专利名称：轧材接合方法及接合装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在热轧设备中，在与轧材(轧制材)一起行走的同时使先行的轧材的后端与后续的轧材的前端的轧材接合的方法及装置。
在以往的热轧制备(钢带热轧机)中，是将在粗轧机中所轧制和条材分别各个地供给到精轧机中，以得到所希望厚度的带材。然而，在这种方式中不能均匀地轧制整个轧材，在轧材的端部(前端部和后端部)容易产生缺陷，使轧材的有效利用率低下，加之由于咬入/有首无尾等，具有难于使轧制速度高速化等问题。
为解决这些问题，以往已提出了为连续地供给精轧机轧材，而将先行的轧材的后端与后续的轧材的前端进行接合的接合装置(如，日本专利公开，特开昭62-252603号公报、特开昭63-93408号公报、特公平5-139号公报)。
然而，特开昭62-25603号的＂板接合方法＂是将待合接合板的端部相互间用打入接头进行接合的，但为确保机轧材整个宽度都有很高的接合强度，必须在短时间打入多的接头，自动化(机械化)是困难的，并且许存在着不能使连接部均匀轧制的问题。
并且，在特开昭63-93408号的＂条材接合装置＂中，是将轧材形成环状。将后端与前端接合的，但为使比较厚的条材形成环状，容易使条材弯曲出褶，且不能确保充分的接合时间，而且在仅将后端与前端压接时也会存在着不能确保轧材的整个宽度范围都具有很高接合强度的问题。
进一步地，特公平5-139中的＂带板的移动焊接装置＂是一边与轧制材一起行走一边将后端与前端焊接接合的装置，但由于焊接大宽度的轧材需要化费时间，整个设备容易变长，且接合部容易发生凹凸现象，因而存在着均匀地轧制接合部是困难的这类问题。
并且，在原有的生产线上附加上述接合装置的情况下，对原有生产线的改造变成费用大的工程，有停产时间加长的问题。
并且，在重叠压接接合的情况下，是将先行的轧材的后端与后续的轧材的前端重叠后进行压接接合的。然而，由于在先行轧材与后行轧材的重叠面上存在着氧化皮，虽用切削器等将其除去，但往往在压接以前的期间会再次氧化，有降低接合强度的危险。并且，还会使切削器的切屑残留在接合面上。
并且，欲连续地供给精轧机轧材，并将接合部也均匀轧制，必须将重叠的部分压缩成一张轧材的厚度，这种压接需要非常大的力(例如1000吨)，存在着必须使用大型压接装置的问题。
本发明是为解决上述种种问题而创立的，即，本发明的目的是提供一种轧材接合装置和接合方法，它是将先行轧材的后端与后续轧材的前端在与轧材一起行进的同时进行接合，能在短时间以很高的接合强度接合轧材整个宽度，能使接合部的凸凹少，接合部几乎均匀地加工，由此，能连续地供给精轧机轧材。
并且，本发明是以将压接接合面上的氧化皮及氧化皮的除去等所产生的切屑不残留在接合面上为目的的。进一步地，本发明是以比较小型输出功率的设备将轧材的端部相互接合为目的的。
(A)根据本发明的第1发明，提供了一种轧制材的接合方法，(a).与轧制材同速度行进的同时，使先行轧制材的后端部与后行轧制材的前端部重迭，以比具有沿轧制材板宽方向回转轴的圆筒形的削器的直径略大的间隔沿上下方向隔开，(b).在用所述圆筒形切削器沿轧制方向F对后行轧制材的前端面上面的重合区域切削加工的同时，(c)从后行轧制材的上面侧沿轧制方向F向该加工面喷射还原炎，(d).加工后沿与轧制方向F相反的方向R切削加工先行轧制材的后端面下面的重合区域，(e).在进行该加工的同时从先行轧制材下面侧沿与轧制方向F相反的方向R向该加工面喷射还原炎，(f).在切削加工后，两加工面接合以前，向两加工面喷射还原炎进行压接接合。
根据上述第1发明，由于在加工后行轧材的前端部上面时是沿轧制方向F进行加工的，还原炎从后行轧材的上面侧沿轧制方向F喷射到加工面上，因而在切削加工中，从圆筒形切削器的后面喷射还原炎，在使加工面成为还原状态的同时能将切屑吹飞。并且，在切削加工先行轧材的下面时，由于在圆筒形切削器与后行轧材的加工面之间有间隙，因而还原炎可通过该间隙充分复盖该加工面。在加工先行轧材的下面过程中，由于圆筒形切削器沿与轧制方向F相反的方向R进给，还原炎也从先行轧材下面侧沿与轧制方向F相反的方向R向加工面喷射，在使加工面变成还原状态的同时能吹走切屑。一旦两加工面加工终了，就将两个面进行接合，此时仍然同时向两个面喷射还原炎，因而能不被氧化地进行接合，能具有很高的强度。并且，由圆筒形切削器所产生的切屑也被还原炎除去。
(B)根据本发明的第2发明，进一步地，提供了一种轧材的接合方法，(a).与轧材同速度行走的同时，使先行轧材的后端部与后行轧材的前端面重迭，以比沿轧制材板宽方向具有回转轴的圆筒形切削器的直径略大的间隔沿上下方向隔开，(b).在用所述圆筒形切削器沿与轧制方向F相反的方向R切削加工先行轧材的后端面下面的重迭区域的同时，(c).从先行轧材的下面侧沿与轧制方向F相反的方向R向该加工面喷射还原炎，(d).加工后沿轧制方向F切削加工后行轧材的前端面上面的重迭区域，(e).在进行该加工的同时从后行轧材上面侧沿轧制方向F向该加工面喷射还原炎，(f).在切削加工后、两加工面接合以前，向两加工面喷射还原炎进行压接接合。
