JP4375128B2 - 熱間鋼材の冷却床 - Google Patents

Description

本発明は、圧延設備あるいは連続鋳造設備における冷却床に関わり、特に複数の可動レイクで異なるサイズの熱間鋼材（以下、単に「鋼材」と言う。）を冷却するに際し、可能な限り狭いスペースで、能率的に冷却できるようにした鋼材の冷却床に関するものである。

圧延機で熱間圧延された条鋼、型鋼等の鋼材、あるいは連続鋳造機で鋳造された鋼材は、切断され、あるいは切断されず冷却床に搬入されて冷却されるのが一般的である。
この冷却床では、前記鋼材は、例えば一方は固定、他方はクランク機構もしくは偏心カム機構により円又は楕円運動をする対を成すレイク群に交互に載せ換えながら一定の間隔で搬送される間に冷却が行われる。

この冷却床における搬送形態を図９に示すが、（ａ）図に示すように、固定レイク１の上面に形成された例えばＶ型のレイク溝１ａに載せ置かれた鋼材３は、（ｂ）図に示すように、可動レイク２の円又は楕円運動によって、固定レイク１上から可動レイク２の溝２ａに一旦すくい上げられ、その後、（ｃ）図に示したように、固定レイク１の次の溝１ｂに移される。これらの繰り返しにより鋼材３は、図９における紙面右方に搬送されながら冷却される。

ところで、鋼材を載せる固定レイクと可動レイクにＶ型等の溝が形成されているのは、棒鋼ビレット等の鋼材を常に前後との距離を一定に保ちながら搬送可能にするための他、用途によっては搬送鋼材を溝に移し換える毎に回転させるためでもある。

そして、これら固定レイクと可動レイクに形成された溝のピッチｐ（図９（ａ）参照）は、冷却床に送られてくる鋼材の最大サイズによって決まり、鋼材のサイズに鋼材間に冷却空気が通る間隔を考慮して決められている。

従って、前記搬送形態の冷却床で、異なるサイズの鋼材を処理する場合には、固定レイクと可動レイクの溝のピッチが最大サイズの鋼材によって決まることから、小サイズの鋼材も同様のピッチで搬送されることになる。

一般的に小サイズの鋼材も大サイズの鋼材も同一重量の素材より製造されるので、必然的に小サイズの鋼材は大サイズの鋼材に比べて多くの本数が一度に製造され、前工程から冷却床へ送られてくる給材ピッチは短くなる。

このため、小サイズの鋼材を冷却する場合は、同一の冷却床では充分な冷却時間を得ることが不可能であり、それ故、異なるサイズの鋼材を処理する冷却床では、小サイズの鋼材の冷却が完了するための広いスペースの冷却床長さを確保する必要がある。

そこで、一部の固定レイクの溝位置を他の固定レイクの溝位置に対してずらせると共に、可動レイクの搬送ピッチを可変とし、前記ずらせた溝ピッチに合わせて搬送することで、異なるサイズの鋼材を処理する冷却床におけるスペースの減少を図る技術が提案されている。
特開昭６１−３８２４号公報

しかしながら、この特許文献１に記載の技術は、溝位置をずらす際の量が元の溝ピッチの半分の量でしか選択することができず、種々の鋼材サイズには対応できないという問題がある。また、一方が固定レイク、他方が可動レイクを備えた搬送形態の冷却床における技術であるため、如何に前記の構成を採用したとしても、その冷却時間は固定レイクの円又は楕円運動に依存し、冷却床の省スペース化には自ずと限度がある。

解決しようとする課題は、種々の異なるサイズの鋼材を同じ冷却床で冷却する場合にも対応でき、かつ広いスペースを準備する必要のない冷却床を提供することである。

本発明の鋼材の冷却床は、
異なるサイズの鋼材を冷却可能な、対を成す可動レイク群を備えた冷却床であって、更なる省スペース化を図るために、
前記対を成す可動レイク群は、異なる溝ピッチを有する２種類以上を交互に配置したものであり、
これら各々の対を成す可動レイク群には、
各々の対を成す可動レイク群毎の熱間鋼材保持高さに差をつけるための高さ調整手段と、
前記各々の対を成す可動レイク群毎に異なる円又は楕円運動を行なわせる運動手段を備えさせたことを最も主要な特徴とするものである。

