(57)【要約】【課題】鍛造用素材を加熱する装置の省エネルギー化と合理化をはかること。【解決手段】本発明に係る鍛造用素材の加熱装置は、回転式予熱炉と、直進式加熱炉とを、並べて配置し、前記直進式加熱炉の高温排熱を、前記回転式予熱炉に導入する導入手段と、前記回転式予熱炉から排出された予熱済みの鍛造用素材を、前記直進式加熱炉に供給する加熱炉挿入装置とを備えている。また、回転式予熱炉を直進式加熱炉の上に重ねて配置し、直進式加熱炉から排出される高温排気を、前記導入手段によって、上の回転式予熱炉に導入して、予熱炉の熱源として利用するように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転式予熱炉と、直進式加熱炉とを、並べて配置し、
前記直進式加熱炉の高温排熱を前記回転式予熱炉に導入する導入手段と、
前記回転式予熱炉から排出された予熱済みの鍛造用素材を、前記直進式加熱炉に供給する加熱炉挿入装置と
を備えたことを特徴とする鍛造用素材の加熱装置。
【請求項２】
回転式予熱炉を直進式加熱炉の上に重ねて配置し、
直進式加熱炉から排出される高温排気を、前記導入手段によって、上の回転式予熱炉に導入して、予熱炉の熱源として利用するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の鍛造用素材の加熱装置。
【請求項３】
加熱炉挿入装置は、
前記回転式予熱炉の回転軸と平行な軸を中心として所定の半径で正転／反転可能な受内筒を備えていることを特徴とする請求項１、２の何れか１項に記載の鍛造用素材の加熱装置。
【請求項４】
前記回転式予熱炉に鍛造用素材を順次供給する予熱炉挿入ロッドを備えていることを特徴とする請求項１、２、３の何れか１項に記載の鍛造用素材の加熱装置。
【請求項５】
前記回転式予熱炉にて予熱済みの鍛造用素材を、前記加熱炉挿入装置に移動させる予熱炉取り出しロッドを備えていることを特徴とする請求項１、２、３、４の何れか１項に記載の鍛造用素材の加熱装置。
【請求項６】
前記加熱炉挿入装置は、前記受内筒内の鍛造用素材を、前記直進式加熱炉に供給する加熱炉挿入ロッドを備えていることを特徴とする請求項３、４、５の何れか１項に記載の鍛造用素材の加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鍛造用素材を鍛造に必要な温度まで加熱するための加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鍛造用素材を加熱するための加熱装置としては、本願出願人が既に提案した下記の特許文献１、２に記載のものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第１２２８３４０号
【特許文献２】特許第３１７６５５９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
鍛造用素材を、鍛造に必要な温度（たとえば１２００°Ｃ）まで加熱するためには、大きなエネルギーと、加熱装置の設置スペースとが必要である。
通常は、常温の鍛造用素材を、たとえば７００°Ｃ〜８００°Ｃまで予熱する予熱工程と、予熱された鍛造用素材を鍛造温度、たとえば１２００°Ｃまで加熱する加熱工程とが用いられている。
そのため、予熱装置の設置スペースと、予熱のためのエネルギーと、加熱装置の設置スペースと、加熱のためのエネルギーとが必要となり、全体としては大きなエネルギーと設置スペースが必要であった。
そこで、本発明は、鍛造用素材を加熱する装置の省エネルギー化と合理化をはかることを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る鍛造用素材の加熱装置は、上記課題を解決するためになされたものであって、
回転式予熱炉と、直進式加熱炉とを、並べて配置し、
前記直進式加熱炉の高温排熱を、前記回転式予熱炉に導入する導入手段と、
前記回転式予熱炉から排出された予熱済みの鍛造用素材を、前記直進式加熱炉に供給する加熱炉挿入装置と
を備えている。
また、回転式予熱炉を直進式加熱炉の上に重ねて配置し、
直進式加熱炉から排出される高温排気を、前記導入手段によって、上の回転式予熱炉に導入して、予熱炉の熱源として利用するように構成されている。
【０００６】
また、加熱炉挿入装置は、
前記回転式予熱炉の回転軸と平行な軸を中心として所定の半径で正転／反転可能な受内筒を備えている。
また、前記回転式予熱炉に鍛造用素材を順次供給する予熱炉挿入ロッドを備えている。
