CN105916608A - 钢板加热方法和钢板加热装置 - Google Patents

Abstract

在热压成型前对作为冲压对象的钢板(K)进行加热的钢板加热方法中，在利用支承构件(30)固定支承钢板中的成型后不再需要的不需要部分而在铅垂方向上支承了该钢板的状态下，将该钢板输入在炉内侧面具有加热器(15)的加热炉(10)内，在该加热炉内加热至预定温度之后，将该钢板从加热炉内输出，然后，在热压成型前或热压成型时切断去除不需要部分。

Description

钢板加热方法和钢板加热装置

技术领域

本发明涉及对钢板进行加热的钢板加热方法和钢板加热装置。

背景技术

例如，作为使用了高强度钢板的汽车部件材料等的钢板成型方法而逐渐广泛采用的热压成型通过在高温下对钢板进行成型，从而能够在变形阻力较低的阶段进行成型，而且，通过利用因冷却水的喷出而产生的骤冷使钢板淬火硬化，能够不产生成型后的变形等成型不良，就能够通过冲压成型提供高强度且形状精度较高的部件等。

在这样的热压成型方法中，在冲压成型前利用加热炉将钢板加热至预定温度，例如700℃～1000℃，之后将该钢板输送至热压成型装置并进行冲压成型。

作为这样的利用加热炉进行加热的技术，以往以来，通常使用利用辊水平支承钢板，且一边利用辊在炉内输送钢板一边利用炉内的例如上下设置的加热器对钢板进行加热的机构(专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开2009-155691号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在所述的现有技术中，由于利用旋转的辊输送钢板，因此可能导致钢板在炉内曲折移动。另外，辊成为遮蔽物，使辐射效率较差，而难以进行快速的加热。而且，为了辊不产生热变形而均热化，因此需要在输送时以外仍始终使辊进行旋转，因而能量转换效率较差。而且，在由炉的入口附近的热冲击、加热的不均匀而产生的热应力的作用下，还可能导致辊劣化或破损。当辊破损时，炉的操作停止。而且另外，在表面镀敷后的钢板的情况下，在熔融温度范围内，可能导致镀敷材料附着于辊，还可能导致附着于辊的镀敷材料再次附着于钢板。

本发明即是鉴于该问题而做成的，其目的在于通过以下方式解决上述问题：代替以往那样的利用辊水平支承钢板并将钢板在炉内输送的情况，在铅垂方向上固定支承了钢板的状态下将钢板输入炉内并对其进行加热。

用于解决问题的方案

为了达成所述目的，本发明提供一种在热压成型前对作为冲压对象的钢板进行加热的钢板加热方法，其中，在以利用支承构件固定支承所述钢板中的、成型后不再需要的不需要部分的方式在铅垂方向上支承了所述钢板的状态下，将所述钢板输入至在炉内侧面具有加热器的加热炉内，在所述加热炉内加热至预定温度后，将所述钢板从加热炉中输出，之后去除所述不需要部分。

另外，在此所说的之后可以不是从加热炉中输出后的立刻，而可以是输出后进行热压成型时。

另外，本发明的固定支承包含夹持保持所述的不需要部分的情况、将不需要部分卡定并悬挂于支承构件的情况。另外，期望的是，在两个部位以上固定支承钢板。由此，即使在钢板具有纵长的形状的情况下，也能够防止该钢板挠曲。而且，在钢板为纵长的形状的情况下，例如在钢板的长度方向上的长度超过1m的情况下，优选在其两端部进行固定支承。

根据本发明，在铅垂方向上利用支承构件固定支承后的状态下，在加热炉内对钢板进行加热，因此不会产生以往那样的伴随使用辊而产生的不良影响，而辐射效率良好且能量转换效率也较佳。另外，由于在铅垂方向上利用支承构件固定支承，因此能够抑制钢板挠曲。另外，在此，成型后不再需要的不需要部分是指在成型了该钢板之后作为产品而不再需要的部分。另外，利用支承构件固定支承不需要部分是指利用支承构件固定支承不需要部分的整体或不需要部分的一部分。

在所述方法中，优选的是，在加热炉内使钢板沿上下方向移动。

而且另外，优选的是，对固定支承着的所述钢板施加张力。

根据其他的观点，本发明提供一种在热压成型前对作为冲压对象的钢板进行加热的钢板加热装置，该钢板加热装置具有：加热炉，其能够以铅垂状态容纳所述钢板；以及输送装置，其在利用支承构件在铅垂方向上支承了所述钢板的状态下使所述钢板在所述加热炉的输送路径内通过。而且，所述加热炉具有：钢板的输送路径，其形成于相对的侧壁之间；以及加热器，其设于所述侧壁的至少一者的面，用于对所述钢板进行加热，所述输送装置具有：支承构件，其固定支承钢板中的成型后不再需要的不需要部分；以及移动机构，其使所述支承构件沿着自所述加热炉的入口前上方到出口后上方的范围内设置的轨道移动。

