(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウォーキングビーム式連続式加熱炉の抽出扉近傍の炉長方向の炉壁に取り付けられ、被処理材が抽出待機位置へ達したことを検出するウォーキングビーム式連続式加熱炉内の被処理材の位置検出装置であって、前記位置検出装置は上昇位置用検出手段と下降位置用検出手段とを備え、前記上昇位置用検出手段は、移動スキッドが上昇した際に前記移動スキッド上に載置された前記被処理材が検出可能で、前記下降位置用検出手段は、前記移動スキッドが下降した際に前記移動スキッド上に載置された前記被処理材が検出可能なように配置されていることを特徴とするウォーキングビーム式連続式加熱炉内の被処理材の位置検出装置。
【請求項２】
ウォーキングビーム式連続式加熱炉の抽出扉近傍の炉長方向の炉壁に取り付けられ、被処理材が抽出待機位置へ達したことを検出するウォーキングビーム式連続式加熱炉の被処理材の位置検出装置であって、前記位置検出装置は上昇位置用検出手段と下降位置用検出手段とを備え、前記上昇位置用検出手段は、ウォーキングビーム式移動スキッドが上昇位置にあるときに被処理材を検出する高さに設置され、前記下降位置用検出手段は、前記ウォーキングビーム式移動スキッドが下降位置にあるときに被処理材を検出する高さに設置され、前記下降位置用検出手段は前記上昇位置用検出手段よりも加熱炉装入側に配置し、かつ、該下降位置用検出手段と上昇位置用検出手段の水平方向距離をウォーキングビーム式移動スキッドの駆動機構におけるバックラッシ量以上としたことを特徴とするウォーキングビーム式連続式加熱炉内の被処理材の位置検出装置。
【請求項３】
下降位置用検出手段と上昇位置用検出手段の水平方向距離を、１５ｍｍ超え５０ｍｍ未満としたことを特徴とする請求項２に記載のウォーキングビーム式連続式加熱炉内の被処理材の位置検出装置。
【請求項４】
下降位置用検出手段を、固定スキッド上に堆積する堆積物の最大高さレベルよりも高い位置に設置したことを特徴とする請求項２または３に記載のウォーキングビーム式連続式加熱炉内の被処理材の位置検出装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の検出手段からなる被処理材の位置検出装置を、被処理材の搬送方向に２以上近接して配置したことを特徴とするウォーキングビーム式連続式加熱炉内の被処理材の位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱間圧延設備などに設けられるウォーキングビーム式の連続式加熱炉における被処理材の位置検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
熱間圧延設備に設けられる加熱炉などのような、被処理材を装入側から抽出側へ順次搬送しながら所定温度まで加熱する連続式加熱炉として、ウォーキングビーム式加熱炉が知られている。このウォーキングビーム式加熱炉は、炉床がウォーキングビーム式移動スキッド（以下、移動スキッドと呼ぶ）と固定スキッドとからなり、移動スキッドが上昇→前進→下降→後退という動作を繰り返すことにより、被処理材を装入側から抽出側へ搬送する。そして、加熱炉抽出側先端の抽出待機位置に達した被処理材は、加熱炉からの抽出装置により炉外へ抽出され、次工程へ送られる。その際、抽出装置による確実な抽出を行うためには、被処理材を加熱炉抽出側の抽出待機位置で確実に停止させることが必要であり、このためには、加熱炉抽出側先端位置において被処理材先端部が到達したことを確実に検出することが重要である。
【０００３】