上述本发明由于是与第1发明的加工顺序相反的，因而首先切削加工先行轧材的后端下面，其次切削加工后行轧材的上面。加工及喷射还原炎都与第1发明相同，可得到稳定的，高强度的接合面。并且，由圆筒形切削器所产生的切屑也通过还原炎被除去。
在第1及第2发明中，所述圆筒形切削器可在轧制方向上沿下方倾斜的倾斜面平行移动的同时进行切削加工。在该发明中，由于圆筒形切削器一边在轧制方向上沿下方倾斜的倾斜面平行移动一边进行加工，因而各接合面也变成斜的，在加工面与非加工面之间没有台阶高差，能良好的接合。并且，倾斜还有利于喷射还原炎。
(c).根据本发明的第3发明，将沿轧制方向行走的先行轧材的后端部与后行轧材的前端部部分地重迭，且一侧的轧材比另一侧的轧材的位置高，各轧材的端部保持水平地，在保持重迭部分还原状态的情况下同时切削加工先行轧材的后端部下面与后行轧材的前端部上面，其次，在保持重迭部分还原状态的情况下将重迭部分压缩成与轧材几乎同一厚度地使先行轧材的后端部与后门轧材的前端部接合。在该第3发明中，最好将一侧轧材的端部下面与另一侧轧材的端部上面同时水平或倾斜地切削加工。
并且，根据第4发明，提供了一种轧材的接合装置，它具有沿轧制方向行走的台车，安装在该台车上、水平夹持先行的轧材的后端部且可上下运动的后端夹持装置，安装在所述台车上、水平夹持后续的轧材的前端部的前端夹持装置，切削加工一侧的轧材的端部下面与另一侧轧材的端部上面的加工装置，保持该加工面还原状态的还原保持装置，以及使先行轧材与后行轧材的加工面重合、压缩接合成与轧材几乎同一厚度的压接装置。
根据第3及第4发明，在通过后端夹持装置及前端夹持装置夹持先行轧材与后行轧材的情况下，由于台车沿轧制方向行走，因而能将轧材连续地供给精轧机。并且，由于能用加工装置进行切削加工及用压接装置进行压接这两个工序将轧材的整个宽度进行接合，因而能大幅度缩短接合时间，缩短轧制设备的全长。进一步地，由于是在用还原保持装置保持加工面还原状态的情况下，用加工装置切削加工一侧的端部下面与另一侧的端部上面，并且用压接装置将加工面压缩成与轧材几乎同一厚度，因而几乎不存在加工面的氧化，能使加工面无缝隙地密实地压接，以很高的接合强度接合轧材的整个宽度。而且由于用压接装置把重合的加工高压成几乎与轧材同一厚度，能使接合部几乎无凹凸地均匀轧制。
(D).根据本发明的第5发明，加工装置由以轧材的板宽方向的回转轴为中心回转的圆筒形切削器，将该圆筒形切削器以轧材板宽方向的回转轴为中心摇动的摇动装置，及使该摇动装置沿轧制方向往复移动的复动装置构成；所述还原保持装置具有安装在后端夹持装置上的还原炎喷烧器，它从先行轧材的下侧沿与轧制方向F相反侧对由后端夹持装置夹持先行轧材并用圆筒形切削器进行切削加工的加工面喷射还原炎，该还原炎保持装置还具有安装在台车上的还原炎喷烧器，它从后门轧材的上侧沿轧制方向对由前端夹持装置夹持后行轧材、并用圆筒形切削器进行切削加工的加工面喷射还原炎。
在该第5发明中，轧材接合装置由于是在由后端夹持装置及前端夹持装置夹持先行轧材与后行轧材的情况下，台车沿轧制方向行走的，因而能将轧材连续地供给到精轧机上。并且，通过加工装置切削加工接合面，并通过压接装置进行压缩，由此能连续进行切削加工及压接，能在短时间进行压接，使高速压接成为可能。这时由于通过还原保持装置使加工面为还原状态进行压接，因而能得到很好的接合强度。并且，由于压接装置使先行轧材与后行轧材的加工面重合而压缩成几乎同一厚度，因而可得到大体均匀的接合部。再有，加工装置由于是由以轧材板宽方向的回转轴为中心回转的圆筒形切削器，以轧材板宽方向的回转轴为中心使该圆筒形切削器摇动的摇动装置，以及使该摇动装置沿轧制方向往复移动的复动装置构成的，因而圆筒形切削器能沿上下方向、轧制方向F及与轧制方向F相反的方向R移动。还原保持装置由于具有安装在后端夹持装置上的还原炎喷烧器，它从先行轧材的下侧沿与轧制方向F相反的方向向先行轧材的加工面喷射还原炎，因而在加工中能从圆筒形切削器的后面喷射还原炎，在还原加工面的同时吹走切屑，接合时通过后端夹持装置与轧材一起下降，能连续向加工面喷射还原炎。并且，由于具有安装在台车上的还原炎喷烧器，它从后行轧材的上侧在轧制方向F上对后行轧材的加工面喷射还原炎，因而加工中能从圆筒形切削器的后面喷射还原炎，在还原加工面的同时吹走切屑，在加工先行轧材中通过其与圆筒形切削器的间隙向加工面喷射还原炎，在为接合而接近先行轧材时也向加工面喷射还原炎。
因此，能从加工开始到接合为止向接合面喷射还原炎，还能吹走圆筒形切削器的切屑。
并且，在第5发明中，通过加工装置的复动装置沿轧制方向在下方倾斜的倾斜面上往复运动，能使各接合面变成倾斜状，由于在加工面与非加工面之间之间不带有台阶高差，因而能良好的接合。并且，其倾斜还易于喷射还原炎。
