CN116888062A - 利用起重磁铁的钢板的起吊方法及起重磁铁和使用起重磁铁的钢板的制造方法 - Google Patents

Abstract

在利用起重磁铁起吊钢板时，根据钢板的板厚、起吊张数高精度地控制磁通穿透深度，与钢板的板厚无关地、可靠且稳定地起吊所希望张数的钢板。使用起重磁铁1，其具备能够各自独立地进行ON‑OFF控制及电压控制的多个电磁铁线圈2、和通过向该电磁铁线圈2施加电压而被励磁的磁极3，基于起吊对象的钢板的板厚的总和，确定钢板的起吊所使用的电磁铁线圈2，算出在使用该电磁铁线圈2时磁通仅通过起吊对象的钢板的情况下的磁极3内的通过磁通量Φ_r，基于该通过磁通量Φ_r，确定向钢板的起吊所使用的电磁铁线圈2施加的施加电压，向电磁铁线圈2施加该施加电压。

Description

利用起重磁铁的钢板的起吊方法及起重磁铁和使用起重磁铁 的钢板的制造方法

技术领域

本发明涉及例如在炼铁厂、钢材加工工厂等中，利用起重磁铁悬挂并搬送钢板时的钢板的起吊方法、合适于其实施的起重磁铁、和使用起重磁铁的钢板的制造方法。

背景技术

炼铁厂的厚板工厂大致具备：将块状的钢材轧制到所希望的厚度的轧制设备(轧制工序)；进行切出为出厂尺寸、去除端部的毛刺、表面缺陷的处理、内部缺陷的检查等的精整设备(精整工序)；和保管待出厂的钢板(厚板)的产品仓库。

精整工序中的半成品的钢板、产品仓库中的待出厂的钢板，由于放置场所的制约，以几张～十几张堆叠的状态保管。在钢板的配置替换、出厂时，使用从该处安装于起重机的电磁铁式的起重磁铁，进行将对象的钢板(1～几张)起吊并移动的操作。

一般的电磁铁式起重磁铁的内部构造示于图16(纵截面图)。起重磁铁在内部具有直径一百～几百mm的线圈100。在该线圈100的内侧配置有内极101(内极铁心)，在线圈100的外侧配置有外极102(外极铁心)。与内极101的上端和外极102的上端相接地固定有轭铁(yoke)103。在该起重磁铁中，在对线圈100通电的状态下，通过使内极101和外极102与钢板接触，从而形成磁路来吸附钢板。在炼铁厂使用的起重磁铁为了确保充分的起吊力，用1个大的线圈100产生磁通。通常，以使通过内极101的磁通密度成为1T(＝10000G)以上的方式设计。

为了控制向起重磁铁吸附钢板的张数，需要根据钢板的板厚、和起吊的钢板张数来控制磁通所到达的穿透深度(磁通穿透深度)。但是，以往使用的起重磁铁难以高精度地控制磁通穿透深度。因此，在起吊规定张数的钢板的情况下，从最初仅吸附该张数在操作上是困难的。因此，在暂时吸附较多的张数的钢板之后，通过利用起重磁铁的电流调整、接通断开操作使多余吸附的部分落下的步骤，进行吸附张数的调整。但是，在这样的方法中，根据操作起重机的操作员的能力，会发生多次重复，导致操作效率的大幅降低。另外，这样的吸附张数的调整操作也成为起重机自动化的大的障碍。

为了解决这样的问题，作为能够自动控制钢板的悬吊张数的技术，提出了控制向起重磁铁的线圈施加的电流来控制吊起力的方法(专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平2-295889号公报

发明内容

发明所要解决的课题

专利文献1的方法是通过控制线圈的电流来控制输出磁通量，使磁通的穿透深度变化的方法。但是，在炼铁厂的厚板工厂中，一般使用的起重磁铁，由于需要吊起板厚100mm以上的较大板厚的钢板，所以设计成能够从大的磁极向钢板施加大量的磁通，最大的磁通穿透深度大。因此，存在微小的电流变化会使磁通穿透深度大幅变化，在控制薄的钢板的悬吊张数的情况下的控制性差的问题。对此，为了提高悬吊控制性，考虑减小线圈自身、减小电流最大时的磁通穿透深度的方法。但是，在炼铁厂中，还需要起吊板厚大的钢板，存在无法得到起吊板厚厚的钢板所需的吸附力，或由于钢板的挠曲等引起的间隙导致钢板下落等的风险。

因此，本发明的目的在于提供解决以上这样的以往技术课题，在利用起重磁铁起吊钢板时，能够根据钢板的板厚、起吊张数高精度地控制磁通穿透深度，与钢板的板厚无关地、可靠且稳定地起吊所希望张数的钢板的方法。

另外，本发明的其他目的在于提供合适于实施这样的起吊方法的起重磁铁。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题的本发明的主旨如下。

[1]利用起重磁铁的钢板的起吊方法，其是使用起重磁铁从堆叠的多张钢板之中仅将至少1张起吊对象的钢板起吊的方法，其中，前述起吊方法使用起重磁铁，前述起重磁铁具备：多个电磁铁线圈，前述电磁铁线圈能够各自独立地进行ON-OFF控制及电压控制；和磁极，前述磁极通过向该电磁铁线圈施加电压而被励磁，基于起吊对象的钢板的板厚的总和，确定钢板的起吊所使用的电磁铁线圈，算出在使用前述电磁铁线圈时从磁极流出的磁通仅通过起吊对象的钢板的情况下的磁极内的通过磁通量Φ_r，基于前述通过磁通量Φ_r，确定向钢板的起吊所使用的前述电磁铁线圈施加的施加电压，向前述电磁铁线圈施加前述施加电压，仅将起吊对象的钢板从堆叠的多张钢板之中起吊。

