(57)【要約】  中空ブランクを縮径して管を成すためのピルガー圧延機を有する管製造用圧延トレインが当該技術から既知である。ピルガー圧延機で圧延し、その圧延工程後、例えば炉内で焼鈍するような個々の処理工程は時間的には互いに分離された状態にあり、初め圧延済の各管はまとめられ束の状態で保管され、時間的にはかなり後に閉止炉で焼鈍処理される。一括生産とも呼ばれるこの方法により、管の製造はピルガー圧延機による縮径から梱包まで凡そ２週間かかるが、この２週間の内、実際の処理は２時間程度しかない。これとの比較において、本発明の目的は連続して運転する圧延トレインを提供することにある。本目的を達成するため、ここで提案されるのは、管を製造するためのピルガー圧延トレインであって、中空ブランクの径を減少させて管を形成するピルガー圧延機、複数の管のための第１バッファであって複数の管を束の形にまとめるための装置を備えた第１バッファ、前記複数の管を同時に焼き戻しするための焼鈍炉、複数の管のための第２バッファであって上記束から複数の管へと分割する装置を備えた第２バッファ、及び分離された管を順次、真っすぐにするためのひずみ矯正機、を有し、これらの各装置は、上述した順序で管の流れ方向に沿って配置されると共に、前記ピルガー圧延機と、前記第１バッファと、前記焼鈍炉と、前記第２バッファと、前記ひずみ矯正機との各間には自動搬送装置が夫々設けられるような圧延トレインが提案される。
2015532891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管を製造するための圧延トレインであって、
中空ブランクの径を減少させて管を形成するピルガー圧延機（１）と、
複数の管のための第１バッファ（５）であって、複数の管を１つの束にまとめるための装置を備えた第１バッファ（５）と、
前記複数の管を同時に焼き戻しするための焼鈍炉（６）と、
複数の管のための第２バッファ（７）であって、上記束を複数の管へと分離する装置を備えた第２バッファ（７）と、
分離された管を順次、真っすぐにするためのひずみ矯正機（８）と、を有し、
上記各装置は、上述した順序で前記管の搬送方向に沿って配置されると共に、
前記ピルガー圧延機（１）と、前記第１バッファ（５）と、前記焼鈍炉（６）と、前記第２バッファ（７）と、前記ひずみ矯正機（８）との各間には、自動搬送装置（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆ、１１、１２、１３）が夫々設けられることを特徴とする圧延トレイン。
【請求項２】
前記ピルガー圧延機（１）における前記中空ブランクの搬送方向（１６）を第１方向とし、前記第１バッファ（５）は前記第１方向に垂直な第２方向に前記管を搬送する搬送装置（１１、１２、１３）を有することを特徴とする請求項１に記載の圧延トレイン。
【請求項３】
前記ピルガー圧延機（１）における前記中空ブランクの搬送方向（１６）を第１方向とし、前記第２バッファ（７）は前記第１方向に垂直な第２方向に前記管を搬送する搬送装置（１１、１２、１３）を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の圧延トレイン。
【請求項４】
前記ピルガー圧延機（１）における前記中空ブランクの搬送方向（１６）を第１方向とし、前記圧延トレイン内の管が部分的に前記第１方向に平行であってその反対方向に搬送されるように、前記圧延トレインが構成されることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の圧延トレイン。
【請求項５】
前記焼鈍炉はベルト炉（６）であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の圧延トレイン。
【請求項６】
前記ピルガー圧延機（１）と前記第１バッファ（５）との間で、管を長物へと切断するための切断ユニット（３）を備えることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の圧延トレイン。
【請求項７】
前記ピルガー圧延機（１）と前記第１バッファ（５）との間、好ましくはピルガー圧延機（１）と管を長物へと切断するための切断ユニット（３）との間に、管の外壁を脱脂するための装置（２）を備えることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の圧延トレイン。
【請求項８】
前記ピルガー圧延機（１）と前記第１バッファ（５）との間、好ましくは管を長物へと切断するための切断ユニット（３）と第１バッファ（５）との間に、管の内壁を脱脂するための装置（４）を備えることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の圧延トレイン。
【請求項９】
前記ピルガー圧延機（１）と前記第１バッファ（５）との間、好ましくはピルガー圧延機（１）と管を長物へと切断するための切断ユニット（３）との間に、管の内壁を検査するための検査装置（４）を備えることを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の圧延トレイン。
【請求項１０】
前記圧延トレインにおける全ての処理工程を管理するように構成された制御システムを備えることを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の圧延トレイン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空ブランクを縮径して管を成すためのピルガー圧延機(pilger rolling 
