JP2618127B2 - 管の楕円矯正方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、管の楕円矯正方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、一端に受口を有するとともに
他端に挿口を有したダクタイル鋳鉄管を製造する方法と
して、管を遠心鋳造した後に焼鈍を行うことが一般的で
ある。ところで、このように管を鋳造および焼鈍した場
合においては、この管の外径が楕円状になることがあ
り、好ましくない。このため従来は、管に楕円が発生し
た場合には、簡単なプレス装置などを用いて、人手によ
りこれを矯正している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特に薄肉管を
鋳造した場合は楕円が発生しやすく、これをすべて従来
のように人手を用いて矯正していたのでは、きわめて作
業性が悪いという問題点がある。また、特に薄肉管は、
通常の肉厚の管に比べて矯正が困難であるという問題点
がある。さらに、管どうしの接合の都合上、通常は主と
して挿口の楕円のみを矯正すれば良いのであるが、敷設
現場で切管する可能性のある鋳造管の場合は、あらかじ
め管の全長にわたって楕円を高精度に矯正しておかなけ
ればならないという問題点もある。

【０００４】そこで本発明はこのような問題点を解決
し、特に薄肉の鋳造管に発生した楕円を、能率良く、し
かも管の全長にわたって矯正できるようにすることを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、一端に受口を有して鋳造後に焼鈍処理を受け
た直後の鋳造管を水平方向に支持するとともに、この鋳
造管をその軸心周りに回転させる一対の支持駆動ロール
と、これら支持駆動ロール上に支持されて回転される鋳
造管を径方向に押圧する矯正ロールとによって管の楕円
を矯正するに際し、常温時の管の所定外径寸法に対し第
１の設定量だけ過大な押込量を矯正ロールに与えて矯正
作業を行い、その後、前記第１の設定量よりも小さな第
２の設定量だけ前記常温時の管の所定外径寸法に対し過
大な押込量を前記矯正ロールに与えて矯正作業を行うも
のである。

【０００６】

【０００７】

【作用】したがって、焼鈍処理を受けた直後の管は、焼
鈍余熱を生かした熱間ローリングによって、全長にわた
り楕円の矯正を受けることになるが、常温時の管の所定
外径寸法に対し第１の設定量だけ過大な矯正ロールの押
込量により矯正を行い、その後、この第１の設定量より
も小さな第２の設定量だけ矯正ロールに過大な押込量を
与えて矯正作業を行うため、二段階プレスによる弾塑性
矯正が可能となる。このため、鋳造管が薄肉であって
も、能率良く矯正が行われる。

【０００８】

【０００９】

【実施例】図１および図２において、１は焼鈍炉であ
り、遠心鋳造後の鋳鉄管２を水平方向に支持し、かつこ
の管２を軸心と直角な方向に搬送しながら、この管を所
定温度で焼鈍するものである。３は焼鈍炉１の出口であ
り、昇降式の開閉蓋４が設けられている。

【００１０】焼鈍炉１の出口３のすぐ近傍には、本発明
にもとづく矯正装置５が設置されている。この矯正装置
５において、６はフレームであり、このフレーム６の下
部には、一対の水平方向の支持駆動ロール７、７が設け
られている。

【００１１】これら一対の支持駆動ロール７、７は、互
いに水平方向に間隔をおいて設置され、その両端がベア
リング８、８にて支持されるとともに、その中央部が支
持ローラ９にて支持されている。また、モータ10に連結
されることで、軸心まわりに回転するように構成されて
いる。そして、両ロール７、７の間に鋳鉄管２をのせる
ことで、この鋳鉄管２は、その全長にわたって、両ロー
ル７、７により軸心まわりの回転を受けながら水平方向
に支持されることになる。支持駆動ロール７、７の端部
には、管２の受口11との当たりを避けるための細径部12
が形成されている。

