(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の圧延材を並列して搬送する搬送手段と、この搬送手段の幅方向に延在する第一ストッパーと、この第一ストッパーよりも上流において各圧延材の搬送路に対応して位置する多数の第二ストッパーとを備えた装置において、第一ストッパーの第二ストッパーに対する相対的位置を調整する工程、
フィッシュテール部を有する圧延材の先端を第一ストッパーに当接させてこの圧延材の位置決めを行い、かつ、せん断変形部を有する圧延材の先端を第二ストッパーに当接させてこの圧延材の位置決めを行う工程、
フィッシュテール部を有する圧延材及びせん断変形部を有する圧延材を、両者の位置関係を維持しつつコールドシャーに送る工程
及び
このコールドシャーにて、フィッシュテール部を有する圧延材から最適長さのクロップを切断し、同時に、せん断変形部を有する圧延材から最適長さのクロップを切断する工程
を含む、圧延材切断方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の棒状圧延材（丸棒材、角材、管材等）を位置決めして次工程へ搬送するための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、棒鋼の製造方法として、熱間圧延による方法が広く知られている（例えば特開平１０−２６３６０２号公報及び特開２０００−４２６１９公報を参照）。この製造方法では、まず精錬、造塊、分塊圧延等の工程を経て得られた素材（ビレット）が、加熱炉によって加熱される。次に、このビレットに、多段の圧延機によって熱間圧延が施される。熱間圧延によってビレットは細径化し、且つ長尺化する。こうして、圧延材が得られる。圧延材は、圧延ライン進行中に、フライングシャーにて所定長さ（最終製品の数倍の長さ）に切断される。その後圧延材は冷却床に置かれ、空冷される。空冷後の圧延材はローラテーブル（「ランアウトテーブル」とも称されている）によってコールドシャーに搬送され、所定長さ（最終製品の長さ）に切断されて棒鋼が得られる。コールドシャーでは、複数の圧延材が並列され、同時に切断がなされる。
【０００３】
熱間圧延により、ビレットの両端近傍には裂け目が生じる。この部分は、フィッシュテール部と称されている。フィッシュテール部は欠陥部分なので、最終製品である棒鋼に混入しないように、コールドシャーによって切り落とされる。切り落とされる部分はクロップと称され、その長さはクロップ長と称される。
【０００４】
フライングシャーによる切断はせん断力によってなされるので、切断箇所は変形している（この切断箇所は、以下「せん断変形部」とも称される）。せん断変形部は欠陥部分なので、最終製品である棒鋼に混入しないように、コールドシャーによって切り落とされる。フィッシュテール部の場合と同様に、切り落とされる部分はクロップと称され、その長さはクロップ長と称される。
【０００５】
一般に、フィッシュテール部の除去に必要なクロップ長は、せん断変形部の除去に必要なクロップ長よりも長い。１本のビレットからフライングシャーによって４本の圧延材が得られる場合、前端にフィッシュテール部を有する圧延材は１本であり、前端にせん断変形部を有する圧延材は３本である。これらの圧延材がコールドシャーで同時に切断される際は、最終製品への欠陥部分の混入を避けるため、フィッシュテール部の除去に必要なクロップ長が採用される。換言すれば、前端にせん断変形部を有する３本の圧延材では必要以上の長さにクロップ長が設定されることとなり、本来除去される必要のない部分までもが除去されることとなる。
【０００６】
特開２００１−１０２３公報には、２種のストッパー（一体型ストッパー及び可動ストッパー）を備えた位置決定装置が開示されている。この装置では、フィッシュテール部を備えた圧延材の進行が一体型ストッパーで阻止され、前端にせん断変形部を有する圧延材の進行が可動ストッパーで阻止される。一体型ストッパーの位置（進行方向位置）と可動ストッパーの位置とが異なるので、フィッシュテール部を備えた圧延材のクロップ長と前端にせん断変形部を有する圧延材のクロップ長とが別個に設定されうる。この位置決定装置により、材料歩留まりが向上する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に開示された位置決定装置では、進行が一体型ストッパーで阻止される圧延材のクロップ長と進行が可動ストッパーで阻止される圧延材のクロップ長との差（以下「クロップ長差」と称される）は、一定である。この位置決定装置ではクロップ長差が十分大きく設定されており、これによってフィッシュテール部の最終製品への混入が防止されている。一方、フィッシュテール部の除去に必要な最小限のクロップ長は、棒鋼の材質、太さ、圧延条件等の影響を受ける。クロップ長差が一定である位置決定装置では、フィッシュテール部を備えた圧延材から、本来除去される必要のない部分までもが除去されることがある。
