JP5843715B2

JP5843715B2 - 炉内搬送装置及び連続加熱炉

Info

Publication number: JP5843715B2
Application number: JP2012157565A
Authority: JP
Inventors: 俊夫橋詰
Original assignee: Chugai Ro Co Ltd
Current assignee: Chugai Ro Co Ltd
Priority date: 2012-07-13
Filing date: 2012-07-13
Publication date: 2016-01-13
Anticipated expiration: 2032-07-13
Also published as: JP2014020616A; WO2014010316A1

Description

本発明は、炉内において被処理物を搬送させる炉内搬送装置及びこのような炉内搬送装置を備えた連続加熱炉に関するものである。特に、被処理物をその搬送方向に沿って炉床の上方に設けられた固定ビームの上を順々に移動させて搬送させるにあたり、炉床の下において被処理物の搬送方向に走行するカートに設けられた昇降保持部に被処理物を保持させた状態で、このカートを走行させて、被処理物を固定ビームの所定位置まで搬送させるようになった炉内搬送装置及びこのような炉内搬送装置を備えた連続加熱炉に関するものである。

従来から、連続加熱炉においては、鋼片、鋼板等の被処理物を炉内において順々に搬送させて連続的に処理することが行われており、このように被処理物を炉内において順々に搬送させる炉内搬送装置としては、ウォーキングビーム式のものが広く利用されている。

ここで、ウォーキングビーム式の炉内搬送装置においては、一般に、特許文献１〜４等に示されるように、炉内に設けられた炉床の上に支持部材を介して被処理物の搬送方向に沿った固定ビームを被処理物の搬送方向と交差する方向に所要間隔を介して複数設けると共に、前記の炉床の下方に設けられた移動フレームから炉床に設けられた貫通部を通して炉床の上方に突出された支持部材に、被処理物の搬送方向に沿って炉の略全長に伸びた移動ビームを保持させるようにして、複数の移動ビームを被処理物の搬送方向と交差する方向に所要間隔を介して設けるようにしている。

そして、前記のウォーキングビーム式の炉内搬送装置においては、移動フレームをウォーキングビーム駆動手段に支持させ、このウォーキングビーム駆動手段により前記の移動フレームを駆動させて、移動フレームに設けられた各移動ビームを上下方向及び送り方向に往復移動させてウォーキング動作（矩形運動）させ、被処理物を各移動ビームにより固定ビームの上を順々に移動させて、被処理物を炉内において順々に移動させるようになっている。

ここで、前記のようにウォーキングビーム駆動手段によって移動フレームに設けられた各移動ビームをウォーキング動作させる場合、このウォーキングビーム駆動手段が大型化すると共に、加熱炉等における炉床の下に前記のような移動フレームやウォーキングビーム駆動手段を設けるためには、炉床の下の掘り込み深さを大きくすることが必要になり、このような設備に多大なコストが必要になると共に、ウォーキングビーム駆動手段を駆動させるのに大きな動力が必要となり、ランニングコストも高くつくという問題があった。

特開昭６３−５０４１３号公報特開平８−１９９２２７号公報特開平１０−１８３２３５号公報特開２０００−３３５７２３号公報

本発明は、炉内において被処理物を搬送させる炉内搬送装置及びこのような炉内搬送装置を備えた連続加熱炉において、ウォーキングビーム式の炉内搬送装置を用いた場合における前記のような様々な問題を解決することを課題とするものである。

すなわち、本発明においては、連続加熱炉等の炉内において、炉内搬送装置により被処理物を炉床の上方に設けられた固定ビームの上を順々に移動させて搬送させるにあたり、前記のようなウォーキングビーム式の炉内搬送装置に比べて、その設備が非常に簡単になり、全体としてのコストを大幅に低減できるようにすることを課題とするものである。

また、炉床の下において被処理物の搬送方向に走行するカートに設けられた昇降保持部に被処理物を保持させた状態で、このカートを走行させて、被処理物を固定ビームの所定位置まで搬送させるようになった炉内搬送装置を用いた場合に、炉内における被処理物の位置等を適切に検知できるようにすることを課題とするものである。

