JPS5819152Y2 - 揺動移送式炉内でビレツト等を加熱するための装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はビレットまたはこれに類似する物を加熱するた
めに使用される揺動移送式炉に関する。

ステップ移送型炉とも呼ばれている揺動移送式炉は、公
知のごとくビレット等を載置するための固定された、炉
の長手方向にのびる固定ビーム部材と、該固定ビーム部
材と平行してのび、ビレット等を移送するために役立て
られる上昇下降可能且つ前進後進の往復運動可能な送り
ビーム部材とを有する。

ビレットの炉内通過移送は間欠的にビレットを上昇させ
、炉の長手方向に移送させそして下降させることを反復
して実施される。

この際に、送りビーム部材はその上端縁が固定ビーム部
材の上端縁より上に突き上げられるように上昇され、こ
れによってビレットは固定ビーム部材から持ち上げられ
て送りビーム部材の上にのる。

次に上昇された送りビーム部材は炉の出口開口の方向に
向けて前進され、ビレットはこれに従って一段階だけ前
進移送される。

このあと、送りビーム部材はその上端縁が固定ビーム部
材の上端縁よりも下にくるように下降され、これによっ
てビレットは再び固定ビーム部材の上にのる。

そして下降された送りビーム部材は次の送り段階を実施
するために後進戻り運動させられる。

この形式の炉で、たとえばドイツ国特許公報第１２２１
２６０号より公知の炉の場合では、多数の並列して置か
れたビレットが炉を通過中宮に同じ側の表面を上に向け
たまま移送される。

したがってこの炉では、水平なビレットの上側表面部分
は下側になっている水平表面部分よりも相当に早く加熱
される。

これによって生じる上側表面部分と下側表面部分との間
の温度差によりビレットは垂直方向上向きに弓状に反り
曲る。

さらに移送中移送方向の先方側に位置している垂直表面
部分は後方側の垂直表面部分よりも早くあるいはより強
く加熱される。

なぜならば炉内においては出口領域に向うに従ってより
温度が高くなっているからである。

これによるビレットの先端側表面と後端側表面との温度
差によってビレットはさらに水平方向においても弓状に
曲る。

対向する側のビレットの表面のかかる温度差に起因する
垂直方向の、とりわけ垂直方向と水平方向との組合わさ
った反り曲りはかなり大きくなる可能性があり、ビレッ
トが移送方向前方にころがり出すほどにもなる。

この反り曲りによって特に加熱されたビレットを炉から
排出することが困難になり、全く排出不能となる場合も
少くない。

このような場合には障害を取り除くために炉の運転を止
めることが必要となり、反り曲りによってころがって位
置の乱れたビレットを外部からつかんで正しい位置に戻
し直さなければならない。

このような障害を少なくするために公知技術でビレット
等を加熱するためには、所定値までビレットをゆっくり
と加熱し、揺動移送式炉内をビレットが通過する通過時
間を長くしてやることを余儀なくされる。

本考案の目的は上記のごとき公知技術の欠陥を排除し、
対向する側の表面部分間に所望せざる過度を温度差が生
せず、従って温度差に伴なうビレットの反り曲りや、傾
倒等の起らない新規な方法を提供することを目的とする
。

本考案によればビレットの炉の通過時間は短縮され、炉
の単位長さ当りのビレットの温度吸収度は向上される。

本考案によればこの目的は次のようにして達成される。

すなわち、ビレットが炉を通過して移送される間に、段
階的且つ漸進的に該ビレットが少なくとも完全１回転す
るまでビレットをその長手方向軸（縦軸）のまわりに回
転させるのである。

好ましくはこの場合、ビレットが炉長方向に一段進むご
とに同時的に３６０°よりも小さいある角度だけビレッ
トを回転させる。

すなわち、本考案によれば、ビレットは炉を通過移送さ
れる間に、少なくとも完全１回転をなすまでその長手方
向軸のまわりに段階的に回転させられる。

これによって相対する側の表面が均等に加熱されるよう
になる。

ビレットは反り曲りしなくなり、その最初の真直ぐな形
状を保持し固定ビーム部材および送りビーム部材上で転
げることなく正しい位置を維持する。

したがって炉から加熱されたビレットを排出するのに何
等の障害も起らず、ビレットが正しくない位置に転動し
てしまうために炉の運転を中止しなければならないよう
な事態も生じなくなる。

