JP2016200310A - ウォーキングハース式加熱炉における被加熱材の装入方法 - Google Patents

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Koichi Sugimoto
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Abstract

【課題】柱状の被加熱材をウォーキングハース式加熱炉の炉内へ装入する際に、被加熱材のセンターを炉内搬送方向センターに確実に合わせることができる加熱方法を提供する。
【解決手段】柱状の被加熱材をウォーキングハース式加熱炉の炉内に装入して炉内搬送しつつ加熱するときの被加熱材の装入方法において、装入部に隣接する炉内最上流側の加熱室から排ガスを排気しつつ、装入ローラの回転数から被加熱材の位置を検出する操作と、レーザセンサによる被加熱材の端面の位置を検出する操作を行ない、双方の検出値が予め設定しておいた設定値の許容範囲内であるときに、可動炉床を上昇させて装入ローラ上の被加熱材を可動炉床上に移載するようしした。
【選択図】図3

Description

本発明はウォーキングハース式加熱炉における被加熱材の装入方法に関する。銅や黄銅等の柱状の被加熱材(ビレット)をウォーキングハース式加熱炉を用いて加熱し、加熱したものを圧延して線材等に加工することが行なわれる。この場合、被加熱材の炉内への装入、炉内搬送及び炉内からの抽出を円滑に行なうためには、炉内へ装入する被加熱材のセンターを炉内搬送方向センターに合わせて、被加熱材が装入時、炉内搬送時及び抽出時に落下したり、引っ掛かったりしないようにすることが求められる。本発明はかかる要求に応えるウォーキングハース式加熱炉における被加熱材の装入方法に関する。
従来、前記したようなウォーキングハース式加熱炉における被加熱材の装入方法として各種が知られている(例えば特許文献1〜3参照)。しかし、これら従来の装入方法には、被加熱材のセンターを炉内搬送方向センターに合わせる上において不充分という問題がある。また被加熱材の炉内への装入停止位置を検出するために、機械式センサを設けることも知られているが、この場合には長短様々な形状の被加熱材に対応することが困難という問題がある。
特開平5−126472号公報 特開平11−302722号公報 特開2003−161580号公報
本発明が解決しようとする課題は、被加熱材のセンターを炉内搬送方向センターに確実に合わせることができかつ長短様々な形状の被加熱材にも適用可能なウォーキングハース式加熱炉における被加熱材の装入方法を提供する処にある。
前記の課題を解決する本発明は、柱状の被加熱材をウォーキングハース式加熱炉の炉内に装入して炉内搬送しつつ加熱するときの被加熱材の装入方法において、装入部に隣接する炉内最上流側の加熱室から排ガスを排気しつつ、下記の第1操作、第2操作及び第3操作を経ることを特徴とするウォーキングハース式加熱炉における被加熱材の装入方法に係る。
第1操作:装入扉を開き、装入ローラを回転させて、被加熱材の装入を開始し、被加熱材が所定位置まで装入されたことを装入ローラの回転数からエンコーダで検出して、装入ローラの回転を停止させる操作。
第2操作:装入ローラの回転を停止させた後、装入された被加熱材の端面の位置をレーザセンサで検出する操作。
第3操作:レーザセンサで検出した被加熱材の端面の位置が予め設定しておいた設定値の許容範囲内であるときに、可動炉床を上昇させて装入ローラ上の被加熱材を可動炉床上に移載する操作。
柱状の被加熱材をウォーキングハース式加熱炉の炉内に装入して炉内搬送しつつ加熱するときの被加熱材の装入方法において、装入部に隣接する炉内最上流側の加熱室から排ガスを排気しつつ、下記の第1操作、第2操作及び第3操作を経ることを特徴とするウォーキングハース式加熱炉における被加熱材の装入方法に係る。
第1操作:装入扉を開き、装入ローラを回転させて、被加熱材の装入を開始し、被加熱材の端面が所定位置まで装入されたことをレーザセンサで検出して、装入ローラの回転を停止させる操作。
