JP3349829B2 - 加熱炉スケールの破砕剥離装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スラブを加熱する加熱
炉の炉床に堆積するスケールを破砕、剥離する装置に関
する。

【０００２】

【従来技術】スラブを連続装入して加熱する加熱炉で
は、スラブの搬送に伴い、スラブ表面に付着生成した酸
化物が剥離し、これが次第に加熱炉炉床に堆積してスケ
ール層を形成する。このスケール層は炉内燃焼状況を悪
化し、スラブの偏熱の原因となり、圧延後の寸法精度、
形状不良を伴うようになる。このため、定期的に休炉し
てスケール除去作業を行う必要があった。

【０００３】スケールの除去は従来、炉内を５０℃程度
まで冷却したのち、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、ツルハシや削岩機を用いてス
ケール層の堀削を行い、堀削したスケールの炉外への排
出も人力によって行っていたが、スケール層の堀削によ
りスケール内部の潜熱が開放されるため、炉内温度の再
上昇が避けられず、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確保せねばなら
ないうえ、作業能率も悪かった。

【０００４】スケールの破砕作業を人力にかえて機械力
により、例えば削岩機を備えた装置を炉内に送り込んで
破砕作業を行わせることも考えられるが、小型軽量のも
のでは破砕時の衝撃力により、装置が横転しがちであ
り、さりとてウォーキングビーム炉のように多数のスキ
ッドが林立する炉内に送り込んで移動させるのに、あま
り大型化することはできない。

【０００５】特開昭４７−３４１１１号には、加熱炉出
口側にスケール掻寄せ装置を設け、掻取りロッドを炉内
外に進退させることによって、その後退時に掻き出すよ
うにした装置も提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】加熱炉炉床に堆積する
スケールは、加熱温度の異なる異鋼種のスラブの加熱、
休止期間中の温度降下等、炉内温度の変化により層状を
なしているのが常である。掻取りロッドでスケールを掻
き出す上述するタイプの装置では、スケールの掻き出し
が掻き取りロッドの往復動する範囲に限られるため、炉
内全域にわたるスケールの除去ができず、また長ストロ
ークのロッドの設置を困難とする加熱炉に設けることが
できない。

【０００７】本発明者らは、加熱炉の形態の如何にかゝ
わらず、炉内全域のスケールを効率よく除去するための
方法について種々試行し、その一つとしてロータリー式
の耕運機を用いて加熱炉炉床に堆積するスケールを除去
することを考え、実際に加熱炉内に耕運機を持ち込んで
試してみたが、耕運機をそのまゝの用法で用いたので
は、耕運刃がスケール層より浮いてスケール層に噛み込
まず、スケールを除去することができなかった。耕運機
のハンドルを掴んで耕運刃がスケールに押付けられるよ
うに押し上げれば、スケールを削り取ることができた
が、それにはかなりな技術と労力を要するうえ、外部か
らリモートコントロール操作できるように構成すること
は容易ではなく、またスケールを削り取るため、炉床ま
でのスケールを除去するのに長時間を要する難点があ
る。

【０００８】本発明者らの試行によればまた、スケール
層は上述するように層状をなすため、下から掬い取るよ
うにすると、スケール層が剥離し易いことを見出した。
したがって本発明の第１の目的は、加熱炉炉床に堆積す
るスケール層を掬い取ることによって短時間で効率よく
破砕剥離することのできる装置を提供しようとするもの
であり、第２の目的は、破砕剥離時に加熱炉炉床を損傷
することのないようにするものである。

【０００９】更に第３の目的は、排出が容易な粒径まで
スケールをより細かく破砕できるような装置を提供しよ
うとするものである。

【００１０】

【課題の解決手段】第１の目的を達成するための破砕剥
離装置は、破砕爪をｘ軸、ｙ軸、ｚ軸又はこれらの軸に
対し、適宜の角度で傾斜する軸の回りに回転駆動させて
スケール層に食い込ませ、掬い取るようにしながら進行
方向に移動させることを特徴とする。

【００１１】加熱炉炉床に堆積したスケール層上を自走
可能な移動車と、該移動車に設置される駆動源によって
ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸又はこれらの軸に対し、適宜の角度で
傾斜する軸の回りに回転駆動される破砕爪とを有するこ
とを特徴とする。

