)果，在大約20～30mm范圍去除的情況時(shí)，如圖35所示，殘留有不良接合部的非常柔和的部分(不良接合部的端部)，可知這就是鱗狀折疊缺陷產(chǎn)生的原因。
根據(jù)這樣的知識(shí)，為了避免因不良接合部產(chǎn)生的鱗狀折疊缺陷，必須以接合面為起點(diǎn)，在金屬板的縱向至少20mm的范圍(是對(duì)于一側(cè)的金屬板，在跨接兩個(gè)金屬板的情況時(shí)，從接合面起分別至少20mm，即總計(jì)為40mm)去除不良接合部。
用圖36(a)～(c)所示的類(lèi)型去除不良接合部。
圖36(a)、圖36(b)，是前面金屬板的板厚與后面金屬板的板厚不相同的物體為對(duì)象時(shí)的消除類(lèi)型，圖36(c)是金屬板端部上下錯(cuò)位狀態(tài)的消除類(lèi)型。此處沒(méi)有圖示相同板厚的金屬板水平度一致情況時(shí)進(jìn)行去除的類(lèi)型，這種情況，前面金屬板、后面金屬板都是用相同的加工量去除不良接合部。
對(duì)于在金屬板寬度方向的不良接合部的去除范圍，最好是將該全部區(qū)域完全去除，但是寬度達(dá)到2000mm的金屬板為對(duì)象的情況時(shí)，設(shè)備方面不一定很容易。
圖37表示的是對(duì)于加工板厚為1.0～1.6mm、板寬為1400～1600mm的金屬板，在該板接合后的寬度方向的不良接合部的去除率與軋制中板斷裂之間的關(guān)系。根據(jù)此關(guān)系，在金屬板的寬度方向，將不良接合部去除60％以上(比母板表面削進(jìn)得更深，而且前提是在一側(cè)的金屬板至少在20mm的范圍去除金屬板縱向的去除范圍)，則在軋制中板不會(huì)斷裂。
去除不良接合部時(shí)，全部去除不良接合部并且其深度為2mm±1mm的加工情況時(shí)，以刀具作為工具是最有效的。
在切削溫度超過(guò)1000℃的金屬板時(shí)，刀具和材料的接觸時(shí)間要短是個(gè)重要條件。因此必須要使用旋轉(zhuǎn)刀具。
因?yàn)楣ぷ鳈C(jī)械所使用的旋轉(zhuǎn)刀具(超硬等)，熔損以及磨損極其嚴(yán)重，所以不能使用，用熱鋸所使用的S55C(機(jī)械結(jié)構(gòu)用的碳鋼)或SNC(鎳鉻鋼)等材料制作的旋轉(zhuǎn)刀具，邊冷卻邊使用是最好的。
圖38表示的是上述旋轉(zhuǎn)刀具的圓周速度和燒接的關(guān)系，當(dāng)使用這樣的旋轉(zhuǎn)刀具時(shí)，從防止刀具燒接的觀點(diǎn)考慮，最好是使旋轉(zhuǎn)刀具的圓周速度在50m/s以上。另外，如果圓周速度的上限超過(guò)120m/s，刀具的壽命會(huì)變得極短，所以應(yīng)該使圓周速度在120m/s以下。
當(dāng)旋轉(zhuǎn)刀具的圓周速度在50m/秒以上時(shí)，能夠不產(chǎn)生振動(dòng)(顫震)地切削、去除不良接合部，這是為了能夠穩(wěn)定作業(yè)的最重要的必須條件。
而且，在切削不良接合部的狀態(tài)中，期望旋轉(zhuǎn)刀具的刀尖在圖39所示的切削弧長(zhǎng)Ld內(nèi)接觸3處以上。
在切削不良接合部時(shí)，也要切削母板，假設(shè)0.2mm為實(shí)際作業(yè)的最小值，則旋轉(zhuǎn)刀具必須滿(mǎn)足的條件是旋轉(zhuǎn)刀具的直徑為500mm，刀刃的節(jié)距為5mm(Ld=500×0.2=10mm,]]>節(jié)距P＝10/2＝5mm)刀刃的節(jié)距不夠5mm時(shí)，即使高速旋轉(zhuǎn)也會(huì)發(fā)生阻塞，因此理想的情況是在5mm以上。
