(57)【要約】【課題】鋼材の停止位置精度を向上する。【解決手段】搬送装置１０の下方に配設した制動リフタ１８は、鋼材搬送方向に隣り合う各ローラ１４,１４間に夫々臨む制動部材２０を備え、これら制動部材２０が共通の支持フレームに立設される。支持フレームに連結した昇降手段によって各制動部材２０が、ローラ群の載置面より下方の待機位置から上方の制動位置に上昇した際に、ローラ群に載置されている鋼材１２が制動部材群上に乗り移り、そのときに発生する摩擦力により鋼材１２を制動する。各制動部材２０と対応する位置に、制動部材２０に向けてミストを散布するノズル３０が夫々配設される。そして、ノズル３０から制動部材２０にミストを散布することで、鋼材１２との接触によって温度上昇する制動部材２０が冷却される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼材搬送方向に所定間隔離間して回転自在に配設された複数のローラ(14)上を載置搬送される鋼材(12)を、ローラ(14)から離間して制動手段(18)に接触させることで、該制動手段(18)との摩擦力によって鋼材(12)を停止する鋼材の停止方法において、
前記制動手段(18)に冷却媒体を散布し、該制動手段(18)の温度上昇を抑制したもとで鋼材(12)の制動停止を行なう
ことを特徴とする鋼材の停止方法。
【請求項２】
前記冷却媒体は、制動手段(18)に接触した際に蒸発する粒子径に設定されたミストである請求項１記載の鋼材の停止方法。
【請求項３】
前記制動手段(18)に鋼材(12)が接触していないときに、該制動手段(18)に対して冷却媒体を散布する請求項１または２記載の鋼材の停止方法。
【請求項４】
鋼材搬送方向に所定間隔離間して回転自在に配設された複数のローラ(14)上を載置搬送される鋼材(12)を、ローラ(14)から離間して制動手段(18)に接触させることで、該制動手段(18)との摩擦力によって鋼材(12)を停止する鋼材の停止装置において、
前記制動手段(18)に冷却媒体を散布する散布手段(30)を備え、該散布手段(30)から散布される冷却媒体により制動手段(18)の温度上昇を抑制するよう構成した
ことを特徴とする鋼材の停止装置。
【請求項５】
前記冷却媒体は、制動手段(18)に接触した際に蒸発する粒子径に設定されたミストである請求項４記載の鋼材の停止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ローラ群上を搬送される鋼材を、制動手段との摩擦力によって停止させる停止方法および停止装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
所要断面寸法まで圧延された長尺な鋼材は、その長手方向に沿って冷却床の側方まで搬送されて停止された後、冷却床に横送りされる。そして、冷却床で所定温度まで冷却された鋼材は、複数本毎に纏められた状態で切断工程に送り込まれる。
【０００３】
前記冷却床の側方で鋼材を停止する装置としては、一般に摩擦による制動力によって鋼材を所要位置に停止させる構成が採用されている(例えば、特許文献１参照)。特許文献１に開示される鋼材の停止装置は、複数のローラによって形成されて鋼材が載置される搬送面に対し、下側の退避位置と上側の制動位置との間を昇降動する制動リフタを備えている。搬送面上を所定速度で搬送される鋼材を停止させる際は、作動手段により制動リフタを退避位置から制動位置に上昇させ、前記鋼材を制動リフタにより搬送面より上方へ押し上げることで該制動リフタ上に乗り移らせる。そして、この制動リフタと鋼材との間に生じる摩擦力により、該鋼材は次第に速度を低下しながら停止する。
【０００４】
前述したように摩擦力によって鋼材を停止させる方法では、鋼材に制動リフタが接触してから該鋼材が停止するまでの制動距離Ｘは、
Ｘ＝Ｖ2／２μｇ    ・・・(式１)
Ｖ：鋼材の搬送速度、μ：摩擦係数、ｇ：重力加速度
で表わされ、該(式１)に基づいて制動リフタを制動位置に上昇させるタイミングを設定している。
