(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延設備からの軌条を、圧延方向に搬送する搬送装置と、該搬送装置に隣接して平行に設けられる冷却装置と、前記搬送装置と冷却装置間の長手方向に適宜間隔をおいて複数設けられ、搬送装置と冷却装置間で軌条を転回・搬送する転回・搬送装置からなり、前記冷却装置が軌条を冷却する冷媒噴射装置と圧延方向に適宜間隔をおいて設けられ軌条の足部を拘束する軌条の拘束装置とからなる軌条の熱処理装置における軌条の拘束装置において、
前記軌条の拘束装置を、軌条の足部上面と足部側面とを拘束する挟持部を有し、開閉・且つ昇降可能な一対の揺動アームで構成すると共に、前記揺動アームの閉時に該揺動アームの揺動を停止させるストッパーを設けたことを特徴とする軌条の熱処理装置における軌条の拘束装置。
【請求項２】
前記揺動アームの軸芯を軸受に支承される芯軸に偏心して取り付け、芯軸に固定された偏心用レバーを、架台に固定された偏心用シリンダーの先端に連結させ、偏心用シリンダーを作動させて前記芯軸の回動で揺動アームを昇降させることを特徴とする請求項１記載の軌条の熱処理装置における軌条の足部拘束装置。
【請求項３】
軌条の足部上面と足部側面とを拘束する挟持部を、揺動アームそれぞれに交換可能に設けることを特徴とする請求項１記載の軌条の熱処理装置における軌条の足部拘束装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軌条の熱処理装置における軌条の拘束装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、圧延ラインから搬送された高温の軌条の頭部等を急冷・焼入れし、耐磨耗性を付与させると共に軌条の長手方向に品質むらのない均一な軌条を製造する装置として、例えば特開平５−３３０５７号公報に開示されている。
該公報に開示されている熱処理装置の主要な装置構成は、圧延設備で圧延された軌条を圧延方向に搬送する搬送装置と、該搬送装置に隣接して平行に設けられる冷却装置と、前記搬送装置と冷却装置間の長手方向に適宜間隔をおいて複数設けられ、搬送装置と冷却装置間で軌条を転回・搬送する転回・搬送装置からなり前記冷却装置が軌条を冷却する冷媒噴射装置と圧延方向に適宜間隔をおいて設けられ軌条の足部を拘束する軌条の拘束装置とから構成されている。
【０００３】
かかる設備構成において、圧延ラインから搬送装置によって搬送された軌条は、転回・搬送装置により転回されつつ搬送され、正立方向になった軌条は図１３に示すとおり冷却装置における軌条１の拘束装置である支持部３２に載置された後、一対の爪３１にて軌条の足部上面３３が押圧・拘束され、その後、冷却装置の前記冷媒噴射装置によって急冷・焼入れされ、該軌条は、これにより硬度が上昇して耐磨耗性が付与される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一方、前記の急冷・焼入れにより、例えば２５メートル前後の長尺の寸法を有する軌条には、長手方向の急冷の不均一等により、長さ方向に平面的な曲がりが発生する。この場合、前記特開平５−３３０５７号公報に開示されている軌条の足部上面のみを一対の爪にて押圧する摩擦力による軌条の拘束装置では、急冷・焼入れを対象とする軌条のサイズが大きくなったり長くなると、その摩擦力では曲がりを防止することはできず、それにより長さ方向に平面的な曲がりが発生する。
また従来の拘束装置では、摩擦力を利用した押圧式で足元を拘束しているため拘束精度が低く、拘束対象のサイズが大きくなるにつれ更に精度が悪化する構造であった。このため熱処理後に曲がりが残留し、後工程での曲がりプレス矯正に多大な工程を要し、生産性とコストを圧迫していた。
【０００５】
また、圧延ラインから搬送された高温の軌条は長さ方向に平面的な若干の曲がりを有している。従来は、この曲がりを有したままの状態で冷却・焼入れを実施しているため、前記該急冷・焼入れにより生ずる前記曲がりが加わり極めて大きな曲がりを生じることがあり、次工程での曲がり矯正に多大な工程を要し生産性が極めて低くなる。
