JP2624612B2 - 鋼片加熱炉の開口部シール装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エキストラクタ方式あ
るいはチャージャ方式で鋼片を装入・抽出する加熱炉の
開口部シール装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ウォーキングビーム式加熱炉など
の鋼片加熱炉として、図１３に示すように、鋼片１１８
の装入部と抽出部に、鋼片通過用開口部１０３と、この
鋼片通過用開口部１０３の下方に所定間隔ごとに連設し
た複数のエキストラクタ用開口部１０４を有し、矩形移
動するエキストラクタフォーク１０５またはチャージャ
により、鋼片通過用開口部１０３を介して鋼片１１８を
装入あるいは抽出するものが知られている。

【０００３】この鋼片加熱炉では、まず鋼片通過用開口
部１０３とエキストラクタ用開口部１０４を閉鎖してい
る扉１０１を上昇してエキストラクタ用開口部１０４を
開放し〔図１３（ａ），（ｂ）参照〕、エキストラクタ
用開口部１０４を通じてエキストラクタフォーク１０５
を炉内に装入する〔図１３（ｃ），（ｄ）参照〕。次
に、扉１０１を上昇させて鋼片通過用開口部１０３を開
放するとともに、エキストラクタフォーク１０５を上昇
させ、このエキストラクタフォーク１０５で鋼片１１８
を支持する〔図１３（ｄ），（ｅ）参照〕。続いて、エ
キストラクタフォーク１０５を炉外に後退させ、鋼片通
過用開口部１０３を通じて鋼片１１８を抽出する。そし
て、鋼片１１８を完全に炉外に抽出した状態で扉１０１
を下降させ、鋼片通過用開口部１０３とエキストラクタ
用開口部１０４を閉鎖する。最後に、エキストラクタフ
ォーク１０５を下降させ、鋼片１１８を図示しない搬送
テーブルに載置し、これにより１サイクルの鋼片抽出作
業が終了する。なお、鋼片装入作業は上述と逆の動作を
させることになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記鋼
片加熱炉１００では、一つの扉１０１で鋼片通過用開口
部１０３とエキストラクタ用開口部１０４を開閉するよ
うにしているので、鋼片１１８の抽出にあたって扉１０
１を上昇すると必然的にエキストラクタ用開口部１０４
も開放される。つまり、エキストラクタフォーク１０５
が炉外に待機している状態にあってもエキストラクタ用
開口部１０４が開放される。また、エキストラクタフォ
ーク１０５の後退時も、エキストラクタフォーク１０５
と鋼片１１８が完全に開口部１０３，１０４から退避し
なければ、鋼片通過用開口部１０３は勿論、エキストラ
クタ用開口部１０４も閉じることができない。そのた
め、炉内に外気が多量に侵入してＯ_２制御を困難にした
り、輻射熱が外部に多量に漏れたりして、熱損失が大き
くなるという問題点を有していた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するためになされたもので、鋼片通過用開口部とこ
の鋼片通過用開口部の下方に連設した複数のエキストラ
クタ用開口部を有し、エキストラクタフォークの矩形運
動により鋼片通過用開口部から鋼片を装入あるいは抽出
するようにした鋼片加熱炉において、上記鋼片通過用開
口部とエキストラクタ用開口部を開閉する昇降式第１扉
を設けるとともに、上記エキストラクタフォークの進退
運動に連動してエキストラクタ用開口部を開閉する回動
式シール扉を上記第１扉と加熱炉本体との摺動面より炉
内側に配設して、上記シール扉を炉内側に回動可能に配
設し、上記第１扉の外側に第２扉を昇降可能に配設し、
上記第１扉の開状態時に上記エキストラクタ用開口部を
除く領域において、前記鋼片加熱炉が外気を吸い込むの
を防止するための第３扉の一端を、鋼片通過用開口部の
前方ハースライン直下で軸支するとともに、該第３扉の
上面が前記鋼片通過用開口部の下端にほぼ一致するよう
に前記第３扉の他端を上記エキストラクタ用開口部を除
く領域に当接自在に支持したものである。

