厚鋼板剪断により生じたスクラップの搬送方法及び搬送装置
【課題】厚鋼板の剪断により生じたスクラップを細断用のテストシャーに搬送するに際し、スクラップに反りが発生している場合でも、適切にテストシャーにスクラップを進入させ、細断処理を行うことができる搬送方法を提供する。
【解決手段】搬送ローラテーブル２のテストシャー入側寄りの領域の上方に、搬送ローラテーブル幅方向でスクラップ上面を押さえることができる押さえロール４を昇降可能に配置し、所定の高さを超える上反りを生じたスクラップＳが搬送ローラテーブル２上を搬送されてきた際に、前記押さえロール４を下降させてスクラップＳの上反り部を押さえ、搬送ローラテーブル２のローラ２０との間で拘束しつつ、スクラップＳをテストシャー１の上下ナイフ１０，１１間に進入させる。
【解決手段】搬送ローラテーブル２のテストシャー入側寄りの領域の上方に、搬送ローラテーブル幅方向でスクラップ上面を押さえることができる押さえロール４を昇降可能に配置し、所定の高さを超える上反りを生じたスクラップＳが搬送ローラテーブル２上を搬送されてきた際に、前記押さえロール４を下降させてスクラップＳの上反り部を押さえ、搬送ローラテーブル２のローラ２０との間で拘束しつつ、スクラップＳをテストシャー１の上下ナイフ１０，１１間に進入させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、厚鋼板の剪断により生じたスクラップを、細断用のテストシャーに搬送するための搬送方法及び搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、厚板需要分野では、例えば、ラインパイプ材用にＡＰＩ規格Ｘ１２０鋼の商用試作生産も開始されるなど、鋼材の高強度化が進んでいる。
厚板を製造する製鉄所の厚板工場では、所定の厚さに圧延された鋼板の形状を矩形とすべく、幅方向両端部をローリングカット式サイドシャーで剪断後、長手方向両端部をダウンカット式クロップシャーで切り落としているが、鋼材の高強度化にともない、剪断作業への負荷は増大する傾向にあり、剪断能力の向上が要望されている。
シャーラインにおける剪断荷重は、一般的には下記（1）式より求めることができる。
【数１】
但し、ｔ：板厚，Ｋ：剪断抵抗（＝α・σＴＳ），σＴＳ：引張り強度，θ：相対レーキ角（被剪断材とナイフとのなす角），Ｌ：切断長
【０００３】
硬くて厚い難剪断材料を剪断する場合は、押し付け力を増大させるか、相対レーキ角θを大きくする必要がある。
一般的に相対レーキ角θを増大させると上下ナイフのラップ代が増大する。図７は、ダウンカット式クロップシャーによる剪断において、相対レーキ角の大小による上下ナイフラップ代の違いを模式的に示したものである。図の左側が通常の相対レーキ角で剪断する場合、右側が高い相対レーキ角で剪断する場合をそれぞれ示している。相対レーキ角を増大させることにより上下ナイフのラップ代が増大すると、被剪断材は上ナイフによって押し下げられる変形を伴うため、例えば、ダウンカット式クロップシャーにおいては、スクラップに反りが発生しやすくなる。一般的に、切り代を大きくすると、スクラップの反り変形は小さくなることが知られているが、切り代を大きくすることは製品歩留りの低下に繋がるため、スクラップの反り変形を許容する必要が生ずる。
【０００４】
図８に、ダウンカット式クロップシャー、スクラップ搬送装置及びダウンカット式テストシャーのレイアウトを示す。通常、クロップシャーで切り落とされたスクラップは、スクラップ搬送装置によりテストシャーまで搬送される。図９に、テストシャーの概略を示す。一般的なテストシャーは、ＤＣモータ及びクランク機構等による昇降機能を有する上ナイフ及び固定下ナイフと、油圧シリンダで構成される板押さえ用シリンダ（以下、ホールドダウンという）からなる。このテストシャーでは、上ナイフを上昇させた待機位置において、上下ナイフ間にスクラップを進入させた後、ナイフの直前に配置されたホールドダウンを下降させてスクラップを押さえ、しかる後、上ナイフを下降させてスクラップを剪断する。通常、スクラップ表面には切断位置を指定するマーキングが施されており、この切断位置のマーキング指定に従い、スクラップ搬送と上記のような一連の剪断動作を繰り返すことにより、スクラップは細断され、材料検査用サンプル等として利用される。
【０００５】
スクラップに大きな反りが生じている場合、テストシャーに搬送されたスクラップの反り部がホールドダウンや上ナイフに引掛り、上下ナイフ間にスクラップを進入させることができなくなる問題が発生する。従来、このような問題が発生した場合、図１０（a）〜（c）に示すように、オペレータがマグネット式リフター等を操作してスクラップ尾端側を持ち上げ、上下ナイフ間にスクラップ先端を誘導するような方法が採られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、このような従来技術の方法は、作業性が悪く煩雑である。また、搬送装置によりテストシャーに搬送されてくるスクラップは、スクラップ毎に異なる形状を有する可能性が高いため、例えば、スクラップ寸法や反りの程度によって必要となるスクラップ尾端持ち上げ量が変化する等、リフター操作においても柔軟性の高い対応が必要となる。処理が遅延するとクロップシャー等の主ラインの操業に支障が出るため、オペレータがリフターの運転室に張り付いて対応せざるを得ないのが現状である。
【０００７】
したがって本発明の目的は、厚鋼板の剪断により生じたスクラップを細断用のテストシャーに搬送するに際し、スクラップに反りが発生している場合でも、オペレータによる煩雑な操作を行うことなく、適切にテストシャーにスクラップを進入させ、細断処理を行うことができる搬送方法及び搬送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明の要旨は以下のとおりである。
［1］厚鋼板の剪断により生じたスクラップを、搬送ローラテーブルでスクラップ細断用のテストシャーに搬送するための搬送方法であって、搬送ローラテーブルのテストシャー入側寄りの領域の上方に、搬送ローラテーブル幅方向でスクラップ上面を押さえることができる押さえロールを昇降可能に配置し、所定の高さを超える上反りを生じたスクラップが搬送ローラテーブル上を搬送されてきた際に、前記押さえロールを下降させてスクラップの上反り部を押さえ、搬送ローラテーブルのローラとの間で拘束しつつ、スクラップをテストシャーの上下ナイフ間に進入させることを特徴とする厚鋼板剪断により生じたスクラップの搬送方法。
【０００９】
［2］上記［1］の搬送方法において、搬送ローラテーブル上を搬送されるスクラップについて、上反り検知手段により所定高さを超える上反りを検知した際に、押さえロールを下降させてスクラップの上反り部を押さえることを特徴とする厚鋼板剪断により生じたスクラップの搬送方法。
［3］上記［1］又は［2］の搬送方法において、スクラップ搬送方向において、押さえロールの配置部とテストシャーの上ナイフ位置間の距離を最大スクラップ長さの２５〜３５％とすることを特徴とする厚鋼板剪断により生じたスクラップの搬送方法。
【００１０】
［4］上記［1］〜［3］のいずれかの搬送方法において、押さえロールを、搬送ローラテーブルを構成する隣接するローラ間の上方に配置することを特徴とする厚鋼板剪断により生じたスクラップの搬送方法。
［5］上記［1］〜［4］のいずれかの搬送方法において、１本のスクラップをテストシャーにおいて剪断と材料送りを繰り返して細断する際に、押さえロールを下降させてスクラップの上反り部を押さえるに当たり、テストシャーに付設されたスクラップ押さえ用ホールドダウンを下降させる際には押さえロールを上昇させておくことを特徴とする厚鋼板剪断により生じたスクラップの搬送方法。
【００１１】
［6］厚鋼板の剪断により生じたスクラップを、搬送ローラテーブルでスクラップ細断用のテストシャーに搬送するための搬送装置であって、搬送ローラテーブルのテストシャー入側寄りの領域の上方に、搬送ローラテーブル幅方向でスクラップ上面を押さえることができる押さえロールを昇降可能に配置したことを特徴とする厚鋼板剪断により生じたスクラップの搬送装置。
