(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉内に堆積したスケール上を移動するクローラに該スケールを掬い取るように掘削するバケットを配設してなるショベルカーに、掘削されたスケールを一時貯める荷台を搭載してなることを特徴とする加熱炉内スケール排出装置。
【請求項２】
前記バケットが、クローラ前部に上下旋回可能に配設された請求項１記載の加熱炉内スケール排出装置。
【請求項３】
前記ショベルカーが荷台を傾転させる傾転機構を備えた請求項１または２記載の加熱炉内スケール排出装置。
【請求項４】
前記ショベルカーが荷台あるいはさらに傾転機構を左右旋回させる左右旋回機構を備えた請求項１〜３のいずれかに記載の加熱炉内スケール排出装置。
【請求項５】
ケーブル内蔵のホースを巻き取る巻取装置が搭載されてなる請求項１〜４のいずれかに記載の加熱炉内スケール排出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼片加熱炉内に堆積するスケールを掘削・搬出する加熱炉内スケール排出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋼片加熱炉では、高温に加熱された鋼片からスケールが剥離し、図５に示すように、炉床上に層をなして堆積する。この堆積量が多くなると、炉内燃焼状況が悪化して加熱効率が下がり、また、鋼片に偏熱が生じて、圧延後の寸法・形状あるいは機械的性質に悪影響を及ぼすため、炉内に堆積するスケールを定期的に除去（排出）する必要があった。
【０００３】
このスケール除去作業は、従来、炉内が50℃程度に冷えるのを待って、交代要員を含め一炉当たり数十人の作業員が炉の中に入り、ツルハシや削岩機等を用いてスケール層を破砕・掘削し、破砕したスケールを炉外に搬出するという人海戦術で行われていたが、スケール層の掘削により層深部の潜熱が開放されるため炉内温度が再上昇し、そのため炉内での作業は１回当たり10数分が限度で、絶えず交代を必要とすることから休炉時間が長くなり、また多くの労働力を必要とするうえ、作業能率も悪かった。
【０００４】
スケール層の破砕作業を機械化した装置や、破砕したスケールを自動搬出する装置も提案されている。例えば、特開平７−146084号公報には、遠隔操作により、或いは牽引装置により牽引され、又は運転者により操縦されてスケール層上を移動する移動車と、移動車に回転可能に軸支される破砕ドラムよりなり、破砕ドラムをスケール層上でモータにより回転駆動させ破砕ドラムに突設される破砕爪をスケール層に食い込ませて掬い取りながら移動させることによりスケール層を破砕する装置が提案され、また、特開平６−240324号公報には、炉内を移動する移動車に炉外の真空吸引装置に接続される吸引ホースの吸込口を取り付けてなり、破砕したスケールを炉外へ吸引搬出する装置が提案されている。
【０００５】
しかし、これらの装置はそれぞれ破砕のみ、搬出のみを行うものであるため、両方行おうとすると装置が二つ必要になる。また、炉内には鋼片搬送装置などの障害物があるので、遠隔操作のためにはこうした障害物を認識する必要がある。これらの問題を解決する手段として、特開平９−203589号公報には、スケールの破砕と搬出とを一つの装置で行えるように、上記破砕ドラムと吸引ホースとを一つの移動車に搭載し、さらに、鋼片搬送装置などの炉内障害物を認識するために、該移動車に進行方向前方を撮影するカメラや、距離センサあるいはタッチセンサを配設した装置が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平９−203589号公報の装置は、スケール搬出をバキューム方式（真空吸引方式）で行うため、以下のような欠点がある。
▲１▼装置の耐熱限界から、炉内雰囲気温度は55℃以下に制限され、また、バキュームホースがバックリングするため搬出スケール温度は100 ℃以下に制限される。そのため休炉期間を思ったほど短縮できない。
【０００７】
▲２▼連続吸引中に、レンガ屑混じりの破砕スケールがバキュームホースの吸込口にしばしば詰まる、あるいは、バキュームホースが過熱してしばしばバックリングを起こすことから、連続使用での耐久性に問題がある。そのためスケール除去能力が高々１m3/h程度と低い。