本発明の鋼材の冷却床は、対を成す可動レイク群で鋼材を搬送する形態であるので、２つの可動レイクの円又は楕円運動の軌跡を小さくする等の自由度を確保できることから、固定レイク群と可動レイク群で鋼材を搬送する形態の冷却床に比べて、必要な冷却時間を得るための冷却床長さを短くすることができる。そして、異なる溝ピッチを有する対を成す可動レイク群の中から冷却する鋼材のサイズに合わせて最適の溝ピッチを有する対を成す可動レイク群を選択し、この選択した対を成す可動レイク群によって搬送しつつ冷却するので、異なるサイズの鋼材を冷却する場合も、冷却床の省スペース化を可及的に維持することができるようになる。また、その際、使用に供さない対を成す可動レイク群が搬送の邪魔をすることもない。

前記本発明の鋼材の冷却床において、
前記対を成す可動レイク群の高さ調整手段は、
各々の可動レイクを回転が自在なように支持した複数の支柱と、
これらの支柱を同期して傾動させるべく、これらの支柱に回転が自在なように接続したリンクと、
このリンクを前記可動レイクと平行な方向に押し引きする駆動機構とからなり、
前記駆動機構による前記リンクの押し引きによって前記支柱を傾動させることにより可動レイク群の高さ調整を行う構成のものを採用すればよい。

また、前記対を成す可動レイク群の運動手段としては、
各々の対を成す可動レイク群毎に上下運動用カムの偏芯量および横運動用カムの偏芯量を変えることによって異なる円又は楕円運動を行なわせる構成のものを採用すればよい。

前記の本発明の鋼材の冷却床において、前記２種類以上の各々の対を成す可動レイク群の運動手段を同一の駆動源により駆動するようにすれば、設備のコンパクト化が図れる。

本発明によれば、異なるサイズの鋼材を冷却する場合における、冷却床の設置スペースを大幅に縮小することができ、設備のコンパクト化が図れるようになる。

以下、本発明を実施するための鋼材の冷却床の最良の形態について図１〜図８を用いて説明する。なお、図１〜図８は、大サイズと小サイズの２種類のビレット鋼材を冷却する場合について説明したものである。

図１は大サイズのビレット鋼材を冷却する場合、図２は小サイズのビレット鋼材を冷却する場合における本発明の冷却床について説明する図で、それぞれ（ａ）は平面から見た図、（ｂ）は搬送に使用する対を成す可動レイクを側面から見た図、（ｃ）は待機位置にある対を成す可動レイクを側面から見た図である。

図１及び図２において、１１，１２は大サイズのビレット鋼材４ａを搬送するための対を成す可動レイク、１３，１４は小サイズのビレット鋼材４ｂを搬送するための対を成す可動レイクであり、可動レイク１１，１２に対して可動レイク１３，１４に設けられた溝のピッチは小さくなされている。

これらの可動レイク１１〜１４は、搬送するビレット鋼材４ａ，４ｂの長手方向に、図１及び図２の（ａ）図に示したように、順に繰返し配置され、対を成す可動レイク１１，１２で大サイズのビレット鋼材４ａを、また対を成す可動レイク１３，１４で小サイズのビレット鋼材４ｂを、多くの支持点で安定してすくい上げて移動する構造となされている。

今、大サイズのビレット鋼材４ａを搬送する場合には、図１に示したように、対を成す可動レイク１１，１２群が待機位置の可動レイク１３，１４群よりも高い使用位置になるように高さ位置が設定され、この対を成す可動レイク１１，１２群を使用して搬送する。従って、可動レイク１３，１４群は大サイズのビレット鋼材４ａと接することはない。

一方、小サイズのビレット鋼材４ｂを搬送する場合には、図２に示したように、対を成す可動レイク１３，１４群が待機位置の可動レイク１１，１２群よりも高い使用位置になるように高さ位置が設定され、この対を成す可動レイク１３，１４群を使用して搬送する。従って、可動レイク１１，１２群は小サイズのビレット鋼材４ｂと接することはない。

次に、前記可動レイク１１〜１４の高さ調整手段の一例を図３に示す。
図３の（ａ）はビレット鋼材を搬送する時に使用する可動レイク１１〜１４の高さ位置を示す図、（ｂ）はビレット鋼材を搬送する際に待機位置にある可動レイク１１〜１４の高さ位置を示す図である。

図３において、１５は、前記可動レイク１１〜１４の下方に、ビレット鋼材４ａ，４ｂの搬送方向に向けて所要の間隔を存して複数配置された横ビームであり、これら横ビーム１５の上面における前記可動レイク１１〜１４の下方近傍に支柱１６が載置される。

