KR101541672B1

KR101541672B1 - 금속관의 제조 방법 및 제조 설비

Info

Publication number: KR101541672B1
Application number: KR1020147019988A
Authority: KR
Inventors: 슌이치 오츠카; ?이치 오츠카; 가즈히로 우치다; 다쿠야 하나다; 마사미 사키야마; 츠토무 시마
Original assignee: 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
Priority date: 2012-03-09
Filing date: 2013-02-22
Publication date: 2015-08-06
Also published as: EP2824197A1; CN104160047A; CN104160047B; BR112014014501A2; WO2013133042A1; US20150068650A1; KR20140105020A; BR112014014501B1; AR090277A1; MX2014009443A; EP2824197B1; MX355281B; US9938602B2; JP5304915B2; JP2013185233A; EP2824197A4

Abstract

담금질 불량을 억제할 수 있는, 금속관의 제조 방법을 제공한다. 본 실시 형태에 의한 금속관의 제조 방법은, 교정기(10)에 의해 금속관의 휨을 교정한다. 다음에, 휨이 교정된 금속관의 양 관단부를, 관절단 장치(20)에 의해 절단한다. 다음에, 양 관단부가 절단된 복수의 금속관을 축 방향으로 나열하여 담금질 장치(30)로 반송하고, 금속관을 유도 가열에 의해 가열한 후 냉각함으로써 담금질한다.

Description

금속관의 제조 방법 및 제조 설비{METAL PIPE MANUFACTURING METHOD AND MANUFACTURING EQUIPMENT}

본 발명은, 금속관의 제조 방법 및 제조 설비에 관한 것이다.

강관으로 대표되는 금속관은, 천공 압연이나 열간 압출 등의 열간 가공에 의해 제조되고, 필요에 따라, 냉간 추신 등의 냉간 가공이 행해진다. 금속관은 또한, 원하는 기계적 특성(강도, 인성 등)을 얻기 위해, 담금질 등으로 대표되는 열처리가 실시된다.

금속관의 열처리 방법 중 하나로, 유도 가열에 의한 담금질이 있다. 유도 가열은 유도 가열 코일을 이용하여 실시된다. 금속관은 유도 가열 코일 내를 통과하는 동안, 가열된다. 가열된 금속관은 수랭 등에 의해 냉각되고, 담금질된다.

담금질에서는, 금속관 전체를 가능한 한 균일하게 가열하는 것이 바람직하다. 그러나, 유도 가열에 의한 담금질의 경우, 특히 금속관의 관단부가 균일하게 가열되기 어렵다. 유도 가열의 경우, 배치로에 의한 배치 처리와 상이하게, 금속관은 유도 가열 코일 내를 통과하면서 가열된다. 그로 인해, 금속관의 관단부가, 금속관의 관단부 이외의 부분과 동등하게 가열되기 어려워, 가열 부족이 되거나, 과가열이 되는 경우가 있다. 이 경우, 관단부는 목적의 조직을 얻을 수 없다. 또한, 유도 가열 후의 냉각시에, 물이나 기름 등의 냉각액이 관단으로부터 관내면에 침입하면, 관단부가 목적의 조직을 얻을 수 없는 경우가 있다.

일본국 특허 공개 2006－233303호 공보 및 일본국 특허 공개 소 60－29421호 공보에 개시된 유도 가열에 의한 담금질 방법은, 전후에 일렬로 배열된 강관 사이에 플러그 또는 지그(이하, 플러그 등이라고 한다)를 배치하고, 플러그 등에 의해 전후의 강관을 접속한다. 그리고, 서로 접속된 강관에 대해, 유도 가열에 의해 연속적으로 열처리한다. 이에 의해, 관단부의 담금질 얼룩이 억제되고, 또한, 플러그 등에 의해 관내면으로의 냉각액의 침입이 억제된다.

일본국 특허 공개 소 62－246282호 공보에 개시된 담금질 방법은, 선행 강재와 후속 강재의 사이를 소정의 거리로 유지하면서 반송하여 유도 가열한다. 이 경우, 선행 강재의 후단부로부터의 복사열에 의해, 후속 강재의 전단부가 예열된다. 그로 인해, 관단부의 가열 부족이 억제되고, 관단부에 있어서의 미담금질부의 길이가 저감된다.

그러나, 일본국 특허 공개 2006－233303호 공보 및 일본국 특허 공개 소 60－29421호 공보에 개시된 담금질 방법은, 플러그 등을 관단부에 접속해야만 한다. 그로 인해, 생산성을 높이기 어렵다. 또한, 금속관이 전체적 또는 부분적으로 휘어져 있거나, 관단면이 요철을 가지는 경우, 플러그 등을 관단부에 접속하기 어렵다. 상기 서술한 대로, 금속관은 열간 가공, 냉간 가공 등에 의해 제조되기 때문에, 제조 과정에 있어서 금속관이 전체적 또는 부분적으로 휘는 경우가 있다. 또한, 제조 후의 관단면은 평탄하지 않고, 요철을 가지는 경우가 있다. 이 경우, 관단부에 담금질 얼룩 등의 담금질 불량이 발생하기 쉽다.

일본국 특허 공개 소 62－246282에 개시된 담금질 방법에 있어서도, 금속관이 전체적 또는 부분적으로 휘어져 있거나, 관단면이 요철을 가지고 있으면, 선행 강재의 후단의 복사열이 후속 강재의 전단에 전열되기 어렵다. 따라서, 관단부에 담금질 얼룩 등의 담금질 불량이 발생하기 쉽다.

