CN1898037A - 润滑剂供给系统、无缝管的制造装置及无缝管的制造方法 - Google Patents

润滑剂供给系统、无缝管的制造装置及无缝管的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明为了在穿轧机中高效率地制造高质量无缝管，提供穿轧机所必需的润滑剂供给系统、具有该供给系统的无缝管制造装置、以及无缝管的制造方法。该润滑剂供给系统具有：润滑剂的储存槽、从该储存槽延伸设置到盘形辊附近的配管、设在该配管前端的喷嘴、设在配管途中的流动方向切换机构、从该流动方向切换机构到储存槽的配管、设在该切换机构与喷嘴之间的配管内压力释放机构。

Description

润滑剂供给系统、无缝管的制造装置及无缝管的制造方法
技术领域
本发明涉及无缝管的制造方法、制造装置，特别涉及穿轧机的润滑剂供给系统。
背景技术
无缝钢管(下面称为“无缝管”)用于能源、汽车、化学、工业机械、建筑等多个产业领域。特别是，无缝管生产量的多数，用于油井管、原油·气体输送管，在世界能源开发相关领域中起到重要的作用。
图10概略地表示无缝管的代表性制造工序的一例。在图10中，作为无缝管坯材的钢坯(下面称为“钢坯”)100，被送入旋转炉底式加热炉2内加热。被旋转炉底式加热炉2加热了的钢坯100，从炉内抽出后，被穿孔机(下面称为“穿轧机”)300穿轧而成为管坯4。接着，从管坯4的后端侧将芯棒5a插入其内部，由5～9级轧钢机架构成的芯棒式无缝管轧机5轧制成规定尺寸。
然后，拔出管坯4内部的芯棒杆，用定径机或拉伸缩径轧机等外径调整机6将管坯4调整成为规定外径。然后，无缝管在冷却床7被冷却，切断成规定长度，矫正弯曲。再接受试验检查后打上标记等，作为产品出厂。
图11表示穿轧机的一例。图示的穿轧机300，上下配置有彼此相对的一对主辊111、111，以该主辊111、111的穿孔轴X1为中心、在90度方向的位置，水平地设置一对圆盘状的盘形辊112、112。另外，也有将盘形辊112、112上下配置、将主辊111、111水平配置的穿轧机。各主辊111、111的轴心在俯视中呈交叉状态。
为了稳定地约束住管坯4，盘形辊112、112具有圆弧状的引导面112a、112a。将盘形辊112、112配置在上述主辊111、111的近旁，为了保持穿轧中的钢坯100(下面有时称为“壳体”)的中空部分的形状，用引导面112a、112a的两侧端将壳体夹入。
另外，在主辊111、111的上游侧配置有作为钢坯100的进入侧向导的空心轴113，在下游侧配置有芯棒杆114，该芯棒杆114的轴心与穿孔轴X1相同，用其前端支承着芯棒。
主辊111、111朝相同方向旋转，使钢坯100旋转着送出到下游侧，用芯棒杆114进行穿轧。
这样，在穿轧作业中，钢坯100或管坯4(下面有时将二者统称为“材料”)，以穿孔轴X1为中心进行旋转，而另一方面由于盘形辊112、112在包含材料行进方向的面内进行旋转，所以，两者间产生相对滑动。
材料是普通钢时，在前工序加热时，材料表面生成大量的氧化皮，该氧化皮在穿轧过程中夹在材料与盘形辊112、112之间，所以两者间难以产生烧伤。
另一方面，材料是13Cr等高合金钢、不锈钢时，这些材料的表面即使在高温下也不生成很多的上述的氧化皮。因此，在穿轧13Cr等高合金钢、不锈钢时，在管坯4的表面容易产生因穿轧中的钢坯100和盘形辊112、112的烧伤而引起的外表面伤痕。产生了烧伤时，会失去无缝管的商品价值，或者要增加表面磨削等工序，在时间和费用方面不利。另外，盘形辊的引导面也因烧伤而损伤，所以必须再研磨，必须从装置装卸该盘形辊、及进行研磨作业，该期间设备的停止和作业成本的提高都不容忽视。
为了防止材料与盘形辊之间的烧伤，考虑到对盘形辊引导面112a、112a的表面喷涂润滑剂的方法。这里所说的“润滑剂”，与以降低摩擦系数或冷却为目的轧制油、加工油剂、冷却剂等通常的“润滑油”不同，主要是用于防止烧伤的。因此，在穿轧机中，适用于盘形辊与材料之间的“润滑剂”，采用了它有时反而使盘形辊、材料间的摩擦系数增加。
在穿轧机中，例如有专利文献1公开的这样的无缝管的穿轧机(斜轧装置)300，如图11所示，为了防止钢坯100与主辊111、111表面之间的打滑，将对主辊111、111喷射润滑剂的喷嘴115安装在空心轴113的穿孔侧端部，一边喷射润滑剂一边进行穿轧。
