CN101505886B - 芯棒清洗设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种在对作业不带来障碍的情况下，能够有效地抑制拉伸轧制时在管内表面发生的渗碳的芯棒清洗设备。本发明的芯棒清洗设备(1 5)是对供给于芯棒式轧机(8)中的管的拉伸轧制后，从芯棒输送生产线拔出的芯棒(B)进行清洗的设备。芯棒清洗设备(15)具备：使芯棒(B)沿周方向旋转，同时将该芯棒(B)沿轴方向输送的输送辊(17)、(18)；与由输送辊(17)、(18)输送的芯棒(B)的侧方相对配置，并朝向芯棒(B)的外表面喷射水压为0.2～150MPa(优选20～150MPa)的高压水的清洗装置(1d)。
Description
技术领域
本发明涉及在无缝管的制造中使用的芯棒的清洗设备。具体来说，本发明涉及在对作业不带来障碍的情况下，能够抑制在拉伸轧制的管的内表面发生的渗碳的芯棒的清洗设备。
背景技术
在基于满乃斯曼-芯棒式轧机方式的无缝管的制造中，首先，利用加热炉，将圆钢坯或方钢坯加热至1200～1260℃后，利用穿轧机进行冲孔轧制，制造中空的原材料管。其次，向该原材料管的内表面插入芯棒，利用芯棒式轧机进行拉伸轧制，由此，将壁厚减小至规定的壁厚，形成为管。然后，从减小壁厚的管拔出芯棒，然后，利用定径轧机，将该管成形轧制至规定的外径，制造作为制品的无缝管。
拉伸轧制时的芯棒和原材料管容易烧结。为了防止这种情况，在芯棒表面涂敷润滑剂。作为该润滑剂，主要使用混合了耐磨损特性或耐烧结特性优越的石墨的石墨系润滑剂。以往，芯棒在其表面涂敷的润滑剂干燥后，在配置例如由输送辊等构成的输送装置的输送生产线上，在与输送装置接触的同时，被输送至芯棒式轧机，以供拉伸轧制用。但是，在实际的制造工序中，不能确保润滑剂完全干燥的时间的情况居多。因此，在芯棒的输送时，未干燥的润滑剂滴落，附着于位于芯棒的下方的输送装置上。另外，即使在润滑剂完全干燥后进行输送的情况下，也由于输送中的振动等，导致润滑剂的覆膜脱落或剥落，附着于输送装置上。因此，在芯棒输送生产线上配置的输送装置时常被含于附着的润滑剂的石墨污染。这样，在芯棒输送生产线配置的输送装置被石墨污染，因此，与该输送装置接触的同时被输送的芯棒也被石墨污染。
若使用这样被石墨污染的芯棒，对例如由SUS304L等的碳含量为0.04质量％以下的低碳钢构成的原材料管进行拉伸轧制时，被拉伸轧制的管的内表面不可避免地被渗碳。
作为用于防止该管内表面的渗碳的对策，考虑在芯棒表面涂敷非石墨系润滑剂。然而，非石墨系润滑剂通常相比石墨系润滑剂为高价，因此，对普通钢等任何钢种的原材料管而言，使用非石墨系润滑剂从经济性的方面来说就难以实施。另外，作为由低碳钢构成的原材料管的拉伸轧制用，设置仅使用非石墨系润滑剂的输送生产线也需要新的设备投资，因此，从经济性的方面来说难以实施。因此，主要进行下述对策，即：在拉伸轧制低碳钢的原材料管时，也共用使用石墨系润滑剂的芯棒输送生产线，并且在拉伸轧制低碳钢的原材料管时，清洗在芯棒或芯棒输送生产线配置的输送装置后，在芯棒表面涂敷非石墨系润滑剂(例如，参照日本国特开2002-28705号公报、日本国特开2000-24706号)。
另外，附着于芯棒表面的石墨系润滑剂仅在输送生产线上清洗芯棒，从作业效率的方面来说，需要在比较短的时间内结束清洗，因此，不能充分地清洗，在供于拉伸轧制用时可能残留。因此，从输送生产线拔出涂敷石墨系润滑剂并供于拉伸轧制用后的芯棒，将其再次送入输送生产线并涂敷非石墨系润滑剂，在这种情况下，有效的是，在再次送入输送生产线之前，预先清扫(脱离生产线清扫)附着有石墨系润滑剂的芯棒表面。
