WO2015115327A1 - 鋼板加熱方法及び鋼板加熱装置 - Google Patents

鋼板加熱方法及び鋼板加熱装置 Download PDF

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WO2015115327A1
WO2015115327A1 PCT/JP2015/051832 JP2015051832W WO2015115327A1 WO 2015115327 A1 WO2015115327 A1 WO 2015115327A1 JP 2015051832 W JP2015051832 W JP 2015051832W WO 2015115327 A1 WO2015115327 A1 WO 2015115327A1
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WO
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steel plate
heating
heating furnace
support member
furnace
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弘 福地
野村 成彦
瀬戸 厚司
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新日鐵住金株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a steel plate heating method and a steel plate heating apparatus for heating a steel plate.
  • hot press forming which is widely used as a steel plate forming means for automobile parts using high-tensile steel plates, can be formed at a low deformation resistance stage by forming the steel plate at a high temperature, Moreover, by quenching and hardening by quenching by cooling water jetting, it is possible to provide a high-strength and high-shape precision part by press molding without causing molding problems such as deformation after molding.
  • a steel plate is heated to a predetermined temperature, for example, 700 ° C. to 1000 ° C., by a heating furnace before press forming, and then the steel plate is conveyed to a hot press forming apparatus for press forming. ing.
  • Patent Document 1 a technique for heating by such a heating furnace, conventionally, a mechanism has been generally used in which a steel plate is horizontally supported by a roller, and the steel plate is heated by, for example, upper and lower heaters in the furnace while being conveyed by the roller.
  • the steel plate is meandered in the furnace because it is conveyed by a rotating roller.
  • a roller becomes a shielding object, radiation efficiency is bad, and rapid heating is difficult.
  • the temperature is equalized so that the roller is not thermally deformed, it is necessary to always rotate the roller except during the conveyance, and the energy efficiency is poor.
  • the roller may be deteriorated or damaged due to thermal stress in the vicinity of the entrance of the furnace or thermal stress caused by uneven heating. If the roller breaks, furnace operation stops.
  • the plating material may adhere to the roller in the melting temperature range, and the plating material attached to the roller may reattach to the steel plate.
  • the present invention has been made in view of such a point, and instead of transporting the inside of the furnace by horizontally supporting the steel sheet by rollers as in the prior art, the inside of the furnace with the steel sheet fixedly supported in the vertical direction is provided. It aims at solving the above-mentioned problem by carrying in and heating.
  • the present invention is a steel plate heating method for heating a steel plate to be pressed before hot press forming, wherein an unnecessary portion of the steel plate that is not required after forming is fixedly supported by a support member
  • the steel plate is carried into a heating furnace having a heater on the inner surface of the furnace, heated to a predetermined temperature in the heating furnace, and then the steel plate is taken out of the heating furnace.
  • the unnecessary part is removed.
  • the term “after that” here does not mean immediately after unloading from the heating furnace, but may be when hot press forming is performed after unloading.
  • the fixed support in the present invention includes holding the unnecessary portion as described above by clamping or hanging the unnecessary portion on the support member. It is desirable to fix and support the steel plate at two or more locations. This is because, for example, when the steel plate has a long shape, the steel plate can be prevented from being bent. And when a steel plate is long, for example, when the length of the longitudinal direction of a steel plate exceeds 1 m, it is preferable to fix-support at the both ends.
  • the steel plate is heated in the heating furnace while being fixedly supported by the support member in the vertical direction, there is no harmful effect caused by using the conventional roller, the radiation efficiency is good, and the energy efficiency Also good. Moreover, it can suppress that a steel plate bends by fixing and supporting with a supporting member to a perpendicular direction.
  • the unnecessary portion that becomes unnecessary after forming means a portion that becomes unnecessary as a product after forming the steel sheet. Further, to fix and support the unnecessary portion by the support member is to fix and support all or a part of the unnecessary portion by the support member.
  • the steel plate may be moved in the vertical direction in the heating furnace.
  • a tension may be applied to the fixedly supported steel plate.
  • the present invention is a steel plate heating apparatus for heating a steel plate to be pressed before hot press forming, and a heating furnace capable of accommodating the steel plate in a vertical state, and supporting the steel plate And a transport device that passes through the transport path of the heating furnace while being supported in a vertical direction by a member.
  • the said heating furnace has the heater provided in the conveyance path of the steel plate formed between the opposing side walls, and the said side wall, and heats the said steel plate,
  • the said conveying apparatus is a steel plate.
  • a support member for fixing and supporting unnecessary portions that are not required after molding, and a moving mechanism for moving the support member along a rail provided from above the entrance front of the heating furnace to above the exit rear. Have.
  • a vertical drive mechanism for moving the support member in the vertical direction may be provided.
  • it may have a shearing mechanism for shearing the unnecessary portion behind the outlet of the heating furnace.
  • it may have a mechanism for applying tension to the supported steel plate.
  • the steel sheet to be pressed when the steel sheet to be pressed is heated before hot press forming, there is no harmful effect caused by using the conventional roller, and the radiation efficiency is good and the energy efficiency is also good. Moreover, the steel sheet to be pressed can be heated more uniformly than in the past.
  • FIG. 1 shows an outline of a steel plate heating apparatus 1 according to an embodiment.