另外，在非专利文献1中，公开有作为对主辊表面喷射的润滑剂是由硼酸和覆膜形成剂的混合水溶液、与辅助剂水溶液这样2种液体组成的。
专利文献1：日本特许第2641834号公报(第2页，图1和图2)
非专利文献1：“材料与工艺”(社)日本钢铁协会、Vol.8(1995)、P1218
发明内容
该领域的润滑剂，其粘度比通常的润滑油高，并且，润滑剂本身容易在供给配管内固接。另外，为了高效率地制造高质量的无缝管，盘形辊与材料之间、主辊与材料之间对润滑的要求是不同的。对于盘形辊，需要将满足其润滑要求的润滑剂，在穿轧中的恰当时刻、对恰当的部位喷射恰当的量。
但是，关于满足该要求的整个润滑剂供给系统，其具体如何构造为好，至今尚未公开。
另外，上述专利文献1所公开的穿轧机存在以下问题。
(1)空心轴113因钢坯100的尺寸不同而各异，需要在各种尺寸的每个钢坯100上安装空心轴113，也必须制作许多喷敷用的喷嘴115，并将这些喷嘴115设置在多个空心轴113上。
(2)更换空心轴时，润滑剂供给系统、以及其他的附属于润滑剂供给的控制系统的连接也要改变，这些都需要花费时间。
(3)另外，由于润滑剂的喷敷位置是主辊111的表面，所以，在引导面112a上只间接地附着少量的润滑剂，容易产生引导面112a的烧伤、磨损。
为此，本发明的目的在于为了高效率地制造高质量无缝管，提供所必需的润滑剂供给系统、具有该供给系统的无缝管制造装置、以及无缝管的制造方法。
本发明第1方式的润滑剂供给系统，是具有一对盘形辊的穿轧机中的、向上述盘形辊供给润滑剂的系统；其特征在于，该润滑剂供给系统包括：
润滑剂的储存槽、从该储存槽延伸设置到盘形辊附近的配管、设在该配管前端的喷嘴、设在配管中途的流动方向切换机构、从该流动方向切换机构到储存槽的配管、及设在该切换机构与喷嘴之间的配管内压力释放机构。
上述本发明的第1方式中，也可以在每个与上述喷嘴直接连通的配管上设置控制润滑剂流量的流量控制机构。
另外，上述第1方式(包含变型例)中，喷嘴能够随上述盘形辊的种类或位置设定的变化而变化。
另外，上述本发明的第1方式(包含变型例)中，也可以具有配管内清洗机构。
另外，上述本发明的第1方式(包含变型例)中，也可以另外具有使上述润滑剂固化的固化剂的供给机构。
作为本发明第2方式的无缝管的制造装置，其特征在于，具有轧制装置和润滑剂供给系统；上述轧制装置具有：朝向穿孔方向的芯棒、在穿过该芯棒轴心的平面内配置在上述轴心两侧的一对盘形辊、相对于包含上述轴心且与上述平面正交的面具有规定倾斜地配置在上述轴心两侧的一对主辊；上述润滑剂供给系统具有：供给到盘形辊的润滑剂的储存槽、从该储存槽延伸设置到盘形辊附近的配管、设在该配管前端的喷嘴、设在配管中途的流动方向切换机构、从该流动方向切换机构到储存槽的配管、设在该流动方向切换机构与配管的朝向盘形辊的喷射口之间的配管内压力释放机构。
上述本发明的第2方式中，还可以具有多轴臂和送出送入机构；上述多轴臂安装有喷嘴，并且，能改变喷嘴的喷射方向；上述送出送入机构使多轴臂朝着上述轧制装置进退。
作为本发明第3方式的无缝管制造方法，使用具有一对盘形辊的穿轧机，一边向上述盘形辊供给润滑油一边制造无缝管，其特征在于，在穿轧中向盘形辊供给润滑剂，在不进行穿轧时，使润滑剂在配管中循环，并且，释放上述润滑剂的朝向上述盘形辊的喷射口附近的配管内压力。
上述本发明的第3方式中，其特征在于，相对于与盘形辊的平面平行、且通过引导面宽度方向中心的中心面，以5度以内的角度，向引导面喷射润滑剂。
上述本发明的第3方式中，也可以从材料送入侧喷射润滑剂。
作为本发明第4方式的无缝管，其特征在于，是用本发明第3方式(包含各变型例)的制造方法制造的。
根据本发明，由于可将对盘形辊与材料之间喷射的润滑剂，在穿轧中的恰当时刻、对恰当的部位喷射恰当的量，所以，能高效率地生产高质量的无缝管。另外，可以把比较容易阻塞配管的润滑剂，顺利地从储存槽送到要润滑的部位，并且可使润滑剂在配管中循环。
另外，根据本发明，与盘形辊的种类或位置设定等的设备条件的变化无关，可使用同一喷嘴，而且，润滑剂喷射时，不会产生被引导面的圆弧形状遮住的部分，可以将润滑剂均匀地涂覆到引导面上。由于可将润滑剂均匀地涂覆到盘形辊的引导面上，所以，可减少引导面产生烧伤以及因此而引起的穿轧时故障。另外，不需要许多喷嘴，从而可以缩短在穿孔尺寸变化时更换喷嘴作业的时间。