従来、熱間圧延設備に設けられたウォーキングビーム式加熱炉の抽出側先端位置では、図４に示すような被処理材検出手段１５が設けられていた。この図４は、加熱炉の抽出側から見た被処理材位置検出手段１５の設置位置および検出方向を示したものであるが、様々なサイズの被処理材７を移動スキッド４の上昇位置（４−２）および下降位置（４−１）のどちらでも検出できるように、検出方向を斜めに狙い、かつ移動スキッド４の動きにより誤検出が発生することのない位置に決められている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記の従来方法による被処理材の位置検出において、移動スキッドが上昇位置で前進中、被処理材の検出手段が被処理材を検出すると、移動スキッドの前進を停止し、下降を開始する。ところが、移動スキッドが下降すると、上昇位置では検出（オン）状態となっていた検出手段が未検出（オフ）状態となる場合がある。また、逆に上昇位置では未検出（オフ）状態であったのに、下降位置では検出（オン）状態となる場合もある。このような未検出や誤検出などのトラブルが発生すると、目視で現物を確認し、移動スキッドや抽出装置を手動で操作することが必要となり、ライン休止が発生する。
【０００５】
本発明の目的は、熱間圧延設備などに設けられたウォーキングビーム式の連続式加熱炉において、被処理材が抽出待機位置へ達したことを検出する位置検出を、誤検出等のトラブルを発生させることなく、確実に行うことができる被処理材の位置検出装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、前記誤検出等のトラブルの原因について鋭意検討した結果、以下のような２つの場合があることを見出した。第一に、移動スキッドが下降すると、移動スキッドの駆動機構におけるギア等のバックラッシなどの影響により、移動スキッドが加熱炉装入側へ水平方向に若干戻る場合がある。この現象が発生すると、上昇位置ではオン状態であった検出手段が下降位置ではオフ状態となることが判明した。第二に、加熱炉内では、スキッド上にスケールなどが堆積し、５０ｍｍにも達する場合がある。このような場合、従来のような検出手段の設置位置では、堆積したスケールを誤検出する場合があることがわかった。
【０００７】
上記の問題点を解決するためには、スケール等の堆積物の最大高さを考慮した上で、移動スキッドの上昇および下降位置で誤検出が発生しない位置に検出手段を設置しなければならないが、従来技術のように検出方向を斜めに狙う方式ではそのような設置位置を設定することは難しい。よって、移動スキッドの上昇位置用と下降位置用の２つの検出手段を設け、検出方向は水平方向とするのが好適である。また、下降位置用検出手段は、移動スキッドの駆動機構におけるギア等のバックラッシなどの影響を考慮し、上昇位置用検出手段よりもやや加熱炉装入側へ水平方向にずらして設置することが必要である。さらに、これらの検出手段が故障した場合に備え、前記検出手段よりも加熱炉抽出側へ、同じ検出手段を非常用として設置することが望ましい。
【０００８】
本発明は以上のような知見ならびに設計思想に基づきなされたもので、以下のような特徴を有する。
【０００９】
（１）ウォーキングビーム式連続式加熱炉の抽出扉近傍の炉長方向の炉壁に取り付けられ、被処理材が抽出待機位置へ達したことを検出するウォーキングビーム式連続式加熱炉内の被処理材の位置検出装置であって、前記位置検出装置は上昇位置用検出手段と下降位置用検出手段とを備え、前記上昇位置用検出手段は、移動スキッドが上昇した際に前記移動スキッド上に載置された前記被処理材が検出可能で、前記下降位置用検出手段は、前記移動スキッドが下降した際に前記移動スキッド上に載置された前記被処理材が検出可能なように配置されていることを特徴とするウォーキングビーム式連続式加熱炉内の被処理材の位置検出装置。
【００１０】
（２）ウォーキングビーム式連続式加熱炉の抽出扉近傍の炉長方向の炉壁に取り付けられ、被処理材が抽出待機位置へ達したことを検出するウォーキングビーム式連続式加熱炉内の被処理材の位置検出装置であって、前記位置検出装置は上昇位置用検出手段と下降位置用検出手段とを備え、前記上昇位置用検出手段は、ウォーキングビーム式移動スキッドが上昇位置にあるときに被処理材を検出する高さに設置され、前記下降位置用検出手段は、前記ウォーキングビーム式移動スキッドが下降位置にあるときに被処理材を検出する高さに設置され、前記下降位置用検出手段は前記上昇位置用検出手段よりも加熱炉装入側に配置し、かつ、該下降位置用検出手段と上昇位置用検出手段の水平方向距離をウォーキングビーム式移動スキッドの駆動機構におけるバックラッシ量以上としたことを特徴とするウォーキングビーム式連続式加熱炉内の被処理材の位置検出装置。