【００１２】フレーム６の上部には矯正ロール13が設け
られており、この矯正ロール13の両端は、フレーム６に
沿って昇降可能なベアリング14、14にて支持されてい
る。両ベアリング14、14は、フレーム６に取り付けられ
て上下方向に伸縮する矯正シリンダ15、15にそれぞれ連
結されており、この矯正シリンダ15、15を動作させるこ
とによって、支持駆動ロール７、７に支持された管２の
上面に矯正ロール13を押圧可能である。矯正ロール13の
端部にも、管２の受口11との当たりを避けるための細径
部16が形成されている。矯正ロール13の昇降制御は、デ
ジタル油圧サーボ機構を用いて行われている。

【００１３】焼鈍炉１の出口３と支持駆動ロール７、７
との間には、管口径の判別装置17が設けられている。こ
こで18は支持ローラで、管２を支持することでこの管の
下面位置を規定する。19はストッパで、管２を判別装置
17上に保持する。支持ローラ18の上方には昇降式の当て
板20が設けられており、この当て板20が管２の受口11の
近傍の直管部分に当たったときのこの当て板20の位置か
ら、管２の口径すなわち管種が判別される。21は当て板
20を昇降させるためのアクチュエータで、フレーム６に
取り付けられたブラケット22にて支持されている。

【００１４】次に矯正作業を説明する。遠心鋳造法など
によって鋳造された管２は、鋳造後に焼鈍炉１に通され
て熱処理を受け、この焼鈍炉１の出口から搬出される。
そして、判別装置17のローラ18上に水平方向に支持され
た状態で、当て板20が当てられることで、その口径すな
わち管種が判別される。

【００１５】この管種が判定された管２は、次に矯正装
置５に送られ、焼鈍余熱を保有した状態で、支持駆動ロ
ール７、７により水平方向に支持される。またモータ10
を駆動することで、この支持駆動ロール７、７によって
軸心まわりに回転される。この状態で矯正シリンダ15に
より矯正ロール13を降下させ、これを管２の上面に押し
当てて、楕円の矯正を行う。矯正条件は、たとえば次の
通りとする。

【００１６】まず、第１段階として、常温時の正規の管
外径に対し、矯正ロール13に８〜15mmだけ過大な押込量
を与える。すなわち、矯正ロール13の外面を管２の外面
よりも８〜15mmだけ管径方向内向きに入り込ませて、管
２に強制的な変形を与えながら、この管２を軸心まわり
に回転させる。この状態で管２がたとえば５回転したな
ら、第２段階として、矯正ロール13の過大な押込量を２
〜５mmに小さくする。そして、この状態で管２をたとえ
ば３回転させる。

【００１７】このとき、上述のように管２は焼鈍余熱を
保有しており、700〜500 ℃の熱間ローリングによる楕
円の矯正が行われる。そして上述のように２段階のプレ
スを行うことで、管２を弾塑性矯正することができ、薄
肉の鋳鉄管２であっても、これを能率良く矯正すること
ができる。

【００１８】すなわち、図示のように３本のロール７、
13で管２を回転矯正する場合には、矯正ロール13の部分
において管２に大きな圧縮歪が発生する。また、矯正ロ
ール13と支持駆動ロール７との間における管２の部分で
は、上記圧縮歪よりは小さな引張歪が発生する。そし
て、被矯正管２が回転する際に、その全周にわたりこの
歪が連続的に繰り返し与えられ、管２の表皮に一定の塑
性変形を生じさせることによって、この管２が真円に近
付けられる。

【００１９】このとき厚肉の管であれば、小さな圧下量
だけで、矯正に必要な歪量つまり一定の塑性変形を生じ
させる表皮降伏応力が得られる。ところが、上述のよう
な薄肉管の場合には、厚肉管に比べ大きな圧下量を与え
なければ、矯正に必要な表皮降伏応力は得られない。そ
の一方で、薄肉管に大きな圧下量を与えると、除荷時に
おける局部的な残留歪の問題が発生する。

【００２０】一般に局部的な残留歪を防止するには、除
荷スピードを遅くして、管表面の歪を全周にわたり均一
に与えれば良いのであるが、それに伴う矯正時間の増加
から管外形が規格よりも大きくなる現象を生じ、加えて
時間的処理能力もたいへん悪くなる。

