JP2011136349A

JP2011136349A - 鋳片のバリ取り装置

Info

Publication number: JP2011136349A
Application number: JP2009296590A
Authority: JP
Inventors: Takehiro Miyazaki; 丈裕宮崎; Nobuyuki Soejima; 伸之副島
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Techno Fort Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Techno Fort Co Ltd
Priority date: 2009-12-28
Filing date: 2009-12-28
Publication date: 2011-07-14
Anticipated expiration: 2029-12-28
Also published as: JP5410268B2

Abstract

【課題】鋳片切断面とその下側に付着したバリを除去でき、バリ除去動作が円滑で、能率よくバリ取り動作が行えるバリ取り装置を提供する。
【解決手段】搬送テーブル上を送られる鋳片Ｃのバリを除去するバリ取りローラ２と、バリ取りローラ２を回転駆動するモータ３と、バリ取りローラ２およびモータ３を支持する取付台からなるバリ取りヘッド１と、バリ取りヘッド１を円弧状軌跡に沿って回動するよう軸支する揺動機構と、バリ取りローラを鋳片の切断部に対し所望の接触圧で押付け付勢する付勢手段とからなる。揺動機構は、バリ取りヘッド１を固定部材に対し回動自在に支持するピン１６と、バリ取りヘッド１に取付けられた揺動レバー１７とからなり、付勢手段は揺動シリンダ４からなり、揺動シリンダ４は、バリ取りヘッド１を傾動させて、バリ取りローラ２を搬送中の鋳片Ｃの切断面と下面に接触させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋳片のバリ取り装置に関する。さらに詳しくは、連続鋳造設備において連続鋳造される鋳片を所定長さで切断した際に、切断によって生じたバリを取り去るバリ取り装置に関する。
連続鋳造される鋳片は、高速鋳込みになればなるほど、鋳片温度が上がりバリが残る比率が高まるため、圧延工程における製品ロスが増加し歩留りが悪化する。かといって、バリの発生を抑えるため鋳込み速度を下げると生産量が上がらない。本発明は、このように生産性に大きな影響を与えるバリを圧延工程に入る前に除去するバリ取り装置に関する。

連続鋳造設備で鋳造される鋳片には、サイズの大きいスラブやブルームと、サイズの小さいビレットなど各種のものがある。
鋳片サイズが大きいスラブ、ブルームでは、鋳片の切断はガス切断が多い。このためバリ量も多く、バリ取り装置にはハンマー方式、搖動刃物式などを使用している（特許文献１〜４）。

これらの従来技術は、いずれも鋳片の下面に付着したバリを除去する方式であるが、トーチによってガス切断をするときは、バリ（特にガス溶断によるダレ）が鋳片の下側に集中するため、下側面をハンマーや刃物等で削ぎとる方式で特に問題は生じない。

ところで、鋳片サイズの小さいビレットは、生産性や製品条件から高速鋳込みが行われるようになっており、短尺切断が重要であることから時間がかかるガス切断を用いず、油圧シャー（刃物式せん断機）による鋳片切断が行われている。
この油圧シャーは、上下２枚の刃物によって切断するものであり、鋳片の温度によっては切断面および下面に切断ダレ、表面ノロが残ることが多い。この場合、ビレット搬送後直送あるいは再加熱後圧延する際これらのバリ類が噛み込み製品疵（ヘゲ疵など）になる例が多い。

図８はバリ取り装置を備えていない従来技術を示している。連続鋳造設備（図示せず）から引き出された鋳片Ｃは、チルティングローラテーブル101を経て、後続のローラテーブル110で搬送されるようになっている。ギロチン式の油圧シャー100はチルティングローラテーブル101の入側に配置されている。チルティングテーブル101は、油圧シャー100の上刃下降によって切断される鋳片Ｃの下降動作に合わせて傾斜する必要があるため、後端がピン104で支持され、前端がシリンダ105で支持されている。前記油圧シャー100による切断は、ギロチンタイプのせん断（ギロチンタイプ）によるため溶断ダレは発生しないが、高温物せん断特有の「引き千切り」作用での残留バリ、あるいは「めくれ」作用で鋳片Ｃのコーナー部へのかえりが発生するケースが多い。

本明細書では、切断ダレ、表面ノロ、残留バリ、かえり等を総称して「バリ」という。図では、切断面のバリを符号ｂ１で示し、鋳片下面のバリを符号ｂ２で示している。また、切断面とそれに続く鋳片下面を切断部という。