さらに、炉長を短くするかあるいはビレットの炉内通過
時間を短縮することも可能となる。

ビレットの全表面が一様的に加熱されるので、実質的に
従来よりもより強い且つ急速な加熱が可能となる。

炉内への熱の導入量、特に炉の最初の領域への熱の導入
量を大幅に高め、炉内の温度を従来よりも高くすること
ができる。

炉からビレットへの熱伝達は従来よりもはるかに良好と
なり、単位時間当りの熱伝達量は従来の場合よりもはる
かに大きくなる。

熱伝達はさらに次のようにして一層促進される。

すなわち、ビレットの各回転段階ごとに、最も強く加熱
され、最大温度を有する側の面、たとえば上側面の位置
にそれよりも低い温度にあった側の面がくるようにする
のである。

これによってビレットの温度−緑化がもたらされるばか
りでなく、炉空間からビレットへの熱の流れもかなり強
くなる。

本考案の有利な実施態様によれば、移送と組合わされた
ビレットの回転は炉長の最初の部分、特に非合金鋼ビレ
ットの場合ではビレットが７５０゜〜８００℃の温度に
到達するまでの領域にのみ制限される。

この温度においてはビレットはその自重の作用下でたわ
み得るほどの十分な大きさの変形性を獲得するので、上
方へ向かう反り曲りは打ち消され、好ましからざるビレ
ットの湾曲は避けられる。

すなわち、この有利な実施態様は、上側面と下側面との
温度差に起因する上方に反り返るビレットの湾曲は、ビ
レットの自重の作用によるたわみが上向きの反り返りを
打消すことが出来ない間、すなわちたわみ速度が小さい
かないしはたわみ性が不十分な間に起るという認識に立
脚するものである。

すなわち、ビレットがある所定の平均温度たとえば非合
金鋼の場合では７５０〜８００℃に到達すれば、ビレッ
トはその自重の作用で非常に早い速度で強くたわみ得る
ようになり、上側面と下側面との間の温度差に起因する
上方の反り曲りとは反対の方向のたわみが直ちに生じ、
反り曲りは取り除かれしたがって反り曲りは実際上発生
しなくなるのである。

したがって本考案に従えば、炉内通過時のビレットの回
転は該ビレットが上記した温度に到達するまでに行なわ
れる。

これによってビレットをその縦軸のまわりに段階的漸進
的に回転させるための実際上のコストが炉長の最初の領
域部分のみに限定されうるという利点が得られる。

本考案を実施するための装置として下記のごとき揺動移
送式炉が提案される。

すなわち、それ自体公知の態様で炉長方向にのびる固定
ビーム部材と、該ビーム部材と平行にのびて上昇下降可
能且つ前進後進可能な送りビーム部材とを有する揺動移
送式炉において、固定ビーム部材および／または送りビ
ーム部材がその上端縁にビームを横切る方向に切られ、
ビレットがのる傾斜面を有するビレット収容切欠きを具
備していることを特徴とする揺動移送式炉である。

以下本考案を図示した実施例についてさらに詳細に説明
する。

ビレットＡまたはこれに類似する物のための図示した揺
動移送式炉は公知のごとく炉の長手方向にのびるビレッ
ト載置用部材すなわち固定ビーム部材１と、これに平行
にのびる送りビーム部材２とを有する。

ビレットＡを移送するための該送りビーム部材２は昇降
運動ならびに前進後進往復運動とが可能である。

固定ビーム部材１は柱部材３に固定されている。

そして各２つの固定ビーム部材１の間にそれぞれ１つの
送りビーム部材２が配置されている。

すべての送りビーム部材２は同時的に動かされ、たとえ
ばその下降位置（第１〜３図および第５図参照）から第
４図の矢印Ｆ１の方向に該送りビーム部材の上端縁が固
定ビーム部材１の上端縁より上に突き出るまで（第６図
参照）上昇される。

