(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同時搬送する棒鋼材や溝形鋼材等の複数本の型鋼材の搬送方向と直交する回転軸およびｎ個の衝突面をもつクリック回転式に回転軸の周りに回転するストッパー板の複数枚で構成され、該ストッパー板は搬送パスライン上において第１回転角度で搬送パスラインに鉛直かつ棒鋼材や溝形鋼材等の型鋼材の切断目標の仮想鉛直線から第１長さ分離間した位置に第１衝突面を形成し、第１回転角度からα°回転してクリック停止して第２回転角度で搬送パスラインに鉛直かつ棒鋼材や溝形鋼材等の型鋼材の切断目標の仮想鉛直線から第２長さ分離間した第２衝突面を形成し、以下同様に順次クリック数を増加して回転しクリック停止して第ｎ回転角度で搬送パスラインに鉛直かつ棒鋼材や溝形鋼材等の型鋼材の切断目標の仮想鉛直線から第ｎ長さ分離間した位置に第ｎ衝突面を形成し、それらのｎ種類の回転角度で仮想鉛直線から衝突面までの切断領域を画定し、この回転式ストッパー板の回転角度を棒鋼材や溝形鋼材等の型鋼材の同時切断する長さパターンに応じて設定することにより、棒鋼材や溝形鋼材等の複数本の型鋼材先端にｎ種類の切断長さの差をつけて先端揃えすることを特徴とする棒鋼材や溝形鋼材等の型鋼材の先端揃え装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は圧延によるＨ鋼材、Ｌ鋼材、棒鋼材或いは溝形鋼等の各種型鋼材の長尺材の複数本を同時に切断する作業に関し、材料先端に長さの差をつけて揃える先端揃え装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に棒鋼材の圧延工程は、加熱したビレットを抽出後、連続圧延中に細い製品径では約１０００ｍ、太い製品径では約７０ｍの長さに圧延され、フライングシャーで、製品となる長さ×ｎ倍＋余材の長さに分割切断され冷却床に取込まれ、分割材の先端揃えを行った後、下流のコールドシャーで定尺または乱尺に切断される。
【０００３】
この圧延材である棒鋼材の最先端はフィッシュテールと呼ばれ、ピンホールが存在するためあるいは外径寸法精度が悪いなどのため、コールドシャーでは細物で３０ｃｍ程度切断しなければならない。それに対して、フライングシャーにより製品となる長さ×ｎ倍＋余材の長さに分割された棒鋼材の先端はその切断機構から三角形に近い形をしているがピンホールなどないためコールドシャーでは太物で５ｃｍ程度切断しなければならない。そのためコールドシャーでの切断時には長い方、即ち、フィッシュテールにあわせてフライングシャー分割端も同時切断され、歩留まりを著しく低下させる要因となる。一般に、フィッシュテールの現れる確率は１／２〜１／１６のため著く歩留まりが低下している。
【０００４】
一方コールドシャーでのフライングシャー分割切断材の切断作業では、製品仕様により以下の２通りの切断方法がある。
（１）定尺切断：先端長さ＋定尺長さ×ｎ本＋余材
（２）乱尺切断：先端長さ＋指定範囲長さ×ｎ本＋余材
【０００５】
ここで定尺長さは３．５ｍ〜７ｍ範囲内のユーザー指定による固定値で、指定範囲長さは３．５ｍ〜７ｍ範囲内のユーザー指定による幅をもった値を、また先端長さは仕上り断面サイズ毎の圧延条件により断面形状やピンホールなど品質不良部の長さが若干変化するのでケースに応じてその設定値を変更する。余材はフライングシャーで分割切断する際に生ずるフライングシャーの機械的な応答遅れなど誤差分を見込んで余分に切る値であるが、コンピューターがビレット重量、製品仕様、先端長さ設定値から最適長さを割り出している。
【０００６】