また従来の拘束装置は、回転クランプ機構による拘束方法のため、拘束可能な製品厚みに制限があった。このため、足厚みの厚い特殊レールなどは拘束が不可能であった。
【０００６】
本発明はかかる前記の課題に鑑み、圧延ラインから搬送された高温の軌条を冷却・焼入れを実施する前に、▲１▼その曲がりを矯正すると共に、▲２▼急冷・焼入れにおける軌条の曲がりを極力防止し、▲３▼足厚みの厚い特殊レール等の拘束も可能とし、拘束精度の向上による軌条の生産性の向上と共に、コスト削減が可能な軌条の拘束装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するため、本発明の軌条の熱処理装置における軌条の足部拘束装置は、圧延設備からの軌条を、圧延方向に搬送する搬送装置と、該搬送装置に隣接して平行に設けられる冷却装置と、前記搬送装置と冷却装置間の長手方向に適宜間隔をおいて複数設けられ、搬送装置と冷却装置間で軌条を転回・搬送する転回・搬送装置からなり前記冷却装置が軌条を冷却する冷媒噴射装置と圧延方向に適宜間隔をおいて設けられ軌条の足部を拘束する軌条の拘束装置とからなる軌条の熱処理装置における軌条の拘束装置において、前記軌条の拘束装置を、軌条の足部上面と足部側面とを拘束する挟持部を有し、開閉・且つ昇降可能な一対の揺動アームで構成すると共に、前記揺動アームの閉時に該揺動アームの揺動を停止させるストッパーを設けたことを特徴とする。
また、前記揺動アームの軸芯を軸受に支承される芯軸に偏心して取り付け、芯軸に固定された偏心用レバーを、架台に固定された偏心用シリンダーの先端に連結させ、偏心用シリンダーを作動させて前記芯軸の回動で揺動アームを昇降させることを特徴とする。
また更に、軌条の足部上面と足部側面とを拘束する挟持部を揺動アームそれぞれに交換可能に設けることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１は、本発明の熱処理装置における全体配置平面図を示し、図２は、本発明実施例の一例であって、前記図１のＡ−Ａ矢視立面図を示す。
両図を用いて、本発明の熱処理装置の一例における主要装置の構成及び軌条の搬送動作について説明する。
【０００９】
圧延された軌条１を熱処理する本発明装置は、複数のローラーテーブル２からなる搬送装置Ａと、軌条１を熱処理（冷却）する冷却装置６と、両装置の中間に軌条を冷却装置６へ搬送しながら軌条体位を直す搬送・転回装置Ｂとからなっている。
【００１０】
圧延設備（図示せず）で圧延された軌条１は、横倒れの状態で架台１５に設けられて駆動する複数のローラーテーブル２からなる搬送装置Ａにより、本熱処理装置へ搬送される。搬送装置Ａと冷却装置６の中間に設置された転回部材５は、駆動手段（図示せず）により図中矢印の方向に転回する。また、搬送装置Ａと冷却装置６の間には軌条１を搬送する搬送コンベア３、４を複数列設置している。ローラーテーブル２により搬送された軌条１は、搬送コンベア３、転回部材５及び搬送コンベア４から構成される搬送・転回装置Ｂによって、搬送されつつ転回部材５で転回され正立状態となって冷却装置６に載置される。冷却装置６の主要部は、軌条１を冷却・焼入れする冷媒噴射装置１４と、軌条足部７を拘束する拘束装置Ｃから構成されている。
【００１１】
以下、前記冷媒噴射装置について説明する。該装置は門形に構成した架台８上に、管台９を介して送風主管１０を設けており、該送風主管１０からは、送風支管１１を分岐し、これに伸縮管１２を介してヘッダー管１３が接続されている。
ヘッダー管１３には、軌条１の頭部を冷却・焼入れする空気等の冷媒噴射機構である複数のノズル１４が設けられている。また軌条１の足底部を冷却するノズル１４も設けられている。前記のヘッダー管１３には図示していない昇降手段が設けられており、この昇降手段によってヘッダー管１３は容易に昇降することが可能であり、これにより軌条１のサイズによってノズル１４の高さ方向の位置を容易に変更可能としている。
