JP2009045664A

JP2009045664A - 冷却床

Info

Publication number: JP2009045664A
Application number: JP2007215584A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Shoji; 雅朗正司
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2007-08-22
Filing date: 2007-08-22
Publication date: 2009-03-05
Anticipated expiration: 2027-08-22
Also published as: JP5141139B2

Abstract

【課題】ピッチずれ及び搬送キズが生じる恐れなく丸棒あるいは円筒状の材料を回転冷却することができるとともに、搬送機械を大幅に簡易化できかつ材料を効率的に均一冷却することが可能な冷却床を提供する。
【解決手段】リンクプレート２ｂにトッププレート２aが設けられ、該トッププレート２aが材料Ｗを連続的に積載可能な積載面を構成する第１のチェーン２と、チェーンの長手方向に所定の間隔ｐをおいて、前記積載面よりも上方に突出するトップロ−ラ３を設けたリンクプレート１ｂを有する第２のチェーン１とが、搬送方向に平行に配置され、チェーンの駆動機構は、第１のチェーン２と第２のチェーン１とを同期した駆動であり、該同期した運転状態と、前記第１のチェーン２のみ駆動した運転状態とに切替え可能な切替え手段を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ピッチずれ及び搬送キズが生じる恐れなく丸棒あるいは円筒状の材料を回転冷却することができるとともに、搬送機械を大幅に簡易化できかつ効率的に均一冷却することが可能な冷却床に関する。

ウォーキングビーム方式やチェーン方式の搬送装置を冷却床に具備することが公知である。
ウォーキングビーム方式の搬送装置は、固定スキッドと移動ビームからなり、移動ビームの昇降・走行により材料を固定スキッド上で移動させるようになっている。昇降・走行させるための機構としては、油圧シリンダとリンク機構及び電動偏心カムなどが用いられ、移動ビームの下面に設置されるのが普通である。この搬送設備は、搬送機械が大掛かりとなり、設備費が高い。また、丸形状の鋼管や棒鋼を回転冷却すると、ピッチずれ及び搬送キズの恐れがあるため、曲がりが生じやすい水冷材には、不向きであるといわれている。

一方、チェーン方式の搬送装置を具備する冷却床は、搬送用チェーンを駆動モータにより走行させる方式であるので、ウォーキングビーム方式のものに比べて、搬送機械が簡易化できる。この冷却床によれば、搬送用チェーン上に材料を載せた後、搬送用チェーンを走行させ、冷却条件に応じてスプレー装置により材料を水冷し、あるいはファンなどで材料を強制空冷し、または自然放冷することができる。

このチェーン方式の搬送装置には、１種の搬送用チェーンのみを用いたものと、２種のチェーンを用いたものがある。
前者の１種のチェーンを用いた搬送装置は、レール上を走行するように構成したトップローラ付きチェーンが代表的なものであり、これのみを具備する冷却床には次の欠点がある。

（１）丸形状の鋼管や棒鋼を冷却しつつ搬送する冷却床に用いた場合、強制空冷材に対して、鋼管や棒鋼の回転が遅く、均一冷却を達成することが難しい。（２）一方、自然放冷材に対して、均一冷却を達成しようとすると、長い冷却床が必要となる。つまり、鋼管や棒鋼といった材料を転がした分だけ、その材料の位置が転がした方向に移動するため、材料の回転数と周長の積に相当する長さを有する冷却床を設置する必要がある。（３）また、水冷材の曲がりが大きくなると、転がり不良により、材料とチェーンとの接触に起因する搬送疵が生じる恐れがある。

これに対し、後者の２種のチェーンを用いたチェーン方式の搬送装置は、材料を回転冷却することができる冷却床とすることができる（特許文献１）。
特許文献１に開示のチェーン方式の搬送装置を図７、８に示した。図７は、従来の冷却床に具備した搬送用チェーンの構造を示す側面図、図８は図７の正面断面図である。
特許文献１に開示のチェーン方式の搬送装置は、材料Ｗ_１、Ｗ_２を交互に載せた状態で搬送方向Ｆに走行する搬送用チェーン21と、送方向Ｒに走行する逆送用チェーン20を交互に並設してなる。