[2]利用起重磁铁的钢板的起吊方法，在上述[1]的钢板的起吊方法中，前述起重磁铁还具备测定磁极内的通过磁通量的磁通传感器，在向前述电磁线圈施加前述施加电压时，以使所算出的磁极内的通过磁通量Φ_r与利用磁通传感器测定的磁极内的通过磁通量Φ_a之差成为阈值以下的方式调整前述电磁铁线圈的前述施加电压。

[3]利用起重磁铁的钢板的起吊方法，在上述[1]或[2]的钢板的起吊方法中，磁极内的通过磁通量Φ_r基于起吊对象的各钢板的板厚及饱和磁通密度、和通过向前述电磁铁线圈施加前述施加电压而被励磁的磁极的尺寸来算出。

[4]利用起重磁铁的钢板的起吊方法，在上述[1]～[3]中任一项的钢板的起吊方法中，在开始利用前述起重磁铁的钢板的起吊后，在使起吊了钢板的状态的前述起重磁铁移动前，进行下述(I)或/及(II)：

(I)使向钢板的起吊所使用的前述电磁铁线圈施加的前述施加电压增加；

(II)除了钢板的起吊所使用的前述电磁铁线圈以外，还向其他1个以上的电磁铁线圈施加电压。

[5]利用起重磁铁的钢板的起吊方法，在上述[1]～[4]中任一项的钢板的起吊方法中，前述起重磁铁具备以同心状或/及以在上下方向上呈层状配置的多个电磁铁线圈。

[6]起重磁铁，其具备：多个电磁铁线圈，其能够各自独立地进行ON-OFF控制及电压控制；磁极，其通过向该电磁铁线圈施加电压而被励磁；和控制装置，其构成为：在从堆叠的多张钢板之中仅将至少1张起吊对象的钢板起吊时，基于起吊对象的钢板的板厚的总和，确定钢板的起吊所使用的电磁铁线圈，算出在使用前述电磁铁线圈时从磁极流出的磁通仅通过起吊对象的钢板的情况下的磁极内的通过磁通量Φ_r，基于该通过磁通量Φ_r，确定向钢板的起吊所使用的前述电磁铁线圈施加的施加电压，向前述电磁铁线圈施加前述施加电压。

[7]起重磁铁，在上述[6]的起重磁铁中，还具备测定磁极内的通过磁通量的磁通传感器，前述控制装置构成为：在向前述电磁铁线圈施加前述施加电压时，以使所算出的磁极内的通过磁通量Φ_r与利用磁通传感器测定的磁极内的通过磁通量Φ_a之差成为阈值以下的方式调整前述电磁铁线圈的前述施加电压。

[8]起重磁铁，在上述[6]或[7]的起重磁铁中，前述控制装置构成为：基于起吊对象的各钢板的板厚及饱和磁通密度、和通过向所使用的前述电磁铁线圈施加前述施加电压而被励磁的磁极的尺寸来算出磁极内的通过磁通量Φ_r。

[9]起重磁铁，在上述[6]～[8]中任一项的起重磁铁中，具备以同心状或/及以在上下方向上呈层状配置的多个电磁铁线圈。

[10]钢板的制造方法，其使用上述[6]～[9]中任一项的起重磁铁。

发明效果

根据本发明，在利用起重磁铁起吊钢板时，使用具备能够各自独立地进行ON-OFF控制及电压控制的多个电磁铁线圈的起重磁铁。根据起吊对象的钢板的板厚的总和，选择性地使用该起重磁铁的电磁铁线圈的一部分或全部。另外，对所选择的电磁铁线圈以使磁极内的通过磁通量成为最适于起吊对象的钢板的起吊的值的方式施加电压。因此，能够根据钢板的板厚、起吊张数从几mm级的小的值至100mm以上的大的值为止高精度地控制磁通穿透深度，能够与钢板的板厚无关地、可靠且稳定地起吊所希望张数的钢板。因此，特别是在起吊并搬送薄的钢板的情况下，能够容易地进行在以往的起重磁铁中困难的悬吊张数控制。另外，由此具有能够使钢板的搬送操作更效率化的优点。

另外，本发明的优选方式中，所使用的起重磁铁还具备测定磁极内的通过磁通量的磁通传感器。通过基于该磁通传感器的测定值进行电磁铁线圈的施加电压的调整(优选反馈控制)，从而能够更高精度地控制磁通穿透深度。

附图说明

[图1]示意性地示出本发明中使用的起重磁铁，将多个电磁铁线圈配置为同心状的起重磁铁的一个实施方式的纵截面图。

[图2]图1的起重磁铁的水平截面图。

[图3]用于说明本发明的原理的说明图。

[图4]示出本发明的工序的流程图。

[图5]示出本发明中在将电磁铁线圈的一部分励磁时，在堆叠的钢板内的磁通的流动的说明图。

[图6]示出在使用图1及图2的起重磁铁的本发明的一个实施方式中，在将内层侧的电磁铁线圈励磁时从磁极流出的磁通仅通过起吊对象的钢板的状态的附图(起重磁铁的纵截面图)。