附图说明
图1是表示穿轧机的立体图。
图2是将穿轧机的中心部沿水平方向剖切表示的概略俯视图。
图3是主要表示穿轧机中对盘形辊供给润滑剂的润滑剂供给系统的、储存·供给侧的图。
图4是主要表示穿轧机中对盘形辊供给润滑剂的润滑剂供给系统的、盘形辊附近的喷射装置的图。
图5是表示穿轧机中的润滑剂喷射装置的配置位置的图。
图6是使多轴臂位于送出送入机构的穿孔侧的主视图。
图7是图6的俯视图。
图8是表示喷嘴的图，(a)是其主视图，(b)是图(a)的B-B向视图。
图9是将盘形辊的姿势夸张表示的主视图。
图10是表示采用芯棒式无缝管轧机方式的无缝管制造工序的一例子的图。
图11是表示穿轧机的一例子的图。
附图中附图标记的简单说明：
1：钢坯；2：旋转炉底式加热炉；3：穿轧机；4：管坯；5：芯棒式无缝管轧机；6：外径调整机；7：冷却床；11：主辊；12：盘形辊；12a：引导面；12b：平面；13：空心轴；14：芯棒杆；15：喷嘴；16：支柱；17：箱体；20：润滑油喷射装置；21、24、25、26：喷嘴；21a：接头；21b：喷头；21c：中间部件；22：多轴臂；22a：第1臂；22b：第2臂；22c：第3臂；22d：第4臂；22e：第5臂；22f：第6臂；23：送出送入机构；23a：引导盘；23b：导轨；23c：滚珠丝杠；23d：电动机；23e：传感器；23f：联轴节；23g：台座；50：控制部；X：穿孔轴；Y：中心面。
具体实施方式
本发明的润滑剂供给系统包括：润滑剂的储存槽、从该储存槽延伸设置到盘形辊附近的配管、设在该配管前端的喷嘴、设在配管中途的流动方向切换机构、从该流动方向切换机构到储存槽的配管、设在该切换机构与喷嘴之间的配管内压力释放机构。
在本发明的润滑剂供给系统中，之所以要具有流动方向切换机构、以及从该机构到储存槽的配管，是因为由本发明润滑剂供给系统供给的润滑剂，粘度高，容易堵塞在配管中，所以，即使在一个穿轧作业到下一个穿轧作业之间、即不需要对材料与盘形辊之间喷射润滑剂的期间，也要使润滑剂在配管中循环，以抑制润滑剂堵塞配管内。另外，之所以要在切换机构与喷嘴之间设置配管内压力释放机构，是为了防止在不需要对材料与盘形辊之间喷射润滑剂的期间，润滑剂因残留压力而从喷嘴滴落到主辊上等，导致下一次穿轧时，主辊与材料之间产生打滑，以及防止润滑剂附着在周围，导致作业环境恶化。
在本发明的润滑剂供给系统中，之所以要在每个直接与喷嘴连通的配管上设置控制润滑剂流量的流量控制机构，是因为每个喷射润滑剂的部位，要喷射的润滑剂的最适当量值是不同的，另外，最适当量值也会随时间变化，所以，为了对应上述要求，设置了润滑剂流量控制机构。
另外，在本发明的润滑剂供给系统中，之所以使喷嘴能随盘形辊的种类或位置设定的变化而变化，是基于下述原因。即，在穿轧机中，必须将多种材料穿轧成多种尺寸的管坯。因此，有时要改变彼此相对的一对主辊的交叉角度或倾斜角度等设定，与此对应地，对盘形辊也必须改变其种类或位置设定。这里所说的“盘形辊的种类或位置设定的变化”，是指更换为厚度或直径不同的盘形辊、改变盘形辊旋转轴的相对于铅直方向的角度设定、改变盘形辊的旋转轴方向的位置、改变盘形辊的旋转轴之间的距离。由此，其引导面的位置和姿势也有各种变化。因此，喷射润滑剂的喷嘴，必须使其方向随着盘形辊的种类或位置设定的变化而变化。
另外，在本发明的上述润滑剂供给系统中，之所以具有配管内清洗机构，是因为在长时间停止穿轧机设备时，配管内残留有非流动状态的润滑剂时，可能润滑剂在配管内固化而堵塞配管。为此，设置配管内清洗装置，在长时间停止设备时，清洗配管内除去润滑剂，可防堵塞配管这样的状况于未然。
另外，在本发明的润滑剂供给系统中，之所以另外具有使润滑剂固化的固化剂的供给机构，是因为为了使在润滑部位确实存在润滑剂、发挥防止烧伤的性能，二液混合型的润滑剂有效。这样混合两种液体方式的润滑剂，分别向润滑部位喷射主液、和作为使主液固化的固化剂的第二液体。于是，在润滑部位混合二者，进行主液的固化，形成牢固的润滑覆膜。使用这样的二液混合型的润滑剂时，需要与主液分开地向润滑部位供给第二液体，另外设置第二液体、固化剂的供给机构。
