JP2024098272A - 線材の製造方法、線材の加熱装置およびその加熱装置が含むマニプレーター - Google Patents

Abstract

【課題】より疵が少ない線材を得ることができる線材の製造方法の提供。【解決手段】加熱対象物であるコイル状の線材をマニプレーターが備える支持部の上に載せて運び、加熱炉の炉内の台座の上へ載置し、前記加熱対象物を前記加熱炉の炉内にて加熱し、その後、前記台座の上に載置されている加熱後の前記加熱対象物を前記支持部の上に載せて前記加熱炉の炉内から炉外へ排出する操作を含む線材の製造方法であって、前記支持部を用いて前記加熱対象物を前記台座の上へ載置するときに、および／または、前記支持部を用いて前記台座の上に載置されている加熱後の前記加熱対象物を前記加熱炉の炉内から炉外へ排出するときに、前記支持部が有する気体吹出機構を作動させることで、前記支持部から前記台座の上面へ向けて気体が噴き出し、前記台座の上面の不要物を除去する工程を備える、線材の製造方法。【選択図】図１

Description

本発明は線材の製造方法、線材の加熱装置およびその加熱装置が含むマニプレーターに関する。

従来、鋼材の表面に疵がつき難くする方法が提案されている。
例えば特許文献１には、加熱帯および冷却帯を備えた竪型光輝焼鈍炉を用いてステンレス帯板を熱処理する際に、炉内全域における高さ方向のステンレス帯板の板温曲線を、曲線および直線の組合せとし、かつ、前記曲線および直線の接続箇所において傾きが一致するように、ステンレス帯板の加熱・冷却を制御することを特徴とする竪型光輝焼鈍炉におけるステンレス帯板の炉内すり疵抑制方法が記載されている。

また、特許文献２には、搬送コンベヤーから積載用コンベヤーへ送られる薄鋼板の下面に向けて両コンベヤー間の下方の前後位置からエアーを吹き付けてエアーカーテンの形成と薄鋼板下面の付着物剥除とを同時に行うとともに、剥除物をエアーカーテンにより積載用コンベヤー側へ飛散することを遮りながら外部へ吸引排除することを特徴とする薄鋼板の付着物除去方法が記載されている。

特開平８－２６９５７６号公報 特開平８－７３０９６号公報

鋼材の一つである線材の表面に、従来、疵が形成される場合があった。

本発明は、より疵が少ない線材を得ることができる、線材の製造方法、線材の加熱装置およびその加熱装置が含むマニプレーターを提供することを目的とする。

本発明は以下の（１）～（５）である。
（１）加熱対象物であるコイル状の線材をマニプレーターが備える支持部の上に載せて運び、加熱炉の炉内の台座の上へ載置し、前記加熱対象物を前記加熱炉の炉内にて加熱し、その後、前記台座の上に載置されている加熱後の前記加熱対象物を前記支持部の上に載せて前記加熱炉の炉内から炉外へ排出する操作を含む線材の製造方法であって、
前記支持部を用いて前記加熱対象物を前記台座の上へ載置するときに、
および／または、
前記支持部を用いて前記台座の上に載置されている加熱後の前記加熱対象物を前記加熱炉の炉内から炉外へ排出するときに、
前記支持部が有する気体吹出機構を作動させることで、前記支持部から前記台座の上面へ向けて気体を噴き出し、前記台座の上面の不要物を除去する工程を備える、線材の製造方法。
（２）前記加熱炉の炉内の前記台座は、
炉床上に配置された耐火物からなる床部と、
前記床部の上に固定された耐熱合金からなる敷板と、
を含み、
前記敷板の上面に前記加熱対象物が載置される、上記（１）に記載の線材の製造方法。
（３）加熱対象物であるコイル状の線材を運び、前記加熱対象物を加熱炉の炉内の台座の上へ載置する、および／または、加熱後の前記加熱対象物を前記加熱炉の炉内から炉外へ排出するマニプレーターであって、
前記加熱炉の装入口に向けて設置されたレール上を移動して、前記装入口へ近づく、または前記装入口から離れることができる本体部と、
前記本体部に設けられ、上下方向に移動可能な昇降部と、
前記昇降部に前記昇降部から前記装入口へ向けて延びるように設けられ、前記加熱対象物を載せる支持部と、
を有し、前記加熱対象物を前記支持部の上に載せて運び、前記加熱対象物を前記加熱炉の炉内の台座の上へ載置し、また、前記台座の上に載置されている加熱後の前記加熱対象物を前記支持部の上に載せて前記加熱炉の炉内から炉外へ排出することができ、
さらに前記支持部が気体吹出機構を有し、
前記支持部を用いて前記加熱対象物を前記台座の上へ載置するときに、
および／または、
前記支持部を用いて前記台座の上に載置されている加熱後の前記加熱対象物を前記加熱炉の炉内から炉外へ排出するときに、
前記気体吹出機構を作動させることで、前記支持部から前記台座の上面へ向けて気体が噴き出し、前記台座の上面の不要物を除去することができる、マニプレーター。
（４）加熱対象物であるコイル状の線材を炉内における台座の上に載置した状態で加熱する加熱炉と、
上記（３）に記載のマニプレーターと、
を備える加熱装置。
（５）前記加熱炉の炉内の前記台座は、
炉床上に配置された耐火物からなる床部と、
前記床部の上に固定された耐熱合金からなる敷板と、
を含み、
前記敷板の上面に前記加熱対象物が載置される、上記（４）に記載の加熱装置。