定尺切断、乱尺切断いずれの場合でも先端と余材を捨てており、余材は極少となるよう最適化されるため、先端形状による差分が歩留まり悪化の要因となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、上記の従来の圧延ラインにおいて、フライングシャーで分割したＨ鋼材、Ｌ鋼材、棒鋼材或いは溝形鋼等の各種型鋼材（以下、「型鋼材」という。）の長尺材を平板型のストッパーで先端揃えし、切断長さの長い方に統一して下流のコールドシャーで切断するときに発生する型鋼材先端部の長さの切断を減少し、歩留まりを向上させることであり、そのために分割された型鋼材の先揃えにおける突き出し長さを個々に設定し、すなわちフィッシュテールの型鋼材は長くし、その他のフライングシャー端の型鋼材は突き出し長さを短くして先端揃えし、下流のコールドシャーで過剰に切断することを抑制し、コールドシャー切断作業における歩留まりを飛躍的に向上させることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記の課題を解決するための手段は、同時搬送する棒鋼材や溝形鋼材等の複数本の型鋼材の搬送方向と直交する回転軸およびｎ個の衝突面をもつクリック回転式に回転軸の周りに回転するストッパー板の複数枚で構成され、該ストッパー板は搬送パスライン上において第１回転角度で搬送パスラインに鉛直かつ棒鋼材や溝形鋼材等の型鋼材の切断目標の仮想鉛直線から第１長さ分離間した位置に第１衝突面を形成し、第１回転角度からα°回転してクリック停止して第２回転角度で搬送パスラインに鉛直かつ棒鋼材や溝形鋼材等の型鋼材の切断目標の仮想鉛直線から第２長さ分離間した第２衝突面を形成し、以下同様に順次クリック数を増加して回転しクリック停止して第ｎ回転角度で搬送パスラインに鉛直かつ棒鋼材や溝形鋼材等の型鋼材の切断目標の仮想鉛直線から第ｎ長さ分離間した位置に第ｎ衝突面を形成し、それらのｎ種類の回転角度で仮想鉛直線から衝突面までの切断領域を画定し、この回転式ストッパー板の回転角度を棒鋼材や溝形鋼材等の型鋼材の同時切断する長さパターンに応じて設定することにより、棒鋼材や溝形鋼材等の複数本の型鋼材先端にｎ種類の切断長さの差をつけて先端揃えすることを特徴とする棒鋼材や溝形鋼材等の型鋼材の先端揃え装置である。
【０００９】
一般に同時搬送される型鋼材の配列のパターンはほぼ一定であることから、コールドシャー切断刃の組替えがある毎に実施する複数枚のストッパー板の組合せ体からなるストッパーユニットの各回転式ストッパー板の組替えは手動式で行なうものとする。そのため、一度衝突面位置調整を行ったら、次のコールドシャー切断刃の組替えまで変更できない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を以下に図面を参照して説明する。この実施の形態では型鋼材のうち代表して棒鋼材で説明する。棒鋼材１４、例えば、ＳＣ、ＳＵＪ、ＳＣＭ、ＳＫＤ、ＳＵＳなどの特殊鋼のφ１４〜５５ｍｍ×９０ｍの分割材を下流のコールドシャーで定尺または乱尺に切断するために、搬送パスライン１の先端揃え位置２に搬送して先端揃えする装置である。
【００１１】
図１に示すように、棒鋼材１４の搬送パスライン１の先端揃え位置２に搬送パスライン１の左右と前後に支持柱を立てた支持フレーム３を立設する。搬送パスライン１の妨げとならない高さ位置の支持フレーム３の後部柱にシリンダーロッド５を上向きにし、φ２５０×５００ｍｍのエアーシリンダー４を取付ける。一方、支持フレーム３の上部にリンクチェーン１０に噛み合う自由回転式のスプロケットからなる駆動輪７を設ける。そしてシリンダーロッド５の先端の軸８と駆動輪７の回転軸９に連結棒６を連結する。この場合、軸８と連結棒６は回転自在の自由結合とし、連結棒６と回転軸９は固定する。駆動輪７にはリンクチェーン１０の一端を固定してスプロケットに噛み合わせて他端を吊り下げる。そして、このリンクチェーン１０の他端の先端に搬送パスライン１を搬送されてきた棒鋼材１４を衝突させて停止させるクリック回転式の衝突面３個を有するストッパー板１１の３２枚の組合せ体からなるストッパーユニット１２を取付け吊る。そしてエアーシリンダー４のシリンダーロッド５を延ばして駆動輪７を回転させてリンクチェーン１０を延ばしてストッパーユニット１２を最も下に降ろしたとき、ストッパーユニット１２の下端が搬送パスライン１上に載るように設定するものとする。一方、搬送パスライン１の下方に従来の先端先揃え用の平板型ストッパー１３を従来通りに設けている。
【００１２】
