JP2013123714A - 鋼板反転装置 - Google Patents

Abstract

【課題】鋼板寸法にかかわらず、表面疵を発生させることなく、鋼板の反転作業を自動的かつ効率的に行うことができる鋼板反転装置を提供する。
【解決手段】フレーム上に水平状態に載置された鋼板１を、ほぼ垂直まで回転駆動して前記鋼板を起立させる渡し側フレーム２と、ほぼ垂直に回転駆動された状態において前記渡し側フレームにより起立された鋼板を受け取った後、回転駆動して水平に戻す受け側フレーム１１を有し、前記渡し側フレームと受け側フレームはそれぞれ主フレーム４，１２とサブフレーム５，１３から構成され、かつ、前記渡し側フレームのサブフレームは垂直状態における主フレーム下端部にある水平方向の回転軸８を中心に回転駆動し、前記受け側フレームのサブフレームは垂直状態における主フレーム上端部にある水平方向の回転軸１６を中心に回転駆動し、前記鋼板を渡し側フレームから受け側フレームに受け渡して反転する鋼板反転装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、鋼板反転装置に関し、具体的には、鋼板寸法に拘わらず、鋼板に疵を発生させることなくかつ自動で反転することができる鋼板反転装置に関するものである。

厚鋼板の圧延機で圧延された鋼板は、その後、プレス矯正や表面研磨、サンドブラスト等の仕上作業や、疵手入れ、板面検査を行うため、鋼板の表裏を反転することが頻繁に行われている。斯かる反転作業は、従来、リフティングマグネットを用いて行っていた。しかし、この方法は、反転時に鋼板が落下して表面疵が発生し、また、クレーン作業を伴うため人手が必要であり、作業効率上および安全上も問題あった。

一方、近年では、生産能率の向上や鋼構造物の大型化により、圧延する鋼板寸法の大型化が進行しており、例えば、鋼板幅が５ｍ超え、長さが１５ｍ超え、厚さが２００ｍｍ超え、重量が８０ｔを超えるような厚鋼板が製造されるようになってきている。その結果、従来、リフティングマグネットを用いて行っていた鋼板の反転作業を安全かつ効率的に行うことがより難しくなってきている。また、近年では、原子力材料を中心として、鋼板の表面品質への要求が一段と厳しくなってきており、反転作業による鋼板疵の発生を防止することが極めて重要な課題となっている。さらに、近年における省力化への要求から、反転作業は自動化できることが望ましい。

従来、鋼板の反転作業は、スラブの反転と同様、鋼板を２つの対向するアーム間に挟み込む状態にしてアームを回転させることで反転を行う方法が多く採用されていた（例えば、特許文献１、２参照。）。しかし、この方法は、鋼板を反転する際に、鋼板が一方のアームから他方のアームに移動する際の衝撃が大きく、表面疵が発生したり、騒音が大きかったりするという問題があった。

そこで、この問題を解決する技術が幾つか提案されている。例えば、特許文献３には、反転用台盤にバキューム式あるいはマグネット式吸着機を設置して鋼板を固定し、反転用台盤の一端を水平方向に移動し、他端を上下方向に移動させることにより反転用台盤ごと反転する技術が開示されている。しかし、この技術は、昨今のように大型化した鋼板に適用することは難しいという問題がある。

また、特許文献４には、水平方向の回転軸に、その径方向のアームを複数本同一平面で前記回転軸の軸方向に沿って所定間隔で突設し、その各アームをスパンにより連続して一体化した大板載置用フレームの一対を駆動機によりほぼ鉛直方向から相反対方向に回転可能に取り付けた大板反転装置において、前記大板の回転中心部に、その大板側縁の回転軌跡に沿う周面の回転輪を、前記回転軸の軸方向に所定間隔で複数設けることにより大板のスムーズなアーム間の移転を可能とした反転装置が、特許文献５には、水平の金属板をその両側縁で把持し板面で保持しながら該側縁に平行な軸の周りに回転させて起立させる複数の渡し側アームと、上記起立した金属板を該渡し側アームから受け入れ両側縁で把持し板面で保持しながら該側縁に平行な軸の周りに上記回転と同じ向きに回転させて水平にする複数の受け側アームと、上記金属板を起立させた状態での上記渡し側アームと上記受け側アームの間隔が上記金属板の厚さと等しくなる位置とそれよりも大きくなる位置との間で上記渡し側アームと上記受け側アームを水平方向に相対移動させるシフト機構とを備えることによって、表面疵を発生させることなく複数枚の金属板を反転させる装置が開示されている。