【特許文献１】特開平８−１４１６２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、圧延後の高温の鋼材が接触する制動リフタの温度は経時的に上昇するために、該制動リフタと鋼材との間の摩擦係数が変化してしまい、一定の摩擦係数で算出したタイミングで鋼材の制動を開始したとしても、その制動距離Ｘ、すなわち停止位置が大きく変動してしまい、高い精度での停止制御が行なえない問題がある。
【０００６】
従って、冷却床に送り込まれた各鋼材は、その基準となる先端(基準端)が不揃いとなるため、次工程で複数本を纏めて切断する際の定寸での切断が困難となる。そのため従来は、各鋼材の先端をストッパに複数回衝突させて先端を揃える作業が必要となり、生産能率を低下させる問題を招いていた。また先端を揃える作業は、オペレータの手動操作で行なっているため、作業負荷が大きくなる難点も指摘される。
【０００７】
すなわち本発明は、前述した従来の技術に内在している前記課題に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、鋼材の停止位置精度を向上することができる鋼材の停止方法および停止装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した課題を解決し、所期の目的を達成するため、請求項１の発明に係る鋼材の停止方法は、
鋼材搬送方向に所定間隔離間して回転自在に配設された複数のローラ上を載置搬送される鋼材を、ローラから離間して制動手段に接触させることで、該制動手段との摩擦力によって鋼材を停止する鋼材の停止方法において、
前記制動手段に冷却媒体を散布し、該制動手段の温度上昇を抑制したもとで鋼材の制動停止を行なうことを特徴とする。
【０００９】
請求項１に係る発明によれば、冷却媒体の散布により制動手段の温度上昇を抑制し、鋼材との間の摩擦係数を略一定に保持することができ、制動距離、すなわち鋼材の停止位置の精度を向上し得る。従って、次工程での切断に先立ち、基準端をストッパに衝突して揃える作業を省略することが可能となり、生産能率を向上し得ると共に、オペレータの作業負荷を低減することができる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、前記冷却媒体として、制動手段に接触した際に蒸発する粒子径に設定されたミストを用いるようにした。
【００１１】
請求項２に係る発明によれば、制動手段の効率的な冷却を達成し得ると共に、該制動手夫の表面にミストが残留して鋼材が滑り易くなるのを防ぐことができる。
【００１２】
請求項３に係る発明は、前記制動手段に鋼材が接触していないときに、該制動手段に対して冷却媒体を散布するようにした。
【００１３】
請求項３に係る発明によれば、鋼材に冷却媒体が付着することに起因する不具合の発生を防ぐことができる。
【００１４】
前記課題を克服し、所期の目的を好適に達成するため、請求項４の発明に係る鋼材の停止装置は、
鋼材搬送方向に所定間隔離間して回転自在に配設された複数のローラ上を載置搬送される鋼材を、ローラから離間して制動手段に接触させることで、該制動手段との摩擦力によって鋼材を停止する鋼材の停止装置において、
前記制動手段に冷却媒体を散布する散布手段を備え、該散布手段から散布される冷却媒体により制動手段の温度上昇を抑制するよう構成したことを特徴とする。
【００１５】
請求項４に係る発明によれば、制動手段の温度上昇を抑制する冷却媒体を散布する散布手段を設けるだけの簡単な構成で、鋼材との間の摩擦係数を略一定に保持することができ、制動距離、すなわち鋼材の停止位置の精度を向上し得る。従って、次工程での切断に先立ち、基準端をストッパに衝突して揃える作業を省略することが可能となり、生産能率を向上し得ると共に、オペレータの作業負荷を低減することができる。
【００１６】
請求項５に係る発明は、前記冷却媒体として、制動手段に接触した際に蒸発する粒子径に設定されたミストを用いるようにした。
【００１７】
請求項５に係る発明によれば、制動手段の効率的な冷却を達成し得ると共に、該制動手夫の表面にミストが残留して鋼材が滑り易くなるのを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る鋼材の停止方法および停止装置によれば、鋼材と制動手段との間の摩擦係数を略一定とすることができ、鋼材の停止位置精度を向上し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明に係る鋼材の停止方法および停止装置につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。