【０００６】

【０００７】

【作用】鋼片装入作業の場合、上記加熱炉の開口部シー
ル装置では、まず昇降式第１扉が上昇してエキストラク
タ用開口部の前方から退避する。しかし、エキストラク
タ用開口部は回動式シール扉によって閉鎖されている。
次に、鋼片を支持したエキストラクタフォークがエキス
トラクタ用開口部に向かって前進してくると、このエキ
ストラクタフォークの運動に連動して回動式シール扉が
回動し、エキストラクタ用開口部が開放される。また、
昇降式第１扉も上昇して鋼片通過用開口部が開放され
る。続いて、炉内に進入したエキストラクタフォークの
下降により炉内の支持台に鋼片が受け渡されると、昇降
式第１扉が下降して鋼片通過用開口部が閉鎖される。最
後に、エキストラクタフォークが炉外に後退すると、そ
の運動に連動してシール扉が回動し、エキストラクタ用
開口部が閉鎖される。また、昇降式第１扉が下降してエ
キストラクタ用開口部の前面を覆う。

【０００８】鋼片抽出作業の場合、まず昇降式第１扉が
上昇してエキストラクタ用開口部の前方から退避する。
しかし、エキストラクタ用開口部は回動式シール扉によ
って閉鎖されている。次に、エキストラクタフォークが
エキストラクタ用開口部に向かって前進してくると、こ
のエキストラクタフォークの運動に連動して回動式シー
ル扉が回動し、エキストラクタ用開口部が開放される。
続いて、炉内に進入したエキストラクタフォークが鋼片
を支持すべく上昇すると、昇降式第１扉が上昇して鋼片
通過用開口部が開放される。最後に、エキストラクタフ
ォークが炉外に後退すると、その運動に連動して回動式
シール扉が回動し、エキストラクタ用開口部が閉鎖され
る。また、昇降式第１扉も下降して鋼片通過用開口部と
エキストラクタ用開口部を覆う。

【０００９】上記第２扉は、昇降式第１扉が上昇して鋼
片通過用開口部を開放している状態において、鋼片通過
用開口部に下降して幅射熱等の漏れを防止する。

【００１０】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例に
ついて説明する。図１，２は鋼片加熱炉のエキストラク
タ用開口部を含む領域の抽出側断面図、図３，４は鋼片
加熱炉のエキストラクタ用開口部を含まない領域の抽出
側断面図である。これらの図に示す加熱炉１の抽出側の
炉壁２には、鋼片１８の通過する鋼片通過用開口部３
と、この鋼片通過用開口部３の下方に所定間隔ごとに連
設したエキストラクタ用開口部４が形成されており、鋼
片通過用開口部３の下端が鋼片搬送基準レベルＨ．Ｌ
（ハースライン）にほぼ一致させてある。

【００１１】上記開口部３，４を開閉する開口部シール
装置１０において、昇降式第１扉１１は炉壁２の外側に
昇降自在に設けてあり、鋼片通過用開口部３とエキスト
ラクタ用開口部４を開閉するようにしてある。第２扉１
２は昇降式第１扉１１の外側に昇降自在にかつ昇降式第
１扉１１の下方に突出できるように設けてある。回動式
シール扉１３はエキストラクタ用開口部４に配置され、
図５に示すように、下端部が軸１４によって炉内に向か
って回動するように支持されている。また、回動式シー
ル扉１３には水冷ボックス１５が形成されており、冷却
水の供給管を兼用する上記軸１４より冷却水が供給され
ている。

【００１２】エキストラクタ用開口部４を含まない領
域、つまり図５に示すＸ領域では、炉外に第３扉１６が
回動自在に支持され、シリンダ１７によって、昇降式第
１扉１１から退避した待機位置（図３参照）と、上面を
鋼片通過用開口部３の下端にほぼ一致させ、一端側（炉
側）を炉壁２に当接した動作位置（図４参照）とに切り
替えできるようになっている。