本発明によれば、より疵が少ない線材を得ることができる、線材の製造方法、線材の加熱装置およびその加熱装置が含むマニプレーターを提供することができる。

本発明の加熱装置１の概略側面図である。 本発明の加熱装置１の概略上面図である。 台座の概略斜視図である。

本発明について説明する。
本発明は、加熱対象物であるコイル状の線材をマニプレーターが備える支持部の上に載せて運び、加熱炉の炉内の台座の上へ載置し、前記加熱対象物を前記加熱炉の炉内にて加熱し、その後、前記台座の上に載置されている加熱後の前記加熱対象物を前記支持部の上に載せて前記加熱炉の炉内から炉外へ排出する操作を含む線材の製造方法であって、前記支持部を用いて前記加熱対象物を前記台座の上へ載置するときに、および／または、前記支持部を用いて前記台座の上に載置されている加熱後の前記加熱対象物を前記加熱炉の炉内から炉外へ排出するときに、前記支持部が有する気体吹出機構を作動させることで、前記支持部から前記台座の上面へ向けて気体を噴き出し、前記台座の上面の不要物を除去する工程を備える、線材の製造方法である。
このような製造方法を、以下では「本発明の製造方法」ともいう。

また、本発明は、加熱対象物であるコイル状の線材を運び、前記加熱対象物を加熱炉の炉内の台座の上へ載置する、および／または、加熱後の前記加熱対象物を前記加熱炉の炉内から炉外へ排出するマニプレーターであって、前記加熱炉の装入口に向けて設置されたレール上を移動して、前記装入口へ近づく、または前記装入口から離れることができる本体部と、前記本体部に設けられ、上下方向に移動可能な昇降部と、前記昇降部に前記昇降部から前記装入口へ向けて延びるように設けられ、前記加熱対象物を載せる支持部と、を有し、前記加熱対象物を前記支持部の上に載せて運び、前記加熱炉の炉内の台座の上へ載置し、また、前記台座の上に載置されている加熱後の前記加熱対象物を前記支持部の上に載せて前記加熱炉の炉内から炉外へ排出することができ、さらに前記支持部が気体吹出機構を有し、前記支持部を用いて前記加熱対象物を前記台座の上へ載置するときに、および／または、前記支持部を用いて前記台座の上に載置されている加熱後の前記加熱対象物を前記加熱炉の炉内から炉外へ排出するときに、前記気体吹出機構を作動させることで、前記支持部から前記台座の上面へ向けて気体が噴き出し、前記台座の上面の不要物を除去することができる、マニプレーターである。
このようなマニプレーターを、以下では「本発明のマニプレーター」ともいう。

また、本発明は、加熱対象物であるコイル状の線材を炉内における台座の上に載置した状態で加熱する加熱炉と、本発明のマニプレーターと、を備える加熱装置である。
このような加熱装置を、以下では「本発明の加熱装置」ともいう。

