JPH02247328A - ウォーキングビーム式圧延材加熱炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はウオーキングビーム式（以下、ＶＩＢ式と言う
）の圧延材加熱炉に関する。

具体的には、本発明は加熱初期における圧延材（以下、
説明の便宜上、−例としてビレットと言う）の偏熱を解
消し、ビレットの曲り、或は該曲り発生に起因する搬送
時の転倒を防止すると共に、該ビレットの脱炭を防止で
きる加熱炉、またこれらに加えてビレットの熱拡散を積
極的に進めて、外表面と内部の温度差を解消し、また介
在物の改質も図れる加熱炉を提供せんとするものである
。

以下、本発明の説明を、便宜的に一例として、ビレット
を加熱して線材圧延を行う場合について説明する。

［従来の技術］ 熱間圧延を行う場合、前工程の顕熱で圧延できない限り
、加熱炉で加熱することは周知である。

この加熱炉には、１８式加熱炉、ＷＢとＷＨ（ウオーキ
ングハース）を組合せた加熱炉、ブツシャ−式加熱炉、
その他があり、ビレットを予熱帯→加熱帯→均熱帯の順
に通過させて所望温度に加熱することは、刊行物を引用
するまでもなくまた周知である。

而して、刊行物を引用するまでもなく、ビレットの脱炭
防止を図るため、炉内雰囲気を脱炭し難い雰囲気にする
とか、所定の部位でビレットを回転させて乗り継がせ偏
熱加熱を解消して、ビレットの長手方向の曲り発生に伴
う搬送中の転倒を防止することも提案されたりしている
。

［発明が解決しようとする課題］ 然るに従来の１８式ビレット加熱炉には、次に列挙する
項目を達成できる加熱炉は見当らないのが現状である。

■　ビレットの加熱における偏熱発生を解消し、ビレッ
トの曲り発生を防止すると共に、可動桁で炉内を搬送す
る過程でビレットが転倒することを防止できること、 ■　ビレットの表層脱炭を確実に防止できること、また
、これに基づき圧延製品例えば線材の表面品質の劣化を
防止できること、 ■　圧延開始直前のビレットの断面方向で、表面と内部
の温度差をビレット全長に亙って解消できること、 ■　上記ビレットの内部品質、例えば介在物を改質して
、塑性加工において無害化が期待できること、 ■　これら■〜■が悉く達成できること。

今日では、製品、成品の品質が一段と高級化され、それ
が製品、成品のファッション化（差別化）の判断要素の
一つにもなるに及んでは、解決しなければならない聞届
である。

本発明は斯かる背景に鑑み、従来の問題点である上記■
〜■を悉く解決することができる１８式ビレット加熱炉
を提供せんとするものである。

換言すると、次に列挙する・極めて顕著な固有効果を発
揮する１１８式圧延材加熱炉を提供せんとするものであ
る。

ｌ）　偏熱を抑制、または防止してビレットを加熱でき
る。

２）上記ｌ）により、ビレットは炉内搬送中に転倒現象
を発生しない。従ってビレットの表面性状（品質）も良
く、また操炉上のトラブル発生も、抑制または防止でき
る。

３）　ビレットの表層脱炭を防止、または抑制して加熱
できる。従って、例えば高炭素鋼線材の場合でも、表層
脱炭が発生しないので、伸線加工しても、目的とする品
質を安定して得る事ができる。

４）　加熱したビレットは、さらに保熱によって熱拡散
を促進するので、ビレットの断面方向および／または長
手方向での温度差は解消できるので、圧延においてもビ
レットは適正に塑性加工を施され、外部品質も内部品質
も優れ、且つ安定して生産できる。

５）上記４）により、鋼種（品質規格に基づく種類）に
よっては、低融点介在物が軟質化（変態、改質）して塑
性加工上無害化できるものもあり、伸線加工性の向上、
伸線加工後の品質も向上できる。

６）　加熱炉は、予熱帯、加熱帯から成る前段域の下部
帯に下部帯軸流焚バーナを設けていないから、設備投資
費、操炉原単位を大幅に低廉化できる。

７）予熱帯、加熱帯から成る前段域の可動桁を非冷却式
、所謂ドライビーム方式にできるから、駆動機構も小規
模でよく、設備投資費の大幅低減に寄与すると共に、加
熱炉の保守点検も容易になる。

