JP2006224176A - 圧延鋼材用冷却床ランインテーブル - Google Patents

Abstract

【課題】鋼片から熱間圧延で鋼材を製造する工程において、圧延された鋼材を冷却床まで送るランインテーブルと呼ばれる設備の構造に起因して製品表面に生じる掻き疵の防止方法を提供する。
【解決手段】昇降可能な回転円盤をランインテーブルに装着することにより、鋼材の搬送からブレーキングプレート上への払い出しまでが固定面との滑り摩擦を生じることなくスムーズに行われる。
【選択図】図５

Description

本発明は、ブレーキングプレート方式のランインテーブルの改善に関するものであり、従来技術の欠点である搬送中の掻き疵を無くすことができるランインテーブルに関する。
さらに具体的には、本発明は、鉄鋼業の棒鋼工場や鋼管工場において棒鋼や鋼管などの鋼材製造時に製品表面に発生する疵を画期的に削減することができ、鋼材製品の品質向上に大きく貢献する冷却床ランインテーブルに関する。

鋼材圧延工場において、原料である鋼片より圧延機で熱間成形、製造された鋼材は分割シャーで冷却可能な長さに切断された後、ランインテーブルと称される設備で冷却床に送られる。

図１は、鋼材の１種である棒鋼の圧延工場レイアウトの１例を示す模式的説明図である。以下、鋼材として棒鋼を例にとって説明すると、図中、加熱炉1で加熱された鋼片は一連の圧延機３を経て、所定の圧延が行われ、棒鋼となる。圧延終了後、下流に設けた分割シャー４によって一定の長さに切断される。切断された棒鋼は、例えば長さ約150ｍというランインテーブル５に送られ、次いで払い出し領域で冷却床６に移され、そこで冷却される。冷却後は、定尺シャー7によって製品寸法に切断され、製品トランスファー８から製品として出荷される。

図１に示すように、分割シャー４を出た棒鋼は、ランインテーブル５をローラによって冷却床への払い出し領域まで搬送される。図２は、このときのランインテーブルと冷却床との動作を模式的に示すものである。図２に示すように、ランインテーブル５の構造は、ブレーキングプレート22がローラ20の鋼材搬送方向と平行に配置されたものが最も一般的である。この場合、棒鋼24は傾斜ローラ20によって搬送される。払い出し領域において棒鋼が所定の位置に来るとブレーキングプレート22が下降することにより、その頂面がローラ面と同一になると、それらは冷却床に向かって下り勾配となっていることから、自然落下でブレーキングプレート上に払い出されそこで摩擦により自然停止する。

このように、棒鋼24はブレーキングプレート22上に払い出されることで停止されてから冷却床26への移送が開始するが、そのときには、まず、ブレーキングプレート22が引き上げられ、棒鋼24がブレーキングプレート頂面に保持されつつ、その状態で今度はブレーキングプレート22の頂面と、冷却床の床面とが同一となる。この場合にも各頂面は冷却床26の方向に傾斜しているから、棒鋼24は冷却床26に払い出される。

この方式は構造が簡単であり細径製品の高速圧延には適しているが、棒鋼は搬送時にブレーキングプレートの側壁を擦りながら進むことになり、棒鋼表面に多かれ少なかれ掻き疵を生じるという欠点がある。直径約30mm以下程度の細い棒鋼では掻き疵の発生は微少であるが、それより太径製品になるとその自重により側壁にかかる力も大きくなり、寸法の大きい棒鋼では掻き疵は非常に大きいものとなる。

図３は、このときの棒鋼24とブレーキングプレート22との接触の様子とそれによる疵の発生位置を説明する模式的説明図である。ローラ20で搬送されるときにブレーキングプレート22により長さ方向に筋状の疵、すなわち掻き疵28が発生することがある。

ところで、ランインテーブルから棒鋼を冷却床に払い出す方式には大きく分けて二つの方式がある。最も良く使われているのが、これまで説明してきた図２に示すブレーキングプレート方式であり、傾斜ローラで送られて来た棒鋼は、自然落下によりブレーキングプレート上に、次いで冷却床に払い出される。この方式は設備が比較的単純で細径棒鋼の高速圧延にも適することより主流となっているが、搬送中に太径製品で掻き疵が発生しやすいという欠点がある。

もう一つの方式は、ブレーキングプレートを使用しない蹴出し方式であり、例えば溝付きローラで送られてきた棒鋼は搬送中に蹴出しパドルで冷却床上に払い出される。この方法は搬送中の疵発生は無いが、蹴出しパドルで横方向に棒鋼を押し出すため製品表面に疵を付けるという欠点がある。また、細径棒鋼の高速圧延に適さないためにあまり多く採用されていない。