mill)を備えた管製造用圧延トレインに関する。
【背景技術】
【０００２】
特に特殊鋼からなる正確な金属管を製造するため、中空円筒の形態の展伸ブランクは、完全に冷却された状態で圧縮応力による冷間縮径処理が施される。この処理では、ブランクは規定の縮径した外径と規定の肉厚を有する管に変形する。
【０００３】
最も広く知られた管縮径方法としては冷間ピルガー圧延があり、ここではブランクは中空ブランクと呼ばれる。その圧延処理では、中空ブランクは較正された圧延マンドレル、即ち仕上げ管の内径を持ったマンドレルの上へと押し込まれ、２つの較正ローラ、即ち仕上げ管の外径を規定するローラによってその外側から包囲され、圧延マンドレルの上で長手方向に圧延される。
【０００４】
製造では、圧延に続いて、既に圧延された管は数多くの追加処理工程を経なければならない。特に、硬化のために既圧延管を焼鈍する必要がある。その焼鈍処理では、まとめられた複数の管は炉に挿入されてその中で必要な温度で焼鈍処理される。
【０００５】
ピルガー圧延機での圧延処理工程と炉内での焼鈍処理工程は、時間的にはお互い別々のものであって、既に圧延された管は初めにまとめられて、束(bundle)として保管され、時間的にはかなり後に閉炉内で焼鈍処理される。一括生産（bundle production）と呼ばれるこの手順のため、ピルガー圧延機による縮径からパッケージまでの管製造期間は約２週間もかかっているが、これら２週間内での実際の処理は約２時間しかかかっていないという現状である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような現状に対し、本発明の目的は連続的に作動圧延トレインを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するために、本発明によれば、管を製造するための圧延トレインであって、中空ブランクの直径を減少させて管を形成するピルガー圧延機と、複数の管のための第１バッファであって、複数の管を１つの束にまとめるための装置を備えた第１バッファと、前記複数管を同時に焼き戻しするための焼鈍炉と、複数の管のための第２バッファであって、上記束から複数の管へと分割する装置を備えた、複数管用第２バッファと、分離された管を順次、真っすぐにするためのひずみ矯正機と、を有し、上記各装置は、上述した順序で前記管の搬送方向に沿って配置されると共に、前記ピルガー圧延機と、前記第１バッファと、前記焼鈍炉と、前記第２バッファと、前記ひずみ矯正機との間には自動搬送装置がそれぞれ設けられるピルガー圧延トレインが提案される。
【０００８】
本発明による圧延トレインにとって必要不可欠なことは、同トレインが連続して運転することにあり、即ち、好ましくは装填状態において中空ブランクがピルガー圧延機内で圧延される一方、実質上時を同じくして圧延トレインの端部では、ひずみ矯正機の後で仕上げ管がトレインから取り出され、梱包できるということにある。
【０００９】
本発明による圧延トレインでの管の連続処理のため、同トレインは、個々の装置の間、例えばピルガー圧延機と第１バッファの間に、個々の処理ステーション間で管を自動的に移動させる搬送装置を備えることが必要である。
【００１０】
本発明の一実施形態において、圧延トレインは、圧延トレイン内での全製造工程を制御し、ひいては同トレインを自動的に運転する制御システムを備える。
【００１１】
圧延トレインで中枢となる処理装置、即ちピルガー圧延機や焼鈍炉やひずみ矯正機での必要な処理回数を検討すると、以下に述べる状況、即ち炉内の圧延管の搬送速度が、圧延機内でのピルガー圧延時における中空ブランク、又は管の搬送速度よりもかなり遅いことが明らかになる。同様に、炉を通過する圧延管の搬送速度はひずみ矯正機内での管の搬送速度よりもかなり遅い。しかしながら圧延機やひずみ矯正機の場合と異なり、焼鈍対象となる管のサイズによっては複数の管が炉内で一度に焼鈍処理することが可能である。この場合、焼鈍対象となる個々の管部分の質量が大きければそれだけ焼鈍できる同じ長さの管部分は少なくなる。
【００１２】
一方では焼鈍炉において、また他方では圧延機とひずみ矯正機において異なる処理期間を補償可能とするために、２つのバッファが圧延トレインの主要要素を構成する。
【００１３】
２つのバッファは、単に保管用として使用されるだけでなく、むしろバッファにおいては、任意で複数の管が一緒にまとめられて束（第１バッファ）を成し、任意で束（第２バッファ）から複数の管が分離される。
【００１４】
管又は管部分からなる束は、本出願の意義の範囲内で、一括して炉内装填物を構成し、即ち時を同じくして炉内を通過し焼鈍される多数の管を意味するものとして理解される。
【００１５】
そのような束は、必ずしもそうである必要はないが、ワイヤによって結びつけられても良い。一実施形態において、そのような一括結合は任意的に自動的に実行される。
【００１６】
本出願の意義の範囲内で“束”として理解されるものには、一括してまとめられない複数の管もある。この意味において、管をまとめる装置は、例えば、その後まとまって炉内へと送達される複数管のための共通の収納ベンチである。
【００１７】
説明目的のため、２つの極端なケースが以下のように考察される。即ち、対応して大きな質量を持つ大きな内径の厚肉管の場合、単一の管部分しか炉内で焼鈍することができず、それは同時に焼鈍可能な質量の一定の最大値となる。搬送速度は圧延機の搬送速度よりもかなり遅いため、その後圧延機内でピルガー圧延される管部分は次第に貯まり、それらが専属して焼鈍可能となるまでに第１バッファに貯蔵されなければならない。これに反し、炉を出た管部分は炉内搬送速度よりも早い速度で更なる処理が施されることになるため、この状況では第２バッファは空となる。