［7］上記［6］の搬送装置において、搬送ローラテーブル上を搬送されるスクラップについて、所定高さ超える上反りを検知できる上反り検知手段を備えることを特徴とする厚鋼板剪断により生じたスクラップの搬送装置。
【００１２】
［8］上記［6］又は［7］の搬送装置において、スクラップ搬送方向において、押さえロールの配置部とテストシャーの上ナイフ位置間の距離を最大スクラップ長さの２５〜３５％とすることを特徴とする厚鋼板剪断により生じたスクラップの搬送装置。
［9］上記［6］〜［8］のいずれかの搬送装置において、押さえロールを、搬送ローラテーブルを構成する隣接するローラ間の上方に配置することを特徴とする厚鋼板剪断により生じたスクラップの搬送装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、厚鋼板の剪断により生じたスクラップを細断用のテストシャーに搬送するに際し、スクラップに反りが発生している場合でも、オペレータによる煩雑な操作を行うことなく、適切にテストシャーにスクラップを進入させ、細断処理を行うことができる。このため、シャーラインの生産性を向上させることができるとともに、特にスクラップに反りが生じ易い材料の場合でも、安定したスクラップ処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のスクラップ搬送装置の一実施形態を示すもので、図１（ａ）は押さえロールが上昇した状態を示す説明図、図１（ｂ）は押さえロールが下降した状態を示す説明図
【図２】最大長さ及び反りを有するスクラップを押さえロールにより押さえた状態において、押さえロールよりも下流側にあるスクラップ部分の長さのスクラップ全長に対する割合と、スクラップ下流端での反り高さ及び押さえロールの必要押し力との関係を示すグラフ
【図３】搬送ローラテーブルのロールに対する押さえロールの位置関係の一例を示すもので、図３（ａ）は側面図、図３（ｂ）はスクラップに対するロールの支持点を原理的に示す説明図
【図４】搬送ローラテーブルのロールに対する押さえロールの位置関係の好ましい例を示すもので、図４（ａ）は側面図、図４（ｂ）はスクラップに対するロールの支持点を原理的に示す説明図
【図５】押さえロールでスクラップを押さえた状態でのスクラップ自重による作用力を説明するための図面
【図６】押さえロールでスクラップを押さえた状態で、テストシャーに付設されたスクラップ押さえ用のホールドダウンを下降させた場合の問題点を説明するための図面
【図７】ダウンカット式クロップシャーによる剪断において、相対レーキ角の大小による上下ナイフラップ代の違いを模式的に示す説明図
【図８】ダウンカット式クロップシャー、スクラップ搬送装置及びテストシャーのレイアウトを示す説明図
【図９】テストシャーの概略を示す説明図
【図１０】スクラップに大きな反りが生じている場合の従来技術による対処方法を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明のスクラップ搬送装置の一実施形態を示すもので、図１（ａ）は押さえロールが上昇した状態を示す説明図、図１（ｂ）は押さえロールが下降し、スクラップＳを押さえた状態を示す説明図である。
図において、１は上ナイフ１０と下ナイフ１１を備えたテストシャー、２はその上流側に配置された搬送ローラテーブルであり、この搬送ローラテーブル２は、クロップシャー等による厚鋼板の剪断により生じたスクラップを細断用のテストシャーに搬送するものである。また、テストシャー１の入側（直前）には、剪断時にスクラップを拘束するスクラップ押さえ用のホールドダウン３が付設されている。
【００１６】
搬送ローラテーブル２のテストシャー入側寄りの領域の上方には、昇降可能な押さえロール４が設置されている。本実施形態では、搬送ローラテーブル２を跨ぐ門型の支持フレーム５が設置され、この支持フレーム５にアクチュエータ６が設けられ、このアクチュエータ６に押さえロール４が回転自在且つ上下昇降可能に保持されている。この押さえロール４は、下降した際に、搬送ローラテーブル幅方向でスクラップＳの上面を押さえることができる。
【００１７】
押さえロール４は従動ロール（非駆動ロール）で構成されている。一般に、搬送ローラテーブル２を構成するローラ２０は駆動ロールであるため、押さえロール４を従動ロールとした場合でも、ローラ２０とスクラップＳ間の摩擦によってスクラップＳの推進力を得ることができる。ここで、本発明では押さえロール４を駆動ロールで構成することを排除するものではないが、押さえロール４を駆動ロールとするには、駆動モータ本体も押さえロール４とともに昇降させる必要があるため、装置構成が大掛かりで且つ複雑なものになる。押さえロール４とパスラインを挟んで対向するロール２０（テーブルローラ）が非駆動ロールの場合には、押さえロール４は駆動ロールとする必要があるが、それ以外の場合には、押さえロール４はスクラップＳの上面を押さえるという機能を備えるだけでよいので、駆動ロールである必要はなく、装置構造をシンプルにするという面からも従動ロールとすることが望ましい。
【００１８】
一方、押さえロール４が作動することによりローラ２０（テーブルローラ）の駆動モータの負荷が増大し、極端な場合には、駆動モータのトリップによりスクラップ搬送ができなくなるような事態が生じる可能性も皆無ではないので、そのような事態を生じないように配慮しておくことが好ましい。例えば、従動ロールの慣性モーメントに応じたロール駆動トルクが、ローラ２０の駆動モータの負荷の増加要因となり得るので、押さえロール４の慣性モーメントを低減するのが望ましい。そのためには、押さえロール４について、例えば、（i）ロール径をローラ２０よりも小さくする、（ii）ロールを中空構造とする、（iii）樹脂製などのロールとする、などの構成を採ることが有効であり、ロール折損などが生じない強度を確保しつつ、それらの構成を適宜採用するのが好ましい。
【００１９】
押さえロール４は、上反りを生じたスクラップＳが搬送ローラテーブル２上を搬送されてきた際にスクラップＳの上反り部を押さえ、スクラップＳをテストシャー１の上下ナイフ間に支障なく進入させることができるような位置に配置されればよいが、そのために、スクラップ搬送方向において、押さえロール４の配置部とテストシャーの上ナイフ位置間の距離（水平方向距離）を最大スクラップ長さの２５〜３５％とすることが好ましい。ここで、最大スクラップ長さは、剪断によりスクラップが生じるシャーラインの仕様により決まり、剪断される被剪断材（厚鋼板）の最大幅＝最大スクラップ長さということになる。例えば、ダウンカット式クロップシャーで剪断される被剪断材（厚鋼板）の最大幅が４０００ｍｍの場合には、同値が最大スクラップ長さとなる。
【００２０】
スクラップＳの上反りを構成する曲率がスクラップ長手方向で一定であると仮定すると、上反りを生じたスクラップＳの両端の反り高さはスクラップ長さに応じて二次関数的に増加する。このため、剪断時にスクラップＳに付与される曲率が同じ場合、スクラップ長さが短い場合にはテストシャーでの通過性はあまり問題とならず、スクラップ長さが大きくなるに従って問題が顕著となる。したがって、本発明における押さえロール４の配置は、想定される最大スクラップ長さに応じて決定するのが望ましい。
また、押さえロール４を搬送ローラテーブル２の長手方向で間隔をおいて複数箇所に設置し、スクラップ長さに応じた場所に設置された押さえロール４を使用するようにしてもよい。
【００２１】
図２に、最大長さ及び反りを有するスクラップとして、板厚５０ｍｍ、幅３５０ｍｍ、長さ４０００ｍｍ、上反り曲率半径１２０００ｍｍ（両側２１３ｍｍ浮き上がり）、質量６３０ｋｇのスクラップを想定し、押さえロール４によりそのようなスクラップＳを押さえた状態において、押さえロール４よりも下流側（テストシャー１側）にあるスクラップ部分ｓ１の長さのスクラップ全長に対する割合と、スクラップ下流端（スクラップ部分ｓ１の端部）での反り高さ及び押さえロール４の必要押し力との関係を示す。
【００２２】