본 발명의 목적은, 담금질 불량을 억제할 수 있는 금속관의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 실시의 일 형태에 의한 금속관의 제조 방법은, 교정기에 의해 금속관의 휨을 교정하는 공정과, 휨이 교정된 금속관의 양 관단부를 절단하는 공정과, 양 관단부가 절단된 복수의 금속관을 담금질 장치로 반송하고, 담금질 장치에 있어서, 금속관을 유도 가열에 의해 가열한 후, 냉각함으로써 담금질하는 공정을 구비한다.

본 실시 형태에 의한 금속관의 제조 방법은, 담금질 불량을 억제할 수 있다.

도 1은, 본 실시 형태에 의한 금속관의 제조 설비의 전체 구성도이다.
도 2는, 본 실시 형태에 의한 금속관의 제조 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 3은, 도 1과 상이한 다른 구성의 제조 설비의 전체 구성도이다.
도 4는, 도 1 및 도 3과 상이한 다른 구성의 제조 설비의 전체 구성도이다.

본 실시 형태에 의한 금속관의 제조 방법 및 제조 설비의 개요는, 다음과 같다.

본 실시 형태에 의한 금속관의 제조 방법은, 교정기에 의해 금속관의 휨을 교정하는 공정과, 휨이 교정된 금속관의 양 관단부를 절단하는 공정과, 양 관단부가 절단된 복수의 금속관을 담금질 장치로 반송하고, 담금질 장치에 있어서, 금속관을 유도 가열에 의해 가열한 후, 냉각함으로써 담금질하는 공정을 구비한다.

이 경우, 교정기에 의해 금속관의 휨이 교정된다. 또한, 절단에 의해 금속관의 양 단면의 요철은 억제된다. 양 관단부의 절단은, 휨 교정 후에 실시된다. 그로 인해, 만일, 교정 후의 금속관의 단부에 휨이 남아 있는 경우여도, 그 부분은 절단된다. 그로 인해, 금속관이 직선 형상이 되기 쉽다. 직선 형상이며 단면의 요철이 억제된 금속관에 대해, 유도 가열에 의한 담금질을 실시하기 때문에, 담금질 얼룩 등의 담금질 불량이 억제된다.

바람직하게는, 담금질 장치는, 유도 가열 코일과, 냉각 장치를 구비한다. 유도 가열 코일은, 담금질 장치의 입구측에 배치된다. 냉각 장치는, 담금질 장치의 출구측에 배치되며, 냉각액을 이용하여 금속관을 냉각한다. 담금질하는 공정에서는, 담금질 장치 내에 있어서 전후로 나열된 금속관의 관단들을 맞대어 반송한다.

이 경우, 금속관의 관단들은 맞닿아, 서로 접촉한다. 그로 인해, 전후로 나열된 금속관은, 마치 하나의 긴 강관과 같이 되어, 실질적으로 관단부가 존재하지 않은 상태가 된다. 그로 인해, 금속관 전체가 균일하게 균열된다. 그로 인해, 금속관의 관단부의 가열 부족 또는 과가열에 의거하는 담금질 불량이 억제된다. 또한, 관단들이 접촉하기 때문에, 담금질시에 있어서, 관내면으로의 냉각액의 침입이 억제된다. 그로 인해, 관단부의 담금질 불량이 억제된다.

바람직하게는, 상기 제조 방법에 이용되는 제조 장치는, 교정기와, 담금질 장치와, 반송대와, 관절단 장치를 구비한다. 반송대는, 교정기와 담금질 장치 사이에 배치되며, 휨이 교정된 금속관을 담금질 장치를 향해 반송한다. 관절단 장치는, 반송대에 배치되며, 휨이 교정된 금속관의 양 관단부를 절단한다. 절단하는 공정에서는, 반송대에 의해 교정기로부터 반송된 금속관의 양 관단부를 관절단 장치로 절단하고, 담금질하는 공정에서는, 양 관단부가 절단된 복수의 금속관을 반송대에 의해 담금질 장치로 반송한다.

이 경우, 반송대에 의해 금속관이 반송되며, 교정에서 담금질까지, 이른바 온라인으로 실시된다. 그로 인해, 금속관의 생산성이 높아짐과 더불어, 트레이서빌리티의 점에서도 유효하다.

바람직하게는, 반송대는, 제1~제3 반송대를 포함한다. 제1 반송대는, 교정기의 출구측에 배치되며, 휨이 교정된 금속관을, 금속관의 축 방향으로 반송한다. 제2 반송대는, 제1 반송대에 의해 반송된 금속관을, 금속관의 반경 방향으로 나열하여 반경 방향으로 반송한다. 제3 반송대는, 담금질 장치의 입구측에 배치되며, 제2 반송대에 의해 반송된 금속관을, 금속관의 축 방향으로, 담금질 장치까지 반송한다. 관절단 장치는, 제1 및 제2 절단 장치를 구비한다. 제1 절단 장치는, 제2 반송대에 있어서, 반송되는 금속관의 일단측에 배치된다. 제2 절단 장치는, 제2 반송대에 있어서, 반송되는 금속관의 타단측에 배치된다. 절단하는 공정은, 제2 반송대에 의해, 금속관을 제1 절단 장치에 의한 절단 위치까지 반송하는 공정과, 제1 절단 장치의 절단 위치에 있어서, 제1 절단 장치에 의해 금속관의 한쪽 관단부를 절단하는 공정과, 한쪽 관단부를 절단한 후, 제2 반송대에 의해, 금속관을 제2 절단 장치의 절단 위치까지 반송하는 공정과, 제2 절단 장치의 절단 위치에 있어서, 제2 절단 장치에 의해 금속관의 다른쪽 관단부를 절단하는 공정을 구비한다.