これまで公表されている掻き疵防止装置としては、以下に示すとおり種々のものがあるが、それぞれ短所があり完全な解決策が見出されていないのが現状である。
（１）ブレーキングプレートの側面に縦型ローラを取付ける方式（特許文献１）
この装置は簡易な装置として誰もが考え付くのであるが、次の欠点を有する。

i) アイドルローラが細径棒鋼の頭部通過の妨げとなるため高速圧延には適していない。
ii) アイドルローラのため加速されるまでに時間を要し、この間掻き疵が発生する。

iii)多数のアイドルローラの保守は大変であり、故障でローラが回転しなくなると、かえって大きな掻き疵の発生要因ともなる。
iv) 駆動ローラをブレーキングプレートに取付けるには機構が非常に複雑となり現実的でない。

（２）ランインローラの傾斜角度を製品によって変える方式（特許文献２）
この方式は製品の形状やサイズにより、ランインローラの傾斜角度を変えて、案内部材への接触圧力を変えようとするものであるが、次の欠点をもつ。

i) ローラおよび底板の傾斜角度を１５０ｍもの範囲にわたり変えようとすると非常に大掛かりな設備となる。
ii) 自然落下させるには角度を小さく出来る限界があり、掻き疵を無くすことは難しい。

（３）ランインローラのスキュー角を変える方式（特許文献３）
この方式は傾斜ローラの代わりに水平でスキュー角を持つローラを使用するのであるが、次の欠点を持つ。

i) 約１５０ｍの範囲に１００個以上も設置されたローラの角度を数秒ピッチで変える必要あり、膨大な設備となるうえにサイクルタイム的にも現実的でない。
ii) 棒鋼の走行中にスキュー角を変えるのは、トラブルの原因ともなり、細径棒鋼の高速圧延には適しない。

（４）滑走面に潤滑剤等を塗布する方式（特許文献４）
滑走面に潤滑剤を塗布する方式（特許文献４）や水を噴霧する方式が報告されているが、高温の鋼材の摩擦を潤滑剤や水で完全に保護するのは困難である。この方式は摩擦による自然停止時の擦り傷をも併せて防止しようとの試みであるが、潤滑剤の塗布は摩擦係数がばらつく原因となり停止位置不良の原因となる。また、本発明者らの調査によれば摩擦停止時の擦り傷は問題になるほど大きくなく、搬送中の掻き疵防止が重要である。

（５）ブレーキングプレートをローラから構成する方式（特許文献５）
ここに報告されている方式は搬送中の掻き疵発生を縦ローラで防止し、制動中の掻き疵をローラテーブルの減速により防止する方式であるが、縦ローラは保守が大変であり、ローラテーブルによる減速停止は高速圧延用としては不可能である。

（６）ブレーキングプレートをローラ間に設置する方式（特許文献６）
ブレーキングプレート（リフティングエプロン）がローラ間にあるタイプのランインテーブルであり、固定式のフランジローラを装着しているが、次のような欠点がある。

i) ローラ間にブレーキングプレートを配置すると、構造が複雑となるとともに、ローラ部はブレーキングプレートがないため制動が不安定となり細物材の高速圧延には向いていない。

ii) 固定式のフランジローラは細物材の頭部通過の障害となり、高速圧延には向いていない。
iii) 固定式のフランジローラでは、冷却床入り口部でブレーキングプレートの壁に沿って走行する間の掻き疵を防止できない。
実登第１９８４４２３号公報 実開昭６３−１１１２０７号公報 特開平４−７１７１４号公報 特開平６−３３５７２２号公報 特開平９−１９２７１９号公報 実開平２−９３００５号公報

本発明の課題は、鋼片から熱間圧延で鋼材を製造する工程において、一連のローラから構成されていて圧延機を出た鋼材を搬送し冷却床に払い出すランインテーブルと呼ばれる設備の構造に起因して製品表面に生じる掻き疵を防止することである。

さらに本発明の具体的課題は、太径鋼材におけるそのような掻き疵を防止するとともに、細径鋼材の高速圧延に際しての高速走行をも可能とするランインテーブルを提供することである。

本発明者らは、上記昇降可能な回転円盤をランインテーブルに装着することにより、鋼材の搬送からブレーキングプレート上への払い出しまでが固定面との過度の滑り摩擦を生じることなくスムーズに行われることを知り、完成した。

ここに、本発明は圧延された鋼材を冷却床に搬送する一連のローラを備えたランインテーブルであって、該ランインテーブルの鋼材の冷却床への払い出し領域が、冷却床に沿って連続して配置されるブレーキングプレートと、該ブレーキングプレートを挟んで冷却床に向かって下がり傾斜した複数本のローラと、該ローラの回転軸と平行な回転軸を持った複数個の回転円盤から構成され、複数の前記回転円盤は、回転面が前記ローラの傾斜下側に位置し、かつ、昇降可能なことを特徴とする冷却床ランインテーブルである。

