JPS6411684B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 鋼材を圧延温度に加熱する加熱炉では、仕事率
が高い場合、特に鋼材の横断面積が大きい場合に
は鋼材が上方からも下方からも加熱されるように
なつている。鋼材は加熱炉内で、冷媒、特に水が
貫流させられる支持ビームの上に置かれている。

支持ビームの有利な構成は、搬送方向に延びる
支持ビームが一方の端部を固定点として、加熱炉
の外にある支持構造体に不動に固定されており、
他の支持部材、つまり加熱炉内の支柱に長手方向
に摺動可能に支えられていることである。

支持ビームは加熱しようとする鋼材の重量及び
該鋼材の水平方向と鉛直方向の運動により機械的
な負荷を受ける。搬送方向に対して横方向の水平
運動は、鋼材を加熱したときに該鋼材が膨張する
ことにより生ぜしめられる。つまり、鋼材の膨張
は搬送方向の運動の間で支持ビームに対する鋼材
のすべりをもたらす。

冷却された前述の支持ビームは、鋼材から熱を
奪うという欠点と、鋼材を加熱するための煙ガス
及び炉壁の熱輻射を遮蔽するという欠点とを有し
ている。この結果、加熱された鋼材に不都合な温
度差が生じることになる。又、加熱炉内の熱が冷
却された支持ビーム及び支柱の表面で導出される
こともこの種の加熱炉の欠点である。

本発明の目的は、加熱しようとする鋼材に対す
る輻射熱の遮蔽をできるだけ少なくし、かつ冷却
されている支持構造体の表面積をできるだけ小さ
くすることである。

支持ビームを負荷する水平方向の力は摩擦値と
重量との積よりも大きくならない。摩擦値は前述
の状態では1.00よりも著しく小さいので、同じ状
態では水平方向の力も重量よりも小さくなる。

西ドイツ国特許出願公開第2505130号明細書に
よれば、搬送方向に対して直角である断面で見
て、幅よりも著しく大きな高さを有している支持
ビームが公知である。加熱しようとする鋼材に対
する輻射熱の遮蔽に対しては、支持ビームの幅の
方が支持ビームの高さよりもはるかに大きな影響
を及ぼす。したがつて支持ビームの横断面の高さ
を該横断面の幅よりも大きくした構成は支持ビー
ムによる不都合な遮蔽を小さくする。しかしなが
らこのように構成することに基づき、鉛直軸線を
中心とした支持ビームの曲げ強度は低下する。こ
の低下した曲げ強度を補うためには支持ビームを
支える支柱は横管を用いて相互に又は炉壁と結合
されている。このような構成では炉内から熱を奪
う表面積が横管によつて著しく増大されるという
欠点の他に、支柱と横管とにより構成された支持
構造体においては、加熱炉の長手方向の力に対す
る強度が加熱炉の横方向に対する強度よりも著し
く小さいという欠点がある。このように加熱炉の
長手方向の強度の低い支持構造体は押出式加熱炉
の押し力もしくは下部加熱された昇降ビーム式の
加熱炉の加速力に対して十分に耐えることができ
ない。

さらに西ドイツ国実用新案第7620266号によれ
ば、同じ大きさの横断面を有する支持ビームと支
柱とが互いに不動に結合され、横管による補強が
成されていない支持構造体も公知である。このよ
うな支持構造体では、加熱炉の横方向の力に対す
る強度が加熱炉の長手方向の力に対する強度より
も著しく小さくなる。なぜならば互いに不動に結
合された支柱と支持ビームとから成るフレーム状
の支持構造体は、加熱炉の長手方向の強度は高め
るが、横方向には補強されていないからである。

したがつて本発明の前記目的を達成するための
構成は、一方の端部が固定点として加熱炉の外に
ある支持構造体に不動に固定されかつ加熱炉内で
他の支持構造体の上に長手方向にしゆう動可能に
支えられている形式の支持ビームにおいて、支持
ビームがほぼ鉛直な支柱だけで支持されており、
支持ビームがほぼ長方形の横断面を有し、該横断
面の広幅側が該横断面の狭幅側の1.4倍よりも大
きく、支持ビームが前記長方形の横断面の狭幅側
で前記支柱の支持面に支えられており、搬送方向
で見た支柱の支持面の幅が支持ビームの長方形の
横断面の狭幅側の1.5倍よりも大きく選ばれてい
ることである。

