JP3799085B2 - 鋼片を再加熱、保持、および集積するための炉 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は鋼片を再加熱、保持、および集積するための炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シート、ストリップ、ビーム、棒材等を形成するため、熱間圧延ミルにおいて処理される平形製品及び長形製品等の鋼片（本発明では、単に鋼片と称する）は、液体鋼から作られる場合が多くなっており、取鍋内の液体鋼は型に連続鋳造され、その後ロール牽引される。ロール牽引により液体金属から固体形状に進むに充分な程度に冷却され、鋼片の抜取りが可能となる。
このように連続鋳造直後に得られた鋼片は一般に１０００℃以上の温度である。高温の鋼片であるために、それを直ちに圧延することは、倉庫に保管されていた材料を圧延のために１２５０℃にまで再加熱する従来のプロセスと比べてかなりエネルギーの節約になる。
【０００３】
スチールワークと熱間圧延ミルから構成される多くの工場では、冷却及び保持領域を系統的に通過させないで、鋼片の連続鋳造と熱間圧延が行われている。しかしながら、この方法は３つの主要な技術的経済的な困難を抱えている。すなわち、
- 第１は、鋼片の角及び側面が特に冷却されるために、連続鋳造を出た鋼片は温度均質性が欠如している、そのため圧延の前に鋼片の再加熱と温度均質化が必要である。
- 第２は、更に限定的ではあるが、圧延ミルのロール交換、または様々な圧延ミルの設定条件に修正を加えるために行われる、製造途中でのプログラムされた、また特にプログラムされていない圧延ミルの停止が挙げられる。これらの停止中は、必然的に取鍋中の液体鋼は直ちに圧延できない鋼片として鋳造しなければならない。従って、数分から時には１時間以上の間、それらを熱いまま保持することが必要になる。
- 最後に、第３の困難は、経済的な性質のもので、連続鋳造装置が予測できない保守と製造上の困難に遭遇し、圧延ミルの停止期間と必ずしも一致しない非常に長い停止期間を余儀なくされることである。このような場合、工場の収益性を改善するために、圧延ミルには、鋳造から直接来ない冷えた鋼片を供給しなければならず、従って鋼片を周囲温度から再加熱しなければならない。
【０００４】
多くの公知装置の課題は、鋳造温度での保持もしくは鋳造されて来る鋼片の再加熱または均質化のいずれにも使用できるようにすることである。特に、ＥＰ ０，３７０，９１６ Ｂ１に記載の発明は、再加熱、保持および集積炉を開示しており、それは支持部材と輸送部材の２つのセットを有し、その両方共垂直方向に移動でき、鋼片のチャージ（供給）及びディスチャージ（排出）を可能にするローラーによって基準とするレベル面、もしくは上または下のレベル面に配置することができ、そして支持部材と輸送部材の各々を組み合わせることによって、支持部材の各セット上にある鋼片を１ステップ移動させたり、させないようにするものである。
【０００５】
前記特許に記載された炉では、チャージからディスチャージへ向けての鋼片の移動は、支持部材の第１のセットにより画定される第１のゾーンに鋼片をチャージするために、あるいは圧延ミルに供給するために可及的速やかにこの第１のゾーンを通過させるか、圧延ミルが停止の場合には、連続鋳造されて来る鋼片のできれば保持に利用できるスペースを作るために、制御される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この先行技術の欠点は、移送速度がサイクル時間に等しくない又はそれ以下であり、かつ輸送部材の行程に等しくないという、移送速度の制限にある。これらの輸送部材は、支持部材から鋼片を受け取る第１の持上げ段階（ステップ）、水平に輸送する第２段階、更に後方の初期状態へと戻る第４のステップ前の、第２段階で１ステップ移動分に相当する距離だけ進んだ鋼片を輸送部材から支持部材上に転置する第３段階を含む全部で４０秒またはそれ以上のオーダーの矩形サイクル運動を行う。段階１、３及び４の間、鋼片は動かない。従って、サイクルの４分の１だけが炉内の鋼片の進行に関係している。
