JPS5913403B2 - 被処理物の搬送方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は被処理物の搬送方法に係り、特にウオーキング
ビーム式、ウオーキングハース式などの移動炉床式炉に
おいて被処理物の蛇行現象、更には位相ずれ現象を効果
的に抑制し、またそれらを自動的に矯正しつつ、搬送し
得る方法を提供するものである。

従来より、ウオーキングビーム式やウオーキングハース
式などの移動炉床式炉は、炉内において連続的に被処理
物を搬送せしめつつ所定の処理を怖し得る炉として、ス
ラブ、ビレットなどの鋼片、板材、コイル材料、鍛造材
等の材料の加熱、熱処理などの処理に広く利用されてい
る。

そして、この移動炉床式炉は、一般に移動炉床と固定炉
床とを用いて該移動炉床の上下動及び前後動を組み合わ
せ、それらの運動を繰り返すことによって、被処理物を
所定の速さで炉内を移動せしめるようにしたものであり
、また該移動炉床の運動、特にその上下運動は通常電動
機によって回転せしめられる偏心カム（偏心輪）にて行
なわれている。

一方、このような移動炉床式炉において従来から一つの
大きな問題点として考えられているものに、炉内に連続
的に装入された被処理物の搬送過程において該被処理物
群が搬送方向に対していずれか片方の側に漸次突出する
ように蛇行現象を惹起することがあり、また移動炉床が
実際に動いた距離と材料が実際に動いた距離が異なる位
相ずれ現象が発生する。

この位相ずれは装入側より抽出側に移行すればする程大
きくなる等の問題もある。

特に、この被処理物の蛇行現象は、それが著しくなると
終には被処理物が炉壁に衝突し、炉の停止につながる重
大事故となるたみ、移動炉床式炉の操業においては致命
的なものであるのであり、また前記位相ずれ現象にあっ
ても、それによって被処理物の実際の搬送履歴と予め設
定された搬送条件との間に食違いを生じ、抽出サイドに
おける被処理物の抽出、他装置への移送などに種々な問
題を発生せしめることとなる。

このため、従来より、炉の設置に際しては移動炉床の下
部に多数配置される上下動の機構としての偏心カムの位
相合わせを厳密に行なったり、シムを入れて矯正したり
、更には移動炉床の円形、楕円形などの連続的な湾曲し
た運動が固定炉床との被処理物の受渡しにおいて蛇行現
象を惹起するとの考えから、該移動炉床の運動を上昇→
前進→下降−後退という矩形運動として、これを繰り返
すようにする手法が広く採用されているが、これらの対
策によっても前記した蛇行現象、位相ずれ現象は未だ完
全に解決されておらず、特に炉の永年の使用によりかか
る現象は更に顕著なものとなって、甚しい場合には炉の
停止などと言う重大な問題を惹起するに至っている。

また、移動炉床の下部に配置される多数の偏心カムのす
べての位相を一致させようとすることは至難のことであ
り、このため従来から多大の労力を要する困難な作業と
されているが、そのような位相合わせ作業を行なっても
現実には僅かな位相差が存在するものであったのである
。

ここにおいて、本発明者らは、かかる事情に鑑み、上記
移動炉床式炉における蛇行現象、位相ずれ 象について
種々検討した結果、これら現象の発生機構を完全に解明
し得たのである。

これら解明された機構について説明するに先立ち、先ず
本発明の理解を容易にするために、移動炉床式炉の一例
としてのウオーキングビーム炉について概説するならば
、第１図において１は炉（ここでは加熱炉）全体を指し
ている。

そして、該加熱炉１内には固定炉床（固定ビーム）２と
共に、移動炉床としての可動ビーム３が配置され、これ
ら固定炉床２と可動ビーム３によって公知のウオーキン
グビーム式搬送機構を構成している。

