(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉本体内に設けられた固定ビームと移動ビームとの相対移動によってワークが搬送されるウォーキングビーム炉であって、
前記炉本体に設けられ、前記移動ビームが鉛直方向および水平方向に移動自在に貫通する炉床開口部と、
前記炉床開口部の全周を囲繞して鉛直下方に垂下するシールボックスと、
前記炉床開口部の鉛直下方に配置され、前記シールボックスの下端を浸漬させる液体が収容された水封容器と、
前記水封容器に収容される前記液体の液面に浮揚する断熱材と、
を備え、
前記断熱材は、複数のアルミニウム製の中空部材で構成されていることを特徴とするウォーキングビーム炉。
【請求項２】
鉛直方向および水平方向に移動する移動ビームが貫通する炉床開口部の全周を囲繞して鉛直下方に垂下するシールボックスと、
前記炉床開口部の鉛直下方に配置され、前記シールボックスの下端を浸漬させる液体が収容された水封容器と、
前記水封容器に収容される前記液体の液面のうち、前記シールボックスの内側にのみ配され、該液面に浮揚する断熱材と、
を備え、
前記断熱材は、複数のアルミニウム製の中空部材で構成されていることを特徴とするウォーキングビーム炉の水封装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定ビームと移動ビームとの相対移動によってワークを搬送するウォーキングビーム炉、および、ウォーキングビーム炉の炉床開口部からの放熱を抑制する水封装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に示されるように、移動ビームを鉛直方向および水平方向に移動させてワークを搬送するウォーキングビーム炉が知られている。こうしたウォーキングビーム炉においては、移動ビームが貫通する炉床開口部からの放熱を抑制する水封装置が設けられている。
【０００３】
こうした水封装置は、例えば特許文献２に示されるように、炉床開口部を囲繞するシールボックスが炉床から垂下しており、このシールボックスの下端が、炉床開口部の鉛直下方に配置された水封容器内の水中に浸漬している。水封容器は、移動ビームと一体的に鉛直方向および水平方向に移動するが、移動ビームや水封容器が移動しても、シールボックスの下端が水中に浸漬したままの状態となるように、水封容器内に水が供給され、常時、一定の水位が維持されるようになっている。
【０００４】
このように、シールボックスの下端が水封容器に収容された水中に浸漬していれば、水封容器に収容された水によって、炉内空間の雰囲気を外部から遮断するシール機能がもたらされ、よって炉床開口部からの放熱が抑制されることとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−５７７１７号公報
【特許文献２】特開２００２−２９４３３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の水封装置によれば、炉内雰囲気が炉床開口部から外部に直接的に漏洩するのを防止することは可能であるが、高温の炉内雰囲気と水封容器に収容される水との温度差が非常に大きいことから、炉内雰囲気から水封容器内の水への伝熱により、炉内温度が低下して熱効率が低下してしまう。
【０００７】
本発明の目的は、水封容器に収容された液体を介しての放熱を抑制し、熱効率を向上することができるウォーキングビーム炉およびウォーキングビーム炉の水封装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
また、本発明の他のウォーキングビーム炉は、炉本体内に設けられた固定ビームと移動ビームとの相対移動によってワークが搬送されるウォーキングビーム炉であって、前記炉本体に設けられ、前記移動ビームが鉛直方向および水平方向に移動自在に貫通する炉床開口部と、前記炉床開口部の全周を囲繞して鉛直下方に垂下するシールボックスと、前記炉床開口部の鉛直下方に配置され、前記シールボックスの下端を浸漬させる液体が収容された水封容器と、前記水封容器に収容される前記液体の液面に浮揚する断熱材と、を備え、前記断熱材は、複数のアルミニウム製の中空部材で構成されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