JP2007298270A - 鋼プレートを加熱するための炉 - Google Patents

Abstract

【課題】大面積の、即ち数平方メートルの、大きく被覆されたプレートのための大きな装入容積を可能にすると同時に、所要スペースが僅かであるような鋼プレートを加熱するための炉を提供する。
【解決手段】鋼プレートを加熱するための炉であって、水平に互いに上下に配置された複数の炉平面（３）を有しており、各炉平面（３）は、少なくとも１つの鋼プレート（２）を収容するために設けられており、各炉平面（３）には、加熱中に鋼プレート（２）を動かすための手段（４）が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋼プレートを加熱するための炉に関する。

昨今、鋼プレート、特に、加熱変形のために用いられ被覆されたプレートは、通常はローラ式火炉において加熱される。この場合、複数の鋼プレートは互いに所定の間隔をおいて、炉のローラ経路上に配置される。セラミック材料から成るローラによって、加熱したい鋼プレートが継続的に炉を通して炉出口の方向に搬送される。必要なサイクル時間、変形加工すべき鋼プレートのサイズ、材料特性に応じて、数メータから数百メータ以上に到るまでの計算可能な炉長さが生じる。長い炉長さも原則的に技術的には実現可能であるが、実際には不都合である。何故ならば、極めて大きな所要スペースの他にも、炉の積載ステーションが、この炉に隣接するプレスから遠く離れているので、一人の作業員が同時に積載ステーションとプレスとを管理することができないという問題があるからである。これにより管理の手間が増加するだけでなく、縦長の炉はエネルギ的な理由からも望ましくない。何故ならば、縦長の炉は、小さな内部体積に対して比較的大きな表面積を有しているからである。長い炉により相応に長いローラ経路が必要であり、誤作動のリスクは炉の長さに応じて高まる。炉が故障すると、結果として全ての焼き入れラインを所属のプレスシステムとともに停止させなければならない。

被覆された鋼プレートではまさに、加熱中に鋼プレートの継続的な運動を強制的に行う必要がある。何故ならば、さもなければ被覆が局所的にプレートから剥がれてしまう恐れがあるからである。このような損傷は搬送ローラと鋼プレートとの間の熱の伝達に起因する。被覆されていな鋼プレートにおいては熱の伝達はローラによって促進されるという研究がある。従って、鋼プレート全体に均一な加熱を行わせるためには、ローラ上に置かれた被覆されたプレートを運動させ続けるしかない。

そこで本発明の課題は、大面積の、即ち数平方メートルの、大きく被覆されたプレートのための大きな装入容積を可能にすると同時に、所要スペースが僅かであるような鋼プレートを加熱するための炉を提供することである。

この課題を解決するために本発明の構成では、水平に互いに上下に配置された複数の炉平面を有しており、各炉平面は、少なくとも１つの鋼プレートを収容するために設けられており、各炉平面には、加熱中に鋼プレートを動かすための手段が設けられているようにした。

本発明の有利な構成は、請求項２以下に記載されている。

本発明による鋼プレートを加熱するための炉では、複数の水平に互いに上下に配置された炉平面が設けられており、各１つの炉平面が、少なくとも１つの鋼プレートを収容するために設けられており、各炉平面には、加熱中に鋼プレートを動かすための手段が設けられている。このような炉は、階層状炉とも言われ、加熱変形加工におけるプロセス経過の最適化に関して大きな利点を有している。本発明による炉が２つの、有利には４つ以上の、加熱される互いに上下に配置された平面を有していることにより、所要スペースは縦長のローラ式炉よりも極めて小さくなる。同時に、本発明による炉では、被覆された鋼プレートも均一に加熱することができる。何故ならば各炉平面に、加熱中に鋼プレートを動かすための手段が設けられているからである。鋼プレートを動かすための手段は、有利には支持ローラであって、該支持ローラ上に鋼プレートが載置される。これにより、鋼プレートが均一に加熱され、鋼プレートの被覆が不均一な加熱により損傷されることがないことが保証される。

有利には、炉平面の領域では鋼プレートは並進的に可逆的に移動される。並進運動の逆転により炉は特にスペース節約的に形成することができ、この場合、従来のローラ式炉のように均一な加熱という利点を失うことはない。

鋼プレートを動かすための手段の運動方向が、炉もしくは個々の炉平面の装入方向に相当していると有利である。確かに原則的には、鋼プレートは炉平面の内側で、装入方向に対して横方向に運動されることが可能である。しかしながら炉の内側での運動方向が装入方向に相当するならば、炉平面の内側で支持ローラは同時に装入するために使用することができ、このことは装入装置から炉平面への移行を容易にする。

互いに上下に配置された個々の炉平面への装入は有利には、高さ方向で移動可能な装入装置を介して行われるので、任意の数の炉平面のために唯１つの装入装置しか必要ではない。

