JPH08199227A - ウォーキングビーム加熱炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウォーキングビーム加熱炉の均熱帯において
被加熱材どうしの間隔を広げる操作が確実に行なえるよ
うにすると共にその装置構造も簡単にすること。 【構成】 固定ビーム及び矩形運動する移動ビームとを
備えて被加熱材を間欠搬送するウォーキングビーム加熱
炉であって、移動ビームを被加熱材の搬送方向に向けて
低位搭載面及びこれよりも高いレベルの高位搭載面の順
に段差状に形成し、移動ビームの段差部分が前記固定ビ
ームの搭載面を下から上に突っ切る期間において、移動
ビームを搬送方向に移動させることにより、段差部分へ
の被加熱材の搭載の時間差と移動ビームの水平移動とに
より、被加熱材の間隔を広げたものとして均熱帯への供
給を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば鋼片スラブ等
を加熱処理するウォーキングビーム加熱炉に係り、特に
炉を出る前の被加熱材を均一に加熱できるようにこれら
の加熱材の間隔を広げるようにした加熱炉及びその操業
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】固定ビームと移動ビームとを備えたウォ
ーキングビーム加熱炉は、移動ビームの矩形運動によっ
てこれらの移動ビームと固定ビームに被加熱材を交互に
載せていきながら順に搬送していくものがその基本であ
る。

【０００３】このようなウォーキングビーム式の加熱炉
では、被加熱材は加熱炉の装入口から一定の間隔をおい
て順に供給され、炉内を通過する間に所定の温度まで加
熱された後に炉外に搬出される。そして、被加熱材を最
終的に均一に加熱するためには、炉を出る前の均熱帯で
の被加熱材どうしの間隔を広げて被加熱材への熱伝達を
促進させることにより、被加熱材の均熱性を向上させる
ことができる。

【０００４】しかし、被加熱材の間隔を広げることは、
従来のウォーキングビーム式の加熱炉では均熱帯とその
他の加熱帯の炉床を分割し、その分割点にて分割された
炉床をそれぞれ独立して別駆動させる必要がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、加熱炉内に
動作が異なる２系統の炉床に分割することは、炉内構造
が複雑になるほか駆動装置も２系統が必要となり、制御
もこれに伴って複雑になる。

【０００６】たとえば、これらの分割された炉床を連動
させることで、被加熱材を炉入口側の炉床から出口側の
炉床へ移載するような場合では、被加熱材のパスから見
れば炉床が不連続となる点があるため、移載のときに被
加熱材の姿勢がずれてしまうことがある。このため、被
加熱材どうしの間隔が適切に維持されず、間隔が小さく
なり過ぎて却って加熱不良を招くことにもなる。

【０００７】このように、均熱帯で被加熱材どうしの間
隔を広げる操作で均熱化は可能であるものの、炉の構造
や操業のための制御も複雑になる傾向にある。

【０００８】本発明において解決すべき課題は、ウォー
キングビーム加熱炉の均熱帯において被加熱材どうしの
間隔を広げる操作が確実に行なえるようにすると共にそ
の装置構造も簡単にすることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、固定ビーム
と、該固定ビームの被加熱材の搭載面に対して上下に移
動可能であって前記被加熱材を間欠搬送する移動ビーム
を備え、前記移動ビームを矩形運動させる駆動機構に連
接したウォーキングビーム加熱炉であって、前記移動ビ
ームを前記被加熱材の搬送方向に向けて低位搭載面及び
これよりも高いレベルの高位搭載面の順に段差状に形成
し、前記移動ビームの段差部分が前記固定ビームの搭載
面を下から上に突っ切る期間において、前記移動ビーム
を搬送方向に移動させる系としてなることを特徴とす
る。

【００１０】このような構成において、移動ビームの段
差状の部分を炉体内における被加熱材の均熱帯の入口帯
域に位置させたものとしてもよい。

【００１１】

【作用】移動ビームの低位搭載面と高位搭載面との間の
段差をたとえば搬送方向に或る程度の長さを持つ傾斜面
としたとき、移動ビームが上昇すると高位搭載面に近い
側の傾斜面が固定ビームの上の被加熱材を受け取り、順
に低位搭載面側に向けて被加熱材を傾斜面上に載せてい
く。この移動ビームの上昇動作に合わせて、移動ビーム
を被加熱材の搬送方向へも移動させると、時間差をおい
て移動ビームの傾斜面上に固定ビームから被加熱材が移
載されていくので、固定ビーム上にあった被加熱材どう
しの間の間隔よりも移動ビーム上での間隔を広げること
が可能となる。