スクラップＳの反り形状を一定曲率の円孤と考えた場合、当然ながらスクラップ長手方向の中心位置を押さえロール４で押さえても、スクラップ端部の反り高さは低くならず、押さえロール４よりも下流側のスクラップ部分ｓ１の長さが短い方が、テストシャー１のナイフ位置に到達した時の反り高さを小さくすることができる。一方、押さえロール４の必要押し力については、スクラップ重心位置に作用すると仮定したスクラップ自重とのモーメントの釣り合いを考慮すると、押さえロール４よりも上流側（反テストシャー側）のスクラップ部分ｓ２の長さが短い方が、押さえロール４の必要押し力は小さくなる。
【００２３】
一般的なテストシャーの構造では、待機時の上ナイフ（刃先）は、搬送ローラテーブル２の上面レベルから約１５０ｍｍ程度上方に位置している。したがって、板厚５０ｍｍのスクラップＳが上下ナイフ間を支障なく通過するためには、その上反り高さを１００ｍｍ以下とする必要がある。図２によれば、押さえロール４よりも下流側（テストシャー１側）にあるスクラップ部分ｓ１の上反り高さを１００ｍｍ以下とするには、当該スクラップ部分ｓ１の長さをスクラップ全長の３５％以下とする必要がある。すなわち、押さえロール４によりスクラップＳを押さえる場合、押さえロール４よりも下流側のスクラップ部分ｓ１の長さはスクラップ全長の３５％以下とするのが望ましい。
【００２４】
一方、図２によれば、押さえロール４よりも下流側のスクラップ部分ｓ１の長さをスクラップ全長の２５％以上とすることで、上ナイフを通過させるための押さえロール４の押し力は約５００ｋｇｆ以下となり、強度上シンプルな装置構造とすることが可能となる。例えば、押さえロール４は搬送ローラテーブル２のロール２０と同幅の従動ロール１本からなるシンプルな構造とすることができる。
したがって、スクラップ搬送方向において、押さえロール４の配置部とテストシャーの上ナイフ位置間の距離（水平方向距離）は、最大スクラップ長さの２５〜３５％とすることが好ましい。
【００２５】
図３及び図４は、搬送ローラテーブル２のロール２０に対する押さえロール４の位置関係を例示したものである。図３（ａ）と図４（ａ）は側面図、図３（ｂ）と図４（ｂ）はスクラップに対するロールの支持点を原理的に示す説明図である。
押さえロール４は、図３（ａ）に示すように搬送ローラテーブル２のローラ２０の直上に配置してもよいが、ローラ２０との間でスクラップＳをより確実に拘束するには、図４（ａ）に示すように搬送ローラテーブル２の隣接するローラ２０間の上方に配置することが好ましい。
【００２６】
例えば、梁の支持を考えた場合、図３（ａ）のような押さえロール４の配置では、図３（ｂ）に示すように、上下支持点が梁の長手方向に同一位置となる上、スクラップＳの上反りによって押さえロール４前後のローラ２０とスクラップＳとの間に隙間が生じるため、支持状態としては上下合わせて１箇所の単純支持に近く、実際には支持点において梁が回転方向の自由度を有する。これに対して図４（ａ）のような押さえロール４の配置では、図４（ｂ）に示すように、上１箇所、下２箇所の支持により、スクラップＳの上反りがある場合でも回転を抑えることができ、図３（ａ）に較べてスクラップＳの上反りをより確実に押さえ込むことができる。したがって、特に、押さえロール４の軸心が搬送ローラテーブル２の隣接するローラ２０の軸心間の中心線のほぼ直上に位置するように、押さえロール４を配置することにより、スクラップＳを特に安定して押さえ込むことができる。
【００２７】
また、押さえロール４によるローラ２０（テーブルローラ）の駆動モータの負荷増大を考慮した場合には、押さえロール４の軸心位置が、搬送ローラテーブル２の隣接する任意のローラ２０Ａ（上流側ローラ），２０Ｂ（下流側ローラ）に対して、［ローラ２０Ａ，２０Ｂの軸心間の中心線の直上］〜［ローラ２０Ｂの軸心よりも上流側の直上］の範囲となるよう、押さえロール４を配置することが好ましい。以下、その理由について説明する。
【００２８】
図５は、押さえロール４でスクラップＳを押さえた状態でのスクラップ自重による作用力を説明するための図面である。ここでは一応、スクラップ回転中心は、隣接するローラ２０Ａ，２０Ｂ（テーブルローラ）のうち上流側のローラ２０Ａのロール面頂点であると考える。押さえロール４の配置部とテストシャーの上ナイフ位置間の距離が最大スクラップ長さの２５〜３５％である場合（＝本発明の好ましい条件）、テストシャーによりスクラップＳの全長を順次細断する工程の少なくとも初期の段階では、ローラ２０Ａのロール面頂点（回転中心）を挟んだスクラップ部分の質量ｍ（ｍ１ｇ，ｍ２ｇ）及びローラ２０Ａと重心間距離Ｌ（Ｌ１，Ｌ２）はともに上流側＞下流側である。
【００２９】
下式に示すように、押さえロール４に作用する反力Ｆβと、ローラ２０Ａに作用する反力Ｆα（この反力Ｆαが大きいほどローラ２０Ａの駆動モータ負荷が大きくなる）は、スクラップ自重のモーメントの釣り合いより算出され、ローラ２０Ａと押さえロール４の軸心間距離δに依存する。
ｍ１ｇ・Ｌ１−ｍ２ｇ・Ｌ２−Ｆβ・δ＝０
Ｆα＝Ｆβ＋ｍ１ｇ＋ｍ２ｇ
【００３０】
例えば、図５（ａ）では、押さえロール４の軸心が搬送ローラテーブル２の隣接するローラ２０Ａ，２０Ｂの軸心間の中心線のほぼ直上に位置するのに対し、図５（ｂ）では、押さえロール４は図５（ａ）よりも下流側（下流側のローラ２０Ｂ寄り）に配置され、上流側のローラ２０Ａと押さえロール４の軸芯間距離δは図５（ａ）＜図５（ｂ）となる。したがって、モーメントの釣り合いを考慮すると、押さえロール４に作用する反力Ｆβとローラ２０Ａに作用する反力Ｆαは、図５（ａ）＞図５（ｂ）となる。ここで、反力Ｆαが大きいほどローラ２０Ａの駆動モータ負荷が大きくなるので、反力Ｆαを小さくしてローラ２０Ａの駆動モータ負荷を抑えるには、押さえロール４の軸心はローラ２０Ａ，２０Ｂの軸心間の中心線の直上よりも下流側に位置した方がよい。
【００３１】
したがって、押さえロール４による押し付け時のスクラップＳの安定性と、ローラ２０Ａに作用する反力Ｆαの低減の観点からして、押さえロール４の軸心位置は、搬送ローラテーブル２の隣接する任意のローラ２０Ａ（上流側ローラ），２０Ｂ（下流側ローラ）に対して、［ローラ２０Ａ，２０Ｂの軸心間の中心線の直上］〜［ローラ２０Ｂの軸心よりも上流側の直上］の範囲、すなわち図５（ａ）に“Ｘ”として示す範囲とすることが好ましい。
【００３２】
以上の述べた点から、スクラップ搬送方向において、押さえロール４の配置部とテストシャー１の上ナイフ位置間の距離（水平方向距離）を最大スクラップ長さの２５〜３５％とし、且つ押さえロール４を、搬送ローラテーブル２を構成する隣接するローラ２０間の上方に配置すること、より好ましくは、押さえロール４の軸心が、搬送ローラテーブル２の隣接する任意のローラ２０Ａ（上流側ローラ），２０Ｂ（下流側ローラ）に対して、［ローラ２０Ａ，２０Ｂの軸心間の中心線の直上］〜［ローラ２０Ｂの軸心よりも上流側の直上］の範囲に位置するように、押さえロール４を配置することにより、比較的小さい押し力で大きな上反り押さえ効果を得ることができる。例えば、板厚５０ｍｍ、幅３５０ｍｍ、長さ４０００ｍｍ、上反り曲率半径１２０００ｍｍ（両側２１３ｍｍ浮き上がり）、質量６３０ｋｇのスクラップを想定した場合、ロール軸心が搬送ローラテーブル２の隣接するローラ２０の軸心間の中心線のほぼ直上に位置するように押さえロール４を配置した条件において、搬送ローラテーブル２の上面レベルから約１５０ｍｍ上方の上ナイフ１０を通過するための押さえロール押し力は約５００ｋｇｆとなり、強度上シンプルな装置構造とすることが可能となる。
【００３３】
押さえルール４を昇降させるアクチュエータ６としては、例えば、エアシリンダ、油圧シリンダ、スクリュージャッキなどを用いることができる。アクチュエータ６は、スクラップＳの上反り部の押さえ時には一定の押し力を発生しつつ、長手方向のスクラップ形状変化や上ナイフ動作に伴うスクラップＳの上下方向の動きに追従できる、つまりストローク動作速度が比較的速いものであることが望ましい。例えば、押し力５００ｋｇｆであれば、小型のエアシリンダで十分である。
【００３４】
このスクラップ搬送装置では、搬送ローラテーブル２上を搬送されてくるスクラップＳの上反りを、押さえロール４の位置よりも上流側で検知する上反り検知手段７が設置されている。この上反り検知手段７は、押さえロール設置用に設けた支持フレーム５に設置されている。