８）　上記７）に基づき予熱帯、加熱帯から成る前段域
の緩速加熱が図れやすく、ビレットの表層脱炭防止を安
定化できる。

［課題を解決するための手段］ これらの課題を達成するため、本発明は次のとおり構成
したことを特徴とする特 すなわち、本発明の第１の特徴とする構成は、１８式ビ
レット加熱炉において、予熱帯と加熱帯とを可動仕切壁
て区別し、加熱帯の天井に循環ファンを設けると共に、
可動桁よりも上方のノーズ部の壁を貫通して上部帯軸流
焚バーナを設け、且つ加熱帯と均熱帯を上記のノーズ部
で区別すると共に可動桁を中心にして上下方向の炉壁を
貫通して上部帯軸流焚バーナを設けて構成する事である
。

また、本発明の第２の特徴とする構成は、バーナと搬送
手段よりも下部にスケール排出口を有する保熱炉を、均
熱帯の出口と粗圧延機の入口近傍の区域に設けて構成す
る事である。

さらに、本発明の第３の特徴は、予熱帯と加熱帯の可動
桁と固定桁を、非冷却とする事である。

かかる本発明の構成において、第１の特徴とする構成は
、既述した具体的な技術的課題のうち、少なくとも１）
　、２）　、３）　、６）に記した課題を達成するため
に必要である。

また第２の特徴とする構成は、既述した具体的な技術的
課題のうち、少なくとも４）、５）に記したものを達成
するために必要である。

さらに第３の特徴とする構成は、既述した具体的な技術
的：Ｊ題のうち、少なくとも？）、８）のものを達成す
るために必要である。

従って、上記したｌ）〜８）の全ての具体的な技術的課
題を達成するときには、本発明の第１の特徴と第２の特
徴と第３の特徴とする各構成を組合せる事で達成できる
ものである。

従って、本発明に係る１８式ビレット加熱炉は、例えば
ビレットのＪＩＳ規格（日本工業規格）を基にして検討
し決定した作業標準により、予熱帯と加熱帯とから成る
前段域では緩速加熱で６５０〜７５０℃以下に加熱し、
後段域となる均熱帯では１０５０〜１０９０℃まで急速
加熱する。これらの加熱において、ビレットの上面と、
可動桁と接する面とは、３５ｄｅｇ、℃以下に加熱する
ので、偏熱の発生は見当たらない。従ってビレットの長
手方向の曲りは、はとんど発生しない。

また均熱帯からのビレットは、保熱炉で熱拡散してビレ
ットの断面および／または長手方向での温度差を解消し
、場合によっては低融点介在物も塑性加工に無害になる
ように改質して、ピンチロールを経由して粗圧延機へ供
給し、線材を圧延する事ができる等の作用を発揮する。

［実施例］ 以下本発明を実施例に基づき詳述する。この実施例は、
線材圧延に試みた例を示す。

第１図は本発明に係る加熱炉ｌの炉長方向へ切断した概
要説明図で、図中２は装入装置、３はローラーテーブル
、４は予熱帯、５は加熱帯、６は均熱帯、７は第ｔ　Ｗ
ａ　（可動桁）、８は第２Ｗ８（可動桁）（該桁８は特
公昭５０−３１０８５号に基づく）、９は抽出ローラー
テーブル、ＩＯは抽出矯正装置、１１はファン、１２は
１部帯軸流バーナ、１３は下部帯軸流バーナであり、第
２図に示すとおり保熱炉１４を均熱帯６の抽出口２３を
介して設けている。

第２図は、粗圧延機の前にあるピンチロール１５の方向
から第１図の加熱炉１を見た鳥敞図であり、保熱炉１４
のカバー１６に保熱バーナ１７をビレット搬送手段２０
を中心にして上下に設けている。その内部は第３図に炉
長方向に切断して概要を示す説明図のとおり、ビレット
搬送手段２０、例えば耐熱性ローラーテーブルを配設し
、その下方にはスケール排出口２１を備えている。なお
、】８はビレット、１９は可動仕切り壁、２２はノーズ
部、２４は開閉扉である。