  • a heating furnace 10 in the steel plate heating apparatus 1 of this embodiment has side wall bodies 12 and 13 opposed to both sides of a base 11, respectively.
  • the elongated space between the side wall bodies 12 and 13 constitutes a conveying path 14 for the steel plate K.
  • Heaters 15 and 15 are respectively provided inside the side wall bodies 12 and 13 (in FIG. 1, for convenience of illustration, a part of the heating furnace 10 is cut and drawn). .
  • the heater 15 for example, an electric heater, a far infrared heater, a near infrared lamp, an induction heating means, or the like can be used.
  • the heaters 15 are provided on both sides of the side wall bodies 12 and 13, respectively, but the heater 15 may be provided only on one side wall surface depending on the type, size, shape, and the like of the steel plate.
  • the conveying device 20 of the steel sheet heating apparatus 1 is provided from the upper side of the inlet 10a side (the back side of the drawing) of the heating furnace 10 to the upper side of the outlet 10b side (the front side of the drawing) of the heating furnace 10.
  • the forward rail housing portion 21 and the return rail housing portion 22 provided in parallel with the forward rail housing portion 21 are provided.
  • the forward rail accommodating part 21 and the return rail accommodating part 22 are each supported by a column 23.
  • a curved support member moving path 24a and a support member moving path 24b which also serve as horizontal rails when viewed from the plane, are passed to the end portions of the forward rail accommodating portion 21 and the return rail accommodating portion 22.
  • the forward rail accommodating portion 21 and the return rail accommodating portion 22 basically have the same configuration, and the details will be described based on the forward rail accommodating portion 21 shown in FIGS. 2 and 3.
  • 21 includes a chain conveyor 21b serving as a driving mechanism on the upper side of the groove-shaped main body 21a having a cross section opened on the lower surface side, and a rail body 21c on the lower side.
  • the chain conveyor 21b is bridged between a gear sprocket 25 provided on the support member moving path 24a side and a gear sprocket 26 provided on the support member moving path 24b side.
  • the drive source 28 such as a motor connected to the shaft 25 via the shaft 27, the forward rail housing part 21, the support member moving path 24a, the return rail housing part 22, and the support member moving path 24b are circulated and moved.
  • the support member 30 in the present embodiment is directly supported by the rail body 21c. As shown also in FIG. 3, the support member 30 has two suspension members 31 and 32. Since the suspension members 31 and 32 have the same configuration, the suspension member 31 will be described.
  • the suspension member 31 includes a bracket 31a, a rail travel member 33, and a cylinder 34 as shown in FIG. And are provided.
  • the rail traveling member 33 has a meshing portion 33a meshing with the chain conveyor 21b and a traveling portion 33c including a roller 33b capable of traveling on the rail body 21c.
  • the cylinder 34 is fixed to the bracket 31a, and a rod member 34a that expands and contracts by the operation of the cylinder 34 hangs down below the bracket 31a and has a support 34b at the lower end thereof. Therefore, the support 34b moves up and down by the operation of the cylinder 34.
  • a plurality of protrusions 35 are provided in the vertical direction on the lower part of the support 34b (four in the example shown in the figure). And the steel plate K is latched by this protrusion 35, and is supported between each support body 34b of the suspension members 31 and 32, 34b. That is, overhang members Ka and Kb, which are unnecessary portions that are not related to the original product, that is, are unnecessary after forming, are formed in advance at both ends of the steel plate K. Furthermore, the overhang members Ka are further formed. , Kb is formed with a locking portion 36 that locks with the projection 35 of the support 34b, and the locking portion 36 is locked with the projection 35, whereby the steel plate K is locked with the projection 35.
  • the suspension members 31 and 32 are supported between the supports 34b and 34b.
  • the shape of the projecting members Ka and Kb is T-shaped, and the locking portion 36 is formed by notching the inside thereof, but instead, as shown in FIG.
  • a hole 37 is formed in the projecting member Ka projecting horizontally from the end of the steel plate K, and the protrusion 35 of the support 34b is inserted into the hole 37 so that the steel plate K is suspended from the suspension member 31, You may make it support between each support body 34b of 34, 34b.
  • the extension members Ka and Kb are clamped.
  • a clamping mechanism (not shown) may be provided on the suspension members 31 and 32, whereby the overhang members Ka and Kb may be clamped to fix and support the steel plate K in the vertical direction.
  • a tension applying mechanism 39 having a cylinder 38 and rods 38a, 38a protruding on both sides of the two suspension members 31, 32, for example, rod members 34a, 34a, is provided. It may be provided.
  • the rod 38a By actuating the cylinder 38 of the tension applying mechanism 39, the rod 38a can be expanded and contracted to extend the interval between the suspension members 31, 32, whereby each support body 34b of the suspension members 31, 32 can be extended. , 34b, a tension can be applied to the steel plate K supported between them.
  • the steel sheet heating apparatus 1 includes the forward rail accommodating portion 21 and the return rail accommodating portion 22 provided in parallel with the forward rail accommodating portion 21 as described above.
  • the return rail accommodating portion 22 has the same configuration as the forward rail accommodating portion 21.
  • the support member moving path 24a and the support member moving path 24b are passed between the end portions of the forward rail accommodating portion 21 and the return rail accommodating portion 22.