本発明に係る炉内搬送装置においては、前記のような課題を解決するため、炉床の上方に被処理物の搬送方向に沿った固定ビームが被処理物の搬送方向と交差する方向に所要間隔を介して複数設けられると共に、被処理物の搬送方向に沿って前記の炉床を貫通する搬送案内溝が被処理物の搬送方向と交差する方向に所要間隔を介して複数設けられ、前記の各搬送案内溝に対応して前記の炉床の下において被処理物の搬送方向に走行するカートが設けられると共に、このカートに前記の搬送案内溝を通して上方に突出されて昇降する昇降保持部が設けられ、この昇降保持部を上昇させて、前記の固定ビームに保持された被処理物をこの昇降保持部に保持させた状態で、前記のカートを走行させて、昇降保持部に保持された被処理物を固定ビームの所定位置まで搬送させるようにすると共に、このカートに炉内における被処理物の位置を前記の搬送案内溝を通して検出する検出手段を設けた。

このように、炉内における被処理物の位置を前記の搬送案内溝を通して検出する検出手段をカートに設けると、カートを移動させて、前記の検出手段により炉内における各被処理物の位置を検出することができ、被処理物を衝突させずに正常に搬送させることができる。

ここで、前記の検出手段をカートに設けるにあたっては、被処理物を搬送方向に搬送させる場合等において、搬送方向下流側における被処理物の位置を適切に検出できるようにするため、検出手段をカートにおける被処理物の搬送方向先端側の位置に設けるようにすることが好ましい。さらに、被処理物を搬送方向とは逆方向に搬送させる場合等において、搬送方向上流側における被処理物の位置を適切に検出できるようにするため、前記の検出手段をカートにおける被処理物の搬送方向後端側の位置にも設けることができる。

また、前記のように炉床の下において走行するカートに検出手段を設けるようにすると、炉床の下は炉内に比べて温度が非常に低くなっているため、この検出手段として、各種のセンサーを使用することができる。特に、この検出手段として、ＩＴＶカメラを用いると、炉内における各被処理物の位置や大きさをより適切に検知できるようになる。

そして、本発明に係る連続加熱炉においては、被処理物を炉内において順々に搬送させて連続的に加熱するにあたり、前記のような炉内搬送装置を用いるようにした。

また、この連続加熱炉においては、前記のようにカートに設けられた検出手段によって炉内における被処理物の位置を検出した場合に、このように検出された被処理物の位置を記憶する記憶手段を設けるようにすることができる。

本発明における炉内搬送装置においては、前記のように炉床の下において被処理物の搬送方向に走行するカートに搬送案内溝を通して上方に突出されて昇降する昇降保持部を設け、この昇降保持部を上昇させ、固定ビームに保持された被処理物をこの昇降保持部に保持させた状態で、前記のカートを走行させて昇降保持部に保持された被処理物を固定ビームの所定位置まで移動させ、被処理物を炉内において順々に搬送させるようにしたため、従来のウォーキングビーム式の炉内搬送装置のように、炉床の下方に、複数の移動ビームを保持させる移動フレームや、この移動フレームを駆動させて各移動ビームをウォーキング動作させるウォーキングビーム駆動手段のような大型の装置を設ける必要がなくなる。

この結果、本発明における炉内搬送装置を使用すると、連続加熱炉等における炉床の下の掘り込み深さを小さくすることができ、設備に要するコストが大きく低減されると共にランニングコストも少なくすみ、さらに掘り込んだ床面にはカート用のレールを敷設しただけの構造となるため、広い空間を確保することができ、メンテナンス等も容易に行えるようになる。

また、本発明における炉内搬送装置においては、炉内における被処理物の位置を検出する検出手段を炉床の下において走行するカートに設けたため、このカートを移動させて、前記の検出手段により炉内における各被処理物の位置を検出することができ、停電等によって被処理物の位置や配列の情報が消失し、炉内における各被処理物の位置が不明になった場合においても、カートを移動させて検出手段により各被処理物の位置を走行して検出し、炉内における各被処理物の位置を再現させることができる。

この結果、停電等によって炉内における各被処理物の位置が不明になった場合においても、前記のように炉内における各被処理物の位置を再現させ、その後、前記のようにカートを走行させて昇降保持部に保持された被処理物を固定ビームの所定位置まで移動させる操作を再開させることができるようになる。

