JP4937351B2 - 巻取り炉 - Google Patents

Description

本発明は、巻取り炉、特に、ステッケル圧延機用の巻取り炉であって、熱間圧延されているストリップが、往復して移送中にそれぞれ可逆的に炉内部の炉内マンドレルに巻き取り及び巻き戻しされて、場合によっては、加熱され、巻取り炉の可動式焚口戸には、圧延ストリップを通す及び／又は案内するための送り台が取り付けられており、焚口戸と巻取り炉が別個の構造体であり、焚口戸が、圧延パスフレームにおける巻取り炉の下方に有る部分上に配置されており、焚口戸が、少なくとも二つの互いに開閉可能な部材に分割されており、これら二つの開閉部材が、開閉用軸受を介して連結されるとともに、旋回可能な形に構成されている巻取り炉に関する。

特許文献１により、旋回可能な傾斜台、デスケーリングローラ及び剥脱機を備えたステッケル用巻取り炉が周知であり、その傾斜台は、プレスローラを備えており、そのプレスローラは、傾斜台が旋回して上昇した時にデスケーリングローラと対向して、それと共に、巻き戻し時にストリップ形状の圧延材を巻取用マンドレルから引き出すバンド延伸機を構成しており、剥脱機は、スライド可能な形で軸支されている。

特許文献２は、インゴットからバンド又はストリップに圧延するための可逆式圧延機を開示しており、それは、圧延機の両側に配置された巻取り炉と、高さが調整可能な駆動ロールと、圧延機の両側に配置された調整可能な圧延材用ガイド部材とを備えており、それらを用いて、圧延材を一定の強度となるまで往復して圧延し、巻取り可能となったら、直ちに巻取り炉に巻き取り及び巻き戻ししている。その場合ワークロールの駆動モータ用の始動・反転用切換器が、入側と出側の駆動ロールを作動させるための制御機器の各々とワークロールの方向転換時のガイドレールの切換機器の各々の両方を作動させている。

これら周知の装置では、巻取り部分の周りに環状に配置された所謂ガイド部材によって、巻取り部分の跳ね上がりを防止することを追求している。これらのガイド部材は、一つの位置に固定的に取り付けられていたので、その効果は、一定の巻取り部分の重量でしか発揮されなかった。そのため、それらは、巻取り部分の重量の上限と同時に下限も制限しており、そのことは、当該の設備を用いた柔軟な生産を妨げていた。更に、それらは、巻取り部分からストリップの端を外して、巻取り炉から搬出するための剥脱機を備えていた。炉と圧延機の間に複雑な構造の剥脱機を取り付けなければならないので、その剥脱機は、ストリップに対する視界を大幅に制限していた。

特許文献３には、炉開口部内の加熱された駆動機器を用いて、金属ストリップを殆ど完全に巻取り炉内に巻き取ることが可能であることが記載されている。その駆動機器は、別個の熱源によって加熱するものとされている。この解決策は、技術的に非常に負担のかかることが分かっており、許容されない程冷却されるストリップの長さを最小限とするだけである。その理由は、ストリップを巻取り炉から再び搬出可能であることを確実に保証するためには、ストリップを駆動機器から取り出すことが許されないからである。しかし、それは、動作条件下において、ストリップの端が巻取り炉に決して搬入されないことを意味する。

特許文献４では、駆動機器を三ロール式ベンディング機器及び剥脱機と組み合わせる考えが説明されている。駆動機器を三ロール式ベンディング機器と組み合わせるために、二つのロールが巻取り炉の壁面に組み込まれており、その結果それらの一部は炉の中に有り、一部は炉の外に有る。周囲に巻き取るための第三のロールとして、炉内マンドレルが使用されている。炉内マンドレル上のストリップの束が巻き取り毎に直径を増大させて行くので、炉内マンドレルは、油圧シリンダを用いてガイド部材内をスライドさせることが可能な形で軸支されている。ストリップの端は、炉内の駆動・ベンディング機器で保持されている、詳しくは、巻取り炉の壁面に組み込まれているロールの中の一つとストリップの束の間で保持されている。そのような剥脱機によって、ストリップの端がストリップの束に張り付いている場合でも、ストリップの端を外して、確実に炉から搬出することを保証するものであるとしている。この装置の欠点は、ストリップが巻取り炉に収容されている間に、ストリップが、ストリップ自身よりも明らかに冷たい、巻取り炉の壁面に配置されたロールと接触していることである。その結果ストリップの端が許容されない程冷却されてしまい、前述した文献の場合と同様に、一層負担のかかる機器によって、過冷却されるストリップの長さを最小限としているだけである。更に、ロールが炉壁に組み込まれていることによって、巻取り炉の断熱が劣化して、エネルギー消費量が上昇している。