本発明の目的は、かかる従来技術の欠点に鑑み、破砕・バキューム方式よりも耐熱性および連続使用での耐久性に優れる加熱炉内スケール排出装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するためになされた本発明は、炉内に堆積したスケール上を移動するクローラ（無限軌道車）に該スケールを掬い取るように掘削するバケットを配設してなるショベルカーに、掘削されたスケールを一時貯める荷台を搭載してなることを特徴とする加熱炉内スケール排出装置（本発明装置）である。
【０００９】
本発明では、前記バケットが、クローラ前部に上下旋回可能に配設されていることが好ましく、また、前記ショベルカーが荷台を傾転させる傾転機構を備えることが好ましい。なお、前記ショベルカーからスケールを受けて炉外へ搬出するコンベアを別途備えることが好ましい。また、前記ショベルカーが荷台あるいはさらに傾転機構を左右旋回させる左右旋回機構を備えていることが好ましい。また、本発明装置には、ケーブル内蔵のホースを巻き取る巻取装置が搭載されていることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明者らの鋭意検討したところによれば、加熱炉内に堆積したスケールに対して、該スケール上を移動するクローラに該スケールを掬い取るように掘削するバケットを配設してなるショベルカーは十分な掘削能力を有し、該掬い取ったスケールをクローラ上に搭載された荷台へ一時貯めるようにして、効率よく炉外に排出することができる。バケットは、掬い取ったスケールを荷台へ移すために、クローラ前部に上下旋回可能に配設されるのが望ましい。さらに、この荷台を傾転させるようにし、荷台からのスケールをコンベアで受けて炉外へ搬出するのが好ましい。
【００１１】
本発明装置では、例えば図２に示すように、クローラ３前部にバケット４を配設してなるショベルカー１がスケールを掬い取りつつ移動する。ショベルカー１の上には、掘削されたスケールを一時貯める荷台５が搭載されている。なお、図２中のその他の部材については実施例の項で詳述する。
これにより、ショベルカーはスケール搬出先（炉外のスケール溜め又は炉内のコンベア）に行き着くまで、バケットからスケールを荷台に移し替えながらスケール掘削を続行することができ、非掘削移動時間を最小限に抑えることができる。ショベルカーがスケール搬出先からかなり離れた場所で作業しなければならない場合、掘削したスケールをバケットから直接スケール搬出先に移すのでは、バケットが満杯になるとショベルカーの作業時間に占める非掘削移動時間の割合が必然的に大きくなってスケール除去効率が低下する。これに対しては、ショベルカー〜スケール搬出先間を連絡する中継搬送手段（無蓋搬送車の類）を設けることが考えられるが、新たな装置の別誂えになるから得策ではない。
【００１２】
バケット中のスケールを荷台へ移す方法はどのような方法でもよいが、特に好ましいのは、荷台をクローラ前部のバケットの上向き旋回時にスケールが投下されてくるクローラ上部に搭載することで、この構成により、ショベルカーの構造をコンパクトにすることができる。
図１は、本発明装置の炉内配置例を示す平面図である。炉内にはコンベア（ベルトコンベア）２が炉側壁10に直角に仮設され、クローラ３前部にバケット４を配設してなるショベルカー１が、スケールを掬い取りつつ炉内ポスト（障害物）11の間を炉内搬送方向に沿ってコンベア２にまで後退し、掬い取ったスケールをコンベア２に移した後、再度前進しながらスケールを掬い取るように配置されている。コンベア２に移されたスケールは炉外に搬出され、炉外シュート12、炉外コンベア13により順次搬送されてスケールバッグ14に集められる。
【００１３】
クローラ、バケット、コンベアその他の機械部材は、いうまでもなく鉄系材料を用いて構成することができるから、機械部材の耐熱性および連続使用での耐久性に問題はない。
また、ショベルカーの駆動源をエアとしたので、クローラの移動、バケットの掘削等の動作を駆動するエアモータ、エアシリンダ等の駆動要素およびそれらの駆動を制御する電磁弁等の制御要素を空冷式にすることができると共に、エア供給ホースは耐熱被覆可能であって、かつバキュームホースと異なり内部が正圧状態にあるため内圧不足によるバックリングはないから、ショベルカーの駆動・制御系は、耐熱性および連続使用での耐久性の点で従来の破砕・バキューム方式より優れる。
【００１４】