上記のように、ビレット鋳片を切断した際のバリ発生要素は、油圧シャー100における刃物の隙間が大きくなること、切れ味が悪化すること、鋳片温度が高温（900℃以上）になって切断面、下面双方にバリが付着してしまうこと、等がある。

以上のようなビレット鋳片に生ずるバリは、小さすぎたり、発生位置が個々の鋳片で異なったり、切断面そのものに付着発生したりするため、特許文献１〜４のような刃物やハンマーで鋳片下面にはみ出したバリを削ぎ落とす方法では、鋳片の切断面に付着したバリは除去できない。
このため、ビレット鋳片に特有のバリを除去する装置が望まれている。

特開平１０−１５６４９８号特開平１１−２５４１１１号特開２０００−５２００７号特開２００１−２０５４０４号

本発明は上記事情に鑑み、鋳片切断面とその下側に付着したバリを除去できるバリ取り装置を提供することを目的とする。また、本発明は、バリ除去動作が円滑で、能率よくバリ取り動作が行えるバリ取り装置を提供することを目的とする。

第１発明の鋳片のバリ取り装置は、長尺鋳片の切断部に生じたバリを取るバリ取り装置であって、搬送テーブル上を送られる鋳片のバリを除去するバリ取りローラと、該バリ取りローラを回転駆動するモータと、前記バリ取りローラおよび前記モータを支持する取付台からなるバリ取りヘッドと、該バリ取りヘッドを円弧状軌跡に沿って回動するよう軸支する揺動機構と、前記バリ取りヘッド上のバリ取りローラを鋳片の切断部に対し所望の接触圧で押付け付勢する付勢手段とからなることを特徴とする。
第２発明の鋳片のバリ取り装置は、第１発明において、前記揺動機構は、前記バリ取りヘッドを固定部材に対し回動自在に支持するピンと、該バリ取りヘッドに取付けられた揺動レバーとからなり、前記付勢手段は揺動シリンダからなり、該揺動シリンダは、前記バリ取りヘッドを傾動させて、前記バリ取りローラを搬送中の鋳片の切断面と下面に接触させることができることを特徴とする。
第３発明の鋳片のバリ取り装置は、第１発明において、前記揺動シリンダが油圧シリンダであり、該油圧シリンダには、作動油給排回路が接続されており、該作動油給排回路には前記バリ取りローラを搬送中の鋳片の切断面および下面に順に押し付けていくのに必要な押付圧力を発生させるよう調整する圧力制御部が設けられていることを特徴とする。

第１発明によれば、搬送テーブル上を鋳片が送られてくるときバリ取りヘッド上のバリ取りローラを回転させれば、鋳片がバリ取りローラを押しつつ移動する間に、バリ取りローラが鋳片の切断面と下面に必要な押圧力で接触するので、鋳片切断部のバリを取り除くことができる。
第２発明によれば、バリ取りローラが円弧状軌跡に沿って下向きに回動するので動作が円滑に行われて故障が生じにくく、しかもバリ取りローラが鋳片の切断面から下面に滑らかに移動しつつ接触するので、鋳片の切断面から鋳片下面に続くバリを完全に除去することができる。
第３発明によれば、鋳片の切断面のバリを除去するためのバリ取りローラが鋳片に押されて鋳片搬送方向に移動する間、揺動シリンダが圧力制御部で調整された適切な押圧力でバリ取りローラを押圧するので、バリを確実に取り除くことができる。

本発明の一実施形態に係るバリ取り装置Ａの側面図である。図１のバリ取り装置Ａの正面図である。揺動シリンダの油圧回路図である。揺動シリンダの離間時の操作説明図である。（Ｉ）〜（Ｖ）図はバリ取り作業の説明図である。Ａ図は鋳片切断面のバリ取り動作説明図であり、Ｂ図はバリ取り装置Ａの状態説明図である。Ａ図は鋳片下面のバリ取り動作説明図であり、Ｂ図はバリ取り装置Ａの状態説明図である。従来の鋳片搬送設備の問題点の説明図である。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１において、101は搬送テーブルの一種であるチルティングテーブルであり、本発明のバリ取り装置Ａはチルティングテーブル101を部分的に切り欠いて設置している。なお、図８と同様にチルティングテーブル101とローラテーブル110の間に設置してもよい。
本発明によってバリ取りされる鋳片Ｃは、サイズの小さいビレットが代表的であるが、前記油圧シャー100（図８参照）で、ギロチン式に切断される鋳片Ｃなら、どのような鋳片にも適用できる。
なお、チルティングテーブル101は公知のものと同様に、鋳片Ｃを搬送するローラ102が多数本設置されており、各ローラ102には、それを駆動するプーリ103が軸を介して取付けられている。