【００１８】
これに対し、小さい内径の薄肉管の場合、炉内では複数の管部分が同時に焼鈍可能である。例えば、この場合、炉内焼鈍を可能にする最大値である寸法を持った単一管部分の質量にその全質量が対応するように、それだけ多くの管部分が同時に焼鈍可能である。このような場合、既にピルガー圧延され切断された夫々の管部分は第１バッファ内に集められ、その管の数が１回の炉の装填で焼鈍可能な最大数となった後、それらは炉内に一緒に挿入される。この場合、炉を出た後は、同時に炉を出た管部分同士を分離し、次いでそれらを個々にひずみ矯正機へと送るため、第２バッファで中間的な保管が行われる。
【００１９】
第１バッファの好ましい実施形態は、圧延トレインで既にピルガー圧延された管又は管部分がこの位置で圧延トレインから引き出されるのを可能にし、更に／或いは、時間内で異なる位置及び／又は別の圧延機でピルガー圧延された管又は管部分がこの位置で別の処理をするために圧延トレイン内に送り込まれるのを可能にする。
【００２０】
本発明の一実施形態において、ピルガー圧延機における中空ブランクの搬送方向を第１方向とした場合、第１バッファはその第１方向に垂直な第２方向に管を搬送する搬送装置を備える。圧延機内での中空ブランクの搬送方向に垂直な方法に搬送することで、一方では、圧延機から出た個々の管を１つにまとめたり、束の状態で炉内に供給する前に管を中間保管したり緩衝化することが可能となる。他方、ピルガー圧延機での中空ブランク搬送方向に垂直な方向に搬送する装置は又、圧延機内で管が搬送方向周りで旋回するのを可能にする。
【００２１】
本発明の一実施形態において、圧延トレインは、同トレイン内の管は、部分的に、第１方向と平行でこれとは反対方向にも搬送されるように構成されることが好ましい。このようにして、ある実施形態では直線的な設計となるかもしれないような圧延トレインを折り畳んだ状態にすることができ、結果、圧延トレイン全長を複数の短い部分に分割することかできる。これは圧延トレインの全空間要件を減じるものではないが、その全長は減じることができ、これにより圧延トレインを収容する建物の長さも減じることが可能である。
【００２２】
同じ理由から、本発明の一実施形態において、第２バッファは第１方向に垂直な第２方向に管を搬送する搬送装置を備えることが好ましい。特に、第２バッファは圧延トレインの部分同士を重複させ、結果として管が圧延トレインのこれらの部分を横断することが好ましい。
【００２３】
本発明の一実施形態において、複数の管をまとめる装置及び／又は１つの束から複数の管を分離させる装置は、夫々、自動化された結合や分離作業が可能となるように構成される。
【００２４】
本発明の一実施形態において、ピルガー圧延機は、圧延スタンドと、回転軸線周りに回転可能に駆動シャフト上に据え付けられたフライホイールと、第１端部と第２端部を有するプッシュロッドとを備え、プッシュロッドの第１端部は回転軸線から半径方向距離をおいてフライホイールに取り付けられ、プッシュロッドの第２端部は圧延スタンドに取り付けられることで、圧延機の運転時、フライホイールの回転運動が圧延スタンドの並進運動に変換される。較正ローラは圧延スタンド上に回転可能に据え付けられる。ローラは、好ましくは、圧延スタンドに固定され歯付きラックにより回転運動を獲得し、歯付きラックはローラ軸に接続固定された歯付きホイールと係合する。
【００２５】
ピルガー圧延時、中空ブランクは圧延マンドレルに向かいそれを超える方向に漸次送り込まれる一方、ローラはマンドレルの上、ひいては中空ブランク上を水平方向前後に動かされる。
【００２６】
マンドレル上での中空ブランクの送りは、圧延マンドレルの軸線に平行な方向での並進動作を可能にする送りクランプキャリッジによって達成される。ピルガー圧延機での送りクランプキャリッジの直線的な送りは、例えばボールねじ駆動部によって達成される。そのボールねじ駆動部は、サーボモータ、変速機、アクメねじスピンドル、それに関係したベアリングと対応潤滑油、それに加えてアクメねじスピンドルナットから構成される。サーボモータはクラッチを介して変速機に連結され、変速機は別のクラッチを介してアクメねじスピンドルそれ自体に連結される。アクメねじスピンドルナットにより、ねじ付きスピンドルの回転運動は並進運動に変換される。別実施形態として、送りクランプキャリッジの直線的な送りをリニア駆動部によって実行するようにしても良い。
【００２７】
代替的には、圧延スタンドの直線的動作のためのクランク機構を駆動するために、トランスミッション駆動部や、フライホイール回転軸とトルクモータのモータ軸の間あるクラッチを介した直接駆動部も又、利用可能である。
【００２８】
圧延スタンド内で互いに重なるように配置される円錐較正ローラは、送りクランプキャリッジの送り方向とは反対方向に回転する。ローラによって形成された、所謂“ピルガーマウス”は中空ブランクを把持し、ローラは材料の小さなウェーブを外方圧迫し、材料は、ローラの空転パスが完成管を解放するまで、ローラの平滑パスと圧延マンドレルによって指定された肉厚へと引き延ばされる。圧延作業中、圧延スタンドはローラを付けた状態で中空ブランクの送り方向とは反対側に移動する。ローラの空転パス達成後、中空ブランクは、圧延マンドレルに向かう更なるステップとして、送りクランプキャリッジにより変位される一方、ローラは圧延スタンドと共に夫々の初期水平位置へと戻る。それと同時に、中空ブランクは、円周方向に均一な形状の仕上げ管を達成するべく、その軸線周りで回転される。夫々の管部分を複数回に亘って圧延することで、管においては均一な肉厚や真円度だけでなく均一な内・外径が達成される。