以往的脱离生产线清扫是由作业人员使用刷帚等清扫工具，通过手工作业或使旋转刷滑过芯棒表面而进行的。
然而，在利用作业人员的手工作业的情况下清扫效率当然不好，在使旋转刷滑过的情况下，清扫效率也不好。即，在将附着于芯棒表面的石墨系润滑剂充分地除去至管内表面的渗碳不成为问题的程度的情况下，需要很长的时间，因此，往往对作业带来障碍。
另一方面，在日本国特开2002-28705号公报中，记载了通过脱离生产线来清洗附着于芯棒的石墨系润滑剂的技术，但对其具体的清洗方法没有进行任何公开。
发明内容
本发明是为了解决所述以往技术的问题而做成的，其目的在于，提供一种在不对作业带来障碍的情况下，能够有效地抑制拉伸轧制时在管内表面发生的渗碳的芯棒的清洗设备。
为了解决上述问题，本发明提供一种芯棒清洗设备，其是对供给于芯棒式轧机中的管的拉伸轧制后，从芯棒输送生产线拔出的芯棒进行清洗的设备，其特征在于，具备：输送装置，其使芯棒沿周方向旋转，同时将该芯棒沿轴方向输送；清洗装置，其与由所述输送装置输送的芯棒的侧方相对配置，并朝向芯棒的外表面喷射水压为0.2～150MPa的高压水。
优选所述高压水的水压为20～150MPa。
根据本发明的芯棒清洗设备可知，能够将在芯棒表面附着的石墨系润滑剂除去至管内表面的渗碳不成为问题的程度。从而，在拉伸轧制低碳钢的原材料管时，也能够共用使用石墨系润滑剂的芯棒输送生产线，并且，在对作业不带来障碍的情况下，能够有效地抑制拉伸轧制时在管内表面发生的渗碳。
附图说明
图1是以示意性表示配置了本发明的芯棒清洗设备(离线清洗设备)的无缝管的制造生产线的说明图。
图2是表示本发明的离线清洗设备的概略结构的说明图。
图3是表示在以往的脱离生产线清扫中使用的擦蹭装置的概略结构的说明图。
图4是表示输送生产线清洗装置的概略结构的说明图。
图5是表示芯棒清洗装置(离线清洗装置)的概略结构的说明图，图5(a)是离线清洗装置的主视图，图5(b)是表示离线清洗装置的配置的说明图。
具体实施方式
以下，在参照附图的同时，说明本发明的一实施方式。
还有，在本实施方式中，将如下所述的情况举出为例子进行说明，即：将在表面涂敷石墨系润滑剂并供给于拉伸轧制的芯棒从芯棒输送生产线(以下，适当地称为“输送生产线”)拔出，利用本发明的芯棒清洗设备(以下，适当地称为“离线清洗设备”)清洗后，再次送入输送生产线，在表面涂敷非石墨系润滑剂，对低碳钢的原材料管进行拉伸轧制。
图1是以示意性表示配置了本发明的离线清洗设备的无缝管的制造生产线的说明图。
首先，最先说明在芯棒B表面涂敷石墨系润滑剂，拉伸轧制原材料管S，制造管S1的工序。如图1所示，从送入工作台6送入输送生产线的芯棒B利用润滑剂涂敷装置7将石墨系润滑剂涂敷于表面。然后，芯棒B在芯棒式轧机8的进入侧为止的输送生产线的中途，插入利用穿轧机(未图示)冲孔轧制的原材料管S中。原材料管S成为利用芯棒式轧机8拉伸轧制的管S1。芯棒B在芯棒式轧机8中的拉伸轧制结束后被拔出，在返回生产线9上输送，并利用水冷装置5加以冷却。然后，芯棒B利用在输送生产线上配置的芯棒清洗装置(以下，适当地称为“离线清洗装置”)2清洗后，再次利用润滑剂涂敷装置7，将石墨系润滑剂涂敷于表面，以与上述相同的工序供给于第二轧道以后的拉伸轧制。芯棒B利用如上说明的循环使用，而供给于芯棒式轧机8中的拉伸轧制。由于该循环使用，在芯棒B的输送生产线上配置的输送装置(未图示)被含于石墨系润滑剂的石墨污染。