また、該可動ビーム３の下部には電動機の如き駆動機構
（図示せず）にて同時に回転せしめられる複数個の偏心
カム（偏心輪）４ａ、４ｂ、４ｃ。

４ｄが設げられ、これら偏心カム４ａ〜４ｄの回転によ
って該可動ビーム３を上下動せしめ得るようになってい
る。

さらに、該可動ビーム３には油圧シリンダ５などの通常
の水平動機構が設けられ、該可動ビーム３を搬送方向に
前進させたり、或は後退させたりし得るようになってい
る。

従って、かかる構成により、例えば連続鋳造装置などか
ら連続的に給送されてくる所定量の鋳片（被処理物）Ｍ
群は１個づつブツシャ６にて加熱炉１内に装入され、そ
して固定炉床２上に置かれた鋳片Ｍは可動ビーム３の上
昇によって持ち上げられ、ついで油圧シリンダ５の作動
にて前方に移動せしめられ、そして該可動ビーム３の下
降により再び固定炉床２上に置かれる。

可動ビーム３は固定炉床２の下にはいり、油圧シリンダ
５による後退作動にて最初の位置に戻る。

この運動（ここでは矩形運動）が繰り返されることによ
って鋳片Ｍは１ピツチずつ前方へ移動して炉内を移送さ
れ、その間に所定の温度への加熱処理が施され、そして
エキストラクタ７にて取り出されて圧延機などに供給さ
れることとなるのである。

このような移動炉床式炉１において、前述したような被
処理物Ｍの蛇行現象や位相ずれ現象が惹起されるのであ
るが、これらの現象は下記の如く進行することが解明さ
れたのである。

即ち、鋼片なとの重量のある被処理物Ｍが載置された移
動炉床３を支持し、またこれを上下動せしめるために、
該移動炉床３の下部において搬送方向に少なくとも二列
に位置する多数の偏心カム４ａ ｌ ４ｂ ＋・・・・
・・が配置されることとなるが、これら列間の偏心カム
４ａと４ａ’ との間に位相差がある場合には、第２図
に示される如く蛇行が生じるのである。

第２図はそれぞれ第１図におけるＡ−Ａ断面を略図的に
示したものであるが、先ず第２図ａでは可動ビーム３が
下降した下降端の状態が示され、鋳片Ｍは固定炉床２中
に置かれている。

そして、図に対して左側の列の偏心カム４ａ’の位相が
早い場合において、該左側の偏心カム４ａ’は右側の偏
心カム４ａより早く可動ビーム３を突き上げることとな
り、このため受渡点では第２図すの如く傾斜した状態で
可動ビーム３が鋳片Ｍを受けることとなって、本来の受
渡中心よりは△δ１／２右方にずれた位置にて鋳片Ｍは
固定炉床２かも可動ビーム３上に受は取られるのである
。

このように△δ１／２ずれた状態で鋳片Ｍを支持する可
動ビーム３は第２図Ｃに示す上昇端に位置する状態にお
いて前進せしめられ（図に垂直な方向）、そしてそれが
終ると、該可動ビーム３は下降せしめられることとなる
が、左側の偏心カム４ａ’の位相が早いために該偏心カ
ム４ａ’の回転につれて可動ビーム３の左側の部分が早
く下がり、これによって第２図ｄの如く可動ビーム３は
傾斜しつつ受渡点で固定炉床２に鋳片Ｍを受は渡すので
、該鋳片Ｍは更に△δ１／２左側にずらされた状態で固
定炉床２に受は渡されることとなる。

（可動ビーム３の上昇時と下降時の傾斜は対称な同一角
度となる）。

従って、鋳片Ｍは結局１回の昇降操作（（１回の搬送サ
イクル）で△δ１／２＋△δ１／２−△δ１の左方への
ずれ（蛇行量）を発生するのである。

そして、可動ビーム３は第２図ｅに示す下降端に位置す
る状態において後退せしめられるが、該鋳片Ｍの左方へ
のずれ△δ１はそのままの状態であり、そしてかかるず
ね（△δ１）のある鋳片Ｍに対して次の搬送サイクル〔
第２図ａ””ｅ ）が実施されることにより、更にかか
るずれ（△δ１）は順次加算されていき（ｎ回の搬送サ
イクルを実施したときのずれはｎ×△δ１となる）、こ
こに蛇行現象が惹起されるのである。