[图7]示出在从图6的状态起吊钢板后，通过使向内层侧的电磁铁线圈施加的施加电压增加，从而磁通量(磁通穿透深度)增大的状态的附图(起重磁铁的纵截面图)。

[图8]示出从图6的状态起吊钢板后，通过除了所使用的内层侧的电磁铁线圈以外，还将外层侧的电磁铁线圈励磁，从而磁通量(磁通穿透深度)增大的状态的附图(起重磁铁的纵截面图)。

[图9]本发明的钢板起吊控制流程图的一例。

[图10]示出在图1及图2的起重磁铁中，用于自动控制钢板的起吊操作的控制装置的一个实施方式的说明图(装置构成图)。

[图11]利用图10所示的控制机构执行的控制钢板的起吊的步骤的一例的流程图。

[图12]示意性地示出本发明中使用的起重磁铁，多个电磁铁线圈以在上下方向上呈层状配置的起重磁铁的一个实施方式的纵截面图。

[图13]示意性地示出本发明中使用的起重磁铁，多个电磁铁线圈以在同心状及以在上下方向上呈层状配置的起重磁铁的一个实施方式的纵截面图。

[图14]实施例中的本发明例的构成图。

[图15]实施例中的本发明例的钢板起吊控制流程图。

[图16]示意性地示出以往的一般的起重磁铁的纵截面图。

具体实施方式

本发明是使用起重磁铁从堆叠的多张钢板之中仅将至少1张起吊对象的钢板(其中，包含多张钢板的情况。以下相同)起吊的方法。本发明以使用具有特别构成的新型的起重磁铁为基础。即，本发明的起重磁铁具备能够各自独立地进行ON-OFF控制及电压控制的多个电磁铁线圈2，和通过向这些电磁铁线圈2施加电压而被励磁的磁极3(即，通过施加电压而产生的磁通所通过的磁极)。如后所述，根据这样的起重磁铁1，在需要大的磁通穿透深度(保持力)的情况下，能够通过同时使用多个电磁铁线圈2来确保所需要的磁通穿透深度。另外，通过选择性地使用线圈匝数相对少的个别的电磁铁线圈2的一部分，能够高精度地控制磁通穿透深度。

本发明中使用的起重磁铁1只要具备多个电磁铁线圈2即可，对电磁铁线圈2的配置方式等没有特别限制。但是，特别优选如后所述的具备以同心状或/及以在上下方向上呈层状配置的多个电磁铁线圈2。

以下，对在本发明中使用多个电磁铁线圈配置为同心状的起重磁铁的情况下的本发明的实施方式进行说明。

图1及图2示意性地示出本发明中使用的多个电磁铁线圈2配置为同心状的起重磁铁1的一个实施方式，图1为纵截面图、图2为水平截面图。一般而言，起重磁铁由起重机(未图示)悬挂、保持，进行升降·移动。

本实施方式的起重磁铁1具备配置为同心状的2个电磁铁线圈2，即内层侧的第1电磁铁线圈2a和外层侧的第2电磁铁线圈2b(以下，为了方便说明，将“电磁铁线圈”简称为“线圈”)。

第1线圈2a及第2线圈2b与以往的起重磁铁所具备的线圈相同，例如是将漆包铜线绕多圈并进行了绝缘处理的环状的励磁用线圈。2个线圈2a、2b由于夹着外极(外极铁心)配置为同心状(嵌套构造状)，因此2个线圈2a、2b具有不同的环径。

需要说明的是，本发明中，多个线圈2配置为同心状是指多个线圈2配置为嵌套构造状，不需要严格意义上的“同心”。

在内层侧的第1线圈2a的内侧配置有内极3x(内极铁心)。另外，在第1线圈2a的外侧，即第1线圈2a与第2线圈2b之间，配置有第1外极3a(环状的外极铁心)。在第2线圈2b的外侧配置有第2外极3b(环状的外极铁心)。并且，与内极3x和第1及第2外极3a、3b的各上端相接地配置有轭铁6，在内极3x和第1及第2外极3a、3b的各上端固定有轭铁6。

需要说明的是，虽未图示，但在线圈2与磁极3·轭铁6之间，通常为了固定线圈2而填充有非磁性材料(例如，树脂等)。另外，内极3x、第1外极3a、第2外极3b及轭铁6一般由软钢等的软磁性材料构成。因此，也可以将他们的一部分或全部设为一体的构造(构成为一体的部件)。

本发明中使用的多个电磁铁线圈2配置为同心状的起重磁铁1也可以具备配置为同心状的3个以上的线圈。在该情况下，在最内层侧的线圈的内侧也配置有内极3x，并且在各线圈的外侧也依次配置有外极3a、3b…。通过具备像这样配置为同心状的3个以上的线圈，例如在将钢板的悬吊张数细分为1张悬吊、2～3张悬吊、4～5张悬吊、6～7张悬吊··的情况下，具有能够在各自情况下扩大电压控制范围的优点。

本发明中使用的起重磁铁1具备配置为同心状的多个线圈。例如，在图1及图2的实施方式的情况下，起重磁铁1具备第1线圈2a和第2线圈2b。因此，在需要大的磁通穿透深度(保持力)的情况下，通过同时使用(励磁)这些多个线圈，能够确保所需要的磁通穿透深度。另外，通过单独使用(励磁)线圈匝数相对少的个别的线圈的一部分，能够高精度地控制磁通穿透深度。例如，在图1及图2的实施方式的情况下，通过单独使用(励磁)第1线圈2a、第2线圈2b，能够高精度地控制磁通穿透深度。以下，对其原理进行说明。

