JP2007518574A - 無欠陥鋼ゲージ棒の製造プロセス及びその製造設備 - Google Patents

Abstract

本発明は、無欠陥調整棒鋼の製造方法とそのための設備に関する。本発明の方法は、亀裂制御段階を含む引抜き／調整作業と、該棒の切断前に、削り屑の除去からなる後続の機械的皮むき作業とを組み合わせる。これにより、調整された亀裂検知深さの値は棒の表面欠陥に相当し、かつ、前記後続の棒皮むき段階の皮むき深さよりも僅かに小さくなるように、欠陥を含む棒は自動的に除去される。

Description

［説明］
本発明は、無欠陥鋼ゲージ棒の製造プロセスについての情報、及び上記プロセスをもたらす工業設備に関する。

現在、特定の寸法径及び外部公差特性に準拠するとともに、製造中に亀裂検出を受けて欠陥のある棒を可能な限りなくすようにする、機械部品の製造を目的としたゲージ棒をもたらす鋼ゲージ棒の製造プロセスが目下知られている。

欠陥、特に表面欠陥、特に表面亀裂を排除するために必要な要件をゲージ棒に課すことが増えたため、無欠陥の棒であり、且つ、プロセスの工業化にとって申し分のない特性を有する棒の製造のためのプロセス及び設備が当業界に必要とされている。

現在、２つの主たるプロセスでは、鋼ゲージ棒を製造するのに用いる原材料である熱間圧延鋼を変形する、すなわち棒の冷間引抜き及び旋盤加工又は皮むきが知られている。

最初のケースでは、熱間圧延の際に生じたスケールが除去されている、棒と呼ばれる熱間圧延鋼は、縮径コーン及び筒状ゲージング部を有するダイを通って、線材を丸みのあるままにして、約０．１ｍｍの特定の径公差及び滑らかな表面が得られる。

引抜き機と組み合わせて既知である設備を用いて、冷間引抜きとして目下知られている方法を行うが、これらの設備は通常、以下の部分：
リールと、
予備矯正機と、
ショットブラスト又はブラシを用いてスケールを除去する機械と、
キャリッジを組み込んだ引抜きユニットであって、ダイが位置するとともに断面の圧下をもたらす引抜きユニットと、
通常、亀裂検出装置が間に位置する２つのグループの横矯正ローラ及び縦矯正ローラと、
同期切断システムと、
ローラ又はノズル矯正システムであって、給送、取外し、及び仕分けシステムを有する、ローラ又はノズル矯正システムと
を備える。

これらが組み合わされた機械において使用される誘導電流を用いる亀裂検出システムは、約０．１５ｍｍの最小深さを有する欠陥を検出可能であり、その結果、このプロセスによって成形される棒はそのような深さの欠陥を有する可能性がある。

棒を旋盤加工するプロセスは、複数の固定又は回転切断機の刃先に棒を通過させることであって、それにより、削り屑を除去することで棒の直径を縮小させる、通過させること、棒を丸みのあるままにして公差を低くすること、削り屑がある状態の熱間圧延棒の典型的な表面欠陥の大部分を除去することから成る。

通常、以下の構成要素：
スプールと、
予備矯正機と、
予備ローラ（任意）又は回転矯正機と、
切断システムと、
矯正システム（任意）と
を備える設備を設けて、旋盤加工を用いての製造方法を実施する。

棒旋盤加工ユニットでは、棒に粗さがあり、且つ／又は真円度がある場合、圧延作業が行われると、プロセスの最後に使用することができるように、旋盤加工前には検出設備は提供されず、平滑化する矯正システムが含まれる場合は、最大の欠陥深さは約０．１５ｍｍとなる。

適した工業化の方法で、無欠陥ゲージ棒を製造するために、本発明は、熱間圧延棒がスプールから予備矯正及び後続のデスケーリング作業に進み、次いで、引抜きによるゲージングと校正された深さに対する棒の欠陥深さを検出する中間亀裂監視プロセスとの組み合わせ段階に進み、続いて機械加工作業において、検出装置によってゲージングされるよりも深い深さまで削り屑が除去されることによってこれらの欠陥が除去される、プロセスを提供する。このようにするために、検出装置は、棒内で実験的に検出される欠陥に対応する深さに設定され、棒は、機械加工され、棒全体を平滑化する場合により確かな確実性が得られるように、特定の余剰分を加えた検出深さに対応する材料の部分を除去する。この検出ゾーンは、欠陥が検出装置のゲージよりも大きいいかなる領域も検出し、欠陥を含んでいる棒の位置を最終的に突き止めるとともにそれらの棒を排除するために連続式の棒の欠陥を識別する既知の一般的方法に従ってプロセスの最後に自動的に分離される棒をもたらす。しかしながら、検出装置のゲージ値内の全ての欠陥は、棒の旋盤加工段階で自動的に取り除かれ、これにより、小さな安全マージンが加わったゲージ深さに対応する量の材料が除去される。

したがって、本プロセスにより、既存の監視装置により検出され得る表面欠陥がないことを保証することが可能となる。

本発明が関するプロセスは、中間の仕分けの結果として最終段階で除外される棒の数が非常に多いと、機械加工深さを深くし、設備の冷間ゲージング段階に結果をフィードバックできる可能性を含み、それと同時に、除去すべき亀裂に対して十分な余剰分の材料を残すことができる大きな直径にまでゲージダイを変更するため、ゲージングされた棒の呼び径を得ることができるようになっている。明らかに、排除が全くない場合、このことは、装置が小さい値にゲージングされねばならないことを意味し、削り屑の除去による材料の過剰な損失が回避される。