本发明的无缝管的制造装置，具有轧制装置和润滑剂供给系统；上述轧制装置具有：朝向穿孔方向的芯棒、在穿过该芯棒轴心的平面内配置在上述轴心两侧的一对盘形辊、相对于包含上述轴心且与上述平面正交的面具有规定倾斜地配置在上述轴心两侧的一对主辊；上述润滑剂供给系统具有：供给到盘形辊的润滑剂的储存槽、从该储存槽延伸设置到盘形辊附近的配管、设在该配管前端的喷嘴、设在配管中途的流动方向切换机构、从该流动方向切换机构到储存槽的配管、设在该切换机构与配管的朝向盘形辊的喷射口之间的配管内压力释放机构。
在本发明的无缝管的制造装置中，之所以具有流动方向切换机构和从该机构到储存槽的配管，是基于与上述润滑油供给系统同样的理由。即，本发明的无缝管的制造装置中所使用的润滑油，是高粘度且容易堵塞配管中，特别在一个穿轧作业到下一个穿轧作业之间、即不需要对材料与盘形辊之间喷射润滑剂的期间，也使润滑剂在配管中循环，以抑制润滑剂堵塞配管内。另外，之所以要在切换机构与喷嘴之间设置配管内压力释放机构，是为了防止在不需要对材料与盘形辊之间喷射润滑剂的期间，润滑剂因残留压力而从喷嘴滴落到主辊上等，导致下一次穿轧时，主辊与材料之间产生打滑，以及防止润滑剂附着在周围，导致作业环境恶化。
另外，在本发明的无缝管的制造装置中，还具有多轴臂和送出送入机构，该多轴臂安装有喷嘴，且可使喷嘴的喷射方向改变；该送出送入机构使多轴臂朝向轧制装置进退。之所以设置安装了喷嘴的多轴臂及使多轴臂朝向轧制装置进退的送出送入机构，是为了使喷嘴进行三维移动，在使喷嘴相对于穿孔位置进行前后移动时，可在限定的空间内不与其他部件接触地进行前后移动，而且，在喷射润滑剂时，可与引导面位置的变化对应地喷敷润滑剂。
本发明的无缝管的制造方法，使用具有一对盘形辊的穿轧机，一边向盘形辊供给润滑油一边制造无缝管，其中，在轧制中向上述盘形辊供给上述润滑剂，在不进行轧制时，使上述润滑剂在配管中循环，并且，释放上述润滑剂的朝向上述盘形辊的喷射口附近的配管内压力。
在本发明的无缝管的制造方法中，之所以在轧制中向盘形辊供给润滑剂，在不进行轧制时使上述润滑剂在配管中循环，是因为本发明的制造方法中所使用的润滑油，是高粘度且容易堵塞配管中，即使在一个穿轧作业到下一个穿轧作业之间、即不需要对材料与盘形辊之间喷射润滑剂的期间，也使润滑剂在配管中循环，以抑制润滑剂堵塞配管内。
另外，在本发明的无缝管的制造方法中，之所以在不进行轧制时释放上述润滑剂的朝向上述盘形辊的喷射口附近的配管内压力，是为了防止在不需要对材料与盘形辊之间喷射润滑剂的期间，润滑剂因残留压力而从喷嘴滴落到主辊上等，导致下一次穿轧时，主辊与材料之间产生打滑，以及防止润滑剂附着在周围，导致作业环境恶化。
另外，在本发明的无缝管的制造方法中，之所以相对于与盘形辊的平面平行、且通过引导面宽度方向中心的面，以5度以内的角度，向上述引导面喷射上述润滑剂，是因为引导面垂直方向截面的圆弧曲率比壳体外径的曲率稍大，但对于小径乃至中径钢管用的盘形辊的引导面，相对于其中心面以超过了5度的角度对引导面喷射润滑剂时，产生由引导面的两端遮盖一部分，不能使润滑油充分且均匀地附着到引导面。另外，之所以向引导面喷射，是因为被引导面夹入的壳体，在其外表面产生变形，而且是以螺旋状前进，所以穿轧中引导面与壳体为复杂的面接触状态，容易产生烧伤，比其他部位更要求防止烧伤。
另外，在本发明的无缝管的制造方法中，之所以从材料送入侧喷射润滑剂，是因为润滑剂的喷射方向与材料的行进方向相同，即使润滑油飞散而附着于主辊或材料上，也直接供于由主辊和盘形辊进行的穿轧，不需要另行对其进行除去。
在本发明中，做成将润滑剂的喷嘴安装于多轴臂，设置通过送出送入机构而位于轧机上游侧的、设于配置了空心轴一侧的台架上的多轴臂的构造，从而不需要更换喷嘴，而且喷嘴的使用·不使用、从喷射位置退避或前进、及喷嘴的安装位置的微调整都变得容易。
本发明可适用于盘形辊直径为1500～4000mm、盘形辊宽度为160～360mm、盘形辊的引导面圆弧半径为160～360mm。并且，润滑剂也可使用硼系或云母系的润滑剂。
以下，根据附图说明本发明。
图1是从上方看本发明一实施方式的穿轧机的概略立体图。图示的穿轧机3上下具有一对彼此相对的主辊11、11。以该主辊11、11的穿孔轴X为中心、在90度方向的位置，水平地设有一对圆盘状的盘形辊12、12。各主辊11、11分别朝相同方向旋转。各主辊11、11的轴心在俯视中相互交叉配置。
