(57)【要約】      （修正有）【課題】漸次連続する少なくとも２つのロール段を含む、パイプ状のワークピースを作製するための圧延機で、パイプ状のワークピースの品質を改善する手段を提供する。【解決手段】第２のロール段のマンドレルバーに対する進入ラインを、第１のロール段のマンドレルバーに対する引き抜きライン上に置くことができる。２つのロール段がマンドレルバーを使用して圧延する圧延方法において、ワークピースが第１のロール段のマンドレルバーから第２のロール段のマンドレルバーにもたらされ、その際に当該ワークピースの内部空間が完全に空になることがなく、および／または当該ワークピースの走行方向が変化せず、または当該ワークピースがその間に制動され、再加速されることがない、ことによっても達成することができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
漸次連続する少なくとも２つのロール段（１０，２０）を含む、パイプ状のワークピース（２）を作製するための圧延機（１）であって、２つのロール段（１０，２０）はマンドレルバー（１１，２１）を含む形式の圧延機において、
第２のロール段（２０）のマンドレルバー（２１）に対する進入ライン（２９）が、第１のロール段（１０）のマンドレルバー（１１）に対する引き抜きライン（１９）上にある、ことを特徴とする圧延機（１）。
【請求項２】
引き抜き出発位置から進入最終位置まで、それぞれのワークピース（２）を搬送するワークピース縦方向搬送部（８）を特徴とする請求項１に記載の圧延機（１）。
【請求項３】
前記第１のロール段（１０）のマンドレルバー（１１）に対する引き抜きライン（１９）と、前記第２のロール段（２０）のマンドレルバー（２１）に対する進入ライン（２９）とは、前記第２のロール段（２０）の圧延ライン（２６）上にあり、または
前記第１のロール段（１０）のマンドレルバー（１１）に対する引き抜きライン（１９）と、前記第２のロール段（２０）のマンドレルバー（２１）に対する進入ライン（２９）とは、前記第１のロール段（１０）の圧延ライン（１６）上にある、ことを特徴とする請求項１または２に記載の圧延機（１）。
【請求項４】
前記第１のロール段（１０）は、たとえばホールマンドレルバーのような上昇するマンドレルバー（１１）を含み、および／または前記第２のロール段（２０）は、連動するマンドレルバー（２１）を含む、ことを特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載の圧延機（１）。
【請求項５】
前記第１のロール段（１０）のマンドレルバー（１１）は、脱酸素剤供給部および／または潤滑剤供給部を含む、ことを特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載の圧延機（１）。
【請求項６】
漸次連続する少なくとも２つのロール段（１０，２０）を含む、パイプ状のワークピース（２）を作製するための圧延方法であって、２つのロール段（１０，２０）はマンドレルバー（１１，２１）を使用して圧延する圧延方法において、
前記ワークピース（２）は、第１のロール段（１０）のマンドレルバー（１１）から第２のロール段（２０）のマンドレルバー（２１）にもたらされ、その際にワークピース（２）の内部空間を完全に空にすることはなく、および／またはワークピース（２）の走行方向が変化されず、または前記ワークピース（２）がその間に制動され、再加速されることがない、ことを特徴とする圧延方法。
【請求項７】
ワークピース（２）は、前記第１のロール段（１０）のマンドレルバー（１１）がまだワークピース（２）内に存在する間に、第１のロール段（１０）のマンドレルバー（１１）から第２のロール段（２０）のマンドレルバー（２１）にもたらされ、および／または
ワークピース（２）は、前記第１のロール段（１０）のマンドレルバー（１１）がまだワークピース（２）内に存在する間に、第１のロール段（１０）のマンドレルバー（１１）から中間バーにもたらされ、そして当該中間バーがまだワークピース（２）内に存在する間に、該中間バーから第２のロール段（２０）のマンドレルバー（２１）にもたらされる、ことを特徴とする請求項６に記載の圧延方法。
【請求項８】
前記バー（１１，２１）は、交換中に接触する、ことを特徴とする請求項６または７に記載の圧延方法。
【請求項９】
前記バー（１１，２１）には、交換中に互いに張力または圧力が負荷される、ことを特徴とする請求項６から８までのいずれか一項に記載の圧延方法。
【請求項１０】