【００１２】また、移動ビームの段差状部分を均熱帯の
入口帯域に設けると、均熱帯では被加熱材どうしの間隔
を広げたものとすることができ、それぞれの被加熱材へ
の伝熱を促進することによって、より良好な均熱化が可
能となる。

【００１３】

【実施例】図１は本発明のウォーキングビーム加熱炉の
概略縦断面図である。

【００１４】図において、炉体１には被加熱材の入口１
ａ及び出口１ｂを設け、これらの入口１ａと出口１ｂの
間に水平姿勢の固定ビーム２を配置している。そして、
この固定ビーム２の上下には複数の加熱用のバーナ１ｃ
を備え、炉体１の入口１ａ側には加熱ガスを排気する煙
道１ｄを設ける。

【００１５】炉体１の内部は、従来のウォーキングビー
ム加熱炉と同様に、入口１ａ側を加熱帯としその下流側
であって出口側を均熱帯として設定できるように、各バ
ーナ１ｃの配置及びこれらのそれぞれの加熱量が設定さ
れる。

【００１６】固定ビーム２の下側には被加熱材を間欠的
に昇降及び前進さえるための移動ビーム３を備え、この
移動ビーム３を駆動するための駆動機構を炉体１の下の
ピット１０内に設ける。この駆動機構は昇降下段フレー
ム４及び水平移動上段フレーム５を備え、これらのフレ
ーム４，５の運動の合成によって、移動ビーム３に昇降
及び水平移動の動作を行なわせる。

【００１７】昇降下段フレーム４は複数のホイール４ａ
を備えてこれらを傾斜面を持つガイド４ｂの上に載せ、
一端をシリンダ４ｃに連接したものである。そして、シ
リンダ４ｃによって昇降下段フレーム４を図において右
側に移動させると、このフレーム４のレベルが上がり、
逆に左泡に移動させることによってレベルを下げること
ができる。したがって、シリンダ４ｃによる往復駆動に
よって、昇降下段フレーム４は上下運動を繰り返す。

【００１８】水平移動上段フレーム５は複数のホイール
５ａによって昇降下段フレーム４の上に搭載され、昇降
下段フレーム４に備えたシリンダ５ｂに連接されたもの
であり、このシリンダ５ｂの作動によって図において昇
降スキッド４上の左右に移動可能である。そして、水平
移動上段フレーム５には炉体１の底部を貫通してほぼ鉛
直に立ち上げた複数のステー５ｃを備え、これらのステ
ー５ｃの上端を移動ビーム３に連結してこの移動ビーム
３を支持している。

【００１９】移動ビーム３は、被加熱材の搬送方向に見
て加熱帯側が低くて均熱帯側が少し高くなるような段差
状の搭載面を形成している。すなわち、上流側から低位
搭載面３ａ，傾斜面３ｂ及び高位搭載面３ｃを備え、傾
斜面３ｂを炉体１内での均熱帯の入口部分にに相当する
帯域への入口に対応するように位置させている。

【００２０】以上の構成において、入口１ａから搬入さ
れる被加熱材２０は図１に示すように移動ビーム４が固
定ビーム３よりも低い位置にある期間では、固定ビーム
３の上に搭載されたまである。そして、従来のウォーキ
ングビームと同様に、移動ビーム４のほぼ矩形の運動に
よって各被加熱材２０が固定ビーム３から浮かせて移動
ビーム４によって支持して水平移動させることで、被加
熱材２０を移動させていく。

【００２１】図２はシリンダ４ｃによる昇降下段フレー
ム４の上下動作及びシリンダ５ｂによる水平移動上段フ
レーム５の水平動作のそれぞれを制御することによって
得られる移動ビーム３の移動軌跡を示すものである。こ
の軌跡は、移動ビーム３の任意の位置の一点をトレース
したものとして表現したものであり、原点Ｏとして示す
ものは図１に置ける状態、すなわち昇降下段フレーム４
がその最低レベルまで下降し水平移動上段フレーム５は
入口１ａ側へ向けて最大量シフトされている時点に相当
する。