이 경우, 복수의 절단 장치를 이용하여, 각 절단 장치에 의해, 금속관의 일단씩을 절단한다. 그로 인해, 절단에 걸리는 시간을 단축할 수 있다.

바람직하게는, 절단하는 공정에서는, 제1 절단 장치에 의해 금속관의 한쪽 관단부의 절단 작업이 실시될 때, 제2 절단 장치에 의해 다른 금속관의 다른쪽 관단부의 절단 작업이 실시된다.

이 경우, 절단에 걸리는 시간을 더 단축할 수 있다. 그로 인해, 금속관의 생산성이 높아진다.

본 실시 형태에 의한 금속관의 제조 설비는, 교정기와, 담금질 장치와, 반송대와, 관절단 장치를 구비한다. 교정기는, 금속관의 휨을 교정한다. 담금질 장치는, 유도 가열 코일과, 냉각 장치를 구비한다. 유도 가열 코일은, 입구측에 배치된다. 냉각 장치는, 출구측에 배치되며, 냉각액으로 금속관을 냉각한다. 담금질 장치는, 일렬로 나열되어 내부로 반송되는 복수의 금속관을 담금질한다. 반송대는, 교정기와 담금질 장치 사이에 배치되며, 휨이 교정된 금속관을 담금질 장치를 향해 반송한다. 관절단 장치는, 반송대에 배치되며, 휨이 교정된 금속관의 양 관단부를 절단한다.

이 경우, 반송대에 의해 금속관이 반송되며, 교정, 절단 및 담금질이, 이른바 온라인으로 실시된다. 그로 인해, 금속관의 생산성이 높아짐과 더불어, 트레이서빌리티의 점에서도 유효하다.

바람직하게는, 반송대는, 제1~제3 반송대를 포함한다. 제1 반송대는, 교정기의 출구측에 배치되며, 휨이 교정된 금속관을, 금속관의 축 방향으로 반송한다. 제2 반송대는, 제1 반송대에 의해 반송된 금속관을, 금속관의 반경 방향으로 나열하여 반경 방향으로 반송한다. 제3 반송대는, 담금질 장치의 입구측에 배치되며, 제2 반송대에 의해 반송된 금속관을, 금속관의 축 방향으로, 담금질 장치까지 반송한다. 관절단 장치는, 제1 및 제2 절단 장치를 구비한다. 제1 절단 장치는, 제2 반송대에 있어서, 반송되는 금속관의 일단측에 배치된다. 제2 절단 장치는, 제2 반송대에 있어서, 반송되는 금속관의 타단측에 배치된다.

바람직하게는, 제1 절단 장치에 의해 금속관의 한쪽 관단부의 절단 작업이 실시될 때, 제2 절단 장치에 의해 상기 다른 금속관의 다른쪽 관단부의 절단 작업이 실시된다.

이하, 도면을 참조하여, 본 실시 형태를 상세하게 설명한다. 도 중 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 붙이고 그 설명은 반복하지 않는다.

［제1 실시 형태］

［설비 장치의 전체 구성］

도 1은, 본 실시 형태에 의한 금속관의 제조 설비의 전체 구성도(레이아웃도)이다. 도 1을 참조하여, 제조 설비(100)는, 교정기(10)와, 관절단 장치(20)와, 담금질 장치(30)와, 반송대(40)를 구비한다.

교정기(10)는, 금속관의 휨을 교정한다. 교정기(10)는, 롤 교정기이며, 복수의 교정롤 쌍(11)을 구비한다. 복수의 교정롤 쌍(11)은, 패스 라인을 따라 일렬로 배열된다. 교정롤 쌍(11)은, 패스 라인을 사이에 두고 상하로 배치되는 한 쌍의 교정롤을 포함한다. 각 교정롤의 회전축은 서로 교차한다. 교정기(10)는 또한, 도시하지 않은 승강 장치를 구비한다. 승강 장치는, 교정롤 쌍(11) 내의 각 교정롤의 간격을 조정한다. 승강 장치는 또한, 서로 이웃하는 교정롤 쌍(11)들의 높이 위치를 조정하여, 오프셋을 설정한다.

교정기(10)는, 복수의 교정롤 쌍(11)에 금속관을 통하게 하여, 금속관의 휨을 교정한다.

담금질 장치(30)는, 유도 가열 코일(31)과, 냉각 장치(32)를 구비한다. 유도 가열 코일(31)은, 유도 가열에 의해, 금속관을 담금질 온도로 가열한다. 유도 가열 코일(31)은, 담금질 장치(30)의 입구측에 배치된다. 복수의 유도 가열 코일(31)은, 패스 라인을 따라 일렬로 나열하여 배열된다. 본 예에서는, 담금질 장치(30)는, 2개의 유도 가열 코일(31)을 구비한다. 그러나, 유도 가열 코일(31)은, 3개 이상이어도 되고, 1개여도 된다.

냉각 장치(32)는, 담금질 온도로 가열된 금속관을, 냉각액을 이용하여 냉각한다. 냉각 장치(32)는, 담금질 장치(30)의 출구측에 배치된다. 냉각 장치(32)는, 패스 라인의 둘레에 배치된 복수의 분출구를 가진다. 냉각 장치(32)는, 분출구로부터 냉각액을 분사하여 금속관을 급랭한다. 냉각액은 예를 들어, 물이나 기름이다.

