JP5767098B2

JP5767098B2 - 鋼板反転装置と反転方法

Info

Publication number: JP5767098B2
Application number: JP2011272191A
Authority: JP
Inventors: 功一中村; 改造岡本; 健司大成
Original assignee: JFE Steel Corp; JFE Mechanical Co Ltd
Current assignee: JFE Steel Corp; JFE Denki Corp
Priority date: 2011-12-13
Filing date: 2011-12-13
Publication date: 2015-08-19
Anticipated expiration: 2031-12-13
Also published as: JP2013123715A

Description

本発明は、鋼板の反転装置とその方法に関し、具体的には、鋼板寸法に拘わらず、鋼板に疵を発生させることなく反転することができる反転装置とその装置を用いた鋼板の反転方法に関するものである。

厚鋼板の圧延機で圧延された鋼板は、その後、プレス矯正や表面研磨、サンドブラスト等の仕上作業や、疵手入れ、板面検査を行うため、鋼板の表裏を反転することが頻繁に行われている。斯かる反転作業は、従来、リフティングマグネットを用いて行っていた。しかし、この方法は、反転時に鋼板が落下して表面疵が発生し、また、クレーン作業を伴うため人手が必要であり、作業効率上および安全上も問題あった。

一方、近年では、生産能率の向上や鋼構造物の大型化により、圧延する鋼板寸法の大型化が進行しており、例えば、鋼板幅が５ｍ超え、長さが１５ｍ超え、厚さが２００ｍｍ超え、重量が８０ｔを超えるような厚鋼板が製造されるようになってきている。その結果、従来、リフティングマグネットを用いて行っていた鋼板の反転作業を安全かつ効率的に行うことがより難しくなってきている。また、近年では、原子力材料を中心として、鋼板の表面品質への要求が一段と厳しくなってきており、反転作業による鋼板疵の発生を防止することが極めて重要な課題となっている。さらに、近年における省力化への要求から、反転作業は自動化できることが望ましい。

従来、鋼板の反転作業は、スラブの反転と同様、鋼板を２つの対向するアーム間に挟み込む状態にしてアームを回転させて反転する方法が採用されていた（例えば、特許文献１、２参照。）。しかし、この方法は、鋼板を反転する際に、鋼板が一方のアームから他方のアームに移動する際の衝撃が大きく、表面疵が発生したり、騒音が大きかったりするという問題があった。

そこで、この問題を解決する技術が幾つか提案されている。例えば、特許文献３には、反転用台盤にバキューム式あるいはマグネット式吸着機を設置して鋼板を固定し、反転用台盤の一端を水平方向に移動し、他端を上下方向に移動させることにより反転用台盤ごと反転する技術が開示されている。しかし、この技術は、昨今のように大型化した鋼板に適用することは難しいという問題がある。

また、特許文献４には、水平方向の回転軸に、その径方向のアームを複数本同一平面で前記回転軸の軸方向に沿って所定間隔で突設し、その各アームをスパンにより連続して一体化した大板載置用フレームの一対を駆動機によりほぼ鉛直方向から相反対方向に回転可能に取り付けた大板反転装置において、前記大板の回転中心部に、その大板側縁の回転軌跡に沿う周面の回転輪を、前記回転軸の軸方向に所定間隔で複数設けることにより大板のスムーズなアーム間の移転を可能とした反転装置が、特許文献５には、水平の金属板をその両側縁で把持し板面で保持しながら該側縁に平行な軸の周りに回転させて起立させる複数の送り側アームと、上記起立した金属板を該送り側アームから受け入れ両側縁で把持し板面で保持しながら該側縁に平行な軸の周りに上記回転と同じ向きに回転させて水平にする複数の受け側アームと、上記金属板を起立させた状態での上記送り側アームと上記受け側アームの間隔が上記金属板の厚さと等しくなる位置とそれよりも大きくなる位置との間で上記送り側アームと上記受け側アームを水平方向に相対移動させるシフト機構とを備えることによって、表面疵を発生させることなく複数枚の金属板を反転させる装置が開示されている。

実開昭５０−０６０３２６号公報特開昭６０−２１３３０７号公報特開昭５３−１２２６５９号公報特開昭６３−２７８６０８号公報特開平１１−１２９０１４号公報

しかしながら、特許文献４の技術は、鋼板の移動は回転輪上に沿ってスムーズに行われるものの、鋼板を支持するアームがバネで上下動可能に支持されるため、特に鋼板寸法が大型化した昨今では、バネの耐久性やメンテナンス性の観点から改善が求められている。
また、特許文献５の技術は、金属板を起立させた状態での送り側アームと受け側アームとの間隔を金属板の板厚に応じて調整する目的で、送り側アームと受け側アームを水平方向に相対移動させるシフト機構を有するため、設備が大掛かりとなるほか、金属板が傾斜したときに自重で動くことがないよう可動式および固定式クランプを備えた上で固定する必要があるため、設備コストおよび作業能率などの面で不利な面があった。
また、特許文献４や５の鋼板反転装置は、いずれも、２つのアームを用いて鋼板を反転させているため、鋼板寸法の大型化に対応するためには、２つのアームの構造強化が必要となり、また、駆動機構が複雑であり、さらに、片持ちアームを鋼板ごと回転させているため、鋼板の渡し側と受け側との両方において大型のシリンダが必要となる等、設備コストの面で問題がある。
さらに、近年のように鋼板寸法が大型化し、板厚が１０ｍｍから２００ｍｍ程度まで大きく変化する場合には、１つの反転装置で全ての板厚に表面疵を発生させることなく反転することは極めて難しいという問題がある。