前記ワークピース（２）の内部空間には、前記第１のロール段（１０）のマンドレルバー（１１）の引き抜き前または引き抜き中に脱酸素剤および／または潤滑剤が施与される、ことを特徴とする請求項６から９までのいずれか一項に記載の圧延方法。
【請求項１１】
前記２つのロール段（１０，２０）は、さらなる変形段、とりわけさらなるロール段の中間接続無しで順次連続する、ことを特徴とする請求項１から１０までのいずれか一項に記載の圧延機（１）および圧延方法。
【請求項１２】
前記第１のロール段（１０）は、傾斜圧延機またはホール圧延機（１５）ないしは傾斜圧延方法またはホール圧延方法であり、および／または前記第２のロール段は、連続圧延機（２５）ないし連続圧延方法である、ことを特徴とする請求項１から１１までのいずれか一項に記載の圧延機（１）および圧延方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、漸次連続する少なくとも２つのロール段を含む、パイプ状のワークピースを作製するための圧延機に関するものであり、２つのロール段はマンドレルバーを含む。同様に本発明は、漸次連続する少なくとも２つのロール段を含む、パイプ状のワークピースを作製するための圧延方法に関するものであり、２つのロール段はマンドレルバーを使用して圧延する。
【背景技術】
【０００２】
この種の圧延機および圧延方法は、たとえば欧州特許公開公報第１７６４１６７号、国際特許公開公報第２０１２／１２０１１１号、並びに国際特許公開公報第２０１０／０２５７９０号から十分に公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】欧州特許公開公報第１７６４１６７号
【特許文献２】国際特許公開公報第２０１２／１２０１１１号
【特許文献３】国際特許公開公報第２０１０／０２５７９０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、この種の圧延機および圧延方法において、作製されるパイプ状のワークピースの品質を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
解決手段として、独立請求項の特徴を備える圧延機および圧延方法が提案される。有利な構成は、従属請求項並びに以下の明細書に記載されている。
【０００６】
したがって漸次連続する少なくとも２つのロール段を含む、パイプ状のワークピースを作製するための圧延機であって、２つのロール段がマンドレルバーを含む圧延機において、第２のロール段のマンドレルバーに対する進入ラインが第１のロール段のマンドレルバーに対する引き抜きライン上にある、ことを特徴とすることができる。
【０００７】
これにより、方法実施と圧延機の全体構成が適切であれば、第１のロール段のマンドレルバーが引き抜かれ、第２のロール段のマンドレルバーが進入される時間を最小にすることができる。これにより、それぞれのワークピースにおける温度経過が均一になり、対応してワークピース品質も改善される。
【０００８】
対応して、漸次連続する少なくとも２つのロール段を含む、パイプ状のワークピースを作製するための圧延方法であって、２つのロール段がマンドレルバーを使用して圧延する圧延方法において、ワークピースが、第１のロール段のマンドレルバーから第２のロール段のマンドレルバーにもたらされ、その際に、１つのマンドレルバーを用いた圧延の場合には必ず自然発生するように当該ワークピースの内部空間が完全に空になることがない、ことを特徴とすると有利である。これは、第１のロール段のマンドレルバーを引き抜く際にワークピースの内部空間に吸引される空気量が制限されることを意味し、これによりスケール形成が最小になる。スケール形成が最小になることによりワークピース内の内部誤差が小さくなり、したがってこのようにしてワークピース品質は相応に向上する。この場合、マンドレルバーの交換を対応して迅速に実施することも考えられる。これにより、すでに上に述べたようにワークピース品質を向上させることができる。
【０００９】
対応して、漸次連続する少なくとも２つのロール段を含む、パイプ状のワークピースを作製するための圧延方法であって、２つのロール段がマンドレルバーを使用して圧延する圧延方法において、第１のロール段のマンドレルバーから第２のロール段のマンドレルバーにワークピースがもたらされ、その際に当該ワークピースの走行方向が変化されず、または当該ワークピースがその間に制動され、再加速されることがない、ことを特徴としても有利である。このことによっても、マンドレルバーの交換を比較的迅速に行うことができ、このことは対応して、ワークピース品質に対して有利である。なぜなら各加速過程には、結局は時間が掛かるからである。