図１および図２において、１はバリ取りヘッドであり、ローラ取付台１１とモータ取付台１３とからなり、ローラ取付台１１の上端には傾斜した台座１２が設けられている。この台座１２には、バリ取りローラ２が回転自在に軸支されている。すなわち、バリ取りローラ２は、軸２１に複数枚のローラ２２を挿入してキー等で固定し、軸２１の両端を軸受２３で支持して、前記台座１２上に固定したものである。各ローラ２２は、外周に凹凸を形成しており、硬度の高い工具鋼等で作成されている。なお、ローラ２２については、上記の構造に限ることなく、砥石タイプや種々のものを特に制限なく用いることができる。

前記モータ取付台１３には、モータ３が取付けられている。そして、モータ３の主軸に取付けられたプーリ３１と前記バリ取りローラ２の軸２１に取付けられたプーリ２４とにタイミングベルト３２が掛け廻されている。よって、モータ３が回転するとバリ取りロータ２が回転して、鋳片Ｃのバリをたたいたり、こすることによりバリを除去することができる。

前記モータ３は、バリ取りローラ２を回転させることができれば、とくに制限なく、汎用モータなどの種々のモータを用いてもよいが、とくにインバータモータが好ましい。インバータモータであると正逆の回転方向変換が可能であり、回転数の増減も可能であり、その制御はインバータ制御装置を用いることで容易に実現できる。
このようにモータ３を正逆回転させ、回転数も増減変更すると、バリ取りローラ２も正逆に回転方向を変え、回転数も増減できるので、鋳片の種類やバリの形状、付着力の大小等に応じて適切にバリを除去できるバリ取り作業を実現することができる。

つぎに、揺動機構を説明する。
前記バリ取りヘッド１の側部にはブラケット１５が取付けられている。一方、チルティングテーブル101を切り欠いた部分の補強フレーム９０にも、ブラケット９１が取付けられており、両ブラケット１５，９１には支軸１６が挿入されている。このため、バリ取りヘッド１は支軸１６を中心にして回動し、そのときのバリ取りローラ２の回動軌跡は円弧状となる。

前記バリ取りヘッド１の下方には揺動レバー１７が取付けられており、前記固定フレーム９０の基台部分には揺動シリンダ４が取付けられている。
揺動シリンダ４は、トラニオン４５で固定フレーム９０に対し傾動自在に取付けられ、揺動シリンダ４のピストンロッド４１はピン４６で揺動フレーム１７の下端に軸支されている。

図３および図４に基づき揺動シリンダ４の作動回路を説明する。
揺動シリンダ４は油圧シリンダであり、シリンダの内部においてピストン４２の前後に、ロッド側油室４３とピストン側油室４４を有している。ロッド側油室４３には、第１油路５１が接続され、ピストン側油室４４には第２油路５２が接続されている。一方、油圧ポンプ５０からの供給路５３は、第１油路５１と第２油路５２に接続されている。また、第２油路とタンク５５との間には、帰還路５４が接続されている。そして、第１油路５１には比例電磁式リリーフ弁５６が介装されており、第２油路５２と供給路５３および帰還路５４の間には方向制御弁５７が介装されている。

前記第１油路５１には、比例電磁式リリーフ弁５６が介装され、この比例電磁式リリーフ弁５６の制御圧力は、制御盤に内蔵しているコントローラ５９で可変に制御できるようになっている。この比例電磁式リリーフ弁５６とコントローラ５９で、特許請求の範囲にいう圧力制御部６０が構成されている。この圧力制御部６０により、本実施形態では、比例電磁式リリーフ弁５６の設定圧力をＰ１（１９kg/cm^２）、Ｐ２（２０kg/cm^２）、Ｐ３（２１kg/cm^２）の３つを設定し、順次変更できるようにしている。

前記比例電磁式リリーフ弁５６は、揺動シリンダ４のピストン側油室４４からの帰還油と油圧ポンプ５０の供給油が共に流入する位置にあり、両方の作動油が内部に流入するが、それぞれの作動油が通る内部油路が二つあり、その内部油路は外部の油路５８によって帰還路５４に接続されている。

前記方向制御弁５７は、電磁駆動の４ポート２位置の制御弁であり、ソレイドを励磁するとＩ位置となり、ソレノイドを消磁してスプリング付勢するとII位置となる。この方向制御弁５７は揺動シリンダ４によるバリ取りヘッド１の揺動方向を変えるよう制御するものである。