【００１３】上記開口部シール装置１０では、図１，３
に示すように、昇降式第１扉１１が閉じているスタート
状態において、回動式シール扉１３はエキストラクタ用
開口部４を閉鎖し、第３扉１６は昇降式第１扉１１の前
方に退避している。

【００１４】炉内の鋼片１８を抽出する場合、まず昇降
式第１扉１１が上昇し、その下端が鋼片通過用開口部３
の下端、つまり鋼片搬送基準レベルＨ．Ｌに到達した時
点で停止する。このとき、回動式シール扉１３はエキス
トラクタ用開口部４を閉鎖している。したがって、この
状態で炉内へ外気が侵入することはない。また、外気が
炉内に侵入することがあっても、その量は極めて僅かで
ある。

【００１５】次に、第３扉１６が矢印ｂ方向に回動し、
図４の動作位置に切り替えられる。また、エキストラク
タフォーク５が炉内に向かって前進し、エキストラクタ
用開口部４を介して炉内に進入する。このとき、回動式
シール扉１３は、エキストラクタフォーク５の運動に連
動し、これと干渉しないように矢印ａ方向に回動してエ
キストラクタフォーク５の進路を開放する（図２参
照）。エキストラクタフォーク５の炉内進入動作が終了
すると、このエキストラクタフォーク５が上昇し、その
上面に鋼片１８を支持する。このとき昇降式第１扉１１
がエキストラクタフォーク５の動きに連動して上昇し、
昇降式第１扉１１とエキストラクタフォーク５の干渉を
防止する。

【００１６】続いて、エキストラクタフォーク５は炉外
に向かって後退し、鋼片通過用開口部３を通じて鋼片１
８を炉外に抽出する。このとき、回動式シール扉１３は
エキストラクタフォーク５の運動に連動しながら、これ
と干渉することなく矢印ａ’方向に回動してエキストラ
クタ用開口部４を閉鎖する。一方、第２扉１２は、昇降
式第１扉１１が鋼片通過用開口部３を開放している状態
で、鋼片１８やエキストラクタフォーク５と干渉しない
レベルまで下降し、第３扉１６と共に、鋼片通過用開口
部３からの外気の炉内侵入、炉内雰囲気の漏れ、および
炉内幅射熱の漏れを防止する。

【００１７】最後に、エキストラクタフォーク５が下降
し、炉外の搬送ステージ６に鋼片１８を載置してスター
ト位置に復帰する。また、第３扉１６が矢印ｂ’方向に
回動して待機位置に移動し、昇降式第１扉１１が下降し
て図１のスタート状態に復帰し、これにより１サイクル
の鋼片抽出作業が終了する。

【００１８】炉内に鋼片１８を装入する場合、回動式シ
ール扉１３はエキストラクタフォーク５の動きに連動
し、これと干渉することなく回動する。また、昇降式第
１扉１１は鋼片１８およびエキストラクタフォーク５の
装入時に上昇して鋼片通過用開口部３を開放し、第２扉
１２と第３扉１６が鋼片通過用開口部３の前方に移動し
て外気の炉内侵入、炉内雰囲気および幅射熱の漏れを防
止する。

【００１９】次に、本発明にかかる開口部シール装置１
０を備えた加熱炉と従来のシール装置（図７参照）を備
えた加熱炉において、扉の開閉に伴って炉内に侵入する
１サイクル当たりの空気量を、図７，１３を参照して比
較する。

【００２０】鋼片抽出サイクルの場合、抽出作業スター
トからエキストラクタフォーク５，１０５がエキストラ
クタ用開口部４，１０４に進入するまでの間〔図７
（ａ）〜（ｃ）、図１３（ａ）〜（ｃ）〕、本発明の開
口部シール装置１０ではエキストラクタ用開口部４が回
動式シール扉１３によってシールされているので、外気
の侵入はほとんどない。これに対して、従来のシール装
置では、フォーク開口部１０４が開放状態に置かれるた
め、極めて多量の外気が炉内に侵入する。