本発明は、従来技術が抱える上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、鋼板寸法にかかわらず、表面疵を発生させることなく、鋼板の反転作業を自動的かつ効率的に行うことができる鋼板の反転装置とその装置を用いた反転方法を提案することにある。

発明者らは、上記課題の解決に向けて鋭意検討を重ねた。その結果、フレーム上に載置した鋼板ごとほぼ垂直まで回転可能な反転フレームと、水平方向に移動可能なローラーテーブルとを組み合わせることにより、簡単な方法でかつ安価な装置で、鋼板表面に疵を発生させることなくしかも自動で鋼板の反転作業を行うことができることに想到し、本発明を完成させた。

すなわち、本発明は、フレーム上面上にストッパに当接されて水平状態に載置された鋼板を、フレームごと固定軸を中心にほぼ垂直まで回転可能な反転フレームと、上記反転フレームに配設された鋼板を押し倒す押し倒し機構と、上記押し倒し機構と連携しストッパを傾動するストッパ傾動機構と、上記押し倒した鋼板を受け取る水平方向に移動可能なローラーテーブルとから構成されてなり、上記反転フレーム、押し倒し機構およびストッパ傾動機構は、シリンダで駆動されるものである鋼板反転装置である。

また、本発明は、反転フレーム上面上にストッパに当接されて水平状態に載置した鋼板を、反転フレームごと固定軸を中心に回転してほぼ垂直まで起立させ、次いで、ローラーテーブルを反転フレームの近傍まで移動させた後、上記反転フレームに配設された押し倒し機構と、上記押し倒し機構と連携するストッパ傾動機構とで、上記起立した鋼板を押し倒してローラーテーブルに立て掛け、その後、ローラーテーブルを元の位置に移動しつつ、反転テーブルを水平状態に戻して鋼板を反転し、ローラーテーブル上に載せる鋼板の反転方法を提案する。

本発明によれば、鋼板の反転作業を、鋼板寸法（板厚、板幅、板長さ）にかかわらず、簡便かつ安価な装置で、鋼板表面に疵を発生させることなく、かつ自動で行うことができるので、鋼板品質の向上のみならず、作業効率の向上、安全性の向上にも大きく寄与することができる。

鋼板が水平状態にある反転フレーム上に載置されている、反転される前の状態を説明する図である。図１の状態から、反転フレームをほぼ垂直まで回転して鋼板を起立させた状態を説明する図である。図２の状態から、ローラーテーブルを反転フレーム側に移動し、鋼板の上端側を押して、鋼板をローラーテーブル側に押し倒した状態を説明する図である。図３の状態から、ローラーテーブルを元の方向に戻した状態を説明する図である。図４の状態から、反転フレームを回転して元の水平状態に戻しつつある状態を説明する図である。鋼板が反転され、ローラーテーブル上に載置された状態を説明する図である。

本発明の鋼板反転装置は、従来の２つの駆動アームを有する鋼板反転装置とは異なり、フレーム上面上にストッパに当接されて水平状態に載置された鋼板を、フレームごと固定軸を中心にほぼ垂直まで回転可能な反転フレームと、上記反転フレームに配設された鋼板を押し倒す押し倒し機構と、上記押し倒し機構と連携しストッパを傾動するストッパ傾動機構と、上記押し倒した鋼板を受け取る水平方向に移動可能なローラーテーブルとから構成されてなるものである。

そして、本発明の鋼板の反転方法は、上記装置を用いて、反転フレーム上面上にストッパに当接されて水平状態に載置した鋼板を、反転フレームごと固定軸を中心に回転してほぼ垂直まで起立させ、次いで、ローラーテーブルを反転フレームの近傍まで移動させた後、上記反転フレームに配設された押し倒し機構と、上記押し倒し機構と連携するストッパ傾動機構とで、上記起立した鋼板を押し倒してローラーテーブルに立て掛け、その後、ローラーテーブルを元の位置に移動しつつ、反転テーブルを水平状態に戻して鋼板をローラーテーブル上に載せ、鋼板の反転作業を完了する方法である。

図１は、鋼板１がマグネットリフティング１０等によって、水平状態にある鋼板反転機の反転フレーム２の上面上に、ストッパ３に当接して載置された状態を示している。反転フレーム２には、アーム４が連結・固定されておりシリンダ５を伸縮することよって、固定回転軸Ｐを中心にして水平状態から９０°近くまで回転することができるようになっている。また、反転フレーム２の上面（鋼板を載置する面）の下方からシリンダ６により鋼板を押すことができる押し倒し機構と、シリンダ７によりストッパ３を傾動させるストッパ傾動機構が配設されており、両機構のシリンダ６とシリンダ７は、連携して動くようになっている。