すなわち、本装置は、搬送パスライン１の先揃え位置２の上方に立設懸架した支持フレーム３から複数のストッパー板１１からなるストッパーユニット１２をリンクチェーン１０で吊下げた構造となっており、エアーシリンダー４により３００ｍｍストローク分、オフライン時に上昇し、オンライン時に下降する。下降時には従来の平板型ストッパー１３が連動して上昇する。本装置は、搬送パスライン１のレベルより上に懸架式にしたことでスケールや塵埃などの堆積による故障の心配もなく、保守作業も容易である。
【００１３】
図２に示すように、棒鋼材１４は搬送ローラー３５により搬送パスライン１上を搬送される。一方、ストッパーユニット１２は同時搬送できる棒鋼材１４の最大数と同一数のストッパー板１１で構成されている。また、下流において、コールドシャー切断刃の組替えがある毎に、同時搬送される棒鋼材１４のグループのパターンはほぼ一定であることからストッパーユニット１２の各ストッパー板１１の形替えの回転組替えは手動で行なうものとする。ただし、コールドシャー切断刃の組替え時間中にストッパーユニット１２のストッパー板１１の形替えするとし、その時間は５分以内で完了可能とする。さらに、上記とは別に、組替え／形替え方法あるいは保守作業を容易にするため、ストッパーユニット１２を図示しないホイストを設置して交換するようにする。そのため、一度衝突面位置調整を行ったら、次のコールドシャー切断刃の組替えまで変更できない。
【００１４】
材料衝突時の衝撃は、一方ではストッパーユニット１２から吊り下げリンクチェーン１０を介してエアーシリンダー４に伝わりリンクチェーン１０により緩和される。もう一方では、ストッパーユニット１２の棒鋼材搬送下流側に接した従来の平板型ストッパー１３を搬送パスライン１に上昇させておくと平板型ストッパー１３に衝撃が伝わり、従来の平板型ストッパー１３の緩衝装置で緩和される。吊下げたストッパーユニット１２の重量による慣性が大きく、緩衝能力は充分である。しかし、オフライン時はストッパーユニット１２を矢印で示す上昇方向１５に上昇させ、従来の平板型ストッパー１３を搬送パスライン１に上昇方向１６に上昇させておくことで平板型ストッパー１３の単独で従来通りの作業が可能である。
【００１５】
ところで、ストッパー板１１の形状は、例えば、図３或いは図４に示す断面形状からなり、棒鋼材１４に先端鼻曲がり形状のものが多い場合、棒鋼材１４の先端が隣接するストッパー板１１の間に挟まる可能性が高いため、あるいはストッパー板１１の搬送方向上流側のエッジに引っかかる可能性が高いため、ストッパーユニット１２に組合せた場合はストッパー板１１の隣接のストッパー板１１との間隔は、例えば１．８ｍｍと狭くする。またストッパー板１１の搬送方向上流側に少なくとも３０％の棒鋼材１４の呼び込み勾配１７を設けて置く。さらに、ストッパー板１１の厚みは４９ｍｍ（固定値）であり棒鋼材１４の径φ１４〜５５ｍｍであるので、棒鋼材１４の径がφ４９ｍｍ以下では１枚のストッパー板が対応し、径がφ４９ｍｍを超える場合は１枚置きにストッパー板１枚が対応する。
【００１６】
図３は、ストッパー板１１のｎ個の衝突面の数が３個の場合の実施の形態を示し、（ａ）はストッパー板１１の第１回転角度で第１衝突面２８が搬送パスライン１上でかつ搬送パスライン１に鉛直、すなわち下流のコールドシャーでの切断位置である切断目標とする仮想鉛直線１８と平行で、かつ第１衝突面２８と仮想鉛直線１８との間の長さがＬ１であり、（ｂ）はストッパー板１１の第２回転角度で第２衝突面２９が搬送パスライン１上でかつ搬送パスライン１に鉛直、すなわち仮想鉛直線１８と平行で、かつ第２衝突面２９と仮想鉛直線１８との間の長さがＬ２であり、（ｃ）はストッパー板１１の第３回転角度で第３衝突面３０が搬送パスライン１上でかつ搬送パスライン１に鉛直、すなわち仮想鉛直線１８と平行で、かつ第３衝突面３０と仮想鉛直線１８との間の長さがＬ３である。
【００１７】
