JP2887734B2 - 鍛造素材の加熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鍛造素材の加熱装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種加熱装置は、長尺素材（約
５ｍのバー材）のまま連続加熱し、高温状態で所定の長
さに切断したものを鍛造工程に供給する所謂バーヒータ
方式と、予め常温で短尺素材（約０．５ｍのビレット
材）に切断したものを加熱し、その後鍛造工程に供給す
る所謂ビレットヒータ方式とに分けられる。

【０００３】そして、上記バーヒータ方式では、直列に
約１０個程並べられた加熱コイル（加熱炉）の各炉間に
それぞれＶ型ローラを配し、このＶ型ローラでバー材を
支持することにより、プッシュバック操作（ホットシャ
ーへ送りをかけて切断後、再加熱のために炉内に戻す操
作）を可能とすると共に、炉底に直接接触させないで搬
送することを可能としている。

【０００４】図７に示すように、加熱コイル１００の内
壁には上下に二本ずつ水冷のスキッドレール１０１が加
熱ラインに沿って配管されており、このスキッドレール
１０１上をバー材が直接スライドして流れることによる
炉底部の損耗が、前記Ｖ型ローラによる搬送で回避され
るのである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記バーヒ
ータ方式では、ホットシャーで切断されたビレット材が
次工程の鍛造のためには温度が低過ぎて不適当な場合が
あり、このような場合は、再加熱することで対処してい
る。

【０００６】特開平４−７１７４６号公報では、加熱後
切断されたビレット材の測定温度が所定温度以下の場合
には、それらのビレット材を自動的に加熱ラインの搬入
側に搬送して再加熱されるようにした鍛造素材の加熱処
理方法が開示されている。

【０００７】ところが、上述したＶ型ローラを備えたバ
ーヒータ方式の炉にビレット材を流すと、図８に示すよ
うに、バー材１０２を流す場合（図８の（ａ）参照）と
異なり、Ｖ型ローラ１０４間距離より短いビレット材１
０３が炉底即ち、スキッドレール１０１上を流れること
になる（図８の（ｂ）参照）。

【０００８】これにより、炉底レベルより高くセットさ
れたＶ型ローラ１０４の所では、ビレット材１０３の前
半部が持ち上げられる状態が発生し、この状態で進行す
ると、次の加熱コイル１００の入口上部にビレット材１
０３の前端部が衝突し、炉の破損を発生させる虞があっ
た。

【０００９】この対策として、ビレット材１０３の外径
に対し比較的大きな内径の加熱コイル１００を用いて上
記衝突を回避することが考えられるが、これだとビレッ
ト材１０３と炉内壁との間の大きな間隙により、熱効率
が非常に悪くなり、電力消費量が増大するという問題点
がある。

【００１０】本発明は上記状況に鑑みてなされたもの
で、熱効率を下げることなく且つ炉の破損を招くことな
くビレット材の再加熱を可能にしたバーヒータ方式の鍛
造素材の誘導加熱装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成は、加熱ラインに沿って多段的に配設さ
れた複数個の加熱炉内にライン上流側から長尺素材のバ
ー材を搬入して連続加熱した後最もライン下流に位置す
る上記加熱炉の近傍に設けられたホットシャーで所定長
さの短尺素材のビレット材に切断するようにした加熱装
置において、前記加熱炉間に配設した送りローラを、バ
ー材の通過の際には送りローラのレベルを加熱炉の炉底
レベルより高いバー材通過位置とビレット材の通過の際
には送りローラのレベルを加熱炉のほぼ炉底レベルまで
下げたビレット材通過位置とに切り換えるように、昇降
装置により昇降可能に設けたことを特徴とする。