为了稳定地约束位管坯4，盘形辊12、12具有圆弧状的引导面12a、12a。将盘形辊12、12配置在上述主辊11、11的近旁，为了保持穿轧中的钢坯1(下面有时称为“壳体”)的中空部分的形状，用引导面12a、12a的两侧端将壳体夹入。
在主辊11、11的上游侧配置有空心轴13，在下游侧配置有芯棒杆14，该芯棒杆14的轴心与穿孔轴X相同，用其前端支承着芯棒。钢坯1一边以螺旋状旋转一边被穿轧着前进，成为管坯4被送到下游侧。
图2是穿轧机3中的、沿水平方向将中心部剖切时的概略俯视图。图2中，穿轧机3具有由4根支柱16、…、16构架成的箱体。在该支柱16、…、16内的中央部，挟着穿孔轴X地在上下设有一对彼此相对的主辊11、11(图2中只表示了上侧主辊11)。在穿孔轴X的两侧，水平地配置着一对盘形辊12、12，该对盘形辊12、12的端面彼此相对，并且，其轴心朝向铅直方向。
钢坯从配设在穿孔轴X上的、穿轧机上游侧(图中左侧)的空心轴13供给，由该穿轧机3穿轧而成为管坯后，被送到下游侧(图中右侧)。另外，在下游侧，在穿孔轴X上配置有芯棒杆(芯棒，图2中未示)14，该芯棒杆14的前端支承着在穿轧时使用的芯棒。
图3和图4概略地表示润滑剂供给系统。图3右侧和图4左侧的标记A、B、C，表示各标记所示的配管是相连着的。下面，同时参照图3和图4，说明本实施方式之穿轧机3具有的润滑剂供给系统。
本润滑剂供给系统，具有储存主润滑剂的润滑剂用箱200、储存用于使主润滑剂固化的固化剂的固化剂箱201、储存水的水箱202、用于接受主润滑剂的主润滑剂接受箱203、从外部接受工业用水的工业用水接受口204、从外部接受压缩空气的压缩空气接受口205。各图中，实线表示润滑剂的配管，点划线表示水的配管，虚线表示压缩空气的配管。
如图3所示，润滑剂用箱200具有电动机211、以及由该电动机211驱动的搅拌装置212。根据该构造，箱200中的润滑剂总是被搅拌，可防止产生沉淀或在箱内部固化，主润滑剂总能以均匀的状态供给。另外，虽然未图示，在润滑剂用箱200中还具有温度传感器、加热器、冷却器等。由此，主润滑剂总保持为规定温度地供给到润滑部位。另外，在润滑剂用箱200上还设有排泄管213，必要时用该排泄管213将内部的润滑剂全部除去。
主润滑剂从润滑剂用箱200的下部，借助配管214通过过滤器215后被导入泵216，由泵216通过各图中A、B所示配管压送到各润滑部位。
图4是表示盘形辊12、12及其附近的润滑剂供给系统的概略俯视图。图4中，为了清楚表示润滑部位，夸张盘形辊12、12间的距离使其比实际大地来表示。由上述泵216压送的主润滑剂，通过图4中左端标记A、B所示的配管，从配置在盘形辊12、12送入侧的4个喷嘴21、21、21、21、配置在盘形辊12、12送出侧的2个喷嘴24、24、以及分别配置在各盘形辊12、12侧方的喷嘴25、25，朝着各盘形辊的引导面12a、12a喷射。
另外，当主辊与材料之间存在打滑问题时，也可以只从送入侧的喷嘴21、21、21、21喷射主润滑剂。
另一方面，需要使主润滑剂固化时，使用固化剂。如图3所示，固化剂从上述固化剂箱201被导入泵217，由泵217通过配管C压送到润滑部位。图4中，固化剂从喷嘴26、26朝着盘形辊引导面12a、12a喷射。这时，在引导面12a上已经喷射、涂覆了主润滑剂，固化剂喷射到已形成在引导面12a上的主润滑剂层上。
在无缝管的穿轧加工中，如上所述，主润滑剂从喷嘴21朝着盘形辊引导面12a喷射，必要时，再从喷嘴26将固化剂喷射到盘形辊引导面12a上。这时，在与送入侧的4根喷嘴21、21、21、21直接连通的配管218、219、220、221上设有流量计218a、219a、220a、221a。为了能按照该流量计的计量结果调整流量，在喷射口侧分别设有阀218b、219b、220b、221b。
无缝管的穿轧加工结束时、或者即使在穿轧加工中，在规定情况下，主润滑剂从喷嘴21的喷射被中断。这时，由设在图3配管A、B上的三通阀222、223使润滑剂的流动方向从喷嘴21、21、21、21、24、24、25、25侧切换到返回配管224、225侧。这些返回配管224、225汇聚成为一根返回管226，通向润滑剂用箱200。由于泵216一直运转，所以，不对盘形辊引导面12a喷射时，主润滑剂从润滑剂用箱200出来，在配管214、224、225、226内循环流通。因此，即使主润滑剂具有容易固化的性质，也能防止其滞留在配管内而堵塞配管。