第2操作:装入ローラの回転を停止させた後、装入ローラの回転から停止までの回転数から装入された被加熱材の位置をエンコーダで検出する操作。
第3操作:エンコーダで検出した被加熱材の位置が予め設定しておいた設定値の許容範囲内であるときに、可動炉床を上昇させて装入ローラ上の被加熱材を可動炉床上に移載する操作。
柱状の被加熱材をウォーキングハース式加熱炉の炉内に装入して炉内搬送しつつ加熱するときの被加熱材の装入方法において、装入部に隣接する炉内最上流側の加熱室から排ガスを排気しつつ、下記の第1操作、第2操作及び第3操作を経ることを特徴とするウォーキングハース式加熱炉における被加熱材の装入方法に係る。
第1操作:装入扉を開き、装入ローラを回転させて、被加熱材の装入を開始し、被加熱材の端面が所定位置まで装入されたことをレーザセンサで検出して、装入ローラの回転を停止させる操作。
第2操作:装入ローラの回転を停止させた後、装入した被加熱材の端面の位置をレーザセンサで再検出すると共に、装入ローラの回転から停止までの回転数から装入された被加熱材の位置をエンコーダで検出する操作。
第3操作:レーザセンサで再検出した被加熱材の端面の位置及びエンコーダで検出した被加熱材の位置が予め設定しておいた設定値の許容範囲内であるときに、可動炉床を上昇させて装入ローラ上の被加熱材を可動炉床上に移載する操作。
本発明に係るウォーキングハース式加熱炉における被加熱材の装入方法(以下、単に本発明の装入方法という)では、被加熱材をウォーキングハース式加熱炉の炉内へ装入する。ウォーキングハース式加熱炉では、炉内に固定炉床と可動炉床を備え、固定炉床に対して可動炉床が、上昇、前進、下降及び後退の順序で矩形運動を繰り返すことにより、炉内に装入した被加熱材を可動炉床と固定炉床との間で順序移載しつつ炉内搬送し、かかる炉内搬送の間に、通常は炉幅方向の両側壁に取付けられているバーナの燃焼によって加熱する。
本発明の装入方法では、柱状の被加熱材を炉内へ装入する。被加熱材をその軸方向が炉幅方向となるように炉内へ装入し、炉内搬送方向に対し横向きに所定間隔で並べた状態で炉内搬送する。本発明の加熱方法では、被加熱材を第1列とこれに並列する第2列の合計2列で炉内へ装入し、炉内搬送することもできる。この場合、第1列では被加熱材をその軸方向が炉幅方向となるように炉内へ装入して炉内搬送すると共に、同様に第2列でも被加熱材をその軸方向が炉幅方向となるように炉内へ装入して炉内搬送する。
請求項1の本発明の装入方法では、柱状の被加熱材をウォーキングハース式加熱炉の炉内に装入して炉内搬送しつつ加熱するときの被加熱材の装入方法において、装入部に隣接する炉内最上流側の加熱室から排ガスを排気しつつ、下記の第1操作、第2操作及び第3操作を経る。
第1操作:装入扉を開き、装入ローラを回転させて、被加熱材の装入を開始し、被加熱材の端面が所定位置まで装入されたことを装入ローラの回転数からエンコーダで検出して、装入ローラの回転を停止させる操作。
第2操作:装入ローラの回転を停止させた後、装入された被加熱材の端面の位置をレーザセンサで検出する操作。
第3操作:レーザセンサで検出した被加熱材の端面位置が予め設定しておいた設定値の許容範囲内であるときに、可動炉床を上昇させて装入ローラ上の被加熱材を可動炉床上に移載する操作。
第1操作だけを行ない、第2操作を省くと、第1操作で装入ローラの回転中や回転を停止させたときに被加熱材が装入ローラ上を滑ってずれ動いた場合にこれを見過ごしてしまい、結果として炉内へ搬送しようとする被加熱材のセンターを炉内搬送方向センターに合わせることができなくなってしまう。これを防止するために第2操作を行なうが、第2操作のレーザセンサによる検出は雰囲気の揺らぎによって影響を受けるため、かかる揺らぎの原因となる排ガスが被加熱材の装入部にできるだけ漏出しないようにするため、装入部に隣接する炉内最上流側の加熱室から排ガスを排気する。請求項1の本発明の装入方法では、いわばエンコーダとレーザセンサによるダブルチェックで炉内へ装入しようとする被加熱材のセンターを炉内搬送方向センターに合わせている。