【実施例】
【００２０】
図１に示す如く、実施例に係る鋼材の停止装置が配設される搬送装置１０は、鋼材１２の搬送方向(鋼材搬送方向)に所定間隔離間して回転自在に配設される複数のローラ１４を備えており、このローラ群によって形成される載置面に鋼材１２が載置される。各ローラ１４は、その軸心が傾斜するよう配置され(図２参照)、図示しない駆動モータによって回転駆動されて、載置面に載置された鋼材１２を所定速度で搬送するよう構成される。なお、鋼材搬送方向に隣り合う各ローラ１４,１４間には、ローラ１４の傾斜下端側において載置面より上方に突出するガイド１６(一部のみ図示)が配設され、載置面を搬送される鋼材１２はガイド群で案内されるようになっている。また、後述する冷却床２２と対応する位置に配設されるガイド１６の上面は、図２に示す如く、冷却床２２に向けて下方傾斜するよう構成され、ガイド上面に載った鋼材１２を冷却床２２に向けて転動させて該冷却床２２に移載するようにしてある。
【００２１】
前記搬送装置１０の下方には、該搬送装置１０で搬送される鋼材１２を摩擦抵抗によって停止させる制動リフタ(制動手段)１８が配設されている。この制動リフタ１８は、鋼材搬送方向に隣り合う各ローラ１４,１４間において前記ガイド１６よりローラ１４の傾斜上端側に夫々臨む制動部材２０を備え、これら制動部材２０が共通の支持フレーム(図示せず)に立設されている。支持フレームには、図示しない流体圧シリンダ等の昇降手段が連結され、該昇降手段の作動によって各制動部材２０は、前記載置面より下方の待機位置および上方の制動位置の間を昇降動されるようにしてある(図２および図３参照)。そして、制動部材２０を待機位置から制動位置に上昇した際に、ローラ群に載置されている鋼材１２が制動部材群上に乗り移り、そのときに発生する摩擦力により該鋼材１２を制動するよう構成される。また、制動部材２０の上面はガイド１６に向けて下方傾斜すると共に、制動リフタ１８は、制動位置から更に上方の移載位置まで上昇するよう構成され、制動リフタ１８を移載位置まで上昇した際に、制動部材群上の鋼材１２がガイド１６の上面に移るようになっている。
【００２２】
前記搬送装置１０の下流側に設定された停止領域における前記ローラ１４の傾斜下端側の側方に、公知のレッヘン式の冷却床２２が配置されている。この冷却床２２は、図１に示す如く、鋼材搬送方向と交差する方向に延在する固定レッヘン２４と可動レッヘン２６が、鋼材１２の長手方向に交互に並設されて、可動レッヘン２６を上下動することで、固定レッヘン２４上の鋼材１２を順次横送りするよう構成される(図２および図３参照)。そして、この冷却床２２を鋼材１２が移送される間に矯正がなされると共に冷却され、その後に所定本数の鋼材１２が纏めて切断工程に送り込まれるようになっている。
【００２３】
前記停止領域より鋼材搬送方向の上流側には、搬送装置１０で搬送される鋼材１２の後端(基準端)を検知する位置センサ２８が配設され、該位置センサ２８の後端検知に基づく所定のタイミングで、前記制動リフタ１８が待機位置から制動位置に上昇されて、鋼材１２の制動が開始されるよう制御される。すなわち、前述したように鋼材１２に制動リフタ１８が接触してから該鋼材１２が停止するまでの制動距離Ｘは、前記(式１)で表わされることから、位置センサ２８の配設位置、鋼材１２の搬送速度Ｖおよび所定温度における摩擦係数μに基づいて、鋼材１２の後端が停止領域における所定位置で停止するように制動リフタ１８の作動タイミングが設定される。
【００２４】
前記制動リフタ１８における各制動部材２０と対応する位置には、図１に示す如く、該制動部材２０に散布口を指向するノズル(散布手段)３０が夫々配設されており、これらノズル３０には水供給管３２を介して水供給源から常温の水(例えば工業用水)が供給されるよう構成される(図２参照)。またノズル３０には、空気供給源に連通する空気供給管３４が接続され、該空気供給管３４を介してノズル３０に圧搾空気を供給することで、ノズル３０に供給された水が散布口からミストとなって散布されるようになっている。すなわち、ノズル３０から対応する制動部材２０にミストを散布することにより、高温の鋼材１２との接触により温度上昇する制動部材２０を冷却するよう構成される。