【００２９】
一実施形態において、既にピルガー圧延された管のためのフロア取入れ口は、圧延機の後方、その出口域に設けられる。管のピルガー圧延では、中空ブランクは長さ２０ｍ以上にもなる管部分を形成して圧延されるため、往々にしてそれらの全長をホール内に収納するのに苦労することがある。このため、本発明によれば、圧延機からの出口の後で管を僅かに湾曲させ、例えばホールのフロアに対して垂直方向下方に管を取り出すのが可能である。このことは、ホールにおける設備用表面積を節約する。
【００３０】
本発明の一実施形態において、焼鈍炉は、そのマッフルが実質上一定温度に保たれるような連続操業炉である。このために、本発明の一実施形態では焼鈍炉はベルト炉であり、好ましくはメッシュベルト炉である。そのようなメッシュベルト炉の場合、焼鈍対象となる管は、炉又はそのマッフルを介してベルト上を移動する。このためにメッシュベルト炉は、マッフルが著しい温度バラツキを受けることなく焼鈍対象となる管を炉内外に移動可能な２つの門を備える。
【００３１】
一実施形態において、焼鈍炉は、焼鈍処理が例えば水素や窒素やアルゴンなどの保護雰囲気中で行われるように構成される。一実施形態において、炉の焼鈍温度は４００℃〜１３００℃の間にあり、好ましくは１０００℃〜１２００℃、特に好ましくは１１５０℃である。
【００３２】
一実施形態において、本発明による圧延トレインの各処理ステーション間の自動搬送装置は、その上に管を長手方向に移動可能なローラコンベアである。このために、ローラコンベアの内、１個以上のローラがモータ駆動される。
【００３３】
しかしながら、特に、管をその横断方向、即ちピルガー圧延機における中空ブランク搬送方向に対して垂直に移動させる必要がある場合、各処理ステーション管の搬送装置は把持設備であっても良い。その他の搬送装置は、例えばその上で管を横断方向に転がらせるができ、ひいてはピルガー圧延機の中空ブランク搬送方向に対して垂直な方向に移動可能な傾斜路である。
【００３４】
一実施形態において、圧延トレインは、ピルガー圧延機と第１バッファとの間に管を長物に切断する切断装置を備える。管の切断では、管は２つの管部分へと分割される。
【００３５】
本発明の一実施形態において、管の内壁を検査できる検査装置がピルガー圧延機と焼鈍炉の間、好ましくはピルガー圧延機と管を長物に切断する切断装置との間に設けられる。一実施形態において、そのような検査装置は、送出アーム上にあって管内に挿入できたり管から除去可能な渦電流プローブである。
【００３６】
検査装置がピルガー圧延機と切断装置との間に設けられるような実施形態では、切断装置によって管から検査で落ちた管部分を切り出すことができ、検査で通過した管部分のみに更なる処理を施すことができる。
【００３７】
一実施形態において、圧延トレインは、ピルガー圧延機と第１バッファとの間、好ましくはピルガー圧延機と管を長物に切断する切断装置との間に、管外壁を脱脂する装置を備える。
【００３８】
一実施形態において、ピルガー圧延機と第１バッファとの間、好ましくは管を長物に切断する切断装置と第１バッファとの間に、管内壁を脱脂する装置が設けられる。
【００３９】
一実施形態において、前記ひずみ矯正機は斜めローラ矯正機である。
【００４０】
本発明の各実施形態では、ひずみ矯正機の後方に、管部分に更なる処理工程を実行する追加の処理装置が設けられる可能性もあることを理解されたい。そのような追加の処理装置は、例えば、管を仕上げ切断する装置や検査装置であったり、管を梱包する装置であったりする。
【００４１】
本発明の更なる利点、特徴、適用可能性は、以下に続く実施形態の説明とそれに関連する図面に基づいて解明される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明による圧延トレインの実施形態の概略的上視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
図１に示す圧延トレインは、ハイグレードな特殊鋼管を生産するための以下の処理ステーション、即ち冷間ピルガー圧延機１、管の外壁を脱脂するための装置２、管を長物に切断する切断装置３、管の内壁を脱脂すると共に管の端部を処理する装置４、管のための第１バッファ５、焼鈍炉６、管のための第２バッファ７、及びひずみ矯正機８を有する。
【００４４】
圧延トレインにおいて、中空ブランク又は冷間ピルガー圧延機１以降の管が流れる方向又は搬送方向は、冷間ピルガー圧延機１からひずみ矯正機８の出口に向かう方向である。
【００４５】
各処理ステーション１、２、３、４、６、８の間に配置されるのは自動化された搬送装置９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆであって、これらは人間の介入を必要とすることなく、１つの処理ステーションから次のステーションへと完全に自動化された形で管を搬送する機能を果たす。
【００４６】
一方においては、これらの搬送装置９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆは、図１に示したローラコンベア９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆである。これらはローラを備えており、ローラ上で管はその長手方向に移動、又は運搬される。図示された実施形態では、各ローラコンベアのあらゆる第２ローラに、ローラを回転させてローラ１０上にある管を搬送させるモータ駆動部が設けられる。