特に、この最初のずれ（△δ１Ｙこる蛇行量が小さくて
も、該鋳片Ｍが炉内を搬送されるに従って極めて大きな
蛇行量となるのであって、従来ではこれによって前述し
た如き重大な問題が惹起されていたのである。

なお、ここで左方の偏心カム４ａ’の位相が早い例につ
いて述べたが、これとは逆に右方の偏心カム４ａの位相
が早い場合には、鋳片Ｍは図において右方に蛇行する（
ずれる）ようになるのである。

また、位相ずれ現象にあっても、第３図ａ乃至ｅに図説
されるように、蛇行現象と同様な解析によってその原因
が解明され得たのである。

即ち、鋳片Ｍが図において左から右に搬送せしめられる
場合において、例えば偏心カム４ａよりも偏心カム４ｂ
の位相が早いと、可動ビーム３の昇降時にそれが前後に
傾斜せしめられ、以て該可動ビーム３上昇時の受渡点〔
第３図ｂ〕では△δ２／２の位相ずれが起り、更に可動
ビーム３の下降時の受渡点〔第３図ｄ〕ではさらに△δ
２／２の位相ずれが生じるのであり、結局可動ビーム３
の昇降１回当り△δ２（＝△δ２／２＋△δ２／２）分
ずつ余分に鋳片Ｍが前進することとなり、そしてこの可
動ビーム３の昇降（上下動）が繰り返されることによっ
て、換言すれば可動ビーム３にて鋳片Ｍが炉内を移送せ
しめられることによって、鋳片Ｍの前進量は増大するの
であり、（ｎ×△δ２だげ）、それ数ケの抽出側に近づ
けば近づく程、鋳片Ｍの位置は所定位置に対して抽出側
にずれるようになるのである。

なお、図において、第３図ａ、ｂ。ｃ、ｄ、ｅはそれぞ
れ下降端、受渡点、上昇端、受渡点、下降端における状
態をそれぞれ示している、また、上側とは異なり、偏心
カム４ｂよりも４ａの方が位相が早い場合には、鋳片Ｍ
は可動ビーム３の昇降１回当り所定の移送量△δ２ずつ
少ない移送量となるのであり、それ故炉内を抽出側に搬
送されればされるほど、鋳片Ｍの位置は所定位置に対し
て装入側にずれることになる。

そして、このような偏心カムの位相差が搬送方向に（炉
長方向、例えば４ａと４ｂとの間に）及びそれとは直角
な方向に（炉幅方向、例えば４ａと４ａ′との間に）生
じると、上記した鋳片Ｍの位相ずれ現象及び蛇行現象が
複合して惹起され、炉床上で該鋳片Ｍの回動が生じる等
、その蛇行はますます複雑なものとなって、炉壁と衝突
などの重大な問題を惹起し易くなるのである。

特に、このような蛇行機構、位相ずれ機構によれば、最
初は僅かな偏心カム間の位相差によって惹起される小さ
な蛇行、位相ずれであっても、炉内において搬送される
に従って累積されてより大きな蛇行、位相ずれとなるこ
とを示しており、例えば炉の永年使用によって発生する
偏心カム間の僅かな位相差によって、大きな蛇行現象、
位相ずれ現象が惹起され、また炉が大型で、長くなれば
なるほど、そのような問題が惹起され易い従来からの事
実を如実に裏付けているのである。

そして、本発明は、かくの如き解明に基づいて完成され
たものであって、その要旨とするところは、従来移動炉
床の上下動が偏心カムの一方向回転のみにて行なわれて
いたのに対し、かかる一方向回転のみならず、それとは
逆の方向の回転をも行なわせ、以てかかる偏心カムの一
方向回転による移動炉床の上下動と逆方向回転による移
動炉床の上下動とを適宜組み合わせることにより、該移
動炉床による被処理物の搬送を行なわしめるようにした
ことにあり、このような単なる偏心カムの回転方向の制
御のみという簡単な操作によって、従来からその解決に
著しい努力が払われている被処理物の蛇行現象、更には
位相ずれ現象を効果的に抑制せしめ、またそれらを自動
的に矯正しつつ、搬送せしめ得ることとなったのである
。