かくして上昇された送りビーム部材２は次にビレットの
移送方向すなわち炉の長手方向に前進運動させられる（
第７図）。

この運動は第４図に矢印Ｆ２で示されている。

このあと送りビーム部材２は再び第４図の矢印Ｆ３で示
すように下降されてそれら送りビーム部材の上端縁は固
定ビーム部材１の上端縁より下の位置にくる（第８図）
。

そしてこの次には該下降された送りビーム部材２はビレ
ット移送方向と反対の方向に後進されて戻り運動する（
第９図）。

この運動は第４図の矢印Ｆ４で示されている。

送りビーム部材２のこのリズミカルな反復運動は任意適
当な運動機構を利用して行なうことができる。

第１および２図に例示した具体例では、各送りビーム部
材２は対をなしてそれぞれ炉の長手方向に往復運動可能
な支持枠４に取りつけられている。

該支持枠４は上昇および下降可能な支持枠５の上にのっ
ている。

この場合、往復運動可能な支持枠４は支持枠５内に回転
自在に取りつけられたローラ６にのせられている。

そして複動流体ピストンシリンダ７によって、枢軸９に
連結されたレバー腕８および作動杆１０，１１０を介し
て往復運動させられる。

支持枠５は流体ピストンシリンダ１１により揺動レバー
１２とロッド１１２とを介して炉の長手方向すなわち第
４図の矢印Ｆ２とＦ４の方向に往復移動される。

この運動の際に該支持枠５はその走行ローラ１３が位置
固定された傾斜面１４上を走行する。

このため、支持枠４およびこれに固定されている送りビ
ーム部材２は走行ローラ１３の運動にともなって第４図
の矢印Ｆ１とＦ３の方向に上昇および下降運動させられ
る。

固定ビーム部材１の上端縁にはビームを横切る方向に切
り込まれたビレット収容切欠き１５．１６がつけられて
いる。

該切欠きは特に第３図に明らかなように、非対称形の台
形輪郭を有し、緩斜面１１５ないし１１６と急斜面２１
５ないし２１６とを持っている。

切欠き１５の急斜面２１５は炉を通過するビレットの移
送方向に関して後ろ向きに傾斜しており、緩斜面１１５
の方は移送方向に関して前向きに傾斜している。

これとは逆に次の切欠き１６は急斜面２１６がビレット
の移送方向に関して前向きにそして緩斜面１１６が後ろ
向きに傾斜している。

切欠き１５．１６は交番的に且つ互に鏡像関係をもって
固定ビーム部材１の上端縁内に設けられており、そして
急斜面２１５，２１６が１つの歯１７で合しそして緩斜
面１１５，１１６が１つの歯１１７で合するよう対をな
した態様で順次連続して配置されている。

送りビーム部材２の上端縁にも同じくビレット収容切欠
き１８が設けられている。

ただしこの切欠き１８はいずれも左右対称形の台形輪郭
を有している。

両側の傾斜面１１８と２１８との傾斜は全く同一であり
、固定ビーム部材１の切欠き１５．１６の緩斜面１１５
，１１６の傾斜にほぼ一致している。

送りビーム部材に設けられた切欠き１８は互に間隔を置
いて配設されており、切欠き間に水平な上縁部１９が残
されている。

固定ビーム部材１と送りビーム部材２の上端縁の上記ビ
レット収容切欠き１５゜１６．１８は特に第１図に見ら
れるように炉長の最初の部分にのみ存在するものである
。

炉の側方入口開口２０の領域においては固定ビーム部材
１、送りビーム部材２の上端縁は短い水平な始端域１０
１゜１０２を有する。

炉の側方出口開口は参照数字２１で図示されており、炉
の天井には、火口２２が設けられている。

ビレツ）Ａは上記ビーム部材に横に向けて置かれて炉内
を通過する。

そして通過時に段階的に移動されると共に本考案に従っ
て段階的にビレットＡはその縦軸のまわりに回転させら
れる。

以下第５〜１４図を参照しながら本装置の作動の仕方に
ついて説明する。

ビレツ）Ａの回転運動を分り易くするために、第５〜１
４図では最初に上側になっていたビレットの外表面を斜
線をつけて示しである。

入口開口２０を通って炉内に押し込まれたビレツ）Ａは
固定ビーム部材１の水平始端部１０１の上にのり、この
間送りビーム部材２は下降され後進される（第５図）。

次に送りビーム部材２が上昇され（第４図の矢印Ｆｌ）
そしてその平らな始端部１０２でビレツ）Ａを固定ビー
ム部材１から持ち上げる（第６図）。

上昇した送りビーム部材２はビレツ）Ａと共に炉の長手
方向に矢印Ｆ２の方に向って一段だけ前進しく第７図）
そして次に矢印Ｆ３の方向に下降する。

これによってビレツ）Ａは固定ビーム部材１の第１の切
欠き１５の緩斜面１１５の上におかれそしてこの結果５
〜７図に示された最初の状態から緩斜面１１５の傾斜に
相当する角度だけその縦軸のまわりに移送方向に向いて
回転する。

