JP5003123B2

JP5003123B2 - 鋼管の横送り搬送装置

Info

Publication number: JP5003123B2
Application number: JP2006320644A
Authority: JP
Inventors: 宣男佐藤; 寿雄大西; 博池崎
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2006-11-28
Filing date: 2006-11-28
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2026-11-28
Also published as: JP2008133099A

Description

本発明は、鋼管の横送り搬送装置に関し、詳しくは、鋼管を横方向すなわち管径方向に送る、鋼管の横送り搬送装置に関する。

鋼管の横送り搬送装置には、管を傾斜に沿って転がして送る傾斜付きスキッド式のもの（例えば特許文献１）、Ｖ型受座付きチェーンコンベア式のもの（例えば特許文献２）、爪付きチェーンコンベア式のもの（例えば特許文献３）などがある。
また、鋼管の熱処理炉あるいは冷却床（クーリングベッド）に用いる横送り搬送装置として、レーキ搬送装置がある。これは、図１に示すように、固定レーキ１と可動レーキ２を組み合わせて構成される。固定レーキ１と可動レーキ２とは互いに平行に配列される。この配列方向は図１の紙面奥行き方向である。可動レーキ２の動線は固定レーキ１と干渉しない。

可動レーキ２は、まず図１（ａ）のように下位置から上位置へと上昇し、この上昇途上で固定レーキ１上の管10が可動レーキ２上に乗り移る。次いで、可動レーキ２は図１（ｂ）のように搬送方向に沿って所定の距離前進した後、図１（ｃ）のように下位置へと下降する。この下降途上で管10は固定レーキ１に乗り移る。その後可動レーキ２は図１（ｄ）のように逆搬送方向に後退し、元の位置に戻る。この繰り返しにより、管10は可動レーキ２の１回の前進距離ずつ搬送方向に送られる（すなわち歩進する）。

なお、熱処理中あるいは冷却中は、管周方向の伝熱境界条件均等化の観点から、搬送中に管のレーキとの接触箇所が移り変わっていくのが好ましく、そのため、図１の例では、可動レーキの上昇時および下降時に管が乗り移り先のレーキの傾斜面（搬送方向に進むと下り勾配になる側の傾斜面）に乗り移るように両レーキの長手方向位相差を設定している。これにより、固定レーキと可動レーキの相互間での管の乗り移りのたびごとに、管は乗り移った先のレーキの傾斜面を同じ向きに少し転がってＶ字底に落ち着くので、レーキとの接触箇所が自動的に変更される。なお、図１では説明の便宜上、管10を１本だけ示したが、冷却床では複数の管を異なるＶ字状部に載せて搬送することができる。
特開2006-068758号公報特開2002-273523号公報特開2001-192109号公報

炭素鋼管の製造工程において、焼入れ‐焼戻しの熱処理後の炭素鋼管を空冷する空冷ラインでの搬送手段として、上述のレーキ搬送装置からなる冷却床が使われている。
一方、近年、鋼管の生産計画上、上記冷却床を炭素鋼管だけでなく、１３Ｃｒ鋼管の焼戻し後の空冷にも使用する必要が生じてきた。
１３Ｃｒ鋼管は冶金的制約から焼戻し後に温間矯正を行うため、冷却床出側の管温度を炭素鋼管（炭素鋼管は冷間矯正でよい）よりも数百度高い温度としなければならない。ところが、レーキ搬送装置からなる冷却床では、上述のような送り機構上、搬送速度が例えば０．０４ｍ／ｓ程度以下と小さく制限されている。それゆえ、搬送速度を最速に設定しても、管が冷却床を通過するのに時間がかかりすぎて温度が下がりすぎ、冷却床出側の管温度が所望の温間矯正温度を下回ってしまう。すなわち、従来の技術では、炭素鋼管の焼戻し後の空冷ラインを１３Ｃｒ鋼管に使用することはできなかった。