【００２５】
前記ミストは、制動部材２０に接触した際に蒸発する粒子径や散布量に設定される。但し、ミストの粒子径や散布量の各条件は、停止領域に到来する際の鋼材１２の温度を考慮して適宜決定されるものであるが、停止領域に到来する際に通常８００℃〜１０００℃となっている鋼材１２を処理する場合は、ミストの粒子径が１５μｍ〜２５μｍの間で、散布量が１０ｌ／ｈｒ〜３０ｌ／ｈｒの間であれば、ミストが制動部材２０に接触した際に瞬時に蒸発すると共に制動部材２０の表面温度を略一定に保持することが可能であり、より好適には粒子径が２０μｍで、散布量が２０ｌ／ｈｒである。ちなみに、粒子径が１５μｍより小さく、散布量が１０ｌ／ｈｒより少ないと、充分な冷却効果が期待できず、逆に粒子径が２５μｍより大きく、散布量が３０ｌ／ｈｒより多いと、制動部材２０の表面でミストが長時間に亘って残留して鋼材１２が滑るおそれがある。
【００２６】
なお、実施例の停止方法では、制動リフタ１８の表面温度の変化を抑制することで摩擦係数の変動を抑えるものであり、保持しようとする制動リフタ１８の表面温度は特定の値である必要はなく、圧延後の鋼材１２の温度等に基づいて任意の温度に保持するよう設定すればよい。そして、鋼材１２の制動距離Ｘを算出する前記(式１)における摩擦係数μについては、鋼材１２の温度との関係でミスト散布により保持しようとする制動リフタ１８の表面温度に見合った一定の値を用いることができる。
【００２７】
〔実施例の作用〕
次に、本実施例に係る鋼材の停止装置の作用につき、停止方法との関係で説明する。なお、図２に示す如く、前記制動リフタ１８は待機位置に保持され、またノズル３０からはミストが散布されているものとする。
【００２８】
前記搬送装置１０のローラ群上に載置されて所要の速度で上流側から搬送されてくる鋼材１２の後端の通過を前記位置センサ２８が検知すると、前記(式１)により求められたタイミングで前記制動リフタ１８が待機位置から制動位置まで上昇される(図３参照)。これにより、鋼材１２はローラ群の載置面から前記制動リフタ１８に所要の速度を有したまま乗り移り、制動リフタ１８との摩擦力によって鋼材１２は、制動距離Ｘだけ移動して停止する。
【００２９】
前記鋼材１２が停止した後、制動リフタ１８が移載位置まで更に上昇し、該制動リフタ上の鋼材１２が前記ガイド１６の上面に移り、該ガイド１６の上面を転動して前記冷却床２２に移載される。そして、冷却床２２では、前述したように可動レッヘン２６の上下動に伴って、固定レッヘン２４上の鋼材１２が順次下流側に横送りされる(図２および図３参照)。
【００３０】
ここで、前記停止領域に向けて搬送される鋼材１２の表面温度は数百度となっており、該鋼材１２と接触する前記制動リフタ１８における各制動部材２０の表面温度も上昇し、該制動部材２０の表面温度は経時的に変化する。すなわち、制動部材２０の温度上昇に伴って、鋼材１２との摩擦係数が変化(減少：滑り易くなる)し、これに伴って後端(基準端)の停止位置が変化するおそれがある。
【００３１】
しかるに実施例の停止装置では、前記各ノズル３０から、制動リフタ１８の対応する制動部材２０に向けて常温のミストが散布されており、これにより制動部材２０における表面(鋼材１２との接触面)が冷却され、鋼材１２との接触による制動部材２０の温度上昇は抑制される。すなわち、制動部材２０の表面温度は常に略一定に保持され、鋼材１２との間の摩擦係数が大きく変動するのは抑制され、鋼材１２の停止位置精度は向上する。これにより、ミスト散布により保持される制動リフタ１８の表面温度に見合った一定の摩擦係数を用いて前記(式１)で算出されるタイミングで制動リフタ１８を作動すれば、各鋼材１２における停止領域での後端の停止位置を略一定とすることができる。従って、冷却床２２から切断工程に鋼材１２を送り込む前に、該鋼材１２の後端(基準端)を揃えるための作業を省略することができ、生産能率を向上し得る。また、揃え作業の省略によってオペレータの作業負荷を軽減し得ると共に、無人化が可能となる。なお、ミストは制動部材２０に接触した際に瞬時に蒸発する粒子径に設定されているから、ミストが制動部材２０の表面に残留することで鋼材１２が滑り易くなって停止位置精度が低下することはない。