これらの支柱１６は、その下端が前記横ビーム１５のビレット鋼材搬送方向の例えば下流側（図３では紙面右側）にピン１７支持されると共に、その中間部がピン１８を介して一本のリンク１９と連結され、このリンク１９の一方端に接続したシリンダ２０のロッド２０ａを出退動させることによって、前記ピン１７を回動支点としてビレット鋼材４ａ，４ｂの搬送方向に傾動が可能なようになされている。

そして、前記支柱１６の上部に、回転が自在なように前記可動レイク１１〜１４をそれぞれピン２１支持することで、前記シリンダ２０のロッド２０ａの出退動により、これらの可動レイク１１〜１４が、図３（ａ）に示すビレット鋼材４ａ，４ｂを搬送する際の高さ位置と、図３（ｂ）に示す待機する際の高さ位置とに位置調整ができることになる。なお、図３中の２２は（ａ）図に示すビレット鋼材４ａ，４ｂの搬送高さ位置において、可動レイク１１〜１４を固定支持するための支えプレートである。

また、前記可動レイク１１〜１４群は、ビレット鋼材４ａ，４ｂを搬送するために、それぞれ、ビレット鋼材４ａ，４ｂのサイズに合わせた例えば楕円運動を行うようになっている。

以下、これら可動レイク１１〜１４群に楕円運動を行わせる手段の一例を図４〜図８を用いて説明する。なお、図４〜図７は同じ駆動軸によって対を成す可動レイク１１，１２群に楕円運動を行わせるものについて説明する。

前記のように、支柱１６ａ，１６ｂを介してそれぞれ対を成す可動レイク１１，１２を一体として連接する横ビーム１５ａ，１５ｂの下面には、図４に示すようにレール２３ａ，２３ｂが取り付けられており、横ビーム１５ａ，１５ｂは、前記レール２３ａ，２３ｂを介して支持ローラ２４ａ，２４ｂによって各々支持されている。

これらの支持ローラ２４ａ，２４ｂは、架台２５に固定されたブラケット２６に、回転自在にその中央部をピン２７支持されたリンクプレート２８の、前記ピン２７を中心とする対称位置に設けられたピン２９ａ，２９ｂによって回転自在に取り付けられている。

また、各リンクプレート２８は、ターンバックル３０を介して連結されたねじ軸３１ａ，３１ｂによってそれぞれ一体に連結されており、さらに図４に示すように、後述するカム機構３４にロッド３２とピン３３を介して連結されている。

３４はカム駆動軸３４ａ、カム３４ｂ及びカムケース３４ｃよりなる前記対を成す可動レイク１１，１２群の上下運動用カム機構であり、カップリング、減速機を介して電動機に連結されて駆動されるカム駆動軸３４ａの回転により、カム３４ｂの偏芯量２ｅ1だけカムケース３４ｃが図４の紙面横方向に往復運動するよう構成されている。この紙面横方向の往復運動はピン３５を介してリンクプレート２８に伝達され、レール２３ａ，２３ｂ、すなわち対を成す可動レイク１１，１２群を互いにバランスしながら交互に上下動させる。

また、可動レイク１１を支持する横ビーム１５ａは、図５に示すように縦ビーム３６ａに、また、可動レイク１２を支持する横ビーム１５ｂは、図６に示すように縦ビーム３６ｂにそれぞれ固定されており、縦ビーム３６ａはブラケット３７ａ、ピン３８ａ、ロッド３９ａを介して可動レイク１１の横運動用カムケース４０ａに、また、縦ビーム３６ｂはブラケット３７ｂ、ピン３８ｂ、ロッド３９ｂを介して可動レイク１２の横運動用カムケース４０ｂにそれぞれ連結されている。

これらのカムケース４０ａ，４０ｂ内には、前述の上下運動用カム機構３４と同様に、カム駆動軸３４ａと同軸にカム４１ａ，４１ｂが取り付けられており、このうちカム４１ａは前述のカム３４ｂとは９０度の遅れ位相を、カム４１ｂはカム３４ｂとは９０度の進み位相を有している。従って、カム駆動軸３４ａの回転により、横ビーム１５ａ，１５ｂ、すなわち対を成す可動レイク１１，１２群は各々のカム偏芯量２ｅ2，２ｅ3だけビレット鋼材４ａ，４ｂの搬送方向（図５，６における紙面左右方向）に往復運動する。

前述のように、カム３４ｂ、カム４１ａ、カム４１ｂは、図７に示したように、軸受４２ａ，４２ｂによって支持され、同一のカム駆動軸３４ａによって回転される。
従って、これらのカム３４ｂ，４１ａ，４１ｂによって、前記可動レイク１１は偏芯量２ｅ1と２ｅ2の合成軌跡、前記可動レイク１２は偏芯量２ｅ1と２ｅ3の合成軌跡によって楕円運動することになる。