냉각 장치(32)는, 상기 구성에 한정되지 않는다. 다른 구성에 의해, 냉각액을 이용하여 금속관을 급랭해도 된다.

담금질 장치(30)는 또한, 복수의 반송 롤러를 구비한다. 복수의 반송 롤러는, 복수의 유도 가열 코일(31), 및, 냉각 장치(32)의 사이에, 패스 라인을 따라 배열된다. 반송 롤러에 의해, 금속관이 소정의 속도로 반송되면서, 담금질이 실시된다.

반송대(40)는, 교정기(10)와 담금질 장치(30) 사이에 배치되며, 교정기(10)에 의해 휨이 교정된 금속관을, 담금질 장치(30)로 반송한다. 본 예에서는, 반송대(40)는, 패스 라인을 따라 배열된 복수의 반송 롤러를 구비한다. 그러나, 반송대(40)는, 반송 롤러 이외의 다른 구성을 가지고 있어도 된다.

관절단 장치(20)는, 금속관의 양 관단부를 절단한다. 관절단 장치(20)는, 반송대(40)상에 배치된다. 관절단 장치(20)는, 패스 라인의 둘레에 배치되는 복수의 클램프 장치와, 원반형의 나이프 소(knife-saw)를 구비한다. 복수의 클램프 장치는, 패스 라인상을 반송된 금속관의 외주면과 접촉하여, 금속관을 협지한다. 원반형의 나이프 소는, 클램프 장치에 의해 협지된 금속관의 외주면을 둘레 방향으로 이동시키면서, 금속관의 관단부(전관단부, 후관단부)를 절단한다. 관절단 장치(20)는, 복수의 원반형의 나이프 소를 구비해도 된다. 이 경우, 복수의 나이프 소는, 금속관이 배치되는 축둘레에 배치된다. 각 나이프 소는 금속간의 원주 방향으로 이동하면서, 금속관을 절단한다. 나이프 소를 사용하면, 금속관의 단면에 「버(burr)」가 발생하는 것을 억제할 수 있다.

제조 설비(100)는 또한, 반송대(50 및 60)를 구비한다. 반송대(50 및 60)는, 패스 라인을 따라 배열된 복수의 반송 롤러를 구비한다. 반송대(50)는, 담금질의 대상재이며, 소정의 장소에 보관된 금속관을 교정기(10)까지 반송한다. 반송대(60)는, 담금질된 금속관을 소정의 임시 장소 또는 보관 장소까지 반송한다. 반송대(50 및 60)는, 반송 롤러 이외의 다른 구성에 의해, 금속관을 반송해도 된다.

［금속관의 제조 방법］

본 실시 형태에 의한 금속관의 제조 방법은, 교정기(10)에 의해 금속관의 휨을 교정하고, 관절단 장치(20)에 의해 금속관의 양 관단부를 절단한 후, 담금질 장치(30)에 의해 금속관을 담금질한다. 담금질되는 금속관은, 휨이 교정되어 있으며, 또한, 절단에 의해 관단면이 요철을 가지지 않아, 평탄하다. 그로 인해, 선행재(선행의 금속관) 및 후속재(선행재의 후속에 나열된 금속관)의 관단을 맞대었을 때, 선행재의 후단과 후속재의 전단이 면접촉하기 쉬워, 선행재 및 후속재는 마치 하나의 긴 금속관과 같이 된다. 그로 인해, 담금질시에 있어서, 금속관 전체를 균일하게 가열하기 쉬워, 담금질 얼룩 등의 담금질 불량이 억제된다. 이하, 금속관의 제조 방법에 대해 상술한다.

도 2는, 본 실시 형태에 의한 금속관의 제조 방법의 흐름도이다. 도 1 및 도 2를 참조하며, 처음에, 교정기(10)를 이용하여 금속관의 휨을 교정한다(S1). 구체적으로는, 반송대(50)에 의해 금속관을 패스 라인상을 따라 금속관의 축 방향으로 반송한다. 반송된 금속관을 교정기(10)의 교정롤 쌍(11)에 통하게 하여, 금속관의 휨을 교정한다.

휨이 교정된 금속관을 반송대(40)로 금속관의 축 방향으로 반송한다(S2). 금속관은 반송대(40)에 의해, 관절단 장치(20)까지 반송된다.

반송된 금속관의 양 관단부를 관절단 장치(20)에 의해 절단한다(S3~S5). 관절단 장치(20)의 입구측 및 출구측에는, 복수의 위치 조정 롤러가 배열된다. 위치 조정 롤러는, 금속관을 축 방향으로 전후로 이동시키고, 금속관의 전단부와, 관절단 장치(20)의 나이프 소의 위치 관계를 조정한다. 금속관의 전관단부가 소정의 위치가 되었을 때, 위치 조정 롤러를 정지한다. 그리고, 관절단 장치(20)의 클램프 장치가 금속관을 협지한다. 클램프 장치에 의해, 금속관은 고정된다. 금속관이 클램프 장치에 협지된 후, 나이프 소를 회전시키면서, 금속관의 전관단부를 절단한다(S3).

금속관의 전관단부를 절단한 후, 클램프 장치에 의한 협지를 해제하고, 위치 조정 롤러에 의해 금속관을 축 방향으로 전진시킨다(S4). 그리고, 금속관의 후관단부와 나이프 소의 위치 관계를 조정한다. 금속관의 후관단부가 소정의 위치가 되었을 때, 조정 롤러를 정지한다. 클램프 장치에 의해 금속관을 재차 협지하여 고정한다. 그리고, 나이프 소를 회전시키면서, 금속관의 후관단부를 절단한다(S5). 절단 후의 금속관의 전관단부 및 후관단부의 단면은 평탄하고, 요철이 억제된다.