原則的に装入装置が同時に取出装置であっても良い。これにより装入装置および取出装置を含む炉のための所要面積はさらに減じることができる。しかしながら炉はいずれにせよ比較的小さな面積しか必要としないので、勿論、炉の装入装置とは反対側に配置された、装入すべき炉平面の高さに移動可能な取出装置を設けることもできる。装入装置も取出装置も有利には搬送ローラを有していて、これらの搬送ローラの上に鋼プレートを載置することができ、これらの搬送ローラを介して鋼プレートは各炉平面へと搬送可能、もしくは各炉平面から供給可能である。

炉から取り出した後の熱損失を回避するために、取出装置に加熱ユニットを設けることができる。加熱ユニットは有利には、取出装置の搬送ローラの上方に配置されている。取出装置が鋼プレートを引き渡す引き渡しステーションにも有利には加熱装置が設けられ、これにより加熱された鋼プレートを、後続の加工ステップへと所望の温度で供給することができる。

本発明による炉は有利には、互いに隣接する炉平面の間に、熱的に分離するための手段を有していて、これにより、互いに隣接する炉平面を互いに別個に加熱することができる。このようにして、個々の炉平面では、必要とあらば種々異なる温度レベルにすることができる。さらには、個々の炉平面を、例えば修理が必要な場合等に遮断することができる。さらには、別の炉平面は引き続き運転し、これにより、１つの炉平面が故障した場合でも、後続のプレスステーションを含む炉全体を強制的に停止させる必要はない。むしろ修理は、生産を完全に中断させずに、所定の保守整備間隔へと移行する。

しかしながら互いに隣接する炉平面を、炉の１つの共通に加熱可能な高さ領域にまとめても有利である。従ってこれらの炉平面の間では熱的な分離は行われず、むしろ複数の炉平面を、一緒に加熱可能な１つのゾーンにまとめることにより、このゾーンの内側での最適な加熱特性が保証される。

本発明による炉により、１つの炉で同時に加熱される鋼プレートと、炉の面積との間の比を著しく上昇させることができ、炉の面積の平方メートルあたりの４つ以上のプレートといった比率が可能である。

個々の炉平面に引き出しエレメントを設けることも考えられる。この場合、引き出しエレメントの底面は支持ローラを有しており、該支持ローラの上に鋼プレートが配置される。装入および取り出しのために引き出しエレメントは水平に炉から引き出される。

次に図面につき本発明の実施の形態を詳しく説明する。

図１には、鋼プレート２の加熱のための炉１が示されている。この炉１は、互いに上下に配置された、同一に構成された１０の炉平面３を有しており、この実施例では各炉平面３が１つの鋼プレート２を収容するために設けられている。符号１で示した下方の炉平面３に収容された鋼プレート２は加熱中は鋼プレート２を動かすための手段４の上に位置している。鋼プレート２を動かすための手段４は支持ローラ５と、支持ローラ５のための駆動手段（図示せず）を有している。矢印Ｐは、鋼プレート２が加熱中に支持ローラ５を介して並進的に往復運動することを示している。この場合、鋼プレート２は、所望の温度に達し、所望の加熱期間に達するまで炉もしくは各炉平面３を出ない。

矢印Ｐもしくは支持ローラ５の搬送方向は、矢印Ｂで示した装入方向に相当する。炉１への装入は装入装置６を介して行われる。この装入装置６は同様に、鋼プレート２を動かすための手段４の支持ローラ５と同じ向きの支持ローラ７を有している。装入装置６は、それぞれ装入したい炉平面３の高さに移動可能である。このことは矢印Ｐ１およびＰ２によって示されている。

加熱された鋼プレート２の取り出しは、装入装置６とは反対側の炉１の長手方向側にある取出装置８を介して行われる。取出装置８も複数の搬送ローラ９を有していて、これらの搬送ローラ９の向きは、個々の炉平面３の内側の搬送ローラ５に相応している。従って、矢印Ｅで示した取出方向は装入方向Ｂにも相当する。取出装置８も同様に、矢印Ｐ３及びＰ４で示したように高さ方向で移動可能である。取出装置８は、搬送ローラ９の上側に加熱ユニット１０を有している。この加熱ユニット１０を介して、既に加熱された鋼プレート２が付加的に所定の温度で保持される。加熱ユニット１０は取出装置８とともにこの高さに移動可能である。図２に示したように、炉１は、加熱すべき鋼プレート２よりも僅かにだけ長い長さを有しているので、同時に加熱すべき鋼プレートと炉の設置面との間の比は、１つだけのローラ軌道を備えた縦長のローラ炉の場合よりも極めて大きい。