請求項2の本発明の装入方法では、柱状の被加熱材をウォーキングハース式加熱炉の炉内に装入して炉内搬送しつつ加熱するときの被加熱材の装入方法において、装入部に隣接する炉内最上流側の加熱室から排ガスを排気しつつ、下記の第1操作、第2操作及び第3操作を経る。
第1操作:装入扉を開き、装入ローラを回転させて、被加熱材の装入を開始し、被加熱材の端面が所定位置まで装入されたことをレーザセンサで検出して、装入ローラの回転を停止させる操作。
第2操作:装入ローラの回転を停止させた後、装入ローラの回転から停止までの回転数から装入された被加熱材の位置をエンコーダで検出する操作。
第3操作:エンコーダで検出した被加熱材の位置が予め設定しておいた設定値の許容範囲内であるときに、可動炉床を上昇させて装入ローラ上の被加熱材を可動炉床上に移載する操作。
第1操作だけを行ない、第2操作を省くと、第1操作でレーザセンサが雰囲気の揺らぎによる影響を受けた場合にこれを見過ごしてしまい、結果として炉内へ搬送しようとする被加熱材のセンターを炉内搬送方向センターに合わせることができなくなってしまう。これを防止するために第2操作を行なう。請求項2の本発明の装入方法でも、いわばレーザセンサとエンコーダによるダブルチェックで炉内へ装入しようとする被加熱材のセンターを炉内搬送方向センターに合わせている。
請求項3の本発明の装入方法では、柱状の被加熱材をウォーキングハース式加熱炉の炉内に装入して炉内搬送しつつ加熱するときの被加熱材の装入方法において、装入部に隣接する炉内最上流側の加熱室から排ガスを排気しつつ、下記の第1操作、第2操作及び第3操作を経る。
第1操作:装入扉を開き、装入ローラを回転させて、被加熱材の装入を開始し、被加熱材の端面が所定位置まで装入されたことをレーザセンサで検出して、装入ローラの回転を停止させる操作。
第2操作:装入ローラの回転を停止させた後、装入した被加熱材の端面の位置をレーザセンサで再検出すると共に、装入ローラの回転から停止までの回転数から装入された被加熱材の位置をエンコーダで検出する操作。
第3操作:レーザセンサで再検出した被加熱材の端面の位置及びエンコーダで検出した被加熱材の位置が予め設定しておいた設定値の許容範囲内であるときに、可動炉床を上昇させて装入ローラ上の被加熱材を可動炉床上に移載する操作。
第1操作だけを行ない、第2操作を省くと、第1操作で前記したようにレーザセンサが雰囲気の揺らぎによる影響を受けたり、また装入ローラの回転中や回転を停止させたときに被加熱材が装入ローラ上を滑ってずれ動いた場合にこれを見過ごしてしまい、結果として炉内へ搬送しようとする被加熱材のセンターを炉内搬送方向センターに合わせることができなくなってしまう。これを防止するために第2操作を行なう。請求項3の本発明の装入方法でも、いわばレーザセンサとエンコーダによるダブルチェックで炉内へ装入しようとする被加熱材のセンターを炉内搬送方向センターに合わせている。
以上説明した本発明には、柱状の被加熱材をウォーキングハース式加熱炉の炉内へ装入する際に、被加熱材のセンターを炉内搬送方向センターに確実に合わせることができるという効果がある。またエンコーダ、レーザセンサは共に炉外に設置されたセンサであるため、長さの異なる被加熱材に対しても停止位置の設定値を簡便かつ任意に変更可能である。
本発明の実施状態を略示する炉長方向の横断面図。 図1と同じ実施状態を略示する炉長方向の縦断面図。 図1及び図2と同じ実施状態において装入部の操作手順を示す炉長方向の部分拡大横断面図。 炉内へ装入した被加熱材のセンターと炉内搬送方向センターとの関係を略示する炉長方向の部分拡大横断面図。
以下、本発明の実施状態を図1〜図3に基づいて説明するが、本発明がこの実施状態に限定されるというものではない。
図1及び図2において、ウォーキングハース式加熱炉11を用い、柱状の被処理材21,22を炉内搬送しつつ加熱している。ウォーキングハース式加熱炉11は、炉内に固定炉床31,32と可動炉床41,42を備え、固定炉床31,32に対して可動炉床41,42が、昇降用のシリンダ43(可動炉床42の昇降用のシリンダは図示しない、以下同じ)及び進退用のシリンダ44(可動炉床42の進退用のシリンダは図示しない、以下同じ)の作動により上昇、前進、下降及び後退の順序で矩形運動を繰り返すことにより、炉内に装入した被加熱材21,22を可動炉床41,42と固定炉床31,32との間で順序移載しつつ炉内搬送し、かかる炉内搬送の間に、通常は炉幅方向の両側壁に取付けられているバーナ(図示しない、以下同じ)の燃焼によって加熱するようになっている。