また、前記のようにカートを走行させて、昇降保持部に保持された被処理物を固定ビームの所定位置まで搬送させる際に、前記の検出手段によって搬送方向下流側に存在する先の被処理物を検知させることもでき、この場合には、前記のようにカートによって被処理物を搬送させる際に、この被処理物が搬送方向下流側に存在する先の被処理物に衝突したりするのも適切に防止できるようになる。

本発明の実施形態に係る炉内搬送装置を設けた連続加熱炉の長手方向に沿った概略縦断面説明図である。同実施形態に係る炉内搬送装置を設けた連続加熱炉の幅方向に沿った概略縦断面説明図である。同実施形態に係る炉内搬送装置を設けた連続加熱炉の長手方向に沿った概略横断面説明図である。前記の実施形態における連続加熱炉において、カートに設けられた昇降保持部を上昇させて、固定ビームの上に保持された被処理物をこの昇降保持部の上に保持させた状態を示した部分説明図である。前記の実施形態における連続加熱炉において、被処理物を昇降保持部の上に保持させた状態で、カートの搬送方向先端側に設けられた検出手段が固定ビームの上に保持された先の被処理物を検出する位置まで、カートを被処理物の搬送方向に移動させた状態を示した部分説明図である。前記の実施形態における連続加熱炉において、前記のように先の被処理物を検出する位置までカートを移動させた状態で、カートにおける昇降保持部を下降させて、被処理物を先の被処理物と所要間隔を介するようにして固定ビームの上に保持させた状態を示した部分説明図である。前記の実施形態における連続加熱炉において、前記のカートを被処理物の搬送方向と逆方向に移動させ、カートに設けられた前記の検出手段によって次に搬送させる被処理物が検知される位置までカートを移動させた状態を示した部分説明図である。前記の実施形態における連続加熱炉において、次に搬送させる被処理物が検出手段によって検知される位置まで移動されたカートを被処理物の搬送方向に僅かに移動させて、次に搬送させる被処理物に対応した位置にカートを導いた状態を示した部分説明図である。前記の実施形態における連続加熱炉において、第１〜第４の各カートに設けられた第１〜第４の検出手段により検出された各被処理物の位置を、記憶手段に出力する構成を示したブロック図である。前記の実施形態における連続加熱炉において、固定ビームの上に、長さや幅が異なる様々な種類の被処理物が保持された状態を示した概略横断面説明図である。前記の実施形態における連続加熱炉において、カートにおける被処理物の搬送方向先端側と後端側との両方の位置に検出手段を設け、このカートの搬送方向後端側の位置に設けられた検出手段によって搬送方向上流側に位置する被処理物を検出する状態を示した部分説明図である。前記の実施形態における連続加熱炉において、カートにおける検出手段にＩＴＶカメラを用い、このＩＴＶカメラによって被処理物が搬送方向に傾斜した状態で固定ビームの上に保持されていることを検出する状態を示した部分説明図である。前記の実施形態における連続加熱炉において、前記のように固定ビームの上に搬送方向に傾斜した状態で保持されている被処理物を各カートの昇降保持部に保持させて、被処理物を搬送方向と直交する方向に補正させる状態を示した部分説明図である。

以下、この発明の実施形態に係る炉内搬送装置及びこの炉内搬送装置を設けた連続加熱炉を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、この発明に係る炉内搬送装置及び連続加熱炉は下記の実施形態に示したものに限定されず、発明の要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施できるものである。

この実施形態の連続加熱炉１０においては、図１〜図３に示すように、その側壁１１に複数の燃焼装置１２を設けると共に、その炉床１３の上に被処理物Ａの搬送方向に所要間隔を介して支持部材１４ａを立設させ、これらの支持部材１４ａの上に被処理物Ａの搬送方向に沿った固定ビーム１４を設け、このような固定ビーム１４を被処理物Ａの搬送方向と直交する連続加熱炉１０の幅方向に所要間隔を介して複数設けている。

ここで、この実施形態の連続加熱炉１０において、被処理物Ａを順々に加熱処理するにあたっては、連続加熱炉１０の搬入口１５に設けられた搬入扉１５ａを開け、搬入部１における加熱処理する前の被処理物Ａをこの搬入口１５を通して連続加熱炉１０内に搬入させ、この被処理物Ａを前記の固定ビーム１４の上に保持させるようにする。