以下において単に「本発明」と記した場合、本発明の製造方法、本発明のマニプレーターおよび本発明の加熱装置のいずれをも意味しているものとする。

本発明の加熱装置について、図を用いて説明する。
また、本発明のマニプレーターは本発明の加熱装置の一部であるため、本発明のマニプレーターについても合わせて説明する。
また、本発明の製造方法は、本発明の加熱装置を用いて実施することが好ましい。
なお、以下に示す図は、いずれも本発明の加熱装置および本発明のマニプレーターの好適例を示しており、本発明の加熱装置および本発明のマニプレーターは、以下の図に示す態様に限定されない。

図１は本発明の加熱装置１の概略側面図であり、図２は本発明の加熱装置１の概略上面図である。
図に示すように本発明の加熱装置１は、加熱炉２と、マニプレーター４とを含む。

加熱炉２について説明する。
加熱炉２は、炉内における台座３の上に載置された加熱対象物Ｗを加熱する加熱炉である。
ここで加熱対象物Ｗはコイル状に巻かれた線材である。例えばその重さが１～２ｔ程度のものであってよい。
コイル状の線材は、通常、結束フープで結束されている。そして、これを加熱すると結束フープが切れ、加熱炉の下部、具体的には台座３の上に落ちる場合があり、さらに台座３の上にそれらが堆積する場合もある。
後述するように、本発明では、支持部が有する気体吹出機構を作動させることで、支持部から台座の上面へ向けて気体を噴き出すことができる。したがって切れた結束フープが台座３の上に存在していても、これを台座の上から除去することができる。

加熱炉２は台座３を除き、線材の製造過程において鋼材の組織を均一化することを目的とした固溶化熱処理を行うときに用いる従来公知の加熱炉と同様のものであってよい。後述するようにマニプレーター４を用いて加熱対象物Ｗを装入口２１から炉内へ入れ、台座３の上に載置し、その後、炉の蓋２３を閉じて加熱対象物Ｗを加熱する。加熱温度は特に限定されてないが、例えば１１００℃程度であってよい。

台座３について、図１および図２に加えて、図３を用いて説明する。
台座３は加熱対象部Ｗをその上に置くことができる大きさ、形状、強度等を備えるものである。例えば図２および図３に示すように、上から見た場合に概ね八角形の形状のものであってよい。また、マニプレーター４が有する支持部を用いて加熱対象物Ｗを台座３の上に置くときに支持部がぶつからないように、台座３に隙間３５が形成されていることが必要である。隙間３５の数、形状、大きさ、深さ等はマニプレーター４が有する支持部の数や形状等によって変わる。図１～図３に示す態様の場合、マニプレーター４が有する支持部は棒状であり、その数は２本であるため、図３に示すように、台座３は２本の支持部を用いて加熱対象物Ｗを台座３の上に置いたときに支持部がぶつからないように、２つの隙間３５を有する。

図３に示す態様の場合、台座３は、炉床上に形成された床部３３と、その床部３３の上に固定された敷板３１とからなる。

床部３３は耐火物からなる。耐火物は、従来、鋼材を加熱する加熱炉の炉内内壁を形成する際に用いられる材料と同様であってよい。例えばアルミナセメントを配合したキャスタブル耐火物などが挙げられる。

敷板３１は耐熱合金からなる板状のものであり、床部３３の上に固定される。
耐熱合金としては、例えばＮｉ≧７２質量％、Ｃｒ１４～１７質量％、Ｆｅ６～１０質量％、Ｃｕ≦５質量％である合金や、Ｎｉ≧５８質量％、Ｃｒ２０～２３質量％、Ｍｏ８～１０質量％、Ｃｏ≦１質量％、Ｆｅ≦５質量％である合金（Ａｌ、Ｔｉ少量含む）などが挙げられる。このような耐熱合金としてDSaloy（登録商標）600、DSaloy（登録商標）625が挙げられる。