図1及び図2に示した実施状態では、被加熱材21,22を第1列(被加熱材21の列、以下同じ)とこれに並列する第2列(被加熱材22の列、以下同じ)の合計2列で炉内搬送しつつ加熱している。第1列では被加熱材21をその軸方向が炉幅方向となるようにして炉内搬送し、同様に第2列でも被加熱材22をその軸方向が炉幅方向となるようにして炉内搬送している。
ウォーキングハース式加熱炉11の装入部51には装入ローラ61,62が敷設されており、装入部51の入口に設けられた開閉扉52を開き、装入ローラ61,62を介して、被加熱材21,22を炉内に設けられた合計4室の加熱室53〜56を前方に臨む位置まで装入するようになっている。加熱室53〜56のうちで装入部51に隣接する炉内最上流側の加熱室53の天井部には排ガスの排気口57が設けられている。
以下、説明の便宜上、請求項1〜3の本発明の装入方法を図1〜3を引用して説明する。請求項1の本発明の装入方法では、柱状の被加熱材21,22をウォーキングハース式加熱炉11の炉内に装入して炉内搬送しつつ加熱するときの被加熱材21,22の装入方法において、装入部51に隣接する炉内最上流側の加熱室53から排ガスを排気しつつ、下記の第1操作、第2操作及び第3操作を経る。
第1操作:装入扉52を開き、装入ローラ61,62を回転させて、第1列の被加熱材21の装入を開始し、被加熱材21が所定位置まで装入されたことを装入ローラ61の回転数からエンコーダ81で検出して、演算装置90を介し、モータ83の駆動を停止させ、装入ローラ61の回転を停止させる操作。同様にして、第2列の被加熱材22についても、装入ローラ62の回転、エンコーダ82による回転数の検出、演算装置90を介してモータ84の駆動の停止の経路で、装入ローラ62の回転を停止させる操作。
第2操作:装入ローラ61,62の回転を停止させた後、装入された被加熱材21,22の端面の位置をレーザセンサ71,72で検出する操作。
第3操作:レーザセンサ71,72で検出した被加熱材21,22の端面の位置が予め設定しておいた設定値の許容範囲内であるときに、演算装置90を介して可動炉床41,42を上昇させ、装入ローラ61,62上の被加熱材21,22を可動炉床41,42上に移載する操作。
第1操作だけを行ない、第2操作を省くと、第1操作で装入ローラ61,62の回転中や回転を停止させたときに被加熱材21,22が装入ローラ61,62上を滑ってずれ動いた場合にこれを見過ごしてしまい、結果として炉内へ搬送しようとする被加熱材のセンターを炉内搬送方向センターに合わせることができなくなってしまう。これを防止するために第2操作を行なうが、第2操作のレーザセンサ71,72による検出は雰囲気の揺らぎによって影響を受けるため、かかる揺らぎの原因となる排ガスが被加熱材21,22の装入部51にできるだけ漏出しないようにするため、装入部51に隣接する炉内最上流側の加熱室53から排ガスを排気する。
従来は、加熱室53〜56からの排ガスの顕熱を有効的に被加熱材21,22に与えるために、装入部51の天井部に排気口を設けていた。この位置に排気口があると、被加熱材21,22の装入時に開閉扉52が開いたとき、外気が炉内に入り込み、冷気と高温の排ガスが混在した雰囲気となる。その結果、雰囲気に気体密度差が生じ、レーザ光が屈折してしまうため、被加熱材21,22の端面の位置を正確に測ることができなくなってしまう問題があった。本発明ではこの問題を解決するために、装入部51に隣接する炉内最上流側の加熱室53の天井部の位置に排ガスの排気口57を設けている。尚、図示した実施状態では、より信頼性を上げるためにレーザセンサ71,72を用いたが、一方のレーザセンサ、例えばレーザセンサ72は省略することもできる。この場合、レーザセンサ71により、被加熱材21、22の端面の位置を検出する。