상기 서술한 대로, 단계 S3 및 S5에 있어서의 관단부의 절단은, 휨 교정(S1) 후에 실시된다. 그로 인해, 만일, 교정 후의 금속관의 단부에 휨이 남아 있는 경우여도, 휨이 남은 단부는 절단되기 쉽다. 그로 인해, 금속관이 직선 형상이 되기 쉽다.

이상의 교정 공정(S1) 및 절단 공정(S3 및 S5)에 의해, 금속관은 직선 형상이 되고, 또한, 양단면은 평탄하게 된다.

양 관단부가 절단된 금속관을, 반송대(40)를 이용하여, 담금질 장치(30)까지 반송한다(S6). 이때, 반송대(40)는, 금속관의 축 방향으로 금속관을 반송한다.

금속관이 담금질 장치(30)에 도달한 후, 금속관을 담금질한다(S7). 이때, 전후로 일렬로 나열된 복수의 금속관의 관단들을 맞대어, 금속관을 담금질 장치(30) 내로 반송한다. 그리고, 유도 가열 코일(31)에 의한 가열, 및, 냉각 장치(32)에 의한 급랭을 실시한다.

반송대(40)의 담금질 장치(30)측에는, 패스 라인을 따라 복수의 조정 롤러가 배열된다. 복수의 조정 롤러는, 선행하는 금속관(선행재)에 후속의 금속관(후속재)을 따라붙게 하여 맞댄다. 조정 롤러는, 고속 롤러 및 저속 롤러를 구비한다. 저속 롤러는, 고속 롤러보다 담금질 장치(30)측에 배열된다. 저속 롤러는, 고속 롤러와 상이한 구동원을 구비하며, 저속 롤러의 반송 속도는, 고속 롤러의 반송 속도보다 느리다.

금속관의 축 방향으로 일렬로 배열된 복수의 금속관은, 고속 롤러에서 저속 롤러로 반송된다. 이때, 저속 롤러의 반송 속도는 고속 롤러보다 느리기 때문에, 선행재의 후관단이, 후속재의 전관단과 맞닿아, 접촉한다. 이에 의해, 전후로 나열된 복수의 금속관은, 마치 하나의 긴 금속관과 같은 상태로, 유도 가열 코일(31)에 통하게 한다. 그로 인해, 금속관의 관단부의 가열 부족 및 과가열을 억제할 수 있고, 금속관이 불균일하게 가열되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 상기 서술한 예에서는, 복수의 조정 롤러는 반송대(40)의 담금질 장치(30)측에 배치되었지만, 복수의 조정 롤러가 담금질 장치(30) 내에 배치되어도 된다. 후속재를 선행재에 따라붙게 하기 위한 각 조정 롤러의 속도 제어는, 공지의 방법을 이용하면 된다.

서로 맞닿은 복수의 금속관을 또한, 냉각 장치(32)에 통하게 하여 급랭하고, 담금질한다. 이때, 복수의 금속관은 서로 맞닿은 상태이기 때문에, 금속관의 관단으로부터 관내면에 냉각액이 침입하기 어렵다. 그로 인해, 냉각액에 의해 관내면이 과잉으로 냉각되어 목적의 조직을 얻기 어려워지는 것을 억제할 수 있다.

담금질된 금속관을, 반송대(60)에 의해, 소정의 임시 장소, 또는 보관 장소로 반송한다.

이상과 같이, 본 실시 형태에 의한 금속관의 제조 방법은, 교정기(10) 및 관절단 장치(20)에 의해, 직선 형상이며 관단면이 평탄한 금속관을, 담금질 장치(30)에 공급할 수 있다. 그로 인해, 담금질 장치(30) 내에서 금속관은 균일하게 가열되기 쉬워, 담금질 얼룩 등에 의한 담금질 불량이 억제된다.

또한, 제조 설비(100)는, 교정기(10), 관절단 장치(20) 및 담금질 장치(30)를 반송대(40)로 연결한다. 그로 인해, 휨 교정 공정(S1), 관절단 공정(S3, S5), 및 담금질 공정(S7)을 온라인으로 실시할 수 있어, 생산성을 높일 수 있다. 또한, 휨 교정 공정, 관절단 공정 및 담금질 공정을 온라인으로 실시하면, 금속관의 제조 공정 중의 각 공정 및 각 공정간의 반송에 있어서, 처리 중의 금속관의 순서가 바뀌는 일이 없다. 그로 인해, 트레이서빌리티의 점에서도 유효하다.

제조 설비(100)의 레이아웃은, 도 1에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제조 설비(100)는, 도 3에 도시하는 레이아웃이어도 된다.

도 3에 도시하는 제조 설비(100)의 반송대(40)는, 반송대(41~43)를 구비한다. 반송대(41)는, 교정기(10)에 의해 교정된 금속관을, 금속관의 축 방향으로 전진시키고, 관절단 장치(20)로 반송한다.

반송대(42)는, 관절단 장치(20)의 출구측으로 반송된 금속관을, 금속관의 반경 방향(금속관의 축 방향과 직교하는 방향)으로 나열하여, 금속관을 반경 방향으로 반송한다. 반송대(42)는 예를 들어, 킥커와, 복수의 경사 스키드를 구비한다. 킥커는, 관절단 장치(20)의 출구측의 반송대(41)상의 금속관을, 반송대(42)로 차 낸다. 복수의 경사 스키드는, 반송대(41)의 연재 방향과 직교하는 방향으로 연장된다. 경사 스키드는, 반송대(41)측으로부터 반송대(43)측을 향해 하방으로 경사한다. 그로 인해, 금속관은, 경사 스키드상을 반송대(41)측으로부터 반송대(43)측을 향해 구른다.