このような台座３（敷板３１）の上に加熱対象物Ｗが載置され、その状態で加熱される。
このような台座３を用いると、加熱対象物Ｗが例えば２ｔ程度にまで重いものであっても台座３が損傷しにくい。仮に台座３が損傷しやすいと、損傷によって発生した台座３の破片等によって加熱対象物Ｗに疵が形成され得る。しかし、本発明における台座３は、敷板３１があるので損傷しにくいため、上記破片等が生じ難く、その結果として加熱対象物Ｗに疵が形成され難い。
これに加え、後述するように、本発明では支持部が有する気体吹出機構を作動させて、支持部から台座の上面へ向けて気体を噴き出す。これによって、台座の上面に上記破片等が存在していても、台座の上からこれを除去することができる。台座が上記のような耐熱合金からなる敷板３１を備えると、気体吹出機構から気体を噴き出した場合に、台座（敷板３１）の上から上記破片等を容易に除去することができる。
さらに、前述のようにコイル状の線材を結束していた結束フープが切れて台座の上に存在することになったり、線材の酸化によってスケールが発生し、これが台座の上に存在することになったりする場合がある。このような場合であっても、本発明では台座３が上記のような耐熱合金からなる敷板３１を備えるので、気体吹出機構から台座（敷板３１）の上へ噴き出された気体によって、上記破片等やスケールを容易に除去することができる。
また、敷板３１自体は酸化し難いので、酸化物が加熱対象物Ｗに疵を形成することが生じ難い。

マニプレーター４について説明する。
マニプレーター４は加熱対象物Ｗを運び、加熱対象物Ｗを加熱炉２の炉内の台座３の上へ載置したり、加熱後の加熱対象物Ｗを加熱炉２の炉内から炉外へ排出したりする役割を果たす。
マニプレーター４は、本体部４１と、昇降部４３と、支持部４５と、を有する。

本体部４１は、加熱炉２の装入口２１に向けて設置されたレール５０上を移動して、装入口２１へ近づいたり、装入口２１から離れたりすることができる。
具体的には、図１および図２に示す態様の場合、加熱炉２へ向けて互いに平行に伸びるレール５０が敷かれている。そして、本体部４１がその下端に備える車輪４１５がレール５０に載っていて、図示しない本体部移動用動力（例えば油圧モータ）を用いて、本体部４１をレール５０上にて移動させることができる。

昇降部４３は、本体部４１に設けられていて、図示しない昇降部移動手段（例えば油圧シリンダのシリンダ軸に動滑車が取り付けられ、この動滑車に掛けられたチェーンにより昇降部４３が吊るされていて昇降可能に構成されている装置）によって、上下方向に移動することができる。
ここで上下方向は鉛直方向でなくてよい。例えば鉛直方向に対して斜め方向であってよい。つまり、昇降部４３は移動前に対して上方向および下方向へ移動することができるものであればよい。
昇降部４３は本体部４１に設けられているので、本体部４１がレール５０上を移動すれば、同時に昇降部４３も、加熱炉２の装入口２１へ近づいたり、装入口２１から離れたりするように移動する。

支持部４５は、昇降部４３に設けられている。また、支持部４５は昇降部４３から装入口２１へ向けて延びるように設けられている。図１および図２に示す態様の場合、支持部４５は２本の棒状のものであり、それらの長手方向がほぼ水平となるように配置されている。支持部４５は例えばＨ型鋼からなる棒状のものであってよい。
そして、支持部４５の上に加熱対象物Ｗを載せる。
支持部４５は昇降部４３に設けられているので、昇降部４３が上下方向に移動すれば、支持部４５も合わせて上下方向に移動する。また、支持部４５が設けられた昇降部４３は本体部４１に設けられているので、本体部４１がレール５０上を移動すれば、同時に支持部４５も、加熱炉２の装入口２１へ近づいたり、装入口２１から離れたりするように移動する。

マニプレーター４が有する本体部４１、昇降部４３および支持部４５が上記のように動くため、加熱対象物Ｗを支持部４５の上に載せて運び、加熱対象物Ｗを加熱炉２の炉内の台座３の上へ載置することができ、また、台座３の上に載置されている加熱後の加熱対象物Ｗを支持部４５の上に載せて加熱炉２の炉内から炉外へ排出することができる。

支持部４５は、さらに気体吹出機構を有する。図１および図２には、気体吹出機構を作動させることで気体が噴き出す噴出口４５５を示した。
上記のように本体部４１、昇降部４３および支持部４５が動くことによって、支持部４５を用いて加熱対象物Ｗを台座３の上へ載置するときや、支持部４５を用いて台座３の上に載置されている加熱後の加熱対象物Ｗを加熱炉の炉内から炉外へ排出するときに、気体吹出機構を作動させることで、支持部４５が有する噴出口４５５から台座３の上面へ向けて気体を噴き出し、台座３の上面の不要物を除去することができる。