【００１２】本装置によれば、破砕爪がスケール層に食
い込んでから掬い起こすが、スケール層が層状をなすこ
とにより、きれいに剥離し、破砕されるようになる。

【００１３】別の装置は、加熱炉炉床に堆積したスケー
ル層上を遠隔操作により、或いは牽引装置により牽引さ
れて移動し、又は自走可能な移動車と、該移動車に設置
され、駆動装置によって回転駆動される回転体と、該回
転体を昇降させる昇降機構と、回転体に取付けられ、回
転体と共に回転するハンマーとを有することを特徴とす
る。

【００１４】スケール破砕剥離装置をスケール層上にお
いて、昇降機構により降下させた回転体を駆動装置によ
って回転駆動させると、回転体と共に回転するハンマー
がその遠心慣性力によってスケール層に打ち込まれる。
打ち込み後、ハンマーが層状をなして固着するスケール
層に水平に喰い込んでスケールの剥離を促し、つゞいて
上向きに旋回するにつれ、スケールを起こすようにして
剥離する。こうしてスケールが移動装置の移動に伴い、
次々と剥ぎ取られていく。

【００１５】ハンマーは、回転体の円周に一定間隔で複
数取付けられることにより、回転体の回転がスムースと
なり、スケールの破砕剥離スピードが上がって作業能率
が向上する。別の装置では、上記ハンマーが回転体の外
周にピンにて回転自在に取付けられることを特徴とす
る。

【００１６】本装置においては、ハンマーの有する連動
エネルギーの多くが破砕に費され、回転体の回転によっ
て減速しながら上昇する。そしてその重心からの作用線
が回転体の回転中心を通り過ぎた辺りからハンマーの自
重が加わり、ハンマーはピンを支点とする角加速度を増
して下向きに回転する。したがってハンマーは回転体の
回転による遠心慣性力と、ハンマーの自重による角加速
度の増加分が加わってスケールへの破砕力を増すほか、
破砕時に過大な衝撃力が加わることによるハンマーと、
回転体の損傷を防止することができる。

【００１７】更に別の装置では、上記ハンマーがＴ形を
なすことを特徴とする。本装置においては、回転体を正
逆いづれの方向に回転させても破砕作用を行うことがで
きるうえ、ハンマーヘッドの重量が増すため、衝撃力を
増加させることができる。更に別の装置では、回転体の
スケールへの接触を検知するセンサーが設けられること
を特徴とする。

【００１８】本装置においては、センサーによる検知が
行われることにより、ハンマーによる破砕剥離作業が行
われていることを把握することができる。なお、センサ
ーによる検知は、例えば回転体が昇降機構により降下
し、スケールに当たってそれ以上の降下が阻止される結
果、回転体を降下させる負荷が上昇することによって検
知することができる。

【００１９】第２の目的を達成するための破砕剥離装置
は、破砕爪が加熱炉炉床に当たったときを検出するセン
サーを設け、センサーから検出信号が発信されたとき、
破砕爪の回転駆動を停止させることを特徴とする。本装
置で用いられるセンサーとしては、破砕爪を回転駆動さ
せるモータのトルクを検出するトルク計が例示される。
破砕爪が加熱炉炉床に当たると、破砕爪を駆動するのに
スケール層を破砕剥離するよりも大きなトルクが発生す
るようになり、トルクが設定値まで上昇すると、トルク
計からの出力によりモータが停止されるようになる。

【００２０】

【００２１】第３の目的を達成するための装置は、加熱
炉炉床に堆積したスケール層上を自層可能な移動車と、
該移動車に設置される駆動源によって進行方向に沿うｘ
軸、ｙ軸、ｚ軸又はこれらの軸に対し、適宜の角度で傾
斜する軸の回りに回転駆動される破砕爪とを有し、破砕
爪には少なくとも一方の側にブレード状の第２の破砕爪
を側方に反るようにして突設したことを特徴とする。本
装置で用いられる破砕爪は、進行方向を変えた時、向き
を逆にする必要があるが、対称形に形成すれば、進行方
向の向きが変わっても、すなわち正逆いずれかの方向に
回転しても破砕を行えるようになる。