【００４７】
ローラコンベアに加え、図示した実施形態の圧延トレインは、３か所に管を横断方向に搬送する搬送装置１１、１２、１３を備えている。
【００４８】
このような形で、多くの数の処理ステーション１、３、４、６、８が存在するにもかかわらず圧延トレインの全長を抑えることができる。圧延トレイン内での搬送路、又は材料流れを考察した場合、圧延トレインは折り返し路を備える。圧延トレイン内で管の搬送方向は全部で３回変化する。最初の方向転換は、管外壁の脱脂装置２と管切断装置３との間で起こり、第２の方向転換は管内壁の脱脂装置４と焼鈍炉６の間、第３の方向転換は焼鈍炉６と矯正機８との間で起こる。
【００４９】
個々のセグメントでの管の搬送装置は、互いに対し１８０°反対側に位置するのに対し、管の横断方向、即ちその長手方向に対して実質上垂直となる搬送は、長手方向に沿う４つの搬送セグメントの夫々の間で行なわれる。
【００５０】
圧延トレイン内にある管を、冷間ピルガー圧延機１における中空ブランクの搬送方向と垂直をなす横断方向に搬送するための搬送装置１１、１２、１３は、それぞれ全く異なる設計によるものである。
【００５１】
これら搬送装置の内、第１の搬送装置１１は２つのローラコンベアを接続する傾斜路からなる。脱脂装置２を出た管は上方のローラコンベア９ａから傾斜路を経由し、下方のローラコンベア９ｂへと旋回する。
【００５２】
冷間ピルガー圧延機１における中空ブランクの搬送方向に垂直な方向に管を搬送する第２の搬送装置１２は、管のためのバッファ５に一体化される。搬送装置１２は橋形クレーンであって、そのブリッジ１４は２つの昇降レール１５間を、冷間ピルガー圧延機１における中空ブランクの搬送方向１６に実質上垂直となる方向に移動可能となっている。ブリッジ１４は一連の把持装置（図示せず）を備え、バッファ５の先にあるローラコンベア９ｃを出た管を把持する。
【００５３】
第１方向２２に垂直な方向に管を搬送する第３の搬送装置１３も又、傾斜路であって、その上では管がそれぞれの横断方向に自動的に転がり落ちる。
【００５４】
冷間ピルガー圧延機１は、ローラを有する圧延スタンド１６、較正された圧延マンドレル、及び圧延スタンド１６のための駆動部１７から構成される。圧延スタンド１６のための駆動部は、プッシュロッド、駆動モータ及びフライホイールを備える。プッシュロッドの第１の端部は、駆動シャフトの回転軸線に対して偏心した状態でフライホイールに固定される。
【００５５】
図示された実施形態では、モータシャフトの回転軸線はフライホイールの駆動シャフトの回転軸線に一致する。駆動モータのロータが回転するとトルクが生まれ、それはロータに接続されたモータシャフトに伝達される。モータシャフトは、そのトルクがフライホイールに伝達されるように、駆動トレインのフライホイールに接続される。そのトルクの結果、フライホイールがその回転軸線周りに回転する。プッシュロッドは、その第１の端部を回転軸線から半径方向に距離を隔てて配置されており、同ロッドには接線方向の力が加わり、その力をプッシュロッドの第２の端部へと伝達する。プッシュロッドの第２端部に接続された圧延スタンド１６は、圧延スタンド１６のガイドレールによって決まる移動方向２２に沿って前後に移動する。
【００５６】
図１に概略的に示された冷間ピルガー圧延機１での冷間ピルガー圧延時、方向２２に沿って冷間ピルガー圧延機１内に挿入された中空ブランク、即ちブランク管は圧延マンドレルに向け、更にそれを超える方向へと漸次送り込まれる一方で、圧延スタンド１６のローラは、マンドレル上、ひいては中空ブランク上で回転する形で水平方向前後に移動される。ローラの水平運動は、その上にローラを回転可能に据え付けた圧延スタンド１６それ自体によって定められる。圧延スタンド１６は圧延マンドレルに平行な方向に沿って前後に移動される一方、ローラ自身は歯付きラックによって回転運動を獲得し、同歯付きラックは圧延スタンド１６に対して固定され、ローラ軸に固定接続された歯車に係合している。
【００５７】
マンドレル上での中空ブランクの送りは、圧延マンドレルの軸線に平行な方向１６に沿う並進運動が可能な送りクランプキャリッジ１８によって実行される。
【００５８】
圧延スタンド１６内で互いに重なり合うようにして配置される円錐較正ローラは送りクランプキャリッジ１８による送り方向１６に反した状態で回転する。ローラによって形成された、所謂“ピルガーマウス (pilger mouth)”は中空ブランクを把持し、ローラは材料の小さなウェーブを外側から圧迫し、材料は、ローラの空転パスが仕上げ管を解放するまで、ローラの平滑パスと圧延マンドレルによって、指定された肉厚へと引き延ばされる。圧延作業中、圧延スタンド１６はローラを付けた状態で中空ブランクの送り方向２２に反して移動する。ローラの空転パス達成後、中空ブランクは、圧延マンドレルに向かう更なるステップとして、送りクランプキャリッジ１８により変位される一方、ローラは圧延スタンド１６と共に夫々の初期水平位置へと戻る。それと同時に、中空ブランクは、均一な形状の仕上げ管と成るべく、その長手軸線周りの回転を受ける。夫々の管部分を複数回に亘って圧延することで、均一な管の肉厚や真円度だけでなく均一な管の内・外径が達成される。
【００５９】