次いで、このように固定ビーム１４の上に保持された被処理物Ａを前記の燃焼装置１２により連続加熱炉１０内において加熱させると共に、固定ビーム１４の上に保持された被処理物Ａを後述する炉内搬送装置２０により前記の固定ビーム１４の上において搬送方向下流側に順々に搬送させて加熱処理するようにしている。

そして、この連続加熱炉１０の搬出口１６に設けられた搬出扉１６ａを開け、前記のように加熱処理された被処理物Ａを、この搬出口１６を通して連続加熱炉１０外の搬出部２に搬出させるようにする。

ここで、この実施形態の連続加熱炉１０において、固定ビーム１４の上に保持された被処理物Ａを、炉内搬送装置２０により固定ビーム１４の上において搬送方向下流側に順々に搬送させるにあたっては、前記の固定ビーム１４と重ならない位置において、連続加熱炉１０の炉床１３を貫通するようにして被処理物Ａの搬送方向に沿った搬送案内溝１７を、被処理物Ａの搬送方向と直交する連続加熱炉１０の幅方向に所要間隔を介して複数設けている。

また、前記の炉内搬送装置２０においては、前記の炉床１３の下方における床面Ｇ上に、被処理物Ａの搬送方向に沿った案内レール２１を各搬送案内溝１７と対応するようにして複数敷設し、各案内レール２１の上に自走するカート２２を設けている。

そして、各案内レール２１の上に設けられた各カート２２の上に、それぞれ対応する搬送案内溝１７を通して上方に突出されると共に昇降装置２２ａにより昇降される昇降保持部２２ｂを設けると共に、各カート２２における被処理物Ａの搬送方向先端側の位置に、連続加熱炉１０内の固定ビーム１４の上に保持されている被処理物Ａの位置を検出する検出手段２３として、レーザーセンサー等の各種の光学センサーやＩＴＶカメラ等を設けるようにしている。

また、この実施形態においては、前記の昇降保持部２２ｂが連続加熱炉１０内において過剰に加熱されて変形したり、損傷したりするのを防止するため、図４等に示すように、昇降保持部２２ｂとして、パイプを逆溝型状に折り曲げ加工したものを用い、この昇降保持部２２ｂ内に形成した水路２２ｃにポンプ等の冷却手段（図示せず）により冷却水を導き、昇降保持部２２ｂが過剰に加熱されるのを防止するようにしている。

ここで、前記の炉内搬送装置２０において、固定ビーム１４の上に保持された被処理物Ａを、固定ビーム１４の上において搬送方向下流側に順々に搬送させるにあたっては、図４に示すように、各カート２２に設けられた昇降保持部２２ｂを、前記の昇降装置２２ａによって固定ビーム１４よりも上方の位置まで上昇させ、固定ビーム１４の上に保持された被処理物Ａをこの昇降保持部２２ｂの上に保持させるようにする。

そして、この実施形態においては、被処理物Ａを昇降保持部２２ｂに保持させた状態で、前記のカート２２を案内レール２１に沿って被処理物Ａの搬送方向に走行させ、図５に示すように、このカート２２の搬送方向先端側に設けられた前記の検出手段２３により、先に搬送されて搬送方向下流側における固定ビーム１４の上に保持された先の被処理物Ａを検出し、この位置でカート２２を停止させるようにしている。

その後、図６に示すように、被処理物Ａを保持している前記の昇降保持部２２ｂを前記の昇降装置２２ａにより下降させて、この昇降保持部２２ｂを固定ビーム１４よりも下方に位置に導き、この昇降保持部２２ｂに保持されていた被処理物Ａを、前記の先の被処理物Ａと所要間隔を介するようにして固定ビーム１４の上に保持させるようにしている。