  • the suspension members 31, 32 of the support member 30 located on the return rail accommodating portion 22 side are moved to the forward rail accommodating portion 21 side, that is, the inlet 10a side of the heating furnace 10 via the support member moving path 24b.
  • the suspension members 31 and 32 of the support member 30 located on the forward rail accommodating portion 21 side that is the outlet 10b side of the heating furnace 10 are moved to the return rail accommodating portion 22 side via the support member moving path 24a. It is possible.
  • suspension members 31 and 32 inserted into the furnace use heat-resistant steel having high heat resistance and thermal shock, and further, protection by a heat insulating material to be considered as a means for protecting the furnace equipment,
  • a cooling means using a coolant such as cooling water or air can be used by providing a flow path inside the member.
  • the heating member 10 has finished heating, and the steel plate K overhanging member supported by the suspension members 31 and 32 of the supporting member 30 located on the outlet 10b side of the heating furnace 10 is used.
  • a shearing mechanism 40 that shears Ka and Kb is provided on the outlet 10 b side of the heating furnace 10.
  • This shearing mechanism 40 has a pair of shearing devices 41 and 42.
  • the shearing devices 41 and 42 have the same structure.
  • the shearing device 42 will be described in detail.
  • the shearing device 42 is provided perpendicularly to the base 43 and the base 43 so as to face each other.
  • Members 44 and 45 are provided.
  • the shear members 44 and 45 are moved along the base 43 by a drive mechanism (not shown), and can be moved toward and away from each other.
  • blade bodies 44a and 45a are provided on the facing surfaces of the shear members 44 and 45, respectively. Therefore, when the shearing members 44 and 45 approach, the protruding members Ka and Kb of the steel plate K supported between the suspension members 31 and 32 can be sheared by the blade bodies 44a and 45a.
  • a transfer robot 50 having an articulated arm that holds the steel plate K supported by the suspension members 31 and 32 of the support member 30 can be arranged.
  • the transport robot 50 has a function of turning on and off the two clamp chucks 52 and 52 by rotating the handle 51.
  • the transfer robot 50 includes a moving mechanism (not shown) that is movable from the position on the outlet 10b side of the heating furnace 10, and can transfer the held steel plate to a hot press forming apparatus to be described later. It has become.
  • the steel plate heating apparatus 1 is configured as described above. Next, a steel plate heating method using the steel plate heating apparatus 1 will be described.
  • the steel plate K to be subjected to hot press forming is supported on the suspension members 31 and 32 of the support member 30 located on the forward rail accommodating portion 21 side on the inlet 10a side of the heating furnace 10. Then, a tension is applied in the horizontal direction to the supported steel plate by the tension applying mechanism 39 shown in FIG.
  • the chain rail 21b is driven by operating the drive mechanism of the forward rail accommodating portion 21, the suspension members 31, 32 of the support member 30 supporting the steel plate K are moved to the heating furnace 10, and the heating furnace 10 Then, the steel plate K is heated to a predetermined temperature, for example, 700 ° C. to 1000 ° C. by the heater 15.
  • the cylinder 34 of the suspending members 31 and 32 may be operated, the rod member 34a may be expanded and contracted, and the steel plate K supported by the suspending members 31 and 32 may be moved in the vertical direction.
  • the chain conveyor 21b of the outward rail accommodating part 21 is driven, the suspension members 31 and 32 of the support member 30 which supported the steel plate K are carried out from the heating furnace 10, and a heating furnace is carried out. It moves to 10 exit 10b side space. In heating the steel plate K, it may be heated in the heating furnace 10 while being always conveyed, or may be heated while stopped in the heating furnace 10.
  • the transfer robot 50 is brought close to the steel plate K, and the steel plates are moved by the chucks 52 and 52. Hold K. Thereafter, the tension of the tension applying mechanism 39 is released, the shearing devices 41 and 42 are operated, and the extending members Ka and Kb of the steel plate K supported between the suspension members 31 and 32 by the shearing members 44 and 45 are moved. Shear. Thereby, the transfer robot 50 is in a state of supporting the steel plate K from which the protruding members Ka and Kb that are unnecessary portions after forming are removed.
  • the forming rapid quenching in which the hot press forming apparatus 60 performs the press forming and the rapid cooling process by the articulated arm 53 of the transfer robot 50 while holding the steel plate K by the chucks 52, 52.
  • the steel plate K is conveyed to the lower mold 63 of the stage 62. Then, after the steel plate K is set at a predetermined position, a predetermined press forming and rapid cooling treatment by pressing the upper die 64 is performed on the steel plate K, and the product is processed into a predetermined product.
  • the steel plate K is vertically moved by the suspension members 31 and 32 of the support member 30 via the overhang members Ka and Kb which are unnecessary portions after the press forming. Since the steel plate K is carried into the heating furnace 10 having the heaters 15 on the side surfaces of the side wall bodies 12 and 13 while being fixedly supported, the steel plate K is supported in a horizontal state by a conventional roller. Compared with the heating method, the steel plate K does not meander, and the steel plate K can be heated more uniformly than in the past. In addition, since there is nothing to shield between the heater 15 and the steel plate K, the heat from the heater 15 can be efficiently input to the steel plate K, the radiation efficiency is good, and heating can be performed more rapidly than before. Yes. Moreover, since it is not necessary to move the support member 30 except during heating, the energy efficiency is better than before. Moreover, since no rollers are used, there is no possibility of operation stoppage due to roller breakage.