【０００８】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、材料歩留まり向上に寄与しうる圧延材位置決定装置の提供をその目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る圧延材位置決定装置は、複数の圧延材を並列して搬送する搬送手段と、この搬送手段の幅方向に延在する第一ストッパーと、この第一ストッパーよりも上流において各圧延材の搬送路に対応して位置する多数の第二ストッパーとを備えている。この圧延材位置決定装置では、圧延材の先端が第一ストッパー又は第二ストッパーに当接することで、圧延材の進行が阻止される。この圧延材位置決定装置は、第一ストッパーが第二ストッパーに対して相対的に移動することにより圧延材進行方向における両者の距離が変更されうるように構成されている。第一ストッパーと第二ストッパーとの相対的移動により、最適なクロップ長差の設定がなされうる。この圧延材位置決定装置は、材料歩留まりの向上に寄与しうる。
【００１０】
好ましくは、第一ストッパーの第二ストッパーに対する相対的移動は、自動制御される。自動制御により、第一ストッパーと第二ストッパーとの距離が、容易に所望値に設定されうる。この圧延材位置決定装置は、生産性に優れる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００１２】
図１は本発明の一実施形態に係る圧延材位置決定装置１が圧延材３とともに示された正面図であり、図２はその一部が示された平面図である。この装置１は、搬送手段としてのローラ５と、第一ストッパー７と、第二ストッパー９と、第一昇降手段１１と、第二昇降手段１３と、スライドテーブル１５と、スライド手段１７と、基台１９とを備えている。ローラ５は、多数（例えば３２本）の搬送溝を備えたいわゆる溝付きローラである。圧延材３は搬送溝にはまりつつ、ローラ５の回転により図１中の左側から右側に向かって進行する。換言すれば、搬送溝は搬送路を形成する。図２から明らかなように、多数（例えば３２本）の圧延材３が並列しつつ、進行する。
【００１３】
この装置１の上流には、冷却床が位置する。フライングシャーで切断された圧延材３は、この冷却床で空冷された後、位置決定装置１へと搬送される。この装置１の下流には、コールドシャーが位置する。この装置１で位置決めされた多数の圧延材３が同時にコールドシャーで所定長さに切断され、棒鋼が得られる。
【００１４】
第一ストッパー７は、幅方向に延在している。この装置１が備える第一ストッパー７の数は、１個のみである。第二ストッパー９は、第一ストッパー７よりも上流（図２における左側）に位置している。第二ストッパー９は、圧延材３の１つの搬送路（すなわち搬送溝）に１個が対応するように設けられている。換言すれば、第二ストッパー９の数は搬送路の数と同数（例えば３２本）存在している。図１に示された状態では、第一ストッパー７及び第二ストッパー９の上端は、圧延材３よりも下方に位置している。
【００１５】
第一昇降手段１１は、リンク機構２１と、シリンダー２３とを備える。シリンダー２３は、ロッド２５と、クレビス２７とを備えている。リンク機構２１は、軸体３１によって回動可能に軸支されている。リンク機構２１の一端は、第一ストッパー７の下端近傍に軸着されている。リンク機構２１の他端には、クレビス２７が軸着されている。シリンダー２３は、軸体３３によって軸支されている。１個の第一昇降手段１１は、１個の第一ストッパー７に対応する。換言すれば、この装置１は１個の第一昇降手段１１を備えている。
【００１６】
図１に示された状態からシリンダー２３が収縮すると、リンク機構２１が時計回りに回動する。これにより、第一ストッパー７が上方位置まで上昇する。その後シリンダー２３が伸長すると、リンク機構２１が反時計回りに回動する。これにより、第一ストッパー７が下方位置まで降下する。
【００１７】