下降した送りビーム部材２は矢印Ｆ４の方向に後進して
戻り運動しく第９図）そして次に矢印Ｆ１の方向に上昇
する（第１０図）。

この時にその最初の切欠き１８の傾斜面１１８にビレツ
）Ａをのせて該ビレットを固定ビーム部材１から持ち上
げる。

切欠き１８の傾斜面１１８は固定ビーム部材１の切欠き
１５の緩斜面１１５とほぼ同じ傾斜度を有するので、固
定ビーム部材１から持ち上げられたビレットＡはその傾
斜姿勢を維持する（第１０図参照）。

次に送りビーム部材２は再び矢印Ｆ２の方向に一段階だ
けビレットを前進させ（第１１図）そしてその後再び矢
印Ｆ３の方向に下降する。

この際に、ビレツ）Ａは次の切欠き１６の急斜面２１６
にのせられる。

該切欠き１６の急斜面２１６の傾斜はすでに傾斜姿勢に
あったビレツ）Ａがそのままの状態を維持できず、前方
に倒れて対向する側の緩斜面１１６にのる（第１２図）
ような急な傾斜となっている。

これによってビレツ）Ａはさらに一段階だけさらに前進
されると同時にさらにある角度だけ回転させられる。

下降した送りビーム部材２は次に矢印Ｆ４の方向に戻り
運動しく第１３図）そして再び矢印Ｆ１の方向に上昇す
る。

この時にビレットＡは２つの切欠き１８の間の水平部分
１９にのせられて固定ビーム部材１から持ち上げられる
（第１４図）。

その前に傾斜姿勢にあったビレツ１−Ａ（第１３図）は
送りビーム部材２の上端縁の水平部分１９上にのると、
これによってさらに一段階だけ移送方向前方に向けて回
転する。

全体としてビレットＡはこの時点までで丁度９０°だけ
の回転をしたこととなる。

したがって当初水平に上側を向いていた表面がこの時点
で垂直に前方を向いた位置にくる。

炉内を通過する移送運動の進行と共にビレットＡの回転
は上記のごとき態様でさらに進行し、ビレットはその可
塑変形性が十分に大きくなる温度に到達するまでに１回
転する。

この温度に到達するとビレットの上側面と下側面との間
の温度差に起因する反り曲りのｆ頃向はビレットの自重
によるたわみによって平衡されてもはや反り曲りの問題
は起らなくなる。

非合金鋼のビレットではこの温度は約７５０〜８００℃
、特に７８０℃であり、通常は炉長の最初の３分の１の
行程の終り頃にはこの温度に達する。

したがってこの場合では、固定ビーム部材１、送りビー
ム部材２はビレットをその縦軸のまわりに段階的に回転
させるためのビレット収容切欠き１５，１６．１８をビ
ーム長さの最初の３分の１の領域に持つだけでよい。

その後の領域は特に第１図に示されているようにずっと
真直ぐな水平な上端縁２０１，２０２でよい。

公知技術に対する本考案の揺動移送式炉の利点は以下に
述べる試験データから明らかである。

この試験は１５０ Ｘ １５０ ｍｍの正方形断面を有
する非合金鋼ビレットを揺動移送式炉で加熱する実験で
ある。

ビレットは２０℃から１２５０℃±５℃まで加熱されね
ばならない。

固定ビーム部材と送りビーム部材は長さ１０ｍでありそ
して各段の送り行程は２５０ ｍｍであった。

この炉でビレットを回転させない従来法で加熱した場合
に、ビレットの炉通過時間は約１時間１５分である。

炉長の最初の３分の１の終り頃、すなわち約２５分後に
ビレットの平均温度は７８０℃となるが、ビレットの上
側の表面と下側の表面では約２００℃の温度差が生じた
。

このため反り曲り特に上向きの湾曲のトラブルが生じ、
これによりビレットの傾倒運動が起り、この障害を取り
除くため炉の運転を中断する必要が非常に大きくなった
。

これに対し本考案に従ってビレットを炉内で段階的に移
送し且つ漸進的にビレットをその縦軸のまわりに回転さ
せた場合では、炉長の最初の３分の１を通過した時点に
おいてその平均温度は従来の場合と同じ７８０℃であっ
たが、従来法と同一の熱導入量にもかかわらずビレット
の上側表面と下側表面との温度差はわずかに約４５０℃
に過ぎなかった。