另外，在比较长时间停止穿轧机3时，润滑剂残留在配管A、B到喷嘴21、21、21、21、24、24、25、25的喷射口之间，为了防止堵塞配管内，可用水进行清洗。用水清洗时，由泵227从水箱202压送的工业用水，通过配管228、三通阀229、再通过在其前面分支的配管230、231、和其前面的三通阀232、233，供给到配管A、B。另外，必要时，也可以利用压缩空气(供给到图中虚线所示的配管)使残留在配管中的主润滑剂、工业用水从喷射口排出。
另外，停止喷射、使主润滑剂在配管内循环时，残留在从配管A、B到喷射口之间的润滑剂，利用导到该系统的压缩空气，沿与上述相反的路径，从配管A、B通过三通阀232、233、配管230、231，被导入三通阀229，从三通阀229经过配管234返回润滑剂用箱200。
图5是表示上述穿轧机3中的润滑剂喷射装置20的配置的俯视图。润滑剂喷射装置20具有可从前端喷射润滑剂的喷嘴21、可改变喷嘴21的喷射方向的多轴臂22、可使多轴臂22在穿轧机内进退的送出送入机构23。另外，润滑剂喷射装置20被设成，穿过上游侧支柱16之间的箱体17的开口部，能在与穿孔轴X平行的方向(图中左右方向)进退。根据该构造，可从喷嘴21的前端朝着空心轴13前端附近的盘形辊12引导面中的与壳体接触的引导位置喷射润滑剂。本实施方式中，使喷嘴21位于盘形辊12的下方，避免喷嘴21与盘形辊12接触。另外，图5中，表示只在穿轧机3的送入侧配设润滑剂喷射装置20的例子。但除此之外，也可以这样地配置润滑剂喷射装置20：以轧机箱体的4根支柱16、…、16为支点，从穿轧机3的送出侧、或轧机驱动侧、和/或操作者方向，朝盘形辊引导面12a、12a喷射。
图6是使多轴臂22位于送出送入机构23的穿孔侧的主视图。图7是图6的俯视图。
送出送入机构23，具有在穿孔上游侧的支柱16的内侧面、水平地固定在与穿孔轴X平行的台架上的引导盘23a、固定在引导盘23a上并沿引导盘23a延伸的2根轨道23b、23b、位于轨道23b、23b之间并使载置着多轴臂22的台架23g移动的滚珠丝杠23c、使滚珠丝杠23c旋转的电动机23d、计测电动机23d的转速的传感器23e。
引导盘23a的穿孔侧的前端部位于支柱16的内面，后端部伸出到外侧到使喷嘴21后退时、喷嘴21不位于4根支柱16…内的程度。
在引导盘23a的后端固定有电动机23d，电动机23d的前端侧和滚珠丝杠23c的后端，贯通引导盘23a的开口部由联轴节23f连接。电动机23d旋转时，滚珠丝杠23c就旋转。在电动机23d的后端侧连接有传感器23e，用于计测电动机23d的转速。
多轴臂22载置在台座23g上。台座23g在引导盘23a上移动时，多轴臂22就沿着引导盘23a移动。
台座23g的下方，固定有与轨道23b嵌合的台座引导槽、和位于该台座引导槽之间、并与滚珠丝杠23c螺合的螺母。
多轴臂22，其基端部安装在台座23g上，由第1臂22a至第6臂22f这样6个臂构成。
第1臂22a是短圆柱形状，其下端可自由转动地安装在台座23g上。第1臂22a的上方部是小径的2段圆柱形状，上段的小径圆柱部嵌入在俯视中呈U字形的第2臂22b的底部圆弧内。另外，第2臂22b，在俯视中能以第1臂22a为中心在水平面方向转动，相对于台座23g例如能左右转动315度。
在俯视中呈Y字形的第3臂22c的基端部嵌入第2臂22b的前端部，用水平轴使该第3臂22c和第2臂22b可相互自由转动地连接，第3臂22c的前端例如可在225度的范围内上下动。
前部呈平截头棱锥状、后部呈棱柱状的第4臂22d的后部嵌入第3臂22c的前端，用水平轴使该第4臂22d和第3臂22c可相互自由转动地连接，与第3臂22c的动作同样地，第4臂22d的前端相对于第3臂22c能上下动。
第5臂22e在俯视中与第4臂22d的前端部大致同宽，在俯视中呈“コ”字形，第4臂22d的前端面的平面部与第5臂22e的底部的平面部相互对接，在第4臂22d的轴向，该第5臂22e可自由转动地连接在第4臂22d的前端面。
另外，第6臂22f的后部进入第5臂22e前端部的“コ”字形部位内，能以架设在“コ”字前端部侧方向的轴为中心转动。