本発明において用いる回転円盤はフランジ付きローラのフランジ部を用いてもよい。その場合にはランインテーブルを構成する搬送ローラの一部をフランジ付きローラとしてもよい。

本発明によれば、このように圧延機を出た鋼材を冷却床に搬送するに際して生じる問題を解決し、太径鋼材の掻き疵対策と細径鋼材の高速圧延を両立し、鋼材の表面品質確保に大きく貢献するものである。

鋼材の一つである棒鋼圧延の例をとり、添付図面を参照して本発明にかかるランインテーブルの構造と機能についてさらに具体的に説明する。なお、以下の説明においては回転円盤は、ローラの回転軸と平行な駆動軸に取り付けた回転円盤として説明する。

本発明はこの掻き疵を防止する手段として、ランインテーブルにおいて回転円盤を一定の間隔でローラ間に配置し、回転円盤の回転面で搬送中の棒鋼を支持することで棒鋼と側壁との摩擦による疵発生を防止あるいは可及的少とするものである。

図４は、本発明にかかるランインテーブルにおける掻き疵防止機構の模式的説明図である。ランインテーブルの本体は、圧延機を出た棒鋼を搬送する一連のローラから構成される。図中、その一部を構成する傾斜ローラ40とブレーキングプレート42も従来と同様であるが、ローラ間には、その傾斜下流側に適宜間隔を設けて複数の回転円盤44が設けられており、各回転円盤44は駆動軸46によって棒鋼47の走行速度に合わせて回転するように構成される。そのためすべり摩擦が生じることはない。ブレーキングプレート42には切欠部48が設けられており、これに収容された回転円盤44とは干渉しないようになっている。また、回転円盤44の回転面はローラ40側に突出しており、棒鋼とブレーキングプレート42の側壁との接触を防止している。図示例の回転円盤44の回転面には若干のテーパが設けられている。

棒鋼の場合には図示のように回転円盤との接触は点接触であり、この点の周方向回転速度とローラ回転速度が同期されることによって摩擦の発生は防止でき、掻き疵の発生も防止できる。

図５は本発明にかかる装置を用いたときのランインテーブルから冷却床への棒鋼の払い出しの様子を示すもので、ブレーキングプレートと同期した回転円盤の昇降動作の説明図である。

図５(a)に示すように、棒鋼47はローラ40上を一連の回転円盤の回転速度に合わせてブレーキングプレート42に沿って案内される。次いで、棒鋼が所定位置まで搬送されると、図５(b)に示すように、回転円盤44およびブレーキングプレート42が降下し始め、ローラ40とブレーキングプレート頂面とが同一面となるときに棒鋼47はローラ40からブレーキングプレート頂面に払い出され、その走行が停止される。このとき今度はブレーキングプレート42が棒鋼47をのせたまま、頂面が冷却床面と同一面となるまで、上昇する。このとき、同時に回転円盤44をも上昇させることで元の位置にもち来してもよい。元の位置に復帰したブレーキングプレート頂面に保持された棒鋼47は、 図５(c)に示すように、こんどは、ブレーキングプレート頂面の傾斜に沿って冷却床49に払い出される。

冷却床49に払い出された棒鋼47は、以後は、本発明にあっても従来と同様に処理すればよい。
このように、本発明によれば、従来の自然落下によるブレーキングプレート上への払い出しを妨げないように、回転円盤44は昇降可能なものとし、ブレーキングプレート42の昇降と同期して上下する。もちろん、ブレーキングプレート、回転円盤はそれぞれ独立して昇降可能な構造をも備えている。また、細径棒鋼の高速圧延時には、頭部の通過をスムーズに行うために、頭部の通過時、この回転円盤だけを棒鋼に接触しない位置まで下げ、使用しない構成とすることも可能である。

図６は、本発明において使用する回転円盤44の回転および昇降の各機構を説明するもので、図中、回転円盤44の駆動軸46は軸受けで支持されながら電動機50に連結しており、電動機50および軸受けの支持機構である軸受け箱52は駆動装置架台54上に取り付けられている。この駆動装置架台54は支点56を中心に回転可能に構成されており、反対側に端部には、例えばエアシリンダ58により駆動される昇降装置59が設けられている。