従って、加熱炉１の温度、雰囲気等は、上部帯軸流バー
ナ１２、下部帯軸流バーナ１３、ファン１１、可動仕切
り壁１９、その他の構成要素の相互作用で維持する。

また保熱炉１４の保熱温度は保熱バーナ１７により行い
、炉内雰囲気維持は、他の要素との相互作用で行うよう
工夫している。

ところで、第１図における抽出矯正装置１０は、例えば
第４図（イ）に加熱炉１の均熱帯６と抽出矯正装置ｌＯ
の箇所を拡大して断面平面図で示し、また第４図（ロ）
に示す第４図（イ）の１−１’矢視断面図の如く構成す
る。

すなわち、抽出ローラーテーブル９のロールの間に、先
端に突起部を備え、且つ矩形運動を行うエキストラクラ
２５と、進退可能な矯正ストッパ２８と個別に複数基配
設し、ビレット１８の抽出時に抽出するビレット１８を
前記エキストラクタ２５の突起部内面と前進停止状態の
矯正ストッパ２６の前端面とで、−旦狭圧したのち、抽
出ローラーテーブル９の上に移載するように構成してい
る。

なお、２７は固定桁、２８はビレットＩ８の載置用Ｖ溝
、２９は走行架台、３０は軸受、３１は駆動用スプロケ
ット、３２はガイドレール、３３は移動台車、３４ａ。

３４ｂは架台、３５はウェイト、３６はエキストラクタ
本体２５に取付けた昇降用シリンダ、３７は移動台車３
３に取付けた前後進用シリンダ、３８は走行架台２９の
上に立設した架台である。

かような加熱炉１は、ビレット１８の品種によっても異
なるが、第５図のグラフに示す温度で管理している。こ
の他、炉内雰囲気も脱炭に影響しない雰囲気に管理して
いる。

このような状況でビレット１８を装入装置２で予熱帯４
へ装入し、第１ＷＢ７の作用で前段域を構成する加熱帯
５へ搬送する。このときの前段域の炉内温度は７５０〜
８５０℃である。また第２１Ｂ８の作用で後段域の均熱
帯６へ乗り継いだビレットは、１０５０〜ｌ０９０℃に
均熱する。

これら前段域と後段域でのビレット１８の上部表面と、
搬送手段（第１ＷＢ、第２■Ｂ）と接する下部表面との
温度差は、３５ｄｅｇ、ｔ：以Ｆに保ちながら予熱→加
熱→均熱する。

従ってビレット１８には偏熱が生じないので、長手方向
へ曲る事もなく、それによって第１１１８、第２ＷＢの
運動との相互作用で転倒する事もなく、円滑に炉内を移
動できる。またビレット１８は予熱と加熱からなる前段
域で緩速加熱し、後段域の均熱で急速加熱するので、ビ
レット１８の表層近傍の脱炭を防止できる。

このように内部品質、外部品質共に維持した均熱状態の
ビレット１８は、抽出矯正装置１０の作用で抽出ローラ
ーテーブル９へ第２１８８より抽出する。このとき、仮
りに僅かな曲りがビレット１８の長手方向へ発生してい
るときは、自動制御システムの作用で抽出矯正装置ｌＯ
の複数のエキストラクタ２５が突出し、距離を調整し、
矯正ストッパ２６との相互作用で矯正作用し、ビレット
１８をまっすぐに矯正する。

すなわち前記構成からなる抽出ローラーテーブル９、エ
キストラクタ２５および矯正ストッパ２６とにより、ビ
レット１８を加熱炉１から抽出、矯正する具体的な方法
は次のとおりである。

まず、抽出指令に基づき、走行架台２９を航進させて、
抽出ローラーテーブル９の各抽出ローラのＶ溝３９を、
例えば第１ストランド位置に位置させるとともに、移動
台車３３の前後進用シリンダ３７によりエキストラクタ
２５のＶ満２８を抽出すべきビレット１８の後方下方位
置に位置させ、その後、昇降用シリンダ３６により先端
突起部４ｏに上昇させ、ビレット１８の後方に位置させ
る。また、同時に矯正ストッパ２６を所定距離前進させ
、前記ビレット！８をエキストラクタ２５の突起部４ｏ
内面と矯正ストッパ２６の前面との間に位置する状態と
する。

