JP5336166B2

JP5336166B2 - 冷却床

Info

Publication number: JP5336166B2
Application number: JP2008325377A
Authority: JP
Inventors: 剛司森本
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2008-12-22
Filing date: 2008-12-22
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2028-12-22
Also published as: JP2010142860A

Description

本発明は、条鋼圧延設備において、熱間圧延加工された被冷却長尺物を冷却するための冷却床に関する。

長尺物の形鋼等を製造する条鋼圧延設備は、高温状態の柔軟な圧延材料を、棒鋼や形鋼、平鋼等の所定の断面形状及び寸法に圧延する圧延機と、圧延加工されたこれらの被冷却長尺物を冷却する冷却床とを備えている。冷却された前記長尺物は、その後切断装置によって定尺長に切断され、結束して出荷される。前記冷却床には、レイク式やスキュローラ式、チェーン式等の方式が存在するが、被冷却長尺物を溝付きプレート（レイク）上で冷却するレイク式の冷却床は、形鋼等が冷却時に水平方向や上下方向に変形する製品曲がりや傷を十分に防止しながら、全体に渡って均一に冷却できるという長所を有することから多用されている。

レイク式の冷却床においては、形鋼等のレイクへの取り込みは冷却床搬入サイクルによって決まる。例えば、鋼片を仕上圧延機により平鋼に圧延する場合、圧延された平鋼を切断装置により５０ｍに分割して冷却床に取り込むとなると、圧延速度５ｍ／ｓｅｃであれば１０秒サイクルで冷却床に取り込まれる。また、圧延インターバル（鋼片の圧延間隔）は通常４〜５秒となる。生産能力は上記圧延速度と圧延タイターバルで決まる。平鋼等の材料は通常、温度９００〜１０００℃で冷却床に取り込まれる。冷却後の材料温度は冷却床内の滞留時間によって決まるが、生産能力により搬入サイクルが決まるため、滞留時間を変えることができないという問題がある。

そこで先ず、この様な問題点を解決する従来例に係るレイク式の冷却床に関し、以下添付図６を参照しながら説明する。図６は従来例に係る冷却床の縦断正面図である。

従来例に係る冷却床における棒状搬送材の搬送装置は、固定レイク２５と、一定ストロークで昇降及び前後動する移動レイク２４とを備え、前記固定レイク２５上の棒状搬送材Ａを前記移動レイク２４により後方へ搬送する冷却床における棒状搬送材Ａの搬送装置において、前後動のストロークが可変で且つ昇降自在であると共に前記固定レイク２５又は移動レイク２４上の棒状搬送材Ａを後方に搬送可能としたトラバーサ２１を具備している（特許文献１参照）。

上記従来例によれば、トラバーサ２１の設置によって棒状搬送材Ａの冷却床内の滞留時間を任意に設定可能となり、冷却過程の不適正なことによる時効割れ等を防止することができる。しかしながら、上記従来例に係る冷却床における棒状搬送材Ａの搬送装置は、冷却床内に大規模な装置であるトラバーサ２１を設置しなければならず、構造的に複雑になり設備費用が高価になる。また、高温領域下面といった悪環境下のトラバーサ設備のため、熱やスケールによる摩耗や損傷が増加し、結果として設備保全費用が増大することになる。
特公平６−４４５１号公報

従って、本発明の目的は、設備の複雑化やコストアップを最小限に抑制しつつ、搬入サイクルの制約を極力無くして、被冷却長尺材の冷却過程を、鋼種、サイズに応じて最適なものに設定できる冷却床を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る冷却床が採用した手段は、互いに併設される、固定レイクと一定ストロークで昇降及び前後運動する移動レイクにより被冷却長尺材を移送する冷却床であって、前記移動レイクは、被冷却長尺材の移送方向に上流側移動レイクと下流側移動レイクに２分割され、前記上流側移動レイクと前記下流側移動レイクが、円運動によって一定ストロークで昇降及び前後運動する移動レイクフレームに連接されると共に、前記下流側移動レイクは前記移動レイクフレームに固定支持部材を介して固定される一方、前記上流側移動レイクは、前記移動レイクフレームに固定され前記上流側移動レイクを昇降自在に支持するレバー機構を介して前記移動レイクフレームに連接されてなり、前記上流側移動レイクが、その昇降可能範囲が前記下流側移動レイクの昇降可能範囲よりも下方に位置される様に、前記冷却床の下方方向に退避可能な様に構成されてなることを特徴とするものである。