同様に、対を成す可動レイク１１，１２を駆動するカム３４ｂ，４１ａ，４１ｂのカム駆動軸３４ａによって、図８に示すように、対を成す可動レイク１３，１４群のカム４３、カム４４ａ、カム４４ｂも駆動されるが、本発明では、この小サイズのビレット鋼材４ｂを搬送する対を成す可動レイク１３，１４群の楕円軌跡は、大サイズのビレット鋼材４ａを搬送する対を成す可動レイク１１，１２群の楕円軌跡よりも小さくなるように、前記カム４３、カム４４ａ、カム４４ｂの偏芯量ｅ1とｅ2及びｅ1とｅ3が決定されていることは言うまでもない。

本発明は上記の例に限らず、対を成す可動レイク群は３種類以上であっても良い等、各請求項に記載された技術的思想の範囲内で、適宜実施の形態を変更しても良いことは、言うまでもない。

以上の本発明は、ビレット鋼材用の冷却床に限らず、棒鋼，角鋼，ブルーム等の鋼材の冷却床にも適用できる。

大サイズの鋼材を冷却する場合における本発明の冷却床について説明する図で、（ａ）は平面から見た図、（ｂ）は搬送に使用する可動レイクを側面から見た図、（ｃ）は待機位置にある可動レイクを側面から見た図である。 小サイズの鋼材を冷却する場合における本発明の冷却床について説明する図１と同様の図である。 （ａ）はビレット鋼材を搬送する時に使用する可動レイクの高さ位置を示す図、（ｂ）はビレット鋼材を搬送する際に待機位置にある可動レイクの高さ位置を示す図である。 可動レイクの上下運動手段を説明する図である。 対を成す一方の可動レイクのビレット鋼材搬送方向の運動手段を説明する図である。 対を成す他方の可動レイクのビレット鋼材搬送方向の運動手段を説明する図である。 大サイズのビレット鋼材を搬送する可動レイクの運動用カムをカム駆動軸の長手方向の側面から見た縦断面図である。 本発明例の可動レイクの運動用カムをカム駆動軸の長手方向の側面から見た図である。 一方が固定レイク、他方が可動レイクを備えた冷却床の搬送形態を説明する図である。

符号の説明

４ａ 大サイズのビレット鋼材
４ｂ 小サイズのビレット鋼材
１１，１２ 大サイズのビレット鋼材用の対を成す可動レイク
１３，１４ 小サイズのビレット鋼材用の対を成す可動レイク
１５，１５ａ，１５ｂ 横ビーム
１６，１６ａ，１６ｂ 支柱
１７，１８，２１ ピン
１９ リンク
２０ シリンダ
２４ａ，２４ｂ 支持ローラ
３４ａ カム駆動軸
３４ｂ，４１ａ，４１ｂ，４３，４４ａ，４４ｂ カム
３４Ｃ，４０ａ，４０ｂ カムケース

Claims (4)

1. 対を成す可動レイク群の円又は楕円運動により熱間鋼材を搬送しながら冷却する冷却床であって、
   前記対を成す可動レイク群は、異なる溝ピッチを有する２種類以上を交互に配置したものであり、
   これら各々の対を成す可動レイク群には、
   各々の対を成す可動レイク群毎の熱間鋼材保持高さに差をつけるための高さ調整手段と、
   前記各々の対を成す可動レイク群毎に異なる円又は楕円運動を行なわせる運動手段を備えさせたことを特徴とする熱間鋼材の冷却床。
2. 前記対を成す可動レイク群の高さ調整手段は、
   各々の可動レイクを回転が自在なように支持した複数の支柱と、
   これらの支柱を同期して傾動させるべく、これらの支柱に回転が自在なように接続したリンクと、
   このリンクを前記可動レイクと平行な方向に押し引きする駆動機構とからなり、
   前記駆動機構による前記リンクの押し引きによって前記支柱を傾動させることにより可動レイク群の高さ調整を行う構成であることを特徴とする請求項１記載の熱間鋼材の冷却床。
3. 前記対を成す可動レイク群の運動手段は、
   各々の対を成す可動レイク群毎に上下運動用カムの偏芯量および横運動用カムの偏芯量を変えることによって異なる円又は楕円運動を行なわせる構成であることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱間鋼材の冷却床。
4. 前記２種類以上の各々の対を成す可動レイク群の運動手段が同一の駆動源により駆動されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の熱間鋼材の冷却床。
   

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