考虑利用图16所示的起重磁铁起吊钢板的情况。在该情况下，若将内极的直径设为R_I(mm)、将起吊对象的钢板的板厚设为t(mm)、将钢板的饱和磁通密度设为B_s(T)，则能够通过钢板内的磁通量表示为π×R_I×t×B_s。由此，在利用起重磁铁吸附并起吊堆叠的材质相同且板厚相同的n张钢板时，考虑如下情况。即，若将对线圈施加电压的情况下的磁通量设为M，则只要M满足下式(i)，则理论上认为磁通从上穿透至第n张钢板的下面，即，穿透至Σ_k＝1～n(t_k)的距离，能够得到充分的起吊力。

M＝π×R_I×Σ_k＝1～n(t_k)×B_s…(i)

若将内极的截面积设为S(mm²)、将内极的平均磁通密度设为B(T)，则磁通量M由截面积S与平均磁通密度B相乘来表示(S×B)，因此上式(i)由下式(ii)表示。

S×B＝π×R_I×Σ_k＝1～n(t_k)×B_s…(ii)

并且，平均磁通密度B与线圈的匝数N和线圈内的电流I之积成比例，因此上式(ii)由下式(iii)(α：比例常数)表示。

N×I×α×S＝π×R_I×Σ_k＝1～n(t_k)×B_s…(iii)

此处，若减小线圈的匝数N，则左边的值相对于电流I的误差的变化量变小。因此，能够以高精度进行用于使式(iii)成立的控制，即磁通穿透深度的控制，能够进行薄的钢板的悬吊张数控制。

图3是用于说明本发明的原理的说明图(发明构成图)，图4是示出本发明的工序的流程图。

以本发明中使用图3所示的具备m个线圈2(线圈2₁～2_m)的起重磁铁1从堆叠的多张钢板之中仅将起吊对象的n张钢板起吊的情况为例进行说明。首先，基于起吊对象的n张钢板(从靠近线圈2一侧起的n张钢板)的板厚的总和t，即下式(1)示出的板厚的总和t(mm)，确定(选择)多个线圈2之中的钢板的起吊所使用的线圈2。在该情况下，有时将多个线圈2全部用于钢板的起吊，即选择作为钢板的起吊所使用的线圈。

[公式1]

例如，在使用图1及图2的起重磁铁1的实施方式中，根据起吊对象的钢板的板厚的总和t确定(选择)钢板的起吊所使用的线圈2。具体而言，针对起吊对象的钢板的板厚的总和t设置阈值，在板厚的总和t为阈值以下的情况下，仅使用第1线圈2a。另一方面，在板厚的总和t大于阈值的情况下，使用第1线圈2a和第2线圈2b。

接下来，算出在使用(励磁)所选择的线圈2时从磁极3流出的磁通仅通过起吊对象的n张钢板的情况下的磁极3内的通过磁通量Φ_r。此处，基于起吊对象的各钢板的板厚、起吊对象的各钢板的饱和磁通密度、和与所使用(励磁)的线圈之中位于最外层的线圈2内接的磁极3的尺寸(外径)算出磁极3内的通过磁通量Φ_r。即，在将如上述这样选择的与线圈2之中的位于最外层的线圈2_i(1≤i≤m)内接的磁极3_i的外径设为R_i(mm)、将起吊对象的各钢板的板厚设为t_k(mm)、同样地将各钢板的饱和磁通密度设为Bs_k(T)的情况下，通过磁通量Φ_r(T·mm²)通过下式(2)算出。对于下式(2)的R_i而言，例如在图3中使用线圈2₁～2_m之中的线圈2₁及线圈2₂(未图示)的情况下，为与他们之中的位于最外层的线圈2₂内接的磁极3₂的外径R₂(mm)。

[公式2]

基于示出在堆叠的钢板内的磁通的流动的图5说明该通过磁通量Φ_r的理论根据。在图5示出的例子中，所使用(励磁)的线圈2之中，磁极3_i内接于位于最外层的线圈2_i。在由该磁极3_i所包围的区域的正下方，磁通从钢板上表面流入，磁通从钢板侧面流出。该磁通的流出量的上限Φ_k在从靠近线圈一侧起的第k张钢板中，由侧面积πR_it_k和饱和磁通密度Bs_k表示为Φ_k＝πR_iBs_kt_k。由此，可知为了使磁通通过作为起吊对象的n张钢板，只要使上式(2)示出的通过磁通量Φ_r从磁极3向钢板流出即可。

接下来，基于所算出的通过磁通量Φ_r，确定向钢板的起吊所使用的线圈2施加的施加电压，向该线圈2施加该电压。此处，由于预先确定了施加电压与通过磁通量Φ_r的关系，因此基于此施加电压。由此，从磁极3流出的磁通成为仅通过作为起吊对象的n张钢板的状态，能够从堆叠的多张钢板之中仅将起吊对象的n张钢板起吊。图6示出该状态的一例，相对于堆叠的钢板x1～x4而言，从磁极3(内极3x)流出的磁通f成为仅通过作为起吊对象的2张钢板x1、x2的状态。因此，在该状态下通过起重机使起重磁铁1上升，进行起吊对象的钢板x1、x2的起吊。