本発明の構成では、支持ビームが横管を用いる
ことなしに支柱だけで支えられているので、炉内
の熱を奪う表面積は横管を用いた場合よりも著し
く小さくなる。本発明の構成では横管を省くため
に搬送方向で見た支柱の支持面の幅が支持ビーム
の長方形の横断面の狭幅側の1.5倍よりも大きく
選ばれているが、これによつて増大する表面積は
横管を省くことで減少される表面積に較べて著し
く小さい。又、支持ビームがほぼ長方形の横断面
を有し、該横断面の広幅側が該横断面の狭幅側の
1.4倍よりも大きく、支持ビームが長方形の横断
面の狭幅側で支柱の支持面に支えられていること
により、支持ビームの長方形の横断面の広幅側と
該横断面の狭幅側と支柱の支持面との寸法関係を
適当に設定し、支柱の支持面から支持ビームまで
の高さを、支柱の支持面の大きさに応じて適当に
選択してやれば、支持ビームの上にある鋼材に対
する輻射熱が、支柱の拡大された支持面で遮蔽さ
れる程度が少なくなる。

次に図面を用いて本発明を説明する： 第１図には上部加熱及び下部加熱を行なう加熱
炉が縦方向で断面して概略的に示してある。この
場合には、炉外壁は符号１で、支持ビームは符号
２で、支柱は符号３で、固定点は符号４で表わし
てある。

第２図は第１図のＡ―Ａ線に沿つた断面図であ
る。第２図には本発明の支持ビーム構造体を備え
た昇降ビーム式の加熱炉の支持ビームと支柱とが
示されている。昇降ビームは符号５で示されてい
る。

第１図及び第２図に示すように、支持ビーム２
は加熱炉内で支柱３に長手方向にしゆう動可能に
支持され、かつ加熱炉の外部で一方の端部で支持
構造体４に固定されている。支持ビームは広幅側
が狭幅側の1.4倍よりも大きい長方形の横断面を
有し、狭幅側で支柱３の支持面に支持されてお
り、この結果、加熱される鋼材に対する輻射熱を
遮蔽する範囲、ひいては該遮蔽に基づく鋼材内の
温度差が小さくなる。さらに支柱の支持面の搬送
方向で見た幅は支持ビームの長方形の横断面の狭
幅側の1.5倍よりも大きく選ばれているので、該
支柱は支持ビームに生じる鉛直軸線を中心とした
曲げ力を十分に受止める。したがつてこの場合に
は、一方では鋼材に対する遮蔽範囲を拡大しかつ
他方では熱を吸収する表面積を拡大する公知の横
管を用いた補強は不要になる。

第３図に示す本発明の実施例では、支持ビーム
２は上下に仕切られた２つの室を有している。こ
の場合には、支持ビームを冷却する冷却媒体は支
持ビームの一方の固定された端部、すなわち固定
点で支持ビームの一方の室に導入され、この室を
通つて支持ビームの他方の端部へ流れ、そこで他
方の室へ導入され、この室を通して固定点へ戻さ
れる。このように冷却媒体の導入も導出も固定点
で行われるので、支持ビームの長手方向の膨張を
吸収するためにフレキシブルな接続を用いる必要
がなくなる。これは、高圧の冷却媒体を用いて冷
却を行う場合に有意義である。

さらに第３図から明らかなように、支持ビーム
は耐熱性の大きい金属から成るプリズム形のライ
ダ３′を有している。このライダ３′は切欠きを有
し、該切欠き内には、支持ビームに溶接されたウ
エブ４′が係合している。ライダ３′とウエブ４′
はピン５′によつて結合されている。支持ビーム
がライダを介在させて、加熱しようとする鋼材を
支持することにより、該鋼材と支持ビームとの間
の熱伝達が低下させられる。

普通の運転で加熱炉内で加熱され得る鋼材寸法
は支持ビームの相互間隔によつて規定される。も
ちろん鋼材は２つの支持ビームの間の間隔よりも
短くてはならない。しかしながら、鋼材の長さ
は、該鋼材の厚さと関連して、支持ビームの相互
間隔をわずかにしか越えることはできない。何故
ならば圧延機の運転が中断されると、鋼材が長時
間加熱炉内に留まることになり、鋼材の端部が自
重により下方へ過度にたれ下がるからである。鋼
材の長さが支持ビームの間隔をわずかにしか越え
ないようにすることは、とりわけ昇降ビーム式の
加熱炉においては困難である。その理由は、昇降
ビーム式の加熱炉においては押出し式の加熱炉に
較べて２倍数の支持ビームが必要であり、支持ビ
ームが鋼材への輻射熱を妨げないように、支持ビ
ーム相互間の間隔が所定の最小間隔を下回ること
ができないからである。

前述の問題を解決するために、本発明の１実施
例によれば、加熱炉の長手方向に延びる水平な軸
線を中心として支柱３、ひいては支持ビーム２の
旋回を可能にする支承部７を、支柱３が炉床６の
下側に有している。この場合には支柱３を一点鎖
線１１で示すように旋回させ、支持ビーム２が例
えばほぼ35cm側方へ移動させられる。支柱３を旋
回可能に支承する支承部７は公知の形式で軸、ば
ねもしくは類似のものとして構成することができ
る。支柱、ひいては支持ビームの旋回運動は同様
に公知である機械式、電気式、液圧式の手段等で
制御することができる。このような制御手段は支
柱３の取付け部９に接続される。炉床６の下側に
は支柱３の両側に水槽８が設けられており、支承
部７は桁１０の上に支持されている。