【００２１】そこで、上述の２段階プレス法を採用する
ことで、このような薄肉管の矯正時の問題点の解決が図
られることになる。これによれば、２段に別けて除荷が
行われ、矯正時間が最小に抑えられることになって、管
外形の増大や、局部残留応力の発生や、時間的効率の悪
化などのすべてを防止できる。これは、上述のように除
荷過程において一度除荷を中止し、小さな圧下量のもと
で管を数回回転させることで、有効なものとなる。

【００２２】また上述のように矯正ロール13の位置をデ
ジタル油圧サーボ制御することで、この矯正ロール13の
押込量を精密に設定でき、高速かつ高精度の矯正作業を
行うことができる。図３は、各口径の管につき、矯正前
の楕円量と本発明による矯正後の楕円量とを比較したも
のである。図示のように、いずれの管種においても、効
果的に楕円が矯正されている。

【００２３】さらにデジタル油圧サーボ機構を採用した
ことで、鋳造管２の管種が多岐にわたっても、すべての
管種につき矯正プレス条件を精密に設定することができ
る。しかも、焼鈍炉１から搬出されたすべての管２を矯
正するものであるため、管２の品質の高品位平準化が可
能である。たとえば、図３に示したように口径300 mmか
ら800 mmの６ｍ長さの管の楕円量を３mm以下として、一
時間に60本もの管２を矯正することが可能である。

【００２４】管２の全長にわたって矯正を行うため、そ
の後に管２をどの位置で切管しても、常に楕円の矯正さ
れた切り口を得ることができる。また連続処理を行う焼
鈍炉１に直結して、管種の判別をも含めて矯正を行うこ
とから、設備全体の自動無人運転が可能である。矯正後
の管２は、図２に示すように矯正装置５から搬出され
る。

【００２５】

【発明の効果】以上述べたように本発明によると、支持
駆動ロールと矯正ロールとを設けて、焼鈍処理を受けた
直後の鋳鉄管を、焼鈍余熱を生かした熱間ローリングに
よって能率良く楕円矯正することができるのみならず、
常温時の管の所定外径寸法に対し第１の設定量だけ過大
な矯正ロールの押込量により矯正を行い、その後、この
第１の設定量よりも小さな第２の設定量だけ矯正ロール
に過大な押込量を与えて矯正作業を行うため、二段階プ
レスによる弾塑性矯正が可能となって、特に薄肉の管で
あってもこれを高速かつ高精度で楕円矯正することがで
きる。

【００２６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を実施するための管の楕円矯正装
置の正面図である。

【図２】図１の管の楕円矯正装置の側面図である。

【図３】矯正の前後における楕円の測定結果の例を示す
図である。

【符号の説明】

１ 焼鈍炉 ２ 鋳鉄管 ５ 矯正装置 ７ 支持駆動ロール 13 矯正ロール 17 判別装置

フロントページの続き (72)発明者 中久保 浩司 兵庫県尼崎市大浜町２丁目26番地 株式 会社クボタ武庫川製造所内 (72)発明者 大西 元基 兵庫県尼崎市大浜町２丁目26番地 株式 会社クボタ武庫川製造所内 (56)参考文献 特開 平１−166808（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端に受口を有して鋳造後に焼鈍処理を
   受けた直後の鋳造管を水平方向に支持するとともに、こ
   の鋳造管をその軸心周りに回転させる一対の支持駆動ロ
   ールと、これら支持駆動ロール上に支持されて回転され
   る鋳造管を径方向に押圧する矯正ロールとによって管の
   楕円を矯正するに際し、常温時の管の所定外径寸法に対
   し第１の設定量だけ過大な押込量を矯正ロールに与えて
   矯正作業を行い、その後、前記第１の設定量よりも小さ
   な第２の設定量だけ、前記常温時の管の所定外径寸法に
   対し過大な押込量を前記矯正ロールに与えて矯正作業を
   行うことを特徴とする管の楕円矯正方法。