JP2011177717A - 管用の潤滑油除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】管内面の潤滑油を効果的に除去しうる潤滑油除去方法の提供。
【解決手段】鋼管Ｐを、潤滑油除去装置１のエアノズル２の前方に、エアノズル２の中心軸と平行に位置させる工程と、エアノズル２を、その中心軸が上記鋼管Ｐの中心軸と一致するように、その空気噴出方向に直行する面内において互いに直行するＸ軸方向及びＺ軸方向軸方向に移動させる工程と、エアノズル２を前進させて、その先端部分を鋼管Ｐの先端に接触させるか又は近接させる工程と、エアノズル２から空気を噴射させる工程とを含んでおり、上記潤滑油除去装置１が、上記エアノズル２と、このエアノズル２に空気を供給するための空気供給管５と、エアノズル２を、その空気噴出方向に沿って前後に移動させるための作動シリンダ３と、エアノズル２を、上記Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動させるためのＸＹ架台４とを備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、管用の潤滑油除去装置及び管の内面の潤滑油除去方法に関する。さらに詳しくは、例えば、コールドピルガー圧延によって圧延された鋼管等の管の内面の潤滑油を除去する装置、及び、この装置が用いられた管内面の潤滑油除去方法に関する。

寸法精度の優れた鋼管を得る方法として、コールドピルガー圧延が知られている。コールドピルガー圧延は、熱間圧延された母材（鋼管）が、その内側に挿入されたマンドレルと、外側に配置された一対のロールダイスとによって冷間圧延されるものである。冷間圧延においては、鋼管の内面外面共に潤滑油が供給される。鋼管の内面に供給される潤滑油は、マンドレルを保持するロッドの外周面に形成された開口から流出する。圧延時、鋼管とマンドレルとの間には加工熱及び摩擦熱が発生する。潤滑油により、鋼管とマンドレルとの摩擦力が軽減される。潤滑油はさらに、加工熱及び摩擦熱を吸収し、鋼管及びマンドレルを冷却する役割も果たす。潤滑油は、圧延後も鋼管の内面に残留する。鋼管が圧延装置から搬出されると、残留する潤滑油も装置外に持ち出される。鋼管から漏れ出した潤滑油は、周囲を汚す。

圧延後の鋼管には熱処理が施されることがある。この熱処理により、残留する潤滑油が炭化する。炭化した潤滑油に含まれる鉄分は、鋼管との間でマクロ電池効果を発生させる。これにより、鋼管の腐食が誘発される。従って、冷間圧延された鋼管の内面及び外面に付着している潤滑油は、種々の方法によって除去されている。例えば、鋼管の外面に付着した潤滑油はエアブロー等によって吹き飛ばされ、内面に付着した潤滑油は、ゴム等によって掻き取られる（特開２０００−１６７６０７公報及び特開２００７−１０５５７４公報参照）。

鋼管内面の潤滑油の除去にもエアブローが用いられることがある（特開２００７−１０５５７４公報参照）。従来、コールドピルガー圧延ラインに設置された潤滑油除去用のエアブロー装置には、一般の工場送気が使用される。エアブロー装置は、この工場送気を噴射するためのエアノズルを備えている。このエアノズルは、一般的にコールドピルガー圧延ラインの下流端近傍に設置された完成品テーブルの傍らに固定されている。上流のロールスタンドにおいて圧延された鋼管は、完成品テーブルにおいて切断され、上記エアノズルの前方に順次搬送されてくる。各鋼管は、エアノズルの前方において、エアノズルとほぼ同軸状に配置され、上から押さえられて仮固定される。その状態で、上記エアノズルから鋼管の端部に向けて空気が噴射される。

特開２０００−１６７６０７公報 特開２００７−１０５５７４公報

上記従来の潤滑油除去装置では、エアノズルの先端と、搬送されてきた状態の鋼管の先端とが、離間している。搬送されてきた鋼管がエアノズルに衝突することによってエアノズルの曲がり等の損傷が発生することを防止するためである。エアノズルと鋼管とが離間していると、エアノズルから噴射された空気は、その全部が鋼管の内部に送り込まれることがない。噴射された空気の一部は鋼管の外に逸散する。かかる従来のエアノズルによる潤滑油除去の効率は低いものとなる。