【００１２】
次に、軌条足部７を拘束する本実施例の拘束装置Ｃについて、前記図２及び図３を用いて説明する。
軌条１の足部７を拘束する揺動アーム２２は架台２１に設置され、該架台２１は下部のフレーム１６に支持されている。フレーム１６上には、揺動アーム２２を揺動し開閉させる揺動アーム用油圧シリンダー２０の下部が係止され、また前記フレーム１６は、下部に設けられているフレーム昇降用油圧シリンダー１７によって昇降する。
このフレーム１６の昇降時の位置決め手段として該フレーム１６の下面には、ウオームジヤッキまたはスクリュウジャッキ等からなるストッパー進退用駆動装置１９により進退可能な楔状のフレーム昇降用ストッパー１８が、該フレームの下面と摺動可能に設けられている。
揺動アーム２２の下部位置には、該アーム２２と接離し、揺動アーム２２の揺動・閉時におけるその位置を停止・固定する揺動アーム用ストッパー２３を設けている。揺動アーム用ストッパー２３はストッパー進退用駆動装置２４に固定され、これにより図中の左右に進退し、その位置が変換可能となる。
【００１３】
揺動アーム２２の下部は、芯軸３５と一体的になる揺動アーム軸２５に固定され、該揺動アーム軸２５は揺動アーム用油圧シリンダー２０の先端と揺動用レバー３６を介して回動自在に連結されている。また揺動アーム軸２５は、圧延方向に延伸されて配設されており、適宜の位置に同様な揺動アーム２２が設けられている。このように揺動アーム軸２５を共用化することにより、他の揺動アーム２２が設けられている箇所で、揺動アーム用油圧シリンダー２０を省略することができ、その分設備がコンパクトになる。
【００１４】
次に、図４〜図７を用いて、本発明の揺動アーム２２の一端に設けられている軌条足部の挟持部について説明する。図４は揺動アーム２２の一端部の拡大図、図５は図４のＢ−Ｂ矢視図、図６は図４のＡ部拡大図、図７は図５のＣ−Ｃ断面図をそれぞれ示す。
【００１５】
揺動アーム２２の一端部には、軌条足部７の挟持部を具備している。即ち該挟持部は、軌条の足部上面挟持部材２６と足部側面挟持部材３０からなる。足部上面挟持部材２６は、揺動アーム本体２２に、ライナー２９を介してボルト２７及びナット２８にて、交換可能に設けられている。前記の様に揺動アーム２２は圧延方向の適宜箇所に設けられており、前記各々の揺動アーム２２におけるライナー２９の厚みを調整する事により、当該軌条足部７における挟持部の高さ位置ｈを全ての揺動アーム２２において一定とすることが可能となり、据え付け誤差、製作誤差の影響をなくすことができる。
【００１６】
同様に、図７に示すようにその断面形状が、凹字形状を有する足部側面挟持部材３０は、揺動アーム本体２２を凹部に篏合し、ボルト２８及びナットにて交換可能に設けられている。
以上の足部上面挟持部材２６と足部側面挟持部材３０により、軌条の足部を確実に拘束することが可能となる。
【００１７】
図８の模式図により、本発明の軌条足部の拘束装置の使用の形態を説明する。
冷却・焼入れを対象とする軌条のサイズ・形状は種々あり、前記図４の軌条１ア〜オに示すとおり、その高さｈ、足部の幅ｗが種々異なる。従って冷却・焼入れを対象とする軌条のサイズ・形状に対応するように、予め図８（１）の工程の前または、同時に、ウオームジャッキまたはスクリュウジャッキ等からなる揺動アーム用ストッパー進退用駆動装置２４により揺動アーム用ストッパー２３の位置を設定する。これにより揺動アーム２２の揺動・閉時には、軌条足部７の側面３４と前記揺動アーム２２の一端部に設けられている足部側面挟持部材３０との隙間は、圧延方向に複数配設されている揺動アーム２２において全くない状態になる。これにより圧延後の軌条に圧延方向の平面的な曲がりが生じている場合、後述する揺動アームの閉時の冷却・焼入れの前に、これの曲がりを矯正することが可能である。
【００１８】