该情况下，优选的是，该钢板加热装置具有上下驱动机构，该上下驱动机构使所述支承构件沿上下方向移动。

另外，优选的是，该钢板加热装置具有剪切机构，该剪切机构在加热炉的出口后方处对所述不需要部分进行剪切。

而且另外，优选的是，该钢板加热装置具有对所支承的钢板施加张力的机构。

发明的效果

根据本发明，在热压成型前对冲压对象钢板进行加热时，不会产生以往那样的伴随使用辊而产生的不良影响，而辐射效率良好且能量转换效率也较佳。而且，能够比以往更均匀地对冲压对象钢板进行加热。

附图说明

图1是实施方式的钢板加热装置的立体图。

图2是图1的钢板加热装置的从加热炉的输送方向入口侧观察到的说明图。

图3是支承构件的主视图。

图4是支承于支承构件的支承体的钢板的主视图。

图5是表示伸出构件的其他的例子的钢板的主要部位的主视图。

图6是示意地说明钢板加热装置和热压成型装置的说明图。

具体实施方式

以下，说明本发明的实施方式。图1表示实施方式的钢板加热装置1的概要，该实施方式的钢板加热装置1中的加热炉10在基座11的两侧分别相对地具有侧壁体12、13，该侧壁体12、13之间的细长的空间构成钢板K的输送路径14。在各侧壁体12、13的内侧分别设有加热器15、15(另外，在图1中，为了方便图示，将加热炉10的一部分剖开地进行描绘)。

加热器15例如能够使用电热加热器、远红外线加热器、近红外线灯、感应加热部件等。另外，在本实施方式中，在侧壁体12、13的两表面上分别设有加热器15，但是也可以根据钢板的种类、大小、形状等而仅在一者的侧壁面设置加热器15。

本实施方式的钢板加热装置1的输送装置20具有自加热炉10的入口10a侧(附图里侧)的上方到加热炉10的出口10b侧(附图近前侧)的上方的范围内设置的前进轨道容纳部21、和与往轨道容纳部21平行设置的复轨道容纳部22。往轨道容纳部21、复轨道容纳部22分别被支柱23支承。另外，在往轨道容纳部21和复轨道容纳部22的各端部架设有带有横条的、俯视呈曲线状的支承构件移动路径24a和支承构件移动路径24b。

往轨道容纳部21、复轨道容纳部22基本上具有相同的结构，根据图2、图3所述的往轨道容纳部21对其进行详细说明，往轨道容纳部21在主体部21a内的上侧容纳有成为驱动机构的链式输送机21b，在主体部21a的下侧收纳有轨道体21c，该主体部21a的下表面侧开口，且截面呈槽形。如图1所示，链式输送机21b架设在设于支承构件移动路径24a侧的齿轮链轮25与设于支承构件移动路径24b侧的齿轮链轮26之间，通过借助轴27连接于齿轮链轮25的马达等的驱动源28的工作，该链式输送机21b在往轨道容纳部21、支承构件移动路径24a、复轨道容纳部22、支承构件移动路径24b循环移动。

本实施方式的支承构件30直接支承于所述轨道体21c。也如图3所示，支承构件30具有两个悬挂构件31、32。由于悬挂构件31、32具有相同的结构，因此对悬挂构件31进行说明，如图2所示，在悬挂构件31中，在支架31a上设有轨道行驶构件33和缸体34。

轨道行驶构件33具有与链式输送机21b相啮合的啮合部33a和包括能够在所述的轨道体21c上行驶的辊33b的行驶部33c。缸体34固定于支架31a，利用缸体34的工作而进行伸缩的杆构件34a向支架31a的下方垂下，且在其下端具有支承体34b。因而，支承体34b利用缸体34的工作而上下移动。

还如图4所示，在支承体34b的下方部沿上下方向设有多个突起35(附图的例子中为四个部位)。而且，钢板K通过卡定于该突起35而支承在悬挂构件31、32的各支承体34b、34b之间。即，在钢板K的两端部预先形成有与各本来的产品无关的、也就是说作为成型后不再需要的不需要部分的伸出构件Ka、Kb，而且，在该伸出构件Ka、Kb上形成有可与支承体34b的突起35卡定的卡定部36，通过该卡定部36与突起35卡定，从而钢板K卡定于该突起35并支承在悬挂构件31、32的各支承体34b、34b之间。