図4は炉内へ装入した被加熱材21のセンターAが炉内搬送方向センターCに合っている場合と、炉内へ装入した被加熱材21のセンターBが炉内搬送方向センターCから大きく外れている場合とを略示しているが、後者の場合には、被加熱材21が炉内搬送時や抽出時に落下したり、引っ掛かったりする。本発明では、被加熱材のセンターを炉内搬送方向センターに合わせることにより、かかる被加熱材の落下や引っ掛かりを防止する。
請求項2の本発明の装入方法では、柱状の被加熱材21,22をウォーキングハース式加熱炉11の炉内に装入して炉内搬送しつつ加熱するときの被加熱材21,22の装入方法において、装入部51に隣接する炉内最上流側の加熱室53から排ガスを排気しつつ、下記の第1操作、第2操作及び第3操作を経る。
第1操作:装入扉52を開き、装入ローラ61,62を回転させて、第1列の被加熱材31の装入を開始し、被加熱材21の端面が所定位置まで装入されたことをレーザセンサ71で検出して、演算装置90を介し、モータ83の駆動を停止させ、装入ローラ61の回転を停止させる操作。同様にして、第2列の被加熱材22についても、装入ローラ62の回転、レーザセンサ72による端面の位置の検出、演算装置90を介してモータ84の駆動の停止の経路で、装入ローラ62の回転を停止させる操作。
第2操作:装入ローラ61,62の回転を停止させた後、装入ローラ61,62の回転から停止までの回転数から装入された被加熱材21,22の位置をエンコーダ81,82で検出する操作。
第3操作:エンコーダ81,82で検出した被加熱材21,22の位置が予め設定しておいた設定値の許容範囲内であるときに、演算装置90を介して可動炉床41,42を上昇させ、装入ローラ61,62上の被加熱材21,22を可動炉床41,42上に移載する操作。
第1操作だけを行ない、第2操作を省くと、第1操作でレーザセンサ71,72が雰囲気の揺らぎによる影響を受けた場合にこれを見過ごしてしまい、結果として炉内へ搬送しようとする被加熱材のセンターを炉内搬送方向センターに合わせることができなくなってしまう。これを防止するために第2操作を行なう。
請求項3の本発明の装入方法では、柱状の被加熱材21,22をウォーキングハース式加熱炉11の炉内に装入して炉内搬送しつつ加熱するときの被加熱材21,22の装入方法において、装入部51に隣接する炉内最上流側の加熱室53から排ガスを排気しつつ、下記の第1操作、第2操作及び第3操作を経る。
第1操作:装入扉52を開き、装入ローラ61,62を回転させて、第1列の被加熱材21の装入を開始し、被加熱材21の端面が所定位置まで装入されたことをレーザセンサ71で検出して、演算装置90を介し、モータ83の駆動を停止させ、装入ローラ61の回転を停止させる操作。同様にして、第2列の被加熱材22についても、装入ローラ62の回転、レーザセンサ72による端面の位置の検出、演算装置90を介してモータ84の駆動の停止の経路で、装入ローラ62の回転を停止させる操作。
第2操作:装入ローラ61,62の回転を停止させた後、装入した被加熱材21,22の端面の位置をレーザセンサ71,72で再検出すると共に、装入ローラ61,62の回転から停止までの回転数から装入された被加熱材21,22の位置をエンコーダ81,82で検出する操作。
第3操作:レーザセンサ71,72で再検出した被加熱材21,22の端面の位置及びエンコーダ81,82で検出した被加熱材21,22の位置が予め設定しておいた設定値の許容範囲内であるときに、演算装置90を介して、可動炉床41,42を上昇させ、装入ローラ61,62上の被加熱材21,22を可動炉床41,42上に移載する操作。
第1操作だけを行ない、第2操作を省くと、第1操作で前記したようにレーザセンサ71,72が雰囲気の揺らぎによる影響を受けり、また装入ローラ61,62の回転中や回転を停止させたときに被加熱材21,22が装入ローラ61,62上を滑ってずれ動いた場合にこれを見過ごしてしまい、結果として炉内へ搬送しようとする被加熱材の軸方向センターを炉内搬送方向センターに合わせることができなくなってしまう。これを防止するために第2操作を行なう。
11 ウォーキングハース式加熱炉