还有，将利用芯棒式轧机8拉伸轧制的管S1在再加热炉13中以约940℃～1060℃再加热约20～35分钟，并利用拉伸缩径轧机14精加工为制品尺寸，从而制造出无缝管。
其次，说明在芯棒B表面涂敷非石墨系润滑剂，拉伸轧制原材料管S，制造由低碳钢构成的管S1的工序。如上所述，从输送生产线拔出在表面涂敷石墨系润滑剂并供给于拉伸轧制的芯棒B，利用本发明的离线清洗设备将其清洗。该离线清洗设备例示了例如设置在用于保管从无缝管的制造生产线0远离的芯棒B的棒保管库3的情况。
图2是表示本发明的离线清洗设备的概略结构的说明图。
如图2所示，离线清洗设备15具备：使芯棒B沿周方向旋转，同时将其沿轴方向输送的输送装置；与利用该输送装置输送的芯棒B的侧方相对配置，并朝向芯棒B的外表面喷射高压水的清洗装置。
本实施方式的输送装置包括支承芯棒B的输送辊17及斜辊18。通过使输送辊17旋转，将芯棒B沿轴方向输送，使斜辊18旋转，由此，使芯棒B沿周方向旋转。从而，通过使输送辊17及斜辊18两者旋转，使芯棒B沿周方向旋转，同时将其沿轴方向输送。
本实施方式的清洗装置具备：配置在芯棒B的下方的两个清洗嘴1d。通过在下方配置清洗嘴1d，能够与芯棒B的外径无关地将清洗嘴1d和芯棒B表面的距离设为恒定。还有，若一边从两个清洗嘴1d朝向芯棒B的外表面喷射高压水19，一边使输送辊17及斜辊18旋转，则能够清洗芯棒B的整个表面。还有，清洗嘴1d和芯棒B表面的距离设定为几百mm左右，从清洗嘴1d喷射的高压水19的束散角设定为10°～20°。
从清洗嘴1d喷射的高压水的水压设定为0.2～150MPa(优选20～150MPa)。以下，说明其理由。
进行了适当地改变从离线清洗设备15的清洗嘴1d喷射的高压水的水压，而对表面充分地附着了石墨系润滑剂的芯棒B进行清洗的清洗试验。具体来说，关于附着了添加有比较多量的用于确保润滑剂的附着性或贮藏稳定性的有机粘合剂(醋酸乙烯或丙烯酸树脂等)的石墨系润滑剂的情况、和附着了有机粘合剂的添加量少的石墨系润滑剂的情况两者，进行了清洗试验。通常，有机粘合剂的添加量多的润滑剂显示耐水性，因此，难以清洗，添加量少的润滑剂显示非耐水性(水溶性)，因此，具有容易清洗的倾向。还有，适当地改变芯棒B的输送速度(改变每一根芯棒的清洗时间)，进行清洗，分析清洗后的芯棒B表面的附着物，由此，求出在芯棒B表面残留的碳附着量(g/m2)。还有，通过表面的微观观察确认到，在该清洗试验中使用的芯棒B表面像通常情况一样，存在有作为防止烧结的目的而设置的氧化皮膜，
将以上说明的清洗试验的结果的一部分示出在表1中。
【表1】
如表1所示，通过将从清洗嘴1d喷射的高压水的水压设为20～150MPa，能够以不对作业带来障碍的清洗时间(小于10分钟/根)，将在芯棒B表面残留的石墨系润滑剂充分地减少到管S1内表面的渗碳不成为问题的程度(碳附着量小于30g/m2)。