のウォーキングビーム炉の水封装置は、鉛直方向および水平方向に移動する移動ビームが貫通する炉床開口部の全周を囲繞して鉛直下方に垂下するシールボックスと、前記炉床開口部の鉛直下方に配置され、前記シールボックスの下端を浸漬させる液体が収容された水封容器と、前記水封容器に収容される前記液体の液面のうち、前記シールボックスの内側にのみ配され、該液面に浮揚する断熱材と、を備え、前記断熱材は、複数のアルミニウム製の中空部材で構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、水封容器に収容された液体を介しての放熱を抑制して熱効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ウォーキングビーム炉の全体を説明する図である。
【図２】図１のＸ方向の断面図である。
【図３】図２の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１６】
図１は、本実施形態のウォーキングビーム炉１の全体を説明する図であり、図２は、図１のＸ方向の断面図である。図１および図２に示すように、ウォーキングビーム炉１は、１２００度程度の高温雰囲気となる炉内空間２ａを形成する炉本体２を備えている。この炉本体２内には、図２に示すように、複数（本実施形態では３つ）の固定ビーム３と、複数（本実施形態では２つ）の移動ビーム４とが設けられており、これら固定ビーム３および移動ビーム４の相対移動によって、スラブ等のワークＷが加熱されながら炉内空間２ａを搬送されるようにしている。
【００１７】
固定ビーム３は、ワークＷの搬送方向（図中Ｙ方向）に直交する水平方向（図中Ｘ方向）に所定の間隔を維持して３つ設けられている。各固定ビーム３は、図中Ｙ方向に延在する延在部３ａと、この延在部３ａの長手方向（図中Ｙ方向）に所定の間隔で複数設けられた支脚部３ｂとを有している。支脚部３ｂは、鉛直方向（図中Ｚ方向）に延在しており、その上端が延在部３ａに連結され、その下端が炉本体２の底面を構成する炉床２ｂに固定されている。
【００１８】
また、移動ビーム４は、隣接する固定ビーム３間に設けられており、固定ビーム３と同様に、図中Ｙ方向に延在する延在部４ａと、この延在部４ａの長手方向（図中Ｙ方向）に所定の間隔で複数設けられた支脚部４ｂとを有している。支脚部４ｂは、鉛直方向（図中Ｚ方向）に延在しており、その上端が延在部４ａに連結され、その下端は、炉床２ｂに設けられた炉床開口部５を貫通して、炉本体２の外方に露出している。そして、移動ビーム４の支脚部４ｂの下端は、移動床６に固定されており、移動床６と移動ビーム４とが一体となって鉛直方向（図中Ｚ方向）および水平方向（図中Ｙ方向）に移動するように構成されている。
【００１９】
この移動床６は、図１に示すように、炉本体２の炉床２ｂに対して離間して平行配置されており、図中Ｙ方向に長手方向を沿わせて延在している。そして、移動床６の下面には、互いに同期運転される一対の昇降ユニット７が、図中Ｙ方向に離間して設けられており、この昇降ユニット７によって移動床６が支持されている。
【００２０】
昇降ユニット７は、油圧モータや電気モータ等の回転駆動源の出力軸に減速機を介して接続された第１カム７ａと、この第１カム７ａと移動床６との間に介在された第２カム７ｂと、を備えており、第１カム７ａの回転によって第２カム７ｂが鉛直方向に揺動するように構成されている。また、移動床６の下面には、油圧シリンダ８が連結されており、この油圧シリンダ８の伸縮によって、移動床６が図中Ｙ方向に往復動するようになっている。上記の昇降ユニット７および油圧シリンダ８により、移動床６および移動ビーム４は、次のように動作する。
【００２１】
すなわち、図１に示す第１の状態から、まず、回転駆動源を駆動して第１カム７ａを回転させる。すると、第１カム７ａの回転によって第２カム７ｂが揺動して移動床６および移動ビーム４が鉛直上方に押し上げられ、これら移動床６および移動ビーム４が第１の状態よりも鉛直上方に移動した第２の状態になる。この第２の状態で、油圧シリンダ８を収縮させると、移動床６および移動ビーム４は、第２の状態と同じ高さ位置を保持したまま、第２カム７ｂ上を図１中右方向に摺動して第３の状態となる。そして、この第３の状態から、さらに第１カム７ａが回転すると、今度は第２カム７ｂが揺動して移動床６および移動ビーム４が鉛直下方に下降し、これら移動床６および移動ビーム４が第１の状態と同じ高さ位置の第４の状態となる。この第４の状態となったところで、今度は、油圧シリンダ８を伸長させると、移動床６および移動ビーム４は、第２カム７ｂ上を図１中左方向に摺動して図示の第１の状態となる。