(D).根据本发明的第6发明，加工装置由以轧材宽度方向的轴心为中心回转的圆筒形切削器，使该切削器沿斜向方向摇动的摇动装置，以及使该切削器沿轧制方向前后运动的复动装置构成；所述的后端夹持装置具有使其在加工高度H与压接高度L之间上下移动的升降油缸，加高度H是使先行轧材的后端部下面接触所述切削器上面的位置，压接高度L是将先行轧材的后端部保持在与后行轧材的前端部几乎同一高度的位置。
根据该第6发明，通过调整切削器的高度及使切削器前后这动，可同时对面切削加工先行轧材的后端部下面与后行轧材的前端部上面使这两个面齐平。
(E).根据本发明的第7发明，加工装置是同时倾斜地切削加工一侧轧材的端部下面与另一侧轧材的端部上面的倾斜加工装置，该倾斜加工装置由以轧材宽度方向的轴心为中心回转的圆筒形切削器，以及使该切削器沿与相对轧制方向倾斜地往复运动的复动装置构成。
在该第7发明中，由于通过倾斜加工装置沿与轧制方向相反的方向同时倾斜地切削工加先行轧材与后行轧材的端面，与轧材原样重迭的情况相比较，压接前的重合部分的厚度变薄，为压缩接合成与轧材几乎同一厚度所需的压缩力变小，能以比较小型输出功率的设备且在接合部发稿没有凸凹的情况下将轧材的端部相互接合。
再有，由于能通过倾斜加工装置进行切削加工及通过压接装置进行压接这两个工序将轧材的整个宽度范围接合，因而能大幅度缩短接合时间。进一步地，由于在用还原保持装置保持加工面还原状态的情况下进行切削加工及压接，因而几乎没有加工面的氧化，能使加工面无缝隙地密实地压接，能以很高的接合强度接合轧材的整个宽度。
(F).根据本发明的第8发明，加工装置由以相对水平倾斜的轴心为中心回转的圆锥切削器，以及在从离开轧材的位置使跨过轧制材整个宽度的圆锥切削器沿宽度方向水平移动的横移动装置构成；所述圆锥切削器其顶点具有面向外方向的一对切头圆锥面，该切头圆锥面的最上部与最下部几乎是水平的，由此，切头圆锥面的最上部与最下部能分别同时地与所述后端部下面及前端部上面接触。
该第8发明中，由于圆锥切削器的一对切头圆锥面的最上部与最下部是几乎水平的，该最上部与最下部分别同时地与先行轧材的后端部下面和后行轧材的前端部上面接触，因而在通过升降装置使先行轧材的后端部上升，并使圆锥切削器回转的同时，能通过横移动装置将跨过轧材整个宽度的圆锥切削器只需从离开轧材的位置沿轧材的宽度方向移动，在短时间同时切削加工先行轧材的后端部下面与后行轧材的前部上面，通过压接装置将其压接，能在短时间将轧材的整个宽度范围以及很高的接合强度接合。
(G).根据本发明的第9发明，还原保持装置是还原炎喷烧器它可用比完全燃烧可燃性气体的量少的氧气燃烧而形成还原状态。
通过该第9发明，在由加工装置所进行的切削加工工序，以及用压接装置所进行的压接工序中，将加工面将保持在还原状态，能防止其氧化，确保高的接合强度。
本发明其它的目的，特征，优点可通过参考附图及对最佳实施例的详细说明而更加明了。
以下是对附图的简单说明。
图1是本发明第一实施例的轧材接合装置的整体构成图。
图2是图1中主要部分的构成图。
图3是说明第1动作的加工及还原方法图。
图4是说明第2动作的加工及还原方法图。
图5是显示本发明第2实施例的主要部分的构成图。
图6是按照本发明轧材接合方法的作说明图。
图7是展示本发明第3实施例的轧材接合装置的整体构成图。
图8是展示在轧材的压接中必需的载荷P与对数应变ε之间关系的示图。
图9是按照本发明轧材接合方法的动作说明图。
图10是展示本发明第4实施例的轧材接合装置的整体构成图。
图11是图10的部分放大图。
以下，参照
本发明的最佳实施例。各图中相同的部分用同一符号表示，省略对其重复的说明。
图1是展示本发明第1实施例的轧材接合装置构成的侧面图。在该图中，轧材接合装置10具有沿轧制方向F(图1中由右侧向左侧的箭头方向)行走的台车12，安装在台上12上、水平挟持先的轧材1的后端部使其可上下移动的后端夹持装置14，安装在台车12上、水平挟持住后续的轧材2的前端的前端夹持装置16，切削加工先行轧材1的后端部下面与后行的轧材2的前端部上面的加工装置18，保持加工面为还原状态的还原保持装置20，以及让先行轧材1与后行轧制材料2的加工面重叠、压缩接合成几乎与轧材1，2相同厚度的压接装置22。
并且，台车12具有多个车轮13，沿着在轧制方向延伸的轨道3上行走，在压接时沿图面上箭头所示方向向左侧行走。B是轧制装置的轧制高度，多个辊子4以轧制高设B支承着轧材1，让其沿轧制方向移动。轨道3在跨过辊子4的位置上配置，压接高度L比轧制高度B高，台车12可在比轨道3高的位置上行走，由此可使原有的轧制装置按原样运行。
进一步地，本发明的轧材接合装置10具有将轧制材料1，2从轧制装置的轧制高度B导引到前端夹持装置16上，并且从后端夹持装置14导引到轧制高度B的上下可摇动的倾斜导向装置24，25。倾斜导向装置24，25通过图中未示出的油缸可摇动地支承在台车上，其下端可从位于轧材高度位置B的＂下降位置＂上升到下端为适当的高度，并可使其下面达到轧1，2通过的＂上升位置＂而摇动。辊子在倾斜导向装置24，25上安装成直线状，以便容易移动轧材1，2。通过如此的构成，可使倾斜导向装置24，25移动到＂上升位置＂使原有的轧制设备照常运行，并且可使倾斜导向装置24，25移动到＂下降位置＂，将后行的轧材2从轧制高度B导引到前端夹持装置16，同时使先行的轧材1从后端夹持装置14导引到轧制高度B上。