気体吹出機構は、支持部４５の表面に形成された噴出口４５５から台座３（敷板３１）の上へ向けて気体を噴き出すことができる態様のものであれば特に限定されない。
気体吹出機構として、例えば、配管の一方の端部が圧縮空気を形成して排出する機器につながり、配管の他方の端部は支持部４５における装入口２１側に配置されていて、その機器を作動させることで、配管の他方の先端（噴出口４５５）から台座３（敷板３１）の上へ向けて圧縮空気が噴き出すように構成された装置が挙げられる。ここで配管は金属等を含む耐熱材料からなることが好ましい。
この例の場合、気体吹出機構が備える配管は支持部４５の表面に取り付けられていてよいが、気体吹出機構の一部、例えば上記の配管は支持部４５に内蔵されていてもよい。
支持部４５がこのような気体吹出機構を有すると、支持部４５を用いて加熱対象物Ｗを台座３の上へ載置するときや、支持部４５を用いて台座３の上に載置されている加熱後の加熱対象物Ｗを加熱炉２の炉内から炉外へ排出するときに、気体吹出機構を作動させることで、支持部４５から台座３の上面（敷板３１の上）へ向けて気体を噴き出し、台座３の上面の不要物を除去することができる。

図１および図２に示す態様では、加熱炉２におけるマニプレーター４が存在する側であって、２本のレール５０の間に水槽６０が設けられている。また、この態様の場合、レール５０の下端よりも下に、水槽６０の上部の開口が位置している。
加熱後の加熱対象部Ｗを支持部４５の上に載せ、炉内から炉外へ移動させ、さらに水槽６０内へ移動させることができる。また、図示しない台座が水槽６０内に設置されており、支持部４５を移動させることによって、その水槽６０内の台座の上に、加熱後の加熱対象物Ｗを置くことができる。

本発明の加熱装置の動作について例を挙げて説明する。
初めに、加熱対象物Ｗをマニプレーター４が備える支持部４５の上に載せる。そして、昇降部移動手段によって昇降部４３を上へ移動させることで、加熱対象物Ｗを載せた支持部４５を上方へ移動させる。
次に、本体部移動用動力を用いて、レール５０上において本体部４１を加熱炉２の装入口２１へ近づけるように移動させ、加熱対象物Ｗが台座３の上方に位置するように、支持部４５を加熱炉２の炉内へ入れる。この際、支持部４５が有する気体吹出機構を作動させる。そうすると、支持部４５の表面に位置する噴出口４５５から台座３（敷板３１）の上面へ向けて気体を噴き出し、台座３の上面の不要物を除去することができる。
そして、昇降部移動手段によって昇降部４３を下へ移動させることで支持部４５も下へ移動させ、加熱対象物Ｗを台座３（敷板３１）の上に載置する。
次に、本体部移動用動力を用いて、レール５０上において本体部４１を加熱炉２の装入口２１から離れる方向へ移動させて支持部４５を概ね水平方向に引き抜き、炉外へ移動させる。
その後、炉の蓋２３を閉めて、加熱対象物Ｗを加熱する。

加熱対象物Ｗを加熱した後は、昇降部４３を下へ移動させることで支持部４５を下方に位置させる。そして、本体部移動用動力を用いて、レール５０上において本体部４１を加熱炉２の装入口２１へ近づけるように移動させ、炉の蓋２３を開けた後、支持部４５が台座３の隙間３５に挿入されるように、支持部４５を加熱炉２の炉内へ入れる。
次に、昇降部移動手段によって昇降部４３を上へ移動させることで支持部４５も上へ移動させ、加熱対象物Ｗを支持部４５の上に載せる。
次に、本体部移動用動力を用いて、レール５０上において本体部４１を加熱炉２の装入口２１から離れる方向へ移動させることで、支持部４５を概ね水平方向に引き抜き、加熱対象物Ｗを加熱炉２の炉外へ移動させる。この際、支持部４５が有する気体吹出機構を作動させる。そうすると、支持部４５の表面に位置する噴出口４５５から台座３（敷板３１）の上面へ向けて気体が噴き出し、台座３の上面の不要物を除去することができる。