若使旋轉(zhuǎn)刀具的直徑變大，可以按其比例使刀刃的節(jié)距變大，但是，考慮到由圓周速度的條件和設(shè)備所決定的轉(zhuǎn)速允許值，旋轉(zhuǎn)刀具的直徑最好為800～900mm。而且，雖然也能夠制作直徑為1200mm的旋轉(zhuǎn)刀具，但旋轉(zhuǎn)刀具的加減速功能(例如用5分鐘使刀刃達(dá)到80m/s的圓周速度)會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。
圖40、圖41表示的是去除不良接合部裝置的結(jié)構(gòu)。該裝置適用于去除金屬板接合壓緊時(shí)不可避免產(chǎn)生的突起部以及毛邊的不良接合部。
圖中，附圖標(biāo)記45是切削去除金屬板不良接合部的上下為一對(duì)的旋轉(zhuǎn)刀具，并具有能使其向金屬板靠近、離開(kāi)方向移動(dòng)的缸s。該旋轉(zhuǎn)刀具通過(guò)軸45a、分配齒輪45b與驅(qū)動(dòng)電機(jī)m連接，由該驅(qū)動(dòng)電機(jī)m驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。
附圖標(biāo)記46是控制旋轉(zhuǎn)刀具45旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)速度控制裝置，附圖標(biāo)記47是對(duì)金屬板的接合部移向流水線(xiàn)方向進(jìn)行跟蹤(tracking)的跟蹤裝置，該跟蹤裝置47是由與金屬板接觸轉(zhuǎn)動(dòng)的接觸式惰輪47a(也可以是激光多普勒等方式的非接觸速度計(jì))和與該惰輪47a相聯(lián)的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)器47b組成。
附圖標(biāo)記48a是與導(dǎo)向相對(duì)應(yīng)而控制旋轉(zhuǎn)刀具45的切削定時(shí)和切削量的開(kāi)度控制裝置，該開(kāi)度控制裝置48a和上位控制裝置48b相連，將根據(jù)板厚信息的切削開(kāi)度傳送到控制裝置48a。
在這樣結(jié)構(gòu)的不良接合部的去除裝置中，為了去除金屬板的不良接合部，用跟蹤裝置47掌握不良部到達(dá)旋轉(zhuǎn)刀具45的時(shí)間，在到達(dá)適當(dāng)?shù)奈恢脮r(shí)，根據(jù)開(kāi)度控制裝置48a的指令，通過(guò)液壓控制閥s1使缸s動(dòng)作，使旋轉(zhuǎn)刀具45的開(kāi)度變小而進(jìn)行切削。
在該去除裝置中所表示的是具有分配齒輪45b的例子，但是若分別獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)上下方的旋轉(zhuǎn)刀具45，則可以省略分配齒輪45b。
金屬板的不良接合部基本上是用跟蹤裝置47進(jìn)行跟蹤，但是在接合部的初期位置，例如在接合裝置49上配置移動(dòng)位置檢測(cè)器50，也可以由此進(jìn)行跟蹤，而且，另外設(shè)置能夠檢測(cè)接合部位置的儀器(例如溫度計(jì))，也可以由此進(jìn)行跟蹤。
圖42、圖43表示的是在金屬板的寬度方向能夠移動(dòng)的臺(tái)車(chē)5 1上安裝有寬度較窄的旋轉(zhuǎn)刀具45，并且使該臺(tái)車(chē)51與金屬板的移動(dòng)相配合而進(jìn)行移動(dòng)形式的不良接合部去除裝置。
這種形式的裝置，因?yàn)楸仨氁古_(tái)車(chē)51與金屬板同步，所以必須要設(shè)置與旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)器50相連接的測(cè)量輥M(接觸式的惰輥等)和移動(dòng)控制裝置。
這種形式，旋轉(zhuǎn)刀具45刀刃的寬度可以窄些，長(zhǎng)處是能夠使驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)刀具45的驅(qū)動(dòng)源小型化。