【００３２】
〔実験例〕
鋼材として、ＪＩＳ  ＳＵＪ２で直径３２ｍｍの丸棒材を用い、搬送速度が８ｍ／ｓで、表面温度が５００℃に設定された条件で、ミストを散布しない場合と、ミストを散布する場合とにつき、鋼材の停止領域における後端停止位置の変化を知らべ、その結果を図４および図５に示す。なお、ミストに関しては、粒子径が２０μｍで、散布量が２０ｌ／ｈｒに設定され、常時散布する条件とした。
【００３３】
ミストを散布しない場合は、図４に示す如く、時間経過と共に制動リフタの表面温度が上昇するのに伴い、鋼材の後端停止位置が大きく変化した(０ｍｍ→１３６０ｍｍ)。
これに対し、ミストを散布した場合は、図５に示す如く、制動リフタの表面温度は略一定に保持され、実験開始初期においては鋼材の後端停止位置がずれたものの、その後は制動リフタの表面温度が略一定に保持されることで鋼材の後端停止位置が略一定となることが確認された。
【００３４】
すなわち、実施例に係る鋼材の停止方法および停止装置によれば、従来の方法および装置に比べて鋼材の後端停止位置精度を向上し得ることが確認された。
【００３５】
〔変更例〕
本願は前述した実施例の構成に限定されるものでなく、その他の構成を適宜に採用することができる。
１．実施例では制動リフタを冷却する冷却媒体としてミストを挙げたが、これに限定されるものでなく、数百度の鋼材との接触により温度上昇する制動リフタの表面温度の上昇を抑制し得るものであれば、温度制御された空気を吹付ける(散布する)ことで冷却するようにしてもよい。
２．実施例では、ノズルから制動部材に向けて常時ミストを散布する場合で説明したが、鋼材の存在を検知する手段を設け、鋼材が制動部材に接触していないときにのみミスト(冷却媒体)を散布するようにしてもよい。この場合は、ミストが鋼材に付着することで不具合が生ずるおそれのある鋼種に対して有利である。
３．制動リフタの表面温度を温度センサ等により常に監視し、該温度センサによる検知温度に応じて冷却媒体の散布タイミングや散布量を可変制御する構成を採用することができる。
４．実施例では鋼材の基準端が後端の場合で説明したが、前端を基準端として位置センサで検知して停止領域に停止させるものであってもよい。
５．制動リフタを昇降動させる昇降手段としては、流体圧シリンダ等に限らず、シリンダあるいはモータ等により作動する平行リンク機構等、各種の手段を採用することができる。
６．実施例では、搬送装置のローラ群に対して制動リフタを昇降動することで、該制動リフタの上面を待機位置と制動位置とに臨ませるようにしたが、制動リフタに対してローラ群を昇降動させるようにしてもよい。
７．実施例では、搬送装置のローラを傾斜配置した場合で説明したが、該ローラは水平であってもよい。
８．実施例では、制動部材の上面を傾斜させ、該上面に載った鋼材を転動させて冷却床に移載するようにしたが、制動部材の上面を水平とし、制動部材上で停止した鋼材を適宜の移載手段により冷却床に移載する構成を採用し得る。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施例に係る鋼材の停止装置が配設される搬送装置および冷却床を示す概略構成図である。
【図２】実施例に係る鋼材の停止装置において制動リフタを待機位置に保持した状態で示す概略構成図である。
【図３】実施例に係る鋼材の停止装置において制動リフタを制動位置に保持した状態で示す概略構成図である。
【図４】鋼材の後端停止位置とリフタ表面温度との関係を示すものであって、ミストを散布しない場合を示すグラフ図である。
【図５】鋼材の後端停止位置とリフタ表面温度との関係を示すものであって、ミストを散布した場合を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００３７】
１２ 鋼材，１４ ローラ，１８ 制動リフタ(制動手段)，３０ ノズル(散布手段)
【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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