(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラブの搬送方向に水平に延びた複数の移動ビームと、各移動ビームの上部にて前記搬送方向に間隔を隔てて該移動ビームに取り付けられた複数の支持スキッドとを備え、各支持スキッドは、前記搬送方向と垂直である水平方向に、当該水平方向におけるスラブの長さよりも長く延びており、各支持スキッドは常時加熱炉内に位置し、各移動ビームはそれぞれ上昇→前進→下降→後退を繰り返し、かついずれかの移動ビームが上昇，前進中にその他のいずれかの移動ビームが下降，後退し、いずれかの移動ビームが下降，後退中にその他のいずれかの移動ビームが上昇，前進するようになっており、これにより、複数の移動ビームの支持スキッドで加熱炉内のスラブを交互に直接支持しながら前進させる、ことを特徴とする高温加熱炉。
【請求項２】
スラブの搬送方向に水平に延びた２組の移動ビームと、各移動ビームの上部にて前記搬送方向に間隔を隔てて該移動ビームに取り付けられた複数の支持スキッドとを備え、各支持スキッドは、前記搬送方向と垂直である水平方向に、当該水平方向におけるスラブの長さよりも長く延びており、各支持スキッドは常時加熱炉内に位置し、各移動ビームはそれぞれ上昇→前進→下降→後退を繰り返し、かつ一方の移動ビームが前進中に他方の移動ビームが下降→後退→上昇するようになっており、これにより、２組の移動ビームの支持スキッドで加熱炉内のスラブを交互に直接支持しながら前進させる、ことを特徴とする高温加熱炉。
【請求項３】
前記支持スキッドは、その上面にスラブを支持する複数の交換可能な耐熱突起部材を有する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の高温加熱炉。
【請求項４】
前記各移動ビームの前後進のストロークは、各支持スキッドが互いに干渉しない長さに設定され、かつ各移動ビームの移動速度は、いずれかの移動ビームが前進完了前に別の移動ビームが前進を開始するように設定されている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の高温加熱炉。
【請求項５】
前記各移動ビームの前進速度が可変になっている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の高温加熱炉。
【請求項６】
連続鋳造機からのスラブ供給速度に等しい前進速度を有する上流側の高温加熱炉と、下流側の圧延速度に等しい前進速度を有する下流側の高温加熱炉とを備え、該上流側と下流側の加熱炉はスラブの長手方向に連結して配置されている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の高温加熱炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スラブを高温に加熱しながら連続的に搬送する高温加熱炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スラブを加熱しながら連続的に搬送する加熱炉としては、ローラーハース炉が従来から用いられている。このローラーハース炉は、図８に模式的に示すように、水平な加熱炉２内に駆動ロール３を備え、この駆動ロール３の回転により、スラブ１を水平に移動しながら加熱するようになっている。このローラーハース炉は、駆動ロール３の回転速度を調整することにより、送り速度を自由に調節でき、例えば連続鋳造装置や圧延機に接続して配置し、スラブ１を連続鋳造装置又は圧延機の速度に合わせて連続的に搬送しながら加熱又は保温することができる。
【０００３】
しかし、かかるローラーハース炉は、駆動ロール３が高温にさらされるため、炉内温度が制限される問題点があった。すなわち、駆動ロール自体は水冷されるが、その場合でも炉内温度は最大１１５０℃程度に制限され、それ以上に上げようとすると、駆動ロール３の損傷が激しく寿命が極端に短くなり、耐熱温度の高い材質に変えると非常に高価になってしまう問題点があった。
【０００４】
一方、スラブを搬送しながら加熱する加熱炉としては、図９に模式的に示すウォーキングビーム炉が知られている。この炉は、加熱炉２内にほぼ水平に延びた移動ビーム４と、スラブ１を支持する固定支持材５を備え、移動ビーム４が上昇→前進→下降→後退を繰り返すことにより、スラブ１を移動ビーム４と固定支持材５で交互に支持して間欠的に前進させるようになっている。なお、移動ビーム４の昇降にはカム、楔等が用いられ、前後進には駆動シリンダ等が用いられる。かかるウォーキングビーム炉は、例えば特開平４−２３５８１５号（ウォーキングビーム式搬送装置の駆動方法）等に開示されている。
