(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続鋳造により製造される鋼片として長手方向と直交する幅方向中央部における表面に、幅方向に湾曲する凹部を長手方向に亘って連続的に形成されたスラブを吊り上げる際に適用される吊上電磁石であり、
前記スラブの湾曲幅以内の有効磁極幅を有し、磁束の流れる方向を前記スラブの幅方向に設定し、
前記凹部の厚み寸法が前記凹部の両端に形成される平坦部の厚み寸法よりも小さく設定され且つ厚み方向に積み重ねられている前記スラブのうち、最上方のスラブの前記凹部内に収まるように載置可能であることを特徴とする吊上電磁石。
【請求項２】
請求項１に記載の吊上電磁石を用いて、連続鋳造により製造される鋼片として長手方向と直交する幅方向中央部における表面に、幅方向に湾曲する凹部を長手方向に亘って連続的に形成されたスラブを吊り上げる方法であり、当該吊上電磁石を、前記凹部の厚み寸法が前記凹部の両端に形成される平坦部の厚み寸法よりも小さく設定され且つ厚み方向に積み重ねられている前記スラブのうち、最上方のスラブの前記凹部内に位置付けてコイルに電流を流すことによって磁力を生じさせて前記スラブを吊り上げることを特徴とするスラブの吊上方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長手方向と直交する幅方向中央部における表面に、幅方向に湾曲する凹部を長手方向に亘って連続的に形成されたスラブを運搬する際に用いられる吊上電磁石に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
製鋼工程において連続鋳造により製造される鋼片は、最終製品の形状に応じてスラブ、ブルーム、ビレットなどの中間製品として次工程へ送られている。この鋼片の中でスラブは、図６及び図７に示すように、断面が矩形状をなす１０乃至３０トンほどの中間製品である。
【０００３】
このようなスラブＸ２は、吊上電磁石（「リフティングマグネット」とも称される）により吊り上げられて次工程に搬送される（特許文献１参照）。
【０００４】
図８に示す吊上電磁石Ｘ１は、磁極Ｘ１１、Ｘ１２を平行に配置し、中央の磁極Ｘ１１より磁束ΦＸがスラブＸ２内部を通過して、両端の磁極Ｘ１２へ流れることで吸着力を発生させている。
【０００５】
また、図９に示す吊上電磁石Ｙ１は、磁極Ｙ１１、Ｙ１２を中央部分及び外縁部分に配置し、中央部分の磁極Ｙ１１から磁束ΦＹがスラブＸ２内部を通過し四方へ拡散し外縁部分の磁極Ｙ１２へ流れることで吸着力を発生させている。なお、図８、図９、及び後述する図１０、図１１では、磁極に網掛けを付している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−８２２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、図１０に示すように、Ｈ型鋼や鋼板の中間製品等として製造されるスラブＺ２は、カリバーロールでの幅圧延により、長手方向と直交する幅方向中央部における表面に、幅方向に湾曲する凹部Ｚ２１を長手方向に亘って連続的に形成されるものがある。
【０００８】
このような特殊形状をなすスラブＺ２は、幅方向に湾曲した凹部Ｚ２１が平坦部Ｚ２２よりも凹んでいるため、図１０のように、吊上電磁石Ｚ１をスラブＺ２における平坦部２２に載置した場合には、吊上電磁石Ｚ１と凹部Ｚ２１との間に大きな隙間（ギャップ）が生じる。このため、吊上電磁石Ｚ１は、スラブＺ２における凹部Ｚ２１を吸着面として作用させることができず、磁極面積が減少するという問題がある。
【０００９】
そこで、ギャップを考慮して吸着面となる磁極面積を大きく設計することによって対応することも考えられるが、この場合、磁極面積を大きく設計することにより吊上電磁石の大型化を招来するとともに、質量も大きくなるという問題がある。
【００１０】