【００１１】
（３）下降位置用検出手段と上昇位置用検出手段の水平方向距離を、１５ｍｍ超え５０ｍｍ未満としたことを特徴とする（２）に記載のウォーキングビーム式連続式加熱炉内の被処理材の位置検出装置。
【００１２】
（４）下降位置用検出手段を、固定スキッド上に堆積する堆積物の最大高さレベルよりも高い位置に設置したことを特徴とする（２）または（３）に記載のウォーキングビーム式連続式加熱炉内の被処理材の位置検出装置。
（５）（１）乃至（４）のいずれかに記載の検出手段からなる被処理材の位置検出装置を、被処理材の搬送方向に２以上近接して配置したことを特徴とするウォーキングビーム式連続式加熱炉内の被処理材の位置検出装置。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１〜図３は本発明の一実施形態を示すもので、図１はウォーキングビーム式加熱炉の抽出側付近の炉長方向断面図、図２は検出手段の位置関係を示す説明図、図３は装入側から見た検出手段の設置位置および検出方向の説明図（炉幅方向断面図）である。
【００１４】
図１において、加熱炉１には、抽出扉２と固定スキッド３および移動スキッド４が設けられている。また、被処理材７の抽出待機位置には、被処理材の検出装置１０が設置されている。さらに、加熱炉の外側には、抽出扉２に近接して、被処理材の抽出装置５および抽出した被処理材を次工程へ搬送するための搬送テーブルロール６が設けられている。なお、ＨＬとはハースラインのことであり、固定スキッド３の上面高さと一致している。
【００１５】
移動スキッド４の動作により加熱炉１内を装入側から搬送されてきた被処理材７は、被処理材の位置検出装置１０によりその先端部が検出されると、移動スキッド４による前進が停止され、抽出待機位置で待機する。そして、抽出扉２が開き、加熱炉１内へ装入された抽出装置５により、抽出待機位置から持ち上げられ、搬送テーブルロール６上へセンタリングして抽出される。抽出された被処理材は、搬送テーブルロール６により次工程へ送られる。
【００１６】
ここで、被処理材の位置検出装置１０は、図２に示す４つの位置検出手段１１〜１４から構成されている。これらのうち、まず検出手段１１および１２について説明する。検出手段１１は移動スキッドの上昇位置用、検出手段１２は移動スキッドの下降位置用の検出手段である。これらの位置検出手段は、図３に示すように、炉幅方向で対向する位置に発信機と検出器（例えば発信機１１−１と検出器１１−２）をそれぞれ設け、水平方向に狙って被処理材７を検出する。そして、上昇位置用検出手段１１は移動スキッド４が上昇位置（４−２）にある時に、また下降位置用検出手段１２は移動スキッド４が下降位置（４−１）にあって被処理材７が固定スキッド３上にある場合に、それぞれ被処理材７を検出する高さ位置に設置されている。そして、これらの上昇位置用検出手段１１と下降位置用検出手段１２により、ひとつの検出ユニットを構成する。
【００１７】
また、位置検出装置１０は、図２に示すように、前記検出ユニットの加熱炉抽出側へ、さらに上昇位置用検出手段１３と下降位置用検出手段１４からなる検出ユニットを備えている。そして、前者の検出ユニットを常用、後者の検出ユニットを非常用として使用する。
【００１８】
なお、前記検出手段は、レーザーやγ線を用いるもののほか、他の方式の非接触式位置検出センサーであってもよい。また、通常は、常用の検出ユニットと非常用の検出ユニットの２つを並列とすればよい。しかし、非常用の検出ユニットを持たない１つの検出ユニットのみで使用しても、検出手段の故障時を除く通常時には、本発明の効果は十分に得られる。また、非常用の検出ユニットを２つ以上とする３つ以上の検出ユニットの並列使用も可能である。さらに、特殊なケースとして、設備の低廉化を図るため、非常用は上昇位置用検出手段のみ設置する場合も考えられる。例えば、図２における非常用の下降位置用検出手段１４を設置しない場合である。このような場合であっても、常用の上昇位置用検出手段１１が故障した際には、非常用の上昇位置用検出手段１３と常用の上昇位置用検出手段１２とを非常用の検出ユニットとして扱うことで、本発明は実現できる。