更に別の巻取り炉は、特許文献５〜７に記載されている。

しかし、ストリップ全体を完全に巻取り炉内に引き入れるのが望ましい場合も有る。そのような場合は、金属ストリップを圧延している間の障害のために、操業を中断しなければならない場合である。別の場合は、所定の金属部材において、所望の冶金的な特性を調整するためには、圧延の中止が必要な場合である。そのような場合には、ストリップ全体を巻き取ることによって、ストリップの端の許容されない程の冷却が防止されるとともに、設備の生産効率が向上される。

今日の通常の巻取り炉では、そのようなことは不可能である。金属ストリップ全体を周知の巻取り炉内に引き入れた場合、炉内マンドレル上に形成された巻取り部分が、金属ストリップの弾性のために跳ね上がってしまう。それによって、ストリップの端は、もはや回転方向の反転によって巻取り炉から搬出することができなくなる。そして、ストリップの端は、相応の器具と相応の防護衣服を用いて、手動で巻取り炉から引き出さなければならない。

特許文献８は、スピンドルが断熱カバー内に配置された水平な巻取り機と、その巻取り機のスピンドルを取り囲む、巻き取る、或いは巻き戻すべきストリップを収容するストリップガイド部材用加圧ローラとを備えた巻取り炉を開示しており、そのストリップガイド部材は、対向する側面から巻取り機のスピンドルに圧力を加えることが可能な二つの円筒形のガイドセグメントを有し、その中の巻き取る向きに対して前置されたガイドセグメントが、巻取り機のスピンドルの下方に旋回可能な形で軸支された、ストリップの搬入及び搬出用のコンベヤブリッジと繋がっている。この巻取り炉は、二つのガイドセグメントが、断熱カバーの外に配置された、ガイドセグメントの押圧方向と直角に延びるとともに、巻取り機のスピンドルと平行な旋回軸を有するスイングアームと固定されていることと、巻き取る向きに対して後置されたガイドセグメントの出口端にストリップ用剥脱機が形成されていることと、別個の旋回駆動部を備えたコンベヤブリッジは、有利には、巻取り機のスピンドルの方を向いたエンドロールがストリップ用加圧ローラとしての役割を果たす圧延パス台から構成されていることとを特徴としている。その特許文献の３頁には、特許文献９により、巻取り炉の巻取り機のスピンドル上にストリップを完全に巻き取ることが周知であると記載されている。しかし、そのようなストリップの完全な巻き取りのためには、巻取り機の回転方向を反転することによって、ストリップの巻き戻しを可能とする特殊なストリップ用剥脱機を配備する必要が有る。

同様の装置は、特許文献１０でも周知である。

これらの巻取り炉の全ての周知の実施形態は、非常に負担がかかり、多くの機械的な部品及び可動部品を巻取り炉内に配備しているということが共通している。

ドイツ特許第７４３０１１号明細書 ドイツ特許公開第６８５９０４号明細書 米国特許第５，６３７，２４９号明細書 欧州特許第０６１９３７７号明細書 ドイツ特許第６９９１９４２３号明細書 ドイツ特許公開第４０１６２５６号明細書 米国特許第５，２６９，１６６号明細書 ドイツ特許公開第３２２４６２１号明細書 ドイツ特許第８１１８３７号明細書 米国特許第２, ６２８, ７９０号明細書 国際特許公開第０３／０４８３９７号明細書