另外，本发明中，在开始利用起重磁铁1的钢板的起吊后，在使起吊了钢板的状态的起重磁铁1移动前，为了防止起吊的钢板的下落，优选进行下述(iv)或/及(v)。

(iv)使向钢板的起吊所使用的线圈2施加的施加电压增加。

(v)除了钢板的起吊所使用的线圈2以外，还向其他1个以上的线圈2施加电压。

需要说明的是，上述(iv)中记载的事项相当于本申请发明中的(I)中记载的事项，(v)中记载的事项相当于本申请发明中的(II)中记载的事项。

图7示出上述(iv)的例子，通过使向所使用的第1线圈2a施加的施加电压增加，从而磁通量(磁通穿透深度)由图6的状态增大，能够更可靠地起吊并保持(吸附)钢板x1、x2。另外，图8示出上述(v)的例子，通过除了所使用的第1线圈2a以外，还向第2线圈2b施加电压进行励磁，从而磁通量(磁通穿透深度)由图6的状态增大，能够更可靠地起吊并保持(吸附)钢板x1、x2。

另外，在本发明的优选实施方式中，可以在起重磁铁1上设置测定磁极3内的通过磁通量Φ_a的磁通传感器4。并且，在向线圈2施加电压时，以使利用该磁通传感器4测定的磁极3内的通过磁通量Φ_a(实测值)与上述所算出的通过磁通量Φ_r(目标值)之差成为阈值以下的方式调整(控制)施加电压。该施加电压的调整(控制)优选通过反馈控制进行。

因此，图1及图2的实施方式的起重磁铁具备用于测定磁极3内的磁通通过量Φ_a的磁通传感器4(4a、4b)。根据利用该磁通传感器4测定的磁极3内的磁通通过量Φ_a可知由于磁通通过而处于吸附状态的钢板厚度(钢板张数)。因此，以使利用该磁通传感器4测定的磁极3内的通过磁通量Φ_a(实测值)与上述所算出的通过磁通量Φ_r(目标值)之差成为阈值以下的方式调整(控制)施加电压。通过这样的操作，能够更高精度地进行钢板的起吊(仅进行起吊对象的钢板的起吊)。

此处，阈值的水平没有特别限制，但通常优选设为通过磁通量Φ_r(目标值)的10％以下的值。

作为磁通传感器4，例如能够使用探测线圈、霍尔元件等，本实施方式的磁通传感器4由探测线圈构成。

磁通传感器4的安装位置只要是能够测定磁极内的磁通通过量的位置，则没有特别限制。在图1及图2的实施方式中，为了测定通过内极3x和第1外极3a的磁通通过量，在内极3x的外周下端安装有磁通传感器4a，在第1外极3a的外周下端安装有磁通传感器4b。需要说明的是，磁通传感器4也可以在磁极(内极、外极)的不同位置设置多个。

如图1及图2的实施方式所示，在起重磁铁1具备配置为同心状的多个线圈2的情况下，能够选择性地使用多个线圈2的一部分或全部。因此，磁通传感器4优选分别设置于最外层的外极以外的磁极3(包含内极3x)。

另外，在磁通传感器4由霍尔元件构成的情况下，通常磁通传感器4以埋入磁极的下端的方式安装。

图9示出在通过本发明起吊钢板的情况下的控制流程的一例。

首先，由从堆叠的多张钢板之中起吊的钢板的张数n(悬吊张数n)、和这些钢板的板厚t₁，t₂，t₃，…t_n求出起吊对象的钢板的板厚的总和t。根据该板厚的总和t，确定钢板的起吊所使用的线圈2。因此，根据板厚的总和t的范围来预先确定所使用的线圈2。例如，在线圈数为m个的情况下，阶段性地设定相互不同的多个阈值1～阈值m-1(例如，阈值1：10mm、阈值2：20mm…阈值m-1：50mm)。然后，在板厚的总和t比阈值1小(板厚的总和t<阈值1)的情况下，仅使用第1线圈2₁。在板厚的总和t为阈值1以上且比阈值2小(阈值1≤板厚的总和t<阈值2)的情况下，使用第1线圈2₁及第2线圈2₂。与此相同，在板厚的总和t比阈值m-1大(阈值m-1<板厚的总和t)的情况下，使用第1线圈2₁～第m线圈2_m。像这样确定钢板的起吊所使用的线圈2。因此，在图1及图2所示的线圈数为2个的情况下，仅设定1个阈值(例如，10mm)。然后，在板厚的总和t比阈值小(板厚的总和t<阈值)的情况下，仅使用第1线圈1a。另外，在板厚的总和t为阈值以上(板厚的总和t≥阈值)的情况下，使用第1线圈1a及第2线圈1b。像这样确定钢板的起吊所使用的线圈2。

需要说明的是，图9中表示根据板厚的总和t将线圈2₁～2_i(1≤i≤m)励磁，但这是一个例子，例如也可以仅将线圈2_i励磁。

接下来，通过上式(2)算出在使用该线圈2时从磁极3流出的磁通仅通过起吊对象的n张钢板的情况下的磁极3内的通过磁通量Φ_r(目标值)。由于预先知道用于得到规定的通过磁通量Φ_r的施加电压值，因此基于所算出的通过磁通量Φ_r，确定向线圈2施加的施加电压，向线圈2施加该电压。

由于通过向该线圈2施加电压(励磁)而产生磁通，因此能够利用磁通传感器4测定磁极3内的通过磁通量Φ_a。利用该磁通传感器4测定的通过磁通量Φ_a(实测值)与上述所算出的通过磁通量Φ_r(目标值)之差与阈值进行比较。若上述的差值为阈值以下(差值≤阈值)，则判断为磁通仅通过起吊对象的n张钢板。因此，通过使保持于起重机的起重磁铁1上升来开始钢板的起吊。另一方面，若在差值比阈值大(差值＞阈值)的情况下，则调整施加电压至差值成为阈值以下(差值≤阈值)。然后，在差值成为阈值以下(差值≤阈值)后，开始钢板的起吊。这样的线圈2的施加电压的调整(控制)优选通过如后所述的控制装置5的反馈控制进行。