図２には、それぞれ炉１の角隅領域に配置されているバーナ１１が単に概略的に示されている。図２の上方領域には、装入装置６が、下方領域には取出装置８が位置している。

図３の構成は、図１及び図２のものとは、個々の炉平面が引き出しエレメント１２を有している点で異なっている。引き出しエレメント１２の底面は、鋼プレート２を支持する搬送ローラ１３によって形成されており、これは鋼プレート２の装入及び取り出しのために水平に走入および走出可能である。装入・取出装置ステーション１４はこの実施例では２軸ロボットによって形成されている。これは鋼プレート２を把持アームで保持して、矢印Ｐ５の方向で上方及び下方に、若しくは矢印Ｐ６の方向で側方に動かし、相応の鋼プレート２を各引き出しエレメント１２から、または各引き出しエレメント１２へと搬送する。図１及び図２の実施例とのさらなる相違点は、個々の引き出しエレメント１２の底面を成している搬送ローラ１３が、矢印Ｂで示した取出装置方向と同じ向きを有していることにある。矢印Ｂは同時に装入方向を示している。炉１５内での鋼プレート２の運動は、装入方向Ｂに対して直角に行われる。

第１実施例の炉を概略的に示した斜視図である。 図１の炉の炉平面の水平断面図である。 別の実施例の炉を概略的に示した斜視図である。

符号の説明

１ 炉、 ２ 鋼プレート、 ３ 炉平面、 ４ 鋼プレートを動かすための手段、 ５ 支持ローラ、 ６ 装入装置、 ７ 支持ローラ、 ８ 取出装置、 ９ 支持ローラ、 １０ 加熱装置、 １１ バーナ、 １２ 引き出しエレメント、 １３ 支持ローラ、 １４ 装入装置、 １５ 炉、 Ｅ 取出方向、 Ｂ 装入方向、 Ｐ，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６ 矢印

Claims (15)

1. 鋼プレートを加熱するための炉であって、水平に互いに上下に配置された複数の炉平面（３）を有しており、各炉平面（３）は、少なくとも１つの鋼プレート（２）を収容するために設けられており、各炉平面（３）には、加熱中に鋼プレート（２）を動かすための手段（４）が設けられていることを特徴とする、鋼プレートを加熱するための炉。
2. 鋼プレート（２）を動かすための手段（４）が複数の支持ローラ（５）であって、該支持ローラの上に鋼プレート（２）が載置される、請求項１記載の炉。
3. 鋼プレート（２）が並進的に可逆的に各炉平面（３）において移動可能である、請求項１又は２記載の炉。
4. 鋼プレート（２）を動かすための手段（４）の運動方向（Ｐ）が装入方向（Ｂ）に相当する、請求項１から３までのいずれか１項記載の炉。
5. 装入したい炉平面（３）の高さに移動可能な装入装置（６）が設けられている、請求項１から４までのいずれか１項記載の炉。
6. 装入装置（６）が同時に取出装置方向である、請求項５記載の炉。
7. 炉（１）の装入装置（６）とは反対の側に配置された、装入したい炉平面（３）の高さへと移動可能な取出装置（８）が設けられている、請求項５記載の炉。
8. 装入装置（６）が複数の搬送ローラ（７）を有しており、該搬送ローラの上に鋼プレート（２）が載置されており、これらの搬送ローラを介して鋼プレート（２）が所定の炉平面（３）へと搬送可能である、請求項５から７までのいずれか１項記載の炉。
9. 取出装置（８）が搬送ローラ（９）を有しており、該搬送ローラの上に鋼プレート（２）が載置されて、該搬送ローラを介して鋼プレート（２）が所定の炉平面（３）に搬送可能である、請求項５から８までのいずれか１項記載の炉。
10. 取出装置（８）が加熱ユニット（１０）を有している、請求項６から９までのいずれか１項記載の炉。
11. 取出装置（８）が、加熱された鋼プレート（２）を引き渡すために、引き渡しステーションの所定の高さまで移動可能である、請求項６から１０までのいずれか１項記載の炉。
12. 引き渡しステーションには加熱装置が設けられている、請求項１１記載の炉。
13. 互いに隣接する炉平面（３）の間に、熱的に分離するための手段が配置されており、互いに隣接する炉平面（３）を互いに別個に加熱することができる、請求項１から１２までのいずれか１項記載の炉。
14. 互いに隣接する炉平面（３）が、炉（１，１５）の、共通に加熱可能な高さ領域を成している、請求項１から１２までのいずれか１項記載の炉。
15. 炉平面（３）が引き出しエレメント（１２）を有しており、該引き出しエレメント（１２）の底面が、鋼プレート（２）を支持する搬送ローラ（１３）によって形成されていて、前記引き出しエレメント（１２）は、鋼プレート（２）の装入・取り出しのために、水平方向に走入・走出可能である、請求項１から１４までのいずれか１項記載の炉。

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