【００１９】
ここで、図２における各検出手段の設置位置について説明する。下降位置用検出手段１２の設置高さＨ１は、固定スキッド３上に堆積するスケール等による誤検出を招かぬよう、堆積する堆積物の最大高さレベルよりも高い位置に設置しなければならず、かつ、被処理材の最小高さ未満とする必要がある。また、上昇位置用検出手段１１の高さＨ２は、移動スキッドの上昇位置および被処理材の最小高さを考慮して決定する。
【００２０】
次に、上昇位置用検出手段１１と下降位置用検出手段１２との水平方向距離Ｌ１について詳細に説明する。上昇位置用検出手段１１と下降位置用検出手段１２が垂直方向に設置されている場合、すなわちＬ１＝０の場合、移動スキッド4が上昇位置（４−２）から下降位置（４−１）へ移動する際に加熱炉装入側へ少しでも戻るような動きをすると、上昇位置用検出手段１１では検出（オン）状態であったものが、下降位置では下降位置用検出手段１２がオフ状態のままとなってしまい、被処理材が抽出待機位置へ到達したとは認識されない。そこで、あらかじめ移動スキッド４の駆動機構におけるギアのバックラッシ量を測定したり、実際に移動スキッド４の下降時の水平方向の動きなどを調査し、上昇位置用検出手段１１が被処理材を検出した場合、移動スキッドが下降時に加熱炉装入側へ水平方向に戻った場合でも、下降位置用検出手段１２が被処理材を検出するように、Ｌ１を定める。ただし、この値が大きいと、被処理材を上昇位置では検出せず下降位置で検出するという誤検出が発生するため、被処理材の最小幅や移動スキッド４の前進ストローク量なども考慮して、できるだけ小さい値に抑える方がよい。
【００２１】
さらに、常用と非常用の検出ユニットの水平方向距離Ｌ２は、この値が大きいと本来の抽出待機位置よりも被処理材が抽出側へ飛び出すこととなり、また、抽出待機位置よりも1つ後行の被処理材も抽出待機位置へ近づくために抽出装置５の先端が前記の後行の被処理材を引っ掛けるトラブルも発生する。したがって、検出手段の大きさなどを考慮してできるだけ小さく抑えることが好ましい。
【００２２】
以上説明した検出手段の設置位置は、例えば、熱間圧延設備の加熱炉においてスラブの検出を行う場合、スラブ厚さを１２５〜２５０ｍｍ、スラブ幅を６００〜１９５０ｍｍ、スラブとスラブの装入間隔を５０ｍｍとし、移動スキッド4の上昇位置（４−２）をＨＬ＋１００ｍｍ、移動スキッド4の前進および後退の水平方向移動ストロークを５５０ｍｍ、スキッド上の堆積物の高さを５０ｍｍ以下、移動スキッド4の駆動機構におけるギアのバックラッシの影響等による移動スキッドの上昇位置と下降位置での水平方向のズレ量を１５ｍｍ以下と仮定すると、以下の範囲が想定される。
【００２３】
0004110759.tif 000002
ただし、これらの数値範囲の中には、移動スキッド4が上昇位置（４−２）でも下降位置用検出手段がオン状態となったり、移動スキッド4が下降位置（４−１）でも上昇位置用検出手段がオン状態となったりする数値の組み合わせもある。その場合には、上昇位置（４−２）では下降位置用検出手段を、下降位置（４−１）では上昇位置用検出手段を、それぞれ制御的に無視すればよい。
【００２４】
次に、このように検出手段が配置された被処理材の検出装置１０による被処理材の検出および移動スキッドの動作について詳しく説明する。
【００２５】
前述のように、被処理材７は、移動スキッド４が上昇→前進→下降→後退のサイクルを繰り返し行うことにより、加熱炉１の装入側から抽出側へ搬送される。加熱炉抽出側先端の抽出待機位置直前まで搬送された被処理材７は、上昇位置（４−２）にある移動スキッド４が前進中、上昇位置用検出手段１１により先端を検出される。検出手段１１が被処理材７を検出すると、移動スキッド４の前進を停止し、これを下降させる。すると、今度は下降位置用検出手段１２が検出（オン状態）となる。これにより、被処理材７が抽出待機状態となったことが認識され、引き続き前述の抽出装置５による被処理材７の炉外への抽出を開始する。