【００１０】
上に述べた運動経過は、それぞれワークピースとマンドレルバーとの間の相対運動を記述するものであることは言うまでもない。したがって対応の運動経過は、マンドレルバーが運動する場合でもそれに対応して実現することができる。
【００１１】
好ましくはワークピースは、第１のロール段のマンドレルバーがまだワークピース内に存在する間に、第１のロール段のマンドレルバーから第２のロール段のマンドレルバーにもたらされる。これにより時間経過が対応して短くなり、マンドレルバーの交換中の空気の浸入が最小になる。このことは対応してワークピースの品質にポジティブに影響する。
【００１２】
同様に、少なくともマンドレルバーの交換中に２つのマンドレルバーの間に中間バーを設けることが考えられる。これによりワークピースは、第１のロール段のマンドレルバーがまだワークピース内に存在する間に、第１のロール段のマンドレルバーから中間バーへ、そして中間バーがまだワークピース内に存在する間に、この中間バーから第２のロール段のマンドレルバーにもたらされる。この種の中間バーは、たとえばスペースホルダとして、または中空空間を最小にするために使用することができる。同様に中間バーを介してワークピースにおけるさらなる措置、たとえば潤滑過程、または脱酸素剤の施与を実施することも考えられる。
【００１３】
ここでは、マンドレルバー間の間隔であれ、中間バーとマンドレルバーとの間の間隔であれ、バー間の間隔をできるだけ小さく選択すべきであることは言うまでもない。これは、ワークピースの内部空間に、バー交換の際に吸い込まれる空気量を最小に低減するためである。この種の非常に小さな間隔はさらに、たとえば穿孔の際に場合により発生し得るローリングシェルがワークピースの内部空間に吸い込まれないか、ないしは非常に僅かな確率でしか吸い込まれないという利点を有する。したがってこれに関してもワークピース内の内部エラーが最小になり、対応して工具寿命の改善を実現することができる。これらの欠点は、交換中にバーが接触すると最小に低減される。この場合、空気が不要に吸引されるための空間、ないしはワークピースの内部において発生し得るローリングシェルのための空間が残存しないことになる。他方、最小間隔があっても特筆すべき欠点につながらないことは自明である。
【００１４】
引き抜きないし進入の際には、ワークピースにもマンドレルバーにも、それぞれ反対方向の力がもたらされる。ここでは、交換中にバーには互いに張力または圧力が負荷され、これによりたとえば後方支持部またはその他のストッパのような装置に対応して、２つのマンドレルバーに対して均等に使用できると有利である。
【００１５】
引き抜きバー位置から進入最終位置まで、それぞれのワークピースを搬送するワークピース縦方向搬送部が設けられていても有利である。なぜならこれにより、付加的なワークピース搬送に介入することに起因して生じ得る静止時間が最小になるからである。とりわけ、第１のロール段のマンドレルバーに対する引き抜きラインと、第２のロール段のマンドレルバーに対する進入ラインとを、第２のロール段の圧延ライン上におくことができる。すでに冒頭に述べた利点の他に、これにより、第２のロール段の冷えたマンドレルバーが短時間だけワークピース内に配置され、このマンドレルバーは進入後直ちに、さらなる方向転換等無しで第２のロール段に供給することができる。その点でこの構成は、第２のロール段における比較的壁の薄いワークピースないし中空ブロックの圧延にとりわけ適する。
【００１６】
第１のロール段のマンドレルバーに対する引き抜きラインと第２のロール段のマンドレルバーに対する進入ラインとが第１のロール段の圧延ライン上にある場合、比較的高いクロック時間が達成される。なぜなら、第１のロール段から到来する一度加速されたワークピースを、場合により第１のマンドレルバーから直接解放し、第２のマンドレルバーを介して案内することができるからである。したがってこのことは、比較的高いクロック時間を引き起こす。ないしは、たとえば連続圧延機の場合のように、とりわけ第２のロール段のマンドレルバーが比較的長手の場合には、以前に圧延機を通過するワークピースがまだ第２のロール段内に存在している場合でも、進入過程がすでに開始されていて良いからである。
【００１７】
第１のロール段が、たとえばホールマンドレルバーのように上昇するマンドレルバーを含む場合も有利である。なぜならホールバーが第１のロール段の出口側にいずれにしろ設けられているからである。その点で、第１のロール段が傾斜圧延機またはホール圧延機ないしは傾斜圧延方法またはホール圧延方法であると、とりわけ有利である。