使保持于起重机的起重磁铁1上升，利用起重磁铁1将起吊对象的钢板起吊。在该状态下，优选进一步通过利用磁通传感器4的通过磁通量测定、利用负荷传感器的重量测定等对起吊张数进行再确认。除此以外，为了防止钢板的下落而增加施加电压，或者，对其他线圈2进行追加励磁。由此，使通过钢板的磁通量(磁通穿透深度)增加。然后，通过使起重机横向移动来搬送起吊的钢板。

图10是示出在具备图1及图2所示的2个线圈2a、2b的起重磁铁1中，用于自动控制钢板的起吊操作的控制装置5的一个实施方式的说明图(装置构成图)。该控制装置5构成为：在从堆叠的多张钢板之中仅将起吊对象的钢板起吊时，基于起吊对象的钢板的板厚的总和t，确定(选择)钢板的起吊所使用的线圈2。然后，控制装置5算出在使用该线圈2时从磁极3流出的磁通仅通过起吊对象的钢板的情况下的磁极3内的通过磁通量Φ_r。控制装置5基于该通过磁通量Φ_r，确定向钢板的起吊所使用的线圈2施加的施加电压，向该线圈2施加该电压。

另外，起重磁铁1也可以具备测定磁极3内的通过磁通量的磁通传感器4。在起重磁铁1具备磁通传感器4的情况下，控制装置5进一步构成为：在向线圈2施加电压时，以使所算出的磁极3内的通过磁通量Φ_r(目标值)与利用磁通传感器4测定的磁极3内的通过磁通量Φ_a(实测值)之差成为阈值以下的方式调整(控制)线圈2的施加电压。控制装置5优选通过反馈控制调整施加电压。

因此，图10的控制装置5具备设定部50、线圈确定部51、施加电压算出部52、施加电压控制部53等。在设定部50输入并设定起吊对象的各钢板的板厚、同样的饱和磁通密度、钢板的悬吊张数、各磁极尺寸(外径)等。线圈确定部51根据在设定部50设定的起吊对象的钢板的板厚和钢板的悬吊张数求出起吊对象的钢板的板厚的总和t。线圈确定部51基于该板厚的总和t确定钢板的起吊所使用的线圈2。施加电压算出部52基于在设定部50设定的起吊对象的各钢板的板厚、同样的饱和磁通密度、磁极尺寸(外径)，算出磁极3内的通过磁通量Φ_r(目标值)。施加电压算出部52基于该通过磁通量Φ_r，算出向钢板的起吊所使用的线圈2施加的施加电压，向施加电压控制部53输出。另外，施加电压算出部52求出所算出的通过磁通量Φ_r(目标值)与利用磁通传感器4测定的磁极3内的通过磁通量Φ_a(实测值)之差，通过以使该差值成为阈值以下的方式进行反馈控制来调整施加电压。施加电压控制部53能够对第1线圈2a和第2线圈2b各自独立地进行ON-OFF控制及电压控制。施加电压控制部53向线圈2(第1线圈2a或/及第2线圈2b)施加在施加电压算出部52算出·调整的电压。

通过具备以上这样的自动控制钢板的起吊的控制装置5，能够特别高精度地进行起吊控制，并且能够使钢板的起吊·搬送操作更效率化。

图11是示出利用图10所示的控制机构执行的控制钢板的起吊(悬吊张数控制)的步骤的一例的流程图。由此，指定起吊对象(搬送对象)的钢板的板厚及悬吊张数(S0)、和基于起吊对象的钢板的板厚的总和t确定所使用的线圈2(S1)。在该图11示出的例子中，确定使用第1线圈2a。使起重磁铁1通过起重机移动至起吊对象的钢板的上方位置(S2)，使其着陆于钢板上表面(S3)。基于起吊对象的各钢板的板厚、饱和磁通密度、磁极尺寸求出磁极3内的通过磁通量Φ_r(目标值)，根据该通过磁通量Φ_r指定对第1线圈2a施加的施加电压(S4)。接下来，仅向第1线圈2a施加电压，并且，进行电压控制(S5)。由此，与施加电压对应的张数的钢板被吸附于起重磁铁1。利用磁通传感器4测定磁极3内的通过磁通量Φ_a(S6)，通过该通过磁通量Φ_a(实测值)与通过磁通量Φ_r(目标值)之差是否为阈值以下来判定所吸附的钢板张数(S7)。在上述差值大于阈值的情况下，即在钢板张数不合格的情况下(在钢板张数与所指定的钢板张数不一致的情况下)，返回上述S5，进行增减对第1线圈2a施加的施加电压的电压控制(反馈控制)。另一方面，在前述差值为阈值以下的情况下，即在钢板张数合格的情况下(在钢板张数与所指定的钢板张数一致的情况下)，进行钢板的起吊(卷起)(S8)。