【００２１】エキストラクタフォーク５，１０５がエキ
ストラクタ用開口部４，１０４に進入してから、エキス
トラクタフォーク５，１０５が上昇するまでの間〔図７
（ｃ），（ｄ）、図１３（ｃ），（ｄ）〕、両者の外気
侵入量は等しい。

【００２２】エキストラクタフォーク５，１０５が炉外
に向かって後退する間〔図７（ｄ），（ｅ）、図１３
（ｄ），（ｅ）〕、本発明の開口部シール装置１０では
第２扉１２と第３扉１６によって外気の侵入が阻止され
るとともに、炉内雰囲気や幅射熱の漏れ放出が防止され
る。これに対して、従来のシール装置では、第２扉、第
３扉がなく、その分多くの外気が炉内に侵入し、炉内雰
囲気や幅射熱の漏れも多い。

【００２３】エキストラクタフォーク５，１０５がエキ
ストラクタ用開口部４，１０４から退避してからスター
ト状態に復帰するまで〔図７（ｅ）、図１３（ｅ）〕、
本発明の開口部シール装置１０では、エキストラクタ用
開口部４が回動式シール扉１３によってシールされ、こ
のエキストラクタ用開口部４からの外気の侵入や炉内幅
射熱等の漏れがほぼ完全に防止されるが、従来のシール
装置では扉１０１がエキストラクタ用開口部１０４を完
全に閉鎖するまでの間に多量の外気が炉内に侵入し、炉
内幅射熱等も多量に漏れる。

【００２４】具体的なケースについて炉内侵入空気量を
計算したところ、エキストラクタフォークのサイクルタ
イムが同一（３８．５秒）のケースでは、従来の加熱炉
では炉内侵入空気量は７８２Ｎｍ^３／ｈであったが、本
発明のシール装置を備えた加熱炉では炉内侵入空気量は
２０４Ｎｍ^３／ｈ（従来の加熱炉の２６％）に減少する
という結果が得られた。また、従来の加熱炉におけるエ
キストラクタフォークのサイクルタイムを２９．３秒に
早めても、炉内侵入空気量は６０２Ｎｍ^３／ｈに減少す
るだけで、本発明のシール装置を備えた加熱炉に比べる
と、依然として高い数値であった。

【００２５】なお、以上の説明では、本発明のシール装
置を鋼片抽出開口部に適用した場合について説明した
が、鋼片装入開口部にも同様に適用できることは勿論で
ある。

【００２６】開口部シール装置の他の実施例を図８〜１
２に示す。これらの図に示す開口部シール装置２０にお
いて、回動式シール扉２１はフォーク開口部４の一端側
底部から突出した鉛直軸２３に支持されている。この鉛
直軸２３は二重管構造になっており、回動式シール扉２
１の内部に形成されている水冷ボックス２２に連通さ
れ、図示しない冷却水供給装置から供給された冷却水が
上記鉛直軸２３を介して水冷ボックス２２を循環するよ
うになっている。また、鉛直軸２３は軸受２４，２５に
回転自在に支持されており、炉壁２と平行にかつ水平に
配設された駆動軸２７にアーム２６を介して連結されて
リング機構を形成し、駆動軸２７の矢印ｄ，ｄ’方向の
移動に基づいて回動式シール扉２１が矢印ｃ，ｃ’方向
に開閉するようになっている。なお、エキストラクタ用
開口部４を含まない領域の構成は上記実施例の開口部シ
ール装置１０と同一であり、説明は省略する。

【００２７】上記開口部シール装置２０は、エキストラ
クタフォーク５が炉外に位置している状態では、図８，
１０，１１に示すように、回動式シール扉２１がエキス
トラクタ用開口部４を閉鎖し、このエキストラクタ用開
口部４からの炉内雰囲気や炉内輻射熱の漏れ及び、外気
の炉内侵入を防止している。