这样，多轴臂22由第1臂22a至第6臂22f这样6个臂构成，各臂间用一个轴可自由转动地连接。根据该构造，能在水平方向左右转动、在垂直方向上下转动。在这些各转动轴上，分别内置有伺服电动机。由这些伺服电动机使各臂作规定量的动作。
图8是表示安装在多轴臂22前端的喷嘴21的图，图8(a)是主视图，图8(b)是图8(a)中的B-B向视图。另外，在下面的说明中，虽然是对喷嘴21进行说明，但喷嘴24、25也可以是同样的构造。
喷嘴21由小径管构成，在前端旋入有规定的喷头21b。基端部固定支承于第6臂22f上，并且，安装有用于与润滑剂的供给配管A、B连接的接头21a。
为了稳定地安装喷嘴21，喷嘴21的基端部和第6臂22f通过中间部件21c连接。中间部件21c是用4个螺丝固定在第6臂22f上。
根据上述构造，第6臂22f的朝向方向是喷嘴21的方向，可以使喷嘴21朝着上下左右的任何方向喷射润滑剂。
例如，通过设于操作穿轧机3的操作室的轧机操作面板上的开关，可以将这样的润滑剂喷射装置20的操作切换为自动动作和手动动作。自动动作时，控制部50(见图3)按照从程序计算机送来的盘形辊12等的位置信息，求出与预先设定·存储的这些位置信息对应的喷嘴21的位置，进行控制，使喷嘴21位于其位置。
喷嘴21的进入·退出不是简单的前进、后退，而是多轴臂22的各臂的连接部动作，使喷嘴21三维移动地进行前进、后退，避免与其它部件接触。
手动动作时，用按钮等的操作可以指示喷嘴21的进入·退出量和左右·上下方向的移动量。另外，也可以使润滑剂喷射或停止。也可以将操作盘设在2个盘形辊12、12的附近，操作者一边目视喷嘴21一边进行操作盘的操作。
如上所述，对穿轧机3中的主辊11、11，有时要改变其倾斜角度或交叉角度，随之，与壳体的螺旋状行进相应地，向盘形辊12、12的引导面12a、12a与壳体的摩擦少的方向对盘形辊的位置、或盘形辊的种类做各种改变。因此，引导面的位置和朝向进行各种改变。
图9是为了便于判断而夸张地表示盘形辊12的位置的主视图。图9中的纸面左侧是穿孔上游侧，钢坯从纸面左边朝着右边移动地被穿轧。在该盘形辊12的纸面跟前侧存在钢坯(未图示)，钢坯右旋地以螺旋状前进。
图9中的(a)表示盘形辊12设置成水平放置的状态。(b)表示例如管坯的尺寸变小时，盘形辊12虽然是水平状态，但在(a)的标准位置下方的状态。(c)表示，盘形辊12的中心位置虽然与(a)相同，但由于钢坯的材质变硬，设定为比前进量更提高右旋转速度的穿轧方法，所以，盘形辊12也处于倾斜的状态。
这样，即使在盘形辊12的位置、姿势因壳体的尺寸或钢坯材质的原因而被调整，与之相应地引导面12a的位置、倾斜也变化时，根据本实施方式的穿轧机3，由于具有可在穿孔方向进退的多轴臂22，所以，可以使喷嘴21朝向引导面12a，可以将润滑剂均匀地喷射、涂覆在引导面12a上。
在图9中表示标准位置(a)的盘形辊12中，12b表示盘形辊12的平面，Y表示与该平面12b平行的、通过引导面12a宽度方向中心的中心面。喷嘴21的喷射方向，相对于中心面Y的角度(α、α′)最好在5度以内。例如，图9中，由于使喷嘴21的倾斜与盘形辊12的倾斜一致，所以，相对于中心面Y的角度全部为0度。
实施例
(实施例1)
在本发明的无缝管制造装置中，对于向引导面喷射润滑剂的喷射角度对轧制后的引导面的粗糙度有何影响，进行了调查。对50个钢坯进行穿轧，评价穿轧结束后的引导面的粗糙区域的发生状况。实验条件如下。
盘形辊直径：3300～3350mm
盘形辊宽度：225、310、360mm
引导面圆弧半径：225、310、360mm
盘形辊转速：16～25rpm
涂覆润滑剂的成分：氧化铁(Fe2O3)和水玻璃的混合物
润滑剂的喷射量：每一个盘形辊4升/分
喷嘴方向：相对于通过宽度方向的中心面-7°～+7°
喷嘴端与引导面的距离：150、250mm
润滑剂的喷射压力：0.2MPa
润滑剂的喷射角度：圆锥状，圆锥角15度
试验结果如表1所示。表1中，相对于中心面的喷射角度栏中的“+”，表示相对于中心面朝上喷射，“-”表示相对于中心面朝下喷射。评价栏中的“○”，表示50个钢坯穿轧结束后的引导面上的粗糙区域不到全体的10％，“△”表示不到30％，“×”表示为30％或30％以上。
从表1可知，相对于中心面的喷射角度在±5度内时，可将润滑剂均匀地涂覆到引导面上，可减少引导面的粗糙。
【表1】
  相对于中心面的喷射角度(度)   评价