【００１２】また、前記昇降装置はエアバルブの切替に
より加圧エアが給，排されるエアクッションであること
を特徴とする。

【００１３】また、前記切断された直後のビレット材の
温度を検出する温度検知用センサーと、所定温度以下の
ビレット材を加熱ラインの搬入側にリターン搬送し得る
搬送手段と、前記加熱炉の手前に設置され加熱ラインを
通過する素材がバー材かビレット材かを識別する識別セ
ンサーと、前記温度検知用センサーで所定温度以下の加
熱不足のビレット材を検出した際に該ビレット材を加熱
ラインの搬入側に優先してリターン搬送すべく前記搬送
手段を作動させると共に前記識別センサーでビレット材
を検出した際に前記送りローラを前記ビレット材通過位
置に下降させるべく前記昇降装置を作動させる制御装置
とを備えたことを特徴とする。

【００１４】

【作用】請求項１の構成によれば、ビレット材の通過の
際には送りローラのレベルを加熱炉のほぼ炉底レベルま
で下げることで、送りローラ乗り上げによりビレット材
が上向きで移動する状態が回避され、加熱炉の入口上部
等に衝突することなく円滑に送られる。

【００１５】請求項２の構成によれば、簡単な構造で確
実に送りローラを昇降させられる。

【００１６】請求項３の構成によれば、ビレット材の再
加熱の一連の作業が自動化される。

【００１７】

【実施例】図１は本発明の一実施例に係る誘導加熱装置
の概略構成平面図、図２は図１の拡大正面図、図３は同
じく制御ブロック図である。

【００１８】図１に示すように、送りライン１と加熱ラ
イン２とホットシャー３とが図中矢印で示す送り方向に
直列に設けられ、鍛造素材である長尺のバー材Ｗが送り
ライン１より加熱ライン２へ送られて加熱され、その後
ホットシャー３で所定長さのビレット材Ｗａに切断され
て、鍛造工程に搬送される。

【００１９】前記送りライン１は送りライン支持台４を
有し、この送りライン支持台４上にはＶ型の送りライン
側送りローラ５が送り方向に所定間隔離間して複数個設
けられる。また、送りライン支持台４の側方にはバー材
Ｗを載置するためのストック用架台６が設けられる。

【００２０】前記加熱ライン２は加熱ライン支持台７を
有し、この加熱ライン支持台７上には複数個（図中では
６個）の加熱コイル（加熱炉）８が送り方向に所定間隔
離間して設けられると共に、これら各炉間とホットシャ
ー３の手前に位置してＶ型の加熱ライン側送りローラ９
が配設される。なお、図中１０は加熱ライン支持台７上
の最前部に設けたピンチローラである。

【００２１】前記加熱ライン側送りローラ９は、図２に
示すように、その回転軸１１の両端部が軸受１２により
回転自在に支持されると共に、各加熱ライン側送りロー
ラ９の回転軸１１はチェーン駆動装置１３で連動され図
示しない駆動モータで正，逆回転される。

【００２２】そして、前記軸受１２の支持プレート１４
と加熱ライン支持台７のブラケット１５との間に昇降装
置としてのエアクッション１６が介装され、このエアク
ッション１６の伸縮により、前記各加熱ライン側送りロ
ーラ９の高さが炉底レベルと略同一か炉底レベルより所
定寸法だけ高いレベル即ち、バー材Ｗを加熱コイル８内
壁に敷設したスキッドレール（図７の符号１０１参照）
に接触させないで送れるレベルとの間で変化し得るよう
になっている。

【００２３】前記エアクッション１６は、図示しないエ
ア通路でエア供給源に接続され、前記エア通路に介装し
たエアバルブの切替で加圧エアが給，排される。即ち、
エアクッション１６内部に加圧エアが供給されること
で、エアクッション１６が伸長（膨張）して加熱ライン
側送りローラ９を上昇させる一方、エアクッション１６
内部の加圧エアが排出されることで、エアクッション１
６が縮小（収縮）して加熱ライン側送りローラ９を下降
させるのである。

【００２４】前記ブラケット１５の対角線上の二箇所に
支持プレート１４を摺動自在に貫通してボルト１９が立
設され、これらボルト１９上に支持プレート１４を介し
て前記加熱ライン側送りローラ９の上限規制と下限規制
を行う上限ストッパ１７と下限ストッパ１８とが固設さ
れる。