圧延トレインの中央シーケンス制御システムは、当初単独の処理ステーション全てを制御し、また冷間ピルガー圧延機１それ自体の駆動をも制御する。冷間ピルガー圧延機１の制御システムは、中空ブランクを送るために送りクランプキャリッジ１８の駆動部の送り工程作動と共に始まる。送り位置の到達に続き、駆動部は、送りクランプキャリッジ１８を静止状態に保持するように制御される。圧延スタンド１６のための駆動モータの回転速度は、送りクランプキャリッジ１８の送り行程と同時に、圧延スタンド１６がその初期位置に戻されるように制御される一方、その送り行程の完了に続いて、圧延スタンド１６が中空ブランク上を水平方向に変位し、ローラは再び中空ブランクを延ばす。圧延スタンド１６が反転位置に到達したら直ぐにクランプチャックの駆動部は、中空ブランクがマンドレルの周りを回転するように制御される。
【００６０】
冷間ピルガー圧延機１からの排出に続き、既に縮径された管は脱脂装置２内でその外壁が脱脂される。この処理は、冷間ピルガー圧延機の圧延スタンド１６のローラと中空ブランクとの間で、潤滑剤として使用された油を除去するものである。
【００６１】
本発明の図示実施形態では、圧延トレインを設置するホールの空間節約のために、既にピルガー圧延された管の一部分を実質上垂直な孔２５の中に挿入するという形で、ピルガー圧延されかつ外側が脱脂処理された管は、その長さ方向一部分を以て漏斗状の処理部２３内へと流れ込む。ピルガー圧延管の一部分を孔２５内に入り込ませるために複数のローラ２４が設けられる。これらのローラは、既にピルガー圧延された管と係合状態にある各ローラの表面部分がある曲率を描き、管の端部はその曲率に沿って孔２５の中に入り込むように配置される。
【００６２】
搬送装置１１により、脱脂装置２を出た管は、冷間ピルガー圧延機１の中空ブランク搬送方向１６に対して垂直を成す方向にオフセットされる。管はさらに、冷間ピルガー圧延機１の中空ブランク搬送方向に対し１８０°旋回され、切断装置３内へと搬送される。切断工程では、切断工具が管の長手軸線周りに旋回されるのと同時に回転しながら管上かつ管内へと進められ、結果として管が切断され、２つの管部分が生まれることになる。この切断工程はミーリングと考えられるかもしれない。何故なら、管は定位置に固定状態でクランプされる一方、切断カッターは管周りで回転し、回転しながら前進するからである。
【００６３】
切断管、即ち設定長さに切断された管はローラコンベア９ｃ上で切断装置３を抜け出し、同ローラから横方向に移動されて管内壁を脱脂するための脱脂装置４へと挿入される。図示した実施形態では、管の端面も又、脱脂装置４内で正面フライス加工（端面処理）を受けるようになっており、結果としてこれらの端面は、複数の管部分同士をその後環状溶接するにあたって必要とされる平坦度を持つようになる。
【００６４】
管の内面が脱脂され、更にその端面が平坦化された後は、管は元のローラコンベア９ｃ上へと旋回され、同コンベアによってバッファ５内へと送り込まれる。
【００６５】
図示実施形態では、バッファ５は１つの取り込みベンチ１９と５つの収納ベンチ２０を備える。橋形クレーン１２によって管は取り込みベンチ１９から取り出され、収納ベンチ２０の１つに置かれる。その後の管も又、同様に同じ収納ベンチ２０へと配置され、この作業は、収納ベンチ２０上に載る管の数が所定数となって、１つの束、即ち炉充填量となるまで続けられる。
【００６６】
ここでは図示しないが代替実施形態として、束を成す管は一緒にまとめられ、収納ベンチ２０上において管の束を一緒にまとめることが自動的に実行される。
【００６７】
ひとたび束が形成されたならば、その束は橋形把持装置１４によって把持され、ローラコンベア９ｄ上へと置かれ、同コンベアは管の束をメッシュベルト炉６へと送達する。
【００６８】
図示実施形態において、第１バッファ５には、必要に応じて、後の時点で別の設備において管に別の処理を施すことができるように、ピルガー圧延機１でピルガー圧延され切断装置３によって切断された管を圧延トレインから取り出すことができる能力が備わっている。加えて、別の圧延機でピルガー圧延された管をバッファ５へと送り込み、それらを炉６とひずみ矯正機８において更なる処理を施すことも可能である。
【００６９】
炉６内では、管の束は硬化目的で焼鈍され、即ち１０８０℃の温度まで加熱される。連続製造、即ち炉内への管の連続投入を可能にするため、炉はメッシュベルト炉６として設計され、そこでは特殊鋼ワイヤメッシュからなるコンベアベルト２１が無端ベルトとして炉のマッフルを通過して延び、マッフルを介して管の束を連続して移動する。水素洗浄の門がマッフル端部の夫々に設けられる。これらの門は、炉の運転中に酸素がマッフルに流入してしまって、酸素がその温度下で管と反応してしまうのを防いでいる。
【００７０】
メッシュベルト炉６内で管を焼鈍することで、結果として管の特殊鋼を硬化することになる。しかしながら、不都合なことに、焼鈍炉６での高温のせいで管がゆがんでしまい、炉から出た状態ではもはやストレートでなく、特にその長手方向長さにウェーブができてしまうことが判明している。それ故、更に炉６を出た管を真っ直ぐにする最終処理工程が必要である。
【００７１】
管は初めにローラコンベア９ｅによって炉内から取り出され、そこから橋形クレーン（図１には示さず）によって、冷間ピルガー圧延機の中空ブランク搬送方向１６と垂直な方向に沿って第２の管バッファ７内へと移動される。ここでは、結束ワイヤを切断することにより、炉６を通って搬送された管の束が解かれ、管同士が分離される。次いで個々の管はひずみ矯正機８に挿入され、そこで真っ直ぐに延ばす処理が行われる。
【００７２】