本発明の目的は、管内面の潤滑油を効果的に除去することができる管用の潤滑油除去装置の提供、及び、この装置が用いられた潤滑油除去方法の提供にある。

本発明に係る潤滑油除去装置は、
エアノズルと、
このエアノズルに空気を供給するための空気供給管と、
上記エアノズルを、その空気噴出方向に沿って前後に移動させるための進退駆動装置と、
上記エアノズルを、その空気噴出方向に直行する面内において互いに直行する二方向に移動させるための二軸移動機構とを備えている。

かかる潤滑油除去装置によれば、エアノズルを処理対象の管に対して位置決めすることが可能となる。具体的には、エアノズルの先端を管の端部の真正面に位置させたうえで、エアノズルを前進させて、管の端部に当接若しくは近接させること、又は、管の内部に若干挿入させることも可能となる。その結果、エアノズルから噴射される空気のほとんどを処理対象の管の内部に噴射することが可能となる。

上記エアノズルの先端部の外周面がテーパ状に形成されているのが好ましい。エアノズルを管に対して同軸状に位置合わせしやすくなるからである（図４（ｂ）参照）。

本発明に係る管内面の潤滑油除去方法は、
管を、潤滑油除去装置のエアノズルの前方に、エアノズルの中心軸と平行に位置させる工程と、
上記エアノズルを、その中心軸が上記管の中心軸と一致するように、空気噴出方向に直行する面内において互いに直行する二方向に移動させる工程と、
上記エアノズルを前進させて、その先端部分を上記管の先端に接触させるか又は近接させる工程と、
エアノズルから空気を噴射させる工程とを含んでおり、
上記潤滑油除去装置が、
上記エアノズルと、
このエアノズルに空気を供給するための空気供給管と、
上記エアノズルをその空気噴出方向に沿って前後に移動させるための進退駆動装置と、
上記エアノズルを上記二方向に移動させるための二軸移動機構とを備えている。

本発明に係る潤滑油除去装置では、エアノズルから噴射される空気のほとんどを処理対象の管の内部に噴射することができる。その結果、管の内周面の潤滑油が十分に除去されうる。この潤滑油除去装置によって潤滑油除去処理がなされた管は、熱処理がなされた場合でも、潤滑油の炭化が抑制される。

図１は、本発明の一実施形態に係る潤滑油除去装置を示す正面図である。 図２は、図１の潤滑油除去装置の平面図である。 図３は、図１の潤滑油除去装置の左側面図である。 図４（ａ）は、図１の潤滑油除去装置のエアノズルの作動状態の一例を示す縦断面図であり、図４（ｂ）は、図１の潤滑油除去装置のエアノズルの作動状態の他の例を示す縦断面図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１から図３に示された潤滑油除去装置（以下、単に装置ともいう）１は、エアブローによって鋼管内面の潤滑油を除去するものである。この装置１は、エアノズル２と、このエアノズル２を、その空気噴出方向に沿って前後に移動させるための進退駆動装置である作動シリンダ３と、上記エアノズル２を、その空気噴出方向に直行する面内において互いに直行する二方向、すなわち、空気噴出方向に対して直角をなすＸ軸方向、並びに、空気噴出方向及びＸ軸方向の双方に対して直角をなすＹ軸方向に移動させるための二軸移動機構（以下、ＸＹ架台ともいう）４とを備えている。

上記エアノズル２は円筒状を呈し、その先端の周縁はいわゆる面取りがなされてテーパ状を呈している。エアノズル２には空気を供給するための空気供給管５が接続されている。上記作動シリンダ３のロッド３ａには第一ブラケット６が固定されている。この第一ブラケット６に、エアノズル２がロッド３ａの向きと同じ向きに取り付けられている。かかる構成によれば、ロッド３ａの進退によってエアノズル２がその中心軸方向（仮にＺ軸方向とする）に前後動させられる。Ｚ軸方向に移動した後のエアノズル２は、図３において二点鎖線で示されている。本実施形態では、上記作動シリンダ３として空気圧式のガイド付きの薄型シリンダが用いられている。作動シリンダ３としては空気圧式の他、電動式、油圧式等が採用されうる。また、ソレノイドが採用されてもよい。

図３に示されるように、上記作動シリンダ３は第二ブラケット７を介して第一スライドベース８に取り付けられている。この第一スライドベース８の雌ねじ部８ａが、水平に配置された第一送りねじ棒９に、回転不能且つ直進可能に螺合されている。第一スライドベース８における、第二スライドベース１２（後述する）側の面に、ガイドプレート８ｂが突設されている。このガイドプレート８ｂが第二スライドベース１２に当接していることにより、第一スライドベース８は、第一送りねじ棒９が回転したときに共回りすることが防止される。