경사 스키드에는, 연재 방향의 소정의 위치마다 기도(起倒) 가능한 스토퍼가 설치된다. 스토퍼가 바로 서 있는 경우, 금속관이 스토퍼에 의해 반송대(42) 내의 소정 개소에서 정지된다. 스토퍼가 쓰러지면, 금속관은 경사 스키드상을 재차 구르면서, 반송대(43)측으로 이동한다.

반송대(43)는, 반송대(42)를 사이에 두고 반송대(41)와 반대측에 배치된다. 본 예에서는, 반송대(43)는, 반송대(41)와 병행으로 배치된다. 반송대(43)는, 금속관의 축 방향으로서 반송대(41)와는 반대의 방향으로, 금속관을 반송한다. 반송된 금속관은 담금질 장치(30)에 도달하여, 담금질된다. 본 예에서는, 반송대(43)는, 반송대(41)와 역방향으로 금속관을 반송하는데, 반송대(43)가, 반송대(41)와 같은 방향으로 금속관을 반송하도록, 반송대(41) 및 담금질 장치(30)가 레이아웃되어도 된다.

도 3의 제조 설비(100)를 이용해도, 도 2에 도시하는 금속관의 제조 흐름을 실시할 수 있다. 요컨데, 휨 교정 공정(S1), 관절단 공정(S3 및 S5), 및, 담금질 공정(S7)의 순으로, 온라인으로 실시할 수 있으면, 제조 설비(100)의 레이아웃(특히, 반송대(40)의 구성 및 배치)은 특별히 제한되지 않는다.

［제2 실시 형태］

제1 실시 형태에서는, 1대의 관절단 장치(20)로, 금속관의 양 관단부를 절단한다. 그러나, 복수의 절단 장치를 설치하여, 금속관의 전관단부 및 후관단부의 절단을, 별개의 절단 장치에 의해 실시해도 된다.

도 4는, 제2 실시 형태에 의한 제조 설비(200)의 전체 구성을 도시하는 도이다. 도 4를 참조하며, 제조 설비(200)는, 도 3에 도시하는 제조 설비(100)에 비해, 관절단 장치(20)를 대신하여, 관절단 장치(25)를 구비한다. 제조 설비(200)는 또한, 도 3에 도시하는 제조 설비(100)에 비해, 반송대(42)를 대신하여, 반송대(44)를 구비한다. 제조 설비(200)의 그 외의 구성은 도 3에 도시하는 제조 설비(100)와 같다.

관절단 장치(25)는, 반송대(41)에 배치되지 않고, 반송대(44)에 배치된다. 관절단 장치(25)는, 절단 장치(251 및 252)를 포함한다.

절단 장치(251)는, 반송대(44)의 2개의 측 가장자리(44A 및 44B) 중, 한쪽의 측 가장자리(44A)에 배치된다. 절단 장치(252)는, 절단 장치(251)가 배치되는 측과 반대측, 즉, 측 가장자리(44B)에 배치된다. 절단 장치(251 및 252)는, 반송대(44)의 반송 방향(D)으로 서로 어긋나게 배치되어 있다. 절단 장치(251 및 252)는, 관절단 장치(20)와 마찬가지로, 클램프 장치와, 원반형의 나이프 소를 구비한다.

절단 장치(251)는, 반송대(44)에 의해 반경 방향으로 반송되는 금속관(70)의 관단부(70A 및 70B) 중, 한쪽 관단부(70A)를 절단한다. 절단 장치(252)는, 금속관(70)의 다른쪽 관단부(70B)를 절단한다. 요컨데, 2개의 절단 장치(251, 252)는, 서로 상이한 관단부(70A, 70B)를 절단한다. 이에 의해, 금속관(70)의 관단부(70A, 70B)의 절단 공정에 걸리는 시간을 단축할 수 있다. 그로 인해, 관단부(70A, 70B)의 절단 공정이 제조 공정을 율속하고 있는 경우, 생산성을 높일 수 있다.

반송대(44)는, 반송대(42)와 같은 구성을 포함한다. 반송대(44)는 또한, 위치 조정 롤러를 포함한다. 위치 조정 롤러는, 절단 장치(251)의 배치 위치와, 절단 장치(252)의 배치 위치에 대응하여 배치된다.

위치 조정 롤러는, 반송대(44) 중, 절단 장치(251)의 입구측에 대응하는 위치(이하, 입구측 위치라고 한다)에 있어서, 금속관(70)의 축 방향으로 배열된다. 위치 조정 롤러는, 절단 장치(251)의 입구측 위치까지 반송된 금속관(70)을 축 방향으로 전후진시키고, 관단부(70A)와 절단 장치(251) 내의 원반형의 나이프 소의 위치 관계를 조정하여, 관단부(70A)를 절단 위치에 배치한다.

위치 조정 롤러는, 절단 장치(252)의 입구측 위치에도 배열되어, 관단부(70B)를 절단 위치로 반송한다.

이상의 구성을 구비하는 제조 설비(200)를 이용한 금속관의 제조 방법은, 도 2와 같은 제조 흐름에 의해 설명할 수 있다.

도 2 및 도 4를 참조하며, 교정기(10)에 의해 교정된(S1) 금속관(70)을, 반송대(41)로 반송한다(S2). 그리고, 반송대(41)의 후단부까지 반송된 금속관(70)을, 킥커 등에 의해 반송대(44)로 옮긴다(S2). 반송대(44)에 의해, 금속관(70)을 반경 방향으로 나열하여, 반경 방향으로 반송한다.