図４は、ストッパー板１１のｎ個の衝突面の数が４個の場合の実施の形態を示し、（ａ）はストッパー板１１の第１回転角度で第１衝突面３１が搬送パスライン１上でかつ搬送パスライン１に鉛直、すなわち仮想鉛直線１８と平行で、かつ第１衝突面３１と仮想鉛直線１８との間の長さがＬ１１であり、（ｂ）はストッパー板１１の第２回転角度で第２衝突面３２が搬送パスライン１上でかつ搬送パスライン１に鉛直、すなわち仮想鉛直線１８と平行で、かつ第２衝突面３２と仮想鉛直線１８との間の長さがＬ１２であり、（ｃ）はストッパー板１１の第３回転角度で第３衝突面３３が搬送パスライン１上でかつ搬送パスライン１に鉛直、すなわち仮想鉛直線１８と平行で、かつ第３衝突面３３と仮想鉛直線１８との間の長さがＬ１３である。（ｄ）はストッパー板１１の第３回転角度で第３衝突面３４が搬送パスライン１上でかつ搬送パスライン１に鉛直、すなわち仮想鉛直線１８と平行で、かつ第３衝突面３４と仮想鉛直線１８との間の長さがＬ１４である。
【００１８】
図６に示すフィッシュテール２１の棒鋼材１４とフライングシャー端２２の棒鋼材１４を区別して先端揃えするために、例えば図５に示すｎ＝２個のストッパー板１１の第１回転角度では、例えば第１衝突面１９が棒鋼材１４の切断目標とする仮想鉛直線１８から３０ｃｍ、ストッパー板１１の第２回転角度では第２衝突面２０が棒鋼材１４の切断目標とする仮想鉛直線１８から５ｃｍとなるようにして各ストッパー板１１の回転角度を各棒鋼材１４の先端の配列に一致させる。各棒鋼材１４の先端の配列は、例えば図６に示すように、１本の圧延棒鋼材をフライングシャーで１６本に分割したものでは、第１のフィッシュテール２１を先端に有する棒鋼材１４と残りの１５本のフライングシャー切断端２２を先端に有する棒鋼材１４の組みが、図に示すように、本装置２４では２組が同時に搬送パスライン方向２３に送られる配列からなる。なお、図５の仮想鉛直線１８は、搬送パスライン１の先揃え位置２より上流側に設定する。
【００１９】
連続生産ラインで利用する際、ストッパーユニット１２のストッパー板１１の衝突面位置調整、すなわち形替えは上記のとおり下流のコールドシャー切断刃の組替え時間を利用して同時に行う。その方法は、ストッパー板１１の上方にある孔２６に棒状治具を差込み手動で回転する。その時ストッパー板１１の回転軸２７にクリック機構（図示しない）があり、一定角度毎、例えば９０度毎に回転してクリック停止するので位置決めし易い機構になっている。
【００２０】
ストッパー板１１の形状を工夫して、異形のストッパー板１１とすることで、ストッパー板１１の１枚当たりの衝突面を増大することができ、先端揃え位置の組合せによる切断長さの差を多種に拡大できる。例えば、上記のとおり、図３に示すストッパー板１１では３通りの長さパターンを、図４に示すストッパー板１１では４通りの長さパターンを作ることができる。このように異形のストッパー板１１とした場合は、その重心はできるだけ回転軸２７の中心にくるようにし、衝突面を変更して回転しても、ストッパーユニット１２の重心ができるだけ動かないようにしてストッパーユニット１２を同位置に配置できるものとする。
【００２１】
先端揃えをする場合、図３および図４において、切断目標とする仮想鉛直線１８から棒鋼材１４の先端までの距離を、図３では、ｎ＝３で、それぞれＬ１、Ｌ２、Ｌ３、但しＬ３＞Ｌ２＞Ｌ１、とする３通り、図４では、ｎ＝４で、Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４、但しＬ１４＞Ｌ１２＞Ｌ１１＞Ｌ１３、の４通りに揃えることができる。
【００２２】
さらに、本発明の実施の形態は棒鋼材１４の例について述べたが、本発明はＨ鋼、Ｌ鋼或いは溝形鋼等の各種型鋼に適用できることはいうまでもなく、さらに他分野、例えばプラスチックや木材などの先揃えなどにも、本発明の先端揃え装置が利用できる。
【００２３】
【実施例】