上反り検知手段７としては、スクラップＳの上反り量を測定できるものであればどのような方式のものでもよいが、一般には、レーザー距離センサが用いられる。このレーザー距離センサでスクラップ〜センサ間の距離を測定し、スクラップ先端が支持フレーム５の下方を通過する際の同センサの出力から、スクラップＳの上反り量を算出することができる。
【００３５】
次に、以上述べたスクラップ搬送装置を用いる場合を例に、本発明のスクラップ搬送方法の一実施形態を説明する。
本発明の搬送方法では、図１（ａ）に示すように所定の高さを超える上反りを生じたスクラップＳが搬送ローラテーブル２上を搬送されてきた際に、図１（ｂ）に示すように押さえロール４を下降させてスクラップＳの上反り部を押さえ、搬送ローラテーブル２のローラ２０との間で拘束しつつ、スクラップＳをテストシャー１の上下ナイフ１０，１１間に進入させる。その際、レーザー距離センサなどの上反り検知手段７により、搬送ローラテーブル２上を搬送されてくるスクラップＳの上反り部の高さを検出し、所定高さを超える上反りを検知した際に、スクラップＳに対して押さえロール４を下降させる。具体的には、例えば、テストシャー１の上下ナイフのクリアランスに対して、［クリアランス−５０］ｍｍ〜［クリアランス−７０］ｍｍ程度の基準高さを設定し、この基準高さを超える上反りを検知した際に、押さえロール４を下降させ、スクラップＳの上反り部を押さえるようにする。
【００３６】
また、１本のスクラップＳをテストシャー１において剪断と材料送りを繰り返して細断する際に、押さえロール４を下降させてスクラップＳの上反り部を押さえる場合、テストシャーに付設されたスクラップ押さえ用のホールドダウン３を下降させる際には押さえロール４を上昇させておくことが好ましい。
これは、図６（ａ）に示すように、押さえロール４でスクラップＳの上反り部を押さえた状態でホールドダウン３を下降させた場合、図６（ｂ）に示されるように、押さえロール４よりも上流側のスクラップ部分ｓ２の急激な跳ね上がりによって、押さえロール４やこれを支持するアクチュエータ６が破損する恐れがあるためである。このため、例えば、ホールドダウン３の下降と同時に押さえロール４を上昇させ、一方、スクラップ剪断後には、ホールドダウン４の上昇と同時に押さえロール４を下降させる、というような動作をさせることが望ましい。
【実施例】
【００３７】
図１に示すように、搬送ローラテーブル２のテストシャー入側寄りの領域の上方に、門型の支持フレーム５を介して、アクチュエータ６に昇降可能に保持された押さえロール４と、上反り検知手段７であるレーザー距離センサを設置した。スクラップ搬送方向において、押さえロール４の配置部とテストシャー１の上ナイフ位置間の距離（水平方向距離）を最大スクラップ長さ（４０００ｍｍ）の２５％とし、押さえロール４は、その軸心が搬送ローラテーブル２の隣接するローラ２０の軸心間の中心線のほぼ直上に位置するように配置した。
【００３８】
本実施例において、長さ及び反りの程度ともに最大と想定されるスクラップは、板厚５０ｍｍ、幅３５０ｍｍ、長さ４０００ｍｍ、上反り曲率半径１２０００ｍｍ（両側２１３ｍｍ浮き上がり）、質量６３０ｋｇであるため、搬送ローラテーブル２の上面レベルから約１５０ｍｍ上方の上ナイフ１０を通過するための押さえロール押し力は約５００ｋｇとし、押さえロール昇降用アクチュエータはエアシリンダとした。また、押さえロールは、直径１５０ｍｍの鉄製で、搬送ローラテーブルのローラ２０と同幅の従動ロール（非駆動ロール）とした。また、慣性モーメント低減の観点から、内径１００ｍｍの中空構造とした。
【００３９】
レーザー距離センサ（上反り検知手段７）でスクラップＳとの距離を測定し、スクラップ先端が支持フレーム５の下方を通過する際の同センサの出力から、スクラップＳの上反り量を算出した。テストシャー１の上下ナイフ間のクリアランス１５０ｍｍなので、［１５０−５０］ｍｍを基準高さとし、この基準高さを超える上反りを検知した場合には押さえロール４を下降させて上反り部を押さえることにより、スクラップＳをテストシャー１の上下ナイフ１０，１１間に進入させた。その場合、テストシャー１に付設されたスクラップ押さえ用のホールドダウン３を下降させる際には、スクラップの急激な跳ね上がりによる押さえロール４などの破損を防止するために押さえロール４を上昇させておくことにし、ホールドダウン３の下降と同時に押さえロール４を上昇させ、一方、スクラップ剪断後には、ホールドダウン４の上昇と同時に押さえロール４を下降させた。
【００４０】
以上のような形態で本発明を実施することにより、スクラップ処理にあたるオペレータ要員を削減でき、従来に較べて操業コストを低減することができた。さらに、スクラップ処理が遅延することが無くなり、シャーラインの生産能率を改善できた。また、スクラップに反りが生じ易い高相対レーキ角剪断を実施した場合でも、安定してスクラップ処理を行うことができ、高強度の鋼材の安定生産が可能となった。
【符号の説明】
【００４１】
１ テストシャー
２ 搬送ローラテーブル
３ ホールドダウン
４ 押さえロール
５ 支持フレーム
６ アクチュエータ
７ 上反り検知手段
１０ 上ナイフ
１１ 下ナイフ
２０ ローラ
Ｓ スクラップ
ｓ１，ｓ２ スクラップ部分
【技術分野】
【０００１】
本発明は、厚鋼板の剪断により生じたスクラップを、細断用のテストシャーに搬送するための搬送方法及び搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、厚板需要分野では、例えば、ラインパイプ材用にＡＰＩ規格Ｘ１２０鋼の商用試作生産も開始されるなど、鋼材の高強度化が進んでいる。
厚板を製造する製鉄所の厚板工場では、所定の厚さに圧延された鋼板の形状を矩形とすべく、幅方向両端部をローリングカット式サイドシャーで剪断後、長手方向両端部をダウンカット式クロップシャーで切り落としているが、鋼材の高強度化にともない、剪断作業への負荷は増大する傾向にあり、剪断能力の向上が要望されている。
シャーラインにおける剪断荷重は、一般的には下記（1）式より求めることができる。
【数１】
但し、ｔ：板厚，Ｋ：剪断抵抗（＝α・σＴＳ），σＴＳ：引張り強度，θ：相対レーキ角（被剪断材とナイフとのなす角），Ｌ：切断長
【０００３】
硬くて厚い難剪断材料を剪断する場合は、押し付け力を増大させるか、相対レーキ角θを大きくする必要がある。
一般的に相対レーキ角θを増大させると上下ナイフのラップ代が増大する。図７は、ダウンカット式クロップシャーによる剪断において、相対レーキ角の大小による上下ナイフラップ代の違いを模式的に示したものである。図の左側が通常の相対レーキ角で剪断する場合、右側が高い相対レーキ角で剪断する場合をそれぞれ示している。相対レーキ角を増大させることにより上下ナイフのラップ代が増大すると、被剪断材は上ナイフによって押し下げられる変形を伴うため、例えば、ダウンカット式クロップシャーにおいては、スクラップに反りが発生しやすくなる。一般的に、切り代を大きくすると、スクラップの反り変形は小さくなることが知られているが、切り代を大きくすることは製品歩留りの低下に繋がるため、スクラップの反り変形を許容する必要が生ずる。
【０００４】
図８に、ダウンカット式クロップシャー、スクラップ搬送装置及びダウンカット式テストシャーのレイアウトを示す。通常、クロップシャーで切り落とされたスクラップは、スクラップ搬送装置によりテストシャーまで搬送される。図９に、テストシャーの概略を示す。一般的なテストシャーは、ＤＣモータ及びクランク機構等による昇降機能を有する上ナイフ及び固定下ナイフと、油圧シリンダで構成される板押さえ用シリンダ（以下、ホールドダウンという）からなる。このテストシャーでは、上ナイフを上昇させた待機位置において、上下ナイフ間にスクラップを進入させた後、ナイフの直前に配置されたホールドダウンを下降させてスクラップを押さえ、しかる後、上ナイフを下降させてスクラップを剪断する。通常、スクラップ表面には切断位置を指定するマーキングが施されており、この切断位置のマーキング指定に従い、スクラップ搬送と上記のような一連の剪断動作を繰り返すことにより、スクラップは細断され、材料検査用サンプル等として利用される。