このような支承部は固定支持ビームにも昇降支
持ビームにも用いることができる。支柱３の旋回
を可能にする支承部を用いることにより、支柱３
の上にある支持ビーム２の間隔は、加熱しようと
する鋼材の寸法に、規定された条件で合わせるこ
とができる。

この実施例の支持ビームを備えた昇降ビーム式
加熱炉では、加熱しようとする鋼材を支持する支
持ビームは基準位置にあるのに対し、鋼材を支持
しなくなつた支持ビームは、鋼材を支持しなくな
つた後で、基準位置から側方へほぼ20cm〜40cm旋
回させられて、鋼材が載せられる直前に再び基準
位置へ戻されるまで、前記旋回位置に維持され
る。このように支持ビームを使用することによ
り、下部加熱される昇降式の加熱炉で生じていた
従来の欠点、つまり、支持ビームの上にある鋼材
部分の温度が著しく低下するという欠点が回避さ
れる。何故ならば支持ビームが前述の如く旋回す
ることで、鋼材の同じ箇所に対する輻射熱の遮蔽
が避けられるからである。最近の実験によれば鋼
材に対する輻射熱の遮蔽は、高温に、例えば1250
℃に加熱された鋼材に著しい影響を及ぼすことが
判つた。

昇降ビームを旋回させるためには、炉床に形成
された、昇降ビームをガイドする開口が一方の端
部でのみ拡大されている。したがつて昇降ビーム
を旋回させるために必要な前記開口の拡大が、開
口の長さの１部分に限られるので、この開口を通
つて逃げる熱量は小さくなる。昇降ビームを支持
する支柱は鋼材を支持しなくなると、開口の拡大
された端部へ向かつて移動させられ、次いで開口
の拡大部内へ旋回させられる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであつて、第
１図は上部加熱及び下部加熱を行なう加熱炉の概
略的な縦断面図、第２図は第１図のＡ―Ａ線に沿
つた部分断面図、第３図は２つの室を有する支持
ビームの横断面図、第４図は旋回可能に支承され
た支柱の横断面図である。 １…炉外壁、２…支持ビーム、３…支柱、３′
…ライダ、４…支持構造体、４′…ウエブ、５…
昇降ビーム、５′…ピン、６…炉床、７…支承部、
８…水槽、９…取付け部、１０…桁、１１…１点
鎖線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 冷却媒体を貫流させて冷却されている加熱炉
   用の支持ビームであつて、搬送方向に延びる支持
   ビームが、一方の端部を固定点として加熱炉の外
   にある支持構造体に不動に固定されかつ加熱炉内
   で他の支持構造体の上に長手方向にしゆう動可能
   に支えられている形式のものにおいて、支持ビー
   ムがほぼ鉛直な支柱だけで支持されており、支持
   ビームがほぼ長方形の横断面を有し、該横断面の
   広幅側が該横断面の狭幅側の1.4倍よりも大きく、
   支持ビームが前記長方形の横断面の狭幅側で前記
   支柱の支持面に支えられており、搬送方向で見た
   支柱の支持面の幅が支持ビームの長方形の横断面
   の狭幅側の1.5倍よりも大きく選ばれていること
   を特徴とする、加熱炉用の支持ビーム。 ２ 支持ビームが上下に仕切られた２つの室を有
   している、特許請求の範囲第１項記載の支持ビー
   ム。 ３ 冷却媒体が支持ビームの固定点で支持ビーム
   の一方の室内へ導入され、この室内を通つて支持
   ビームの他方の端部へ流れかつそこで他方の室内
   へ導かれ、この室内を通つて前記固定点に戻るよ
   うになつている、特許請求の範囲第２項記載の支
   持ビーム。 ４ 支持ビームが耐熱性の高い金属から成るプリ
   ズム形のライダを有しており、このライダが内部
   に切欠きを有し、この切欠き内に支持ビームに溶
   接されたウエブが突入しており、ライダとウエブ
   とがピンにより結合されている、特許請求の範囲
   第１項から第３項までのいずれか１項記載の支持
   ビーム。 ５ 支柱が加熱炉の長手方向に延びる水平な軸線
   を中心として旋回可能に炉床の下側で支承されて
   おり、この旋回が機械的、電気的、液圧的又はそ
   れに類似した手段で制御されるようになつてい
   る、特許請求の範囲第１項記載の支持ビーム。