在实施方式的例子中，伸出构件Ka、Kb的形状为T字型，通过将其内侧开槽口而形成卡定部36，但是，代替该方式，如图5所示，还可以在自钢板K的端部向水平方向伸出的伸出构件Ka上形成孔37，通过向该孔37内插入支承体34b的突起35，从而将钢板K支承在悬挂构件31、32的各支承体34b、34b之间。

另外，代替这样的使用伸出构件Ka、Kb将钢板K悬挂支承在悬挂构件31、32的各支承体34b、34b之间，例如，还可以在悬挂构件31、32上设置用于夹持伸出构件Ka、Kb的夹持机构(未图示)，由此通过夹持伸出构件Ka、Kb而在铅垂方向上固定支承钢板K。

而且另外，如图3的虚线所示，还可以在两个悬挂构件31、32的、例如杆构件34a、34a之间设置张力施加机构39，该张力施加机构39具有缸体38和向两侧突出的杆38a、38a。通过使张力施加机构39的缸体38工作，杆38a伸缩而能够将悬挂构件31、32之间的间隔扩大，由此，能够对支承在悬挂构件31、32的各支承体34b、34b之间的钢板K施加张力。

再回到图1进行说明，如上所述，该钢板加热装置1具有往轨道容纳部21、和与该往轨道容纳部21平行设置的复轨道容纳部22，复轨道容纳部22具有与往轨道容纳部21相同的结构。

而且，在本实施方式中，如上所述，在往轨道容纳部21与复轨道容纳部22的各端部之间架设有支承构件移动路径24a和支承构件移动路径24b，借助支承构件移动路径24b，能够使位于复轨道容纳部22侧的支承构件30的悬挂构件31、32向往轨道容纳部21侧、即加热炉10的入口10a侧移动。另外，借助支承构件移动路径24a，能够使位于加热炉10的出口10b侧即往轨道容纳部21侧的支承构件30的悬挂构件31、32向复轨道容纳部22侧移动。另外，插入于炉内的悬挂构件31、32使用耐热性和热冲击性较高的耐热钢等，而且，通常，作为炉设备的保护方法，能够采用应该考虑的利用绝热材料进行保护的方法、通过在构件内部设置流路并利用冷却水、空气等冷媒进行冷却的冷却方法。

另外，在本实施方式中，在加热炉10的出口10b侧设有剪切机构40，该剪切机构40对在加热炉10的加热结束之后支承于位于加热炉10的出口10b侧的支承构件30的悬挂构件31、32的钢板K的伸出构件Ka、Kb进行剪切。

该剪切机构40具有一对剪切装置41、42。剪切装置41、42具有相同的结构，例如对剪切装置42进行详细说明，该剪切装置42具有基座43、和与基座43垂直设置且互相相对的剪切构件44、45。剪切构件44、45利用驱动机构(未图示)沿基座43移动，而靠近远离自如。而且，在剪切构件44、45的各相对面侧设有刀具体44a、45a。因而，通过使剪切构件44、45相靠近，能够利用该刀具体44a、45a对支承在悬挂构件31、32之间的钢板K的伸出构件Ka、Kb进行剪切。

而且，在加热炉10的出口10b侧能够配置输送机器人50，该输送机器人50具备多关节型臂，用于保持被支承于支承构件30的悬挂构件31、32的钢板K。该输送机器人50具有利用手柄51的转动操作能够使两个夹紧型的夹具52、52打开或关闭的功能。另外，该输送机器人50包括自加热炉10的出口10b侧的位置移动自如的移动机构(未图示)，该移动机构能够将所保持的钢板输送至后述的热压成型装置。

实施方式的钢板加热装置1如上所述地构成，接着说明使用了该钢板加热装置1的钢板加热方法。

首先，将成为热压成型的对象的钢板K在加热炉10的入口10a侧支承于位于往轨道容纳部21侧的支承构件30的悬挂构件31、32。然后，利用图3所示的张力施加机构39对所支承的钢板在水平方向上施加张力。

在该状态下，使往轨道容纳部21的驱动机构工作而驱动链式输送机21b，使支承有钢板K的支承构件30的悬挂构件31、32向加热炉10移动，在加热炉10中利用加热器15将钢板K加热至预定温度，例如700℃～1000℃。此时，还可以使悬挂构件31、32的缸体34工作，使杆构件34a伸缩，从而使支承于悬挂构件31、32的钢板K沿上下方向移动。