以上のことから、本発明の課題は、周知の機械的な負担のかかる構造を簡略化するとともに、前記の欠点を防止することである。

この課題は、本発明にもとづき、請求項１の上位概念による巻取り炉において、巻取り炉が、炉内部に、ただ一つの炉内ロールを備えていることによって解決される。

請求項１の上位概念は、特許文献１１により周知である。

巻取り炉の更に別の実施形態は、それに関する従属請求項から明らかとなる。

本発明による装置によって、金属ストリップを完全に巻取り炉内に収容することが可能となる。そのために、金属ストリップの端がもはや引っ張られなくなった後の巻取り部分の跳ね上がりは、炉内ロールを巻取り部分上に載せることによって防止している。基本的に、この炉内ロールは、巻取り部分の任意の位置に取り付けることができる。しかし、ストリップの端を良好に制御可能とするためには、それを巻取り部分の上半分の領域で実施することが有利である。この炉内ロールは、炉内マンドレルと同様に巻取り炉内に設置される。この炉内ロールは、炉内マンドレルと同様に、冷却されている軸上に取り付けられた熱い外被を備えている。そのことは、通常の耐熱材料から成るロール外被によって、９５０°Ｃ以上の温度に耐えることができるという利点を有する。そのため、そのような炉内ロールを巻取り部分上に載せることにより、その載せた位置での冷却を省略することができることとなる。それどころか、例えば、６ｍｍ以内の厚さの薄いストリップでは、載せた位置での加熱が行われる。

炉内ロールのピボットは、炉の外の二つの独立したレバーで軸支されている。これらのレバー自体は、炉の構造の外側に取り付けられた架台で軸支されている。炉内ロールを載せて、再び持ち上げることを可能とするために、一方又は両方のレバーには、油圧シリンダ又はその他の形式の駆動部が固定されており、それらの駆動部も、炉の構造で支持されている。

炉内ロールを外側に案内することによる炉の熱損失を最小限とするために、炉内ロールを旋回させるために必要な炉壁内の孔を閉鎖する防護板がレバーに取り付けられている。この孔の大きさは、炉内ロールの旋回範囲によって決まる。防護板の大きさは、炉内ロールの最も高い位置と最も低い位置の両方において、孔が閉鎖されるように選定される。

炉内ロールが巻取り炉内の全ての側面から均一に熱を受けるようにするために、炉内ロールを駆動する。その駆動は、例えば、カルダン軸を介して炉内ロールと連結された電気モータによって行われる。しかし、例えば、炉内ロールに直に取り付けられた流体モータなどのその他の駆動部も考えられる。流体モータには、相応の配管接続部を介して、例えば、水、空気、油などの媒体が供給される。そのような駆動部の利点は、駆動システムのコンパクトな構造と、カルダン軸と比べて重量が軽いことである。

巻取り部分が巻取り炉内に収容されている場合、焚口戸を相応に構成することによって、巻取り炉は完全に閉鎖される。巻取り部分が巻取り炉内に収容されている時間の間、マンドレルを往復回転させることもできる。マンドレルを回転することができる角度範囲は、炉内ロールを載せる地点とストリップの端を巻き取っている度合いとに依存する。マンドレルを往復回転させることによって、炉内ロールも回転し、それが均一に熱せられて、そのため載せた位置が冷却されないことが保証される。

巻取り炉からストリップを確実に搬出するために、巻取り炉を閉鎖するための焚口戸は、カバープレートが焚口戸に配備されて、搬出時にストリップの端が巻取り炉内を容易に通れるように構成されている。

本発明による装置では、剥脱機は不要である。ストリップの端は、巻取り部分の所／上に載っていない、或いは炉内ロールによって、巻取り部分に押し付けられるか、巻き込まれているので、ストリップの端は、巻取り部分に張り付くことはない。

本発明の実施例を模式図にもとづき詳しく説明する。

圧延ストリップを巻き取っている場合の焚口戸を開いた状態の巻取り炉の横断面図 圧延ストリップを完全に巻き取って焚口戸を閉じた状態の巻取り炉の横断面図 焚口戸を開いた状態の巻取り炉と圧延ストリップを搬出するための巻取り炉の横断面図 圧延方向に見たロール軸の第一駆動部の図 圧延方向に見たロール軸の第二駆動部の図

図１には、圧延ストリップ２が炉内部４の炉内マンドレル３上に巻き取られている状態の巻取り炉１の横断面が図示されている。この場合、圧延ストリップ２は、送り台６が上に取り付けられた焚口戸５によって、炉内マンドレル３の方に方向転換されている。焚口戸５は、圧延パスフレーム７と固定されるとともに、開閉部材８と開閉部材９から構成されており、これらの開閉部材は、開閉用軸受１０によって互いに連結されるとともに、旋回可能な形に形成されている。

炉内部４では、圧延ストリップ２は、ロール外被１２とロール軸１３から成る炉内ロール１１によって、炉内マンドレル３に既に巻き取られている巻取り部分上に押し付けられている。この押し付けは、巻取り炉１の外に取り付けられたレバー１４によって行われる。そのために、レバー１４は、例えば、油圧シリンダ１５と継手で結合されている。ロール軸１３は、巻取り炉１の筐体に有る孔１６の中で動かされる。これらの孔は、レバー１４と固定された（図示されていない）熱防護板によって塞がれている。