作為驅(qū)動(dòng)源，配置有驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)刀具45的電機(jī)m、使旋轉(zhuǎn)刀具45在金屬板的寬度方向移動(dòng)的移動(dòng)電機(jī)m2以及使臺(tái)車(chē)51沿金屬板縱向移動(dòng)的電機(jī)m3。
圖44表示的是移動(dòng)式不良接合部去除裝置的控制系統(tǒng)圖。
圖42、圖43中有承載臺(tái)車(chē)51并在沿金屬板縱向鋪設(shè)的導(dǎo)軌L3上移動(dòng)的基礎(chǔ)框架52，在此基礎(chǔ)框架52上沿金屬板縱向設(shè)置有導(dǎo)軌53，臺(tái)車(chē)51沿該導(dǎo)軌53移動(dòng)。
這里所示的裝置中，不需要與金屬板接合部的跟蹤裝置相配合而動(dòng)態(tài)控制旋轉(zhuǎn)刀具45的開(kāi)度，因?yàn)榭梢灶A(yù)先調(diào)整好，所以開(kāi)度的調(diào)整極其簡(jiǎn)單。
使用上面結(jié)構(gòu)的不良接合部去除裝置，能夠在熱精軋之前迅速地去除在金屬板壓緊時(shí)產(chǎn)生的不良接合部，可以避免由此引起的軋制中板的斷裂。
為易于理解由圖40里所示的不良接合部去除裝置的旋轉(zhuǎn)刀具45的切削狀況，在圖45里用圖表示。
使用安裝有直徑為950mm、刀刃節(jié)距為15mm的旋轉(zhuǎn)刀具的不良接合部去除裝置，控制刀刃的圓周速度為80m/s，在包含金屬板(鋼板)接合部前后100mm的區(qū)域、深度為2mm、寬度方向的全部區(qū)域進(jìn)行切削，然后，用熱精軋加工為0.8～1.2mm板(將20個(gè)金屬板接合、軋制作為一個(gè)循環(huán)，實(shí)施五個(gè)循環(huán))，結(jié)果在軋制中完全見(jiàn)不到板斷裂的情況。
下面，說(shuō)明有關(guān)金屬板不良接合部的冷卻。
因?yàn)榻饘侔鍓壕o時(shí)產(chǎn)生的不良接合部是被加熱·升溫的區(qū)域，所以剛接合完后，比母板的溫度高，當(dāng)在這樣的狀態(tài)中使用能夠去除不良接合部的旋轉(zhuǎn)刀具時(shí)，被切削物會(huì)附著在旋轉(zhuǎn)刀具上，有引起刀刃燒接、阻塞的不利之處。而且，因?yàn)榻雍喜康膹?qiáng)度比母材小，所以在金屬板的輸送過(guò)程或軋制過(guò)程中，當(dāng)有大的拉力作用時(shí)，也會(huì)有從該部位切斷的危險(xiǎn)。
因此，本發(fā)明中金屬板接合后，在去除不良接合部前以及/或者去除后冷卻接合部。
在去除不良接合部前以及/或者去除后進(jìn)行這樣的冷卻，能夠順利地去除不良接合部，而且因?yàn)槟軌蛱岣呓雍喜康膹?qiáng)度，所以不會(huì)有板的斷裂。
關(guān)于在不良接合部去除前的冷卻，由于使該部位冷卻為1100～1200℃或者在其以下，所以能夠避免被切削物對(duì)旋轉(zhuǎn)刀具的附著等。
另外，在不良接合部去除后，如果金屬板接合部的溫度降得過(guò)低，在軋制時(shí)，接合部比其它區(qū)域變形抵抗大，不僅不能夠進(jìn)行順利的軋制，而且板厚變化也很大，因此，理想的情況是冷卻為和母板同樣的溫度。
作為接合部去除后的冷卻條件，例如用水量/密度為5000升/min·m2冷卻3秒鐘，可以使該部位的表面溫度為600℃。
進(jìn)行這樣的冷卻后，由于金屬板的表面溫度回?zé)?，停止冷卻數(shù)秒鐘后，會(huì)變?yōu)榕c母板溫度基本相同的溫度。