また、前記回転式予熱炉にて予熱済みの鍛造用素材を、前記加熱炉挿入装置に移動させる予熱炉取り出しロッドを備えている。
また、前記加熱炉挿入装置は、鍛造用素材を、前記直進式加熱炉に供給する加熱炉挿入ロッドを備えている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の鍛造用素材の加熱装置によれば、
回転式予熱炉と、直進式加熱炉とを、並べて配置しているので、全体的な設置床面積を狭くすることができる。
また、前記直進式加熱炉の高温排熱を、前記回転式予熱炉に導入する導入手段を備えているので、熱エネルギーの利用効率が向上する。
【０００８】
また、鍛造用素材の供給と、予熱と、予熱済みの鍛造用素材の加熱炉への移動と、加熱と、加熱済みの鍛造用素材の取り出しなどの一連の動作を関連付けして制御することによって、全体的な動作を合理化することができる。
回転式予熱炉で予熱するので、少ない床面積で十分な予熱時間を確保することができる。
【０００９】
従来は、加熱作業が終了して、製品ロットが変わるたびに炉内に処理途中のビレットが多数残存する問題があったが、今回の装置では、予熱炉内には全く残存せず、加熱炉の列数が少ないので、加熱炉内でも残存するビレットを従来の半分以下にできる。
省スペースで十分な予熱が可能となり、加熱炉の処理能力が向上したので、列数が少なくて良い。したがって、ビレットの取り出し口を少なくできるので、取り出し口でスケールが付着したビレットが少なくなり、その分無駄になる部分が少なくできる。
【００１０】
また、鍛造用素材は、回転式予熱炉の炉内で回転するので切断面に薄い酸化被膜が発生し、加熱炉内で前後のビレット同士の溶着が発生しない。したがって、加熱済みの鍛造用素材を取り出すときに、分離装置が不要となる。
また、加熱炉の加熱筒は、中空セラミック管を所定の高さで支持した構成としたので破損し難く耐久性が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る鍛造用素材の加熱装置の正面図である。
【図２】前記鍛造用素材の加熱装置の左側面図である。
【図３】前記鍛造用素材の加熱装置の動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明を実施するための形態を、図１、２、３に示した実施例１に係る鍛造用素材の加熱装置に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１３】
１は回転式予熱炉であり、耐熱性材料によって形成された予熱空間１１内において、水平軸を回転軸として回転する回転部１２を備え、鍛造用素材であるビレットを所定の予熱温度まで予熱する。前記回転部１２には、前記水平軸に平行な予熱筒１３が複数本、たとえば、図示したように１番から２４番までの２４本の予熱筒１３が等間隔（１５°間隔）で同一円周上に配設されている。
２は直進式加熱炉であり、複数のバーナーで加熱される加熱空間２１内に、セラミック製の加熱筒２２が複数列、たとえばＬ１とＬ２の２列配設され、ビレットを所定の鍛造温度まで加熱する。
【００１４】
前記回転式予熱炉１は、前記直進式加熱炉１の真上に、両者の端面を揃えた状態で配置されている。
３は、前記加熱空間２１の高温排熱を前記予熱空間１１へ導入して、予熱のための熱源として利用するための導入路である。前記予熱空間１１の排気は上部の排気路から排出される。
４は前記回転式予熱炉１で予熱されて排出されたビレットの搬送方向を反転させて、前記直進式加熱炉２に供給する反転ジョイント装置である。
前記反転ジョイント装置４は、たとえば、モータによって、前記回転式予熱炉の回転軸と平行な軸を中心として所定の半径で正転／反転可能な受内筒を備えている。
前記反転ジョイント装置４は特許請求の範囲に記載された加熱炉挿入装置の１つの実施例である。
【００１５】
５はビレット供給装置であり、ビレットを前記回転式予熱炉１に挿入して供給するための予熱炉挿入ロッド５１と、前記回転式予熱炉１にて予熱されたビレットを押し出して前記反転ジョイント装置４に移すための予熱炉取り出しロッド５２とを備えている。
前記予熱炉挿入ロッド５１の先端位置は、前記予熱炉取り出しロッド５２の先端位置より後方に設定されており、前記予熱炉挿入ロッド５１が前進した状態では、その先端でビレットを前記回転式予熱炉１内の所定の位置に押しこむのに十分な長さであり、前記予熱炉取り出しロッド５２が前進した状態では、その先端でビレットを反転ジョイント装置４内の所定の位置まで押し出すのに十分な長さである。
【００１６】