  150(mm)   250(mm)
+7 △ ×
  +6   △   ×
  +5   ○   ○
  +4   ○   ○
  +3   ○   ○
  -3   ○   ○
  -4   ○   ○
  -5   ○ △
  -6   △   ×
  -7   △   ×
评价栏的距离表示喷嘴端和引导面之间的距离。
实施例2
使用芯棒式无缝管轧机方式的无缝管制造工序中的穿轧机，按照以下内容，进行钢坯的穿轧。
本实施例中，用上述的润滑剂喷射装置用以下条件从穿轧机上游侧朝着盘形辊的引导面喷射润滑剂。另外，在比较例中，不是在相同的穿孔条件下朝向引导面喷射润滑油，而是以相同量从安装于空心轴的喷嘴对主辊喷射相同润滑油来实施的。
(1)穿轧条件
钢坯的外径：225mm
钢坯的材质：不锈钢
穿轧壳体的外径：225mm
盘形辊直径：3350mm
盘形辊宽度：200mm
引导面圆弧半径：225mm
盘形辊转速：15rpm
(2)润滑剂的喷射条件
润滑剂的成分：氧化铁(Fe2O3)和水玻璃的混合物
润滑剂的喷射量：每一个盘形辊4升/分
喷嘴方向：α＝0°
喷嘴端与引导面的平均距离：150mm
润滑剂的喷射压力：0.2MPa
润滑剂的喷射角度：圆锥状，圆锥角15度
(3)实施结果
采用本发明的润滑剂喷射装置，与比较例的装置相比，直到产生盘形辊烧伤所穿轧的根数，从50根提高到200根。另外，钢坯前端堵塞或后端堵塞等穿轧故障的比率，从5％减少到1％或1％以下。另外，与比较例的装置相比，喷嘴的备用品可从12台减少到2台。另外，随着改变穿孔尺寸而更换喷嘴的作业，每次可缩短约45分钟。
本发明不限定上述实施例，多轴臂的轴数、和形成各臂的臂的长度、臂的转动角度等都可以改变。

Claims (11)

1.一种润滑剂供给系统，是具有一对盘形辊的穿轧机中的、向上述盘形辊供给润滑剂的系统；其特征在于，该润滑剂供给系统包括：
上述润滑剂的储存槽、从该储存槽延伸设置到上述盘形辊附近的配管、设在该配管前端的喷嘴、设在上述配管中途的流动方向切换机构、从该流动方向切换机构到上述储存槽的配管、及设在该切换机构与上述喷嘴之间的配管内压力释放机构。
2.根据权利要求1所述的润滑剂供给系统，其特征在于，在每个与上述喷嘴直接连通的配管上设置有控制上述润滑剂流量的流量控制机构。
3.根据权利要求1或2所述的润滑剂供给系统，其特征在于，上述喷嘴能够随上述盘形辊的种类或位置设定的变化而变化。
4.根据权利要求1所述的润滑剂供给系统，其特征在于，具有上述配管内的清洗机构。
5.根据权利要求1所述的润滑剂供给系统，其特征在于，另外具有使上述润滑剂固化的固化剂的供给机构。
6.一种无缝管的制造装置，其特征在于，具有轧制装置和润滑剂供给系统；
上述轧制装置具有：朝向穿孔方向的芯棒、在穿过该芯棒轴心的平面内配置在上述轴心两侧的一对盘形辊、相对于包含上述轴心且与上述平面正交的面具有规定倾斜地配置在上述轴心两侧的一对主辊；
上述润滑剂供给系统具有：供给到上述盘形辊的润滑剂的储存槽、从该储存槽延伸设置到上述盘形辊附近的配管、设在该配管前端的喷嘴、设在上述配管中途的流动方向切换机构、从该流动方向切换机构到上述储存槽的配管、设在该流动方向切换机构与上述配管的朝向盘形辊的喷射口之间的配管内压力释放机构。
7.根据权利要求6所述的无缝管的制造装置，其特征在于，还具有多轴臂和送出送入机构；
上述多轴臂安装有上述喷嘴，并且，能改变上述喷嘴的喷射方向；
上述送出送入机构使上述多轴臂朝着上述轧制装置进退。
8.一种无缝管的制造方法，使用具有一对盘形辊的穿轧机，一边向上述盘形辊供给润滑油一边制造无缝管，其特征在于，
在穿轧中向上述盘形辊供给上述润滑剂，在不进行穿轧时，使上述润滑剂在配管中循环，并且，释放上述润滑剂的朝向上述盘形辊的喷射口附近的配管内压力。
9.根据权利要求8所述的无缝管的制造方法，其特征在于，相对于与上述盘形辊的平面平行、且通过引导面宽度方向中心的面，以5度以内的角度，向上述引导面喷射上述润滑剂。
10.根据权利要求8所述的无缝管制造方法，其特征在于，从材料送入侧喷射上述润滑剂。
11.一种无缝管，其特征在于，该无缝管是用权利要求8至10中任一项所述的制造方法制造的。
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