すなわち、かくの如き本発明手法に従えば、偏心カム間
に僅かな位相差が存在しても第２図及び第３図に示され
た機構に基づいて発生する蛇行現象並びに位相ずれ現象
は、これら現象を惹起する偏心カムの回転方向（以下こ
のときの回転を正回転とする）とは逆の方向の回転（以
下これを逆回転とする）を該偏心カムに与えることによ
って（第１図における偏心カム４ａｓ４ｂ、・・・・・
・の実線の矢印方向と破線の矢印方向の回転を与える）
、今度は逆の方向に惹起されることとなるのであり、そ
れ故かかる偏心カムの正回転と逆回転とによって惹起さ
れる互いに逆方向の蛇行同士及び位相ずれ同士が打ち消
し合うこととなるため、かかる正回転と逆回転を適当に
組み合わせることによって蛇行現象並びに位相ずれ現象
は効果的に抑制されまた全く解消され得るのであり、し
かもそれらを炉内において自動的に且つ簡単に矯正し得
るのである。

例えば、第２図において炉幅方向の偏心カム４ ａ ＋
４ ａ ’を逆回転せしめると、今度は右方の偏心カ
ム４ａの方が位相が早くなるため、第２図すにおける可
動ビーム３の傾斜は図示のものとは全く逆の左下つとな
り、また第２図ｄにおける可動ビーム３の傾斜も全く逆
の右下つとなるのであって〔第２図すとｄとが入れ変わ
った状態となる〕、それ故鋳片Ｍは昇降１回当り△δ１
ずつ右方にずれる（蛇行する）こととなるのである。

また、第３図において炉長方向の偏心カム４ａ、４ｂを
逆回転せしめると、前記と同様に第３図す及びｄにおけ
る可動ビーム３の傾斜がそれぞれ逆となるため、鋳片Ｍ
は今度は昇降１回当り△δ２ずつ遅れることとなるので
ある。

従って、これら偏心カム４ａ、４ａ’４ｂ・・・・・・
の正回転によって昇降せしめられた回数と同じ回数だけ
逆回転によって可動ビーム３を昇降せしめるようにすれ
ば、蛇行現象並びに位相ずれ現象は略完全に解消される
のである。

このように、本発明によれば、単に偏心カムの回転を切
り換えるという極めて簡単な操作によって、蛇行現象並
びに位相ずれ現象の問題が根本的に且つ完壁に解消され
得、従って多数の偏心カム間に位相差が存在し或いは永
年使用によってそれらの間に位相差が生じても、炉内で
の搬送中に蛇行及び位相ずれが自動的に打ち消されて、
炉の停止などという大きな事故を招来することは全くな
くなったのである。

また、既に炉幅方向或いは炉長方向の偏心カム間に位相
差が存在する状態において炉を設置した場合であっても
、本発明に従えば、偏心カムの逆回転によって、発生し
た蛇行現象または位相ずれ現象の程度の如何に拘らず、
それらを修正することが出来るため、炉の設置に際して
の偏心カムの位相合わせを、従来の如く極めて厳密に行
なう必要もなくなったのであり、これによって炉の設置
作業（偏心カムの配置作業）の作業性が著しく改善され
得たのである。

また、従来にあっては、矩形運動以外の可動ビーム３の
運動は蛇行現象や位相ずれ現象を惹起するとして、その
採用が否定されていたが、前述の如きそれらの機構の解
明とそれに伴なうその対策たる未発明手法の採用によっ
て、被処理物の搬送を行なうための可動ビーム３の運動
として、矩形運動の他に、円形運動や楕円形運動、或い
はそれらの動きを組み合わせた運動などが任意に採用さ
れ得ることとなったのであり、これら各種の運動に従っ
て被処理物を搬送せしめても蛇行現象や位相ずれ現象な
どは効果的に抑制される。