本発明の請求項２に係る冷却床が採用した手段は、請求項１に記載の冷却床において、前記上流側移動レイクが、更に前記被冷却長尺材の移送方向に分割されてなることを特徴とするものである。

本発明の請求項１に係る冷却床によれば、互いに併設される、固定レイクと一定ストロークで昇降及び前後運動する移動レイクにより被冷却長尺材を移送する冷却床であって、前記移動レイクは、被冷却長尺材の移送方向に上流側移動レイクと下流側移動レイクに２分割されると共に、前記上流側移動レイクが、その昇降可能範囲が前記下流側移動レイクの昇降可能範囲よりも下方に位置される様に、前記冷却床の下方方向に退避可能な様に構成されている。

その結果、前記被冷却長尺材が移動レイクに取込まれた後、次の被冷却長尺材が移動レイクに取込まれるまでの取込み間隔時間帯に、前記上流側移動レイクを冷却床下方に退避させた状態で前記移動レイクを作動させることによって、レイク下流側の被冷却長尺材のみ下流側へ移送し、レイク上流側と下流側の移動速度を変えることができる。即ち、冷却床の冷却過程における冷却曲線を、搬入サイクルの制約を極力無くして、鋼種やサイズに応じて最適なものに調整可能となる。

また、本発明の請求項１に係る冷却床によれば、前記上流側移動レイクと前記下流側移動レイクが、円運動によって一定ストロークで昇降及び前後運動する移動レイクフレームに連接されると共に、前記下流側移動レイクは前記移動レイクフレームに固定支持部材を介して固定される一方、前記上流側移動レイクは、前記移動レイクフレームに固定され前記上流側移動レイクを昇降自在に支持するレバー機構を介して前記移動レイクフレームに連接されてなるので、簡便な機構によって、前記上流側移動レイクが、その昇降可能範囲が前記下流側移動レイクの昇降可能範囲よりも下方に位置される様に、前記冷却床の下方方向に退避可能となる。

更に、本発明の請求項２に係る冷却床によれば、前記上流側移動レイクが、更に前記被冷却長尺材の移送方向に分割されてなるので、冷却過程における冷却曲線の調整の自由度が増加する。

先ず、本発明の実施の形態に係る冷却床について、平鋼用冷却床の態様例を以下添付図１〜３を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態に係る冷却床の要部を示す立断面図、図２は図１の上流側移動レイクのみを拡大して示す部分拡大図、図３は図１の下流側移動レイクのみを拡大して示す部分拡大図である。

本発明の実施の形態に係る冷却床は、平鋼（被冷却長尺材）Ｗの移送方向Ｆに沿って、移動レイク１と固定レイク４とが並列して設置されている。前記移動レイク１は、後述する機構により一定ストロークで昇降及び前後運動することによって、前記平鋼Ｗを固定レイク４の溝部５に形成された傾斜面５ａ上を、１ピッチずつ移送方向Ｆに移送可能に構成されている。

更に、前記移動レイク１は、平鋼Ｗの移送方向Ｆに沿って上流側に配置される上流側移動レイク２と、下流側に配置される下流側移動レイク３に２分割されている。そして、前記両移動レイク２，３にも、図２，３に示す如く、夫々の溝部６，７に傾斜面６ａ，７ａが形成されている。また、固定レイク４の最上流域には、圧延直後の高温状態で柔軟な平鋼Ｗを矯正しながら一次冷却するためのストレートニングポケット２ａが配置されている。