圧延サイズが直径φ１４ｍｍの棒鋼材の場合、１ビレットから得られた棒鋼材がフライングシャーで１６本の棒鋼材１４に分割されるので、図６に示すように、フィッシュテール２１は１６本毎の最初の１本の棒鋼材１４に現れる。下流で設置のコールドシャー２５における同時切断最大数は３２本であるので、２ビレット分の３２本が搬送されることとなる。そこで、図６に示すようにフィッシュテール２１のある棒鋼材１４は搬送パスラインの溝付き搬送ローラーの１溝目および１７溝目に搬送されてくる。そしてその他の残りの搬送されてくる棒鋼材は全てフライングシャー端２２を有する。従って、図５に示すｎ＝２のストッパー板１１の３２枚を組合せてストッパーユニット１２を形成する。φ１４ｍｍ棒鋼へコールドシャーを組替える時点に、ストッパーユニット１２の各ストッパー板１１を回転して衝突面の位置を設定する。すなわち、予め１溝目および１７溝目の棒鋼材１４が衝突する第１番目および第１７番目のストッパー板１１の孔２６に棒状治具を差し込んで手動で回転して衝突面１９を下方に下げて搬送パスライン１上に位置させ、衝突面１９が仮想鉛直線１８より３００ｍｍのところへなるように配置する。また２〜１６溝目および１８〜３２溝目の棒鋼材１４が衝突する第２〜１６番目および第１８〜３２番目のストッパー板１１の孔２６に棒状治具を差し込んで手動で回転して衝突面２０を下方に下げて搬送パスライン１上に位置させ、衝突面２０が仮想鉛直線１８より５０ｍｍのところへ位置するように配置する。棒鋼材１４が搬送されて来る前にストッパーユニット１２を下げておき、棒鋼材１４を低速で搬送し、それぞれのストッパー板１１に衝突させて３２本の全てが衝突するまで搬送パスライン１の搬送ローラーを回転することで先端揃えが完了する。
【００２４】
しかし、トラブルなどによりロット編成が乱れた場合は、ストッパーユニット１２を上昇させてオフラインとし、従来の平板型ストッパー１３を使用して従来通りの先端揃えとする。先端揃えが完了後、ストッパーユニット１２を上昇して１０ｍ下流のコールドシャーまで搬送し製品仕様に切断する。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明に係る装置を使用して圧延製造した型鋼材の先端揃えする場合、圧延する断面サイズによってフィッシュテールとフライングシャー端の出現回数は異なるが、ストッパー板を組合せてなるストッパーユニットとし、分割されて同時搬送される型鋼材のフィッシュテールとフライングシャー端に合わせて、ストッパー板を回転させて衝突面の位置を変更調節できるので、無駄な切断を減少でき、従来に比べて（型鋼材の断面積×（フィッシュテール切断長さ−フライングシャー端長さ）×フライングシャー端切断本数）×比重）の総和の重量分だけ歩留まりが向上することとなり、従来の装置では得られない優れた作用効果を本願発明の装置は奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における装置を模式的に説明する側面図である。
【図２】本発明における装置のストッパーユニットの模式図である。
【図３】ｎ＝３のストッパー板における棒鋼材先端の揃え方の模式的使用例を示す。
【図４】ｎ＝４のストッパー板における棒鋼材先端の揃え方のを模式使用例を示す。
【図５】ｎ＝２のストッパー板における棒鋼材先端の揃え方のを模式使用例を示す。
【図６】搬送パスラインにおける棒鋼材先端の配列を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１  搬送パスライン
２  先揃え位置
３  支持フレーム
４  エアーシリンダー
５  シリンダーロッド
６  連結棒
７  駆動輪
８  軸
９  回転軸
１０  リンクチェーン
１１  ストッパー板
１２  ストッパーユニット
１３  平板型ストッパー
１４  棒鋼材
１５  上昇方向
１６  上昇方向
１７  呼び込み勾配
１８  仮想鉛直線
１９  第１衝突面
２０  第２衝突面
２１  フィッシュテール
２２  フライングシャー切断端
２３  搬送パスライン方向
２４  本装置
２５  コールドシャー
２６  孔
２７  回転軸
２８  第１衝突面
２９  第２衝突面
３０  第３衝突面
３１  第１衝突面
３２  第２衝突面
３３  第３衝突面
３４  第４衝突面
３５  搬送ローラー
【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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