圖46表示的是在連續(xù)熱軋中的金屬板冷卻裝置的結(jié)構(gòu)。圖中附圖標(biāo)記54是向前面金屬板1及后面金屬板2接合部產(chǎn)生的不良接合部噴射冷卻水的冷卻噴嘴，該冷卻噴嘴54與臺(tái)車(chē)55連接，在金屬板的縱向移動(dòng)，能夠與金屬板的移動(dòng)相配合高效率地冷卻不良接合部。
附圖標(biāo)記56是掌握不良接合部a位置的位置檢測(cè)器。
該例表示的是僅在不良接合部去除前冷卻的情況，而在不良接合部去除裝置的出口側(cè)配置與該冷卻裝置相同結(jié)構(gòu)的裝置，由同樣的要領(lǐng)可以冷卻去除金屬板不良接合部后的接合部。
另外，表示的例子雖然是冷卻噴嘴54與臺(tái)車(chē)55連接、移動(dòng)的結(jié)構(gòu)。但結(jié)構(gòu)也可以是能夠與金屬板的移動(dòng)相配合而使噴嘴的前端與不良接合部一致的旋轉(zhuǎn)形式的結(jié)構(gòu)。
圖47表示的例子是在金屬板輸送線(xiàn)上配置的不良接合部去除裝置的入口側(cè)、出口側(cè)設(shè)置冷卻裝置。圖中的附圖標(biāo)記57是粗軋機(jī)(最后的)，58是接合裝置，59是不良接合部去除裝置，60a、60b是入口側(cè)及出口側(cè)冷卻裝置，61是環(huán)繞裝置，62是精軋機(jī)。
使用以上結(jié)構(gòu)的冷卻裝置，由于冷卻金屬板接合后的不良接合部，或者冷卻去除不良接合部后的區(qū)域，因此可以順利地進(jìn)行切削作業(yè)，而且可以防止軋制中板的斷裂，能夠進(jìn)行穩(wěn)定的連續(xù)熱軋。
在本發(fā)明中，特別作為適當(dāng)?shù)倪B續(xù)熱軋?jiān)O(shè)備，在精軋機(jī)組上游，至少要配置切斷前面金屬板的后端部及后面金屬板的前端部的切斷裝置和加熱·升溫、壓緊而接合的接合裝置，根據(jù)需要配置不良接合部去除裝置以及/或者冷卻裝置，這里，在接合裝置為移動(dòng)式的情況時(shí)，金屬板輸送用的輥道輥具有升降功能是特別理想的。
圖48表示的是在本發(fā)明中理想的連續(xù)熱軋?jiān)O(shè)備例。
在圖48中，附圖標(biāo)記63是切斷金屬板端部的切斷裝置，64是接合裝置，65a是入口側(cè)冷卻裝置，65b是出口側(cè)冷卻裝置，66是不良接合部去除裝置，67是精軋機(jī)組。
由本發(fā)明，希望得到下述的效果。
①因?yàn)樵诮饘侔宓募訜帷ど郎?、壓緊時(shí)，能夠防止金屬板的端部(前端部、后端部)的變形，所以不會(huì)發(fā)生金屬板錯(cuò)位接合，也不會(huì)發(fā)生翹曲，因此能夠防止由于這樣的錯(cuò)位接合而引起的軋制中板的斷裂。
另外，由于噴射氣體以及冷卻水，能夠進(jìn)行適于金屬板接合狀態(tài)的適宜的接合，能夠?qū)嵤└咝噬a(chǎn)的連續(xù)熱軋。
②不需要進(jìn)行有關(guān)輥道輥升降的復(fù)雜控制，能夠避免與移動(dòng)式接合裝置的碰撞，可以穩(wěn)定地輸送金屬板。
③能夠在包含接合部的金屬板全長(zhǎng)內(nèi)進(jìn)行順利的軋制。
④能夠高效率地去除不良接合部。因?yàn)槟軌蛱岣呓饘侔褰雍喜康膹?qiáng)度，所以在輸送中即使拉力有大的變化，板也不會(huì)斷裂。
⑤在金屬板壓緊時(shí)，其端部不會(huì)發(fā)生錯(cuò)位，也不會(huì)發(fā)生翹曲。另外，可以避免夾具的夾住部的熔損和與板材的結(jié)合，能夠謀求加熱效率的改善。
⑥因?yàn)椴粌H能使感應(yīng)加熱線(xiàn)圈、而且也能使夾具以及壓緊裝置向流水線(xiàn)外適當(dāng)?shù)匾苿?dòng)，所以能夠減小接合裝置整體的熱負(fù)荷，容易實(shí)施接合裝置的維修。因?yàn)樵谂_(tái)車(chē)內(nèi)不能配置輸送金屬板的輥道輥，所以在不得不成為使金屬板滑動(dòng)而輸送的結(jié)構(gòu)，在此處氧化皮增多的情況時(shí)，不能避免發(fā)生擦傷，但是，在加熱裝置以及夾具、壓緊裝置避開(kāi)的狀態(tài)時(shí)，在臺(tái)車(chē)內(nèi)因?yàn)橐部梢杂脤?dǎo)向輥支撐金屬板，所以能夠避免由氧化皮引起的擦傷。