  • the cylinder 34 of the support member 30 can be operated and the support 34b supporting the steel plate K can be moved up and down, so that the steel plate K is located in the heating furnace 10. During this time, the cylinder 34 is operated to move the steel plate K in the vertical direction, thereby suppressing uneven heating and enabling more uniform heating. Accordingly, uneven heating in the vertical direction due to variations in the arrangement of the heaters 15 and heating output characteristics can be prevented.
  • the steel plate K to be heated is fixedly supported in the vertical direction by the suspension members 31 and 32 of the support member 30 via the overhanging members Ka and Kb, and at two locations on both ends. Therefore, even if the steel plate K has a shape that is long in the horizontal direction, the steel plate K will not bend. Furthermore, since the tension is applied to the steel plate K to be heated by the tension applying mechanism 39 in the horizontal direction, it is possible to suppress a decrease in rigidity of the steel plate K during heating and deformation due to thermal expansion. is there.
  • the steel plate K itself is heated uniformly over the entire surface. Can do. Further, when the steel plate K is a plated steel plate, there is no possibility that the molten plating material will re-adhere to the steel plate K even if it is heated in the melting temperature range.
  • the overhang members Ka and Kb are removed by shearing in the steel plate heating apparatus 1 immediately after heating by the shearing mechanism 40 installed in the steel plate heating apparatus 1.
  • the overhang members Ka and Kb can be removed in a high-temperature and low-strength state, and there is no influence on the shape, quality, and performance of the molded product.
  • what is necessary is just to collect
  • the overhang members Ka and Kb may be sheared and removed at the same time during pressing in the hot press molding apparatus 60.
  • the suspension members 31 and 32 of the support member 30 after the steel plate K is transported by the transport robot 50 are moved to the return rail accommodating portion 22 side through the support member moving path 24a and then supported. If it moves to the inlet 10a side of the heating furnace 10 through the member moving path 24b and sets the steel plate K of the next process to the suspension members 31 and 32 of the support member 30 again at a predetermined position on the inlet 10a side of the heating furnace 10 Good.
  • the steel plate heating device 1 employs a heating furnace 10 that heats the steel plate K in a vertical state from both sides, and the forward rail housing portion 21 and the return rail housing portion 22 of the transport device 20 are