【００２５】また、前記ブラケット１５のもう一方の対
角線上の二箇所に支持プレート１４を摺動自在に貫通し
てロッド２１が立設され、これらロッド２１上に支持プ
レート１４を介して前記加熱ライン側送りローラ９を常
時下方に付勢するスプリング２０巻装される。

【００２６】前記ホットシャー３の下流側に設けたシュ
ート２２の基端には選別台２３が設けられ、該選別台２
３上に載置されたビレット材Ｗａは温度検知用センサー
２４で所定温度であるか否かが測定され、所定温度範囲
内の場合はビレット材Ｗａはそのままシュート２２上を
滑動落下し鍛造工程に移るようになっている。

【００２７】一方、測定されたビレット材Ｗａが所定温
度以下の場合には、上記選別台２３が後述の制御装置３
０（図３参照）の指令により手前側に傾くように構成さ
れているため、ビレット材Ｗａは手前側に転動し、加熱
ライン支持台７の上流側端部に設けたリターンビレット
移載部２６まで延設された搬送手段としてのリターンコ
ンベア２５に乗り、再加熱のために搬送されるようにな
っている。

【００２８】前記、リターンコンベア２５の中途には、
水冷式のリターンビレット冷却装置２７が設けられ、該
冷却装置２７でビレット材Ｗａは加熱前の低い元の温度
まで冷やされるようになっている。

【００２９】前記加熱ライン支持台７の前，後両端部に
は、バー材Ｗかビレット材Ｗａかを識別するための識別
センサー２８，２９が設けられ、これらの識別センサー
２８，２９に連動して加熱ライン側送りローラ９が昇降
動作すると共に、ホットシャー３が切断動作するように
なっている。

【００３０】即ち、図３に示すように、上記両識別セン
サー２８，２９の検出信号は前記温度検知用センサー２
４の検出信号と共に前述した制御装置３０に入力され、
この制御装置３０はこれらの検出信号に基づいて、ホッ
トシャー３を駆動するホットシャー駆動装置３１と、エ
アクッション１６に対し加圧エアを給，排するエアバル
ブ群３２と、送りライン側送りローラ５を回転駆動する
ローラ駆動装置３３と、加熱ライン側送りローラ９を回
転駆動するローラ駆動装置３４と、リターンコンベア２
５を駆動するコンベア駆動装置３５と、選別台２３を傾
動させる選別台駆動装置３６とに指令信号を出力するの
である。

【００３１】このように構成されるため、バー材Ｗはス
トック用架台６から送りライン側送りローラ５上に移載
されて、制御装置３０の指令により加熱ライン２側に送
りライン側送りローラ５の駆動により搬入され、次いで
複数の加熱コイル８内を加熱ライン側送りローラ９の駆
動により移動し徐々に加熱され、ホットシャー３では所
定長さの加熱ビレット材Ｗａに切断された後、該ビレッ
ト材Ｗａは選別台２３上で温度検知用センサー２４によ
り温度測定が行われ、所定温度範囲内であればシュート
２２を経て次工程の鍛造が行われる。

【００３２】一方、ビレット材Ｗａが所定温度以下の場
合は、制御装置３０の指令により選別台２３が手前側に
傾いて、ビレット材Ｗａはリターンコンベア２５によ
り、リターンビレット冷却装置２７を経て、リターンビ
レット移載部２６まで搬送される。

【００３３】この際、制御装置３０の指令により、送り
ライン側送りローラ５の駆動によるバー材Ｗの加熱ライ
ン２への搬入が一旦停止され、代わりにビレット材Ｗａ
が優先してリターンビレット移載部２６に移載される。

【００３４】上記移載後は、制御装置３０の指令により
ビレット材Ｗａの再加熱が終了するまで、加熱ライン側
送りローラ９の駆動に代えて移載後再稼働される送りラ
イン側送りローラ５の駆動によりビレット材Ｗａは加熱
ライン２を移動され、所定温度まで再加熱されて鍛造工
程に送られる。