第二昇降手段１３は、リンク機構３５と、シリンダー３７とを備える。シリンダー３７は、ロッド３９と、クレビス４１とを備えている。リンク機構３５は、軸体４３によって回動可能に軸支されている。リンク機構３５の一端は、リンク機構４５を介して第二ストッパー９の下端に軸着されている。リンク機構３５の他端には、クレビス４１が軸着されている。シリンダー３７の後端は、軸体４７によって軸支されている。１個の第二昇降手段１３は、１個の第二ストッパー９に対応する。換言すれば、この装置１は、搬送路の数と同数（例えば３２本）の第二昇降手段１３を備えている。
【００１８】
図１に示された状態からシリンダー３７が収縮すると、リンク機構３５が反時計回りに回動する。これにより、第二ストッパー９が上方位置まで上昇する。その後シリンダー３７が伸長すると、リンク機構３５が時計回りに回動する。これにより、第二ストッパー９が下方位置まで降下する。
【００１９】
スライドテーブル１５は基台１９に載置されており、基台１９に対してスライド可能に構成されている。スライドテーブル１５には、第一ストッパー７及び第一昇降手段１１が載置されている。スライドテーブル１５には、スライド手段１７の可動体４９が固定されている。
【００２０】
スライド手段１７は、前述の可動体４９と、スクリュー５１と、プーリー５３とを備えている。スクリュー５１の外周面には、雄ネジが螺刻されている。この雄ネジと歯合する雌ネジが、可動体４９の内周面に螺刻されている。プーリー５３は、ベルト等の伝達手段によって図示されないモーターと連結されている。モーターの回転によりプーリー５３及びスクリュー５１が回転し、これによって可動体４９がスクリュー５１に対して移動する。可動体４９は、スクリュー５１の右回転によって圧延材３の進行方向へと移動し、スクリュー５１の左回転によって圧延材３の進行方向の反対方向へと移動する。可動体４９の移動によりスライドテーブル１５がスライドし、これに伴って第一ストッパー７も移動する。第一ストッパー７の移動により、第一ストッパー７と第二ストッパー９との距離（圧延材３の進行方向距離）が変動する。図１では、スライドテーブル１５は最も左寄りに位置している。
【００２１】
図３は図１の装置１に圧延材３ａ、３ｂが流された様子が示された平面図であり、図４は図３のIV−IV線に沿った矢視図であり、図５は図３のＶ−Ｖ線に沿った矢視図である。図３には、前端にフィッシュテール部を備えた圧延材３ａと、前端にせん断変形部を備えた圧延材３ｂとが示されている。
【００２２】
フィッシュテール部を備えた圧延材３ａは、ローラ５の回転によって進行する。図３及び図４に示されるように、その前端が第一ストッパー７に当接することで、圧延材３ａの進行が阻止される。当接後は、圧延材３ａとローラ５とはスリップする。図４から明らかなように、この圧延材３ａの通路に位置する第二ストッパー９は下方位置にある。換言すれば、圧延材３ａの前端は第二ストッパー９と接触することなく、第二ストッパー９の位置を通過して第一ストッパー７に至る。第一ストッパー７は、上方位置にある。
【００２３】
せん断変形部を備えた圧延材３ｂはローラ５の回転によって進行し、図３及び図５に示されるように、その前端が第二ストッパー９に当接することで進行が阻止される。当接後は、圧延材３ｂとローラ５とはスリップする。図５から明らかなように、この圧延材３ｂの通路に位置する第二ストッパー９は上方位置にある。第一ストッパー７は他の圧延材３ａの進行を阻止するため上方位置にあるが、圧延材３ｂは第二ストッパー９によって進行が阻止されているので、第一ストッパー７にまでは到達しない。
【００２４】
このように、フィッシュテール部を備えた圧延材３ａがせん断変形部を備えた圧延材３ｂよりも前進した状態に、全ての圧延材３の位置関係が決定される。第一ストッパー７及び第二ストッパー９が降下することで、この位置関係が維持されたまま、全ての圧延材３がコールドシャーへと送られる。
【００２５】
図３に示される仮想線Ｃは、コールドシャーによる切断箇所である。図３において両矢印Ｘ１で示されているのは、前端にフィッシュテール部を備えた圧延材３ａのクロップ長である。クロップ長Ｘ１は、フィッシュテール部が確実に除去される範囲で、なるべく小さく設定される。図３において両矢印Ｙで示されているのは、前端にせん断変形部を備えた圧延材３ｂのクロップ長である。クロップ長Ｙは、せん断変形部が確実に除去される範囲で、なるべく小さく設定される。図３において両矢印Ｚ１で示されているのは、クロップ長差である。クロップ長差Ｚ１は、図４及び図５における第一ストッパー７と第二ストッパー９との距離でもある。
【００２６】