ひずみ矯正機８は本例の場合、１０個のローラを備えた所謂“斜めローラ矯正機”である。個々のローラの回転軸線は、矯正対象となる管の長手軸線に実質的に一致する設備の長手軸線に対し角度（“斜め”）を成して配置される。個々のローラは双曲面形状の周面を有しており、その面を以てローラは矯正対象となる管に係合する。ローラが双曲面形状の周面を持つことで、矯正対象となる管と支持接触する各ローラの表面は長くなり、結果として、曲げ力が分散荷重としてローラから矯正対象となる管へと移ることになる。
【００７３】
ひずみ矯正機の全１０個については、１個のローラが矯正対象となる管に対しその上側から係合し、他方のローラがその下側から係合するといった形で、夫々２個のローラが組になって互いに重なるように配置される。ローラはモータ駆動され、矯正対象となる管の軸線に対して角度を成す夫々の回転軸線の配置構造により、矯正対象となる管には回転動作と送り動作が課せられる。１組の内、下方に位置するローラは上方ローラの凹状輪郭へと管を塑性的に曲げる。この長手方向塑性曲げには管断面における塑性楕円変形が重ね合わさり、その結果、特に管端において真直度が更に向上する。ひずみ矯正機８によって矯正されるべき管の搬送路は、その長手方向に延びるガイドプレート又はガイドエッジによってその境界が定められている。
【００７４】
図示する実施形態において、ひずみ矯正機８の後方に設けられるのが艶出しのための装置であり、そこでは２枚の回転フリース盤２６が仕上げ管と摩擦係合し、艶出しを実行している。
【００７５】
元の開示目的から指摘しておくことは、現記載や図面や請求の範囲から当業者によって推定されるかもしれない全ての特徴は、仮にこれらが他の特定な特徴に関連付けただけで具体的に記述されているとしても、これが明確に除外されていないものであるか、或いはそのような組み合わせが技術的事実から不可能なものや、無意味なものとされないという条件で、ここに開示されている他の特徴や特徴群と、単独の状態や任意に組み合わせた状態で、組み合わせることが可能であるということである。本発明を図面や先の記述により詳細に提示・説明してきたが、この提示や記述はあくまで例にすぎず、請求の範囲によって定義されたように保護範囲を限定するものとして考えられるものではない。本発明は開示された実施形態に限定されない。
【００７６】
当業者にとっては、図面、詳細な説明及び添付した請求の範囲から、開示された実施形態の修正が明らかである。請求の範囲において、“有する（備える）”という用語はその他の要素や工程を排除するものでもないし、“ａ”や“ａｎ”の不定冠詞も複数を排除してはいない。ある特徴が様々な請求項で記載されているという単なる事実はそれら同士の組み合わせを排除しない。請求項における参照は保護範囲を制限するものとして想定されない。
【符号の説明】
【００７７】
１    冷間ピルガー圧延機
２，４    脱脂装置
３    切断装置
５    第１バッファ
６    焼鈍炉
７    第２バッファ
８    ひずみ矯正機
９ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ    ローラコンベア
１０    被駆動ローラ
１１，１２，１３    搬送装置
１４    橋形把持装置
１５    レール
１６    圧延スタンド
１７    駆動部
１８    送りクランプキャリッジ
１９    取り込みベンチ
２０    収納ベンチ
２１    コンベアベルト
２２    圧延機１の搬送方向
２３    フロア取入れ口
２４    ローラ
２５    孔
２６    フリース盤
【図１】
2015532891.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成27年9月18日(2015.9.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
冷間ピルガー圧延機１における中空ブランクの搬送方向に垂直な方向に管を搬送する第２の搬送装置１２は、管のためのバッファ５に一体化される。搬送装置１２は橋形クレーンであって、そのブリッジ１４は２つの昇降レール１５間を、冷間ピルガー圧延機１における中空ブランクの搬送方向２２に実質上垂直となる方向に移動可能となっている。ブリッジ１４は一連の把持装置（図示せず）を備え、バッファ５の先にあるローラコンベア９ｃを出た管を把持する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
マンドレル上での中空ブランクの送りは、圧延マンドレルの軸線に平行な方向２２に沿う並進運動が可能な送りクランプキャリッジ１８によって実行される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
圧延スタンド１６内で互いに重なり合うようにして配置される円錐較正ローラは送りクランプキャリッジ１８による送り方向２２に反した状態で回転する。ローラによって形成された、所謂“ピルガーマウス (pilger mouth)”は中空ブランクを把持し、ローラは材料の小さなウェーブを外側から圧迫し、材料は、ローラの空転パスが仕上げ管を解放するまで、ローラの平滑パスと圧延マンドレルによって、指定された肉厚へと引き延ばされる。圧延作業中、圧延スタンド１６はローラを付けた状態で中空ブランクの送り方向２２に反して移動する。ローラの空転パス達成後、中空ブランクは、圧延マンドレルに向かう更なるステップとして、送りクランプキャリッジ１８により変位される一方、ローラは圧延スタンド１６と共に夫々の初期水平位置へと戻る。それと同時に、中空ブランクは、均一な形状の仕上げ管と成るべく、その長手軸線周りの回転を受ける。夫々の管部分を複数回に亘って圧延することで、均一な管の肉厚や真円度だけでなく均一な管の内・外径が達成される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