そして、前記固定レイク４の傾斜面５ａ上に載置された平鋼Ｗは、前記両移動レイク２，３の昇降及び前後運動によって、固定レイク４の溝部５に形成された傾斜面５ａ上を、１ピッチずつ移送方向Ｆに移送されるのである。同時に、前記上流側移動レイク２は昇降機能を有し、その昇降可能範囲が前記下流側移動レイク３の昇降可能範囲よりも下方に位置される様に、冷却床の下方方向に退避可能に構成されている。

即ち、前記下流側移動レイク３は、移動レイクフレーム８に固定支持部材９を介して固定される一方、前記上流側移動レイク２は、前記移動レイクフレーム８にレバー機構１０を介して連接されている。そして、前記移動レイクフレーム８の上流側に設けられた２本の受けローラ１１ａを偏心輪１２ａが、前記移動レイクフレーム８の下流側に設けられた１本の受けローラ１１ｂを偏心輪１２ｂが夫々支持し、これら偏心輪１２ａ，１２ｂを相対的に回転させることによって、前記移動レイクフレーム８に円運動を付与し、この円運動によって一定ストロークの昇降及び前後運動が付与される様に構成されている。

そして、前記円運動によって、固定支持部材９を介して下流側移動レイク３のレイクプレート３ｂに、レバー機構１０を介して上流側移動レイク２のレイクプレート２ｂに、夫々一定ストロークの昇降及び前後運動が繰り返されるのである。

更に、前記上流側移動レイク２は、レバー機構１０に接続されたエアシリンダ１３の作動によって昇降可能な様に構成されると共に、その昇降範囲が前記下流側移動レイク３の昇降可能範囲よりも下方に位置される様に、冷却床の下方方向に退避可能な様に構成されている。

即ち、前記エアシリンダ１３のシリンダロッド１３ａを押出すと、レバー機構１０を介して、上流側移動レイク２が水平状態を維持したまま下流側移動レイク３のレベルと同レベルに上昇される。そして、前記移動レイクフレーム８の円運動を介して、前記上流側移動レイク２にも一定ストロークの昇降及び前後運動が付与され、固定レイク４の傾斜面５ａ上に載置された平鋼Ｗを溝部５の１ピッチずつ移送可能となる。

一方、エアシリンダ１３のシリンダロッド１３ａを引き込むと、レバー機構１０を介して、上流側移動レイク２が水平状態を維持したまま、前記下流側移動レイク３の昇降可能範囲よりも下方に退避される。そして、上流側移動レイク２は、前記偏心輪１２ａ，１２ｂを作動させても、ストレートニングポケット２ａまたは固定レイク４の傾斜面５ａ上に載置された平鋼Ｗのレベルには届かず、平鋼Ｗは移送不可能となる。

上流側移動レイク２のレイクプレート２ａは、平鋼Ｗの移送方向Ｆに並行して延設され、冷却床幅方向に５００〜１０００ｍｍ間隔で取り付けられている。そして、エアシリンダ１３による上流側移動レイク２の昇降は、６ｍ程度のレイクプレート２ａ全長に亘って同時に可能な様に、シリンダロッド１３ａに接続された駆動軸（図示省略）が連結されている。下流側移動レイク３は、移動レイクフレーム８に固定支持部材９を介して固定されており、前記移動レイクフレーム８の円運動を介して一定ストロークの昇降及び前後運動が付与され、固定レイク４の傾斜面５ａ上に載置された平鋼Ｗを１ピッチずつ移送可能としている。

前記上流側移動レイク２は、更に前記移送方向Ｆに複数個分割されて構成されても良い。上流側移動レイク２を更に分割することによって、冷却過程における冷却曲線の調整の自由度が増加する。

次に、本発明の実施の形態に係る冷却床の動作例について、平鋼用冷却床の動作例を前図１〜３を参照しながら説明する。

先ず、ランインテーブル１５により搬送されてきた平鋼Ｗは、リフタ１６を上昇させることによって、ストレートニングポケット２ａに収納される。前記平鋼Ｗがストレートニングポケット２ａにおける固定レイク４の１溝目に収納されると、偏心輪１２ａ，１２ｂを作動させて移動レイクフレーム８を１サイクル円運動させる。