なお、コンベアの駆動・制御系は炉外に置くことができるからその耐熱性・耐久性は問題とはならない。
かかるショベルカー・コンベア方式の本発明装置によれば、炉内での連続運転が可能な雰囲気温度の上限が、従来装置（破砕・バキューム方式の装置）の55℃程度から100 ℃程度へ、スケール温度の上限が従来装置の100 ℃程度から600 ℃程度へと、それぞれ大幅に上昇する。そしてスケール除去能力は、従来装置での高々１m3/hに対し、本発明装置では少なく見積もっても約３m3/hとなって、格段に向上する。
【００１５】
上記連続運転可能な炉内雰囲気温度の上限（100 ℃）は、作業員の炉内立入上限温度（50℃）を上回るが、ショベルカーの炉内導入および炉内運転は炉外から遠隔操作により行うこともでき、コンベアの炉内仮設も重機を使って炉外から行うことができるので、装置のセッティングおよびオペレーションのために作業員が炉内に立入る必要はない。なお、炉内ポスト等の障害物を回避しながらショベルカーを遠隔操作することは、周知技術により容易に行うことができる。
【００１６】
従って、本発明装置によれば、炉冷却開始からスケール除去開始までの時間ならびにスケール除去終了から炉温常態復帰までの時間が大幅に短縮され、また、スケール層深部のスケール（大部分は400 ℃以下）を雰囲気温度が再上昇する暇を与えずに連続的に掘削・搬出することができて炉内再冷却のための時間をとる必要もなくなる。それゆえ、本発明装置によれば、休炉期間が格段に短縮する。
【００１７】
なお、スケールをコンベアに移す又は炉外へ直接出す作業を容易化するために、ショベルカーは、荷台を傾転させる傾転機構を備えるのが好ましく、さらには、荷台とコンベアとの平面位置合わせを円滑化するために、荷台および傾転機構を左右旋回させる左右旋回機構を備えるのがいっそう好ましい。
これら傾転機構や左右旋回機構についても駆動源をエアとすることは無論である。
【００１８】
ところで、前記したように、本発明装置はエアで駆動されるため、エア供給用のホース（エアホース）と電磁弁開閉信号用のケーブル（電気ケーブル）が接続される。ホースは耐熱仕様とし、ケーブルはホースに内蔵するのがよい。ケーブルをホースに内蔵して一体化するとホースの直径は50mm程度になる。このため、本発明装置は炉内でのスケール除去作業の際に炉外の動力源（エア源、電源の総称）から延びる直径50mm程度のホースを引きずって往復走行しなければならず、その折りにホースが本発明装置と干渉し、ねじれたりクローラで踏まれたりして作業に支障を来す可能性がある。これを防止するため、本発明装置にはケーブル内蔵のホースを巻き取る巻取装置を搭載するのが望ましい。
【００１９】
図６は、巻取装置を搭載した本発明装置の一例を示す立体図である。図６において、15はケーブルを内蔵したホース（耐熱ホース）、16は巻取リール（巻取装置）、17はホース継手、18はガイドロール、19は外れ防止鉤であり、図２と同一または相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。図示のように、巻取装置16はバケット４や荷台５が旋回ないし傾転するときにこれらと干渉することのないようショベルカー１の側部に取り付けるのがよい。
【００２０】
ホース15はガイドロール18を介してスムーズに巻取装置16に巻き取られる。巻取装置16の中心にはホース15の出口端を本発明装置に接続するホース継手17が設けられている。外れ防止鉤19はホース15を摺動自在に拘束する金具であり、これを設けることで、本発明装置が図示のように炉口から延びるホース15の自由引回し部分と直角に走行するような場合でもホース15がガイドロール18から外れることがない。なお、ガイドロール18および外れ防止鉤19はバケット４と反対側に取り付けるのがバケット４との干渉を避ける点で好ましい。
【００２１】
また、作業中では巻取装置を常に適度の巻き取り力に付勢しておくと、ホースの弛み等がなくなり、ホースのスケールによる損傷やクローラによる踏付けをさらに有効に回避できて好ましい。
なお、巻取装置は、図６の巻取リール以外に、巻取ドラムやエアボックスなどによって構成することができる。
【００２２】
【実施例】
図２は本発明装置の一例を示す側面図、図３は図２のＡＡ矢視平面図、図４は図２のＢＢ矢視正面図である。