図８（１）は、搬送コンベア３によって搬送された軌条１が転回部材５によって正立の状態に転回された状態になり、この時点で揺動用アーム用油圧シリンダー２０を作動して入り側の揺動アーム２２を開いて、軌条１の進入を妨げないようにする。この状態から図８（２）に示すように軌条１は、搬送コンベア４により軌条足部の拘束装置に搬送され、支持台上に載置される。その後、図８（３）に示すように入り側の揺動アーム２２が揺動アーム用ストッパー２３に接触するまで揺動し、一対の揺動アーム２２が閉じた状態となる。
【００１９】
続いて、この状態のまま図８（４）に示すようにフレーム昇降用油圧シリンダー１７を下降させ、フレーム昇降用ストッパー１８にて下降の位置が停止・固定される。尚フレーム昇降用ストッパー１８の楔の進退位置は、予め冷却・焼入れを対象とする軌条のサイズ・形状に対応させて、前記フレーム１６の下降時に、軌条１の上面を揺動アーム２２の足部上面挟持部材２６にて、充分に押圧するようにその位置を設定しておくとよい。
【００２０】
上記のように、楔形状をしたフレーム昇降用ストッパー１８の進退により、フレーム昇降用油圧シリンダー１７が下降し停止・固定される位置が決まるため、その位置は、例えば１ミリ単位程の微妙な位置に設定、調整することが可能である。
【００２１】
さらに、本発明の軌条足部７を拘束する拘束装置を、図９〜１０に示す別の実施例に基づいて説明する。
図９に示すように、軌条１の足部７を拘束する揺動アーム２２はフレーム１６に支持された架台２１に設置され、架台２１に固定された揺動アーム開閉シリンダー２０の先端と連結している。また、架台２１には偏心用シリンダー３７が固定され、その先端と連結した偏心用レバー３８を介して偏心用シリンダー３７の伸縮運動を揺動アーム２２に伝達する。
【００２２】
即ち図１０に示すように、架台２１に立設された軸受３９に芯軸４０を支承し、この芯軸４０にキー４１を用いて偏心用レバー３８を固定すると共に、揺動アーム２２の下部にある揺動アーム軸２５を軸芯ｙに設定し、芯軸４０の軸芯ｘとの偏心量Ｌをもって芯軸４０に取付ける。
【００２３】
図１１（ａ），（ｂ）は、揺動アーム開閉用シリンダー２０のロッドを上昇させて揺動アーム２２を閉の状態とし（従って、軌条１の足部側面３４は揺動アーム２２の足部側面挟持部材３０に密着している）、偏心用レバー３８の作動による揺動アーム２２の軌条１の足部７への固定状況を概念的に示している。
（ａ）図は、軌条１の足部上面３３と揺動アーム２２の挟持部材２６が離れている状態を示している。即ち偏心用シリンダー３７を作動させて偏心用レバー３８を上昇させて芯軸４０を回動させることにより、偏心して取付けられている揺動アーム軸２５で揺動アーム２２を上昇させており、揺動アーム２２の挟持部材２６と軌条足部上面３３とが乖離している。
一方、（ｂ）図は偏心用シリンダー３７の作動で偏心用レバー３８を下げることにより揺動アーム２２も下降し、軌条足部の上面３３を挟持用部材２６でクランプする。
【００２４】
図１２の模式図により、上記本発明の別の実施例における軌条足部７の拘束装置の使用形態を説明する。
図１２（１）に示すように揺動アーム２２を偏心用シリンダー３７による偏心用レバー３８の作動で上方に移動させると共に、入側の揺動アーム２２を揺動アーム開閉用シリンダー２０で開き（前倒し）、軌条１の冷却装置への進入を妨げないようにする。
次いで図１２（２）に示すように、軌条１は搬送コンベア４により拘束装置に搬送され、支持台上に載置される。その後図１２（３）に示すように、揺動アーム用油圧シリンダー２０により入側の揺動アーム２２が揺動アーム用ストッパー２３に接触するまで揺動し、一対のアーム２２が閉じた状態になる。続いて、この状態のまま、図１２（４）に示すように、偏心用シリンダー３７を下降させ揺動フレーム２２の挟持部２６を軌条の足部７表面に接触して挟持する。
【００２５】
このように、上記別の実施例においては、フレーム昇降用油圧シリンダー１７やフレーム昇降用ストッパー１８を設ける必要がなく、設備的に簡素化される。
【００２６】
本発明においては、種々の揺動アーム２２が取り付けられている場所毎に前記の高さ位置の調整をすることにより、軌条が圧延後に長さ方向で上下に曲がっている場合においても、全ての揺動アームの場所で軌条の足部を確実に固定することが可能である。