【０００５】
ウォーキングビーム炉は、加熱炉２内に機構部分がないことから、１１５０℃以上の高温（例えば約１３００℃前後）でスラブを加熱しながら搬送することができる。しかし、ウォーキングビーム炉におけるスラブの移動は、原理的に間欠となるため、ローラーハース炉のように、連続鋳造装置や圧延機に接続して配置し、スラブ１を連続鋳造装置又は圧延機の速度に合わせて連続的に搬送しながら加熱又は保温することはできなかった。そのため、従来、ウォーキングビーム炉は、主として厚いスラブを幅方向に間欠移動させて加熱又は保温していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
連続鋳造装置と圧延機の間に連続加熱炉を直線状に接続し、連続鋳造装置で製造した薄スラブ（例えば厚さ５０〜１５０ｍｍ）を連続加熱炉で連続鋳造装置の速度に合わせて搬送しながら保温又は加熱し、更に圧延に適した高温まで加熱して圧延機の圧延速度に合わせて供給することにより、コンパクトな圧延設備を構成することができる。
【０００７】
かかる新しいコンセプトの圧延設備を実現するためには、▲１▼連続鋳造装置又は圧延機の速度に合わせて連続的に搬送しながら加熱又は保温することができ、▲２▼薄スラブ（厚さ５０〜１５０ｍｍ）を長さ方向に搬送でき、かつ▲３▼圧延に適した高温（例えば１２６０℃以上）まで加熱できる、連続加熱炉が不可欠となる。
【０００８】
しかし、従来のローラーハース炉では、▲１▼と▲２▼の要件は満たすものの、最高使用温度が低く、▲３▼の要件を満たそうとすると、前述したように、ロール損傷が激しく寿命が極端に短くなり、耐熱温度の高い材質に変えると非常に高価になってしまう問題点があった。また、従来のウォーキングビーム炉では、逆に▲３▼の要件は満たすものの、原理的に間欠運動となるため、▲１▼の連続搬送ができず、かつ薄スラブの場合には先端の垂れ下がりのため、▲２▼の長さ方向の搬送が難しい問題点があった。
【０００９】
かかる問題点を解決するために、本願発明の発明者は、先に、▲１▼連続鋳造装置又は圧延機の速度に合わせて連続的に搬送しながら加熱又は保温することができ、▲２▼薄スラブ（厚さ５０〜１５０ｍｍ）を長さ方向に搬送でき、かつ▲３▼圧延に適した高温（例えば１２６０℃以上）まで加熱できる高温連続加熱炉を創案し、出願した（特願平９−１９２６３０号、未公開）。
【００１０】
この未公開の高温連続加熱炉は、図７に示すように、加熱炉内に水平に延びた２組の移動ビーム１２，１３を備え、各移動ビーム１２，１３は、それぞれ上昇→前進→下降→後退を繰り返し、かつ一方の移動ビームが前進中に他方の移動ビームが下降→後退→上昇するようになっており、これにより、２組の移動ビームで加熱炉内のスラブ１を交互に支持しながらほぼ同一高さで連続的に前進させるものである。
【００１１】
しかし、この高温連続加熱炉では、材料（スラブ１）を連続的に搬送できるが、材料幅は移動ビーム１２，１３の幅方向間隔に制限されるため、幅の狭い材料（幅狭材）が送れず、かつ幅によっては送りが不安定になる問題点があった。そのため、この高温連続加熱炉で幅の狭い材料から広い材料まで送るためには、多数の移動ビーム１２，１３を幅方向に密に設ける必要があり、駆動機構を含めた構造が複雑になる問題点があった。
【００１２】
本発明は、かかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明は、（１）連続鋳造装置又は圧延機の速度に合わせて連続的に搬送しながら加熱又は保温することができ、（２）薄スラブ（厚さ５０〜１５０ｍｍ）を長さ方向に搬送でき、かつ（３）圧延に適した高温（例えば１２６０℃以上）まで加熱でき、更に、（３）シンプルな機構で、幅の狭い材料から広い材料まで安定して連続搬送できる高温加熱炉を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、スラブの搬送方向に水平に延びた複数の移動ビームと、各移動ビームの上部にて前記搬送方向に間隔を隔てて該移動ビームに取り付けられた複数の支持スキッドとを備え、各支持スキッドは、前記搬送方向と垂直である水平方向に、当該水平方向におけるスラブの長さよりも長く延びており、各支持スキッドは常時加熱炉内に位置し、各移動ビームはそれぞれ上昇→前進→下降→後退を繰り返し、かついずれかの移動ビームが上昇，前進中にその他のいずれかの移動ビームが下降，後退し、いずれかの移動ビームが下降，後退中にその他のいずれかの移動ビームが上昇，前進するようになっており、これにより、複数の移動ビームの支持スキッドで加熱炉内のスラブを交互に直接支持しながら前進させる、ことを特徴とする高温加熱炉が提供される。