图2是位于图1中心的加工装置及还原保持装置的详图。在该图中，后端夹持装置14由水平支承先行轧材1后端部的多个辊子15a，将先行轧材1的后端部夹持在其与辊子15a之间、且可上下移动的夹持器15b，以及使辊子15a及夹持器15b在加工高度H与压接高度L之间上下移动的升降油缸15c构成。加工高度H是使先行轧材1的后端部下面与后述的圆筒形切削器19a的上面相接触的位置，压接高度L是保持先行轧材1的后端部与后行轨材2的前端部几乎同一高度的位置。通过如此的构成，在先行轧材1的后端部依旧由辊子15a水平地支承，先行轧材1的后端可由夹持器，15b夹持。再有，通过升降油缸15c，辊子15a及夹持器15b保持在加工高度H，可用圆筒状切削器19a切削加工先行轧材1的后端部下面，再将其保持在压接高度L，使先行轧材1与后行轧材2的加工面重合，用压接装置22进行压缩接合。
前端夹持装置16由水平支承后行轧制材2前端部的辊子17a，以及在其与辊子17a之间挟持后行轧材2的前端部的夹持器17b构成。通过这种构成，在用辊子17a水平地保持后行轧材2的情况下，可用夹持器17b夹持后行轧材2的前端部。
加工装置18由可沿轧材1，2的宽度方的轴心Z为中心回转的圆筒状切削器19a，一端自由回转地支承圆筒状切削器19a端、另一端作为中心摇动的臂19b，沿倾斜方向摇动臂19b的摇动装置19c，沿轧制方向前后推进摇动装置19c的复动装置19d，以及在轧制方向上沿下方倾斜的倾斜面支承摇动装置19c与复动装置19d的、且固定在台车12上的倾斜台19e构成。
圆筒形切削器19a安装在臂19b的前端，用图中未示出的回转驱动装置驱动回转。圆筒形切削器19a通过摇动装置19c和复动装置19d在图1，图2中在实线所示的加工位置分别切削加工先行轧制材料1的后端部下面与后行轧材2的前端部上面，加工后退回到虚线所示的位置。
还原保持装置20由还原炎喷烧器20a，20b构成，还原炎由此完全燃烧COG(焦炉煤气)、LPG、LNG等可燃性气体的量少的氧气燃烧后生成，将其喷射到加工面上防止氧化。还原炎含有氢基、CH2O基等还原性基。还原炎喷烧器20a安装在辊子15a的支架上，还原炎喷烧器20b通过固定架21安装在台车12上，向着先行轧材1及后轧材2的加工面喷射还原气体，使切削面经常保持还原状态。再有，还原炎喷烧器20a、20b沿轧制材1，2的板宽方向设制数个，以还原炎覆盖加工面的方式配置。
压接装置22由上型23a，下型23b以及夹持上型23a和下型23b并进行压缩的压力装置23c构成。上型23a具有接合在先行轧材1的后端部上面上的下面，下型23b具有接合在后行轧材2的前端下面上的上面。下型23b固定在台车12上。上型23a安装在压力装置23c的压头23e的下面与压头23e一起升降。通过这种构成，在由加工装置18进行的加工中，可将先行轧材1的后端部以及后行轧材2的前端部用上型23a及下型23b支承，通过压力装置23c使压头23e下降，可使先行轧材1与后行轧材2的加工面相重合压缩成与轧材1，2几乎同一厚度。
下面，说明使用上述第1实施例的接合方法的第1动作。
图3示出了在第1动作中通过圆筒形切削器19a进行接合面加工与通过还原炎喷烧器20a，20b向加工面喷射还原炎的状态。从图面右侧向左侧的箭头为轧制方向F。先行轧材1与后行轧材2通过后端夹持装置14和前端夹持装置16搭接，以沿上下方向比圆筒形切削器19a的直径稍大一些的间隔隔开固定。搭接量根据轧材1，2的板厚为20-100mm的程度。圆筒形切削器19a通过臂19b的回转沿A所示的轨迹移动，然后使复动装置19d动作，沿倾斜台19e的倾斜面以B所示的轨迹移动，对后行轨材2的前端部上面的加工面2a进行斜向地加工。在加工的同时通过还原炎喷烧器20b向加工面2a喷射还原炎，除去氧化皮，防止氧化，吹走加工所产生的切屑。一旦对后行轧材2的前端部上面的加工面2a的加工终了，臂19b回转，以C所示轨迹使圆筒状切削器19a上升，通过复动装置19d进入D所示轨迹，对先行轨材1后端部下面的加工面1a进行加工。圆筒状切削器19a的上升，后行轨材2的前端部上面的加工面2a与圆筒状切削器19a之间隔开一定距离，因而可通过还原炎喷烧器20b向加工面2a充分喷射还原炎。
在与先行轧材1的后端部下面的加工面1a加工开始的同时，用还原炎喷烧器20a向加工面1a喷射还原炎，除去氧化皮，防止氧化，吹走由加工所产生的切屑。当加工终了时，圆筒形切割器19a退回到图2中虚线所示的位置。
其次使升降油缸15c下降，将先行轧材1下降到压接高度L。这时由于还原炎喷烧器20a与辊子15a一起下降，因而在下降中直到后行轧材2的加工面2a粘附到先行轧制材1的加工面1a上为止都可喷射还原炎。还原炎喷烧器20b在与后行轧材2的加工开始的同时开始向加工面2a喷射还原炎，直到加工面1a粘接到加工面2a上为止。其次，压接装置22的压力装置23c动作，使压头23e降下进入压接作业。由此使接合面在无氧化膜的状态下进行接合，得到十分稳定的强度。并且，可防止加工过程中所产生的切屑混入到接合面上。