また、上記反転フレーム２の機側には、反転した鋼板を受け取り、搬送するためのローラーテーブル８が配設されており、このローラーテーブル８は、反転した鋼板を受ける主ロール８ａと、鋼板を搬送する搬送ロール８ｂとから構成され、水平方向（反転フレーム方向）に移動可能となっている。

上記反転装置を用いた一連の鋼板反転作業は、以下のようにして行う。
まず、図１のように反転フレーム２上に鋼板１をストッパ３に当接して載置した後、図２に示したように、シリンダ５を縮めることによって、反転フレーム２を鋼板１ごと固定回転軸Ｐを中心にして回転させ、鋼板をほぼ垂直状態まで起立させる。

次いで、図３に示したように、ローラーテーブル８を水平方向に移動させて、ほぼ垂直まで傾斜した反転フレーム２に近づけた後、シリンダ７を縮めてストッパ３をローラーテーブル８側に傾動させると同時に、シリンダ６を伸ばして鋼板１をローラーテーブル８側に押し倒して、ローラーテーブルの主ロール８ａに鋼板を立て掛け、鋼板１の下端をフレーム２のストッパ３で支持した状態とする。ここで、ローラーテーブル８と反転フレームとの距離が大き過ぎると、ストッパ３の傾動とシリンダ６による押し倒しとによって鋼板１を主ロール８ａで受け取る際の衝撃が過大となり、鋼板表面に疵が発生する原因となる。そのため、ローラーテーブル８は、反転フレーム２になるべく近づけておくことが好ましい。しかし、後述するように、反転フレーム３を逆方向に回転させて、鋼板１をローラーテーブル８上に載置するためには、鋼板１を反転フレームと対向する主ロール８ａ側に傾ける必要があるため、ストッパ３の傾動とシリンダ６による押し倒しとによって鋼板１を主ロール８ａで受け取る時点での鋼板１と主ロール８ａとの接点が鋼板１とストッパ３との当接点よりも搬送ロール８ｂ側に位置するように、ローラーテーブルの位置を設定することが必要である。

その後、図４のように、ローラーテーブル８を元の方向に水平移動させて、鋼板の傾斜角を小さくしつつ、図５のように、シリンダ５を伸ばして反転フレーム２を図２とは逆方向に回転させて、鋼板の下端を持ち上げる。ここで、ストッパ３の先端部分は鋼板１と点接触するため、鋼板に疵がつくのを防止するための回転ロール９等をストッパの先端部分に設置しておくのが好ましい。

図６は、図５の反回転によって、反転フレーム２が水平状態に戻り、反転された鋼板１が、ローラーテーブル８上に載置されている状態を示したものである。なお、反転後の鋼板の搬出は、リフティングマグネット１０を用いて行ってよいし、ローラーテーブル８を、図示されていない次工程のローラーテーブルと連結させることで行ってもよい。

上記のように、本発明の鋼板反転機によれば、鋼板の厚さの変動にかかわらず、鋼板をスムーズかつ自動的に反転することができる。なお、上記説明では、駆動系としてシリンダを用いた例で説明したが、シリンダの駆動には、例えば、油圧、空気圧などを用いることができる。また、シリンダ以外の方法を用いてよいことは勿論である。

本発明の技術は、鋼板の反転装置に限定されるものではなく、反転装置の全てに適用することができる。

Ｐ：反転フレームの回転固定軸
１：鋼板
２：反転フレーム
３：ストッパ
４：アーム
５：反転フレーム駆動用シリンダ
６：鋼板押し倒し機構用シリンダ
７：ストッパ傾動用シリンダ
８：ローラーテーブル（８ａ：主ロール、８ｂ：搬送ロール）
９：ストッパの回転ロール
１０：リフティングマグネット

Claims

フレーム上面上にストッパに当接されて水平状態に載置された鋼板を、フレームごと固定軸を中心にほぼ垂直まで回転可能な反転フレームと、上記反転フレームに配設された、鋼板を押し倒す押し倒し機構と、上記押し倒し機構と連携しストッパを傾動するストッパ傾動機構と、上記押し倒した鋼板を受け取る水平方向に移動可能なローラーテーブルとから構成されてなり、上記反転フレーム、押し倒し機構およびストッパ傾動機構は、シリンダで駆動されるものである鋼板反転装置。
反転フレーム上面上にストッパに当接されて水平状態に載置した鋼板を、反転フレームごと固定軸を中心に回転してほぼ垂直まで起立させ、次いで、ローラーテーブルを反転フレームの近傍まで移動させた後、上記反転フレームに配設された押し倒し機構と、上記押し倒し機構と連携するストッパ傾動機構とで、上記起立した鋼板を押し倒してローラーテーブルに立て掛け、その後、ローラーテーブルを元の位置に移動しつつ、反転テーブルを水平状態に戻して鋼板を反転し、ローラーテーブル上に載せる鋼板の反転方法。