そして、前記のように被処理物Ａを昇降保持部２２ｂから固定ビーム１４の上に保持させた後は、前記のカート２２を案内レール２１に沿って被処理物Ａの搬送方向と逆方向に走行させ、図７に示すように、カート２２に設けられた前記の検出手段２３によって次に搬送させる被処理物Ａが検知される位置までカート２２を移動させる。その後、図８に示すように、次の被処理物Ａが昇降保持部２２ｂの上に適切に保持される位置まで、カート２２を被処理物Ａの搬送方向に移動させ、この状態で、前記のように昇降装置２２ａにより昇降保持部２２ｂを固定ビーム１４よりも上方の位置まで上昇させて、この昇降保持部２２ｂに次の被処理物Ａを保持させ、前記のような操作を何度も繰り返して、固定ビーム１４の上に保持された各被処理物Ａを、搬送方向下流側における固定ビーム１４の上に順々に搬送させるようにする。

なお、この実施形態においては、カート２２に設けられた前記の検出手段２３により搬送方向下流側に位置する先の被処理物Ａを検出して、カート２２の走行を制御させるようにしたが、搬送方向の幅が広い被処理物Ａ等を搬送させる場合のように、前記の検出手段２３によって搬送方向下流側に位置する先の被処理物Ａを適切に検出することが困難な場合には、カート２２の走行を制御する制御装置（図示せず）を設け、この制御装置により、被処理物Ａの搬送方向の幅に対応させて、カート２２を走行させる距離を制御させることもできる。

また、この実施形態においては、図９に示すように、第１〜第４の各カート２２に設けられた第１〜第４の検出手段２３によって検出された各被処理物Ａの位置を、第１〜第４の検出手段２３から記憶手段３０に出力し、この記憶手段３０により、連続加熱炉１０内における固定ビーム１４の上に保持された各被処理物Ａの位置や配列状態を記憶させるようにしている。

ここで、図１０に示すように、連続加熱炉１０内における固定ビーム１４の上に、長さや幅が異なる様々な種類の被処理物Ａが保持された状態で、停電等により、前記の記憶手段３０において記憶されていた各被処理物Ａの位置や配列状態の情報が消失した場合には、前記の各カート２２をそれぞれ案内レール２１に沿って連続加熱炉１０の搬入口１５から搬出口１６まで走行させ、各カート２２に設けられた各検出手段２３により、固定ビーム１４の上に保持された各被処理物Ａを走行して検出し、この結果を記憶手段３０に出力させるようにする。

このようにすると、記憶手段３０において記憶されていた各被処理物Ａの位置や配列状態の情報が消失した場合においても、固定ビーム１４の上に保持された各被処理物Ａの位置等を適切に再現させることができ、前記のように各カート２２における昇降保持部２２ｂに被処理物Ａを保持させ、この状態で、各カート２２を走行させて、被処理物Ａを固定ビーム１４の所定位置まで移動させる操作を適切に再開させることができるようになる。

なお、前記のように各カート２２を連続加熱炉１０の搬入口１５から搬出口１６まで走行させ、各カート２２に設けられた各検出手段２３によって固定ビーム１４の上に保持された各被処理物Ａを検出させるにあたり、例えば、図１０に示すように、搬送方向と交差する方向に、幅の異なる２本の短い被処理物Ａ４と被処理物Ａ３とが並んで存在する場合には、この被処理物Ａ４と被処理物Ａ３との幅の相違を、それぞれの検出手段２３によって検出することができ、これにより幅の異なる２本の短い被処理物Ａ４と被処理物Ａ３とが存在することを確認できる。しかし、幅が同じになった２本の短い被処理物Ａ２と被処理物Ａ３とが直線状に並んで存在する場合には、１本の長い被処理物Ａ１が存在する場合と区別することができなくなる。但し、このように幅が同じになった２本の短い被処理物Ａ２と被処理物Ａ３とが直線状に並んで存在する場合と、１本の長い被処理物Ａ１が存在する場合との何れにおいても、前記のように各カート２２における昇降保持部２２ｂに被処理物Ａを保持させ、この状態で、各カート２２を走行させて被処理物Ａを固定ビーム１４の所定位置まで移動させる操作は同じであり、特に支障が生じるということがない。

また、連続加熱炉１０内に導入させた被処理物Ａの順番や長さの情報が存在していれば、前記のように各カート２２に設けられた各検出手段２３によって検出された各被処理物Ａの結果と合わせて、固定ビーム１４の上に保持された各被処理物Ａの位置や配列状態をより正確に再現させることができるようになる。