以下说明第1实施例的第2动作。
图4显示了在第2动作中通过圆筒形切割器19a的接合的加工以及通过还原炎喷烧器20a，20b向加工面喷射还原炎的状态。从图面右侧向左侧的箭头为轧制方向F。本实施例是在对先行轧材1进行加工之后进行的对后行轧材2的加工。圆筒形切削器19a通过臂19b的回转沿A所示的轨迹移动，然后使复动装置19d动作，使切削器19a在倾斜台19e的倾斜面上沿B所示轨迹移动，在上升以后，让复动装置19d动作，使切削器19a在倾斜台19e的倾斜面上沿C所示轨迹移动，斜向地加工先行轧材料1的后端部下面的加工面1a。在加工的同时通过还原炎喷烧器20a向加工面1a喷射还原炎，除去氧化皮，防止氧化，并且吹走通过加工而产生的切屑。一旦前端轧材1的后端部下面的加工面1a的加工终了，就回转臂19b，降下圆筒状切割器19a，通过复动装置19d使其进入D所示的轨迹，加工后行轧材2前端部上面的加工面2a。由于圆筒状切割器19a的降下，先行轧材1的后端部下面的加工面1a与圆筒形切割器19a之间离开，因而能通过还原炎喷烧器20a向加工面1a充分喷射还原炎。
在与后行轨材2的前端部上面的加工面2a加工开始的同时，用还原炎喷烧器20b向加工面2a喷射还原炎，除去氧化皮，防止氧化，并且吹走由加工所产生的切屑。当加工终了时，将圆筒状切削器19a退回到图2中虚线所示的位置。此后的压接动作与第1动作相同。
通过以上的说明可知，在本发明中如果设置使台车在原有的设备上行走的设备，则对原有设备的影响小，可不停止原有的生产线而设置本发明的设备。再有，通过连续进行压接面的加工与压缩这种高速压接，以及通过以还原状态压接加工面，可得到良好的接合强度，并通过将重合面压缩成几乎与轧材同一厚度，成为大致均匀的厚度，而得到稳定的接合强度。进一步地，通过切削器一边加工，一边从行进的后方对加工面喷射还原炎，可防止加工面的氧化，除去由加工所产生的切屑，实现无氧化膜及杂质混入的接合面。并且，在加工一个加工面时，另一个加工面与切削器之间产生间隙，由于可通过该间隙间加工面喷射还原炎，因而也可充分防止加工后的氧化。
以下说明本发明的第2实施例。图5是本发明第二实施例的轧材接合装置的主要部分构成图。在该图中，加工装置18是将先行轧材1的后端部下面与后行轧材2的前端部上面同时对面切削加工的对面加工装置(面一加工装置)。该对面加工装置18由以轧材1，2的宽方向的轴心Z为中心回转的圆筒状切削器19a，使切削器19a沿斜方向摇动的摇动装置29c，以及沿轧制方向(图中左右方向)前后推进切削器19a的复动装置29d构成。切削器19a在摇动臂29b的前端部以轴心Z为中心可转动地安装，并可通过图中未示出的驱动装置驱动回转。切削器19a比轧材1，2的整个宽度长，在其外周部上设置多个同直径刀刃，可通过单一的切削器19a同时切削加工轧材1，2的整个宽度。摇动装置29c由摇动臂29b及摇动油缸(图中未示)构成，摇动臂29b的末端部枢轴式地连接在复动装置29d的复动台29e上，使摇动臂29b摇动，切削器19a沿斜方向作圆弧状摇动，就可以调整切削器19a的高度。复动装置29d由复动台29e及往复移动的油缸构成，使复动台29e水平地往复运动，就能使切削器19a沿轧制方向前后推进。通过如此的构成来调整切削器19a的高度以及前后推进切削器19a，可对先行轧材1的后端部下面及后行轧材2的前端部上面这两个面同时地在对面进行切削加工。该装置其它的构成与图1及图2所示的第1实施例相同。
图6是本发明轧材接合方法的动作说明图。在图6(A)中，台车12以与轧制速度相同的速度沿轧制方向行走，先行轧材1的后端部通过后端夹持装置14水平地夹持，后行轧材2的前端部也通过前端夹持装置16水平地夹持。先行轧材1的后端部与后行轧材2的前端部处于接合部分上下重复的位置，先行轧材1的后端部通过后端夹持装置14而处于加工高度H的位置。对面加工装置18与压接装置22处于待机状态，上型23a的下面接在先行轧材1的后端部上面，下型23b的上面接在后行轧材2的前端部下面。
其次，如图6(B)所示，通过对面加工装置18使切削器19a摇动，调整其加工高度，并使切削器19a沿轧制方向(图中左右方向)前后移动，同时对面地切削加工先行轧材1的后端部下面与后行轧材2的前端部上面。在加工中通过还原保持装置20使加工面保持还原状态。
其次，如图6(C)所示，切削器19a返回到待机位置，通过后端夹持装置14使先行轧材1的后端部下降到压接高度L，同时通过压接装置22使先行轧材1与后行轧材2的加工面重合，压缩到与轧制材料大致同一厚度，完成接合。压接中也通过还原保持装置20将加工面保持在还原状态。
然后，放开后端夹持装置14，前端夹持装置16及压接装置22，台车12后退，复归到待机位置。