本発明は、かかる問題を解決し、同じ空冷ラインを低速搬送と高速搬送の両様に切替えて使用できる鋼管の横送り搬送装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成した本発明は、以下のとおりである。
１．鋼管を低速で搬送する冷却床と、該冷却床の稼動域内に配設され、前記冷却床の始端から終端まで鋼管を高速で搬送する高速搬送手段とからなる鋼管の横送り搬送装置であって、前記高速搬送手段は、管移送用サドルを無端チェーンで支持して高速路線に運行させるチェーンコンベアと、管中継用サドルを上昇、前進、下降、後退の順に動かして前記高速路線と前記冷却床との始端同士間および終端同士間での鋼管受渡しを行う管中継機とを有し、前記管移送用サドルは、前記無端チェーンの対極点相当箇所に１個ずつ取付けられたことを特徴とする鋼管の横送り搬送装置。
ここで、低速とは、冷却床の搬送速度上限以下の速度を指し、高速とは、冷却床の搬送速度上限超の速度を指す。また、高速路線とは、冷却床の低速通管経路とは別ルートとして設けた高速通管経路を指す。

また、ここで、無端チェーンの対極点とは、無端チェーン内にあって該無端チェーンに沿った相互間距離が無端チェーン長さの１／２になる２点を指す。

２．前記冷却床がレーキ搬送装置からなる前項１に記載の鋼管の横送り搬送装置。
３．前記鋼管は、焼戻し後に空冷されつつある鋼管である前項１または２に記載の鋼管の横送り搬送装置。

４．前記冷却床が炭素鋼管搬送用であり、前記高速搬送手段が１３Ｃｒ鋼管搬送用である前項１〜３のいずれかに記載の鋼管の横送り搬送装置。
ここで、炭素鋼管および１３Ｃｒ鋼管はいずれもＡＰＩ規格の鋼管である。

本発明によれば、低速搬送用の冷却床に高速搬送手段を付設し、高速路線に管を受渡し、チェーンコンベアで管移送用サドルを運行可能としたことにより、同じ空冷ラインを低速搬送と高速搬送の両様に切替えて使用でき、焼戻し後の炭素鋼管と１３Ｃｒ鋼管とを同じ空冷ラインに通すことが可能になる。

図２は本発明の１例を示す平面模式図である。本例では、冷却床60は固定レーキ１と可動レーキ２を組み合わせたレーキ搬送装置からなる。冷却床60の始端61（可動レーキ２の始端部）は、前工程（この例では、焼戻し炉）から冷却床60へ管縦送り方向20に管（図示省略）を送る入側テーブル（Ｖロール３を複数配列してなる）の終着部と立体交差しており、この入側テーブル終着部に対して可動レーキ２が上昇して低速搬送対象の管を受け取った後、固定レーキ１に対して前進→下降→後退→上昇を繰り返すことで、前述（図１参照）のように、管は回転しつつ管横送り方向30に歩進し、冷却床60の終端62へ到着する。本例では、送り速度は０．０４ｍ／ｓ以下である。

なお、入側テーブルのＶロール３は、管周方向の伝熱境界条件均等化を図るべく管を管周方向に回転させながら管縦送り方向20に送るために、ロール軸を管縦送り方向20に対して直交させずにやや傾斜させてある。
冷却床60の終端62（可動レーキ２の終端部）は、冷却床60から次工程（この例では、矯正機）へ管縦送り方向40に管を送る出側テーブル（Ｖロール３を複数配列してなる）の始発部と立体交差しており、この出側テーブル始発部に対して可動レーキ２が下降することで、低速搬送対象の管が次工程へ払出される。

なお、図示を省略するが、固定レーキ１は、その全長さを複数の長さ部分に分割し、隣り合う前記長さ部分同士でレーキ並び方向（管横送り方向30および鉛直方向と直交する方向）の位相をずらした形態とすることが、管長さ方向の伝熱境界条件均等化の観点から好ましい（後述の実施例ではそのようにした）。
本発明では、上記冷却床に加え、該冷却床の敷地内に、冷却床の始端61から終端62まで管を高速で搬送する高速搬送手段を配設した。この高速搬送手段は、チェーンコンベア４および管中継機５からなる。チェーンコンベア４は、管移送用サドル41を無端チェーン42で支持して高速路線に運行させる。この運行速度（送り速度）は、本例では２ｍ／ｓである。管中継機５は前記入側テーブルおよび前記出側テーブルの各々と前記高速路線との間の管受渡しを中継する。チェーンコンベア４および管中継機５は、図２のように固定レーキ１と平行に並べて配設するのが好ましい。