前記予熱炉取り出しロッド５２が後退した状態では、その先端が前記反転ジョイント装置４から完全に引き抜かれた状態であり、この状態を原点として、前進駆動および後退駆動されて原点に復帰するように駆動制御される。
前記ビレット供給装置５の両ロッドは、たとえば、モータで駆動されるチェーンもしくはベルトによって、所定のガイドに沿って前進／後退駆動される。
【００１７】
６は加熱炉挿入装置であり、前記反転ジョイント装置４にて所定の位置（後述する加熱炉挿入位置Ｄ１もしくはＤ２）に搬送されてきた予熱済みのビレットを前記直進式加熱炉２の加熱筒２２内に挿入するための加熱炉挿入ロッド６１を、前記加熱筒の列数に合わせて２本備えている。
前記加熱炉挿入ロッド６１が前進した状態では、その先端は、前記加熱炉挿入装置６内の加熱筒の所定の位置まで、ビレットを押しこむのに十分な位置であり、後退した状態では、その先端が反転ジョイント装置４から完全に引き抜かれた状態であり、この状態を原点として、前進駆動および後退駆動されて原点に復帰するように駆動制御される。
前記加熱炉挿入ロッドは、たとえば、モータで駆動されるチェーンもしくはベルトによって、所定のガイドに沿って前進／後退駆動される。
【００１８】
以上のように構成された鍛造用素材の加熱装置の動作を、図１、２、３を参照して以下に説明する。なお、図３の（Ａ）に示した状態は、１番目の受内筒以外の２３本の受内筒には全てビレットが挿入されており、２４番目の受内筒から予熱済みのビレットを取り出す状態を示している。図３の（Ｂ）、（Ｃ）には、予熱済みのビレットを直進式加熱炉２の２列の加熱筒に振り分ける動作を説明するための図である。
前記鍛造用素材の加熱装置は、以下の第１動作から第５動作を互いに関連付けしたタイミングで繰り返す。
【００１９】
＜第１動作＞  回転予熱
第１動作は、前記回転式予熱炉１は所定の角度（たとえば、３６０°／２４＝１５°）だけ、図上において反時計回り方向へ回転駆動する動作である。
第１動作の後、すなわち、回転式予熱炉１が回転していない間に、前記第３動作を行い、その後、また第１動作を行うというように、第１動作と第３動作が同時に重ならないように繰り返すことにより、回転式予熱炉１の各内筒にビレットを順次挿入し、挿入されたビレットは内筒とともに前記挿入位置Ａから前記取り出し位置Ｂまで移動し（図３の（Ａ）参照。）、その間に予熱が完了する。
【００２０】
＜第２動作＞  受け取り位置へ
第２動作は、反転ジョイント装置４の動作であり、
前記反転ジョイント装置４の受内筒を、前記加熱炉挿入位置から受け取り位置Ｃ（図３の（Ａ）参照。）に移動させる動作である。
なお、前記加熱炉挿入位置Ｄ１（図３の（Ｂ）参照。）から受け取り位置Ｃに移動させる場合には、図上では時計回り方向に回転させ、前記加熱炉挿入位置Ｄ２（図３の（Ｃ）参照。）から移動させる場合には、図上では反時計回り方向に回転させる。
【００２１】
＜第３動作＞  予熱炉供給＋取り出し
第３動作は、前記ビレット供給装置５の予熱炉挿入ロッド５１が退避状態の原点位置に復帰している状態で前記予熱炉挿入ロッド５１の前に配置されたビレットを、前記予熱炉挿入ロッド５１を前進駆動して、挿入位置Ａに位置している前記回転式予熱炉１の内筒の内部に挿入する動作である。
同時に、前記予熱炉取り出しロッド５２も前進駆動して、取り出し位置Ｂに位置している内筒の内部に予熱済みのビレットが存在すれば、そのビレットを押し出して、受け取り位置Ｃに位置している反転ジョイント装置４の受内筒に移す。
以上の第３動作により、新たなビレットを回転式予熱炉１の内筒に挿入する動作と、回転式予熱炉１内で予熱済みのビレットを取り出して、反転ジョイント装置４に移す動作とを並行して行う。
【００２２】
＜第４動作＞  加熱位置へ
第４動作は、反転ジョイント装置４の動作であり、
前記回転式予熱炉１から受け取った予熱済みのビレットを、直進式加熱炉２の何れかの加熱筒に交互に押しこむために、加熱炉挿入位置Ｄ１もしくはＤ２に移動させる動作である。
なお、前記加熱炉挿入位置Ｄ１に移動させる場合には、図上では反時計回り方向に回転させ、前記加熱炉挿入位置Ｄ２に移動させる場合には、図上では時計回り方向に回転させる。
【００２３】
＜第５動作＞  加熱炉挿入
第５動作は、前記反転ジョイント装置４の受内筒が、前記第４動作によって前記加熱炉挿入位置に位置しているときに行われる、加熱炉挿入装置６の動作であり、