実開昭５０−０６０３２６号公報 特開昭６０−２１３３０７号公報 特開昭５３−１２２６５９号公報 特開昭６３−２７８６０８号公報 特開平１１−１２９０１４号公報

しかしながら、特許文献４の技術は、鋼板の移動は回転輪上に沿ってスムーズに行われるものの、鋼板を支持するアームがバネで上下動可能に支持されるため、特に鋼板寸法が大型化した昨今では、バネの耐久性やメンテナンス性の観点から改善が求められている。
また、特許文献５の技術は、金属板を起立させた状態での送り側アームと受け側アームとの間隔を金属板の板厚に応じて調整する目的で、送り側アームと受け側アームを水平方向に相対移動させるシフト機構を有するため、設備が大掛かりとなるほか、金属板が傾斜したときに自重で動くことがないよう可動式および固定式クランプを備えた上で固定する必要があるため、設備コストおよび作業能率などの面で不利な面があった。
特に、近年のように鋼板寸法が大型化し、板厚が１０ｍｍから２００ｍｍ程度まで大きく変化する場合には、１つの反転装置で全ての板厚に表面疵を発生させることなく反転することは極めて難しいという問題がある。

本発明は、従来技術が抱える上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、鋼板寸法にかかわらず、表面疵を発生させることなく、鋼板の反転作業を自動的かつ効率的に行うことができる鋼板反転装置を提供することにある。

発明者らは、上記課題の解決に向けて鋭意検討を重ねた。その結果、渡し側フレームと受取側フレーム（従来技術の「渡し側アーム」と「受け側アーム」に相当）を有する鋼板反転機において、それぞれのアームを主フレーム内とサブフレームとで構成し、そのサブフレームを駆動させて鋼板の受け渡しを行うことで、鋼板寸法にかかわらず、表面疵を発生させることなく、鋼板の反転作業を行うことができることに想到し、本発明を完成させた。

すなわち、本発明は、フレーム上に水平状態に載置された鋼板を、固定回転軸を中心にほぼ垂直まで回転駆動して前記鋼板を起立させる渡し側フレームと、固定回転軸を中心にほぼ垂直に回転駆動した状態において前記渡し側フレームで起立された鋼板を受け取った後、回転駆動して水平状態に戻す受け側フレームを有する鋼板反転装置において、前記渡し側フレームと受け側フレームはそれぞれ主フレームとサブフレームから構成され、かつ、前記渡し側フレームのサブフレームは垂直状態における主フレーム下端部にある水平方向の回転軸を中心に回転駆動し、前記受け側フレームのサブフレームは垂直状態における主フレーム上端部にある水平方向の回転軸を中心に回転駆動し、前記鋼板を渡し側フレームから受け側フレームに受け渡して反転する鋼板反転装置である。

本発明の上記反転装置における渡し側フレーム、受け側フレームおよびそれらのサブフレームは、シリンダで駆動されるものであることを特徴とする。

本発明によれば、鋼板の反転作業を、鋼板寸法（板厚、板幅、板長さ）にかかわらず、鋼板表面に疵を発生させることなく、かつ自動で行うことができるので、鋼板品質の向上のみならず、作業効率の向上、安全性の向上にも大きく寄与することができる。

鋼板が水平状態にある渡し側フレーム上に載置された反転前の状態を説明する図である。 図１の状態から、渡し側フレームをほぼ垂直まで回転駆動して鋼板を起立させた状態を説明する図である。 図２の状態において、起立した鋼板の下端部に受け側サブフレームを押し当てた状態を説明する図である。 図３の状態から、渡し側フレームを垂直にした状態を説明する図である。 図４の状態から、起立した鋼板を渡し側フレームから受け側フレームに押し倒した状態を説明する図である。 図５の状態から、受け側フレームを回転駆動して水平状態に戻し、鋼板の反転が完了した状態を説明する図である。