この状態になると、前記エキストラクタ２５は前後進用
シリンダ３７により後退し、ビレット１８を挟着して、
つまり、ビレット１８を突起部４０と矯正ストッパ２６
とで両側から加圧することにより、ビレット１８の加熱
面り或は斜行を矯正する。

なお、この状態では、ビレット１８は固定ビーム２７上
に載置されている。ついで、前記矯正ストッパ２６は元
の位置に戻るとともに、エキストラクタ２５はさらに上
昇し、ビレット１８をＶ溝２８上に受は取り、ビレット
１８が第１ストランド位置上に来るまで後退し、その後
、降下することによりビレット＋８を抽出ローラーテー
ブル９のＶ溝２８上に移載する。

さらに、エキストラクタ２５が下降して、後退すると、
抽出ローラーテーブル９の各抽出ローラは高速回転して
ビレット１８を炉外に抽出する。ビレット１８が炉外に
抽出されると、抽出ローラーテーブル９は低速回転に切
換わるとともに、走行架台２９は後退し、抽出ローラー
テーブル９、エキストラクタ２５および矯正ストッパ２
６は待機位置（開口Ｈ、、Ｈ７，Ｈ３内）まで後退し、
つぎの抽出指令に備える。

そして、次の抽出指令によりビレット１８を前記同様炉
外に抽出するが、このときは、第２ストランドへの抽出
指令であれば抽出ローラーテーブル９は第２ストランド
位置に位置し、エキストラクタ２５と矯正ストッパ２６
とで前記同様ビレット１８を矯正し、その後エキストラ
クタ２５はビレット１８を受は取ったのち、第２ストラ
ンド位置上方まで後退し５以下同様の工程を繰り返して
ビレット１８を炉外へ矯正抽出する。ビレット１８は均
熱帯６の抽出口から、抽出ローラーテーブル９で保熱炉
１４の中にある搬送手段に乗り纏がせ炉内へ導く。

保熱炉１４の炉内温度は、第５図のグラフの範囲で維持
し、熱拡散を促進してビレット１８の断面方向および／
または長手方向の温度差を解消する。

またビレッート１Ｂの品質規格（ＪＩＳ）によっては、
低融点介在物を塑性加工上、無害な介在物に改質（変態
）する事もある。

保熱後のビレット１８は、最小限開閉する保熱炉１４の
出口からピンチロール１５を介して複数の圧延機列へ供
給し、線材を圧延する。このような実施例で試みたこと
を以下に説明する。

（１）試験供試材 線材鋼種　　　　日本工業規格（ＪＩＳ）　Ｇ成分（重
量％）　　（：　：　０．８２、Ｍｎ：０．５２、Ｓｉ
：０．２０、ｓ　：　ｏ、ｏｏａ、Ｐ　　：　　０．０
１５ 断面寸法　　　　０．５ｍ／ｍ 圧延量　　　　　１０ｔ （２）試験結果 前段域の炉内温度を７５０〜８５０℃、後段域の炉内温
度を１１５０〜１１９０℃、保熱温度を１１７０〜１１
９０℃とした。この結果、圧延した線材は、その表層脱
炭が大幅に改善され、その線材を伸線した結果、良好で
断線率は著しく改善できた。

［発明の効果］ 本発明は以上のとおりであるから、既述の本発明の技術
的課題を達成し、次に列挙する極めて顕著な固有の効果
を発揮する。

１）　偏熱を抑制、または防止してビレットを加熱でき
る。

２）上記１）により、ビレットは炉内搬送中に転倒現象
を発生しない。従ってビレットの表面性状（品質）も良
く、また操炉上のトラブル発生も、抑制または防止でき
る。

３）　ビレットの表層脱炭を防止、または抑制して加熱
できる。従って、例えば高炭素鋼線材の場合でも、表層
脱炭が発生しないので、伸線加工しても、目的とする品
質を安定して得る事ができる。