一方、吊上電磁石とスラブとの接触面を増加させるため、吊上電磁石における磁極の幅を大きくする態様も考えられる。しかしながら、このような態様であれば、複雑な磁極形状の設計が要求されるのみならず、吊り上げる対象のスラブにおける厚み寸法が小さいものである場合には、図１１に示すように、厚み方向に積み上げた複数のスラブＺ２のうち、最上方のスラブＺ２を吊り上げる際に、磁気飽和した最上方のスラブＺ２から磁束ΦＺが下方のスラブＺ２に漏れるため、下方のスラブＺ２を誘引して落下させてしまうという安全上の問題がある。
【００１１】
本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、主たる目的は、小型且つ軽量でありながら、幅方向に湾曲する凹部を長手方向に亘って連続的に形成されたスラブを好適に運搬でき、しかも、厚み方向に積み上げたスラブのうち、最上方のスラブを吊り上げる際に下方のスラブを誘引することなく、運搬作業の安全を図ることが可能な吊上電磁石を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
すなわち、本発明の吊上電磁石は、連続鋳造により製造される鋼片として長手方向と直交する幅方向中央部における表面に、幅方向に湾曲する凹部を長手方向に亘って連続的に形成されたスラブを吊り上げる際に適用されるものであり、スラブの湾曲幅以内の有効磁極幅を有し、磁束の流れる方向をスラブの幅方向に設定し、凹部の厚み寸法が凹部の両端に形成される平坦部の厚み寸法よりも小さく設定され且つ厚み方向に積み重ねられているスラブのうち、最上方のスラブの凹部内に収まるように載置可能であることを特徴とする。
【００１３】
ここで、「長手方向と直交する幅方向中央部における表面」とは、「長手方向と直交する幅方向中央部における片面」であってもよく、又は「「長手方向と直交する幅方向中央部における両面」であってもよい。
【００１４】
このように、吊上電磁石の有効磁極幅をスラブにおける凹部の湾曲幅以内に設定すれば、スラブを吊り上げる際に吊上電磁石を凹部内に載置することが可能であるため、吊上電磁石とスラブとの隙間を可及的に小さくすることができる。したがって、有効な吸着力を得るために、吊上電磁石の磁極面積を大きく設定する必要がなくなり、吊上電磁石の小型化及び軽量化を有効に図ることができる。
【００１５】
さらに、吊上電磁石の小型化は、吊上電磁石の単位重量あたりの吸着力が大きくなることを意味し、コイルの巻き数に電流を乗じた力である起磁力を小さくすることができる。その結果、時定数を小さくすることができ、電流の立ち上がりが早くなり、荷役サイクルの短縮化を図ることができる。また、吊上電磁石の起磁力を小さくすることができるため、吊上電磁石におけるコイルの巻き数を少なくして、コストの削減をも図ることができる。
【００１６】
また、本発明の吊上電磁石は、磁束の流れる方向をスラブにおける凹部の湾曲方向にしている。このように、スラブにおける凹部の湾曲方向、換言すればスラブにおける幅方向に磁束が流れることにより、磁極幅よりも厚み寸法が小さいスラブを積み上げた状態で最上方のスラブを吊り上げる際に磁気飽和が発生しても、漏れる磁束がスラブにおける長手方向へ逃げる磁気回路を形成し、このスラブにおける長さ方向に流れる磁束の流れにより、下方のスラブへ磁束が漏れることを防ぐことができ、誘引現象が発生せず、安全に荷役作業を行うことができる。
【００１７】
また、本発明のスラブの吊上方法は、上述した構成をなす吊上電磁石を用いて、連続鋳造により製造される鋼片として且つ長手方向と直交する幅方向中央部における表面に、幅方向に湾曲する凹部を長手方向に亘って連続的に形成されたスラブを、吊り上げる方法であり、凹部の厚み寸法が凹部の両端に形成される平坦部の厚み寸法よりも小さく設定され且つ厚み方向に積み重ねられているスラブのうち、最上方のスラブの凹部内に吊上電磁石を位置付けてコイルに電流を流すことによって磁力を生じさせてこのスラブを吊り上げる方法である。
【００１８】
このようなスラブの吊上方法であれば、上述した吊上電磁石による作用効果を得ることができ、実用性に優れた吊上方法になる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、スラブに形成した凹部内に吊上電磁石を位置付けて吸着させるため、吊上電磁石とスラブとのギャップが小さくなり、吊上電磁石の小型化及び軽量化を図ることができる。また、磁束の流れをスラブにおける凹部の湾曲幅方向に設定したことでスラブの誘引現象を回避することができ、安全に荷役作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る吊上電磁石を用いて吊り上げるスラブの全体概略図。