  • the floor-occupied area is much smaller than that of a conventional horizontal support type heating furnace, and thus a plurality of steel plate heating devices 1 can be juxtaposed. Therefore, productivity is very good in operation on the same floor area.
  • the movement of the suspending members 31 and 32 of the support member 30 is based on the chain conveyor 21b with which the forward rail accommodating part 21 and the return rail accommodating part 22 are equipped,
  • the drive mechanism is As shown in FIG. 2, the outer rail housing part 21 can be disposed so as not to receive radiant heat directly from the opening of the heating furnace as shown in FIG. To the limit.
  • a self-propelled drive mechanism may be mounted on the support member 30 itself if heat shielding is appropriately performed.
  • the present invention is useful for heating a steel plate before hot pressing the steel plate.

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Abstract

熱間プレス成形前に、プレス対象である鋼板(K)を加熱する鋼板加熱方法は、鋼板における、成形後に不要となる不要部を支持部材(30)によって固定支持して、当該鋼板を鉛直方向に支持した状態で、当該鋼板を、炉内側面にヒータ(15)を有する加熱炉(10)に搬入し、当該加熱炉で所定温度に加熱した後、当該鋼板を加熱炉から搬出し、その後不要部を熱間プレス成形前、あるいは熱間プレス成形時に切断除去する。

Description

鋼板加熱方法及び鋼板加熱装置
 本発明は、鋼板を加熱する鋼板加熱方法及び鋼板加熱装置に関するものである。
 たとえば、高張力鋼板を用いた自動車部品材等の鋼板成形手段として採用が拡大している熱間プレス成形は、鋼板を高温で成形することによって、変形抵抗が低い段階で成形することができ、しかも冷却水の噴出による急冷によって焼入れ硬化させることで、成形後の変形等の成形不具合を発生させることなく、高強度で形状精度の高い部品等をプレス成形によって提供することができる。
 このような熱間プレス成形方法においては、プレス成形前に鋼板を加熱炉によって所定温度、例えば700℃~1000℃に加熱し、その後この鋼板を熱間プレス成形装置に搬送して、プレス成形している。
 このような加熱炉によって加熱する技術としては、従来から、ローラーにより鋼板を水平に支持し、炉内をローラーによって搬送しながら、炉内の例えば上下に設けたヒータによって鋼板を加熱する機構が一般的に用いられている(特許文献1)。
日本国特開2009-155691号公報
 しかしながら前記した従来技術では、回転するローラーで搬送するため、炉内で鋼板が蛇行する可能性がある。またローラーが遮蔽物となり、輻射効率が悪く、急速な加熱が困難である。しかもローラーが熱変形しないように均熱化するため、搬送時以外も常にローラーを回転させておく必要があり、エネルギー効率が悪い。そして炉の入口付近の熱衝撃や加熱の不均一から生ずる熱応力により、ローラーが劣化したり、破損するおそれもあった。ローラーが破損すると、炉の操業が停止してしまう。さらにまた表面メッキした鋼板では、溶融温度域でローラーにメッキ材料が付着するおそれがあり、ローラーに付着したメッキ材料が鋼板に再付着するおそれもあった。
 本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、従来のようにローラーによって鋼板を水平に支持して炉内を搬送することに代えて、鋼板を鉛直方向に固定支持した状態で炉内に搬入して加熱するようにして、上記した問題を解決することを目的としている。
 前記目的を達成するため、本発明は、熱間プレス成形前に、プレス対象である鋼板を加熱する鋼板加熱方法であって、前記鋼板における、成形後に不要となる不要部を支持部材によって固定支持して前記鋼板を鉛直方向に支持した状態で、前記鋼板を炉内側面にヒータを有する加熱炉に搬入し、前記加熱炉で所定温度に加熱した後、前記鋼板を加熱炉から搬出し、その後前記不要部を除去する。
 なおここでいうその後とは、加熱炉から搬出した直後でなくとも、搬出後に熱間プレス成形を行う際であってもよい。
 また本発明における固定支持とは、前記した不要部をクランプ保持したり、不要部を支持部材に係止して吊下することを含む。また鋼板を2か所以上で固定支持することが望ましい。これによってたとえば鋼板が長尺の形状を有する場合に、当該鋼板がたわむことを防止できるからである。そして鋼板が長尺の場合、たとえば鋼板の長手方向の長さが1mを超える場合には、その両端部で固定支持することが好ましい。
 本発明によれば、鉛直方向に支持部材で固定支持した状態で、鋼板を加熱炉内で加熱するから、従来のようなローラー使用に伴って生ずる弊害はなく、輻射効率が良好でしかもエネルギー効率も良い。また鉛直方向に支持部材で固定支持することで、鋼板がたわむことを抑えることができる。なおここで、成形後には不要となる不要部とは、当該鋼板を成形した後、製品としては不要となる部分をいう。また不要部を支持部材によって固定支持するとは、不要部の全部または一部を支持部材で固定支持することである。
 前記方法においては、加熱炉内で、鋼板を上下方向に移動させるようにしてもよい。