なお、この場合、搬送用チェーン21は高さが高いリンク22と、高さが低いリンク23とが、所定ピッチで交互に連結されてなるトッププレート付チェーンとされ、かつ高い方のリンク22の上面高さは逆送用チェーン20のリンク上面20aより高く、低い方のリンク23の上面高さは上面20aよりも低く設定されている。また、アイドラローラ25が高いリンク22の押側端部に回転自在に軸支されている。転がりローラ24は、図８中、Ｈ形鋼などで構成した支持ビーム26上を転がるローラである。

したがって、逆送用チェーン20の上面20ａに丸鋼Ｗ_１を載せられ、また、搬送用チェーン21の高いリンク22に設けられたアイドルローラ25により搬送方向に挿されるので、逆送用チェーン20により丸鋼Ｗ_１を常時回転させつつ、搬送用チェーンにて丸鋼Ｗ_１を搬送することができる。一方、高さが高い方のトッププレートに載せた角鋼Ｗ_２は積載搬送ができる。
特開平８−１７４０３７号公報

しかし、特許文献１に開示のチェーン方式の搬送装置は、丸鋼Ｗ_１と角鋼Ｗ_２を同時に混在搬送する場合、効率的に冷却することができるが、丸鋼専用の冷却床に適用した場合、所定ピッチで配置された角鋼Ｗ_２の位置に丸形状の鋼管を載せて回転冷却することができないという問題がある。
つまり、高さが高い方のトッププレートに丸形状の丸鋼を載せて搬送用チェーンで搬送しつつ冷却した場合、丸鋼が転がってしまうため、ピッチずれ及び搬送キズが生じる恐れがあり、またピッチずれが生じると均一冷却することができない。また、搬送用チェーンと逆送用チェーンとはチェーンの進行方向が逆となっているため、搬送機械、すなわち、チェーンの駆動系の機械も複雑となる。

本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、ピッチずれ及び搬送キズが生じる恐れなく丸形状の鋼管を回転冷却することができるとともに、搬送機械を大幅に簡易化できかつ鋼管を効率的に均一冷却することが可能な鋼管用冷却床を提供することを目的とする。

すなわち、本発明者らは、鋭意検討し、連続して丸鋼を積載可能なトッププレート付きの積載および回転力付与用の第１のチェーンと、この第１のチェーンに載せる丸鋼の搬送方向間隔を前記１ピッチごとに規制する円盤状のトップローラを有するトップローラ付きの第２のチェーンの２種のチェーンを用いたチェーン方式の搬送装置とし、トッププレート付きの第１のチェーンとトップローラ付きの第２のチェーンとを同期して駆動可能とするとともに、また、トップローラ付きの第２のチェーンを停止状態として、トッププレート付きの第１のチェーンのみ搬送方向に駆動する切替え手段を設けることにより、上記の課題を解決できるとの知見に基づき本発明をなした。

すなわち、本発明は以下のとおりである。
１．丸棒あるいは円筒状の材料の長手方向に複数のチェーンが並設されてなるチェーン方式の搬送装置を具備した冷却床において、リンクプレートにトッププレートが設けられ、該トッププレートが前記材料を連続的に積載可能な積載面を構成する第１のチェーンと、チェーンの長手方向に所定の間隔を置いて、前記積載面よりも上方に突出するトップローラを設けたリンクプレートを有する第２のチェーンとが、搬送方向に配置されてなり、チェーンの駆動機構は、前記第１のチェーンと前記第２のチェーンとを同期して駆動可能であるとともに、該同期した運転状態と、前記第２のチェーンを停止状態とし前記第１のチェーンを駆動状態とした運転状態とに切替え可能な、切替え手段を有することを特徴とする冷却床。
２．前記駆動機構は、第１のチェーンと第２のチェーンとの両側端部にそれぞれ合致するスプロケットと、第１のチェーンの少なくとも片側端部に合致したスプロケットと第２のチェーンの少なくとも片側端部に合致したスプロケットとを駆動軸を介して駆動する駆動モータと、前記切替え手段として前記第２のチェーンの駆動側スプロケットへの駆動モータからの駆動力の伝達・非伝達を切替えるクラッチとを有することを特徴とする請求項１に記載の冷却床。
３．前記第１のチェーンおよび前記第２のチェーンは、搬送方向下流側に向けて前記積載面および前記トップローラの位置が高くなるよう、傾斜して配置されてなることを特徴とする請求項１または２に記載の冷却床。