図６は図１の装置１に他の圧延材３ｃ、３ｄが流された様子が示された平面図であり、図７は図６のＶII−ＶII線に沿った矢視図であり、図８は図６のＶIII−ＶIII線に沿った矢視図である。図６には、前端にフィッシュテール部を備えた圧延材３ｃと、前端にせん断変形部を備えた圧延材３ｄとが示されている。圧延材３ｃのフィッシュテール部は、図３に示された圧延材３ａのフィッシュテール部よりも長い。圧延材３ｄのせん断変形部は、図３に示された圧延材３ｂのせん断変形部と同等の長さである。図６、図７及び図８から明らかなように、前端にフィッシュテール部を備えた圧延材３ｃは第一ストッパー７と当接しており、前端にせん断変形部を備えた圧延材３ｄは第二ストッパー９と当接している。
【００２７】
図６、図７及び図８に示された状態では、スライドテーブル１５は、図３、図４及び図５に示された状態よりも右側に位置している。スライドテーブル１５の移動は、前述のようにスクリュー５１の回転によって達成される。移動により、第一ストッパー７と第二ストッパー９との距離Ｚ２（この距離Ｚ２はクロップ長差でもある）は、移動前の距離Ｚ１よりも大きくなる。クロップ長差Ｚ２が大きくされることで、フィッシュテール部を備えた圧延材３ｃのクロップ長（図６において両矢印Ｘ２で示されている）も大きくなる。これにより、長いフィッシュテール部を備えた圧延材３ｃにおいても、確実にフィッシュテール部が切り落とされる。
【００２８】
この装置１では、クロップ長差（Ｚ１及びＺ２）の変更により、欠陥部分の最終製品への混入が防止されつつ、材料歩留まりが高められる。クロップ長差の変更はスクリュー５１によって無段階に可能なので、圧延材３の材質、太さ、圧延条件等に応じて最適なクロップ長差が設定されうる。圧延材３の材質、太さ、圧延条件等に応じたクロップ長差のデータが予め格納されたコンピュータにより、スクリュー５１の回転量が自動制御されれば、クロップ長差の設定が容易かつ確実になされうる。
【００２９】
この装置１ではスクリュー５１とスライドテーブル１５とによって第一ストッパー７が移動するが、例えばラックアンドピニオンギア等の他の手段で第一ストッパー７が移動するように装置が構成されてもよい。また、第二ストッパー９が移動することで第一ストッパー７と第二ストッパー９との距離が変更されるように装置１が構成されてもよい。換言すれば、第一ストッパー７の第二ストッパー９に対する移動は、相対的でよい。この装置１では搬送手段としてローラ５が用いられているが、コンベアベルト等の他の搬送手段が用いられてもよい。
【００３０】
以上、棒鋼の生産ラインに適用される場合が一例とされて本発明の圧延材位置決定装置１が詳説されたが、この装置１は、形鋼等の種々の金属材の生産ラインに適用されうる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明されたように、本発明の圧延材位置決定装置により、欠陥部分の最終製品への混入が防止され、しかも材料歩留まりが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る圧延材位置決定装置が圧延材とともに示された正面図である。
【図２】図２は、図１の圧延材位置決定装置の一部が圧延材とともに示された平面図である。
【図３】図３は、図１の圧延材位置決定装置に圧延材が流された様子が示された平面図である。
【図４】図４は、図３のIV−IV線に沿った矢視図である。
【図５】図５は、図３のＶ−Ｖ線に沿った矢視図である。
【図６】図６は、図１の圧延材位置決定装置に他の圧延材が流された様子が示された平面図である。
【図７】図７は、図６のＶII−ＶII線に沿った矢視図である。
【図８】図８は、図６のＶIII−ＶIII線に沿った矢視図である。
【符号の説明】
１・・・圧延材位置決定装置
３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ・・・圧延材
５・・・ローラ
７・・・第一ストッパー
９・・・第二ストッパー
１１・・・第一昇降手段
１３・・・第二昇降手段
１５・・・スライドテーブル
１７・・・スライド手段
２１、３５、４５・・・リンク機構
２３、３７・・・シリンダー
４９・・・可動体
５１・・・スクリュー
【図１】
0004302358.tif 000002
【図２】
0004302358.tif 000003
【図３】
0004302358.tif 000004
【図４】
0004302358.tif 000005
【図５】
0004302358.tif 000006
【図６】
0004302358.tif 000007
【図７】
0004302358.tif 000008
【図８】
0004302358.tif 000009