【００２２】

【実施例】図１は、本発明に係るスケールの破砕剥離機
について示すもので、キャタピラ１を備え、破砕剥離機
に搭載したＩＴＶカメラからの撮影画像を見ながら、炉
外からの遠隔操作により炉内に堆積したスケール層２上
を走行する移動車３と、移動車３に支持される破砕剥離
機構４とより構成され、破砕剥離機構４は、中間部の屈
折箇所において、移動車３のフレーム５に上下に旋回可
能に軸着したアーム６と、フレーム５とアーム６とを連
結し、アーム６を俯仰させる昇降機構としての油圧シリ
ンダー７と、アーム先端に回転自在に軸着され、アーム
後端部に固着のモータ８によりベルト伝動装置９を介し
て回転駆動される回転体１１と、回転体１１の周縁に周
方向に一定間隔でピン１２にて回転自在に取付けられる
Ｔ形のハンマー１３と、油圧シリンダー７の送油圧力を
検出するセンサー（図示しない）とよりなり、センサー
にて検出された油圧は炉外のコントロールボックス（図
示しない）に設置されたゲージに表示されるようにして
ある。

【００２３】スケールの除去作業においては、図示しな
い搬入扉を開けて炉内に進入させ、回転体１１を先頭と
して（移動車３を先頭としてもよい）、スケール層２上
を回転体１１を回転駆動させながら走行させる。回転体
にピン１２にて軸着されるハンマー１３は、回転体の回
転による遠心慣性力に、ピン１２を支点とするハンマー
の自重による角加速度の増加分を加えて、スケール層２
に打ち込まれる。打ち込み後、水平に喰い込んでスケー
ルの剥離を促し、つゞく上向きの回動によりスケールを
起こすようにして剥離する（図２参照）。ハンマーが固
いスケール層に当たって回転体１１が停止したときには
移動車３を一旦後退させ、破砕作業を行う。

【００２４】移動車を一方向に移動させて上述の破砕作
業を行ったのち、移動車を左右いづれかの側に旋回させ
て再び破砕作業を行い、この動作を繰り返すことによ
り、炉内全域におけるスケールの破砕剥離が行われる。
図３及び図４は、別の破砕剥離機について示すもので、
キャタピラ２１を備え、モータ２２を駆動源としてスケ
ール層上を走行する移動車２３と、移動車２３に支持さ
れる破砕剥離機構２４とより構成され、破砕剥離機構２
４は移動車２３より立上がる支柱２５に回動可能に軸支
される支持台２６と、移動車２３と支持台２６とを連結
し、支持台２６を上下に傾動させ、後述する破砕ドラム
をスケール層に押付ける使用位置と、スケール層より上
方に離脱させる非使用位置とに切換えるシリンダー２７
と、支持台２６の両側より下向きに突設されるアーム２
８と、アーム間に軸支される破砕ドラム２９と、支持台
２６に取着され、チェーン伝動機構３１を介して破砕ド
ラム２９を駆動するモータ３２とよりなっており、破砕
ドラム２９は、図５に詳細に示されるように、フック状
の破砕爪３３を周方向に一定間隔で突出形成すると共
に、破砕爪間に互いに逆向きに側方に反り出す一対の舌
片状の破砕爪３４を取付けた破砕爪車３５を駆動軸３６
に一定間隔で抜き差し可能に取付けた構造を有してい
る。

【００２５】図６は、破砕爪車の別の例を示すもので、
逆台形状の破砕爪３８を周方向に一定間隔で突出形成し
て凹凸の歯車状をなし、破砕爪間に破砕爪３４と同様の
舌片状破砕爪３９を取付けた構造を有しており、破砕ド
ラムの駆動軸に一定間隔で固着されるようになってい
る。モータ３２には、モータのトルクを検出するトルク
計４６が連結され、トルク計４６で検出したトルクは、
移動車２３に設置したコントロールボックス４７内に納
めた制御機器に送られ、トルクが設定値に達したとき、
モータ３２が停止されるようにしてある。なお、制御機
器は、モータ３２のほか、移動車２３の走行、停止を制
御するモータ２２及び破砕ドラム２９の使用位置或いは
非使用位置への切換えを行うシリンダー２７を炉外から
の遠隔操作により制御するようにしてある。