通过这种接合方法，能在将轨制材料连续地供给到精轧机上的情况下将先行轧材与后行轧材接合，并且，由于能在通过对面加工装置切削加工及通过压接装置压接的2个工序下将轧制材料的整个宽度接合，因而能大大缩短接合时间，并能缩短轧制设备的全长。
如上所述，根据本发明轧材的接合装置及接合方法，由于通过后端夹持装置及前端夹持装置在夹持住先行轧材与后行轧材的情况下使台车沿轧制方向行走，因而能将轧材连续地供给精轧机。并且，由于通过对面加工装置进行切削加工及通过压接装置进行压接这两个工序能将轧制材料的整个宽度接合，因而能大幅度缩生接合时间，并能缩短轧制设备的全长。
进一步地，由于通过还原保持装置将加工面保持在还原状态的情况下，通过对面加工装置同时对面地切削加工后端部下面与端部上面，并有通过压接装置将加工面压缩成与轧材几乎同一厚度，因而几乎不存在加工面的氧化，能在加工面没有间隙的情况下密实地压接，能在轧材的整个宽度以很高的接合强度进行接合。并且，由于通过压接装置使加工面重合，压缩接合成几乎与轧制材料相同的厚度，因而几乎不存在接合部的凸凹现象，能基本均匀的轧制接合部。
因此，本发明轧材的接合装置及接合方法，能使先行的轧材的后端与后续的轧材的前端在与轧材一起行走的过程中进行接合，可以在很短的时间内以很高的接合强度接合轧材的整个宽度，并且接俣面的凸凹现象少，能几乎均匀地轧制接合部，由此可供给精轧机连续的轧材，并具有优良的效果。
以下说明本发明的第3实施例。图7是本发明第3实施例的轧材接合装置的整体构成图。在该第3实施例中，加工装置18是将先行轧材的后端部下面与后行轧材的前端部上面同时斜向切削加工的倾斜加工装置。
倾斜加工装置18由以轧材1，2的宽度方向的轴Z为中心回转的圆筒形切削器19a，及使切削器19a相对轧制方向斜向地往复运动的复动装置39b构成。切削器19a通过图中未示的驱动装置驱动回转。切削器19a比轧材1，2的整个宽度要长，其外周部同直径地设置有多个刀刃，通过单一的切削器19a可同时切削加工轧材1，2的整个宽度。该装置其它的构成与图1及图2所示的第1实施例相同。
通过这种构成，使切削器19a斜向地往复运动，能对先行轧材1的后端部下面及后行轧材2的前端部上面这两个面同时斜向地进行切削加工。由此，与把重迭部分压缩成1条轧材的厚度相比较，压缩前重合部的厚度变薄，能使压缩接合成基本与轧材同一厚度的压缩力变小，能用比较小型输出功率的设备并在接合部几乎没有凹凸的情况下将轧制材料的端部相互地接合。
图8是示意性地示出轧材重合压下的图形。大家都知道，在轧材的压接中，必要的载荷P与压下应变ε的n次方成比例(P∝εn∶n＝0.21)，在图8(A)中的2条轧材压缩成(B)中的1条轧材厚度的情况下，ε＝1n(2t/t)＝0.693，与此相对，由于使图8(c)式的轧材的前部斜向地切削加工后进行重叠，例如在图中t＝40mm，S＝5m的情况下，压下应变减少到ε＝1n((t＋S)/t)＝0.118的程度，压接力P可减低到约31％的程度。
图9是本发明轧材接合方法的动作说明图。在图9(A)中，先行轧材1的后端部通过后端夹持装置14水平地夹持，后行轧材2的前端部也通过前端夹持装置16水平地夹持。先行轧材1的后端部与后行轧材2的前端部处于接合部分上下重复的位置，先行轧材1的后端部由后端夹持装置而处于加工高度H。倾斜加工装置18与压接装置22处于待机状态，上型23a的下面接在先行轧材1的后端部上面，下型23b的上面接在后行轧材2的前端部下面。
其次，如图9(B)所示，通过倾斜加工装置18的复动装置39b使切削19a沿轧制方向(图中左右方向)斜向地往复运动，同时倾斜地切削加工先行轧材1的后端部下面与后行轧材2的前端部上面。加工中用还原保持装置将加工面保持在还原状态。
其次，如图9(C)所示，切削器19a返回到待机位置，通过后端夹持装置14使先行轧材1的后端部下降到压接高度L，同时通过压接装置22使先行轧材1与后行轧材2的加工面重合，压缩成基基与轨制材料同一厚度后完成接合。压接中也通过还原保持装置20将加工面保持大还原状态。
根据如此的接合方法，由于对轧材的端面是时斜向地进行切削加工，与将轧制材料原样重迭的情况相比，压接前重合部分的厚度变薄，由此能使为压缩接合成基本与轧材同一厚度的压缩力变小，能用比较小型输出功率的设备将轧材的端部相互接合，且几乎不存在接合部的凸凹现象。
并且，由于能以切削加工和压接这2个工序将轧材的整个宽度接合，因而能大幅度缩短接合时间。进一步地，由于在保持加工面还原状态的情况下进行切削加工及压接，能几乎不存在加工面的氧化并使加工面无缝隙的情况下密实地压接，并能以很高的接合强度将轧材的整个宽度接合。
如上所示，本发明的轧材接合方法和接合装置具有能以比较小型输出功率的设备将轧材的端部相互接合，能在短时间以很高的接合强度将轧材的整个宽度接合，并具有能使接合部的凸凹少，能基本均匀地加工接合部等优良的效果。
以下说明本发明的第4实施例。