 さらにまた前記固定支持した鋼板に対して張力を加えるようにしてもよい。
 別な観点によれば、本発明は、熱間プレス成形前に、プレス対象である鋼板を加熱する鋼板加熱装置であって、前記鋼板を鉛直状態で収容可能な加熱炉と、前記鋼板を支持部材によって鉛直方向に支持した状態で前記加熱炉の搬送路内を通過させる搬送装置とを有している。そして前記加熱炉は、対向する側壁間に形成された鋼板の搬送路と、前記側壁の少なくとも一方の面に設けられて、前記鋼板を加熱するヒータを有しており、前記搬送装置は、鋼板における成形後には不要となる不要部を固定支持する支持部材と、前記支持部材を、前記加熱炉の入口前方の上方から出口後方の上方に亘って設けられたレールに沿って移動させる移動機構を有している。
 この場合、前記支持部材を上下方向に移動させる上下駆動機構を有していてもよい。
 また、加熱炉の出口後方にて、前記不要部をせん断するせん断機構を有していてもよい。
 さらにまた、支持した鋼板に対して張力を加える機構を有していてもよい。
 本発明によれば、熱間プレス成形前にプレス対象鋼板を加熱するに際して、従来のようなローラー使用に伴って生ずる弊害はなく、輻射効率が良好でしかもエネルギー効率も良い。しかも従来より均一にプレス対象鋼板を加熱することができる。
実施の形態にかかる鋼板加熱装置の斜視図である。 図1の鋼板加熱装置における加熱炉の搬送方向入口側からみた説明図である。 支持部材の正面図である。 支持部材の支持体に支持された鋼板の正面図である。 張出部材の他の例を示す鋼板の要部の正面図である。 鋼板加熱装置と熱間プレス成形装置を模式的に説明した説明図である。
 以下、本発明の実施の形態について説明する。図1は実施の形態にかかる鋼板加熱装置1の概要を示しており、この実施の形態の鋼板加熱装置1における加熱炉10は、基台11の両側に各々側壁体12、13を対向して有しており、この側壁体12、13間の細長い空間は、鋼板Kの搬送路14を構成する。各側壁体12、13の内側には、各々ヒータ15、15が設けられている(なお、図1においては、図示の都合上、加熱炉10の一部を破断して描図している)。
 ヒータ15には、たとえば、電熱ヒータ、遠赤外線ヒータ、近赤外線ランプ、誘導加熱手段などを用いることができる。また本実施の形態では、側壁体12、13の両面にそれぞれ設けられているが、鋼板の種類、大きさ、形状等によっては、一方の側壁面にのみヒータ15を設けてもよい。
 本実施の形態にかかる鋼板加熱装置1の搬送装置20は、加熱炉10の入口10a側(図面奥側)の上方から、加熱炉10の出口10b側(図面手前側)の上方に亘って設けられた往レール収容部21と、往レール収容部21と平行に設けられた復レール収容部22とを有している。往レール収容部21、復レール収容部22は、それぞれ支柱23によって支持されている。また往レール収容部21と復レール収容部22の各端部には、横桟を兼ねた、平面から見ると曲線状の支持部材移動路24aと、支持部材移動路24bが渡されている。
 往レール収容部21、復レール収容部22は基本的には同一構成を有しており、図2、図3に示した往レール収容部21に基づいてその詳細を説明すると、往レール収容部21は、下面側が開口した断面が溝型の本体部21a内の上側に、駆動機構となるチェーンコンベア21bを収容し、下側にレール体21cを収納している。チェーンコンベア21bは、図1に示したように、支持部材移動路24a側に設けられたギヤスプロケット25、支持部材移動路24b側に設けられたギヤスプロケット26間に架け渡されており、ギヤスプロケット25にシャフト27を介して接続されたモーター等の駆動源28の作動により、往レール収容部21、支持部材移動路24a、復レール収容部22、支持部材移動路24bを循環移動する。
 本実施の形態における支持部材30は、直接的には前記レール体21cに支持されている。図3にも示したように、支持部材30は、2本の吊下部材31、32を有している。吊下部材31、32は同一構成を有しているので、吊下部材31について説明すると、吊下部材31には、図2に示したように、ブラケット31aに、レール走行部材33とシリンダ34とが設けられている。
 レール走行部材33は、チェーンコンベア21bと噛合する噛合部33aと、前記したレール体21cを走行可能なローラ33bを備えた走行部33cとを有している。シリンダ34は、ブラケット31aに固定され、シリンダ34の作動によって伸縮するロッド部材34aは、ブラケット31aの下方に垂下し、その下端に支持体34bを有している。したがってシリンダ34の作動により、支持体34bは上下動する。
 支持体34bの下方部には、図4にも示したように、突起35が上下方向に複数設けられている(図の例では4か所)。そして鋼板Kは、この突起35に係止されて、吊下部材31、32の各支持体34b、34b間に支持される。すなわち、鋼板Kの両端部には、各々本来の製品とは関係のない、つまり成形後は不要となる不要部である張出部材Ka、Kbがあらかじめ形成されており、さらにこの張出部材Ka、Kbに、支持体34bの突起35と係止する係止部36が形成され、この係止部36が突起35と係止されることで、鋼板Kは、この突起35に係止されて、吊下部材31、32の各支持体34b、34b間に支持される。
 実施の形態の例では、張出部材Ka、Kbの形状はT字型であり、その内側を切欠いて係止部36を形成していたが、これに代えて、図5に示したように、鋼板Kの端部から水平方向に張り出した張出部材Kaに、孔37を形成し、この孔37内に支持体34bの突起35を挿入するようにして、鋼板Kを吊下部材31、32の各支持体34b、34b間に支持するようにしてもよい。
 またそのように張出部材Ka、Kbを用いて鋼板Kを吊下部材31、32の各支持体34b、34b間に吊り下げて支持することに代えて、たとえば張出部材Ka、Kbをクランプするクランプ機構(図示せず)を吊下部材31、32に設け、これによって張出部材Ka、Kbをクランプして鋼板Kを鉛直方向に固定支持するようにしてもよい。
 さらにまた図3の破線で示したように、2本の吊下部材31、32の、例えばロッド部材34a、34a間に、シリンダ38と両側に突出するロッド38a、38aを有する張力付加機構39を設けてもよい。この張力付加機構39のシリンダ38を作動させることで、ロッド38aが伸縮して、吊下部材31、32の間隔を伸長することができ、これによって、吊下部材31、32の各支持体34b、34b間に支持した鋼板Kに対して、張力を付加することができる。