前記方向制御弁５７が、図３に示すように、励磁されたＩ位置では、揺動シリンダ４のピストン側油室４４は第２油路５２を経てタンク５５へ通じており、ロッド側油室４３へはポンプ５０から供給路５３および第１油路５１を経て作動油が供給されるようになっている。この作動油の圧力は比例電磁式リリーフ弁５６を通るときに、圧力制御部６０によって選択されたＰ１，Ｐ２，Ｐ３のいずれかの圧力となっており、それぞれの圧力でバリ取りヘッド１を反時計方向、すなわち押付方向に回動させることができる。

前記方向制御弁５７が、図４に示すように、消磁されたII位置になると、ポンプ５０からの作動油は供給路５３および第２油路５２を経て揺動シリンダ４のピストン側油室４４に供給され、ピストン側油室４４内の作動油は第１油路５１を通って比例電磁式リリーフ弁５６に入る。この比例電磁式リリーフ弁５６の中ではロッド側油室４３からの帰還油とポンプ５０からの供給油が共に流入するが、それらの作動油は弁内の内部油路から外部の油路５８を経て帰還路５４へ送られる。このとき、揺動シリンダ４のピストン４２におけるピストン側受圧面積はロッド側受圧面積より大きいのでピストン４２は前進しようとする。また、バリ取りヘッド１の自重による時計回りのモーメントも付加される。このため、揺動シリンダ４のピストンロッド４１は伸長して、バリ取りヘッド１は時計方向に回動する。

本実施形態では、バリ取りヘッド１が、その自重によって下向きに回動する傾向があるので、揺動シリンダ４のピストンロッド４１を常時伸長させるよう付勢している。本実施形態では、ロッド側油室４３内の作動油圧力が１６kg/cm^２のとき、バリ取りヘッド１の自重とバランスし、ピストンロッド４１が停止した状態を維持する。したがって、揺動シリンダ４のロッド側油室４３へ供給する作動油の圧力を前記バランス時圧力（１６kg/cm^２）よりも高くすると、ピストンロッド４１を引込めてバリ取りローラ２を鋳片側に押圧し、作動油圧力を低くするとピストンロッド４１がバリ取りヘッド１の自重によって伸びていき、バリ取りローラ２が鋳片から離れることになる。

前記した設定圧力Ｐ１〜Ｐ３は、前記バランス時圧力よりも高く設定されているものであって、つぎの技術的意義を有している。
Ｐ１：バリ取りローラ２が鋳片Ｃに当り、切断面のバリｂ１の除去が可能である。
Ｐ２：バリ取りローラ２が鋳片Ｃに当り、押圧力はＰ１より強く、切断面から鋳片下面に至るコーナー部のバリ取りの除去が可能である。
Ｐ３：バリ取りローラ２が鋳片Ｃに当り、押圧力はＰ２より高く、鋳片下面のバリｂ２の除去が可能である。

つぎに、本実施形態におけるバリ取り装置Ａのバリ取り作用を、図５〜図７に基づき説明する。
図５はバリ取り作業の工程Ｉ〜Ｖを示している。

Ｉ工程は、バリ取りローラ２が鋳片Ｃの切断面に当った状態であり、ここからII工程にかけては、切断面のバリｂ１をかき落とす動作を行っている。すなわち、鋳片Ｃの前進に伴い、バリ取りローラ２は円弧状軌跡に沿って下方に回動しつつ、バリ取りローラ２が回転しバリｂ１を落としている。
なお、揺動シリンダ４の油圧回路は、図３に示すように、方向制御弁５７がＩ位置に切換えられて、バリ取りローラ２は鋳片Ｃの切断面を押圧している。

II工程の終りからIII工程にかけては、更なる鋳片Ｃの前進に伴い、バリ取りローラ２の下方への回動が進み、バリ取りローラ２は鋳片Ｃの切断面の下端部から鋳片Ｃの下面部へ接触状態を保ちながら移動していく。もちろん、この間もバリｂ１やバリｂ２をバリ取りローラ２がかき取っていく。

IV工程では、バリ取りローラ２は鋳片Ｃの下面に接触して、下面のバリｂ２をIII工程に引き続いてかき落としていく。
ここまでの工程で、方向制御弁５７はＩ位置のままで、バリ取りローラ２は鋳片Ｃの切断部を押圧している。
全てのバリ取りを終えると、Ｖ工程に示すようにバリ取りローラ２は更に下方に動き、バリ取りローラ２は鋳片Ｃから離間した状態となる。
この動作は、図４に示すように、方向制御弁５７をII位置に切換えることにより行われる。