【００１４】
上記本発明の構成は、複数（例えば２又は３以上）の移動ビームを備える点以外は、従来のウォーキングビーム炉と同一であり、加熱炉内に機構部分がないことから、１１５０℃以上の高温（例えば約１３００℃前後）でスラブを加熱しながら搬送することができる。また、各移動ビームはそれぞれ上昇→前進→下降→後退を繰り返し、かついずれかの移動ビームが前進中にその他のいずれかの移動ビームが上昇し、いずれかの移動ビームが下降中にその他のいずれかの移動ビームが前進するので、複数の移動ビームの支持スキッドで加熱炉内のスラブを交互に直接支持しながら前進させることができる。更に、複数の移動ビームの支持スキッドが交互に上昇するので、薄スラブの先端がわずかに垂れ下がっても、上昇する支持スキッドで先端部を持ち上げて長さ方向に安定して搬送することができる。
【００１５】
更に、本発明の構成によれば、複数の支持スキッドが、各移動ビームの上部にて前記搬送方向に間隔を隔てて該移動ビームに取り付けられ、この複数の支持スキッドで加熱炉内のスラブを交互に支持しながら前進させるので、幅狭材であっても搬送方向に間隔を隔てた複数の支持スキッドで安定して支持・搬送することができる。
【００１６】
また、本発明によれば、スラブの搬送方向に水平に延びた２組の移動ビームと、各移動ビームの上部にて前記搬送方向に間隔を隔てて該移動ビームに取り付けられた複数の支持スキッドとを備え、各支持スキッドは、前記搬送方向と垂直である水平方向に、当該水平方向におけるスラブの長さよりも長く延びており、各支持スキッドは常時加熱炉内に位置し、各移動ビームはそれぞれ上昇→前進→下降→後退を繰り返し、かつ一方の移動ビームが前進中に他方の移動ビームが下降→後退→上昇するようになっており、これにより、２組の移動ビームの支持スキッドで加熱炉内のスラブを交互に直接支持しながら前進させる、ことを特徴とする高温加熱炉が提供される。
【００１７】
この構成は、移動ビームが２組で構成される以外は、実質的に上述した発明と同様であり、同様に、▲１▼連続鋳造装置又は圧延機の速度に合わせて連続的に搬送しながら加熱又は保温することができ、▲２▼薄スラブ（厚さ５０〜１５０ｍｍ）を長さ方向に搬送でき、かつ▲３▼圧延に適した高温（例えば１２６０℃以上）まで加熱でき、更に、▲４▼シンプルな機構で、幅の狭い材料から広い材料まで安定して連続搬送できる。
【００１８】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記支持スキッドは、その上面にスラブを支持する複数の交換可能な耐熱突起部材を有する。この構成により、複数の交換可能な耐熱突起部材でスラブを支持し、スラブのズレを防止すると共に、スラブからの伝熱による支持スキッドの過熱を低減して寿命を延ばし、かつ消耗時の交換を容易にすることができる。
【００１９】
更に、前記各移動ビームの前後進のストロークは、各支持スキッドが互いに干渉しない長さに設定され、かつ各移動ビームの移動速度は、いずれかの移動ビームが前進完了前に別の移動ビームが前進を開始するように設定されている。この構成により、各支持スキッドが相互に干渉することなく、常にいずれかの支持スキッドでスラブを前進させることができる。
【００２０】
また、本発明の好ましい実施形態によれば、前記各移動ビームの前進速度が可変になっている。この可変機構は、例えば液圧シリンダを用いて流量調節により容易に行うことができ、入側、出側のテーブル又はローラーハース炉と連動し、連続的にスラブを加熱し、しかも加熱温度を１１５０℃以上（例えば約１２６０℃）にすることができる。
【００２１】