【００３５】また、本実施例では、上記移載後識別セン
サー２８がビレット材Ｗａを識別すると、制御装置３０
の指令により加熱ライン側送りローラ９がライン手前か
らビレット材Ｗａの送り速度に応じて順々に下降され
る。即ち、各加熱ライン側送りローラ９のエアクッショ
ン１６内の加圧空気が、各エアバルブの時間差を持った
切替えによって、順々に大気に排出されるのである。

【００３６】これにより、ビレット材Ｗａ前方の加熱ラ
イン側送りローラ９のレベルが炉底レベルまでその都度
下げられ、この結果、前述した図８の（ｂ）に示すよう
な搬送状態（加熱ライン側送りローラ９乗り上げにより
ビレット材Ｗａの前端部が加熱コイル８の炉上部に衝突
する現象）が未然に回避され、加熱コイル８の破損を防
止できる。

【００３７】また、本実施例では、昇降装置としてエア
クッション１６を用いているため、以下のような利点が
ある。 加熱ライン２では、加熱されたワークの表面から酸化
皮膜などが剥離しそれが粉塵となり、加熱コイル８周辺
に飛散する。このような環境条件下で採用することを考
慮すると、エアクッション１６は油圧シリンダにおける
伸縮ロッドなど可動部が存在しないため、粉塵などの影
響を受けることなく極めて安定した作動が得られる。 また、油圧シリンダでは、定期的に可動部を清掃する
メンテナンス作業が必要となるが、本エアクッション１
６においてはその必要もなく極めてメンテナンス性のよ
い装置が得られる。 エアクッション１６をゴムなどの非金属の弾性材など
で形成されているため、例え加熱コイル８から誘導電流
が漏れたとしても、エアクッションはその影響を受ける
ことなく、安定した作動が得られる。即ち、金属材では
漏れ誘導電流により、加熱され作動不良を起こす可能性
があるのである。

【００３８】また、このように円滑にビレット材Ｗａが
搬送されることから、ビレット材Ｗａと炉内壁との間の
間隙を可及的に小さく設定して熱効率を上げられるとい
う利点もある。

【００３９】勿論、ビレット材Ｗａの再加熱の一連の作
業を自動化できるので、労力の軽減と作業能率の向上が
図れる。

【００４０】なお、前記識別センサー２８がビレット材
Ｗａを識別すると、制御装置３０の指令により加熱ライ
ン側送りローラ９を一括して同時に下降させるように構
成しても良い。この場合は、先行するバー材Ｗの送りも
ビレット材Ｗａと同様に送りライン側送りローラ５の駆
動により行われる。

【００４１】また、ビレット材Ｗａの再加熱の際は、当
然定速送りとなるが、通常のバー材Ｗの送りの際も、従
前からの二段階の送り速度（プッシュバック動作の戻り
を入れると三段階）に代えて定速で送るようにしても良
い。

【００４２】これによれば、ホットシャー３と加熱コイ
ル８とにある程度の距離が存在することによる速度アッ
プ（温度ロスを少なくするための）とバー材Ｗの端材処
理におけるイレギュラーな動きによる送り速度の変化
や、図４で示すように、加熱コイル８間に加熱ライン側
送りローラ９を設けたことによる炉の切れ（無加熱現
象）等に起因した温度ゼブラ現象が効果的に回避され
て、温度コントロールの容易化により、品質向上が図れ
る。また、キューリ点との兼ね合いから低温域の加熱容
量が小さくてすみ、電気的設備費を低減できる。

【００４３】さらに、加熱コイル８の立ち上げ時の温度
制御においても、スタートから定常状態（バー材Ｗを約
１２５０℃の設定温度まで加熱できる状態）までのバー
材Ｗにかけるエネルギーを、実験結果に基づいて多段階
にコントロールし、これにより最初のバー材Ｗから使用
可能としても良い。