したがって、本プロセス及び対応する設備を適用することにより、表面欠陥がなくなり、検出された欠陥の深さにより排除される削り屑又は材料による損失が最小限に減る。

よりよく理解するために、本発明を示すいくつかの図面が限定的でない例示的な例として添付される。

図１に見られるように、本プロセスは、棒が引き出される熱間圧延棒のスプール１で始まり、その後、予備矯正段階２、及びショットブラスト又はブラシシステムを用いて、矯正且つデスケーリングされた棒４を生成する、表面残留物又は表面スケールを除去する後続の段階３、次いで、符号５で示されるダイ及び引抜きユニットを組み込んだ引抜きゲージ段階に入る。次いで、ゲージングされた棒６は特定の深さの亀裂を検出するよう校正された制御システム７に進み、機械の基準寸法よりも大きい欠陥を有する領域が位置している連続棒でのそれらの位置を確定する。次いで、ゲージングされた棒は、機械加工システム８に進み、そこで、監視システムの基準寸法よりもわずかに大きい棒の表面部分を機械的に除去し、その結果、表面欠陥が系統的にまとまって除去される。次いで、棒ロッドは切断段階９に進み、その後、矯正ユニット１０に渡り、最終的に棒選択ゾーン１１に渡り、ここで、特定条件を満たす棒１２が市販可能な棒と見なされ、機械基準寸法よりも大きい深さの欠陥が検出された欠陥のある棒１２’が排除されることになる。

図２は、本プロセスを概略的に示し、ここでは、機械のゲージ値Ａ内のｄ１、ｄ２、ｄ３等、表面亀裂による複数の欠陥が含まれる、冷間引抜き後のロッドの直径Φｂが見られる。ｄ４等のいくつかの欠陥が基準寸法値よりも大きく、ラインの最後での棒の自動的な排除をもたらす検出ゾーン内に基準マークが与えられることも可能である。亀裂検出機は、グラフに示す値Ａに校正され、旋盤加工が、グラフに示される小さな安全余剰εが加わったゲージＡを含む余剰Ｂの除去により行われ、最終的に、得ることが望ましい棒の呼び径Φｎが得られる。

亀裂のために排除された棒の数が過剰であれば、情報をフィードバックすることができ、棒は、過剰に旋削するＢを増やすことができるようにわずかに大きい直径Φｂに圧延され、欠陥をなくし、プロセスの最後に無欠陥の棒を生成することができる。これが当てはまらない場合、すなわち、総直径Φｂが縮小される場合では、これとは反対のことが圧延段階で行われ、呼び径ΦBに対する材料の余剰分が減らされる。

最終的に、本発明が関する設備のプロセスを適用することにより、工業化方法全体において表面欠陥が全くなくなり、ユニット内で排除された削り屑又は材料からの損失が最小となる。

本発明に含まれる構成部品のセットの略図である。 開始ロッドから、対応する余剰分を有する最終のゲージ棒までの棒径間の相互関係を概略的に示す図である。

Claims (4)

1. 熱間圧延棒のスプールからの圧延ラインの給送、続いて、予備矯正及びデスケーリング段階、後続の、引抜きによるゲージング（gauging：径調整）、亀裂の監視、並びに切断及び矯正、並びに許容可能／許容不可能な棒への最終の仕分けを含むタイプの、圧延鋼棒の製造プロセスであって、
   亀裂の検出のゲージ深さが前記棒の表面欠陥に対応するとともに該棒を機械加工する後続の段階での機械加工深さよりも幾分小さい値を有するよう、前記引抜きによるゲージング作業は、亀裂の監視段階、及び削り屑の除去による前記棒の後続の切断前の機械加工作業と組み合わされ、その結果、欠陥のある棒が自動的に排除されることを特徴とする、圧延鋼棒の製造プロセス。
2. 前記棒の前記最終の仕分けにおいて亀裂のために排除される前記棒の比率に関する情報を前記引抜きによるゲージング段階及び前記加工段階にフィードバックするため、前記最終の仕分けにおける亀裂のために排除される前記棒の比率が特定の制御値よりも高い場合、前記棒を粗削りしたときの外径及び前記機械加工深さが増して、欠陥のある棒を排除することが可能となることを特徴とする、請求項１に記載の圧延鋼棒の製造プロセス。
3. 前記最終の仕分けの前記棒の欠陥が減ることにより、皮むきによって除去される余分な材料を減らすことが可能である場合、前記棒の最終の仕分け段階から前記粗削り棒を圧延する段階への情報のフィードバックは、前記棒を機械加工する段階の際の前記粗ロッドの直径及び機械加工深さを減少させることによってもたらされることを特徴とする、請求項１に記載の圧延鋼棒の製造プロセス。
4. 熱間圧延後、棒給送スプールが予備矯正ユニット及び後続のデスケーリングユニットを有する、請求項１乃至３に記載の圧延鋼棒の製造プロセスを実施可能な、鋼ゲージ棒の製造設備であって、引抜きによるゲージング用ユニットと、亀裂の監視システム、及び前記棒を機械加工するシステムとを組み合わせてから前記棒を切断することを含み、それにより、連続皮むきを、引抜きによりゲージングされた棒の調整可能な深さに対して行うことができ、これによって、表面欠陥が含まれる連続棒の層の系統的な除去が可能となることを特徴とする、鋼ゲージ棒の製造設備。

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