图10是展示本发明轧制材料接合装置实施例的整体构成图，图11是图10的部分放大图。在图10及图11中，本发明的轧材接合装置10具有安装在台车12上、水平挟持先行的轧材1的后端部且可上下移动的后端夹持装置14，安装在台车12上、水平挟持住后续的轧材2的前端的前端夹持装置16，同时切削加工先行轧材1的后端部下面与后行的轧材2的前端部上面的加工装置18，保持加工面1a，2a9参照图11)还原状态的还原保持装置20，以及让先行轧材1与后行轧材2的加工面重叠、压缩接合成基本与轧材1，2相同厚度的压接装置22。
在图10及图11中，切削加工装置18由以相对水平倾斜的轴心X为中心回转的圆锥切削器24，及从离开轧材1，2的位置将跨过轧材全部宽度的圆锥切削器24水平移动到宽度方向的横移动装置26构成。圆锥切削器24如图11(B)所示，有其顶点在外的一对切头圆锥面24a，24b，该切头圆锥面的最上部24c与最下部24d都是几乎水平的，由此可使切头圆锥面的最上部24c与最下部24d同时地分别与先行轧材1的后端部下面及后行轧材2的前端部上面接触。圆锥切削器24通过切削器区动装置25以轴心X为中心进行回转。并且，横移动装置26具有使安装切削器驱动装置25的横移台26a水平移动的横移油缸26b。由此可通过后端夹持装置14使先行轧材1的后端部上升，在使切削器24回转的同时，只要通过横移动装置26使跨过轧材整个宽度的圆锥切削器24从离开轧材1，2的位置沿轧材1，2的宽度方向移动，能在短时间经过轧材的整个宽度，对先行轧材1的后端部下面与后行轧材2的前端部上面同时地切削加工。
在图10及图11中，后端夹持装置14由水平支承先行轧材1的后端部的多个辊子15a，将先行轧材1的后端部夹持在其与辊子15a之间夹持辊15b，以及使辊子15a与夹持辊15b在加工高度H与压接高度L之间上下移动的升降装置构成，加工高度H是使先行轧材1的后端部下面与切削器24的上面相接触的高度，压接高度是保持先行轧材1的后端部与后行轧材21的前端部基本同一高度的位置。并且，升降装置由例如油缸15c及导杆15d构成。由此，先行轧材1的后端部能在由辊子15a水平支承的情况下，通过夹持辊15d夹持。并且，辊子15a和夹持辊15d能通过升降装置的液压缸15a和夹持辊15d能通过升降装置的液压缸15c而保持在加工高度H，只用单一的切削器24同时切削加工先行轧材1的后端部下面及后行轧材2的前端部上面，并且能将其保持在压接高度L，使先行轧制材料1及后行轧制材料2的加工面1a，2a重叠，通过压接装置22压缩接合。
前端夹持装置16由水平支承后轧材2前端部的多个辊子17a，及将后行轧材2的间端部夹持在其与辊子17a之间的夹持辊17b构成。夹持辊17b可通过液压缸17c上下运动。由此，后行轧材2的前端部在由辊子17a水平支承的情况下，后行轧材2的前端部通过夹持辊17b夹持。该装置其它的构成与图1及图2所示的第1实施例相同。
根据上述本发明的构成，可短时间在轧材的整个宽度上同时切削先行轧材的后端部下面和后行轧材的前端部上面，通过压接装置对其进行压接，可在短时间以很高的接合强度将轧材的整个宽度接合。因此，本发明的轧材接合装置能在短时间以很高的接合强度将轧材的整个宽度接合，具有优良的效果。
再有，在上述的各实施例中，虽是使先行轧材在上、后行轧材在下的情况下进行重叠的，但本发明并不受这些实施例的限制，反之，也可以将先行轧材在下，后行轧材在上来切削先行轧材的上面与后行轧材的下面，并将它们接合。进一步地，本发明通过几个最佳实施例进行了说明，应该看到本行业人员可在本发明的范围内进行改良及修正。本发明的保护范围仅仅根据后附的权利要求的范围来决定。
权利要求
1.一种压接材的接合方法，其特征在于(a).在与轧材同速度行走的同时使先行轧材的后端部与后行轧材的前端部重叠，以比沿轧制材料板宽方向具有回转轴的圆筒形切削器的直径略大的间隔沿上下方向隔开，(b).在由所述圆筒形切削器沿轧制方向F切削加工后行轧材的前端部上面的重叠区域的同时(c).从后行轧材上面侧沿轧制方向F向该加工面喷射还原炎，(d).加工后，沿与轧制方向F相反的方向R切削加工先行轧材后端部下面的重叠区域，(e).在进行该加工的同时，从先行轧材下面侧沿与轧制方向F相反的方向R向该工面喷射还原炎，(f).在切削加工后、两加工面接合以前，向两加工面喷射还原炎进行压焊接合。
2.一种压接材的接合方法，其特征在于(a).在与轧材同速度行走的同时使先行轧材的后端部与后行轧材的前端部重叠，以比沿轧制材料板宽方向具有回转轴的圆筒形切削器的直径略大的间隔沿上下方向隔开，(b).在由所述圆筒形切削器沿与轧制方向F相反的方向R切削加工先行轧材的后端部下面的重叠区域的同时，(c).从先行轧材上面侧沿与轧制方向F相反的方向R向该加工面喷射还原炎，(d).加工后，沿与轧制方向F切削加工后行轧材前端部上面的重叠区域，(e).在进行该加工的同时，从后行轧材上面侧沿轧制方向F向该工面喷射还原炎，(f).在切削加工后、两加工面接合以前，向两加工面喷射还原炎进行压焊接合。
3.按照权利要求1所述的压接材的接合方法，其特征在于所述圆筒形切削器是一边沿在轧制方向下方倾斜的倾斜面平行移动，一边进行加工的。