【００２６】
また、常用の検出ユニット（検出手段１１、１２）が故障した場合には、非常用の検出ユニット（検出手段１３、１４）により、同様の操作が行われる。
【００２７】
さて、以上説明した図１〜図３に示す加熱炉周辺設備を用いて、熱間圧延設備の加熱炉内の抽出待機位置でスラブ検出を行った一例を示す。なお、スラブの位置検出手段１１〜１４の設置位置は、Ｈ１＝８０ｍｍ、Ｈ２＝１８０ｍｍ、Ｌ１＝２０ｍｍ、Ｌ２＝１５０ｍｍとし、移動スキッド４の上昇位置（４−２）はＨＬ＋１００ｍｍ、下降位置（４−１）はＨＬ−１００ｍ、前進および後退の水平方向ストロークは５５０ｍｍである。また、スラブサイズは、厚さ１２５〜２５０ｍｍ、幅６００〜１９５０ｍｍ、長さ３．５〜９．６ｍであり、スラブの装入間隔は５０ｍｍである。
【００２８】
また、上昇位置用と下降位置用の検出信号の切り替えは、以下のように行う。
▲１▼移動スキッド４が下降位置（４−１）では下降位置用検出手段１２の信号を用いる。
▲２▼移動スキッド４が下降位置（４−１）から上昇位置（４−２）への上昇中は、移動スキッド４がＨＬへ達した時点で、それまでの下降位置用検出手段１２による信号を保持する。
▲３▼移動スキッド４が上昇位置（４−２）に達したら、上昇位置用検出手段１１による信号に切り替える。
▲４▼移動スキッド４が上昇位置（４−２）で前進中は、引き続き上昇位置用検出手段１１からの信号を用いる。
▲５▼移動スキッド４が上昇位置（４−２）から下降を始めると、それまでの上昇位置用検出手段１１からの信号を保持し、移動スキッドがＨＬへ達した時点で、下降位置用検出手段１２による信号に切り替える。
▲６▼その後、移動スキッド４が下降位置（４−１）へ達し、後退中も、下降位置用検出手段１２の信号を用いる。
なお、常用の検出ユニット（検出手段１１、１２）が故障した場合には、前記と同様の制御を非常用検出ユニット（検出手段１３、１４）により行う。
【００２９】
以上の移動スキッドおよび検出装置の制御により、全てのサイズのスラブに対して抽出待機位置でのスラブの検出ができ、トラブルなくスラブの抽出を行うことができた。また、常用の検出装置が故障した場合を想定して、常用の検出ユニット（検出手段１１、１２）による信号を遮断した場合でも、非常用の検出ユニット（検出手段１３、１４）により、スラブの抽出は問題なくできた。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、熱間圧延設備などに設けられたウォーキングビーム式の連続式加熱炉において、被処理材が抽出待機位置へ達したことを検出する位置検出を、誤検出等のトラブルを発生させることなく、確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるウォーキングビーム式加熱炉抽出側付近を示す炉長方向断面図
【図２】本発明の検出手段の位置関係の一例を示す説明図
【図３】本発明の装入側から見た検出手段の設置位置および検出方向の一例を示す説明図（炉幅方向断面図）
【図４】従来例の装入側から見た検出手段の設置位置および検出方向の説明図（炉幅方向断面図）
【符号の説明】
１    加熱炉
２    抽出扉
３    固定スキッド
４    移動スキッド
（４−１）    移動スキッドの下降位置
（４−２）    移動スキッドの上昇位置
５    抽出装置
６    搬送テーブルロール
７    被処理材
１０    検出手段
１１    上昇位置用常用検出手段
１２    下降位置用常用検出手段
１３    上昇位置用非常用検出手段
１４    下降位置用非常用検出手段
【図１】
0004110759.tif 000003
【図２】
0004110759.tif 000004
【図３】
0004110759.tif 000005
【図４】
0004110759.tif 000006