为了在像这样将钢板起吊的状态下、即在保持将钢板起吊的状态使其移动之前的状态下再次确认悬吊张数，再次利用磁通传感器4测定通过磁通量Φ_a(实测值)(S9)。通过该通过磁通量Φ_a(实测值)与通过磁通量Φ_r(目标值)之差是否为阈值以下来判定所吸附的钢板张数(S10)。在差值大于阈值的情况下，即在钢板张数不合格的情况下(在钢板张数与所指定的钢板张数不一致的情况下)，返回上述S3，使钢板悬挂并着陆于原来的位置。另一方面，在S10中差值为阈值以下的情况下，即在钢板张数合格的情况下(在钢板张数与所指定的钢板张数一致的情况下)，进一步通过附设于起重磁铁1的悬挂手段的重量测定手段等进行悬吊重量测定(S11)。基于该悬吊重量测定判定所吸附的钢板张数(S12)，在钢板张数不合格的情况下(在钢板张数与所指定的钢板张数不一致的情况下)，返回上述S3，使钢板悬挂并着陆于原来的位置。另一方面，在S12中钢板张数合格的情况下(在钢板张数与所指定的钢板张数一致的情况下)，为了防止起吊的钢板的下落，增加对第1线圈2a施加的施加电压。或者，除了第1线圈2a以外，也向第2线圈2b施加电压(S13)。然后，开始起重机移动(起吊的钢板的搬送)(S14)。

以上所述的实施方式使用具备配置为同心状的多个线圈2的起重磁铁1。本发明的实施方式中，例如也可以使用(vi)具备以在上下方向上呈层状配置的多个线圈2的起重磁铁1，或(vii)具备以同心状且以在上下方向上呈层状配置的多个线圈2的起重磁铁1来代替。

图12示出具备以在上下方向上呈层状配置的多个线圈2的起重磁铁(上述(vi)的起重磁铁)。在该例子中，在内极3x(内极铁心)与外极3a(环状的外极铁心)之间配置有上下2层的环状的第1及第2线圈2a、2b。另外，与内极3x和外极3a的各上端相接地配置有轭铁6，轭铁6分别固定于内极3x的上端和外极3a的上端。对于其他的构成，如对于图1及图2的实施方式的说明。需要说明的是，线圈2也可以在上下方向上设置3层以上。

图13示出具备以同心状且以在上下方向上呈层状配置的多个线圈2的起重磁铁(上述(vii)的起重磁铁)。在该例子中，具备配置为同心状的2组线圈2，内层侧的线圈2由上下2层的环状的第1及第2线圈2a、2b构成，外层侧的线圈由环状的第3线圈2c构成。并且，在内层侧的第1及第2线圈2a、2b的内侧配置有内极3x(内极铁心)。另外，在第1及第2线圈2a、2b的外侧，即在第1及第2线圈2a、2b与第3线圈2c之间，配置有第1外极3a(环状的外极铁心)。在第3线圈2c的外侧配置有第2外极3b(环状的外极铁心)。而且，与内极3x和第1及第2外极3a、3b的各上端相接地配置有轭铁6。轭铁6固定于内极3x与第1及第2外极3a、3b的各上端。对于其他的构成，如对于图1及图2的实施方式的说明。需要说明的是，线圈2可以同心状地设置3组以上，也可以在上下方向上设置3层以上。

本发明中，使用图12、图13所示的起重磁铁1的情况也与使用图1及图2所示的起重磁铁1的情况相同，在需要大的磁通穿透深度(保持力)时，所需要的磁通穿透深度能够通过同时使用(励磁)多个线圈2来确保。另外，通过单独使用(励磁)线圈匝数相对少的个别的线圈2的一部分，能够高精度地控制磁通穿透深度。并且，在使用这样的起重磁铁1的情况下，也以基于上述图3～图11说明的内容为基准，基于起吊对象的钢板的板厚的总和t确定钢板的起吊所使用的线圈2。然后，算出在使用该线圈2时从磁极3流出的磁通仅通过起吊对象的钢板的情况下的磁极3内的通过磁通量Φ_r。基于该通过磁通量Φ_r，确定向钢板的起吊所使用的线圈2施加的施加电压。然后，向该线圈2施加该电压，从堆叠的多张钢板之中仅将起吊对象的钢板起吊。另外，优选在向线圈2施加电压时，以使所算出的磁极3内的通过磁通量Φ_r(目标值)与利用磁通传感器4测定的磁极3内的通过磁通量Φ_a(实测值)之差成为阈值以下的方式调整(优选反馈控制)线圈2的施加电压。

实施例

(发明例)

为了评价本发明中的钢板起吊张数的控制性，进行以下的试验。使用图14所示的具备同心状的第1及第2线圈2a、2b，外径100mm的内极3x，外径180mm、厚度20mm的第1外极3a，和外径350mm、厚度20mm的第2外极3b的高度160mm的起重磁铁(具备与图1及图2的实施方式相同的磁通传感器4(4a、4b))。然后，按照图15示出的控制流程实施悬吊张数控制。起吊对象的钢板全部为SS400(饱和磁通密度1.5T)、板厚为4.5mm、钢板悬吊张数为1～6张。

在该发明例中，在起吊对象的钢板的板厚的总和小于20mm的情况下，仅使用(励磁)第1线圈2a，在板厚的总和为20mm以上的情况下，使用(励磁)第1线圈2a及第2线圈2b。将所算出的磁极内的通过磁通量Φ_r(目标值)的10％设为阈值。以使所算出的磁极3内的通过磁通量Φ_r(目标值)与利用磁通传感器测定的通过磁通量Φ_a(实测值)之差成为阈值以下的方式进行反馈控制，调整对线圈2施加的施加电压。

该发明例的结果示于表1。由此，在钢板悬吊张数为1～4张的情况下，第1线圈2a被励磁。在钢板悬吊张数为5或6张的情况下，第1及第2线圈2a、2b被励磁。像这样，对于根据内极3x及第1外极3a的外径尺寸所算出的磁极内的通过磁通量Φ_r(目标值)，基于利用磁通传感器4测定的磁极3内的通过磁通量Φ_a(实测值)控制施加电压。由此，在钢板悬吊张数为1～6张中的任一条件下，均能够进行悬吊张数控制。