21,22 被加熱材
31,32 固定炉床
41,42 可動炉床
43 昇降用シリンダ
44 進退用シリンダ
51 装入部
52 開閉扉
53〜56 加熱室
61,62 装入ローラ
71,72 レーザセンサ
81,82 エンコーダ
83,84 モータ
90 演算装置

Claims (4)

  1. 柱状の被加熱材をウォーキングハース式加熱炉の炉内に装入して炉内搬送しつつ加熱するときの被加熱材の装入方法において、装入部に隣接する炉内最上流側の加熱室から排ガスを排気しつつ、下記の第1操作、第2操作及び第3操作を経ることを特徴とするウォーキングハース式加熱炉における被加熱材の装入方法。
    第1操作:装入扉を開き、装入ローラを回転させて、被加熱材の装入を開始し、被加熱材が所定位置まで装入されたことを装入ローラの回転数からエンコーダで検出して、装入ローラの回転を停止させる操作。
    第2操作:装入ローラの回転を停止させた後、装入された被加熱材の端面の位置をレーザセンサで検出する操作。
    第3操作:レーザセンサで検出した被加熱材の端面の位置が予め設定しておいた設定値の許容範囲内であるときに、可動炉床を上昇させて装入ローラ上の被加熱材を可動炉床上に移載する操作。
  2. 柱状の被加熱材をウォーキングハース式加熱炉の炉内に装入して炉内搬送しつつ加熱するときの被加熱材の装入方法において、装入部に隣接する炉内最上流側の加熱室から排ガスを排気しつつ、下記の第1操作、第2操作及び第3操作を経ることを特徴とするウォーキングハース式加熱炉における被加熱材の装入方法。
    第1操作:装入扉を開き、装入ローラを回転させて、被加熱材の装入を開始し、被加熱材の端面が所定位置まで装入されたことをレーザセンサで検出して、装入ローラの回転を停止させる操作。
    第2操作:装入ローラの回転を停止させた後、装入ローラの回転から停止までの回転数から装入された被加熱材の位置をエンコーダで検出する操作。
    第3操作:エンコーダで検出した被加熱材の位置が予め設定しておいた設定値の許容範囲内であるときに、可動炉床を上昇させて装入ローラ上の被加熱材を可動炉床上に移載する操作。
  3. 柱状の被加熱材をウォーキングハース式加熱炉の炉内に装入して炉内搬送しつつ加熱するときの被加熱材の装入方法において、装入部に隣接する炉内最上流側の加熱室から排ガスを排気しつつ、下記の第1操作、第2操作及び第3操作を経ることを特徴とするウォーキングハース式加熱炉における被加熱材の装入方法。
    第1操作:装入扉を開き、装入ローラを回転させて、被加熱材の装入を開始し、被加熱材の端面が所定位置まで装入されたことをレーザセンサで検出して、装入ローラの回転を停止させる操作。
    第2操作:装入ローラの回転を停止させた後、装入した被加熱材の端面の位置をレーザセンサで再検出すると共に、装入ローラの回転から停止までの回転数から装入された被加熱材の位置をエンコーダで検出する操作。
    第3操作:レーザセンサで再検出した被加熱材の端面の位置及びエンコーダで検出した被加熱材の位置が予め設定しておいた設定値の許容範囲内であるときに、可動炉床を上昇させて装入ローラ上の被加熱材を可動炉床上に移載する操作。
  4. 被加熱材を、その軸方向が炉幅方向となる第1列とこれに並列して同様にその軸方向が炉幅方向となる第2列とで炉内搬送されるように装入する請求項1〜3のいずれか一つの項記載のウォーキングハース式加熱炉における被加熱材の装入方法。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4886715A (ja) * 1972-02-22 1973-11-15
JPS5938697U (ja) * 1982-09-02 1984-03-12 新日本製鐵株式会社 加熱炉
JPH101717A (ja) * 1996-06-11 1998-01-06 Sumitomo Metal Ind Ltd 加熱炉に対する材料の自動位置決め装置

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