另外，在将高压水的水压设定为0.2MPa以上且小于20MPa的情况下，关于附着了有机粘合剂的添加量多的石墨系润滑剂的芯棒B，即使将清洗时间设为容许范围外的20分钟/根，也能够充分地减少残留的石墨系润滑剂(碳附着量为30g/m2以上)。另一方面，关于附着了有机粘合剂的添加量少的石墨系润滑剂的芯棒B，即使将高压水的水压设定为0.2MPa以上且小于20MPa，也能够将清洗时间及碳附着量两者都设在容许范围内(清洗时间：小于10分钟/根，碳附着量：小于30g/m2)。若使用有机粘合剂的添加量少的非耐水性润滑剂，则在一定时间内利用芯棒式轧机8拉伸轧制原材料管S的频率高的情况下(例如，每次15～30秒的拉伸轧制)，由于拉伸轧制的开始临前为止喷在轧辊的冷却水的滴落、或从轧辊下落的水滴，导致在芯棒B表面涂敷的润滑剂也流下。因此，在拉伸轧制时，芯棒B和原材料管S可能烧结。从而，不优选对拉伸轧制的频率高的钢种或制造生产线0使用非耐水性润滑剂，优选使用有机粘合剂的添加量多的耐水性润滑剂。因此，优选如上所述地将高压水的水压设定为20MPa以上。然而，对于拉伸轧制的频率低(例如，每次60秒的拉伸轧制)的钢种或制造生产线0，使用非耐水性润滑剂，在拉伸轧制时，芯棒B和原材料管S烧结的可能性少。因此，不需要一定将高压水的水压设定为20MPa以上，设定为0.2MPa以上即可。
另一方面，如表1所示，若将高压水的水压设定为小于0.2MPa，则在附着有非耐水性的润滑剂的芯棒B的情况下，也能够通过容许范围内的清洗时间，充分地减少残留的石墨系润滑剂。另外，若喷射高于150MPa的水压的高压水，则会剥离在芯棒B的表面形成的氧化皮膜。
由于以上的理由，从清洗嘴1d喷射的高压水的水压设定为0.2～150MPa(优选20～150MPa)。
还有，进行比较以上说明的利用离线清洗设备15的芯棒B表面的清洗、和以往的使用了旋转刷的擦蹭装置的芯棒B表面的清扫的效率的试验。使添加有大量有机粘合剂的耐水性石墨系润滑剂附着在试验前的芯棒B的表面。
图3是表示在上述试验中使用的以往的脱离生产线清扫中使用的擦蹭装置的概略结构的说明图。
如图3所示，擦蹭装置16具备：支承芯棒B的输送辊17及斜辊18；与芯棒B接触配置的旋转刷4。一边使旋转刷4旋转，一边使斜辊18旋转，从而使芯棒B沿周方向旋转，使输送辊17旋转，将芯棒B沿轴方向输送。由此，能够使旋转刷4擦蹭芯棒B的整个表面而进行清扫。
将上述试验的结果示出在表2。
【表2】
如表2所示，若使用以往的擦蹭装置16，则在对作业不带来障碍的清扫时间(5分钟/根)内，不能将在芯棒B表面残留的石墨系润滑剂(碳附着量)充分地减少到管S1内表面的渗碳不成为问题的程度。另外，为了充分地减少在芯棒B表面残留的石墨系润滑剂，需要将清扫时间设为容许范围外的10分钟/根以上，导致存在作业方面的问题。相对于此，根据离线清洗设备15可知，与参照表1进行的说明相同地，在对作业不带来障碍的清扫时间(小于10分钟/根)内，能够将在芯棒B表面残留的石墨系润滑剂充分地减少到管S1内表面的渗碳不成为问题的程度(碳附着量小于30g/m2)。
如上所述，利用离线清洗设备15清洗的芯棒B从送入工作台6再次送入输送生产线，但优选在该送入前，至少预先清洗从在芯棒B的输送生产线设置的润滑剂涂敷装置7到芯棒B的进入侧为止之间配置的输送装置。
图4是表示为了清洗构成上述输送装置的输送辊而使用的输送生产线清洗装置1的概略结构的说明图。
如图4所示，输送生产线清洗装置1具备：配置在从输送辊10的表面向上方间隔几百mm的位置的两个清洗嘴1a、1b。一边使输送辊10旋转，一边从清洗嘴1a、1b朝向输送辊10喷射高压水11，由此，清洗输送辊10。还有，优选从清洗嘴1a、1b喷射的高压水11的束散角设定为10°～20°，高压水11的水压设定为30～150MPa。