【００２２】
上記のように、昇降ユニット７および油圧シリンダ８を駆動することで、移動床６および移動ビーム４は、上昇、搬送方向への移動、下降、搬送方向とは反対方向への移動を繰り返し行うこととなる。このとき、移動ビーム４の延在部４ａは、移動床６が相対的に下方にあるとき（第１の状態および第４の状態）には、固定ビーム３の延在部３ａよりも鉛直下方に位置し、移動床６が相対的に上方にあるとき（第２の状態および第３の状態）には、固定ビーム３の延在部３ａよりも鉛直上方に位置する寸法関係を維持している。
【００２３】
より具体的には、図１に示す第１の状態にある場合には、移動ビーム４の延在部４ａは、固定ビーム３の延在部３ａよりも鉛直下方に位置している。したがって、このとき、炉内空間２ａ内に搬入されたワークＷは、固定ビーム３の延在部３ａ上に載置されており、移動ビーム４の延在部４ａには非接触状態となっている。この状態から、移動床６が鉛直上方に押し上げられて第２の状態になると、移動ビーム４の延在部４ａが、固定ビーム３の延在部３ａよりも上方に移動する。これにより、ワークＷは、移動ビーム４の延在部４ａ上に載置された状態で鉛直上方に押し上げられ、固定ビーム３の延在部３ａと非接触状態となる。
【００２４】
この状態で移動床６が図１中右方に移動して第３の状態になると、移動ビーム４の延在部４ａも図１中右方に移動し、これによって移動ビーム４の延在部４ａ上に載置されたワークＷも、図１中右方に移動する。そして、この状態から移動床６が下方に移動して第４の状態になると、その過程で移動ビーム４の延在部４ａが、固定ビーム３の延在部３ａの上方から下方へと下降し、ワークＷが延在部４ａから延在部３ａへと乗り移る。このように、移動ビーム４の延在部４ａが、固定ビーム３の延在部３ａに対して上方に突出したり、下方に埋没したりしながら搬送方向（図中Ｙ方向）に移動することで、ワークＷが炉内空間２ａ内において図中Ｙ方向に搬送されることとなる。
【００２５】
以上のように、ウォーキングビーム炉１においては、移動ビーム４がワークＷの搬送方向（図中Ｙ方向）に移動するため、移動ビーム４の支脚部４ｂと炉床２ｂとが干渉しないように、炉床開口部５が、ワークＷの搬送方向（図中Ｙ方向）に長さを有する長孔形状となっている。そのため、炉床開口部５の断面積は、移動ビーム４の支脚部４ｂの断面積よりも大きく、炉内空間２ａの雰囲気が炉床開口部５を介して外部に漏洩しやすくなっている。そこで、本実施形態のウォーキングビーム炉１においては、炉内空間２ａの雰囲気が炉床開口部５から外部に漏洩するのを防止すべく、水封装置１０が設けられている。
【００２６】
図３（ａ）は図２の部分拡大図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＩＩＩ（ｂ）−ＩＩＩ（ｂ）線断面図である。この図に示すように、水封装置１０は、移動床６の上面に固定された水封容器１１と、炉床２ｂに固定されたシールボックス１２と、を備えている。水封容器１１は、移動床６の長手方向に延在しており、炉床２ｂに設けられた炉床開口部５に対向配置されている。この水封容器１１は、鉛直方向（図中Ｚ方向）に高さを有する外周壁部１１ａと、移動床６の上面に面接触状態で固定される底部１１ｂとを備えており、これら外周壁部１１ａおよび底部１１ｂによって形成される空間に、水等の液体が収容可能となっている。
【００２７】
また、水封容器１１には、底部１１ｂから鉛直上方に隆起するシール壁部１１ｃが設けられており、このシール壁部１１ｃに、移動ビーム４の支脚部４ｂが密着して鉛直方向に貫通する貫通孔１３が形成されている。シール壁部１１ｃは、その先端が外周壁部１１ａよりも鉛直上方に僅かに突出しており、これによって、貫通孔１３からの水漏れが防止されている。
【００２８】