図６は図５のＩ〜II工程におけるバリ取り装置Ａの動作を示している。この間のバリ取りローラ２の鋳片Ｃに対する押圧力はＰ１であり（図５参照）、例えば、１９kg/cm^２設定されている。
このため、鋳片Ｃが前進すると、バリ取りローラ２は鋳片Ｃの切断面に接触した状態を保ちつつ円弧状軌跡に沿って下向きに回動し、揺動シリンダ４のピストンロッド４１は引き出されていく。
この間、バリ取りローラ２はモータ３で回転させられているので、鋳片Ｃ切断面のバリｂ１はかき取られている。

図５におけるII〜III工程の間は、押圧力はＰ２に変り、ＩからII工程での押圧力Ｐ１よりは強く設定されている。このため、鋳片Ｃの切断面の下端縁から下面に移るときにも、バリｂ１、ｂ２を除去できるだけの接触が得られる。

図７は図５のIII〜IV工程におけるバリ取り装置Ａの動作を示している。この間の押圧力はＰ３であり、最も強い接触力が得られるように設定されている。
III工程からIV工程に進むと、鋳片の前進距離が大きくなり、バリ取りローラ２の下方への揺動が進み、バリ取りローラ２が鋳片Ｃの下面に対し上向きに接触する。上向きに接触してバリｂ２をかき取るには大きな接触力を要するが、このときの押圧力Ｐ３は強いので、バリｂ２を充分にかき取ることができる。

図５のＶ工程に示すように、バリ取りローラ２が鋳片Ｃの下面から離れると、鋳片Ｃは何の抵抗も受けることなく、チルティングテーブル101の後方（図示省略）に向けて搬送される。
そして、鋳片Ｃの後端が通過した後、揺動シリンダ４を押し戻し時の設定圧力で収縮させるとバリ取りヘッド１は元の状態、すなわち図６の位置まで押し戻される。

以上のとおり、本実施形態によれば、鋳片Ｃのバリを完全に除去した状態で後工程へ送ることができるので、製品疵を発生させることがない。よって、連続鋳造設備の鋳込み速度を高くすることができ、生産性を高く維持できる。しかも鋳片Ｃを搬送しながらバリ取りを行えるので、この点でも生産性の向上に貢献できる。

前記実施形態では、チルティングローラテーブル101の途中にバリ取り装置Ａを設置したが、これをチルティングローラテーブル101の入側あるいは出側に配置してもよい。
さらに、チルティングローラテーブル101の下流側の搬送テーブルに設置してもよい。すなわち、下流搬送テーブルの一つであるローラテーブル110の入側や出側にバリ取り装置Ａを設置してもよい。
これらの設置例においても、前記実施形態と同様の効果を発揮することができる。

１バリ取りヘッド
２バリ取りローラ
３モータ
４揺動シリンダ
５６比例電磁式リリーフ弁
５７方向制御弁
５９コントローラ
６０圧力制御部

Claims

長尺鋳片の切断部に生じたバリを取るバリ取り装置であって、
搬送テーブル上を送られる鋳片のバリを除去するバリ取りローラと、該バリ取りローラを回転駆動するモータと、前記バリ取りローラおよび前記モータを支持する取付台からなるバリ取りヘッドと、
該バリ取りヘッドを円弧状軌跡に沿って回動するよう軸支する揺動機構と、
前記バリ取りヘッド上のバリ取りローラを鋳片の切断部に対し所望の接触圧で押付け付勢する付勢手段とからなる
ことを特徴とする鋳片のバリ取り装置。
前記揺動機構は、前記バリ取りヘッドを固定部材に対し回動自在に支持するピンと、該バリ取りヘッドに取付けられた揺動レバーとからなり、
前記付勢手段は揺動シリンダからなり、
該揺動シリンダは、前記バリ取りヘッドを傾動させて、前記バリ取りローラを搬送中の鋳片の切断面と下面に接触させることができる
ことを特徴とする請求項１記載の鋳片のバリ取り装置。
前記揺動シリンダが油圧シリンダであり、該油圧シリンダには、作動油給排回路が接続されており、
該作動油給排回路には前記バリ取りローラを搬送中の鋳片の切断面および下面に順に押し付けていくのに必要な押付圧力を発生させるよう調整する圧力制御部が設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の鋳片のバリ取り装置。