本発明の冷却床によれば、ピッチずれ及び搬送キズが生じる恐れなく丸棒あるいは円筒状の材料を回転冷却することができるとともに、搬送機械を大幅に簡易化できかつ効率的に均一冷却することが可能となる。
その結果、以下のことが達成できる。
（１）空冷材は、任意の速度で回転冷却することができ、強制空冷しても曲がりが生じない。（２）水冷材は、多少の曲がりがあっても確実に搬送しつつ、効率的に均一冷却することができる。（３）ウォーキングビーム方式の搬送装置に比べ、搬送機械が簡易で設備費が安い。

以下、本発明にかかる冷却床について、図により説明する。
図１は、冷却床に具備するチェーン方式の搬送装置を示す側面図で、図２は図１のＹ−Ｙ断面図である。また、図３は、冷却床10に具備して好適なチェーン駆動機構を示す平面図である。
本発明にかかる冷却床10は、図３に示したように、２種のチェーン１，２が交互に管長手方向に複数並設されてなるのが好適である。

この２種のうち一方のチェーンは、図1に示したように、それぞれのリンクプレート２ｂに、積載面を構成するトッププレート２ａを有するトッププレート付きチェーン（第１のチェーン）２とされ、他方のチェーンは、トップローラ３を有するトップローラ付きチェーン（第２のチェーン）１とされている。
この第1のチェーン２は、トッププレート２ａが各リンクプレート２ｂにそれぞれ固定され、このトッププレート２ａに材料Ｗを連続的に積載可能なチェーンとされている。第１のチェーン２のトッププレート２ａは、各リンクプレート２ｂにそれぞれ固定され、丸棒あるいは円筒状の材料Ｗと接触するプレート外面を形成しており、このプレート外面が積載面となる。

ここで、第１のチェーン２に載せる材料Ｗの搬送方向間隔を所定のピッチｐごとに規制するのが、トップローラ付きチェーン（第２のチェーン）１のトップローラ３である。ピッチｐは、図１、３に示したように、円盤状ローラ３の回転中心３ａ間の搬送方向距離で定義する。図１、３中のＦは材料Ｗの搬送方向を示す。
この第２のチェーン１のトップローラ３は、第１のチェーン２のプレート外面よりも上方に突出するよう、各リンクプレート１ｂに軸受け部材１ａを介して回転自在に取り付けられており、また、第２のチェーン自体（リンクプレート１ｂ）は、搬送方向各位置においてトッププレート２ａ外面よりも下方に位置するよう配置してある。

このように搬送用チェーン２に載せる材料Ｗの搬送方向間隔をピッチｐごとに規制するトップローラ３を有する第２のチェーン１と、連続して材料Ｗを積載可能なトッププレート付きの第１のチェーン２とを、交互に材料Ｗの長手方向に複数並設されてなる冷却床10によれば、以下のようなパターンの運転を行える。
（１）第１パターンの運転：材料Ｗを搬送せず、１ピッチ内で保持したまま、回転冷却するとき
第１パターンの運転は、後述するクラッチ機構によりトップローラ付きの第２のチェーン１へ、駆動モータからの回転を伝えないようにし、駆動モータからの回転を第１のチェーン２にのみ伝え、第１のチェーン２だけ搬送方向Ｆへ向かって走行させる。

このような第１パターンの運転によれば、第１のチェーン２のトッププレート２ａ上に載せられた材料Ｗは、図１に示されるように第２のチェーンに設けられた円盤状ローラ３により、搬送方向への移動をピッチｐ内に拘束される。したがって、材料Ｗは搬送方向Ｆに搬送されることはなく、搬送方向Ｆに移動するトッププレート２ａ上を転がることとなる。ここでピッチｐは冷却床で処理される材料の径に応じて適宜決めておけばよく、処理される材料のうちの最大径よりも大きめにしておけばよい。よって、必ずしも、第２のチェーン１の全てのリンクプレート１ｂに対してトップローラ３を設ける必要もなく、必要なピッチｐを得られるように必要なリンクプレート１ｂにトップローラを設ければよい。

これにより、材料Ｗを搬送せず、１ピッチ内で保持したまま、回転冷却するという作用効果が発揮できる。
なお、第１のチェーン２の走行速度が大きいほど、それに応じて材料Ｗの周速度も増大するから、第１パターンの運転により前記した作用効果に加え、材料Ｗの回転速度調整も行える。
（２）第２パターンの運転：材料Ｗを回転せず、１ピッチ内で保持したまま、搬送するとき
第２パターンの運転は、クラッチ機構によりトップローラ付きの第２のチェーン１へ、駆動モータからの回転を伝え、これでもって２種のチェーン１，２を搬送方向Ｆへ向かって同じ走行速度で走行させる。この第２パターンの運転を２種のチェーン１，２の同期運転ともいう。