예를 들어, 절단 장치(251)의 입구측 위치에, 기도 가능한 스토퍼가 배치된다. 금속관(70)은, 스토퍼에 의해, 절단 장치(251)의 입구측 위치에서 멈춘다.

반송대(44)는, 위치 조정 롤러에 의해, 입구측 위치에 배치된 금속관(70)을 축 방향으로 전후진시키고, 관단부(70A)를 절단 위치로 반송한다. 관단부(70A)를 절단 위치에 배치한 후, 절단 장치(251)에 의해 관단부(70A)를 절단한다(S3).

반송대(44)는 또한, 관단부(70A)가 절단된 금속관(70)을, 절단 장치(252)의 입구측 위치까지 반송한다(S4). 예를 들어, 절단 장치(251)의 입구측 위치에는 킥커가 설치된다. 절단 장치(251)의 입구측 위치에 배치된 스토퍼가 쓰러져, 킥커에 의해 금속관(70)이 반송대(43)측으로 차 내진다. 금속관(70)은 재차, 경사 스키드상을 구르면서 반송대(43)측으로 이동한다.

절단 장치(252)의 입구측 위치에는 기도 가능한 스토퍼가 설치되어 있으며, 금속관(70)은 절단 장치(252)의 입구측 위치에서 스토퍼에 의해 정지된다.

절단 장치(252)의 입구측 위치에 배열된 위치 조정 롤러에 의해, 관단부(70B)를 절단 위치로 반송한다. 그 후, 절단 장치(252)에 의해 관단부(70B)를 절단한다(S5).

바람직하게는, 절단 장치(252)에 의해 금속관(70)의 관단부(70B)의 절단 작업이 실시될 때, 절단 장치(252)로 절단되는 금속관(70)과 상이한 상기 다른 금속관의 관단부(70A)의 절단 작업이, 절단 장치(251)에 의해 실시된다. 즉, 금속관(70)이 절단 장치(252)에 의해 절단될 때, 절단 장치(252)로 절단되는 금속관(70)보다 뒤에 배열된 상기 다른 금속관(70)이, 절단 장치(251)로 절단된다.

이 경우, 복수의 절단 장치(251 및 252)에 의해, 복수의 금속관(70)의 절단 작업이 병렬 처리된다. 관단부의 절단 공정은 시간이 걸리기 때문에, 금속관의 제조 공정을 율속하기 쉽다. 그로 인해, 복수의 절단 장치(251 및 252)를 이용하여 병렬 처리를 실시하면, 관단부(70A, 70B)의 절단 공정의 처리 시간을 더 단축할 수 있어, 생산성이 높아진다.

관단부(70B)가 절단된 금속관(70)을, 반송대(44)로부터 반송대(43)로 반송한다. 반송대(44)는, 금속관(70)을 축 방향으로, 담금질 장치(30)를 향해 반송한다(S6). 그리고, 전후로 배열된 금속관(70)을 맞대어, 담금질한다(S7).

이상과 같이, 제조 설비(200)를 이용한 금속관의 제조 방법에서는, 복수의 절단 장치(251 및 252)를 이용하기 때문에, 관단부의 절단 공정의 처리 시간을 단축할 수 있어, 생산성을 높일 수 있다.

상기 서술한 제1 및 제2 실시 형태에서는, 담금질 공정시에 있어서, 축 방향에 전후로 나열된 금속관들을 맞대어 담금질한다. 그러나, 담금질시에 있어서, 전후의 금속관들을 맞대지 않아도 된다. 이러한 경우여도, 휨 교정 및 관단 절단에 의해, 관단면이 평탄하고 직선 형상인 금속관을 담금질할 수 있다. 그로 인해, 담금질 얼룩으로 대표되는 담금질 불량을 어느 정도 억제할 수 있다.

상기 서술한 반송대(42 및 44)는, 금속관을 반경 방향으로 반송할 수 있으면, 그 구성은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 반송대(42 및 44)는, 상기 서술한 경사 스키드를 대신하여, 금속관(70)을 반경 방향으로 반송 가능한 체인 컨베이어를 구비해도 되고, 워킹 빔을 구비해도 된다. 또, 다른 주지의 반송 기구에 의해, 금속관(70)을 반경 방향으로 반송해도 된다. 또, 제조 설비(100, 200)는, 상기 서술한 장치 이외의 다른 장치를 구비해도 된다.

상기 서술한 관절단 장치(20, 25)는, 클램프 장치와, 원반형의 나이프 소를 구비한다. 그러나, 관절단 장치(20, 25)는, 금속관의 관단부를 평탄하게 절단할 수 있으면, 그 구성은 특별히 한정되지 않는다. 관절단 장치는 예를 들어, 칩 소, 숫돌에 의한 관절단 장치 등이다. 단, 이러한 관절단 장치를 이용하는 경우, 절단면에 이른바 「버」가 발생한다. 따라서, 이러한 관절단 장치를 이용하는 경우, 버를 제거하기 위한 모따기기를 더 설치하는 것이 바람직하다.

이상, 본 발명의 실시 형태를 설명했는데, 상기 서술한 실시 형태는 본 발명을 실시하기 위한 예시에 지나지 않는다. 따라서, 본 발명은 상기 서술한 실시 형태에 한정되는 일 없이, 그 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서 상기 서술한 실시 형태를 적당히 변형하여 실시하는 것이 가능하다.