また、連続鋳造機からのスラブ供給速度に等しい前進速度を有する上流側の高温加熱炉と、下流側の圧延速度に等しい前進速度を有する下流側の高温加熱炉とを備え、該上流側と下流側の加熱炉はスラブの長手方向に連結して配置されている。この構成により、炉入側のスラブ供給速度と、炉出側の圧延速度に２個のスラブの速度をそれぞれ合わせることができ、薄スラブ（ｔ５０〜１５０）を使用した、新しいコンセプトの圧延設備を実現することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の高温加熱炉を用いた圧延設備の構成図である。この図における圧延設備は、上流側の高温加熱炉１０と下流側の高温加熱炉１０とを備え、上流側と下流側の加熱炉１０がスラブ１の長手方向に連結して配置されている。上流側の高温加熱炉１０は、図で左方に位置する連続鋳造機（図示せず）からのスラブ供給速度Ｖ１に等しい前進速度を有している。また、下流側の高温加熱炉１０は、同様に下流側の圧延設備６による圧延速度Ｖ２に等しい前進速度を有している。
【００２３】
また、図１に示すように、本発明における各高温加熱炉１０は、加熱炉１１内に水平に延びた２組の移動ビーム１２、１３をそれぞれ備えている。加熱炉１１は、従来のウォーキングビーム炉と同様に、内部に機構部分（車輪１４、昇降レール１５、液圧シリンダ１６、平行リンク機構１７、等）がないことから、１１５０℃以上の高温（例えば最高約１３００℃前後）でスラブを加熱するようになっている。
【００２４】
図２は、本発明の高温加熱炉の部分拡大図とそのＡ−Ａ線における断面図である。図１及び図２に示すように、移動ビーム１２、１３は、それぞれ搬送方向に水平に延びた複数（この図で２組）のビームからなる。また、各移動ビーム１２、１３は、下方に延びた支持部材の下端に車輪１４を有し、この車輪により下方に位置する昇降レール１５に沿って液圧シリンダ１６（図１）により前後に水平移動できるようになっている。更に、昇降レール１５は、平行リンク機構１７で水平を保持したまま上下動し、別の液圧シリンダ１８（図１）により昇降するようになっている。なお、図１及び図２は、移動ビーム１２用の車輪１４、昇降レール１５、及び平行リンク機構１７を示しているが、同様の機構が移動ビーム１３用にも別個に設けられ、互いに独立して作動できるようになっている。この構成により、移動ビーム１２、１３は、それぞれ独立して上昇→前進→下降→後退を繰り返すことができる。なお、この実施形態では、移動ビームは２つずつ対になった２組であるが、本発明はこれに限定されず、２組以上であってもよく、或いは横倒れを防止する機構を備えて２つ又は３つ以上であってもよい。
【００２５】
更に、図１及び図２に示すように、本発明の高温加熱炉１０は、各移動ビーム１２、１３の上部に搬送方向に間隔を隔てて取り付けられた複数の支持スキッド２２を備える。また、この実施形態において、支持スキッド２２と移動ビーム１２、１３が常時加熱炉１１内に位置するようになっている。
【００２６】
図３は、本発明の別の実施形態を示す図２と同様の図である。この図において、支持スキッド２２の部分のみが、常時加熱炉１１内に位置するようになっている。その他の構成は図２と同様である。
【００２７】
図４は、本発明の高温加熱炉の作動説明図である。この図に示すように、各移動ビームは、それぞれ上昇→前進→下降→後退を繰り返し、かついずれかの移動ビームが前進中にその他のいずれかの移動ビームが上昇し、いずれかの移動ビームが下降中にその他のいずれかの移動ビームが前進するようになっている。すなわち図１及び図２の実施形態において、移動ビーム１２、１３は、それぞれ上昇→前進→下降→後退を繰り返し、かつ一方の移動ビーム（例えば１２）が前進中に他方の移動ビーム（例えば１３）が下降→後退→上昇するようになっている。すなわち、移動ビーム１２、１３用の液圧シリンダ１６、１８は、図示しない制御装置で制御され、常に移動ビーム１２、１３のいずれか一方の支持スキッド２２でスラブ１を支持して前進し、その間に他方が下降→後退→上昇して次の前進に備えるようになっている。また、各移動ビーム１２、１３の前進速度は液圧シリンダ１６の流量制御により自由に調節することができる。更に、複数の移動ビーム１２，１３の支持スキッド２２が交互に上昇するので、薄スラブ１の先端がわずかに垂れ下がっても、上昇する支持スキッド２２で先端部を持ち上げて長さ方向に安定して搬送することができる。
【００２８】
図５は、各支持スキッド２２の上面形状例（ａ〜ｅ）である。支持スキッド２２は、ａ〜ｅに示すような種々の形状、或いはそれ以外の形状にすることができる。これらの支持スキッド２２は、ａに例示するように幅狭材１を安定して支持できる幅を有している。また、各移動ビーム１２，１３の前後進のストロークＳは、各支持スキッド２２が互いに干渉しない長さに設定されて、かつ各移動ビーム１２，１３の移動速度は、いずれかの移動ビームが前進完了前に別の移動ビームが前進を開始するように設定されている。