そして、輸送部材の水平面におけるステップ移動すなわち移行は、メカニズムの垂直及び水平運動の必要な組合せから、一般的に０．６ｍ以下に制限されている。
【０００７】
この制限は、炉の製造能力に関して、また圧延ミルの停止が予想以上に、もしくは通常以上に長くなる場合に、チャージのために鋳造されて来る鋼片を保管するのに充分なスペースを確保する上で、重大なハンディキャップになり得る。更に、保持ゾーンを通る鋼片の移送速度が遅いことは、チャージ鋼片が実際に冷たい場合は利点になるが、鋼片が連続鋳造されて直接来る場合は欠点になる。なぜなら、鋼片が再加熱ゾーンに入る前の冷却を防止するため、このゾーンを高温に保持する必要があるからである。この高温の保持はエネルギー的観点から、そして環境上の観点からも不利な条件である。なぜなら、通常の操作では、連続鋳造されて来る鋼片は可及的速やかに再加熱ゾーンもしくは均質化ゾーンに到達しなければならず、そのため保持ゾーンが空になるからである。
【０００８】
本発明は、鋼片の移送速度の問題と、保持ゾーンを高温に保持する問題を、同時に満足できる解決策を提供することを意図している。冷えた鋼片を再加熱する可能性に加えて、チャージ時の温度に応じて鋼片の滞留時間を移送中に修正することを可能とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の炉は、チャージゾーンとディスチャージゾーンを鋼片の移動方向に接続するように配置された部材上の移動通路に沿って移動する鋼片を再加熱、保持、および集積するための炉において、
炉が、
再加熱ゾーンへと続く保持ゾーンに存在する支持部材と、
該支持部材から垂直方向に所定の距離を置いて設置された輸送部材とを有し、
該輸送部材は、該支持部材に対して上昇運動と水平移行運動を行い、これによって鋼片を順次移動させ、
その内の少なくとも１セットの支持部材は、炉床から独立していて、輸送部材の完全な矩形サイクル運動の復帰行程中に行われる互い違いの水平移行運動を行い、鋼片が支持部材と輸送部材のステップ長の合計に等しい距離を前進することができることを特徴とする鋼片を再加熱、保持、および集積するための炉。
鋼片の移動速度が、支持部材と輸送部材の水平移行がない場合のゼロ速度と、支持部材と輸送部材の各セットの速度の組合せに対応する最大速度との間で、炉の使用状態とチャージ状態を考慮して調整することが可能であるものであることが好ましい。
【００１０】
本発明の他の特徴及び利点は、添付図面を参照する本発明の実施例の説明から明らかであるが、この実施例は何等本発明を制限するものではない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
【実施例】
本発明の好ましい実施例では、炉は２つまたはそれ以上の再加熱、保持、および集積ゾーンを含む。
この非制限的な実施態様では、炉は通常の操作では圧延ミル停止の場合に鋳造品を受け取れるようにスペースを残さなければならない保持ゾーンと呼ばれるゾーンと、再加熱ゾーン、そしてディスチャージ前の均質化ゾーンを有する。再加熱及び均質化ゾーンは、可動部材と呼ばれる輸送部材、固定部材と呼ばれる支持部材を有する通常の再加熱炉と同様に設計され、先行技術に関して説明した４段階サイクルにより、一般に０．９ｍ／分から０．３ｍ／分乃至それ以下にわたって変化する速度で、可動部材が鋼片を再加熱ゾーンの入口からディスチャージ点まで１サイクル毎に１ステップづつ輸送する。