【００２６】移動車２３にはまた、図示していないが、
バキューム装置に接続されるホースが取り付けられ、ホ
ース先端はスケール層上を縦横に移動できるようにさ
れ、またその吸込口がスケール層直上、好ましくは斜め
に向けられている。本実施例は以上のように構成され、
スケールの除去作業時には、移動車２３を炉内に導入し
たのち、シリンダー２７の作動により破砕ドラム２９を
使用位置に切換えてスケールに押付け、かつモータ３２
の駆動により破砕車爪を回転駆動させた状態で移動車２
３をスケール層上で移動させる。破砕爪車の回転で、破
砕爪３３及び３４がスケール層に喰い込み、スケール層
を掬い起こすことによりスケールの破砕剥離が行われ、
破砕されたスケールの細片はバキュームの吸込口より吸
出される。

【００２７】破砕爪が炉床に当たり、破砕ドラム２９の
駆動に要するトルクが上がって設定値まで達すると、モ
ータ３２が停止し、破砕ドラム２９の駆動が停止され
る。以上のようにして移動車２３が一方向に移動して破
砕ドラムによるスケール層の掬い起こしが行われたの
ち、図５に示す破砕爪車では、駆動軸３６より一旦抜き
出して裏返し、破砕爪３３の向きを変えて駆動源３６に
差込み固定する。そして移動車２３を逆方向に移動して
スケール層の掬い起こしを繰返す。図６に示す破砕爪車
では、正逆いづれの方向に回転してもスケール層の掬い
起こしが可能であり、向きを変える必要がない。

【００２８】上記実施例の破砕ドラム２９の進行方向と
直交するｘ軸の回りを回転駆動されるようになっている
が、図７に示す破砕ドラム４１は、進行方向に沿うｙ軸
の回りを回転駆動される別の例を示すもので、先端周縁
に破砕爪４２が周方向に一定間隔で形成され、破砕爪近
くの円周上にブレード４３が一定間隔で側方に突出して
設けられている。

【００２９】スケール層の破砕剥離時には、破砕ドラム
４１の回転軸線をスケール層に対し、角度θ、例えば０
〜４５°傾斜させ、一方向に回転駆動させながら、矢印
の進行方向に移動させる。破砕ドラム４１が傾斜軸の回
りを回転することにより破砕爪４２がスケール層に喰い
込んでは掬い起こし、スケール層を剥離破砕していく。

【００３０】図８は、破砕爪４５を螺旋状に形成した破
砕ドラム４４の更に別の例を示すもので、垂直軸線ｚ軸
に対し、例えば０〜４５°傾斜する軸の回りに回転駆動
しながら進行方向に移動することによって破砕剥離が行
われるようになっている。すなわち、破砕爪がスケール
層に捩込まれることによって掬い起こされるようになっ
ている。

【００３１】

【発明の効果】本発明は以上のように構成され、次のよ
うな効果を奏する。請求項１記載の破砕剥離装置によれ
ば、破砕爪でスケール層を掬い起こすようにすることに
より、層状をなすスケールを効率よく破砕剥離すること
ができる。

【００３２】請求項２記載の装置のように、破砕爪が炉
床に当たったときを検出して破砕爪の回転駆動を停止で
きるようにすれば、破砕爪による炉床の損傷を防止する
ことができる。請求項３記載の装置によれば、センサー
にトルク計を用いて破砕時のトルクを検出することによ
り破砕爪の回転駆動の制御を行うことができる。

【００３３】請求項４記載の破砕剥離装置によれば、破
砕爪で掬い起こしたスケールが第２の破砕爪で分断され
るようになるため、スケール層をより細かく細断してバ
キュームでの吸い取りが容易にできるようになる。

【００３４】請求項５記載の装置のように、破砕爪を正
逆いずれの方向にも向きが同じとなるように先端部を鋭
角に形成すれば、破砕爪の向きを逆に変える必要がな
い。請求項６記載の破砕剥離装置によれば、スケール上
を移動させて加熱炉全域のスケールを機械力により破砕
剥離することができるほか、既存設備を改造することな
く導入することができ、またハンマーは、スケール層に
打ち込んで水平に食い込むようになるので、小さな破砕
力で破砕することができてはつり易く、しかも掘削機を
用いて上方より下向きに破砕作業を行うものと比べ、反
力が少ないため、小型軽量のものでも破砕剥離作業を有
効に行うことができる。

【００３５】請求項７記載の破砕剥離装置によれば、ハ
ンマーは回転体の回転による遠心慣性力と、ハンマーの
自重による角加速度の増加分が加わってスケール層へ打
ち込まれるため、破砕力が増すと共に、破砕時の衝撃力
が緩和され、過大な衝撃力が加わることによるハンマー
と回転体の損傷を防止することができる。請求項８記載
の破砕剥離装置のように、ハンマーを複数設ければ、回
転体のバランスがとれて回転体がスムースとなり、かつ
スケールの破砕剥離速度が増加して作業能率が向上す
る。