 再び図1に戻って説明すると、この鋼板加熱装置1においては、前記したように、往レール収容部21と、この往レール収容部21と平行に設けられた復レール収容部22を有しており、復レール収容部22は、往レール収容部21と同一の構成を有している。
 そして、本実施の形態では、既述したように、往レール収容部21と復レール収容部22の各端部間に、支持部材移動路24aと、支持部材移動路24bが渡されており、支持部材移動路24bを介して、復レール収容部22側に位置していた支持部材30の吊下部材31、32を往レール収容部21側、すなわち加熱炉10の入口10a側に移動させることが可能である。また支持部材移動路24aを介して、加熱炉10の出口10b側である往レール収容部21側に位置していた支持部材30の吊下部材31、32を復レール収容部22側に移動させることが可能である。なお、炉内に挿入される吊下部材31、32には、耐熱性と熱衝撃性の高い耐熱鋼などを用い、さらに、通常、炉設備の保護手段として考慮すべき断熱材による保護や、部材内部に流路を設けて冷却水や空気などの冷媒による冷却手段を用いることができる。
 また本実施の形態では、加熱炉10による加熱が終了して、加熱炉10の出口10b側に位置している支持部材30の吊下部材31、32に支持されている鋼板Kの張出部材Ka、Kbをせん断するせん断機構40が、加熱炉10の出口10b側に設けられている。
 このせん断機構40は、一対のせん断装置41、42有している。せん断装置41、42は、同一構造を有しており、例えばせん断装置42について詳しく説明すると、このせん断装置42は、基台43及び基台43に垂直に設けられて相互に対向しているせん断部材44、45を有している。せん断部材44、45は駆動機構(図示せず)によって、基台43に沿って移動して、接近離隔自在である。そしてせん断部材44、45の各対向面側には、刃体44a、45aが設けられている。したがって、せん断部材44、45が接近することで、その刃体44a、45aによって、吊下部材31、32間に支持されている鋼板Kの張出部材Ka、Kbをせん断することができる。
 そして加熱炉10の出口10b側には、支持部材30の吊下部材31、32に支持されている鋼板Kを保持する、多関節型アームを備えた搬送ロボット50が配置可能である。この搬送ロボット50は、ハンドル51の回動操作によって、2つのクランプ型のチャック52、52をON-OFFできる機能を有している。またこの搬送ロボット50は、加熱炉10の出口10b側の位置から移動自在な移動機構(図示せず)を備えており、保持した鋼板を、後述の熱間プレス成形装置まで搬送することが可能になっている。
 実施の形態にかかる鋼板加熱装置1は、以上のように構成されており、次にこの鋼板加熱装置1を用いた鋼板加熱方法について説明する。
 まず、熱間プレス成形の対象となる鋼板Kを、加熱炉10の入口10a側にて、往レール収容部21側に位置している支持部材30の吊下部材31、32に支持する。そして図3に示した張力付加機構39によって、支持した鋼板に対して、水平方向に張力を付加する。
 この状態で、往レール収容部21の駆動機構を作動させてチェーンコンベア21bを駆動させ、鋼板Kを支持した支持部材30の吊下部材31、32を加熱炉10に移動させ、加熱炉10にて、ヒータ15によって、鋼板Kを所定温度、例えば700℃~1000℃にまで加熱する。このとき、吊下部材31、32のシリンダ34を作動させ、ロッド部材34aを伸縮させ、吊下部材31、32に支持した鋼板Kを上下方向に移動させてもよい。
 そして所定温度にまで鋼板Kを加熱した後、往レール収容部21のチェーンコンベア21bを駆動させ、鋼板Kを支持した支持部材30の吊下部材31、32を加熱炉10から搬出し、加熱炉10の出口10b側空間まで移動させる。なお鋼板Kの加熱にあたっては、常時搬送しながら加熱炉10で加熱してもよいし、加熱炉10内で停止した状態で加熱してもよい。
 鋼板Kを支持した支持部材30の吊下部材31、32が、加熱炉10の出口10b側空間の所定位置にて停止した後、搬送ロボット50を鋼板Kに接近させ、チャック52、52によって鋼板Kを保持する。その後、張力付加機構39の張力を開放し、せん断装置41、42を作動させ、せん断部材44、45によって、吊下部材31、32間に支持されている鋼板Kの張出部材Ka、Kbをせん断する。これによって、搬送ロボット50は、成形後の不要部である張出部材Ka、Kbが除去された鋼板Kを支持した状態となる。
 その後は、図6に示したように、チャック52、52によって鋼板Kを保持したまま、搬送ロボット50の多関節型アーム53によって、熱間プレス成形装置60のプレス成形と急冷処理を行う成形急冷ステージ62の下側金型63に鋼板Kが搬送される。そして所定位置に鋼板Kがセットされた後、上側金型64のプレスによる所定のプレス成形と急冷処理が鋼板Kに対してなされ、所定の製品に加工される。
 このように本発明の実施の形態によれば、プレス成形後には不要となる不要部である張出部材Ka、Kbを介して支持部材30の吊下部材31、32によって鉛直方向に鋼板Kを固定支持した状態で、鋼板Kを、側壁体12、13の面にヒータ15を有する加熱炉10内に搬入して、これを加熱するようにしたので、従来のローラーによって水平状態で鋼板を支持して加熱する方式と比較すると、まず、鋼板Kが蛇行することがなく、従来よりも均一に鋼板Kを加熱することができる。またヒータ15と鋼板Kとの間に遮蔽するものがないので、ヒータ15からの熱を効率よく鋼板Kに投入することができ、輻射効率も良好で、従来より急速な加熱が可能になっている。そのうえ、加熱時以外は、支持部材30を移動させておく必要がないので、エネルギー効率が従来よりも良好である。しかもローラーは使用していないので、ローラー破損による操業停止の可能性はない。
 そして前記した実施の形態では、支持部材30のシリンダ34を作動させ、鋼板Kを支持している支持体34bを上下動させることが可能であるから、加熱炉10内に鋼板Kが位置している間に、シリンダ34を作動させて鋼板Kを上下方向に移動させることにより、加熱むらを抑制してより均一な加熱が可能になっている。したがってヒータ15の配列や加熱出力特性のばらつきによる上下方向の加熱むらも防止できる。