４）加熱したビレットは、さらに保熱によって熱拡散を
促進するので、ビレットの断面方向および／または長平
方向での温度差は解消できるので、圧延においてもビレ
ットは適正に塑性加工を施され、外部品質も内部品質も
優れ、且つ安定して生産できる。

５）　上記４）により、鋼種（品質規格に基づく種類）
によっては、低融点介在物が軟質化（変態、改質）して
塑性加工上無害化できるものもあり、伸線加工性の向上
、伸線加工後の品質も向上できる。

６）加熱炉は、予熱帯、加熱帯から成る前段域の下部帯
に下部帯軸流焚バーナを設けていないから、設備投資費
、操炉原単位を大幅に低廉化できる。

７）　予熱帯、加熱帯から成る前段域の可動桁を非冷却
式、所謂ドライビーム方式にできるから、駆動機構も小
規模でよく、設備投資費の大幅低減に寄与すると共に、
加熱炉の保守点検も容易になる。

８）上記７）に基づき予熱帯、加熱帯から成る前段域の
緩速加熱が図れやすく、ビレットの表層脱炭防止を安定
化できる。

【図面の簡単な説明】

図面は、いずれも本発明の一実施例を示すもので、第１
図は加熱炉を炉長方向へ切断して概要を示す説明図、第
２図は加熱炉を粗圧延機側から見た斜視説明図、第３図
は保熱炉を炉長方向へ切断して概要を示す説明図、第４
図（イ）は抽出矯正装置を拡大して示す断面平面図、第
４図（ロ）は第４図（イ）のＩ−１’矢矢視面図で、第
５図は加熱炉操業温度を示すグラフである。 １・・・加熱炉、２・・・装入装置、３・・・ローラー
テーブル、４・・・予熱帯、５・・・加熱帯、６・・・
均熱帯、７・・・第１　ＷＢ　（可動桁）、８−・・第
２ＷＢ（可動桁）、９・・・抽出ローラーテーブル、１
０・・・抽出矯正装置、Ｉｌ・・・ファン、１２・・・
上部帯軸流バーナ、１３・・・下部帯軸流バーナ、１４
−・・保熱炉、１５・・・ピンチロール、１６・・・カ
バー、１７・・・保熱バーナ、１８・・・ビレット、１
９−・・可動式り壁、２０−・・ビレット搬送手段、２
１−・・スケール排出口、２２・・・ノーズ部、２３−
・・出口、２４−・・開閉扉、２５−・・エキストラク
タ、２６・・・矯正ストッパ、２７・・・固定桁、２８
−・・ビレットの載置用Ｖ溝、２９・・・走行架台、３
０・−軸受、３１・・・駆動用スプロケット、３２・・
・ガイドレール、３３−・・移動台車、３４ａ、３４ｂ
−架台、３５・・・ウェイト、３６・・・昇降用シリン
ダ、３７・・・前後進用シリンダ、３８−・・架台、３
９−・・抽出ローラのＶ溝、４０・・・エキストラクタ
Ｌの先端突起部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ウォーキングビーム式圧延材加熱炉おいて、予熱帯
   （４）と加熱帯（５）とを可動仕切壁（１９）で区別し
   、加熱帯（５）の天井に循環ファン（１１）を設けると
   共に、可動桁（７）、（８）よりも上方のノーズ部（２
   ２）の壁を貫通して上部帯軸流焚バーナ（１２）を設け
   、且つ加熱帯（５）と均熱帯（６）を上記のノーズ部（
   ２２）で区別すると共に可動桁（７）、（８）を中心に
   して上下方向の炉壁を貫通して上部帯軸流焚バーナ（１
   ２）を設けて構成する事を特徴とする、ウォーキングビ
   ーム式圧延材加熱炉。 ２、バーナ（１７）と搬送手段（２０）よりも下部にス
   ケール排出口（２１）を有する保熱炉（１４）を、均熱
   帯（６）の出口（２３）と粗圧延機の入口近傍の区域に
   設けた構成する事を特徴とする、請求項１記載のウォー
   キングビーム式圧延材加熱炉。 ３、予熱帯（４）と加熱帯（５）の可動桁（７）と固定
   桁を、非冷却とする事を特徴とする、請求項１又は２記
   載のウォーキングビーム式圧延材加熱炉。