なお、この実施形態においては、固定ビーム１４の上に保持されている被処理物Ａの位置を検出する検出手段２３を、各カート２２における被処理物Ａの搬送方向先端側の位置に設けるようにしただけであるが、図１１に示すように、前記の検出手段２３を、各カート２２における被処理物Ａの搬送方向後端側の位置にも設け、このカート２２を案内レール２１に沿って被処理物Ａの搬送方向と逆方向に移動させる場合において、カート２２の搬送方向後端側の位置に設けられた前記の検出手段２３によって、搬送方向上流側に位置する被処理物Ａを検出させるようにすることもできる。

さらに、前記の検出手段２３としては、レーザーセンサー等を用いているが、ＩＴＶカメラ２３ａをカート２２に設けると、このＩＴＶカメラ２３ａにより、搬送方向の広い範囲において、固定ビーム１４の上に保持されている被処理物Ａの状態を検出することができ、図１２に示すように、被処理物Ａが搬送方向に傾斜した状態で固定ビーム１４の上に保持されている場合にも、このような被処理物Ａの傾きを検出することもできるようになる。なお、このような検出は、レーザーセンサーをカート２２に複数台設置することによっても可能である。

そして、このように被処理物Ａが搬送方向に傾斜した状態で固定ビーム１４の上に保持されている場合には、各カート２２における昇降保持部２２ｂにより傾斜した被処理物Ａを保持させた後、図１３に示すように、被処理物Ａにおける搬送方向下流側の部分を保持するカート２２を移動させずに、傾斜した被処理物Ａにおける搬送方向上流側の部分を保持するカート２２だけを搬送方向に移動させて、被処理物Ａを搬送方向と直交する方向に補正させて、固定ビーム１４の上に保持させるようにすることができる。

１搬入部
２搬出部
１０連続加熱炉
１１側壁
１２燃焼装置
１３炉床
１４固定ビーム，１４ａ支持部材
１５搬入口，１５ａ搬入扉
１６搬出口，１６ａ搬出扉
１７搬送案内溝
２０炉内搬送装置
２１案内レール
２２カート，２２ａ昇降装置，２２ｂ昇降保持部，２２ｃ水路
２３検出手段，２３ａＩＴＶカメラ
３０記憶手段
Ａ，Ａ１〜Ａ４被処理物
Ｇ床面

Claims

炉床の上方に被処理物の搬送方向に沿った固定ビームが被処理物の搬送方向と交差する方向に所要間隔を介して複数設けられると共に、被処理物の搬送方向に沿って前記の炉床を貫通する搬送案内溝が被処理物の搬送方向と交差する方向に所要間隔を介して複数設けられ、前記の各搬送案内溝に対応して前記の炉床の下において被処理物の搬送方向に走行するカートが設けられると共に、このカートに前記の搬送案内溝を通して上方に突出されて昇降する昇降保持部が設けられ、この昇降保持部を上昇させて、前記の固定ビームに保持された被処理物をこの昇降保持部に保持させた状態で、前記のカートを走行させて、昇降保持部に保持された被処理物を固定ビームの所定位置まで搬送させるようにすると共に、このカートに炉内における被処理物の位置を前記の搬送案内溝を通して検出する検出手段を設けたことを特徴とする炉内搬送装置。
請求項１に記載の炉内搬送装置において、前記の検出手段をカートにおける被処理物の搬送方向先端側の位置に設けたことを特徴とする炉内搬送装置。
請求項１に記載の炉内搬送装置において、前記の検出手段をカートにおける被処理物の搬送方向後端側の位置に設けたことを特徴とする炉内搬送装置。
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の炉内搬送装置において、前記のカートの走行を制御する制御装置を設け、この制御装置により被処理物の搬送方向の幅に対応させてカートを走行させる距離を制御することを特徴とする炉内搬送装置。
請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の炉内搬送装置において、前記の検出手段がＩＴＶカメラであることを特徴とする炉内搬送装置。
請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の炉内搬送装置が設けられていることを特徴とする連続加熱炉。
請求項６に記載の連続加熱炉において、前記のカートに設けられた検出手段により検出された被処理物の位置を記憶する記憶手段を設けたことを特徴とする連続加熱炉。