[表1]

(比较例)

使用图16所示的在炼铁厂中一般使用的、具备直径150mm的内极101，和外径350mm、厚度20mm的外极102的高度150mm的起重磁铁(单层构造)实施相同的试验。

在该比较例中，算出在将线圈100励磁时从磁极(内极101)流出的磁通仅通过起吊对象的钢板的情况下的磁极内的通过磁通量Φ_r(目标值)，基于其向线圈100施加电压。此时，利用安装于线圈100的外周下端的磁通传感器测定磁极内的通过磁通量Φ_a(实测值)。

该比较例的结果示于表2。在该比较例中使用的起重磁铁的磁极的尺寸比发明例的内极3x大。因此，在悬吊张数为1张的条件下，即使是10V以下的施加电压，利用磁通传感器测定的磁极内的通过磁通量Φ_a(实测值)也大幅地超过通过磁通量Φ_r(目标值)，不能进行悬吊张数控制。

[表2]

附图标记说明

1 起重磁铁

2 电磁铁线圈

2a 第1电磁铁线圈

2b 第2电磁铁线圈

3 磁极

3x 内极

3a 第1外极

3b 第2外极

4、4a、4b 磁通传感器

5 控制装置

6 轭铁

50 设定部

51 线圈确定部

52 施加电压算出部

53 施加电压控制部

Claims (10)

1.利用起重磁铁的钢板的起吊方法，其是使用起重磁铁从堆叠的多张钢板之中仅将至少1张起吊对象的钢板起吊的方法，其中，

所述起吊方法使用起重磁铁，所述起重磁铁具备：多个电磁铁线圈，所述电磁铁线圈能够各自独立地进行ON-OFF控制及电压控制；和磁极，所述磁极通过向该电磁铁线圈施加电压而被励磁，

基于起吊对象的钢板的板厚的总和，确定钢板的起吊所使用的电磁铁线圈，

算出在使用所述电磁铁线圈时从磁极流出的磁通仅通过起吊对象的钢板的情况下的磁极内的通过磁通量Φ_r，

基于所述通过磁通量Φ_r，确定向钢板的起吊所使用的所述电磁铁线圈施加的施加电压，

向所述电磁铁线圈施加所述施加电压，仅将起吊对象的钢板从堆叠的多张钢板之中起吊。

2.如权利要求1所述的利用起重磁铁的钢板的起吊方法，其中，所述起重磁铁还具备测定磁极内的通过磁通量的磁通传感器，

在向所述电磁线圈施加所述施加电压时，以使所算出的磁极内的通过磁通量Φ_r与利用磁通传感器测定的磁极内的通过磁通量Φ_a之差成为阈值以下的方式调整所述电磁铁线圈的所述施加电压。

3.如权利要求1或2所述的利用起重磁铁的钢板的起吊方法，其中，磁极内的通过磁通量Φ_r基于起吊对象的各钢板的板厚及饱和磁通密度、和通过向所述电磁铁线圈施加所述施加电压而被励磁的磁极的尺寸来算出。

4.如权利要求1～3中任一项所述的利用起重磁铁的钢板的起吊方法，其中，在开始利用所述起重磁铁的钢板的起吊后，在使起吊了钢板的状态的所述起重磁铁移动前，进行下述(I)或/及(II)：

(I)使向钢板的起吊所使用的所述电磁铁线圈施加的所述施加电压增加；

(II)除了钢板的起吊所使用的所述电磁铁线圈以外，还向其他1个以上的电磁铁线圈施加电压。

5.如权利要求1～4中任一项所述的利用起重磁铁的钢板的起吊方法，其中，所述起重磁铁具备以同心状或/及以在上下方向上呈层状配置的多个电磁铁线圈。

6.起重磁铁，其具备：

多个电磁铁线圈，其能够各自独立地进行ON-OFF控制及电压控制；

磁极，其通过向该电磁铁线圈施加电压而被励磁；和

控制装置，其构成为：在从堆叠的多张钢板之中仅将至少1张起吊对象的钢板起吊时，基于起吊对象的钢板的板厚的总和，确定钢板的起吊所使用的电磁铁线圈，算出在使用所述电磁铁线圈时从磁极流出的磁通仅通过起吊对象的钢板的情况下的磁极内的通过磁通量Φ_r，基于该通过磁通量Φ_r，确定向钢板的起吊所使用的所述电磁铁线圈施加的施加电压，向所述电磁铁线圈施加所述施加电压。

7.如权利要6所述的起重磁铁，其还具备测定磁极内的通过磁通量的磁通传感器，

所述控制装置构成为：在向所述电磁铁线圈施加所述施加电压时，以使所算出的磁极内的通过磁通量Φ_r与利用磁通传感器测定的磁极内的通过磁通量Φ_a之差成为阈值以下的方式调整所述电磁铁线圈的所述施加电压。

8.如权利要6或7所述的起重磁铁，其中，所述控制装置构成为：基于起吊对象的各钢板的板厚及饱和磁通密度、和通过向所使用的所述电磁铁线圈施加所述施加电压而被励磁的磁极的尺寸来算出磁极内的通过磁通量Φ_r。

9.如权利要求6～8中任一项所述的起重磁铁，其具备以同心状或/及以在上下方向上呈层状配置的多个电磁铁线圈。

10.钢板的制造方法，其使用权利要求6～9中任一项所述的起重磁铁。