一方、炉床２ｂに固定されたシールボックス１２は、鋼板や耐熱性のシート等からなる断面矩形状の部材によって構成されている。このシールボックス１２は、炉床開口部５の全周を囲繞して鉛直下方に垂下しており、その下端が、水封容器１１に収容された液体に、常時、浸漬される寸法関係を維持している。つまり、移動床６は、鉛直方向（図中Ｚ方向）に上昇して炉床２ｂに近接したり（上記の第２の状態および第３の状態）、鉛直方向（図中Ｚ方向）に下降して炉床２ｂから離間したり（上記の第１の状態および第４の状態）する。そして、シールボックス１２は、移動床６がもっとも炉床２ｂから離間した状態でも、その下端が水封容器１１に収容される液体の水位よりも低く位置し、また、移動床６がもっとも炉床２ｂに近接した状態でも、その下端が水封容器１１の底部１１ｂに干渉することがない寸法となっている。
【００２９】
これにより、シールボックス１２によって囲繞される空間は、常に、水封容器１１内の液体によって外部から遮断された状態となり、炉内空間２ａの雰囲気が外部に漏洩しないようになっている。さらに、本実施形態においては、シールボックス１２によって囲繞された空間内に、小径のボール状の断熱材２０が設けられている。この断熱材２０は、アルミニウム（純アルミニウムまたはアルミニウム合金）製もしくはセラミックス製の中空ボール状であって、水封容器１１に収容される液体の液面に浮揚（浮遊）する部材によって構成されている。こうした断熱材２０が液面に設けられることにより、炉内空間２ａの雰囲気から液体への伝熱が抑制され、よって炉内空間２ａの温度低下を抑制して熱効率を向上することが可能となる。また、上記の中空ボール状の断熱材２０は、水封容器１１内で移動自在であることから、移動ビーム４における支脚部４ｂの移動が妨げられることもない。
【００３０】
なお、ここでは、シールボックス１２によって囲繞される空間内にのみ断熱材２０を設けることとしたが、断熱材２０の数は特に限定されることなく、また、水封容器１１に収容される液面の全面に断熱材２０を浮揚させるようにしても構わない。このようにすれば、液体からの放熱が抑制されるので、炉内空間２ａの温度低下をさらに抑制することが可能である。
【００３１】
ただし、上記したように、水封容器１１は移動床６とともに移動するため、このときの振動によって水封容器１１から液体がこぼれてしまい、液体とともに断熱材２０が水封容器１１からこぼれてしまうおそれがある。そこで、上記したように、シールボックス１２によって囲繞される空間内にのみ断熱材２０を設けるようにすれば、断熱材２０はシールボックス１２によって保護されるため、水封容器１１から液体がこぼれても、断熱材２０を水封容器１１内に留めることが可能となる。
【００３２】
また、上記実施形態においては、断熱材２０を、アルミニウムもしくはセラミックス製の中空ボール状の部材によって構成したが、断熱材の構成はこれに限らない。例えば、水封容器１１に収容される液体よりも比重が軽く、当該液体の液面に浮揚する断熱性を有する部材であれば、その形状や材質は特に限定されるものではなく、例えば、シート状の部材や液体によって構成してもよい。
【００３３】
さらには、上記実施形態のウォーキングビーム炉１や水封装置１０の構成は一例に過ぎない。したがって、各装置の具体的な構成は、適宜設計変更することが可能である。例えば、上記実施形態においては、１つの水封容器１１によって、複数の炉床開口部５からの放熱を抑制することとしたが、炉床開口部ごとに水封容器を設けることとしてもよい。
【００３４】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、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。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、固定ビームと移動ビームとの相対移動によってワークを搬送するウォーキングビーム炉、および、ウォーキングビーム炉の炉床開口部からの放熱を抑制する水封装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１     …ウォーキングビーム炉
２     …炉本体
２ｂ   …炉床
３     …固定ビーム
４     …移動ビーム
５     …炉床開口部
１０   …水封装置
１１   …水封容器
１２   …シールボックス
２０   …断熱材
【図１】
0005978609.tif 000002
【図２】
0005978609.tif 000003
【図３】
0005978609.tif 000004