【００２２】作動開始後には、原点ＯからＡまで上に動
く線で現すように、シリンダ４ｃのみが作動して昇降下
段フレーム４を上昇させることにより、鉛直方向に移動
ビーム３が上昇する。そして、高位搭載面３ｃが固定ビ
ーム２と同じレベルとなってこの固定ビーム２上の被熱
材２０を受け取った時点（Ａのレベルに相当）で、シリ
ンダ５ｂを作動させて水平移動スキッド５を出口１ｂ側
に移動させてＢヘ向けてシフトする。これにより、高位
搭載面３ｃに載っている被加熱材２０の全てを傾斜面３
ｂ上で受ける被加熱材２０よりも搬送方向に遠ざけるこ
とができ、均熱帯に送り込む傾斜面３ｂ上に在って最も
高位搭載面３ｃ側に近い被加熱材２０ａと高位搭載面３
ｃ側の被加熱材２０ｂとの間の間隔を広げることができ
る。

【００２３】ここまでの操作で、均熱帯部分の固定ビー
ム２に搭載されている被加熱材２０のみが移動ビーム３
に載って出口１ｂ側へシフトされる。

【００２４】次いで、ＢからＣの軌跡となるようにシリ
ンダ４ｃ，５ｂを駆動して移動ビーム３を出口１ｂ側へ
移動させながら上昇させる。この移動ビーム３の上昇に
よって、既に高位搭載面３ｃに受け取られている被加熱
材２０に引き続いて、傾斜面３ｂ上の上方に位置してい
る被加熱材２０が右側のものから左側のものへ順にこの
傾斜面３ｂの上に次第に載っていく。このとき、移動ビ
ーム３は上昇動作だけでなく、出口１ｂ側へも継続して
移動していてしかも傾斜面３ｂに順に載せられる被加熱
材２０は時間差を持って順にこの傾斜面３ｂに移載され
る。したがって、図１において一定のピッチで固定ビー
ム２に搭載されていた被加熱材２０は、移動ビーム３の
傾斜面に載るときには、それぞれの間隔が元のものより
も広げられる。

【００２５】このような間隔の広がりは、ＢからＣまで
の移動の間の初期または中間期までに完了するものとす
る。すなわち、移動ビーム３が上昇していき、傾斜面３
ｂによってその上方の固定ビーム２上の被加熱材２０を
受け取ると共に、移動ビーム３を固定ビーム２よりも少
し上（図２において点ＣからＤのレベル）まで移動させ
ることによって、低位載置面３ａにも入口１ａ側の被加
熱材２０を搭載できるようにする。

【００２６】ＣからＤまでの過程は、シリンダ５ｂによ
る水平移動上段スキッド５の移動のみであり、これによ
って被加熱材２０は元の固定ビーム２上の位置から出口
１ｂ側に水平移動上段フレーム５の移動量に等しい距離
だけ移送される。そして、Ｄの位置からはシリンダ４ｃ
によって昇降下段フレーム４を下降させ、水平移動上段
フレーム５は更に出口１ｂ側に向けて移動を継続させ
る。これにより、ＤからＥを経由してＦのレベルに以降
する期間に、低位載置面３ａ上の被加熱材２０が同時に
固定ビーム２側に移載され、これに引き続いて傾斜面３
ｂ上の被加熱材２０の群れは出口１ａに近い側のものか
ら順に移載される。

【００２７】この傾斜面３ｂ上からの移載のときには、
傾斜面３ｂに搭載されていた被加熱材２０どうしの間隔
は、低位載置面３ａ上のそれよりも長くなっているの
で、傾斜面３ｂ部分が位置している均熱帯への入口部分
からは被加熱材２０どうしの間隔を大きくすることがで
きる。

【００２８】更に、ＦからＧの過程ではシリンダ５ｂの
作動はなく、シリンダ４ｃによって昇降スキッド４を図
１のレベルまで下降させ、更にＧからＯの軌跡を取るよ
うにシリンダ５ｂによって水平移動上段フレーム５を元
の原点Ｏ位置へと戻す。