この移動レイクフレーム８の円運動を介して、上流側移動レイク２が、固定レイク４の１溝目にある平鋼Ｗを２溝目に移載する。この様な動作を繰り返すことによって、冷却床上の平鋼Ｗは下流側に順次搬送されるが、前記平鋼Ｗの搬入サイクルにより、冷却床での平鋼Ｗの移送速度が決まることになる。

冷却床下流側で前記平鋼Ｗを早く移送し、温間のまま切断装置まで移送したい場合、平鋼Ｗの取込み間隔時間帯（移動レイク１の円運動完了から、次材取込み後の移動レイク作動開始までの時間帯）に上流側移動レイク２を下降し、偏心輪１２ａ，１２ｂを作動させる。そうすると、上流側のストレートニングポケット２ａまたは固定レイク４の傾斜面５ａ上に載置された平鋼Ｗのレベルには、前記上流側移動レイク２のレイクプレート２ａが届かず、平鋼Ｗは移送されないが、下流側移動レイク３の傾斜面７ａ上に載置された平鋼Ｗは、次の溝部７の傾斜面７ａ上に移送することができる。

前記取込み間隔時間帯が長いと、その時間帯に複数回平鋼Ｗを移送することができ、それだけ早く切断装置に平鋼Ｗを送ることができる。もし、従来例に係る冷却床において、この様な動作を行った場合は、冷却床上流から平鋼Ｗが早送りされるため、冷却床最上流のストレートニングポケット２ａの滞留時間も短くなる。このストレートニングポケット２ａは、平鋼Ｗ等の被冷却長尺物に直伸性を付与するための矯正エリアであり、温度７００℃程度以下になるまでは前記ストレートニングポケット２ａ内で冷却する必要がある。

一方、被冷却長尺材の鋼種によっては、所定の品質を確保するための冷却温度は、高温の状態で冷却速度を緩くすることが必要となる。例えば、高炭素の平鋼では、冷却速度が速いと冷却後の硬度が高くなるため、温度６００℃程度までの所定の冷却速度が決められており、取込み時に固定レイクの溝部１溝に平鋼を２〜３枚重ね置きして、低速で冷却する方法が採用される場合がある。この様な低速冷却方法につき、以下添付図４，５を参照しながら説明する。

ここで、図４は本発明の実施の形態に係り、平鋼の重ね置きを説明するための模式的説明図、図５は図４のＸ部における平鋼の重ね置き解除手順を説明するための模式的説明図であり、同図（ａ）は解除プレートの上昇工程、同図（ｂ）は解除プレートの上昇工程完了、同図（ｃ）は解除プレートの下降工程を示す。

図４において、平鋼Ｗの上流側移動レイク領域Ａへの取込みの際には、前記平鋼Ｗは２枚積み重ねて取込まれ、固定レイク４の溝部５の傾斜面５ａに重ね置きされる。そして、レイクプレート２ｂの回転運動によって順次下流方向に移載されていく。下流側移動レイク領域Ｂに移送される際には、レイクプレート３ｂが１ピッチ毎に空送りされ、前記平鋼Ｗは、固定レイク４の溝部５の２ピッチ毎の傾斜面５ａに重ね置きした状態で順次移載されていく。

下流側移動レイク領域Ｂの途中には、図５に示す如く、解除プレート１７が配設されている。この解除プレート１７の上面には、固定レイク４の溝部５のピッチに一致させて、段差が平鋼Ｗの厚さ以下とされた傾斜面１７ａ，１７ｂが形成されると共に、上下方向に昇降可能に構成されている。