搬送装置１１により、脱脂装置２を出た管は、冷間ピルガー圧延機１の中空ブランク搬送方向２２に対して垂直を成す方向にオフセットされる。管はさらに、冷間ピルガー圧延機１の中空ブランク搬送方向に対し１８０°旋回され、切断装置３内へと搬送される。切断工程では、切断工具が管の長手軸線周りに旋回されるのと同時に回転しながら管上かつ管内へと進められ、結果として管が切断され、２つの管部分が生まれることになる。この切断工程はミーリングと考えられるかもしれない。何故なら、管は定位置に固定状態でクランプされる一方、切断カッターは管周りで回転し、回転しながら前進するからである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
管は初めにローラコンベア９ｅによって炉内から取り出され、そこから橋形クレーン（図１には示さず）によって、冷間ピルガー圧延機の中空ブランク搬送方向２２と垂直な方向に沿って第２の管バッファ７内へと移動される。ここでは、結束ワイヤを切断することにより、炉６を通って搬送された管の束が解かれ、管同士が分離される。次いで個々の管はひずみ矯正機８に挿入され、そこで真っ直ぐに延ばす処理が行われる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管を製造するための圧延トレインであって、
中空ブランクの径を減少させて管を形成するピルガー圧延機（１）と、
複数の管のための第１バッファ（５）であって、複数の管を１つの束にまとめるための装置を備えた第１バッファ（５）と、
前記複数の管を同時に焼き戻しするための焼鈍炉（６）と、
複数の管のための第２バッファ（７）であって、上記束を複数の管へと分離する装置を備えた第２バッファ（７）と、
分離された管を順次、真っすぐにするためのひずみ矯正機（８）と、を有し、
上記各装置は、上述した順序で前記管の搬送方向に沿って配置されると共に、
前記ピルガー圧延機（１）と、前記第１バッファ（５）と、前記焼鈍炉（６）と、前記第２バッファ（７）と、前記ひずみ矯正機（８）との各間には、自動搬送装置（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆ、１１、１２、１３）が夫々設けられることを特徴とする圧延トレイン。
【請求項２】
前記ピルガー圧延機（１）における前記中空ブランクの搬送方向（２２）を第１方向とし、前記第１バッファ（５）は前記第１方向に垂直な第２方向に前記管を搬送する搬送装置（１１、１２、１３）を有することを特徴とする請求項１に記載の圧延トレイン。
【請求項３】
前記ピルガー圧延機（１）における前記中空ブランクの搬送方向（２２）を第１方向とし、前記第２バッファ（７）は前記第１方向に垂直な第２方向に前記管を搬送する搬送装置（１１、１２、１３）を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の圧延トレイン。
【請求項４】
前記ピルガー圧延機（１）における前記中空ブランクの搬送方向（２２）を第１方向とし、前記圧延トレイン内の管が部分的に前記第１方向に平行であってその反対方向に搬送されるように、前記圧延トレインが構成されることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の圧延トレイン。
【請求項５】
前記焼鈍炉はベルト炉（６）であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の圧延トレイン。
【請求項６】
前記ピルガー圧延機（１）と前記第１バッファ（５）との間で、管を長物へと切断するための切断ユニット（３）を備えることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の圧延トレイン。
【請求項７】
前記ピルガー圧延機（１）と前記第１バッファ（５）との間、好ましくはピルガー圧延機（１）と管を長物へと切断するための切断ユニット（３）との間に、管の外壁を脱脂するための装置（２）を備えることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の圧延トレイン。
【請求項８】
前記ピルガー圧延機（１）と前記第１バッファ（５）との間、好ましくは管を長物へと切断するための切断ユニット（３）と第１バッファ（５）との間に、管の内壁を脱脂するための装置（４）を備えることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の圧延トレイン。
【請求項９】
前記ピルガー圧延機（１）と前記第１バッファ（５）との間、好ましくはピルガー圧延機（１）と管を長物へと切断するための切断ユニット（３）との間に、管の内壁を検査するための検査装置（４）を備えることを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の圧延トレイン。
【請求項１０】
前記圧延トレインにおける全ての処理工程を管理するように構成された制御システムを備えることを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の圧延トレイン。
【国際調査報告】
2015532891.tif 000004
2015532891.tif 000005
2015532891.tif 000006
2015532891.tif 000007
2015532891.tif 000008
2015532891.tif 000009