【００１８】
好ましくは第２のロール段は、連動するマンドレルバーを有する。これにより上記の利点および特徴が対応して簡単に実現される。その点で、第２のロール段が連続圧延機ないし連続圧延方法であると、とりわけ有利である。
【００１９】
２つのロール段がさらなる変形段の中間接続無しで、とりわけさらなるロール段の中間接続無しで順次連続すると有利である。他方において、場合によりマンドレルバーを使用しないで、またはマンドレルバーないし他のマンドレルバーを使用して、さらなるロール段を続けて設けることももちろん考えられる。とりわけたとえば後方に、抽出ミルおよび／またはサイジングミルを設けることもできる。
【００２０】
好ましくはワークピースの内部空間には、第１のロール段のマンドレルバーの引き抜き前または引き抜き中に脱酸素剤および／または潤滑剤が施与される。これにより、最終的に再び時間を費やすことになるさらなる方法ステップが不要になる。たとえば脱酸素剤および／または潤滑剤の施与は、引き抜き中に、対応の脱酸素剤供給部および／または潤滑剤供給部を有する中間バーを、第１のロール段のマンドレルバーの後方に配置することにより行うことができる。同様に、相応の脱酸素剤および／または潤滑剤を、マンドレルバー自体を介してワークピースの内部空間にもたらすこともできる。このことは一方では、潤滑剤がたとえばマンドレルバーの後方支持部を介して供給される場合には、引き抜き中に行うことができる。同様にこのことは、それ自体公知のマンドレルバーないしホールマンドレルを介して、ワークピースが第１のロール段のマンドレルバーの上でまだ圧延されている間にすでに行うことができる。その結果これにより、第１のロール段のマンドレルバーが脱酸素剤供給部および／または潤滑剤供給部を含むと有利である。
【００２１】
前記解決手段ないし請求項に記載された解決手段の特徴は、場合により組み合わせることもでき、これにより利点を対応して累積的に実現できることは自明である。
【００２２】
本発明のさらなる利点、目標および特質を、とりわけ添付図面に図示された以下の実施例の記述に基づいて説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１の圧延機の概略的平面図である。
【図２】図１の圧延機上で実行される圧延方法の方法フローを概略的に示す図である。
【図３】第２の圧延機の概略的平面図である。
【図４】図３の圧延機上で実行される圧延方法の方法フローを概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１に示された圧延機１は、傾斜圧延機１５として構成された第１のロール段１０にあるブロックから出発して、ワークピース２をまず中空ブロック４に圧延し、次に連続圧延機２５として構成された第２のロール段２０で鋼片５に圧延する。
【００２５】
第１のロール段１０も第２のロール段２０もそれぞれマンドレルバー１１，２１を有し、第１のロール段１０のマンドレルバー１１はホールマンドレル１２とバー１３を含み、このバーは橋台１４を介して上昇するマンドレルバー１１として、第１のロール段１０を通るワークピース２の走行方向とは反対方向に保持される。
【００２６】
詳細には図示せず、それ自体十分に公知である横方向搬送部１７を介してワークピース２ないし中空ブロック４は、第１のロール段１０での圧延後、第１のロール段１０の圧延ライン１６から引き抜きライン１９にもたらされる。この引き抜きライン上で後方支持部１８とワークピース縦方向搬送部８とによって第１のロール段１０のマンドレルバー１１が、中空ブロック４が引き抜きライン１９に沿って運動されることにより、中空ブロック４から引き抜かれる。引き抜きライン１９も第２のロール段の進入ライン２９の直上にあり、したがってワークピース縦方向搬送部８はワークピース２を、引き抜き出発位置から第２のマンドレルバー２１の進入最終位置まで、ワークピース２の走行方向を変化することなく、またはワークピースをその間に制動または再加速することなく運動させることができる。ここで進入ライン２９は第２のロール段２０の圧延ライン２６の直上にある。したがって第２のロール段２０のマンドレルバー２１の進入後にリテーナ２４は、マンドレルバー２１を第２のロール段と共に把持し、それ自体公知のように連続圧延機２５を通して案内するだけで良い。
【００２７】