【０００５】
スクラップに大きな反りが生じている場合、テストシャーに搬送されたスクラップの反り部がホールドダウンや上ナイフに引掛り、上下ナイフ間にスクラップを進入させることができなくなる問題が発生する。従来、このような問題が発生した場合、図１０（a）〜（c）に示すように、オペレータがマグネット式リフター等を操作してスクラップ尾端側を持ち上げ、上下ナイフ間にスクラップ先端を誘導するような方法が採られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、このような従来技術の方法は、作業性が悪く煩雑である。また、搬送装置によりテストシャーに搬送されてくるスクラップは、スクラップ毎に異なる形状を有する可能性が高いため、例えば、スクラップ寸法や反りの程度によって必要となるスクラップ尾端持ち上げ量が変化する等、リフター操作においても柔軟性の高い対応が必要となる。処理が遅延するとクロップシャー等の主ラインの操業に支障が出るため、オペレータがリフターの運転室に張り付いて対応せざるを得ないのが現状である。
【０００７】
したがって本発明の目的は、厚鋼板の剪断により生じたスクラップを細断用のテストシャーに搬送するに際し、スクラップに反りが発生している場合でも、オペレータによる煩雑な操作を行うことなく、適切にテストシャーにスクラップを進入させ、細断処理を行うことができる搬送方法及び搬送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明の要旨は以下のとおりである。
［1］厚鋼板の剪断により生じたスクラップを、搬送ローラテーブルでスクラップ細断用のテストシャーに搬送するための搬送方法であって、搬送ローラテーブルのテストシャー入側寄りの領域の上方に、搬送ローラテーブル幅方向でスクラップ上面を押さえることができる押さえロールを昇降可能に配置し、所定の高さを超える上反りを生じたスクラップが搬送ローラテーブル上を搬送されてきた際に、前記押さえロールを下降させてスクラップの上反り部を押さえ、搬送ローラテーブルのローラとの間で拘束しつつ、スクラップをテストシャーの上下ナイフ間に進入させることを特徴とする厚鋼板剪断により生じたスクラップの搬送方法。
【０００９】
［2］上記［1］の搬送方法において、搬送ローラテーブル上を搬送されるスクラップについて、上反り検知手段により所定高さを超える上反りを検知した際に、押さえロールを下降させてスクラップの上反り部を押さえることを特徴とする厚鋼板剪断により生じたスクラップの搬送方法。
［3］上記［1］又は［2］の搬送方法において、スクラップ搬送方向において、押さえロールの配置部とテストシャーの上ナイフ位置間の距離を最大スクラップ長さの２５〜３５％とすることを特徴とする厚鋼板剪断により生じたスクラップの搬送方法。
【００１０】
［4］上記［1］〜［3］のいずれかの搬送方法において、押さえロールを、搬送ローラテーブルを構成する隣接するローラ間の上方に配置することを特徴とする厚鋼板剪断により生じたスクラップの搬送方法。
［5］上記［1］〜［4］のいずれかの搬送方法において、１本のスクラップをテストシャーにおいて剪断と材料送りを繰り返して細断する際に、押さえロールを下降させてスクラップの上反り部を押さえるに当たり、テストシャーに付設されたスクラップ押さえ用ホールドダウンを下降させる際には押さえロールを上昇させておくことを特徴とする厚鋼板剪断により生じたスクラップの搬送方法。
【００１１】
［6］厚鋼板の剪断により生じたスクラップを、搬送ローラテーブルでスクラップ細断用のテストシャーに搬送するための搬送装置であって、搬送ローラテーブルのテストシャー入側寄りの領域の上方に、搬送ローラテーブル幅方向でスクラップ上面を押さえることができる押さえロールを昇降可能に配置したことを特徴とする厚鋼板剪断により生じたスクラップの搬送装置。
［7］上記［6］の搬送装置において、搬送ローラテーブル上を搬送されるスクラップについて、所定高さ超える上反りを検知できる上反り検知手段を備えることを特徴とする厚鋼板剪断により生じたスクラップの搬送装置。
【００１２】
［8］上記［6］又は［7］の搬送装置において、スクラップ搬送方向において、押さえロールの配置部とテストシャーの上ナイフ位置間の距離を最大スクラップ長さの２５〜３５％とすることを特徴とする厚鋼板剪断により生じたスクラップの搬送装置。
［9］上記［6］〜［8］のいずれかの搬送装置において、押さえロールを、搬送ローラテーブルを構成する隣接するローラ間の上方に配置することを特徴とする厚鋼板剪断により生じたスクラップの搬送装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、厚鋼板の剪断により生じたスクラップを細断用のテストシャーに搬送するに際し、スクラップに反りが発生している場合でも、オペレータによる煩雑な操作を行うことなく、適切にテストシャーにスクラップを進入させ、細断処理を行うことができる。このため、シャーラインの生産性を向上させることができるとともに、特にスクラップに反りが生じ易い材料の場合でも、安定したスクラップ処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のスクラップ搬送装置の一実施形態を示すもので、図１（ａ）は押さえロールが上昇した状態を示す説明図、図１（ｂ）は押さえロールが下降した状態を示す説明図
【図２】最大長さ及び反りを有するスクラップを押さえロールにより押さえた状態において、押さえロールよりも下流側にあるスクラップ部分の長さのスクラップ全長に対する割合と、スクラップ下流端での反り高さ及び押さえロールの必要押し力との関係を示すグラフ
【図３】搬送ローラテーブルのロールに対する押さえロールの位置関係の一例を示すもので、図３（ａ）は側面図、図３（ｂ）はスクラップに対するロールの支持点を原理的に示す説明図
【図４】搬送ローラテーブルのロールに対する押さえロールの位置関係の好ましい例を示すもので、図４（ａ）は側面図、図４（ｂ）はスクラップに対するロールの支持点を原理的に示す説明図
【図５】押さえロールでスクラップを押さえた状態でのスクラップ自重による作用力を説明するための図面
【図６】押さえロールでスクラップを押さえた状態で、テストシャーに付設されたスクラップ押さえ用のホールドダウンを下降させた場合の問題点を説明するための図面
【図７】ダウンカット式クロップシャーによる剪断において、相対レーキ角の大小による上下ナイフラップ代の違いを模式的に示す説明図
【図８】ダウンカット式クロップシャー、スクラップ搬送装置及びテストシャーのレイアウトを示す説明図
【図９】テストシャーの概略を示す説明図
【図１０】スクラップに大きな反りが生じている場合の従来技術による対処方法を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明のスクラップ搬送装置の一実施形態を示すもので、図１（ａ）は押さえロールが上昇した状態を示す説明図、図１（ｂ）は押さえロールが下降し、スクラップＳを押さえた状態を示す説明図である。
図において、１は上ナイフ１０と下ナイフ１１を備えたテストシャー、２はその上流側に配置された搬送ローラテーブルであり、この搬送ローラテーブル２は、クロップシャー等による厚鋼板の剪断により生じたスクラップを細断用のテストシャーに搬送するものである。また、テストシャー１の入側（直前）には、剪断時にスクラップを拘束するスクラップ押さえ用のホールドダウン３が付設されている。
【００１６】
搬送ローラテーブル２のテストシャー入側寄りの領域の上方には、昇降可能な押さえロール４が設置されている。本実施形態では、搬送ローラテーブル２を跨ぐ門型の支持フレーム５が設置され、この支持フレーム５にアクチュエータ６が設けられ、このアクチュエータ６に押さえロール４が回転自在且つ上下昇降可能に保持されている。この押さえロール４は、下降した際に、搬送ローラテーブル幅方向でスクラップＳの上面を押さえることができる。
【００１７】