すなわち、２種のチェーン１，２の同期運転を行った場合、トッププレート２ａ上に材料Ｗを載せた第１のチェーン２の走行速度と、トップローラ付きの第２のチェーン１の走行速度との速度差は０となる。
このため、円盤状ローラ３と接触して受け止められている材料Ｗの底部には搬送方向Ｆに移送する力が作用し、反搬送側の円盤状ローラ３からも材料Ｗを搬送方向Ｆへ押す外力が作用する。

したがって、第２パターンの運転により材料Ｗを回転せず、１ピッチ内で保持したまま、搬送するという作用効果が発揮できる。
上記作用効果は、材料の冷却条件に応じて組み合せて用いる。
（１）空冷材（強制空冷：ファンなどで材料を空冷するとき、自然放冷：回転冷却のみで材料を空冷するとき）に対しては、第１、２パターンの運転を組み合せて用いる。その際、第１パターンの運転を所定時間行うとき、材料Ｗの回転速度調整も同時に行う。また、第２パターンの運転をサイクルタイム毎に行う。

（２）水冷材に対しては、第１、２パターンの運転を組み合せて用いる。その際、第１パターンの運転は、材料の冷却条件に応じて材料Ｗの回転速度調整も行う。
なお、図4に示したように、第1のチェーンおよび第2のチェーンは、搬送方向Fの下流側へ向けて、積載面(プレート外面)およびトップロ一ラの位置が高くなるように傾斜して配置されることが好ましい。図４中、θは水平面に対するプレート外面の傾き角を示す。

図1に示した例では、第1のチェ一ンおよび第2のチェーンを積載面およびトップローラの配列が水平となるように配置しているが、この場合、材料ＷはピッチP内で自由に転がることができるので、特に第2のパターンの運転時には、上流側のトップローラと下流側のトップローラの間を往復してトップローラヘの衝突・離反を繰り返し易くなり、材料Ｗの表面に疵が生じ易くなる。また、第1のパターンの運転の際、すなわち、第1のチェ―ン2のみを搬送方向Fへ走行させている際には、積載面の走行にともない材料Ｗは図1に示すように常に下流側のトップロ一ラ3に接触する状態となるが、この時、第1のチェ―ン2の走行速度を速くすると下流側のトップローラヘの接触圧が高くなり、材料Ｗ表面に疵を生じさせ易くもなる。

一方、図4に示すように、第1のチェーンおよび第2のチェーンを、搬送方向Fの下流側へ向けて、積載面(プレート外面)およびトップローラの位置が高くなるように傾斜して配置すると、第1のパターンの運転、第2のパターンの運転いずれの際にも、材料Ｗは上流側のトップローラに接触する状態となる。よって、上流側のトップローラと下流側のトップローラとに接触・離反を繰り返すことも防止でき、また、第1のパターンの運転時に第1のチェーン2の走行速度を高くしても、トップローラヘの接触圧を高くなることはなく、材料Ｗへの疵の発生を抑制できる。

次に、上述した第１、第２パターンの運転に切替え可能な切替え手段を有するチェーンの駆動機構について、図３、図５、図６により説明する。図３中、４は駆動モータ、５は駆動モータに連結した駆動軸である。６、７は駆動側スプロケット、８、９は従動側スプロケットである。
前記した２種のチェーン１，２に合致するスプロケットを駆動モータ４により回転させるチェーン駆動機構は、次のとおりである。駆動モータ４に連結された駆動軸５が駆動側スプロケット６、７の中心を貫通して配置されているとともに（図３、図５参照）、前記した第１のチェーン２の駆動側スプロケット７はキーにより駆動軸５に固定され、トップローラ付きの第２のチェーン１の駆動側スプロケット６は駆動モータからの回転がクラッチ１２を介して伝えられるよう、駆動軸５に取り付けられている。

駆動側スプロケット６、７の駆動軸５への取り付け状態を図６に示した。（ａ）は第１のチェーン２の場合を示す側面図、（ｂ）、（ｃ）はトップローラ付きの第２のチェーン１の場合を示す断面図である。
駆動側スプロケット６は、ベアリング11を介して回転自在に駆動軸５には取り付けされている。その駆動側スプロケット６にクラッチ部材12aが固定され、このクラッチ部材12aへ駆動モータ４からの回転を伝えるクラッチ部材12bは、クラッチ固定部12cにより駆動軸５に固定されている。