クローラ３は、駆動源であるエアを炉外より一括して受けると共にクローラ上の各駆動部に配給してそれらの駆動を制御するエアボックス９（電磁弁内蔵）を有し、かつ自身の走行駆動用としてエアモータ（出力0.4kW ×２）を備え、速度約８m/min で走行することができる。
【００２３】
電磁弁ボックス９へのエア供給はケーブルを内蔵した耐熱ホースを介して行う。エアの元圧は５〜６kgf/cm2G以上とするのが好ましい。
クローラ３の前部にはバケット支持枠６が配置され、該バケット支持枠６にバケット旋回軸20が配置され、該バケット旋回軸20にバケットアーム40を介してバケット４が軸支され、バケット支持枠６にはバケット旋回軸20を7.5rpmで回転駆動するバケット旋回用エアモータ（出力1.0kW ×１）が収納されており、バケット旋回用エアモータを回すことによりバケット４はバケット旋回軸20を中心に上下に旋回する。なお、上下旋回角度範囲は約190 °としている。
【００２４】
クローラ３の上部には、荷台傾転フレーム８を支持する荷台旋回軸22と該荷台旋回軸22を4.0rpmで回転駆動する荷台旋回用エアモータ（出力0.4kW ×１）を収納した荷台旋回駆動ボックス７とが配置されており、荷台旋回用エアモータを回すことにより荷台傾転フレーム８は荷台旋回軸22を中心に左右に旋回する。なお、左右旋回角度範囲は左右各90°程度としている。
【００２５】
荷台傾転フレーム８は、固定座８Ａと、荷台５を擁する傾転座８Ｂとの一端部同士を荷台傾転軸21で回動可能に連結し、かつ固定座８Ａの一端部から少し離れた部位と、傾転座８Ｂの他端部とをエアシリンダで駆動されるリフト機構８Ｃにより連結してなり、エアシリンダを駆動することにより、傾転座８Ｂが固定座８Ａ上で荷台傾転軸21を中心に傾転できるように構成されている。なお、傾転角度範囲は約60°としている。荷台５の高さは、上限位置のバケット４から投下されるスケールを受容できる位置に設定されている。
【００２６】
なお、このショベルカーは、待機状態での概略寸法が長さ1900mm×幅600mm ×高さ1000mmと、小型でコンパクトに構成されている。
熱間圧延ラインの鋼片加熱炉内スケール除去作業において、本発明装置を図１のように炉内に配置し、ショベルカーとしては図２に示したものの片側部に図６の巻取リール16、ガイドロール18、外れ防止鉤19を図６と同様に取り付けて耐熱ホースを巻き取るようにしたものを用いてスケール排出を行った。
【００２７】
スケール搬出能力と所要休炉期間を従来の人手作業と比較して表１に示す。同表に示すように、本発明装置を使用することにより、搬出能力が従来の90倍に向上し、休炉期間が従来の約40％に短縮するという顕著な効果が得られた。
【００２８】
【表１】
0003850158.tif 000002
【００２９】
【発明の効果】
かくして本発明によれば、破砕・バキューム方式よりも耐熱性および連続使用での耐久性に優れる加熱炉内スケール排出装置が実現し、スケール除去作業における効率化および省力化が飛躍的に促進されるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の炉内配置例を示す平面図である。
【図２】本発明装置の一例を示す側面図である。
【図３】図２のＡＡ矢視平面図である。
【図４】図２のＢＢ矢視平面図である。
【図５】加熱炉内スケール堆積状況を示す模式図である。
【図６】巻取装置を搭載した本発明装置の一例を示す立体図である。
【符号の説明】
１  ショベルカー
２  コンベア（ベルトコンベア）
３  クローラ
４  バケット
５  荷台
６  バケット支持枠
７  荷台旋回駆動ボックス
８  荷台傾転フレーム
８Ａ  固定座
８Ｂ  傾転座
８Ｃ  リフト機構
９  エアボックス
10  炉側壁
11  炉内ポスト（障害物）
12  炉外シュート
13  炉外コンベア
14  スケールバッグ
15  ホース（耐熱ホース）
16  巻取リール（巻取装置）
17  ホース継手
18  ガイドロール
19  外れ防止鉤
20  バケット旋回軸
21  荷台傾転軸
22  荷台旋回軸
40  バケットアーム
【図１】
0003850158.tif 000003
【図２】
0003850158.tif 000004
【図３】
0003850158.tif 000005
【図４】
0003850158.tif 000006
【図５】
0003850158.tif 000007
【図６】
0003850158.tif 000008