押さえロール４は従動ロール（非駆動ロール）で構成されている。一般に、搬送ローラテーブル２を構成するローラ２０は駆動ロールであるため、押さえロール４を従動ロールとした場合でも、ローラ２０とスクラップＳ間の摩擦によってスクラップＳの推進力を得ることができる。ここで、本発明では押さえロール４を駆動ロールで構成することを排除するものではないが、押さえロール４を駆動ロールとするには、駆動モータ本体も押さえロール４とともに昇降させる必要があるため、装置構成が大掛かりで且つ複雑なものになる。押さえロール４とパスラインを挟んで対向するロール２０（テーブルローラ）が非駆動ロールの場合には、押さえロール４は駆動ロールとする必要があるが、それ以外の場合には、押さえロール４はスクラップＳの上面を押さえるという機能を備えるだけでよいので、駆動ロールである必要はなく、装置構造をシンプルにするという面からも従動ロールとすることが望ましい。
【００１８】
一方、押さえロール４が作動することによりローラ２０（テーブルローラ）の駆動モータの負荷が増大し、極端な場合には、駆動モータのトリップによりスクラップ搬送ができなくなるような事態が生じる可能性も皆無ではないので、そのような事態を生じないように配慮しておくことが好ましい。例えば、従動ロールの慣性モーメントに応じたロール駆動トルクが、ローラ２０の駆動モータの負荷の増加要因となり得るので、押さえロール４の慣性モーメントを低減するのが望ましい。そのためには、押さえロール４について、例えば、（i）ロール径をローラ２０よりも小さくする、（ii）ロールを中空構造とする、（iii）樹脂製などのロールとする、などの構成を採ることが有効であり、ロール折損などが生じない強度を確保しつつ、それらの構成を適宜採用するのが好ましい。
【００１９】
押さえロール４は、上反りを生じたスクラップＳが搬送ローラテーブル２上を搬送されてきた際にスクラップＳの上反り部を押さえ、スクラップＳをテストシャー１の上下ナイフ間に支障なく進入させることができるような位置に配置されればよいが、そのために、スクラップ搬送方向において、押さえロール４の配置部とテストシャーの上ナイフ位置間の距離（水平方向距離）を最大スクラップ長さの２５〜３５％とすることが好ましい。ここで、最大スクラップ長さは、剪断によりスクラップが生じるシャーラインの仕様により決まり、剪断される被剪断材（厚鋼板）の最大幅＝最大スクラップ長さということになる。例えば、ダウンカット式クロップシャーで剪断される被剪断材（厚鋼板）の最大幅が４０００ｍｍの場合には、同値が最大スクラップ長さとなる。
【００２０】
スクラップＳの上反りを構成する曲率がスクラップ長手方向で一定であると仮定すると、上反りを生じたスクラップＳの両端の反り高さはスクラップ長さに応じて二次関数的に増加する。このため、剪断時にスクラップＳに付与される曲率が同じ場合、スクラップ長さが短い場合にはテストシャーでの通過性はあまり問題とならず、スクラップ長さが大きくなるに従って問題が顕著となる。したがって、本発明における押さえロール４の配置は、想定される最大スクラップ長さに応じて決定するのが望ましい。
また、押さえロール４を搬送ローラテーブル２の長手方向で間隔をおいて複数箇所に設置し、スクラップ長さに応じた場所に設置された押さえロール４を使用するようにしてもよい。
【００２１】
図２に、最大長さ及び反りを有するスクラップとして、板厚５０ｍｍ、幅３５０ｍｍ、長さ４０００ｍｍ、上反り曲率半径１２０００ｍｍ（両側２１３ｍｍ浮き上がり）、質量６３０ｋｇのスクラップを想定し、押さえロール４によりそのようなスクラップＳを押さえた状態において、押さえロール４よりも下流側（テストシャー１側）にあるスクラップ部分ｓ１の長さのスクラップ全長に対する割合と、スクラップ下流端（スクラップ部分ｓ１の端部）での反り高さ及び押さえロール４の必要押し力との関係を示す。
【００２２】
スクラップＳの反り形状を一定曲率の円孤と考えた場合、当然ながらスクラップ長手方向の中心位置を押さえロール４で押さえても、スクラップ端部の反り高さは低くならず、押さえロール４よりも下流側のスクラップ部分ｓ１の長さが短い方が、テストシャー１のナイフ位置に到達した時の反り高さを小さくすることができる。一方、押さえロール４の必要押し力については、スクラップ重心位置に作用すると仮定したスクラップ自重とのモーメントの釣り合いを考慮すると、押さえロール４よりも上流側（反テストシャー側）のスクラップ部分ｓ２の長さが短い方が、押さえロール４の必要押し力は小さくなる。
【００２３】
一般的なテストシャーの構造では、待機時の上ナイフ（刃先）は、搬送ローラテーブル２の上面レベルから約１５０ｍｍ程度上方に位置している。したがって、板厚５０ｍｍのスクラップＳが上下ナイフ間を支障なく通過するためには、その上反り高さを１００ｍｍ以下とする必要がある。図２によれば、押さえロール４よりも下流側（テストシャー１側）にあるスクラップ部分ｓ１の上反り高さを１００ｍｍ以下とするには、当該スクラップ部分ｓ１の長さをスクラップ全長の３５％以下とする必要がある。すなわち、押さえロール４によりスクラップＳを押さえる場合、押さえロール４よりも下流側のスクラップ部分ｓ１の長さはスクラップ全長の３５％以下とするのが望ましい。
【００２４】
一方、図２によれば、押さえロール４よりも下流側のスクラップ部分ｓ１の長さをスクラップ全長の２５％以上とすることで、上ナイフを通過させるための押さえロール４の押し力は約５００ｋｇｆ以下となり、強度上シンプルな装置構造とすることが可能となる。例えば、押さえロール４は搬送ローラテーブル２のロール２０と同幅の従動ロール１本からなるシンプルな構造とすることができる。
したがって、スクラップ搬送方向において、押さえロール４の配置部とテストシャーの上ナイフ位置間の距離（水平方向距離）は、最大スクラップ長さの２５〜３５％とすることが好ましい。
【００２５】
図３及び図４は、搬送ローラテーブル２のロール２０に対する押さえロール４の位置関係を例示したものである。図３（ａ）と図４（ａ）は側面図、図３（ｂ）と図４（ｂ）はスクラップに対するロールの支持点を原理的に示す説明図である。
押さえロール４は、図３（ａ）に示すように搬送ローラテーブル２のローラ２０の直上に配置してもよいが、ローラ２０との間でスクラップＳをより確実に拘束するには、図４（ａ）に示すように搬送ローラテーブル２の隣接するローラ２０間の上方に配置することが好ましい。
【００２６】
例えば、梁の支持を考えた場合、図３（ａ）のような押さえロール４の配置では、図３（ｂ）に示すように、上下支持点が梁の長手方向に同一位置となる上、スクラップＳの上反りによって押さえロール４前後のローラ２０とスクラップＳとの間に隙間が生じるため、支持状態としては上下合わせて１箇所の単純支持に近く、実際には支持点において梁が回転方向の自由度を有する。これに対して図４（ａ）のような押さえロール４の配置では、図４（ｂ）に示すように、上１箇所、下２箇所の支持により、スクラップＳの上反りがある場合でも回転を抑えることができ、図３（ａ）に較べてスクラップＳの上反りをより確実に押さえ込むことができる。したがって、特に、押さえロール４の軸心が搬送ローラテーブル２の隣接するローラ２０の軸心間の中心線のほぼ直上に位置するように、押さえロール４を配置することにより、スクラップＳを特に安定して押さえ込むことができる。
【００２７】
また、押さえロール４によるローラ２０（テーブルローラ）の駆動モータの負荷増大を考慮した場合には、押さえロール４の軸心位置が、搬送ローラテーブル２の隣接する任意のローラ２０Ａ（上流側ローラ），２０Ｂ（下流側ローラ）に対して、［ローラ２０Ａ，２０Ｂの軸心間の中心線の直上］〜［ローラ２０Ｂの軸心よりも上流側の直上］の範囲となるよう、押さえロール４を配置することが好ましい。以下、その理由について説明する。
【００２８】
図５は、押さえロール４でスクラップＳを押さえた状態でのスクラップ自重による作用力を説明するための図面である。ここでは一応、スクラップ回転中心は、隣接するローラ２０Ａ，２０Ｂ（テーブルローラ）のうち上流側のローラ２０Ａのロール面頂点であると考える。押さえロール４の配置部とテストシャーの上ナイフ位置間の距離が最大スクラップ長さの２５〜３５％である場合（＝本発明の好ましい条件）、テストシャーによりスクラップＳの全長を順次細断する工程の少なくとも初期の段階では、ローラ２０Ａのロール面頂点（回転中心）を挟んだスクラップ部分の質量ｍ（ｍ１ｇ，ｍ２ｇ）及びローラ２０Ａと重心間距離Ｌ（Ｌ１，Ｌ２）はともに上流側＞下流側である。