Claims

교정기에 의해 금속관의 휨을 교정하는 공정과,
휨이 교정된 상기 금속관의 양 관단부를 절단하는 공정과,
상기 양 관단부가 절단된 복수의 상기 금속관을 담금질 장치로 반송하고, 상기 담금질 장치에 있어서, 상기 금속관을 유도 가열에 의해 가열한 후 냉각함으로써 담금질하는, 금속관의 제조 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 담금질 장치는,
상기 담금질 장치의 입구측에 배치되는 유도 가열 코일과,
상기 담금질 장치의 출구측에 배치되며, 냉각액을 이용하여 상기 금속관을 냉각하는 냉각 장치를 구비하고,
상기 담금질하는 공정에서는, 상기 담금질 장치 내에 있어서 전후로 나열된 금속관의 관단들을 맞대어 반송하는, 금속관의 제조 방법.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 제조 방법에 이용되는 제조 설비는,
상기 교정기와,
상기 담금질 장치와,
상기 교정기와 상기 담금질 장치 사이에 배치되며, 휨이 교정된 상기 금속관을 상기 담금질 장치를 향해 반송하는 반송대와,
상기 반송대에 배치되며, 휨이 교정된 상기 금속관의 양 관단부를 절단하는 관절단 장치를 구비하고,
상기 절단하는 공정에서는, 상기 반송대에 의해 상기 교정기로부터 반송된 상기 금속관의 양 관단부를 상기 관절단 장치로 절단하며,
상기 담금질하는 공정에서는, 상기 양 관단부가 절단된 상기 복수의 금속관을 상기 반송대에 의해 상기 담금질 장치로 반송하는, 금속관의 제조 방법.
청구항 3에 있어서,
상기 반송대는,
상기 교정기의 출구측에 배치되며, 휨이 교정된 상기 금속관을, 상기 금속관의 축 방향으로 반송하는 제1 반송대와,
상기 제1 반송대에 의해 반송된 상기 금속관을, 상기 금속관의 반경 방향으로 나열하여 상기 반경 방향으로 반송하는 제2 반송대와,
상기 담금질 장치의 입구측에 배치되며, 상기 제2 반송대에 의해 반송된 상기 금속관을, 상기 금속관의 축 방향으로, 상기 담금질 장치까지 반송하는 제3 반송대를 포함하고,
상기 관절단 장치는,
상기 제2 반송대로 반송되는 상기 금속관의 일단측에 배치되는 제1 절단 장치와,
상기 제2 반송대로 반송되는 상기 금속관의 타단측에 배치되는 제2 절단 장치를 포함하며,
상기 절단하는 공정은,
상기 제2 반송대에 있어서, 상기 금속관을 상기 제1 절단 장치의 절단 위치까지 반송하는 공정과,
상기 제1 절단 장치의 절단 위치에 있어서, 상기 제1 절단 장치에 의해 상기 금속관의 한쪽 관단부를 절단하는 공정과,
상기 한쪽 관단부를 절단한 후, 상기 제2 반송대에 있어서, 상기 금속관을 상기 제2 절단 장치의 절단 위치까지 반송하는 공정과,
상기 제2 절단 장치의 절단 위치에 있어서, 상기 제2 절단 장치에 의해 상기 금속관의 다른쪽 관단부를 절단하는 공정을 구비하는, 금속관의 제조 방법.
청구항 4에 있어서,
상기 절단하는 공정에서는,
상기 제1 절단 장치에 의해 상기 금속관의 한쪽 관단부의 절단 작업이 실시될 때, 상기 제2 절단 장치에 의해 다른 상기 금속관의 다른쪽 관단부의 절단 작업이 실시되는, 금속관의 제조 방법.
금속관의 제조 설비로서,
금속관의 휨을 교정하는 교정기와,
입구측에 배치되는 유도 가열 코일과, 출구측에 배치되는 냉각 장치를 구비하고, 일렬로 나열되어 내부로 반송되는 복수의 상기 금속관을 담금질하는 담금질 장치와,
상기 교정기와 상기 담금질 장치 사이에 배치되며, 휨이 교정된 상기 금속관을 상기 담금질 장치를 향해 반송하는 반송대와,
상기 반송대에 배치되며, 휨이 교정된 상기 금속관의 양 관단부를 절단하는 절단 장치를 구비하는, 금속관의 제조 설비.
청구항 6에 있어서,
상기 반송대는,
상기 교정기의 출구측에 배치되며, 휨이 교정된 상기 금속관을, 상기 금속관의 축 방향으로 반송하는 제1 반송대와,
상기 제1 반송대에 의해 반송된 상기 금속관을, 상기 금속관의 반경 방향으로 나열하여 상기 반경 방향으로 반송하는 제2 반송대와,
상기 담금질 장치의 입구측에 배치되며, 상기 제2 반송대에 의해 반송된 상기 금속관을, 상기 금속관의 축 방향으로, 상기 담금질 장치까지 반송하는 제3 반송대를 포함하고,
관절단 장치는,
상기 제2 반송대로 반송되는 상기 금속관의 일단측에 배치되는 제1 절단 장치와,
상기 제2 반송대로 반송되는 상기 금속관의 타단측에 배치되는 제2 절단 장치를 포함하는, 금속관의 제조 설비.
청구항 7에 있어서,
상기 제1 절단 장치에 의해 상기 금속관의 한쪽 관단부의 절단 작업이 실시될 때, 상기 제2 절단 장치에 의해 상기 다른 상기 금속관의 다른쪽 관단부의 절단 작업이 실시되는, 금속관의 제조 설비.