この温度差は約１２０℃程度まであってもビレットに重
大な反り曲り、ひずみ、傾倒転勤の危険を生じさせない
ので、炉の最初の領域の導入熱量を従来より相当高める
ことができる。

従ってビレットの平均温度が７８０℃に到達するまでに
もはや２５分を要せず、２０分後にはこの温度に到達で
きる。

しかもビレットの表面上下の温度差が安全限界値１２０
℃を超えることはない。

ビレットの残余の炉通過時間は従来の５０分間から約４
８分間まで短縮可能である。

なぜならば最初の３分の１の移送行程において、その縦
軸のまわりに回転させられたビレットは非常に均等に加
熱されるので、その後の行程において温度均等化に必要
な時間が短縮されるからである。

したがって全体として加熱時間は従来の７５分から６８
分まで、すなわち１０％だけ短縮される。

それ故同じ結果を得るのに従来の炉より炉長は約１０％
だけ短かくすることが可能となる。

しかも同時的に、ビレットの湾曲、反り返り、傾倒転勤
等に因る運転障害または運転中断は完全に回避され、従
って炉の運転の確実安全性が遠戚されることとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による揺動移送式炉の垂直縦断面図であ
る。 第２図は第１図の線ＩＩ −ＩＩに沿ってとった垂直横
断面図である。 第３図は１つの固定ビーム部材と送りビーム部材との断
片的概略側面図である。 第４図は送りビーム部材の運動ダイアダラムである。 第５図乃至第１４図は第３図に示した固定ビーム部材と
送りビーム部材との協働によりビレットが炉内を段階的
に移送され且つ同時的にビレットがその縦軸まわりに漸
進的に回転される様子を順次図式的に示す。 Ａ・・・・・・鋼製ビレット、１・・・・・・固定ビー
ム部材、２・・・・・・送りビーム部材、３・・・・・
・柱部材、４・・・・・・往復運動可能な支持枠、５・
・・・・・上昇下降運動可能な支持枠、７，１１・・・
・・・流体ピストンシリンダ、１３・・・・・・走行ロ
ーラ、１４・・・・・・傾斜面、１５．１６・・・・・
・固定ビーム部材のビレット収容切欠き、１８・・・・
・・送りビーム部材のビレット収容切欠き、２０・・・
・・・入口開口、２１・・・・・・出口開口、２２・・
・・・・火口。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 炉の長手方向に伸びる複数の固定ビームと前記固定ビー
   ムと交互かつ平行に設けられた複数の送りビームとを有
   し、各固定ビームは炉の長さの始めの約３分の１にわた
   り傾斜したビレット支持面を有する第１の一連の連続し
   たビレットを置くための横方向の切欠を画定する上面を
   有しており、各送りビームは炉の長さの始めの約３分の
   １にわたり傾斜したビレット支持面を有する第２の一連
   の連続したビレットを置くための横方向の切欠を画定す
   る上面を有し、さらに前記複数の送りビームは前記複数
   の固定ビームに対して上昇・下降及び前後に往復動する
   ことができ、前記第１の一連の連続したビレットを置く
   各切欠は非対称な台形状の輪郭を有し緩斜面はビレット
   の支持面として機能し急斜面はビレットを傾ける機能を
   有し、前記非対称台形状のビレットを置く切欠は横方向
   から見たとき交互に逆向きになるように配置され緩斜面
   と急斜面がそれぞれ収束して歯形を形成するようになっ
   ており、前記第２の一連の切欠のビレットを置く各切欠
   は対称な台形状の輪郭を有し前記送りビームの上面の水
   平なビレット支持部分により前記第２の一連の切欠の隣
   りの切欠から隔てられている、ビレット等を加熱するた
   めの揺動移送式炉。