チェーンコンベア４の１例を側面模式図にて図３に示す。高速路線45は冷却床60との干渉を回避すべく固定レーキ上端11より高所の定位置Ａ（高速路線始端）‐Ｂ（高速路線終端）間に設けられている。無端チェーン42は、４個（始端61側と終端62側に各２個ずつ）の支持輪44（うち１つは駆動輪で他は従動輪）に巻き回されて定位置Ａ、Ｂ、および固定レーキ上端11より低所の定位置Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆをこの順に巡回して定位置Ａに戻る。

無端チェーン42の対極点相当の２箇所（例えば定位置Ａにある箇所と定位置Ｄにある箇所）にそれぞれ１個ずつ管移送用サドル41（個別にはサドル41₁、41₂と称する）が取付けられている。サドル41₁、41₂は、定位置Ａ、Ｂ間のサドル座底の軌跡が高速路線45底になるように設計されている。
管移送用サドル41の無端チェーン42への取付け個数は1個とすることもできるが、本例のように２個を対極点相当箇所に取付けることにすると、搬送能率が向上して好ましい。

というのは、チェーンコンベア４の稼動中、サドル41₁のみの場合は、管払出しから次管受入れまでの所要時間に、定位置Ｂ‐Ｃ‐Ｄ‐Ｅ‐Ｆ‐Ａ間（あるいは定位置Ｂ‐Ａ間）のサドル走行時間が含まれるのに対し、本例のように２個のサドル41₁，41_２を用いる場合は、サドル41₁が高速路線45の始端（定位置Ａ）から終端（定位置Ｂ）まで移動するのと同期して、サドル41₂が下側の定位置Ｄから高速路線始端（定位置Ａ）にごく近い定位置Ｅまで移動するため、管払出しから次管受入れまでの所要時間には、定位置Ｂ‐Ｃ‐Ｄ‐Ｅ‐Ｆ‐Ａ間（あるいは定位置Ｂ‐Ａ間）よりもはるかに短い行程である定位置Ｅ‐Ａ間のサドル走行時間が含まれるにすぎず、したがって管の高速搬送のピッチ（周期）を大幅に短縮できるからである。

また、チェーンコンベア４の休止中は、サドル41₁、42₂をそれぞれ、これらの双方が冷却床60の低速通管経路の障害物とならず、しかも一方が高速路線始端（定位置Ａ）にごく近接した状態となる、定位置Ｃ，Ｆに停止させておくことができる。
ところで、チェーンコンベア４のみでは、高速路線45と冷却床60の始端61および終端62との間の管受渡しは困難であるが、この管受渡しは、管中継機５の設置により容易に行いうる。管中継機５の１例を側面模式図にて図４に示す。同図の（ａ）は始端側、（ｂ）は終端側にそれぞれ設置されたものである。管中継用サドル51は、駆動機構52によりその動きを付勢される。

始端61側の管中継機５は、図４（ａ）のように、管中継用サドル51を、待機位置であるＶロール３の下方の定位置Ｐ１から高速路線45よりも高所の定位置Ｐ２まで上昇させ、次いで高速路線45始端の定位置Ａで待機している管移送用サドル41の上方の定位置Ｐ３まで前進させ、次いで管移送用サドル41の下方の定位置Ｐ４まで下降させた後、後退させて定位置Ｐ１に戻る。始端61側の管中継用サドル51はその動きの中で、上昇途中で入側テーブルのＶロール３から管10を受け取り、これを下降途中で定位置Ａの管移送用サドル41に渡す。

終端62側の管中継機５は、図４（ｂ）のように、管中継用サドル51を、待機位置である高速路線45終端の定位置Ｂより下方の定位置Ｑ１から、前記定位置Ｂに到着している管移送用サドル41（管10を支持している）の上方の定位置Ｑ２まで上昇させ、次いでＶロール３の上方の定位置Ｑ３まで前進させ、次いでＶロール３の下方の定位置Ｑ４まで下降させた後、後退させて定位置Ｑ１に戻る。終端62側の管中継用サドル51はその動きの中で、上昇途中で定位置Ｂの管移送用サドル41から管10を受け取り、これを下降途中で出側テーブルのＶロール３に渡す。