【００２９】
下式に示すように、押さえロール４に作用する反力Ｆβと、ローラ２０Ａに作用する反力Ｆα（この反力Ｆαが大きいほどローラ２０Ａの駆動モータ負荷が大きくなる）は、スクラップ自重のモーメントの釣り合いより算出され、ローラ２０Ａと押さえロール４の軸心間距離δに依存する。
ｍ１ｇ・Ｌ１−ｍ２ｇ・Ｌ２−Ｆβ・δ＝０
Ｆα＝Ｆβ＋ｍ１ｇ＋ｍ２ｇ
【００３０】
例えば、図５（ａ）では、押さえロール４の軸心が搬送ローラテーブル２の隣接するローラ２０Ａ，２０Ｂの軸心間の中心線のほぼ直上に位置するのに対し、図５（ｂ）では、押さえロール４は図５（ａ）よりも下流側（下流側のローラ２０Ｂ寄り）に配置され、上流側のローラ２０Ａと押さえロール４の軸芯間距離δは図５（ａ）＜図５（ｂ）となる。したがって、モーメントの釣り合いを考慮すると、押さえロール４に作用する反力Ｆβとローラ２０Ａに作用する反力Ｆαは、図５（ａ）＞図５（ｂ）となる。ここで、反力Ｆαが大きいほどローラ２０Ａの駆動モータ負荷が大きくなるので、反力Ｆαを小さくしてローラ２０Ａの駆動モータ負荷を抑えるには、押さえロール４の軸心はローラ２０Ａ，２０Ｂの軸心間の中心線の直上よりも下流側に位置した方がよい。
【００３１】
したがって、押さえロール４による押し付け時のスクラップＳの安定性と、ローラ２０Ａに作用する反力Ｆαの低減の観点からして、押さえロール４の軸心位置は、搬送ローラテーブル２の隣接する任意のローラ２０Ａ（上流側ローラ），２０Ｂ（下流側ローラ）に対して、［ローラ２０Ａ，２０Ｂの軸心間の中心線の直上］〜［ローラ２０Ｂの軸心よりも上流側の直上］の範囲、すなわち図５（ａ）に“Ｘ”として示す範囲とすることが好ましい。
【００３２】
以上の述べた点から、スクラップ搬送方向において、押さえロール４の配置部とテストシャー１の上ナイフ位置間の距離（水平方向距離）を最大スクラップ長さの２５〜３５％とし、且つ押さえロール４を、搬送ローラテーブル２を構成する隣接するローラ２０間の上方に配置すること、より好ましくは、押さえロール４の軸心が、搬送ローラテーブル２の隣接する任意のローラ２０Ａ（上流側ローラ），２０Ｂ（下流側ローラ）に対して、［ローラ２０Ａ，２０Ｂの軸心間の中心線の直上］〜［ローラ２０Ｂの軸心よりも上流側の直上］の範囲に位置するように、押さえロール４を配置することにより、比較的小さい押し力で大きな上反り押さえ効果を得ることができる。例えば、板厚５０ｍｍ、幅３５０ｍｍ、長さ４０００ｍｍ、上反り曲率半径１２０００ｍｍ（両側２１３ｍｍ浮き上がり）、質量６３０ｋｇのスクラップを想定した場合、ロール軸心が搬送ローラテーブル２の隣接するローラ２０の軸心間の中心線のほぼ直上に位置するように押さえロール４を配置した条件において、搬送ローラテーブル２の上面レベルから約１５０ｍｍ上方の上ナイフ１０を通過するための押さえロール押し力は約５００ｋｇｆとなり、強度上シンプルな装置構造とすることが可能となる。
【００３３】
押さえルール４を昇降させるアクチュエータ６としては、例えば、エアシリンダ、油圧シリンダ、スクリュージャッキなどを用いることができる。アクチュエータ６は、スクラップＳの上反り部の押さえ時には一定の押し力を発生しつつ、長手方向のスクラップ形状変化や上ナイフ動作に伴うスクラップＳの上下方向の動きに追従できる、つまりストローク動作速度が比較的速いものであることが望ましい。例えば、押し力５００ｋｇｆであれば、小型のエアシリンダで十分である。
【００３４】
このスクラップ搬送装置では、搬送ローラテーブル２上を搬送されてくるスクラップＳの上反りを、押さえロール４の位置よりも上流側で検知する上反り検知手段７が設置されている。この上反り検知手段７は、押さえロール設置用に設けた支持フレーム５に設置されている。
上反り検知手段７としては、スクラップＳの上反り量を測定できるものであればどのような方式のものでもよいが、一般には、レーザー距離センサが用いられる。このレーザー距離センサでスクラップ〜センサ間の距離を測定し、スクラップ先端が支持フレーム５の下方を通過する際の同センサの出力から、スクラップＳの上反り量を算出することができる。
【００３５】
次に、以上述べたスクラップ搬送装置を用いる場合を例に、本発明のスクラップ搬送方法の一実施形態を説明する。
本発明の搬送方法では、図１（ａ）に示すように所定の高さを超える上反りを生じたスクラップＳが搬送ローラテーブル２上を搬送されてきた際に、図１（ｂ）に示すように押さえロール４を下降させてスクラップＳの上反り部を押さえ、搬送ローラテーブル２のローラ２０との間で拘束しつつ、スクラップＳをテストシャー１の上下ナイフ１０，１１間に進入させる。その際、レーザー距離センサなどの上反り検知手段７により、搬送ローラテーブル２上を搬送されてくるスクラップＳの上反り部の高さを検出し、所定高さを超える上反りを検知した際に、スクラップＳに対して押さえロール４を下降させる。具体的には、例えば、テストシャー１の上下ナイフのクリアランスに対して、［クリアランス−５０］ｍｍ〜［クリアランス−７０］ｍｍ程度の基準高さを設定し、この基準高さを超える上反りを検知した際に、押さえロール４を下降させ、スクラップＳの上反り部を押さえるようにする。
【００３６】
また、１本のスクラップＳをテストシャー１において剪断と材料送りを繰り返して細断する際に、押さえロール４を下降させてスクラップＳの上反り部を押さえる場合、テストシャーに付設されたスクラップ押さえ用のホールドダウン３を下降させる際には押さえロール４を上昇させておくことが好ましい。
これは、図６（ａ）に示すように、押さえロール４でスクラップＳの上反り部を押さえた状態でホールドダウン３を下降させた場合、図６（ｂ）に示されるように、押さえロール４よりも上流側のスクラップ部分ｓ２の急激な跳ね上がりによって、押さえロール４やこれを支持するアクチュエータ６が破損する恐れがあるためである。このため、例えば、ホールドダウン３の下降と同時に押さえロール４を上昇させ、一方、スクラップ剪断後には、ホールドダウン４の上昇と同時に押さえロール４を下降させる、というような動作をさせることが望ましい。
【実施例】
【００３７】
図１に示すように、搬送ローラテーブル２のテストシャー入側寄りの領域の上方に、門型の支持フレーム５を介して、アクチュエータ６に昇降可能に保持された押さえロール４と、上反り検知手段７であるレーザー距離センサを設置した。スクラップ搬送方向において、押さえロール４の配置部とテストシャー１の上ナイフ位置間の距離（水平方向距離）を最大スクラップ長さ（４０００ｍｍ）の２５％とし、押さえロール４は、その軸心が搬送ローラテーブル２の隣接するローラ２０の軸心間の中心線のほぼ直上に位置するように配置した。
【００３８】
本実施例において、長さ及び反りの程度ともに最大と想定されるスクラップは、板厚５０ｍｍ、幅３５０ｍｍ、長さ４０００ｍｍ、上反り曲率半径１２０００ｍｍ（両側２１３ｍｍ浮き上がり）、質量６３０ｋｇであるため、搬送ローラテーブル２の上面レベルから約１５０ｍｍ上方の上ナイフ１０を通過するための押さえロール押し力は約５００ｋｇとし、押さえロール昇降用アクチュエータはエアシリンダとした。また、押さえロールは、直径１５０ｍｍの鉄製で、搬送ローラテーブルのローラ２０と同幅の従動ロール（非駆動ロール）とした。また、慣性モーメント低減の観点から、内径１００ｍｍの中空構造とした。
【００３９】
レーザー距離センサ（上反り検知手段７）でスクラップＳとの距離を測定し、スクラップ先端が支持フレーム５の下方を通過する際の同センサの出力から、スクラップＳの上反り量を算出した。テストシャー１の上下ナイフ間のクリアランス１５０ｍｍなので、［１５０−５０］ｍｍを基準高さとし、この基準高さを超える上反りを検知した場合には押さえロール４を下降させて上反り部を押さえることにより、スクラップＳをテストシャー１の上下ナイフ１０，１１間に進入させた。その場合、テストシャー１に付設されたスクラップ押さえ用のホールドダウン３を下降させる際には、スクラップの急激な跳ね上がりによる押さえロール４などの破損を防止するために押さえロール４を上昇させておくことにし、ホールドダウン３の下降と同時に押さえロール４を上昇させ、一方、スクラップ剪断後には、ホールドダウン４の上昇と同時に押さえロール４を下降させた。