【００２７】
以上の工程により、軌条足部の上面および側面は充分に固定・把持されるため、この状態において軌条を冷却・焼入れを実施しても、従来の如く冷却むらが生じても軌条に曲がりが発生することが防止される。
また、実際の軌条ポイント部等に使用されている軌条の足部幅寸法が左右で異なる非対象軌条の冷却・焼入れ時においても、一対の揺動アームにおける左右の揺動アームを個別に作動可能としているため、軌条の足部を確実に拘束することができる。更に、拘束精度が向上し、足厚みの厚い特殊レール等の拘束可能である。
【００２８】
【発明の効果】
圧延ラインから搬送された高温の軌条を冷却・焼入れを実施する前に、その曲がりを伸ばすことが可能となり、また急冷・焼入れにおける軌条の曲がりが防止され、また拘束精度が向上するため、従来の拘束装置に起因する曲がり不良を防止できる。更に、後工程の矯正工程の負担が少なくなり、軌条の生産性が大幅に向上すると共にコスト削減が可能となり、対象品種拡大も容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱処理装置における全体配置平面図を示す。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図・立面図を示す。
【図３】本発明の軌条足部を拘束する拘束装置の立面図を示す。
【図４】本発明の揺動アームの一端の拡大図を示す。
【図５】図４のＢ−Ｂ矢視図を示す。
【図６】図４のＡ部拡大図を示す。
【図７】図５のＣ−Ｃ断面図を示す。
【図８】（１）〜（４）は本発明の軌条足部の拘束装置の使用の形態を説明する図を示す。
【図９】本発明の軌条足部を拘束する別の拘束装置の立面図を示す。
【図１０】本発明の偏心機構を示す説明図である。
【図１１】図９の部分拡大説明図で、（ａ）は揺動アームの上昇下場合、（ｂ）は下降した場合の拘束開閉状況を示す。
【図１２】（１）〜（４）は本発明の軌条足部の拘束装置の他の使用の形態を説明する図を示す。
【図１３】従来の軌条足部の拘束装置を示す。
【符号の説明】
１：軌条                    ２：ローラーテーブル
３：搬送コンベア            ４：搬送コンベア
５：転回部材                ６：冷却装置
７：足部                    ８：架台
９；管台                  １０：送風主管
１１：送風支管              １２：伸縮管
１３：ヘッダー管            １４：ノズル
１５：架台                  １６：フレーム
１７：フレーム昇降用油圧シリンダー
１８：フレーム昇降用ストッパー
１９：ストッパー進退用駆動装置
２０：揺動アーム用油圧シリンダー
２１：架台                  ２２：揺動アーム
２３：揺動アーム用ストッパー
２４：揺動アーム用ストッパーの進退駆動装置
２５：揺動アームの軸        ２６：足部上面挟持部材
２７：ボルト                ２８：ナット
２９：ライナー              ３０：足部側面挟持部材
３１：爪                    ３２：支持部
３３：足部上面              ３４：足部側面
３５：芯軸                  ３６：揺動用レバー
３７：偏心用シリンダー      ３８：偏心用レバー
３９：軸受                  ４０：芯軸
【図１】
0004078100.tif 000002
【図２】
0004078100.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004078100.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0004078100.tif 000013
【図１３】
0004078100.tif 000014