然后，在将钢板K加热至预定温度后，使往轨道容纳部21的链式输送机21b驱动，将支承有钢板K的支承构件30的悬挂构件31、32从加热炉10中输出，并使其移动至加热炉10的出口10b侧空间。另外，在对钢板K进行加热时，可以始终在输送的同时利用加热炉10进行加热，也可以在加热炉10内停止的状态下进行加热。

在支承有钢板K的支承构件30的悬挂构件31、32在加热炉10的出口10b侧空间的预定位置停止之后，使输送机器人50靠近钢板K，并利用夹具52、52保持钢板K。然后，释放张力施加机构39的张力，并使剪切装置41、42工作，从而利用剪切构件44、45对支承于悬挂构件31、32之间的钢板K的伸出构件Ka、Kb进行剪切。由此，输送机器人50成为支承有去除了成型后的不需要部分的伸出构件Ka、Kb的钢板K的状态。

然后，如图6所示，在利用夹具52、52保持了钢板K的状态下，利用输送机器人50的多关节型臂53将钢板K输送至热压成型装置60的用于进行冲压成型和骤冷处理的成型骤冷台62的下侧模具63。然后，在将钢板K安放在预定位置之后，利用上侧模具64的冲压，对钢板K施加预定的冲压成型和骤冷处理，从而将钢板K加工为预定的产品。

这样，根据本发明的实施方式，在借助作为冲压成型后不再需要的不需要部分的伸出构件Ka、Kb利用支承构件30的悬挂构件31、32沿铅垂方向固定支承了钢板K的状态下，将钢板K输入至在侧壁体12、13的表面具有加热器15的加热炉10内，并对钢板K进行加热，因此与以往的利用辊以水平状态支承钢板并对其进行加热的方式相比较，首先，钢板K不会曲折移动，而能够比以往更均匀地对钢板K进行加热。而且，由于在加热器15与钢板K之间没有遮蔽的构件，因此能够将来自加热器15的热高效地投入到钢板K，而辐射效率也较良好，能够进行比以往更快速的加热。此外，由于除了加热时使支承构件30移动以外，不需要使支承构件30移动，因此相比于以往，能量转换效率也较良好。而且，由于不使用辊，因此，不存在因辊破损而导致操作停止的可能性。

而且，在所述的实施方式中，由于能够使支承构件30的缸体34工作，而使支承有钢板K的支承体34b上下移动，因此在钢板K位于加热炉10内的期间中，通过使缸体34工作而使钢板K沿上下方向移动，能够抑制加热不均而能够进行更均匀的加热。因而，还能够防止因加热器15的排列、加热输出特性的偏差而产生的上下方向上的加热不均。

另外，在所述的实施方式中，作为加热对象的钢板K借助伸出构件Ka、Kb利用支承构件30的悬挂构件31、32沿铅垂方向固定支承，而且，在两端部的两个部位被固定支承，因此即使钢板K具有水平方向上较长的形状，钢板K也不会挠曲。而且另外，由于利用张力施加机构39对作为加热对象的钢板K在水平方向上施加有张力，因此能够抑制加热时的钢板K的刚性的下降、由热膨胀导致的变形。

而且，由于将钢板K在铅垂方向上固定支承时所使用的钢板K的伸出构件Ka、Kb为冲压成型后不再需要的不需要部分，因此能够对钢板K自身全面且均匀地进行加热。另外，在钢板K为镀敷钢板的情况下，即使在熔融温度范围内进行加热，也不用担心产生熔融的镀敷材料再次附着于钢板K的情况。

另外，在所述实施方式中，由于利用设置于钢板加热装置1的剪切机构40在加热后立刻在钢板加热装置1内将伸出构件Ka、Kb剪切并去除，因此能够在高温低强度状态下去除作为不需要部分的伸出构件Ka、Kb，而不会对成型后的产品的形状、品质、性能产生影响。另外，在剪切之后，将残留于支承构件30的悬挂构件31、32的伸出构件Ka、Kb借助滑槽(未图示)等回收到回收箱等即可。另外，在能够在冲压模具上设置剪切机构的情况下，还可以在热压成型装置60进行冲压时，同时剪切并去除伸出构件Ka、Kb。

如上所示，对于利用输送机器人50输送了钢板K后的支承构件30的悬挂构件31、32，使其经由支承构件移动路径24a向复轨道容纳部22侧移动，然后，经由支承构件移动路径24b向加热炉10的入口10a侧移动，并再次在加热炉10的入口10a侧的预定位置将下一个进行处理的钢板K安放于支承构件30的悬挂构件31、32即可。