【００２９】
この構成により、幅狭材を安定して連続搬送することができ、かつ各支持スキッド２２が相互に干渉することなく、常にいずれかの支持スキッド２２でスラブ１を前進させることができる。
【００３０】
図６は、別の支持スキッド２２の側面図である。この図に示すように、支持スキッド２２の上面にスラブ１を支持する複数の交換可能な耐熱突起部材２４を備えてもよい。この構成により、複数の交換可能な耐熱突起部材２４でスラブ１を支持し、スラブ１のズレを防止すると共に、スラブからの伝熱による支持スキッドの過熱を低減して寿命を延ばし、かつ消耗時の交換を容易にすることができる。
【００３１】
上述した本発明の構成は、複数（２組又は２つ以上）の移動ビーム１２、１３を備える点以外は、従来のウォーキングビーム炉と同一であり、加熱炉２内に機構部分がないことから、１１５０℃以上の高温（例えば最高約１３００℃前後）でスラブを加熱しながら搬送することができる。また、２組の移動ビーム１２、１３を備え、一方の移動ビームが前進中に他方の移動ビームが下降→後退→上昇するので、複数の移動ビームで加熱炉内のスラブを交互に支持しながらほぼ同一高さで連続的に前進させることができる。
【００３２】
更に、本発明の構成によれば、複数の支持スキッド２２が、各移動ビーム１２，１３の上部に搬送方向に間隔を隔てて取り付けられ、この複数の支持スキッド２２で加熱炉１１内のスラブ１を交互に支持しながらほぼ同一高さで連続的に前進させるので、幅狭材であっても搬送方向に間隔を隔てた複数の支持スキッドで安定して支持・搬送することができる。
【００３３】
また、各移動ビーム１２、１３の前進速度が可変になっているので、入側、出側のテーブル又はローラーハース炉と連動し、連続的にスラブを加熱し、しかも加熱温度を１１５０℃以上（〜１２６０℃）にすることができる。
【００３４】
更に、連続鋳造機からのスラブ供給速度に等しい前進速度を有する上流側の高温加熱炉と、下流側の圧延速度に等しい前進速度を有する下流側の高温加熱炉とを備え、該上流側と下流側の加熱炉はスラブの長手方向に連結して配置することにより、炉入側のスラブ供給速度と、炉出側の圧延速度に２個のスラブの速度をそれぞれ合わせることができ、薄スラブ（ｔ５０〜１５０）を使用した、新しいコンセプトの圧延設備を実現することができる。
【００３５】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。例えば、図１、図２の例では、リンク機構を用いた駆動手段を示したが、その他の周知の駆動手段、例えば、カムや楔等を用いてもよい。
【００３６】
【発明の効果】
上述したように、本発明の高温加熱炉は、（１）連続鋳造装置又は圧延機の速度に合わせて連続的に搬送しながら加熱又は保温することができ、（２）薄スラブ（厚さ５０〜１５０ｍｍ）を長さ方向に搬送でき、かつ（３）圧延に適した高温（例えば１２６０℃以上）まで加熱でき、更に、（３）シンプルな機構で、幅の狭い材料から広い材料まで安定して連続搬送できる、等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高温加熱炉を用いた圧延設備の構成図である。
【図２】図１の部分拡大図とその部分断面図である。
【図３】本発明の別の実施形態の図２と同様の図である。
【図４】本発明の高温加熱炉の作動説明図である。
【図５】各支持スキッド２２の上面形状例（ａ〜ｅ）である。
【図６】別の支持スキッド２２の側面図である。
【図７】未公開の高温連続加熱炉の部分斜視図である。
【図８】従来のローラーハース炉の模式図である。
【図９】従来のウォーキングビーム炉の模式図である。
【符号の説明】
１ スラブ
２ 加熱炉
３ 駆動ロール
４ 移動ビーム
５ 固定支持材
６ 圧延設備
１０  高温加熱炉
１２、１３ 移動ビーム
１４ 車輪
１５ 昇降レール
１６ 液圧シリンダ
１７ 平行リンク機構
１８ 液圧シリンダ
２２ 支持スキッド
２４ 耐熱突起部材
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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