【００４０】
以上のような形態で本発明を実施することにより、スクラップ処理にあたるオペレータ要員を削減でき、従来に較べて操業コストを低減することができた。さらに、スクラップ処理が遅延することが無くなり、シャーラインの生産能率を改善できた。また、スクラップに反りが生じ易い高相対レーキ角剪断を実施した場合でも、安定してスクラップ処理を行うことができ、高強度の鋼材の安定生産が可能となった。
【符号の説明】
【００４１】
１ テストシャー
２ 搬送ローラテーブル
３ ホールドダウン
４ 押さえロール
５ 支持フレーム
６ アクチュエータ
７ 上反り検知手段
１０ 上ナイフ
１１ 下ナイフ
２０ ローラ
Ｓ スクラップ
ｓ１，ｓ２ スクラップ部分
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚鋼板の剪断により生じたスクラップを、搬送ローラテーブルでスクラップ細断用のテストシャーに搬送するための搬送方法であって、
搬送ローラテーブルのテストシャー入側寄りの領域の上方に、搬送ローラテーブル幅方向でスクラップ上面を押さえることができる押さえロールを昇降可能に配置し、所定の高さを超える上反りを生じたスクラップが搬送ローラテーブル上を搬送されてきた際に、前記押さえロールを下降させてスクラップの上反り部を押さえ、搬送ローラテーブルのローラとの間で拘束しつつ、スクラップをテストシャーの上下ナイフ間に進入させることを特徴とする厚鋼板剪断により生じたスクラップの搬送方法。
【請求項２】
搬送ローラテーブル上を搬送されるスクラップについて、上反り検知手段により所定高さを超える上反りを検知した際に、押さえロールを下降させてスクラップの上反り部を押さえることを特徴とする請求項１に記載の厚鋼板剪断により生じたスクラップの搬送方法。
【請求項３】
スクラップ搬送方向において、押さえロールの配置部とテストシャーの上ナイフ位置間の距離を最大スクラップ長さの２５〜３５％とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の厚鋼板剪断により生じたスクラップの搬送方法。
【請求項４】
押さえロールを、搬送ローラテーブルを構成する隣接するローラ間の上方に配置することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の厚鋼板剪断により生じたスクラップの搬送方法。
【請求項５】
１本のスクラップをテストシャーにおいて剪断と材料送りを繰り返して細断する際に、押さえロールを下降させてスクラップの上反り部を押さえるに当たり、テストシャーに付設されたスクラップ押さえ用ホールドダウンを下降させる際には押さえロールを上昇させておくことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の厚鋼板剪断により生じたスクラップの搬送方法。
【請求項６】
厚鋼板の剪断により生じたスクラップを、搬送ローラテーブルでスクラップ細断用のテストシャーに搬送するための搬送装置であって、
搬送ローラテーブルのテストシャー入側寄りの領域の上方に、搬送ローラテーブル幅方向でスクラップ上面を押さえることができる押さえロールを昇降可能に配置したことを特徴とする厚鋼板剪断により生じたスクラップの搬送装置。
【請求項７】
搬送ローラテーブル上を搬送されるスクラップについて、所定高さ超える上反りを検知できる上反り検知手段を備えることを特徴とする請求項６に記載の厚鋼板剪断により生じたスクラップの搬送装置。
【請求項８】
スクラップ搬送方向において、押さえロールの配置部とテストシャーの上ナイフ位置間の距離を最大スクラップ長さの２５〜３５％とすることを特徴とする請求項６又は７に記載の厚鋼板剪断により生じたスクラップの搬送装置。
【請求項９】
押さえロールを、搬送ローラテーブルを構成する隣接するローラ間の上方に配置することを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の厚鋼板剪断により生じたスクラップの搬送装置。
【請求項１】
厚鋼板の剪断により生じたスクラップを、搬送ローラテーブルでスクラップ細断用のテストシャーに搬送するための搬送方法であって、
搬送ローラテーブルのテストシャー入側寄りの領域の上方に、搬送ローラテーブル幅方向でスクラップ上面を押さえることができる押さえロールを昇降可能に配置し、所定の高さを超える上反りを生じたスクラップが搬送ローラテーブル上を搬送されてきた際に、前記押さえロールを下降させてスクラップの上反り部を押さえ、搬送ローラテーブルのローラとの間で拘束しつつ、スクラップをテストシャーの上下ナイフ間に進入させることを特徴とする厚鋼板剪断により生じたスクラップの搬送方法。
【請求項２】
搬送ローラテーブル上を搬送されるスクラップについて、上反り検知手段により所定高さを超える上反りを検知した際に、押さえロールを下降させてスクラップの上反り部を押さえることを特徴とする請求項１に記載の厚鋼板剪断により生じたスクラップの搬送方法。
【請求項３】
スクラップ搬送方向において、押さえロールの配置部とテストシャーの上ナイフ位置間の距離を最大スクラップ長さの２５〜３５％とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の厚鋼板剪断により生じたスクラップの搬送方法。
【請求項４】
押さえロールを、搬送ローラテーブルを構成する隣接するローラ間の上方に配置することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の厚鋼板剪断により生じたスクラップの搬送方法。
【請求項５】
１本のスクラップをテストシャーにおいて剪断と材料送りを繰り返して細断する際に、押さえロールを下降させてスクラップの上反り部を押さえるに当たり、テストシャーに付設されたスクラップ押さえ用ホールドダウンを下降させる際には押さえロールを上昇させておくことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の厚鋼板剪断により生じたスクラップの搬送方法。
【請求項６】
厚鋼板の剪断により生じたスクラップを、搬送ローラテーブルでスクラップ細断用のテストシャーに搬送するための搬送装置であって、
搬送ローラテーブルのテストシャー入側寄りの領域の上方に、搬送ローラテーブル幅方向でスクラップ上面を押さえることができる押さえロールを昇降可能に配置したことを特徴とする厚鋼板剪断により生じたスクラップの搬送装置。
【請求項７】
搬送ローラテーブル上を搬送されるスクラップについて、所定高さ超える上反りを検知できる上反り検知手段を備えることを特徴とする請求項６に記載の厚鋼板剪断により生じたスクラップの搬送装置。
【請求項８】
スクラップ搬送方向において、押さえロールの配置部とテストシャーの上ナイフ位置間の距離を最大スクラップ長さの２５〜３５％とすることを特徴とする請求項６又は７に記載の厚鋼板剪断により生じたスクラップの搬送装置。
【請求項９】
押さえロールを、搬送ローラテーブルを構成する隣接するローラ間の上方に配置することを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の厚鋼板剪断により生じたスクラップの搬送装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−８６１９２（Ｐ２０１３−８６１９２Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２６２３１（Ｐ２０１１−２２６２３１）
【出願日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
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