ただし、クラッチ部材12bは、クラッチ固定部12cに対して軸方向に移動可能とされている。例えば公知の電磁クラッチを用い、トップローラ付きチェーン１の駆動側スプロケット６には、駆動モータ４に連結した駆動軸５の回転が、クラッチ12（切替え手段）（12a、12b、12c）を介して伝えられるようにした。すなわち、クラッチ12機構が、チェーンの運転状態を上述の第１のパターンと、第２のパターンとに切替わる切替え手段を構成しており、クラッチ部材１２ａとクラッチ部材１２ｂとを接続すれば第２のパターンの運転を、非接続とすれば第１のパターンの運転を行うことが出来る。このようなチェーン駆動機構を具備した搬送装置により前述した第１、２パターンの運転を容易に切り替えることが可能である。

このようにして、ピッチずれ及び搬送キズが生じる恐れなく丸形状の材料Ｗを回転冷却することができるとともに、搬送機械を大幅に簡易化できかつ材料Ｗを効率的に均一冷却することが可能な冷却床10が実現できた。

冷却床に具備するチェーン方式の搬送装置を示す側面図である。図１のＹ−Ｙ断面図である。冷却床に具備して好適なチェーン駆動機構を示す平面図である。冷却床に具備するチェーン方式の搬送装置を示す側面図である。図３の搬送装置を構成する各チェーンの駆動法を示す側面図である。図３の駆動側スプロケットの取り付け状態を示す図であり、（ａ）は第１のチェーンの場合の側面図、（ｂ）、（ｃ）は第２のチェーンの場合の断面図である。従来の搬送装置のチェーンの構造を示す側面図である。図７の正面断面図である。

符号の説明

Ｗ材料
ｔ肉厚
ｐ１ピッチ
θ 水平面に対するプレート外面の傾き角
１トップローラ付きチェーン（第２のチェーン）
２第１のチェーン
１ｂ、２ｂリンクプレート
１ａ軸受け部材
２ａトッププレート
３トップローラ
３ａ回転中心
４駆動モータ
５駆動軸
６、７駆動側スプロケット
８、９従動側スプロケット
10 冷却床
11 ベアリング
12 クラッチ（切替え手段）
12a、12b クラッチ部材
12c クラッチ固定部
20 逆送用チェーン
20a リング上面
21 搬送用チェーン
22 リング
23 リング
22a、23a トッププレート
24 転がりローラ
25 アイドラローラ
26 支持ビーム
Ｆ搬送方向
Ｒ逆送方向
Ｗ_１、Ｗ_２材料（それぞれ丸鋼、角鋼）

Claims

丸棒あるいは円筒状の材料の長手方向に複数のチェーンが並設されてなるチェーン方式の搬送装置を具備した冷却床において、
リンクプレートにトッププレートが設けられ、該トッププレートが前記材料を連続的に積載可能な積載面を構成する第１のチェーンと、
チェーンの長手方向に所定の間隔を置いて、前記積載面よりも上方に突出するトップローラを設けたリンクプレートを有する第２のチェーンとが、
搬送方向に配置されてなり、
チェーンの駆動機構は、前記第１のチェーンと前記第２のチェーンとを同期して駆動可能であるとともに、該同期した運転状態と、前記第２のチェーンを停止状態とし前記第１のチェーンを駆動状態とした運転状態とに切替え可能な、切替え手段を有することを特徴とする冷却床。
前記駆動機構は、第１のチェーンと第２のチェーンとの両側端部にそれぞれ合致するスプロケットと、第１のチェーンの少なくとも片側端部に合致したスプロケットと第２のチェーンの少なくとも片側端部に合致したスプロケットとを駆動軸を介して駆動する駆動モータと、前記切替え手段として前記第２のチェーンの駆動側スプロケットへの駆動モータからの駆動力の伝達・非伝達を切替えるクラッチとを有することを特徴とする請求項１に記載の冷却床。
前記第１のチェーンおよび前記第２のチェーンは、搬送方向下流側に向けて前記積載面および前記トップローラの位置が高くなるよう、傾斜して配置されてなることを特徴とする請求項１または２に記載の冷却床。