 また前記した実施の形態では、加熱対象である鋼板Kは、張出部材Ka、Kbを介して支持部材30の吊下部材31、32によって鉛直方向に固定支持され、しかも両端部の2か所で固定支持されているので、鋼板Kが水平方向に長い形状を有するものであっても、鋼板Kがたわむことはない。さらにまた加熱対象である鋼板Kに対しては、張力付加機構39によって、水平方向に張力を付加しているので、加熱時の鋼板Kの剛性の低下と熱膨張による変形を抑えることが可能である。
 そして鋼板Kを垂直方向に固定支持する際に使用した鋼板Kの張出部材Ka、Kbは、プレス成形後には不要となる不要部であるので、鋼板K自体を全面的に均一に加熱することができる。さらに鋼板Kがメッキ鋼板の場合、溶融温度域で加熱しても、溶融したメッキ材料が鋼板Kに再付着するおそれもない。
 なお張出部材Ka、Kbは、前記実施の形態では、鋼板加熱装置1に設置されているせん断機構40によって、加熱後ただちに鋼板加熱装置1内でせん断して除去するようにしたので、不要部である張出部材Ka、Kbを高温低強度状態で除去することができ、成形後の製品の形状や品質、性能に与える影響はない。なおせん断後に、支持部材30の吊下部材31、32に残置されている張出部材Ka、Kbについては、シュート(図示せず)等を介して回収ボックス等に回収すればよい。なおプレス金型にせん断機構を設けることができる場合には、熱間プレス成形装置60におけるプレスの際に、張出部材Ka、Kbを同時にせん断、除去するようにしてもよい。
 以上のようにして、鋼板Kが搬送ロボット50によって搬送された後の支持部材30の吊下部材31、32については、支持部材移動路24aを通じて、復レール収容部22側に移動させ、その後支持部材移動路24bを通じて加熱炉10の入口10a側に移動させ、再び加熱炉10の入口10a側の所定位置にて、次処理の鋼板Kを支持部材30の吊下部材31、32にセットすればよい。
 また図1からも明らかなように、鋼板加熱装置1は、鉛直状態の鋼板Kを両側から加熱する加熱炉10を採用し、また搬送装置20の往レール収容部21、復レール収容部22は、その上方に設置されているので、床専有面積は、従来の水平支持型加熱炉よりもはるかに小さく、したがって、多数の鋼板加熱装置1を複数台並置することが可能である。それゆえ、同一床面積での操業において、生産性は極めて良好である。
 さらにまた前記実施の形態では、支持部材30の吊下部材31、32の移動は、往レール収容部21、復レール収容部22に装備されているチェーンコンベア21bに拠っており、その駆動機構は加熱炉10外に設置し、図2に示すように往レール収容部21を加熱炉開口部から直接輻射熱を受けない配置とすることができるから、加熱炉10からの駆動系に対する熱影響を最小限に抑えることができる。もちろん熱遮蔽を適宜施せば、支持部材30自体に自走式の駆動機構を搭載してもよい。
 以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
 本発明は、鋼板を熱間プレス成形する前の鋼板の加熱に有用である。
  1  鋼板加熱装置
 10  加熱炉
 10a 入口
 10b 出口
 11  基台
 12、13  側壁体
 14  搬送路
 15  ヒータ
 20  搬送装置
 21  往レール収容部
 21a 本体部
 21b チェーンコンベア
 21c レール体
 22  復レール収容部
 23  支柱
 24a、24b  支持部材移動路
 25、26  ギヤスプロケット
 27  シャフト
 28  駆動源
 30  支持部材
 31、32  吊下部材
 31a ブラケット
 33 レール走行部材
 33a 噛合部
 33b ローラー
 33c 走行部
 34  シリンダ
 34a ロッド部材
 34b 支持体
 35  突起
 36  係止部
 37  孔
 38  シリンダ
 38a ロッド
 39  張力付加機構
 40  せん断機構
 41、42  せん断装置
 43  基台
 44、45  せん断部材
 44a、45a 刃体
 50  搬送ロボット
 51  ハンドル
 52  チャック
 53  多関節型アーム
 60  熱間プレス成形装置
 62  成形急冷ステージ
 63  下側金型
 64  上側金型
  K  鋼板
  Ka、Kb  張出部材

Claims (8)

  1. 熱間プレス成形前に、プレス対象である鋼板を加熱する鋼板加熱方法であって、
    前記鋼板における、成形後に不要となる不要部を支持部材によって固定支持して前記鋼板を鉛直方向に支持した状態で、前記鋼板を、炉内側面にヒータを有する加熱炉に搬入し、
    前記加熱炉で所定温度に加熱した後、前記鋼板を加熱炉から搬出し、その後前記不要部を除去する。
  2. 請求項1に記載の鋼板加熱方法において、
    前記加熱炉内で、鋼板を上下方向に移動させる。
  3. 請求項1または2に記載の鋼板加熱方法において、
    前記固定支持した鋼板に対して張力を加える。
  4. 熱間プレス成形前に、プレス対象である鋼板を加熱する鋼板加熱装置であって、
    前記鋼板を鉛直状態で収容可能な加熱炉と、前記鋼板を支持部材によって鉛直方向に支持した状態で前記加熱炉の搬送路内を通過させる搬送装置とを有し、
    前記加熱炉は、対向する側壁間に形成された鋼板の搬送路と、前記側壁の少なくとも一方の面に設けられて、前記鋼板を加熱するヒータを有し、
    前記搬送装置は、鋼板における成形後には不要となる不要部を固定支持して鋼板を支持する支持部材と、前記支持部材を、前記加熱炉の入口前方の上方から出口後方の上方に亘って設けられたレールに沿って移動させる移動機構を有している。
  5. 請求項4に記載の鋼板加熱装置において、
    前記支持部材を上下方向に移動させる上下駆動機構を有している。
  6. 請求項4に記載の鋼板加熱装置において、
    前記加熱炉の出口後方にて、前記不要部をせん断するせん断機構を有している。
  7. 請求項5に記載の鋼板加熱装置において、
    前記加熱炉の出口後方にて、前記不要部をせん断するせん断機構を有している。
  8. 請求項4~7のいずれか一項に記載の鋼板加熱装置において、
    前記固定支持した鋼板に対して張力を加える機構を有する。
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