保持ゾーンは、再加熱ゾーン及び均質化ゾーンにあるような構造物４に固定された輸送部材２、及び１または２セットの支持部材１を有し、それらの支持部材は通常の炉とは対照的に、あるいは前述の特許に関して説明したように、炉の炉床には固定されていない。
【００１２】
本発明の主題を形成する炉は、複数の支持部材１から成る構造物５を有し、該構造物は炉の炉床３から独立しており、前方もしくは後方への水平移行運動ができる。これらの支持部材１のセットは水平移行のみであり、炉の供給要求に応じて１ｍまたはそれ以上移動でき、この水平移動は、輸送部材２の第４段階の復帰行程において鋼片のチャージと共に行われる。それによって、構造物５に連結された支持部材１のステップ移動により鋼片は、例えば１ｍ移動され、このステップ移動には構造物４に連結された輸送部材２の第２段階によって行われるステップ移動長０．６ｍが加えられる。
【００１３】
この輸送部材の１サイクルを通しての運動の組合せから下記の全移動長（ステップ移動長及び時間値は指示によって与えられる）が得られる。
０．６ｍ(輸送部材２のステップ移動長）＋１ｍ（支持部材１のステップ移動長）＝１．６ｍ、つまり、４０秒の通常のサイクル時間中に、輸送部材２と支持部材１の通常の組合せで得られるよりも２．６６倍長いステップ移動長が得られる。
【００１４】
保持ゾーンを通る輸送速度は、本実施例では、少なくとも通常の２．６６倍され、同じ比率で滞留時間を減少させる。この条件下では、通常の製造中に保持ゾーンを高温に保持する必要がなくなり、その温度は、再加熱・均質化ゾーンから出て、炉から燃焼生成物を取り除くための煙突に導かれる煙道ガスによって保持されるだけでよい。
【００１５】
本発明の主題を形成する炉の操作を説明するため、サイクルの様々な段階を下記に示す。
図１において、鋼片Ｐは再加熱炉に見られる通常の手段により、炉の入口で支持部材１のセット上に載せられるが、それは次の再加熱ゾーンの固定支持部材６に対して後方位置である。支持部材１のセットは全ステップＡ（本例では１ｍ）だけ前方に移動する一方、輸送部材２は鋼片Ｐ（チャージ物）の下方にあり、ステップＢの量（本例では０．６ｍ）だけ反対方向に移動する（図２）。
図３では、輸送部材２が垂直上方に移動して、支持部材１のセットから鋼片Ｐを受け取り、これを輸送部材２の上に乗せ、ステップＢ（０．６ｍ）だけ前進する一方、支持部材１のセットは初期位置に戻るためにステップＡ（１ｍ）だけ後方に移動する（図４）。輸送部材２は水平移動端に到達した後、垂直に下方向に移動し、鋼片Ｐを支持部材１の上に乗せる（図５）。従って、鋼片Ｐは輸送部材２の矩形サイクル運動によりステップＡ（図１）とステップＢ（図３）だけ前進する。
【００１６】
このステップＡ＋Ｂを合計した前進は、鋼片Ｐが次の再加熱ゾーン、つまり固定された支持部材６のセットに到達するまで続く。鋼片Ｐが支持部材６のセットの上に乗せられた瞬間から、それは輸送部材７の通常の矩形サイクル運動によって、従って、輸送部材７の１ステップに相当する速度でディスチャージ点に輸送されるが、それは輸送部材２の通常のステップ長（本例では０．６ｍ）に等しい。
【００１７】
保持ゾーンでの鋼片の転置速度が通常の操作において保持ゾーンを空にさせ、圧延ミルが停止した場合、支持部材１のセットは固定位置に留まり、鋼片は輸送部材２によってチャージからディスチャージへ輸送され、各サイクルにおいてステップＢの分だけ前方へ進められる。必要な製造量に応じて、サイクルは、連続鋳造されて来る鋼片のためのチャージスペースを確保するために、矩形サイクル運動を連続させたシーケンス（本例では４０秒毎）を形成するか、もしくはサイクル間に数分の停止時間を有するシーケンスとしてもよく、毎分０．３ｍ乃至それ以下のオーダーの転置速度が得られる。
【００１８】