図２に示されるように、上記第一送りねじ棒９は、その両端部においてそれぞれ第一軸受け１０によって回転可能且つ直進不能に支持されている。第一送りねじ棒９の一端部には、人の手による回転操作用のハンドル１１が取り付けられている。このハンドル１１を用いて、第一送りねじ棒９が正逆方向に回転操作されることにより、第一スライドベース８、ひいてはエアノズル２が水平方向（Ｘ軸方向）に移動させられる。Ｘ軸方向に移動した後のエアノズル２は、図２において二点鎖線で示されている。エアノズル２が所望位置に移動させられた後、図示しないロック装置により、その位置で第一送りねじ棒９がロックされる。

図２に示されるように、上記第一軸受け１０、ひいては第一送りねじ棒９は、第二スライドベース１２に取り付けられている。この第二スライドベース１２の雌ねじ部１２ａが、鉛直に配置された第二送りねじ棒１３に、回転不能且つ直進可能に螺合されている。第二スライドベース１２における機台１５（後述する）側の面に、ガイドプレート１２ｂが突設されている。このガイドプレート１２ｂが機台１５に当接していることにより、第二スライドベース１２は、第二送りねじ棒１３が回転したときに共回りすることが防止される。

図３に示されるように、上記第二送りねじ棒１３は、その両端部においてそれぞれ第二軸受け１４によって回転可能且つ直進不能に支持されている。この第二軸受け１４は機台１５に固定されている。第二送りねじ棒１３の一端部には、人の手による回転操作用のハンドル１１が取り付けられている。このハンドル１１を用いて第二送りねじ棒１３が正逆方向に回転操作されることにより、第二スライドベース１２、ひいては第一スライドベース８及びエアノズル２が鉛直方向（Ｙ軸方向）に移動させられる。Ｙ軸方向に移動した後のエアノズル２は、図３において二点鎖線で示されている。エアノズル２が所望位置に移動させられた後、図示しないロック装置により、その位置で第二送りねじ棒１３がロックされる。

以上のごとく構成された潤滑油除去装置１によれば、エアノズル２がその中心軸方向（Ｚ軸方向）、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動させられうる。この装置１の前方に順次搬送されてきた鋼管Ｐ（図３）は、エアノズル２の中心軸とほぼ平行となっており、その姿勢のままその位置で仮固定される。このとき、エアノズル２の先端は、鋼管Ｐの対向する端部と、その中心軸方向にわずかな距離だけ離間している。この鋼管Ｐに対してエアノズル２が同軸状となるように、上記両送りねじ棒９、１３のハンドル１１が操作される。次いで、作動シリンダ３が動作してエアノズル２が前進し、その先端が鋼管Ｐの先端に当接する（図４（ａ）参照）。又は、鋼管Ｐの内径が比較的大きい場合には、エアノズル２の先端のテーパ部が鋼管Ｐの内径側にわずかに進入して鋼管Ｐに接触する（図４（ｂ）参照）。次いで、エアノズル２から所定時間空気が噴射され、鋼管Ｐの内面から潤滑油が吹き飛ばされる。図４では、理解容易のため、エアノズル２の先端のテーパが図２及び図３におけるより長く示されている。

上記実施形態では、機台１５に鉛直方向の第二送りねじ棒１３が取り付けられ、この第二送りねじ棒１３の回転によって第一送りねじ棒９が上下動する構成が例示されている。しかし、かかる構成には限定されない。逆に、機台１５には水平方向の第一送りねじ棒９が取り付けられ、この第一送りねじ棒９の回転によって第二送りねじ棒１３が水平方向に移動する構成も容易に採用されうる。

上記実施形態では、第一送りねじ棒９及び第二送りねじ棒１３に、回転操作のためのハンドル１１が取り付けられている。しかし、かかる構成には限定されない。たとえば、両送りねじ棒９、１３の回転駆動のために、サーボモータ等の駆動装置が採用されてもよい。上記実施形態におけるＸＹ架台４として、送りねじ棒９、１３と雌ねじ部８ａ、１２ａとからなる送りねじ機構が採用されている。しかし、かかる構成には限定されない。たとえば、ラックとピニオンギアとからなる機構等が採用されてもよい。