【００２９】このような移動ビーム３の動きによって、
加熱帯から均熱帯に順に移動していく被加熱材２０を、
加熱帯でのそれぞれの間の間隔に比べてこれを広げるこ
とができる。このため、均熱帯で更に加熱される被加熱
材２０に対する伝熱は、加熱帯でのそれよりも大きくな
り、被加熱材２０の均熱化が促進される。

【００３０】また、被加熱材２０の間隔の変更は、移動
ビーム３の搬送方向に段差を持たせて傾斜面３ｂの搭載
部としたことと、シリンダ４ｃ，５ｂによる上昇及び水
平方向への移動の合成とによって可能である。このた
め、移動ビーム３を分割式としてそれぞれを同期して駆
動するような機構や制御は不要となり、設備が簡略化さ
れる。そして、被加熱材２０は連続した一体の移動ビー
ム３によって搬送されるので、間隔の変更に伴って各被
加熱材２０どうしの間の間隔の平行度が乱れてしまうこ
ともなく、均熱帯での均一な加熱が良好に行なわれる。

【００３１】図３は、移動ビーム３の傾斜面３ｂの長さ
を零にして、低位搭載面３ａと高位搭載面３ｃのみとし
てこれらの搭載面３ａ，３ｃとの間を垂直の段差とした
例である。

【００３２】この例でも、固定ビームは図示の一定のレ
ベルに保持され、移動ビーム３は先の例で示した駆動機
構に連接されたものであり、図２に示した移動ビーム３
の動作のパターンを実行させることによって、均熱帯へ
送り込む被加熱材２０の間隔を広げることができる。

【００３３】すなわち、同図の（ａ）の状態からの移動
ビーム３の上昇によって同図（ｂ）に示すように高位搭
載面３ｃが被加熱材２０を受け取るとき、移動ビーム３
は送り方向へシフトされながら動作して段差の下流にあ
る被加熱材２０に送りを与える。そして、この送り動作
を伴いながらの移動ビーム３の上昇動作によって、同図
（ｃ）のように固定ビーム２の上に搭載された被加熱材
２０どうしの間隔を広げることができる。

【００３４】

【発明の効果】本発明では、移動ビームの段差形状とそ
の動きのパターンとによって、加熱帯から均熱帯に向か
う被加熱材どうしの間隔を広げる操作ができる。このた
め、移動ビームを分割してそれぞれに駆動系を設けて連
動させるような構造に比べると、全体の設備が簡略化さ
れ、制御も簡単になる。

【００３５】また、移動ビームが一体物で全ての被加熱
材の移送を行うので、間隔を変更するときの被加熱材ど
うしの間の平行関係などが乱れることがなく、より一層
効果的な均熱化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のウォーキングビーム加熱炉の概略縦
断面図である。

【図２】 図１における移動ビームの動きのパターンを
示す図である。

【図３】 移動ビームを段差の境界によって低位及び高
位の搭載面を持つものの例であって、同図の（ａ）から
（ｃ）の順に動作を示したものである。

【符号の説明】

１ 炉体 １ａ 入口 １ｂ 出口 １ｃ バーナ ２ 固定ビーム ３ 移動ビーム ３ａ 低位搭載面 ３ｂ 傾斜面 ３ｃ 高位搭載面 ４ 昇降下段フレーム ４ａ ホイール ４ｂ ガイド ４ｃ シリンダ ５ 水平移動上段フレーム ５ａ ホイール ５ｂ シリンダ ５ｃ ステー ２０ 被加熱材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定ビームと、該固定ビームの被加熱材
   の搭載面に対して上下に移動可能であって前記被加熱材
   を間欠搬送する移動ビームを備え、前記移動ビームを矩
   形運動させる駆動機構に連接したウォーキングビーム加
   熱炉であって、前記移動ビームを前記被加熱材の搬送方
   向に向けて低位搭載面及びこれよりも高いレベルの高位
   搭載面の順に段差状に形成し、前記移動ビームの段差部
   分が前記固定ビームの搭載面を下から上に突っ切る期間
   において、前記移動ビームを搬送方向に移動させる系と
   してなるウォーキングビーム加熱炉。
2. 【請求項２】 前記移動ビームの段差状の部分を炉体内
   における前記被加熱材の均熱帯の入口帯域に位置させて
   なる請求項１記載のウォーキングビーム加熱炉。