4.按照权利要求2所述的压接材的接合方法，其特征在于所述圆筒形切削器是一边沿在轧制方向上向下方倾斜的倾斜面平行移动一边进行加工的。
5.一种轧制材接合方法，其特征在于将轧材沿轧制方向行走，使先行轧材的后端部与后行轧材的前端部部分地重叠，且一侧的轧材比另一侧的轧材位置高，水平地保持各轧制材料的端部。在保持重叠部分还原状态的情况下同时切削加工一侧轧材的端部下面与另一侧轧材的端部上面，其次，在保持重叠部分还原状态的情况下，将重叠部分压缩成基本与轧材同一厚度，使先行轧材的后端部与后行轧材的前端部相接合。
6.按照权利要求5所述的轧材接合方法，其特征在于同时水平地或倾斜地切削加工一侧的轧材的端部下面与另一侧轧材的端部上面。
7.一种轧材接合装置，其特征在于它具有沿轧制方向行走的台车，安装在该台车上、水平夹持先行的轧材的后端部且可上下运动的后端夹持装置，安装在所述台车上、水平夹持后续的轧材的前端部的前端夹持装置，切削加工一侧的轧材的端部下面与另一侧轧材的端部上面的加工装置，保持该加工面还原状态的还原保持装置，以及使先行轧材与后行轧材的加工面重合、压缩接合成与轧材基本同一厚度的压焊装置。
8.按照权利要求7所述的轧材接合装置，其特征在于所述加工装置由以轧材的板宽方向的回转轴为中心回转的圆筒切削器，将该圆筒形切削器以轧材板宽方向的回转轴为中心摇动的摇动装置，及使该摇动装置沿轧制方向往复移动的复动装置构成；所述还原保持装置具有安装在后端夹持装置上的还原炎喷烧器，它从先行轧材的下侧沿与轧制方向F相反侧对由后端夹持装置夹持先行轧材并用圆筒形切削器进行切削加工的加工面喷射还原炎，该还原保持装置还具有安装在台车的还原炎喷烧器，它从后行轧材的上侧沿轧制方向对由前端夹持装置夹持后行轧材，并用圆筒形切削器进行切削加工的加工面喷射还原炎。
9.按照权利要求8所述的轧材接合装置，其特征在于所述加工装置的复动装置可沿在轧制方向上向下方倾斜的倾斜面往复移动。
10.按照权利要求7所述的轧材接合装置，其特征在于所述加工装置是同时对面切削加工一侧轧材的端部下面与另一侧轧材的端部上面的对面加工装置。
11.按照权利要求7所述的轧材接合装置，其特征在于；所述加工装置由以轧材宽度方向的轴心为中心回转的圆筒形切削器，使该切削器沿斜向方向摇动的摇动装置，以及使切削器沿轧制方向前后送进的复动装置构成；所述的后端夹持装置具有使其在加工高度H与压接高度L之间上下移动的升降油缸，加高度H是使先行轧材的后端部下面接触到所述切削器上面的高度，压接高度L是将先行轧材的后端部保持在与后行轧材的前端部几乎同一高度的位置。
12.按照权利要求7所述的轧材的接合装置，其特征在于所述加工装置是同时倾斜地切削加工一侧轧材的端部下面与另一侧轧材的端部上面的倾斜加工装置，该倾斜加工装置由以轧材宽度方向的轴心为中心回转的圆筒形切削器，以及相对轧制方向使该切削器，以及在相对轧制方向使该切削器倾斜地往复运动的复动装置构成。
13.按照权利要求7所述的轧材接合装置，其特征在于所述加工装置由以相对水平倾斜的轴心为中心回转的圆锥切削器，以及在从离开轧材的位置使跨过轧制材整个宽度的圆锥切削器沿宽度方向水平移动的横移动装置构成；所述圆锥切削器具有其顶点向外的一对切头圆锥面，该切头圆锥面的最上部与最下部几乎是水平的，由此，切头圆锥面的最上部与最下部能分别同时地与所述后端部下面及前部上面接触。
14.按照权利要求7所述的轧材接合装置，其特征在于所述压焊装置由上型，下型及夹持上型及下型进行压缩的压力装置构成，上型具有与一侧轧材的端部下面相接的下面，下型具有与另一侧轧材的端部下面相接的上面。
15.按照权利要求7所述的轧材接合装置，其特征在于所述还原保持装置是还原炎喷烧器，它用比完全燃烧可燃性气体的量少的氧气进行燃烧而形成还原炎状态。
16.按照权利要求15所述的轧材接合装置，其特征在于所述还原炎喷烧器固定在辊子的框架上或通过固定架固定在台车上，由此使切削面经常保持在还原状态。
17.按照权利要求7所述的轧材接合装置，其特征在于还具有将轧材制高度导引到前端夹持装置上，并且从后端夹持装置导引到轧制高度的上下可摇动的倾斜导向器。
全文摘要
一种轧材接合方法及装置。与轧材同速度行走下使先行轧材的后端部与后行轧材的前端部重叠，以比圆筒形切削器的直径略大的间隔沿上下方向隔开；由切削器沿轧制方向切削加工后行轧制材料前端部上面的重叠区域；从后行轧材上面侧沿轧制方向向加工面喷还原炎；加工后，沿轧制方向的反向切削加工先行轧材后端部下面的重叠区域；同时从先行材下面侧沿轧制方向的反向向加工面喷射还原炎；在切削加工后两加工面接合前，向两加工面喷射还原炎进行压接接合。
文档编号B21B15/00GK1131077SQ95118619
公开日1996年9月18日 申请日期1995年9月29日 优先权日1995年3月15日
发明者田添信广, 岩波纪夫, 沖正海, 坂本浩一, 江袋忠男 申请人:石川岛播磨重工业株式会社, 住友金属工业株式会社