⑦因?yàn)槟軌蚴馆伒垒伵c接合裝置的移動(dòng)狀態(tài)相配合而自動(dòng)地迅速升降，所以能夠避免接合裝置與輥道輥碰撞的事故。而且，在接合裝置通過(guò)后，不會(huì)有因?yàn)檩伒垒伾仙t緩而不能支撐金屬板的情況。另外，因?yàn)檩伒垒伿窃诮雍涎b置壓緊時(shí)，由于使支撐輥道輥的液壓缸的工作油流入各缸而使輥道輥升降的平衡形式，所以只要在液壓回路內(nèi)施加一定的壓力就可以了，因?yàn)椴恍枰挂簤貉b置動(dòng)作而升降輥道輥的復(fù)雜的控制，所以能夠節(jié)約動(dòng)力。而且因?yàn)槭箤?dǎo)向輥不與導(dǎo)軌接觸，輥道輥其兩端能夠常時(shí)保持一定的平面，所以能夠確切地支撐并輸送金屬板。
⑧因?yàn)槟軌驕p輕刀具的燒接及阻塞，所以可以延長(zhǎng)刀具的壽命。因?yàn)槟軌蛟跓峋堉把杆俚厝コ饘侔宓牟涣冀雍喜?，所以可以避免因不良接合部而引起的軋制中板的斷裂?br> ⑨因?yàn)槟軌蚴菇饘侔褰雍喜康臏囟扰c母板的溫度相同，所以能夠避免因拉力變化引起的軋制中板的斷裂，同時(shí)可以提高板厚的精度。而且，在去除不良接合部時(shí)，因?yàn)楸磺邢魑锊粫?huì)附著在旋轉(zhuǎn)刀具上，所以可以進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的切削作業(yè)。
權(quán)利要求
1.一種金屬板的連續(xù)熱軋方法，在分別將前面金屬板的后端部和后面金屬板的前端部切斷，然后加熱·升溫、壓緊而接合兩金屬板后再供給精軋的連續(xù)熱軋方法中，其特征是在去除壓緊時(shí)所產(chǎn)生的金屬板的不良接合部時(shí)，切削不良接合部要比母板表面深些。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是使用圓周速度為50～120m/s的旋轉(zhuǎn)刀具去除不良接合部。
3.一種連續(xù)熱軋中的金屬板不良接合部的去除裝置，其特征是該金屬板的不良接合部去除裝置包括切削去除金屬板不良接合部的上下為一對(duì)的旋轉(zhuǎn)刀具、控制該旋轉(zhuǎn)刀具為50～120m/s的圓周速度的旋轉(zhuǎn)速度控制裝置、跟蹤金屬板接合部的跟蹤裝置、適應(yīng)接合部跟蹤狀態(tài)控制旋轉(zhuǎn)刀具切削的控制裝置。
全文摘要
本發(fā)明在分別將前面金屬板的后端部和后面金屬板的前端部切斷，然后加熱·升溫、壓緊而接合兩金屬板后再供給精軋的連續(xù)熱軋方法中，在加熱·升溫、壓緊金屬板時(shí)，約束從各個(gè)金屬板的夾緊位置到該端部的區(qū)域，由此防止金屬板端部(前端部、后端部)的變形。還包括通過(guò)輥道輥來(lái)輸送金屬板的步驟，去除壓緊時(shí)產(chǎn)生的金屬板不良接合部的步驟，和冷卻接合部的步驟。
文檔編號(hào)B23K37/047GK1535773SQ0212979
公開(kāi)日2004年10月13日 申請(qǐng)日期1994年6月15日 優(yōu)先權(quán)日1993年6月15日
發(fā)明者磯山茂, 平林毅, 二階堂英幸, 山田博石, 田村望, 天笠敏明, 武智敏貞, 竹林克浩, 林寬治, 宮本邦雄, 黑田彰夫, 永井一則, 三登良紀(jì), 森本和夫, 鶴崎一也, 和泉清, 也, 則, 夫, 明, 浩, 石, 紀(jì), 英幸, 貞, 雄 申請(qǐng)人:川崎制鐵株式會(huì)社, 三菱重工業(yè)株式會(huì)社