本発明の鋼板反転装置は、従来の鋼板反転装置と同様、フレーム（従来の反転装置の「アーム」に相当）上に水平状態に載置された鋼板を、シリンダ等によって水平方向の固定した回転軸を中心にほぼ垂直状態まで回転駆動して前記鋼板を起立させる渡し側フレームと、シリンダ等によって水平方向の固定した回転軸を中心にほぼ垂直状態に回転駆動された状態において前記渡し側フレームで起立された鋼板を受け取った後、回転駆動して水平状態に戻す受け側フレームを有するものである。しかし、従来の鋼板反転装置では、上記２つのアームで鋼板の反転を行う場合、渡し側フレームから受け側フレームへと鋼板を移動させる際に、鋼板の下端以外の部分が渡し側フレームにも受け側フレームにも接しない時間が少なからず発生し、この間は鋼板がその自重によって傾斜して移動する。しかし、この傾斜・移動速度は、それまでの渡し側フレームの移動経緯などに依存するため、往々にして自重による移動は急激なものとなりがちであり、斯かる場合には、鋼板が受け側フレームに受け取られる際の衝撃により、鋼板表面に疵が発生することがある、という問題があった。

そこで、本発明の鋼板反転装置は、渡し側フレームと受け側フレームのそれぞれを、主フレームとサブフレームとで構成し、前記渡し側フレームのサブフレームは垂直状態における主フレーム下端部にある水平方向の回転軸を中心にシリンダ等により回転駆動するようにし、一方、前記受け側フレームのサブフレームは垂直状態における主フレーム上端部にある水平方向の回転軸を中心にシリンダ等により回転駆動するようにしたことによって、渡し側フレームから受け側フレームへの鋼板移動に伴う疵の発生を防止したところに特徴がある。
以下、本発明の実施の形態について、図をもとに具体的に説明する。

図１は、鋼板１がマグネットリフティング１９等によって、水平状態にある渡し側フレーム２の上に、ストッパー３に当接して載置された状態を示している。ここで、渡し側フレーム２は、主フレーム４とその内部に内蔵されたサブフレーム５とから構成され、シリンダ６により、水平方向の固定回転軸７を中心に垂直状態まで回転可能となっている。また、サブフレーム５は、主フレーム４の回転軸７側に設けられた回転軸８を中心に、シリンダ９によって回転可能となっている。ここで、１０ａは、水平状態における渡し側フレーム２を支持する受台である。

一方、受け側フレーム１１は、渡し側フレーム２と同様、主フレーム１２とその内部に内蔵されたサブフレーム１３とから構成され、シリンダ１４により、水平方向の固定回転軸１５を中心にほぼ垂直状態まで回転可能なっている。また、サブフレーム１３は、主フレーム１２の回転軸１５と反対側に設けられた回転軸１６を中心に、シリンダ１７によって回転可能となっている。ここで、１０ｂは、水平状態における受け側フレーム１１を支持する受台である。

図２は、渡し側フレーム２を、シリンダ６により回転軸７を中心に垂直直前の状態まで回転させて鋼板を起立させると同時に、受け側フレーム１１を、渡し側フレーム２から起立した状態の鋼板１を受け取るべく、シリンダ１４により回転軸１５を中心に垂直超えまで回転させた状態を示している。なお、上記渡し側フレーム２の角度を垂直直前、受け側フレーム１１の角度を垂直超えまで回転させる理由は、後述するように、両フレーム間が大きく開いているため、鋼板１が受け側フレーム側に倒れるのを防止するためである。なお、渡し側フレーム２および受け側フレーム１１の回転角度は、鋼板の転倒が確実に防止できる場合、あるいは、そのための装置を別途設置している場合には、垂直状態としても構わない。

上述した渡し側フレーム２と受け側フレーム１１の間は、厚い鋼板を処理可能とするため、２００ｍｍ以上に設定されている。したがって、その間隔より薄い鋼板を反転処理する場合には、鋼板１と受け側フレーム１１の間に大きな間隙が生じることになる。そして、この状態のまま鋼板１を受け側フレーム１１に倒して受け渡しを行った場合には、鋼板１の下端部は、渡し側フレーム２側にまだあるため、受け側フレーム１１を水平状態に戻す際、鋼板１が受け側フレーム上１１側に落下あるいは急激に移動し、その衝撃によって鋼板表面に疵が発生したり、大きな騒音を発生し、さらには反転装置の故障の原因となったりする。