図２は、焚口戸５が閉鎖された状態の巻取り炉２を図示している。圧延ストリップ２は、完全に炉内部４に有る。炉内マンドレル３は、圧延ストリップの端が常に炉内ロール１１と焚口戸５の間を動くように回転される。

炉内部４から圧延ストリップ２を取り出すために、図３に図示されている通り、圧延ストリップ２が焚口戸５の方向、特に、開閉部材８の方向に動くように、炉内マンドレル３を回転させる。この場合、焚口戸５が、完全に開かれるのではなく、即ち、下方に移動するのではなく、カバープレート１７が、調整部材１８を用いて平面軸受１９の周りを回転させられる。そうすることによって、圧延ストリップ２の誘導部と、圧延ストリップを圧延パス上に送り出すための巻取り炉の開口部とが形成されることとなる。

図４には、圧延方向に見た炉内ロールの駆動部が図示されている。第一の実施形態では、この駆動は、駆動軸を介してロール軸と継手で結合された電気モータを用いて行われる。

第二の実施形態が図５に図示されている。この場合、ロール軸の駆動は、ロール軸と連結された流体モータを用いて行われる。そのような駆動部が直にフランジで連結された実施形態によって、重量の軽いコンパクトな構造が実現されている。

１ 巻取り炉
２ 圧延ストリップ
３ 炉内マンドレル
４ 炉内部
５ 焚口戸
６ 送り台
７ 圧延パスフレーム
８ 開閉部材
９ 開閉部材
１０ 開閉軸受
１１ 炉内ロール
１２ ロール外被
１３ ロール軸
１４ レバー
１５ 油圧シリンダ
１６ 孔
１７ カバープレート
１８ 調整部材
１９ 平面軸受

Claims (8)

1. 巻取り炉（１）であって、熱間圧延されているストリップ（２）が、往復して移送中にそれぞれ可逆的に炉内部（４）の炉内マンドレル（３）に巻き取り及び巻き戻しされるか、或いは巻き取り及び巻き戻しされて加熱され、巻取り炉（１）の可動式焚口戸（５）には、圧延ストリップ（２）を通すか、案内するか、或いは通して案内するための送り台（６）が取り付けられており、焚口戸（５）と巻取り炉（１）が別個の構造体であり、焚口戸（５）が、圧延パスフレーム（７）における巻取り炉（１）の下方に有る部分上に配置されており、焚口戸（５）が、少なくとも二つの互いに開閉可能な部材（８，９）に分割されており、これら二つの開閉部材（８，９）が、開閉用軸受（１０）を介して連結されるとともに、旋回可能な形に構成されている巻取り炉において、
   巻取り炉（１）が、炉内部（４）に、ただ一つの炉内ロール（１１）を備えていることと、
   一方の開閉部材（８）が、その外側端部に平面軸受（１９）を備えており、その平面軸受には、調整部材（１８）を備えたカバープレート（１７）が連結され、そのカバープレート（１７）上に送り台（６）が取り付けられており、調整部材（１８）を用いて、平面軸受（１９）の周りにカバープレート（１７）を回転させることが可能であることと、
   を特徴とする巻取り炉。
2. この巻取り炉（１）がステッケル圧延機用の巻取り炉（１）であることを特徴とする請求項１に記載の巻取り炉（１）。
3. 炉内ロール（１１）が、ロール外被（１２）とロール軸（１３）から成る形態で構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の巻取り炉（１）。
4. ロール外被（１２）が、耐熱材料から構成されていることを特徴とする請求項３に記載の巻取り炉（１）。
5. ロール軸（１３）が、内部冷却機器を備えていることを特徴とする請求項３に記載の巻取り炉（１）。
6. 炉内ロール（１１）が、炉内マンドレル（３）の回転の中心（１４）の上方において、圧延ストリップ（２）上に載る形態で構成されていることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載の巻取り炉（１）。
7. 炉内ロール（１１）が、駆動される形態で構成されていることを特徴とする請求項１から６までのいずれか一つに記載の巻取り炉（１）。
8. 炉内ロール（１１）の駆動部が、電気モータ又は流体モータとして構成されていることを特徴とする請求項７に記載の巻取り炉（１）。

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