【００４４】即ち、従前では、加熱コイル８の立ち上げ
時の温度如何にかかわらず、加熱コイル８に一定のエネ
ルギーをかけていたため、図５に示すように、長さＬ≒
１０ｍのバー材Ｗにおける最初の１本から約２０本程が
設定温度より低くなり、使用不可でライン外へはね出さ
れていたのである。

【００４５】そこで、実験により、出口温度に関し図６
のようなグラフが得られるので、約１本分毎に送り速度
や電圧等を変化させ、つまり徐々に追加エネルギーを少
なくし、約２０本目で定常エネルギーとするように温度
コントロールすれば良いのである。

【００４６】これによれば、再加熱エネルギーが節減で
き、ライン効率が向上させられると共に、加熱コイル８
のヒータ損耗が少ないという利点がある。

【００４７】なお、本発明は上記実施例に限定されず、
本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、昇降装置としてエ
アクッション１６に代えて他の構造のものを採用するな
ど各種変更が可能であることは言うまでもない。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように本発明の鍛造素材の
加熱装置によれば、加熱炉間に設けた送りローラを昇降
装置により昇降可能としたので、ビレット材を加熱する
際に送りローラを略炉底レベルまで下降させることで、
バー材にビレット材を混在させて加熱する場合にも、加
熱炉を破損することなく円滑に加熱・搬送でき、依って
加熱炉内壁と鍛造素材との隙間を可及的に小さくして熱
効率を高められるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る誘導加熱装置の概略構
成平面図である。

【図２】図１の拡大正面図である。

【図３】同じく制御ブロック図である。

【図４】炉の切れ（無加熱現象）の説明図である。

【図５】炉の立ち上げ時における加熱不足のバー材Ｗの
発生本数の説明図である。

【図６】炉の立ち上げ時における加熱不足のバー材Ｗの
出口温度の説明図である。

【図７】従来装置における加熱コイルの断面図である。

【図８】従来装置におけるビレット材加熱時の不具合を
示す説明図である。

【符号の説明】

１ 送りライン ２ 加熱ライン ３ ホットシャー ４ 送りライン側支持台 ５ 送りライン側送りローラ ７ 加熱ライン側支持台 ８ 加熱コイル（加熱炉） ９ 加熱ライン側送りローラ １６ エアクッション ２４ 温度検知用センサー ２８ 識別センサー

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱ラインに沿って多段的に配設された
   複数個の加熱炉内にライン上流側から長尺素材のバー材
   を搬入して連続加熱した後最もライン下流に位置する上
   記加熱炉の近傍に設けられたホットシャーで所定長さの
   短尺素材のビレット材に切断するようにした加熱装置に
   おいて、前記加熱炉間に配設した送りローラを、バー材
   の通過の際には送りローラのレベルを加熱炉の炉底レベ
   ルより高いバー材通過位置とビレット材の通過の際には
   送りローラのレベルを加熱炉のほぼ炉底レベルまで下げ
   たビレット材通過位置とに切り換えるように、昇降装置
   により昇降可能に設けたことを特徴とする鍛造素材の加
   熱装置。
2. 【請求項２】 前記昇降装置はエアバルブの切替により
   加圧エアが給，排されるエアクッションである請求項１
   に記載の鍛造素材の加熱装置。
3. 【請求項３】 前記切断された直後のビレット材の温度
   を検出する温度検知用センサーと、所定温度以下のビレ
   ット材を加熱ラインの搬入側にリターン搬送し得る搬送
   手段と、前記加熱炉の手前に設置され加熱ラインを通過
   する素材がバー材かビレット材かを識別する識別センサ
   ーと、前記温度検知用センサーで所定温度以下の加熱不
   足のビレット材を検出した際に該ビレット材を加熱ライ
   ンの搬入側に優先してリターン搬送すべく前記搬送手段
   を作動させると共に前記識別センサーでビレット材を検
   出した際に前記送りローラを前記ビレット材通過位置に
   下降させるべく前記昇降装置を作動させる制御装置とを
   備えた請求項１又は２に記載の鍛造素材の加熱装置。