【図２】同実施形態におけるスラブの横断面図。
【図３】同実施形態に係る吊上電磁石を用いてスラブを吊り上げる際の吊上電磁石及びスラブの相対位置関係を模式的に示す図。
【図４】図３における要部拡大断面を模式的に示す図。
【図５】同実施形態の一変形例を図４に対応させて示す図。
【図６】従来から周知のスラブの全体概略図。
【図７】同スラブの横断面図。
【図８】従来から周知の吊上電磁石の一例を模式的に示す図。
【図９】従来から周知の吊上電磁石の他の一例を模式的に示す図。
【図１０】従来から周知の吊上電磁石を用いてスラブを吊り上げる際の吊上電磁石及びスラブの相対位置関係を模式的に示す図。
【図１１】図１０における要部拡大図を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００２２】
本実施形態に係る吊上電磁石１は、図１に示すスラブ２を吊り上げて所定の場所まで運搬して降ろす荷役作業に適用されるものである。
【００２３】
このスラブ２は、図１及び図２に示すように、長手方向と直交する幅方向中央部における両面に、幅方向に湾曲する凹部２１を長手方向に亘って連続的に形成されたものである。すなわち、本実施形態のスラブ２は、両面に、長手方向に延びる凹部２１と、凹部２１の両端に一対の平坦部２２とを有し、概ね横向きのＩ字形状をなすものである。
【００２４】
吊上電磁石１は、図３及び図４に示すように、鉄心１１と、鉄心１１に巻回したコイル１２とを備えたものである。鉄心１１は、対をなす第１対向壁部１１１及び第２対向壁１１２と、これら対向壁部１１１、１１２の上端部同士を接続する接続壁部１１３とを一体に有するほぼ下向きＣ字形状をなすものである。そして、鉄心１１の幅寸法、換言すれば、対をなす対向壁部１１１、１１２間の距離に相当する吊上電磁石１の有効磁極幅１ｘを、スラブ２における凹部２１の幅寸法よりも小さく設定している（図４参照）。ここで、吊上電磁石１の対向壁部１１１、１１２の間隔（つまり有効磁極幅１ｘ）は、スラブ２の重量に応じて、そのスラブ２を吊り上げられるように通電状態において電磁石として機能する程度に最低限離しておけばよい。本実施形態では、コイル１２を、鉄心１１のうち接続壁部１１３に巻回している。なお、図４においてコイル１２断面内の記号として用いている○の中に付した×は，電流の方向が紙面の表から裏へ向かって流れることを示し、同様に○の中に付した○は，電流の方向が紙面の裏から表へ向かって流れることを示すものである。
【００２５】
このような吊上電磁石１を用いてスラブ２を吊り上げるには、吊上電磁石１をスラブ２における凹部２１内に収まるように載置して、コイル１２に電流を流して磁力を発生させる。これにより、磁束Φ１が第１対向壁部１１１における磁極１１ａからスラブ２内を通過して第２対向壁部１１２における磁極１１ｂに流れ、この磁極１１ｂから吊上電磁石１内に流れることによって吸着力が発生する。この際、吊上電磁石１をスラブ２における凹部２１内に位置付けているため、吊上電磁石１とスラブ２との間に生じる隙間（ギャップ）は、鉄心１１の磁極１１ａ、１１ｂ下と凹部２１との間のみであり、吊上電磁石１を、スラブ２における凹部２１を跨いで平坦部２２に載置した場合に生じる吊上電磁石１とスラブ２との間の隙間よりも大幅に小さくなり（図１０参照）、吊上電磁石１の磁極面積を大きく設定することなく、スラブ２を吊り上げるのに十分な吸着力を得ることができる。
【００２６】