【００２８】一方、エキストラクタフォーク５が炉内に
進入する場合、図９，１２に示すように、図示しない駆
動源により駆動軸２７が矢印ｄ方向に移動し、これによ
り回動式シール扉２１はエキストラクタフォーク５の運
動に連動しながら干渉することなく矢印ｃ方向に回動し
てエキストラクタ用開口部４を開放する。また、炉内に
進入したエキストラクタフォーク５が炉外に後退する場
合、駆動軸２７が矢印ｄ’方向に移動し、回動式シール
扉２１はエキストラクタフォーク５の運動と連動しなが
ら干渉することなく矢印ｃ’方向に回動し、エキストラ
クタフォーク５が炉外に後退すると同時にエキストラク
タ用開口部４を閉鎖する。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
かかるシール装置によれば、エキストラクタフォークの
動きに連動してエキストラクタ用開口部が回動式シール
扉によって開閉されるので、昇降式第１扉を開けてもエ
キストラクタ用開口部から自由に外気が炉内に侵入した
り、炉内雰囲気や炉内幅射熱が外部に漏れたりすること
がなく、炉内雰囲気の制御が容易になる。また、第２扉
によって、鋼片通過用開口部からの外気の侵入、炉内雰
囲気および幅射熱の漏れを更に減少させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 鋼片加熱炉の開口部シール装置を示す断面図
である。

【図２】 鋼片の装入・抽出時における回動式シール扉
の動きを示す断面図である。

【図３】 第２扉と第３扉の動きを示す断面図である。

【図４】 第２扉と第３扉の動きを示す断面図である。

【図５】 回動式シール扉の横断面図である。

【図６】 図５のVI−VI線断面図である。

【図７】 昇降式第１扉と回動式シール扉の開閉動作を
説明する図である。

【図８】 開口部シール装置の他の実施例の断面図であ
る。

【図９】 他の実施例に係る開口部シール装置における
回動式シール扉の動きを示す断面図である。

【図１０】 他の実施例に係る開口部シール装置の一部
切断正面図である。

【図１１】 図１０のXI−XI線断面図である。

【図１２】 図１０に示す回動式シール扉の開放状態を
示す断面図である。

【図１３】 従来の加熱炉における扉の開閉動作を説明
する図である。

【符号の説明】

１…加熱炉、３…鋼片通過用開口部、４…エキストラク
タ用開口部、５…エキストラクタフォーク、１０，２０
…開口部シール装置、１１…昇降式第１扉、１２…第２
扉、１３…回動式シール扉、１６…第３扉、１８…鋼
片。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鼻岡 修 大阪府大阪市西区京町堀２丁目４番７号 中外炉工業株式会社内 (72)発明者 竹嶋 力男 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎 製鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 吉田 邦雄 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎 製鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 海老原 正則 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎 製鉄株式会社千葉製鉄所内 (56)参考文献 特開 昭60−169521（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−187366（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−6454（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭61−2665（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼片通過用開口部とこの鋼片通過用開口
   部の下方に連設した複数のエキストラクタ用開口部を有
   し、エキストラクタフォークの矩形運動により鋼片通過
   用開口部から鋼片を装入あるいは抽出するようにした鋼
   片加熱炉において、上記鋼片通過用開口部とエキストラ
   クタ用開口部を開閉する昇降式第１扉を設けるととも
   に、上記エキストラクタフォークの進退運動に連動して
   エキストラクタ用開口部を開閉する回動式シール扉を上
   記第１扉と加熱炉本体との摺動面より炉内側に配設し
   て、上記シール扉を炉内側に回動可能に配設し、上記第
   １扉の外側に第２扉を昇降可能に配設し、上記第１扉の
   開状態時に上記エキストラクタ用開口部を除く領域にお
   いて、前記鋼片加熱炉が外気を吸い込むのを防止するた
   めの第３扉の一端を、鋼片通過用開口部の前方ハースラ
   イン直下で軸支するとともに、該第３扉の上面が前記鋼
   片通過用開口部の下端にほぼ一致するように前記第３扉
   の他端を上記エキストラクタ用開口部を除く領域に当接
   自在に支持したことを特徴とする鋼片加熱炉の開口部シ
   ール装置。