このような構成をとることで、円盤自体の回転は電動機50の回転駆動力によって行われ、円盤の昇降動作は昇降装置59を駆動することで実現できる。
このように、図６に示す実施例では、支点56を介し上下動可能な架台54のうえに回転円盤44の駆動装置である電動機50と回転円盤44の駆動軸46を支える軸受け箱52を装備している。架台54はエアーシリンダ58により上下される結果、その上に載っている駆動装置を含めた回転円盤自体が上下するという単純な構造である。

実施例ではエアーシリンダを使用しているが、この動作は油圧駆動やサーボモータ等の電動式にすることも可能である。回転円盤の周速は棒鋼のスピードと同じ速度に制御されるためすべり摩擦による疵の発生がない。図６には、回転円盤が支点56を中心に旋回する首振り式の昇降方式を示したが、回転軸自体が平行に上下に昇降可能とする構成でもよい。

フランジ付きローラの場合も含めて本発明で使用する回転円盤は駆動式が望ましいが、設備費を抑えるため非駆動式としても一定の効果は得られる。そのような場合にあっても非駆動式の縦ローラを昇降プレートに取付ける方法と較べ構造が簡単であり、軸受け部が直接高熱にさらされることもないので、保守性も良い。

フランジ付きローラは搬送用のローラの一部をフランジ付きとすることも可能である。この場合にはローラの回転周速度とフランジと棒鋼の接触点における回転周速度とを同期させることができず、搬送ローラ径とフランジ径の寸法差分だけすべり摩擦が生じるが通常の寸法形状のときには掻き疵の防止は充分図られる。

図７は、本発明にかかる回転円盤を設けたランインテーブルの全体の構成を示す平面図であり、図８はその拡大部分図である。図中、ブレーキングプレート42のローラ側には回転円盤が設けられる位置に切欠部48が設けられており、昇降時の干渉を排除しているとともに、回転円盤の回転面がローラ側にわずかに突出ており、棒鋼とブレーキングプレート側壁との接触を防止している。回転円盤の棒鋼と接触する側の回転面は中央部が凸のテーパ面となっている。

図７において、電動機50によって駆動される駆動ローラ40によって白抜き矢印の方向に走行してくる棒鋼(図示せず)は、回転円盤44の回転にしたがって走行するため擦り疵の発生は可及的少に抑えられる。図示例の構成では、各搬送用ローラの間に２つ置きに回転円盤を設けているが、回転円盤を設置するピッチは、全ローラ間でもよいし、適度なピッチでも構わない。

なお、底板60はスケールカスなどが工場床面に散乱しないように設けている。
このように本発明は太径鋼材の掻き疵対策と細径鋼材の高速圧延を両立し、鋼材の表面品質確保に大きく貢献するものである。

棒鋼圧延工場レイアウトの１例を示す模式的説明図である。 図１のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、図２(a)は棒鋼がローラ上を走行している状態を、図２(b)はローラ上からブレーキングプレート上に棒鋼が移送された状態を、図２(c)は棒鋼が冷却床に送られた状態をそれぞれ示す冷却床ランインテーブル動作図である。 ランインテーブルでの掻き疵発生機構の模式的説明図である。 本発明にかかる掻き疵防止用回転円盤の機能を説明する模式的説明図である。 本発明におけるブレーキングプレートと同期した回転円盤の昇降動作を説明する模式的説明図であり、図５(a)は棒鋼がローラ上を走行している状態を、図５(b)はローラ上からブレーキングプレート上に棒鋼が移送された状態を、図５(c)は棒鋼が冷却床に送られた状態をそれぞれ示す。 本発明において使用する首振り式回転円盤の首振り機構の概略説明図である。 本発明にかかるランインテーブルの１例の模式的平面図である。 図７のＡ部分の拡大平面図である。

Claims (4)

1. 圧延された鋼材を冷却床に搬送する一連のローラを備えたランインテーブルであって、該ランインテーブルの鋼材の冷却床への払い出し領域が、冷却床に沿って連続して配置されるブレーキングプレートと、該ブレーキングプレートを挟んで冷却床に向かって下がり傾斜した複数本のローラと、該ローラの回転軸と平行な回転軸を持った複数個の回転円盤から構成され、複数の前記回転円盤は、回転面が前記ローラの傾斜下側に位置し、かつ、昇降可能なことを特徴とする冷却床ランインテーブル。
2. 前記回転円盤の回転軸が駆動軸であることを特徴とする請求項１記載の冷却床ランインテーブル。
3. 一部の前記ローラの傾斜下流側にフランジを設け、該フランジを前記回転円盤とすることを特徴とする請求項１または２記載の冷却床ランインテーブル。
4. 前記回転円盤を、前記ブレーキングプレートの前記ローラ側に設けた切欠部に収容でき、かつ該回転円盤の回転面が、前記ブレーキングプレートの面よりも前記ローラ側に突出ていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の冷却床ランインテーブル。

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