另外，也如图1所明确的那样，钢板加热装置1采用从两侧对铅垂状态的钢板K进行加热的加热炉10，另外，输送装置20的往轨道容纳部21、复轨道容纳部22配置在加热炉10的上方，因此，地面占用面积远小于以往的水平支承型加热炉，因而，能够将多个钢板加热装置1多台并排设置。因此，在相同地面面积上的操作中，生产率极其良好。

而且另外，在所述实施方式中，支承构件30的悬挂构件31、32的移动基于安装于往轨道容纳部21、复轨道容纳部22的链式输送机21b，将该驱动机构设于加热炉10外，如图2所示，由于能够将往轨道容纳部21设为不会自加热炉开口部直接受到辐射热的配置，因此，能够将来自加热炉10的对驱动系统产生的热影响抑制到最小限度。当然，若适当施加热屏蔽，则也可以将支承构件30自身搭载于自行式驱动机构。

以上，参照附图说明了本发明的较佳的实施方式，但本发明并不限定于该例子。明确的是，只要是本领域技术人员，在权利要求书所记载的思想范围内，能够想到各种变形例或修正例，应该了解的是，这些变形例或修正例当然属于本发明的保护范围。

产业上的可利用性

本发明对于在将钢板热压成型前的钢板的加热是有用的。

附图标记说明

1、钢板加热装置；10、加热炉；10a、入口；10b、出口；11、基座；12、13、侧壁体；14、输送路径；15、加热器；20、输送装置；21、往轨道容纳部；21a、主体部；21b、链式输送机；21c、轨道体；22、复轨道容纳部；23、支柱；24a、24b、支承构件移动路径；25、26、齿轮链轮；27、轴；28、驱动源；30、支承构件；31、32、悬挂构件；31a、支架；33、轨道行驶构件；33a、啮合部；33b、辊；33c、行驶部；34、缸体；34a、杆构件；34b、支承体；35、突起；36、卡定部；37、孔；38、缸体；38a、杆；39、张力施加机构；40、剪切机构；41、42、剪切装置；43、基座；44、45、剪切构件；44a、45a、刀具体；50、输送机器人；51、手柄；52、夹具；53、多关节型臂；60、热压成型装置；62、成型骤冷台；63、下侧模具；64、上侧模具；K、钢板；Ka、Kb、伸出构件。

Claims (8)

1.一种钢板加热方法，其在热压成型前对作为冲压对象的钢板进行加热，其中，

在以利用支承构件固定支承所述钢板中的、成型后不再需要的不需要部分的方式在铅垂方向上支承了所述钢板的状态下，将所述钢板输入至在炉内侧面具有加热器的加热炉内，

在利用所述加热炉加热至预定温度之后，将所述钢板从加热炉中输出，之后去除所述不需要部分。

2.根据权利要求1所述的钢板加热方法，其中，

在所述加热炉内使钢板沿上下方向移动。

3.根据权利要求1或2所述的钢板加热方法，其中，

对固定支承着的所述钢板施加张力。

4.一种钢板加热装置，其在热压成型前对作为冲压对象的钢板进行加热，其中，

该钢板加热装置具有：加热炉，其能够以铅垂状态容纳所述钢板；以及输送装置，其在利用支承构件在铅垂方向上支承了所述钢板的状态下使所述钢板在所述加热炉的输送路径内通过，

所述加热炉具有：钢板的输送路径，其形成于相对的侧壁之间；以及加热器，其设于所述侧壁的至少一者的面，用于对所述钢板进行加热，

所述输送装置具有：支承构件，其以固定支承钢板中的在成型后不再需要的不需要部分的方式支承钢板；以及移动机构，其使所述支承构件沿着自所述加热炉的入口前上方到出口后上方的范围内设置的轨道移动。

5.根据权利要求4所述的钢板加热装置，其中，

该钢板加热装置具有上下驱动机构，该上下驱动机构使所述支承构件沿上下方向移动。

6.根据权利要求4所述的钢板加热装置，其中，

该钢板加热装置具有剪切机构，该剪切机构在所述加热炉的出口后方处对所述不需要部分进行剪切。

7.根据权利要求5所述的钢板加热装置，其中，

该钢板加热装置具有剪切机构，该剪切机构在所述加热炉的出口后方处对所述不需要部分进行剪切。

8.根据权利要求4～7中任一项所述的钢板加热装置，其中，

该钢板加热装置具有对固定支承着的所述钢板施加张力的机构。