すぐに分かるように、第２のロール段２０の冷えたマンドレルバー２１は、連続圧延機２５で加工されるまで比較的短時間しか中空ブロック４内に留まらない。したがって最終的にワークピース２の品質を阻害することがあり得る冷却が回避される。
【００２８】
さらに方法フロー全体は、非常に時間を節約したやり方である。したがってこの理由からも、２つのロール段１０，２０の間でのワークピース２の冷却が最小に低減される。
【００２９】
この実施例の具体的実現に応じて、マンドレルバー１１と２１を張力で相互に接続することができる。これによりとりわけ後方支持部１８は、マンドレルバーの交換の際に、第２のロール段２０のマンドレルバー２１も、中空ブロック４の運動に対して後方支持することができる。好ましくは２つのマンドレルバー１１，２１の間にとりわけ小さな少なくとも１つのスペースが設けられる。これにより一方では可及的に少ない空気しか中空ブロック４の内部に吸引されず、他方ではローリングシェルが中空ブロック４の内部に達するおそれが最小に低減される。
【００３０】
択一的な実施形態では、第２のロール段２０のマンドレルバー２１は連続圧延機２５のロールの領域に支持されており、第１と第２のロール段の両方のマンドレルバーが中間バーと共に、または中間バー無しで、互いに突き合うように相互作用する場合には、第１のロール段１０のマンドレルバー１１さえも共に支持する。
【００３１】
前記の方法フローは図２に詳細に示されている。
【００３２】
図３と４の構成でも、第２のロール段の進入ライン２９は第１のロール段１０の引き抜きライン１９上にある。しかし２つのライン１９，２９は、この実施例では第１のロール段の圧延ライン１６上にあり、したがって中空ブロック４は、最終位置からワークピース縦方向搬送部８による圧延の後、第１のロール段１０のマンドレルバー１１から直接解放され、第２のロール段２０のマンドレルバー２１を介してもたらされることができる。ここで発生する力に対処するため、この構成はカウンタベアリング２８を有する。このカウンタベアリングは第２のロール段２０のマンドレルバー２１も、第１のロール段１０のマンドレルバー１１も支持し、その際、進入の前に第１のロール段１０の橋台１４がさらに離脱旋回され、２つのマンドレルバー１１，２１が互いに突き合わされる。
【００３３】
第２のロール段２０のマンドレルバー２１の進入後、中空ブロック４は進入されたマンドレルバー２１と共に横方向搬送部２７によって第２のロール段２０の圧延ライン２６に移送され、次にそれ自体公知のやり方で圧延される。
【００３４】
ここでも図４が方法フローを概略的に示す。
【００３５】
図３と４に示された構成は、比較的に高いクロック数で駆動することができる。なぜなら、第２のロール段２０のマンドレルバー１１の長さを考慮に入れれば、ワークピース２がすでにマンドレルバー２１に進入される間に、先に圧延機１１を通過するワークピース２を、まだ第２のロール段２０で圧延することができるからである。
【００３６】
場合により、一方のマンドレルバー１１から他方のマンドレルバー２１へのワークピース２の引き渡しは、第１のロール段の圧延ライン１６と第２のロール段の圧延ライン２６との間の中間位置で行うことができることは自明である。このことはとりわけ、マンドレルバー１１，２１もワークピース２も運動している搬送中にも可能である。
【００３７】
２つの実施形態において第１のロール段１０のマンドレルバー１１は、これが脱酸素剤ないし潤滑剤を中空ブロック４の内部に施与するように構成されている。このようにしてスケールを十分に回避することができる。さらに、潤滑のためのさらなる中間ステップを場合により省略することができる。脱酸素剤ないし潤滑剤を施与するための相応の装置を、たとえば中間バーのような別の個所に設けることができることは自明である。
【符号の説明】
【００３８】
１  圧延機
２  ワークピース
３  ブロック
４  中空ブロック
５  鋼片
８  ワークピース縦方向搬送部
１０  第１のロール段
１１  マンドレルバー
１２  ホールマンドレル
１３  バー
１４  橋台
１５  傾斜圧延機
１６  第１のロール段の圧延ライン
１７  横方向搬送部
１８  後方支持部
１９  引き抜きライン
２０  第２のロール段
２１  マンドレルバー
２４  リテーナ
２５  連続圧延機
２６  第２のロール段の圧延ライン
２７  横方向搬送部
２８  カウンタベアリング
２９  進入ライン
【図１】
2014151366.tif 000002
【図２】
2014151366.tif 000003
【図３】
2014151366.tif 000004
【図４】
2014151366.tif 000005