上記空気供給管５は、一般的な工場送気の配管に直接接続されている。この空気供給管５からは、他の空気作動機器への他の空気供給管は枝分かれしていない。従って、エアノズル２へ送られてくる空気の圧力は、他の空気作動機器の運転によって大きく変動するおそれはない。工場送気を使用せず、本装置１専用のエアブロワやコンプレッサを備えてもよい。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

鋼管内を、所定時間エアブローした後の残留潤滑油量を測定する実験を行った。まず、エアノズルが１台用意された。このエアノズルへの供給空気圧力は２ＭＰａである。内径が２０ｍｍ、長さが５０００ｍｍの鋼管が、実施例用に１０本、及び、比較例用に１０本用意された。いずれの鋼管の内面にもほぼ均一に質量１００ｇの塩素系潤滑油が付着している。

［実施例］
実施例用の１０本の鋼管に対しては、エアノズルが同軸状に配置されたうえで、鋼管の端部にエアノズルの先端が当接させられた。このエアノズルからのエアブローが１０秒間実施された後に残留している潤滑油の質量が計測され、次いでさらに１０秒間エアブローが実施された後に残留している潤滑油の質量が計測され、次いでさらに１０秒間エアブローが実施された後に残留している潤滑油の質量が計測され、次いでさらに１０秒間エアブローが実施された後に残留している潤滑油の質量が計測された。すなわち、エアブローが１０秒間、２０秒間、３０秒間、及び、４０秒間行われた時点の残留潤滑油の質量がそれぞれ計測された。この残留潤滑油の質量は、鋼管の内部に布を通し、潤滑油を含むことによって増加したこの布の重量を計測することによって得た。１０本の実施例の各時点での残留潤滑油量の平均値が表１に示されている。

［比較例］
比較例用の１０本の鋼管に対しては、エアノズルが同軸状に配置されたうえで、鋼管の端部からエアノズルの先端が３５ｍｍ離間させられた。このエアノズルからのエアブローが１０秒間実施された後に残留している潤滑油の質量が計測され、次いでさらに１０秒間エアブローが実施された後に残留している潤滑油の質量が計測され、次いでさらに１０秒間エアブローが実施された後に残留している潤滑油の質量が計測され、次いでさらに１０秒間エアブローが実施された後に残留している潤滑油の質量が計測された。すなわち、エアブローが１０秒間、２０秒間、３０秒間、及び、４０秒間行われた時点の残留潤滑油の質量がそれぞれ計測された。この残留潤滑油の質量の計測要領は、上記実施例に対するものと同じである。１０本の比較例の残留潤滑油量の平均値が表１に示されている。

表１に示されるように、実施例の方法によれば、比較例の方法に比べて潤滑油の残留量が少ない。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

本発明に係る潤滑油除去装置は、種々の管の製造に用いられうる。

１・・・潤滑油除去装置
２・・・エアノズル
３・・・作動シリンダ
４・・・ＸＹ架台
５・・・空気供給管
６・・・第一ブラケット
７・・・第二ブラケット
８・・・第一スライドベース
９・・・第一送りねじ棒
１０・・・第一軸受け
１１・・・ハンドル
１２・・・第二スライドベース
１３・・・第二送りねじ棒
１４・・・第二軸受け
１５・・・機台
Ｐ・・・鋼管

Claims (3)

1. エアノズルと、
   このエアノズルに空気を供給するための空気供給管と、
   上記エアノズルを、その空気噴出方向に沿って前後に移動させるための進退駆動装置と、
   上記エアノズルを、その空気噴出方向に直行する面内において互いに直行する二方向に移動させるための二軸移動機構とを備えた管用の潤滑油除去装置。
2. 上記エアノズルの先端部の外周面がテーパ状に形成されている請求項１に記載の潤滑油除去装置。
3. 管の内面の潤滑油を除去する方法であって、
   管を、潤滑油除去装置のエアノズルの前方に、エアノズルの中心軸と平行に位置させる工程と、
   上記エアノズルを、その中心軸が上記管の中心軸と一致するように、空気噴出方向に直行する面内において互いに直行する二方向に移動させる工程と、
   上記エアノズルを前進させて、その先端部分を上記管の先端に接触させるか又は近接させる工程と、
   エアノズルから空気を噴射させる工程とを含んでおり、
   上記潤滑油除去装置が、
   上記エアノズルと、
   このエアノズルに空気を供給するための空気供給管と、
   上記エアノズルをその空気噴出方向に沿って前後に移動させるための進退駆動装置と、
   上記エアノズルを上記二方向に移動させるための二軸移動機構とを備えている、管内面の潤滑油除去方法。

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