そこで、本発明では、渡し側フレーム２から受け側フレーム１１への鋼板１の受け渡しをスムーズに行うため、先ず、図３に示したように、受け側フレーム１１に設置されたシリンダ１７等によりサブフレーム１３を主フレーム上端部１２の上端側にある水平方向の回転軸１６を中心に回転駆動させて、サブフレーム１３を起立した鋼板１の下端部に押し当てて鋼板１と受け側フレーム１１との間のギャップを無くしてやると同時に、サブフレームに設置されているストッパー１８を鋼板１の下端に当接してやる。これにより、上述した受け側フレーム１１を水平状態に戻す際の鋼板１の落下を解消することができる。なお、渡し側フレーム２におけるストッパー３と、受け側フレーム１１におけるストッパー１８とは、回転軸７などの軸長方向において位置をずらして設けられているので、ストッパー３とストッパー１８とが同時に鋼板１に当接することが可能である。

その上で、渡し側フレーム２と受け側フレーム１１を、図４に示したように垂直状態にした後、図５に示したように、シリンダ９等により渡し側フレーム２に内蔵されたサブフレーム５を、回転軸８を中心にして回転駆動させて鋼板１を受け側フレーム１１側に押し倒すことで、鋼板１の受け渡しを行う。受け渡し完了後は、シリンダ１４等により受け側フレーム１１を回転駆動して水平状態に戻すことにより、一連の鋼板反転作業は終了する（図６参照。）。なお、上記シリンダ１７により鋼板１に押し当てられたサブフレーム１３は、受け側フレーム１１への鋼板の受け渡しが済んだ時点でシリンダを駆動して、主フレーム１２内に納めてもよいし、受け側フレーム１１を水平状態に戻した後、上記シリンダ１７を駆動して主フレーム内１２に納めるようにしてもよい。

なお、本発明の鋼板反転機では、渡し側フレーム２を、主フレーム３とサブフレーム４とで構成し、サブフレーム４を回転駆動することで、渡し側フレーム２側から受け側フレーム１１側へ鋼板１を押し倒すことで鋼板の受け渡しを行っているが、図４における渡し側フレーム２の回転角度を垂直超え、すなわち、受け側フレーム側まで回転駆動させて鋼板を押し倒してもよい。この場合には、渡し側フレームのサブフレームは省略することができる。

上記のように、本発明の鋼板反転機によれば、鋼板の厚さの変動にかかわらず、鋼板をスムーズかつ自動的に反転することができる。なお、上記説明では、駆動系としてシリンダを用いた例で説明したが、シリンダの駆動には、例えば、油圧、空気圧などを用いることができる。また、シリンダ以外の方法を用いてよいことは勿論である。

本発明の技術は、鋼板の反転装置に限定されるものではなく、反転装置の全てに適用することができる。

１：鋼板
２：渡し側フレーム
３：渡し側フレームのストッパー
４：渡し側フレームの主フレーム
５：渡し側フレームのサブフレーム
６：渡し側フレーム駆動用シリンダ
７：渡し側フレームの回転軸
８：渡し側サブフレームの回転軸
９：渡し側サブフレーム駆動用シリンダ
１０ａ、１０ｂ：フレーム支持台
１１：受け側フレーム
１２：受け側フレームの主フレーム
１３：受け側フレームのサブフレーム
１４：受け側フレーム駆動用シリンダ
１５：受け側フレームの回転軸
１６：受け側サブフレームの回転軸
１７：受け側サブフレーム駆動用シリンダ
１８：受け側フレームのストッパー
１９：リフティングマグネット

Claims (2)

1. フレーム上に水平状態に載置された鋼板を、固定回転軸を中心にほぼ垂直まで回転駆動して前記鋼板を起立させる渡し側フレームと、固定回転軸を中心にほぼ垂直に回転駆動した状態において前記渡し側フレームで起立された鋼板を受け取った後、回転駆動して水平状態に戻す受け側フレームを有する鋼板反転装置において、前記渡し側フレームと受け側フレームはそれぞれ主フレームとサブフレームから構成され、かつ、前記渡し側フレームのサブフレームは垂直状態における主フレーム下端部にある水平方向の回転軸を中心に回転駆動し、前記受け側フレームのサブフレームは垂直状態における主フレーム上端部にある水平方向の回転軸を中心に回転駆動し、前記鋼板を渡し側フレームから受け側フレームに受け渡して反転する鋼板反転装置。
2. 上記渡し側フレーム、受け側フレームおよびそれらのサブフレームは、シリンダで駆動されるものであることを特徴とする請求項１に記載の鋼板反転装置。

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