なお、焼戻し後高速搬送中の管10が、管移送用サドル41および管中継用サドル51との接触により過冷却されることが懸念される場合、管移送用サドル41および管中継用サドル51の表面に保温材を貼付するのが好ましい。

焼戻し工程から受け入れた、受入温度約６３０℃の炭素鋼管を低速横送り搬送下で室温まで空冷し、矯正工程に払出すまでの空冷ラインとして、レーキ搬送装置（レーキピッチ２００ｍｍ）からなる冷却床（稼動域の全長約１７ｍ、幅約１２ｍ）が設置されていた。
しかるに、鋼管生産計画上、この空冷ラインを１３Ｃｒ鋼管の焼戻し後から矯正前までの空冷搬送にも使用する必要が生じた。１３Ｃｒ鋼管の場合、受入温度は炭素鋼管とほぼ同程度であるが、冶金的制約から温間矯正を要し、払出温度を下限（５８０℃）以上とする必要がある。しかし、冷却床では送り速度が遅すぎ、払出温度が前記下限を下回ってしまう。

そこで、本発明に則り、冷却床の稼動域内に、図２〜図４に示したものと同様の形態で、高速搬送手段を配設した。これの設備仕様は、高速路線上の管移送用サドル走行速度が最速で２ｍ／ｓとなり、かつ、管中継用サドルの上昇→前進→下降にかかる時間が８秒以内となるように定めた。チェーンコンベアの駆動手段（無端チェーンの支持輪の駆動手段）は減速機付きモータで構成し、管中継機の駆動手段（管中継用サドル駆動機構）はエアシリンダおよびリンク部材を組み合わせて構成した。

その結果、１３Ｃｒ鋼管の最小通管サイズ（外径６０．３ｍｍ、肉厚４．８ｍｍ）のものであっても、上記高速搬送手段を用いて搬送することで、前記下限以上の払出温度を確保することができ、この空冷ラインを炭素鋼管と１３Ｃｒ鋼管のいずれに対しても使用することができるようになった。

レーキ搬送装置の１例を示す側面模式図である。本発明の１例を示す平面模式図である。チェーンコンベアの１例を示す側面模式図である。管中継機の１例を示す側面模式図である。

符号の説明

１固定レーキ
２可動レーキ
３Ｖロール
４チェーンコンベア
５管中継機
10 管（鋼管）
11 固定レーキ上端
20 入側テーブルでの管縦送り方向
30 本発明装置での管横送り方向
40 出側テーブルでの管縦送り方向
41 管移送用サドル
42 無端チェーン
44 支持輪（無端チェーンの支持輪）
45 高速路線
51 管中継用サドル
52 駆動機構（管中継用サドル駆動機構）
60 冷却床
61 冷却床の始端
62 冷却床の終端

Claims

鋼管を低速で搬送する冷却床と、該冷却床の稼動域内に配設され、前記冷却床の始端から終端まで鋼管を高速で搬送する高速搬送手段とからなる鋼管の横送り搬送装置であって、前記高速搬送手段は、管移送用サドルを無端チェーンで支持して高速路線に運行させるチェーンコンベアと、管中継用サドルを上昇、前進、下降、後退の順に動かして前記高速路線と前記冷却床との始端同士間および終端同士間での鋼管受渡しを行う管中継機とを有し、前記管移送用サドルは、前記無端チェーンの対極点相当箇所に１個ずつ取付けられたことを特徴とする鋼管の横送り搬送装置。
前記冷却床がレーキ搬送装置からなる請求項１に記載の鋼管の横送り搬送装置。
前記鋼管は、焼戻し後に空冷されつつある鋼管である請求項１または２に記載の鋼管の横送り搬送装置。
前記冷却床が炭素鋼管搬送用であり、前記高速搬送手段が１３Ｃｒ鋼管搬送用である請求項１〜３のいずれかに記載の鋼管の横送り搬送装置。