平鋼Ｗが下流側移動レイク領域Ｂの途中（Ｘ部）に至ると、前記解除プレート１７を上昇させ（同図（ａ）参照）て、その傾斜面１７ａにより前記２枚重ね置きした平鋼Ｗを下方より支持する。すると、前記解除プレート１７の上昇に伴って、２枚重ね置きした上側の平鋼Ｗが、解除プレート１７の傾斜面１７ａに沿って傾くため、その自重によって下側の平鋼Ｗの上面を滑落して、解除プレート１７の傾斜面１７ｂ側に移動する（同図（ｂ）参照）。その後、前記解除プレート１７が下降することによって、２枚の平鋼Ｗの夫々が、固定レイク４の傾斜面５ａに溝部５各ピッチ毎に１枚置きされる。

即ち、本発明の実施の形態に係る冷却床は、この様な低速冷却にも対応可能であり、冷却床上流側では被冷却長尺物Ｗを２〜３枚積み重ねて取込み、下流側では固定レイク４の溝部５の２〜３ピッチ毎の傾斜面５ａに重ね置きして移送し、途中で重ね置きを解除して溝部５各ピッチ毎の１枚置きに変更するのである。この様に、冷却床途中で溝部５各ピッチ毎に１枚置きに変更して冷却することにより、切断装置等の後工程における平鋼Ｗのハンドリングが容易になる。

以上述べた通り、本発明に係る冷却床によれば、上流側移動レイクによる移送を被冷却長尺材の取込みサクルに合わせ、下流側移動レイクによる移送のみ速くすることができる。即ち、レイク上流側と下流側の移動速度を変えることができるので、冷却床の冷却過程における冷却曲線の調整が可能となる。

本発明の実施の形態に係る冷却床の要部を示す立断面図である。図１の上流側移動レイクのみを拡大して示す部分拡大図である。図１の下流側移動レイクのみを拡大して示す部分拡大図である。本発明の実施の形態に係り、平鋼の重ね置きを説明するための模式的説明図である。図４のＸ部における平鋼の重ね置き解除手順を説明するための模式的説明図であり、同図（ａ）は解除プレートの上昇工程、同図（ｂ）は解除プレートの上昇工程完了、同図（ｃ）は解除プレートの下降工程を示す。従来例２に係る冷却床の縦断正面図である。

符号の説明

Ａ：上流側移動レイク領域，Ｂ：下流側移動レイク領域，
Ｆ：移送方向，Ｗ：平鋼（被冷却長尺材），
１：移動レイク，
２：上流側移動レイク，２ａ：ストレートニングポケット，
２ｂ：レイクプレート，
３：下流側移動レイク，３ｂ：レイクプレート，
４：固定レイク，
５，６，７：溝部，５ａ，６ａ，７ａ：傾斜面，
８：移動レイクフレーム，９：固定支持部材，１０：レバー機構，
１１ａ，１１ｂ：受けローラ，１２ａ，１２ｂ：偏心輪，
１３：エアシリンダ，１３ａ：シリンダロッド，
１５：ランインテーブル，１６：リフタ，
１７：解除プレート，１７ａ，１７ｂ：傾斜面

Claims

互いに併設される、固定レイクと一定ストロークで昇降及び前後運動する移動レイクにより被冷却長尺材を移送する冷却床であって、前記移動レイクは、被冷却長尺材の移送方向に上流側移動レイクと下流側移動レイクに２分割され、
前記上流側移動レイクと前記下流側移動レイクが、円運動によって一定ストロークで昇降及び前後運動する移動レイクフレームに連接されると共に、前記下流側移動レイクは前記移動レイクフレームに固定支持部材を介して固定される一方、前記上流側移動レイクは、前記移動レイクフレームに固定され前記上流側移動レイクを昇降自在に支持するレバー機構を介して前記移動レイクフレームに連接されてなり、
前記上流側移動レイクが、その昇降可能範囲が前記下流側移動レイクの昇降可能範囲よりも下方に位置される様に、前記冷却床の下方方向に退避可能な様に構成されてなることを特徴とする冷却床。
前記上流側移動レイクが、更に前記被冷却長尺材の移送方向に分割されてなることを特徴とする請求項１に記載の冷却床。