かくの如き本発明における偏心カムの正回転と逆回転の
組合せの態様は、被処理物移送方向（炉長方向）或はそ
れに直角な方向（炉幅方向）に配置される複数個の偏心
カム間の位相差の程度や許容され得る蛇行量、位相ずれ
量などによって適宜決定されることとなるが、一つの移
動炉床上を被処理物が搬送される間には少なくとも一回
の正回転と逆回転との組合せが採用されねばならない。

而して、かかる組合せとしては、一般的に１回の正回転
と１回の逆回転とを交互に行なう昇降（上下動）１回毎
の絹合せや、所定回数毎（或は所定時間毎）の交互の組
合せ等の、正回転と逆回転とを等しく行なわせ得る組合
せが好適に採用されることとなる。

因みに、本発明者らが、１回転毎に交互に切り換えて正
回転と逆回転を組み合わせて炉内を搬送せしめたところ
、抽出端において被処理物には何等の蛇行現象も、位相
ずれ現象も認められなかったのである。

しかしながら、このような等しい正回転と逆回転の組合
せの他に、許容される蛇行量、位相ずれ量の範囲内にお
いて正回転より逆回転による昇降回数を多くしたり、或
いはこの逆にしたりすることなども可能である。

また、このような偏心カムの正回転、逆回転は、該偏心
カムを駆動せしめる電動機などの駆動機構の切換え（電
動機の回転方向の切換え）等公知の手段によって簡単に
実症出来るものであり、更にかかる正回転、逆回転の切
換え操作は適当な制御機器によって自動的に行ない得る
他、手動操作によることも可能である。

なお、本発明は、上記例示の具体的手法、手段にのみ限
定されるものでは決してなく、本発明の主旨を逸脱しな
い限りにおいて、当業者の知識に基づいて種々なる変更
、改良等を加え得るものである。

例えば、本発明に係る搬送方法は、偏心カム（偏心輪）
の偏心量に基づいて移動炉床の上下動を行なうようにし
たものであれば、上側の他、レバーを介して上下動を行
なうようにしたものにも、勿論、適用され得るものであ
ることは言うまでもなく、また移動炉床式であれば、上
側の加熱炉の他、熱処理炉などの各種の炉において採用
され得るものであり、更に移動炉床としても例示したウ
オーキングビーム（可動ビーム）の他、通常狭義に移動
炉床と呼称されているもの（ウオーキングバース式）等
がある。

また、移動炉床と固定炉床との組合せによる搬送方式の
他、二つの移動炉床を組み合わせた搬送方式を採用する
移動炉床式炉であっても何等差支えないものである。

更に、このような移動炉床が炉長方向（搬送方向）に分
割して複数個配置された、所謂分割炉床式炉（例えば特
願昭５４−６５４２２号などに開示されたもの等）に対
しても、本発明方法は有効に適用され得るが、この場合
本発明は分割された移動炉床毎に実施されることとなる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は移動炉床式炉の一例としてのウオーキングビー
ム式加熱炉を示す断面略図であり、第２図ａ乃至ｅはそ
れぞれ蛇行現象を説明するための第１図におけるＡ−Ａ
断面略図であり、第３図ａ乃至ｅはそれぞれ位相ずれ現
象を説明するための第１図における偏心カム４ａ 、４
ｂ部分略図である。 １：加熱炉、２二固定炉床、３二可動ビーム（移動炉床
）、４ａ、４ａ’ 、４ｂ・・・・・・：偏心カム（
偏心輪）、５：油圧シリンダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 移動炉床の上下動および前後動により被処理物を搬
   送せしめつつ所定の処理を施すウオーキングビーム式、
   ウオーキングハース式などの移動炉床式炉において、 該移動炉床の上下動を偏心カムにて行なうと共に、該偏
   心カムの回転を一方向のみならず、逆方向にも行なわせ
   、かかる偏心カムの一方向回転による移動炉床の上下動
   と逆方向回転による移動炉床の上下動とを適宜組み合わ
   せることにより、該移動炉床による被処理物の搬送を行
   なわしめるようにしたことを特徴とする被処理物の搬送
   方法。