【００３６】請求項９記載の破砕剥離装置によれば、移
動車を前後どちらの方向に位動させても、スケールの破
砕剥離作業を行うことができるほか、ハンマーヘッドの
重量が大となるので、破砕力が向上する。請求項１０記
載の破砕剥離装置によれば、センサーにより回転体のス
ケール層への接触を検知することで、ハンマーによる破
砕剥離作業が行われていることを把握することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る破砕剥離機の側面図。

【図２】 回転体に取付けられるハンマーの拡大側面
図。

【図３】 別の破砕剥離機の側面図。

【図４】 同平面図。

【図５】 破砕爪車の正面図。

【図６】 別の破砕爪車の正面図。

【図７】 別の破砕ドラムの斜視図。

【図８】 更に別の破砕ドラムの斜視図。

【符号の説明】

２・・・スケール層 ３、２３・・・移
動車 ４、２４・・・破砕剥離機構 ５・・・フレーム ６・・・アーム ７・・・油圧シリ
ンダー ８、２２、３２・・・モータ ９・・・ベルト伝
動装置 １１・・・回転体 １２・・・ピン １３・・・ハンマー ２６・・・支持台 ２７・・・シリンダー ２８・・・アーム ２９、４１、４４・・・破砕ドラム ３５・・・破砕爪
車 ３３、３４、３８、３９、４２、４５・・・破砕爪 ３６・・・駆動軸 ４６・・・トルク
計 ４３・・・ブレード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中野 泰彦 広島県呉市昭和町11番１号 日新製鋼株 式会社呉製鉄所内 (72)発明者 本多 勉 広島県呉市昭和町11番１号 日新製鋼株 式会社呉製鉄所内 (72)発明者 金近 宣彦 広島県呉市昭和町11番１号 日新製鋼株 式会社呉製鉄所内 (56)参考文献 特開 昭64−32200（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−160258（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F27D 1/16 F27D 23/02 C21D 1/00 112 C21B 7/06,7/14

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スラブを加熱する加熱炉の炉床に堆積する
   スケールを破砕剥離する装置であって、加熱炉炉床に堆
   積したスケール層上を自走可能な移動車と、該移動車に
   設置される駆動源によってｘ軸、ｙ軸、ｚ軸又はこれら
   の軸に対し、適宜の角度で傾斜する軸の回りに回転駆動
   される破砕爪とを有することを特徴とする破砕剥離装
   置。
2. 【請求項２】破砕爪が加熱炉炉床に当たったときを検出
   するセンサーを設け、センサーから検出信号が発信され
   たとき、破砕爪の回転駆動を停止させることを特徴とす
   る請求項１記載の破砕剥離装置。
3. 【請求項３】センサーはトルク計である請求項２記載の
   破砕剥離装置。
4. 【請求項４】上記破砕爪には少なくとも一方の側にブレ
   ード状の第２の破砕爪を側方に反るようにして突設した
   ことを特徴とする請求項１記載の破砕剥離装置。
5. 【請求項５】破砕爪は、正逆いずれの回転方向にも向き
   が同じとなるように形成される請求項１記載の破砕剥離
   装置。
6. 【請求項６】スラブを加熱する加熱炉の炉床に堆積した
   スケールを破砕剥離する装置であって、スケール層上を
   自走可能な移動車と、該移動車に設置され、駆動装置に
   よって回転駆動される回転体と、該回転体を昇降させる
   昇降機構と、回転体に取付けられ、回転体と共に回転す
   るハンマーとを有することを特徴とする破砕剥離装置。
7. 【請求項７】ハンマーが、回転体の外周にピンにて回転
   自在に取付けられる請求項６記載の破砕剥離装置。
8. 【請求項８】ハンマーは、回転体の外周に一定間隔で複
   数取付けられる請求項６又は７記載の破砕剥離装置。
9. 【請求項９】ハンマーはＴ形をなす請求項６記載の破砕
   剥離装置。
10. 【請求項１０】回転体のスケールへの接触を検知するセ
    ンサーが設けられる請求項６記載の破砕剥離装置。