如上所述，预先清洗在芯棒输送生产线上配置的输送装置后，芯棒B从送入工作台6再次送入输送生产线。被送入的芯棒B利用润滑剂涂敷装置7，将非石墨系润滑剂涂敷于表面。然后，芯棒B在芯棒B的进入侧为止的输送生产线的中途插入由低碳钢构成的原材料管S中，原材料管S由芯棒式轧机8被拉伸轧制，而形成为管S1。芯棒B在芯棒轧机8中的拉伸轧制结束后被拔出，在返回生产线9上被输送，并被水冷装置5冷却。然后，利用在输送生产线上配置的离线清洗装置2清洗芯棒B。
图5是表示离线清洗装置2的概略结构的说明图，图5(a)是离线清洗装置2的主视图，图5(b)是表示离线清洗装置2的配置的说明图。
如图5所示，离线清洗装置2配置于润滑剂涂敷装置7的上游侧，以对拉伸轧制结束的芯棒B进行清洗。离线清洗装置2具备：与芯棒B的距离最大为几百mm地配设为环状的共计八个清洗嘴1c。通过从各清洗嘴1c朝向芯棒B喷射高压水12，清洗芯棒B的表面。还有，优选从清洗嘴1c喷射的高压水11的束散角设定为10°～20°，高压水12的水压设定为30～150MPa。
如上所述，利用离线清洗装置2清洗芯棒B后，再次利用润滑剂涂敷装置7将非石墨系润滑剂涂敷于芯棒B的表面，以与上述相同的工序，供给于由第二轧道以后的低碳钢构成的原材料管S的拉伸轧制。
表3中示出评价了利用以上说明的工序制造的由低碳钢构成的无缝管内表面的渗碳状况、以及不进行利用离线清洗设备15的芯棒B的脱离生产线清洗而制造的由低碳钢构成的无缝管内表面的渗碳的状况的结果。还有，在渗碳状况的评价中，关于条件1、3，是从利用芯棒轧机8拉伸轧制为第二轧道的无缝管的内表面的无缝管的内表面切割出分析用样品，关于条件2、4，是从拉伸轧制为第一轧道(因而，没有脱离生产线清洗)的无缝管的内表面切割出分析用样品，从而利用光电直读式真空发射光谱仪(发光光谱分析)测定碳浓度。还有，对于无缝管的原材料的碳浓度而言，将同等以下(无渗碳)的情况设为◎，将碳浓度的增加量为0.001～0.01％的情况(能够容许的范围)设为○，将超过其且碳浓度增加的情况设为×，并分别进行评价。
【表3】
| 脱离生产线清洗 | 脱离生产线清洗 | 输送生产线上清洗 | 渗碳状况 | 备注 | |
| 条件1 | 有 | 有 | 有 | ◎ | 本发明 |
| 条件2 | 有 | 无 | 有 | ○ | 本发明 |
| 条件3 | 无 | 有 | 有 | × | 比较例 |
| 条件4 | 无 | 无 | 有 | × | 比较例 |
如表3所示，不进行芯棒B的脱离生产线清洗而制造的无缝管中发生了渗碳，相对于此，在利用离线清洗设备15的芯棒B的脱离生产线清洗而制造的无缝管中，能够与利用离线清洗装置2的清洗的有无无关地将渗碳抑制至实用上不成为问题的程度。
Claims (1)
1.一种芯棒清洗设备，其是对供给于芯棒式轧机中的管的拉伸轧制后，从芯棒输送生产线拔出的芯棒的表面上附着的、添加有用于确保润滑剂的附着性或贮藏稳定性的有机粘合剂的石墨系润滑剂进行清洗的设备，
所述芯棒清洗设备的特征在于，具备：
输送装置，其使芯棒沿周方向旋转，同时将该芯棒沿轴方向输送；
清洗装置，其具有朝向芯棒的表面喷射高压水的清洗嘴，
所述清洗嘴配置成与由所述输送装置输送的芯棒的侧方相对且与芯棒的表面的距离为几百mm左右的恒定值，并以10°～20°范围内的束散角朝向芯棒的表面喷射水压为20～150MPa的高压水。
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