暖かいまたは冷えた鋼片をチャージする場合、保持ゾーンにおける滞留時間は、再加熱ゾーンに到達する前の鋼片の予熱に使用される。従って、鋼片の移動速度を調整しなければならないが、それはサイクル間の停止時間を増加させることによって、また支持部材１のステップを０ｍから最大ステップＡ（本例では１ｍ）に変化させると共に、輸送部材のステップを０ｍからＢ（本例では０．６ｍ）に変化させることによっても調整することができる。
保持ゾーンにおけるこれらの変形の組合せは、再加熱ゾーンでの鋼片の動きとは別個に、ステップ移動の長さがゼロの場合、つまり、鋼片が留まり、輸送部材２によって規則的に持ち上げられ、支持部材１のセット上の同じ場所に再配置される場合、鋼片が保持ゾーンを通過する際に費やす時間を最低時間から、サイクルの連続と極大ステップ長の組み合わせで、無限に変化させることができる。
【００１９】
本発明は上述の実施例に制限されず、すべての変形を包含することはもちろんである。保持及び再加熱／均質化炉を通して熱間圧延ミルに供給する通常の連続鋳造の場合、水平移行運動により駆動される支持部材の複数セットを１つのゾーンに備えることで充分である。
また、幾つかの鋳造ラインからの供給のため、例えば炉の２つまたは全てのゾーンに、このような支持部材のセットを具備することが考えられる。
更に、鋼片を戻すことが必要になる運転状態を考慮することも可能であり、これは前述の運動の順序を逆にし、低い位置にある輸送部材が前進している間に、鋼片が載っている支持部材を水平復帰運動させることで容易に達成される。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、従来と比べてエネルギーの節約が大きく、保持ゾーンを高温に保持でき、チャージ温度に応じて移送中に鋼片の滞留時間を調整することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による炉の正面断面図であり、鋼片を支持する支持部材のセットの進行段階を説明している。
【図２】 本発明による炉の正面断面図であり、一群の支持部材の下にある輸送部材のセットの動きを説明している。
【図３】 本発明による炉の正面断面図であり、支持部材のセットから輸送部材のセットへの鋼片の移送を説明している。
【図４】 本発明による炉の正面断面図であり、輸送部材のセットの下にある支持部材のセットの動きを説明している。
【図５】 本発明による炉の正面断面図であり、輸送部材のセットから支持部材のセットへの鋼片の移送を説明して支持部材と輸送部材のセットの動きの全サイクルを説明している。
【符号の説明】
１…支持部材
２…輸送部材
３…炉床
４…構造物
５…構造物
６…支持部材
７…輸送部材

Claims (2)

1. チャージゾーンとディスチャージゾーンを鋼片の移動方向に接続するように配置された部材上の移動通路に沿って移動する鋼片を再加熱、保持、および集積するための炉において、
   炉が、
   再加熱ゾーンへと続く保持ゾーンに存在する支持部材と、
   該支持部材から垂直方向に所定の距離を置いて設置された輸送部材とを有し、
   該輸送部材は、該支持部材に対して上昇運動と水平移行運動を行い、これによって鋼片を順次（ step by step ）移動させ、
   その内の少なくとも１セットの支持部材は、炉床から独立していて、輸送部材の完全な矩形サイクル運動の復帰行程中に行われる互い違いの（ alternating ）水平移行運動を行い、鋼片が支持部材と輸送部材のステップ長の合計に等しい距離を前進することができることを特徴とする鋼片を再加熱、保持、および集積するための炉。
2. 鋼片の移動速度が、支持部材と輸送部材の水平移行がない場合のゼロ速度と、支持部材と輸送部材の各セットの速度の組合せに対応する最大速度との間で、炉の使用状態とチャージ状態を考慮して調整される請求項１に記載の鋼片を保持、再加熱、および集積するための炉。

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