前記受内筒によって前記加熱炉挿入位置に搬送されてきたビレットを、前記加熱炉挿入ロッド６１を所定の押し込み位置まで前進駆動して押し出して、前記直進式加熱炉２の加熱筒に押しこみ、その後直ちに、前記加熱炉挿入ロッド６１を退避させて原点状態に復帰させる動作である。前記加熱炉挿入位置Ｄ１のときにはＬ１の列の加熱筒に押し込み、前記加熱炉挿入位置Ｄ２のときにはＬ２の列の加熱筒に押し込む。
なお、２本の加熱炉挿入ロッド６１が同時に進退駆動されるので、前記反転ジョイント装置４が位置しない方のロッドはビレットを挿入しない。
【００２４】
以上の第１動作〜第５動作を、鍛造工程のタイミングに合わせて繰り返すことによって、各ビレットは前記回転式予熱炉１内で所定の予熱温度（たとえば８００°Ｃ）近くに予熱され、前記反転ジョイント装置４で反転されて、前記直進式加熱炉２内で所定の鍛造温度（たとえば１２００°Ｃ）近くまで加熱して、鍛造工程に供給する。
【００２５】
以下においては、第１動作〜第５動作の関連を説明する。
通常の稼働状態では各動作を繰り返すので、始めの動作はどれでも良いが、以下においては、仮に第１動作から説明する。
まず、第１動作で、回転式予熱炉１は所定の角度だけ回転駆動される。
第２動作は、前記第１動作中でも可能であり、反転ジョイント装置４の受内筒を受け取り位置Ｃへ移動させる（図３の（Ａ）参照。）。
次に、第３動作では、第１動作が終了して回転式予熱炉１が停止している状態で、予熱炉挿入ロッド５１で、挿入位置Ａの予熱筒にビレットを供給するとともに、予熱炉取り出しロッド５２で予熱済みのビレットを、取り出し位置Ｂの予熱筒から反転ジョイント装置４の受内筒に押し出す。各ロッドは直ちに原点復帰。
各ロッドの原点復帰後は、引き続いて、第１動作を開始することができる。
次に、第４動作では、反転ジョイント装置４は、ビレットを受け取った受内筒を加熱炉挿入位置Ｄ１，Ｄ２へ移動させる（図３の（Ｂ）、（Ｃ）参照。）。
次に、第５動作では、加熱炉挿入装置６の加熱炉挿入ロッド６１を前進させて受内筒内のビレットを直進式加熱炉２の加熱筒内へ押し出す。前記ロッドは直ちに原点復帰。
以上のように、第１動作〜第５動作を繰り返す。
【００２６】
以下に、回転式予熱炉１の炉内温度と、直進式加熱炉２の炉内温度について説明する。
直進式加熱炉２には、加熱炉メインバーナーと、複数の加熱炉サブバーナーとが配設されている。加熱炉サブバーナーは、加熱炉の炉内の途中位置の両側から炉内に向けて配設されており、加熱炉メインバーナーは、前記加熱炉の炉内の取り出し口の近くの天井部から炉内の加熱筒に向けて配設されている。
また、前記加熱炉の炉内の温度を測定するために、前記加熱筒の下部空間内に温度センサーが複数箇所配設されている。
以上の構成によって、炉内の温度は、途中の温度が約１，１００°Ｃ、取り出し口近くの温度が約１，２５０°Ｃ〜１，３００°Ｃに管理されている。
【００２７】
回転式予熱炉１には、複数の予熱炉バーナーが側面から内側に向けて配設されている。
また、前記予熱炉の炉内の温度を測定するために、炉内の上部空間内に温度センサーが配設されている。
以上の構成によって、予熱炉内の温度は、約７００°Ｃ〜８００°Ｃに管理されている。
【００２８】
なお、前記回転式予熱炉１の径と、内筒の本数と、長さは、当該加熱装置に要求される処理能力に合わせて適宜設定される。
また、前記直進式加熱炉２の加熱筒の列数と、加熱筒の全体の長さは、当該加熱装置に要求される処理能力に合わせて適宜設定される。
また、前記反転ジョイント装置４の正転／逆転の回転駆動制御は、前記回転式予熱炉１と前記直進式加熱炉２の相対的な位置関係や、前記直進式加熱炉２の加熱筒の列数や、その位置に合わせて適宜設定される。
なお、前記反転ジョイント装置４に代えて、異なる構成の加熱炉挿入装置を採用することもできる。
実施例１では、前記回転式予熱炉１は、前記直進式加熱炉１の真上に配置したが、設置場所のスペース的な条件によっては、前記回転式予熱炉１は、前記直進式加熱炉１の真上以外の位置、たとえば横に並べて配置してもよい。この場合も、加熱空間２１の高温排気を効率よく予熱空間に導入するように構成することが望ましい。
【符号の説明】
【００２９】
１  回転式予熱炉
１１  予熱空間
１２  回転部
１３  予熱筒
２  直進式加熱炉
２１  加熱空間
２２  加熱筒
３  導入路
４  反転ジョイント装置
５  ビレット供給装置
５１  予熱炉挿入ロッド
５２  予熱炉取り出しロッド
６  加熱炉挿入装置
６１  加熱炉挿入ロッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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