また、図３及び図４に示すように、磁束Φ１の流れが、スラブ２における凹部２１の湾曲方向に沿った流れとなるため、磁極幅よりも小さい厚み寸法を有するスラブ２を高さ方向に積み重ね、そのうち最上方のスラブ２をこのような吊上電磁石１によって吊り上げる場合に、生じた磁気飽和により下方のスラブ２へ磁束Φ１が漏れにくくなるため、誘引現象が発生せず、安全に荷役作業を行うことができる。すなわち、第１対向壁１１１（磁極１１ａ）の長手方向端部から流れる磁束Φ１の一部（磁束Φ１α）は、図３に示すように、鉄心１１から外れる（逃げる）方向であって且つ斜め下方に向かい、鉄心１１の幅方向中心部付近から第２対向壁１１２（磁極１１ｂ）の長手方向端部に向かって斜め上方に流れる。この磁束Φ１αの流れは、図４に示すように、横断面で見ると、第１対向壁１１１（磁極１１ａ）の長手方向端部以外から流れる磁束Φ１と同じ又はほぼ同じ流れである。このような飽和した磁束Φ１αが生じることにより、下方のスラブ２へ磁束Φ１、Φ１αが漏れることを防ぐことができ、誘引を回避することができる。
【００２７】
このように、本実施形態に係る吊上電磁石１は、有効磁極幅１ｘをスラブ２における凹部２１の湾曲幅よりも小さく設定しているため、スラブ２を吊り上げる際に吊上電磁石１を凹部２１内に収めるように載置することによりスラブ２との隙間を可及的に小さくすることができる。したがって、有効な吸着力を得るために、吊上電磁石１の磁極面積を大きく設定する必要がなくなり、吊上電磁石１の小型化及び軽量化を有効に図ることができる。
【００２８】
しかも、吊上電磁石１の小型化により、吊上電磁石１の単位重量あたりの吸着力は大きくなり、コイル１２の巻き数に電流を乗じた力である起磁力を小さくすることができる。その結果、時定数を小さくすることができ、電流の立ち上がりが早くなり、荷役サイクルの短縮化を図ることができ、荷役作業効率の向上に資する。また、コイル１２の巻き数を従来のものより少なくすることにより、コストの削減をも図ることができる。
【００２９】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、図５に示す吊上電磁石Ａ１であってもよい。この吊上電磁石Ａ１は、上述した実施形態に係る吊上電磁石１と比較して、コイルＡ１２を、鉄心Ａ１１おける第１対向壁部Ａ１１１、第２対向壁Ａ１１２にそれぞれ巻回した点のみが異なる。このような吊上電磁石Ａ１をスラブ２における凹部２１内に収まるように載置して、励磁することにより、鉄心Ａ１１における第１対向壁部Ａ１１１の磁極（端部）Ａ１１ａから磁束ΦＡ１がスラブ２内を通過し、第２対向壁部Ａ１１２の磁極（端部）Ａ１１ｂから吊上電磁石Ａ１内に流れることにより吸着力が発生する。この際、吊上電磁石Ａ１をスラブ２における凹部Ａ２１内に載置しているため、吊上電磁石Ａ１とスラブ２との間に生じる隙間は、吊上電磁石Ａ１をスラブ２における凹部２１を跨いで平坦部２２に載置した場合に生じる吊上電磁石Ａ１とスラブ２との間の隙間よりも大幅に減少し、吊上電磁石Ａ１の磁極面積を大きく設定することなく、スラブ２を吊り上げるのに十分な吸着力を得ることができる等、前述した実施形態で述べた吊上電磁石１が奏する作用効果を得ることができる。なお、図５においてコイルＡ１２断面内の記号として用いている○の中に付した×は，電流の方向が紙面の表から裏へ向かって流れることを示し、同様に○の中に付した○は，電流の方向が紙面の裏から表へ向かって流れることを示すものである。
【００３０】
また、一方の対向壁（一方の磁極）をスラブのうち凹部内に位置付け、他方の対向壁（他方の磁極）をスラブのうち凹部外（平坦部）に位置付けた状態でコイルに電流を流して磁力を発生させることによりスラブを吊り上げることも可能である。
【００３１】
また、吊り上げる対象であるスラブは、長手方向と直交する幅方向中央部における片面にのみ凹部を形成したものであってもよい。凹部は、湾曲形状ではなく屈曲形状であっても構わない。
【００３２】
また、スラブの吊上方法において、スラブの長手寸法に応じて、吊上電磁石の個数を適宜増減し得るようにしてもよい。
【００３３】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１、Ａ１…吊上電磁石
２…スラブ
２１…凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0005676943.tif 000009
【図９】
0005676943.tif 000010
【図１０】
0005676943.tif 000011
【図１１】
0005676943.tif 000012