加熱対象物Ｗを加熱炉２の炉外へ移動させた後、水槽６０内へ移動させることもできる。
加熱対象物Ｗを支持部４５に載せた状態で、加熱対象物Ｗが水槽６０の直上へ位置するように、レール５０上において本体部４１を移動させる。
次に、昇降部移動手段によって昇降部４３を下へ移動させることで支持部４５も下へ移動させ、加熱対象物Ｗを水槽６０内へ移動させる。そして、図示しない水槽６０内の台座の上に加熱対象物Ｗを置くことができる。
加熱対象物Ｗを水槽６０内に置き、昇降部４３を水槽６０の外へ引き上げた後、支持部４５が有する気体吹出機構を作動させることが好ましい。水槽６０内にて噴出口４５５から気体吹出機構の中へ（例えば配管内へ）水が入る場合があるが、その水を吐き出すことができる。

１ 加熱装置
２ 加熱炉
３ 台座
４ マニプレーター
２１ 装入口
２４ 炉の蓋
３１ 敷板
３３ 床部
３５ 隙間
４１ 本体部
４３ 昇降部
４５ 支持部
５０ レール
６０ 水槽
４１５ 車輪
４５５ 噴出口
Ｗ 加熱対象物

Claims (5)

1. 加熱対象物であるコイル状の線材をマニプレーターが備える支持部の上に載せて運び、加熱炉の炉内の台座の上へ載置し、前記加熱対象物を前記加熱炉の炉内にて加熱し、その後、前記台座の上に載置されている加熱後の前記加熱対象物を前記支持部の上に載せて前記加熱炉の炉内から炉外へ排出する操作を含む線材の製造方法であって、
   前記支持部を用いて前記加熱対象物を前記台座の上へ載置するときに、
   および／または、
   前記支持部を用いて前記台座の上に載置されている加熱後の前記加熱対象物を前記加熱炉の炉内から炉外へ排出するときに、
   前記支持部が有する気体吹出機構を作動させることで、前記支持部から前記台座の上面へ向けて気体を噴き出し、前記台座の上面の不要物を除去する工程を備える、線材の製造方法。
2. 前記加熱炉の炉内の前記台座は、
   炉床上に配置された耐火物からなる床部と、
   前記床部の上に固定された耐熱合金からなる敷板と、
   を含み、
   前記敷板の上面に前記加熱対象物が載置される、請求項１に記載の線材の製造方法。
3. 加熱対象物であるコイル状の線材を運び、前記加熱対象物を加熱炉の炉内の台座の上へ載置する、および／または、加熱後の前記加熱対象物を前記加熱炉の炉内から炉外へ排出するマニプレーターであって、
   前記加熱炉の装入口に向けて設置されたレール上を移動して、前記装入口へ近づく、または前記装入口から離れることができる本体部と、
   前記本体部に設けられ、上下方向に移動可能な昇降部と、
   前記昇降部に前記昇降部から前記装入口へ向けて延びるように設けられ、前記加熱対象物を載せる支持部と、
   を有し、前記加熱対象物を前記支持部の上に載せて運び、前記加熱対象物を前記加熱炉の炉内の台座の上へ載置し、また、前記台座の上に載置されている加熱後の前記加熱対象物を前記支持部の上に載せて前記加熱炉の炉内から炉外へ排出することができ、
   さらに前記支持部が気体吹出機構を有し、
   前記支持部を用いて前記加熱対象物を前記台座の上へ載置するときに、
   および／または、
   前記支持部を用いて前記台座の上に載置されている加熱後の前記加熱対象物を前記加熱炉の炉内から炉外へ排出するときに、
   前記気体吹出機構を作動させることで、前記支持部から前記台座の上面へ向けて気体が噴き出し、前記台座の上面の不要物を除去することができる、マニプレーター。
4. 加熱対象物であるコイル状の線材を炉内における台座の上に載置した状態で加熱する加熱炉と、
   請求項３に記載のマニプレーターと、
   を備える加熱装置。
5. 前記加熱炉の炉内の前記台座は、
   炉床上に配置された耐火物からなる床部と、
   前記床部の上に固定された耐熱合金からなる敷板と、
   を含み、
   前記敷板の上面に前記加熱対象物が載置される、請求項４に記載の加熱装置。

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