KR20180132734A - 냉간 필거 압연기 및 파이프를 제조하기 위한 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 블룸을 냉간 경화된 파이프로 냉간성형하기 위한 냉간 필거 압연기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 냉간 필거 압연기는 롤 스탠드에 회전 가능하게 설치된 롤러들 (2, 3) 을 갖는, 블룸 (11) 의 세로축에 대해 평행인 방향에서 왕복으로 움직일 수 있는 상기 롤 스탠드 (2), 맨드릴 바아 (8) 에 의해 유지된 롤러 맨드릴 (4), 및 블룸을 수용하기 위해 방사상 방향에서 개방 및 폐쇄될 수 있는 피드 척이 고정되어 있는, 상기 롤러 맨드릴을 향한 방향으로 상기 블룸을 단계적으로 피드하기 위한 적어도 하나의 피드 클램핑 슬라이드 (5) 이외에, 상기 맨드릴 바아를 고정시키기 위한 척을 갖는 적어도 하나의 맨드릴 스러스트 블록 (15) 을 구비한다. 전방 맨드릴 스러스트 블록은 상기 블룸의 피드 방향으로 상기 피드 클램핑 슬라이드 앞에 배치되고, 따라서 상기 맨드릴 바아는 상기 냉간 필거 압연기의 가동 동안 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록의 척에 의해 꽉 잡힐 수 있다. 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록의 척은 방사상 방향에서 개방될 수 있고, 따라서 블룸은 상기 척과 상기 맨드릴 바아 사이에서 관통하여 안내될 수 있다. 본 발명에 따른 냉간 필거 압연기는, 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록이 상기 피드 척으로부터, 상기 피드 클램핑 슬라이드를 가지고 상기 피드 클램핑 슬라이드의 후방 방향전환점에서 측정할 때, 적어도 30 m 의 간격을 가짐으로써 특징지어진다. 상기 간격은 이때 상기 블룸의 피드 방향으로 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록의 상기 척의 후방인 단부와 상기 블룸의 피드 방향으로 상기 피드 클램핑 슬라이드의 상기 피드 척의 전방인 단부 사이에서 상기 피드 클램핑 슬라이드의 후방 방향전환점에서 측정된다.
Description
본 발명은 롤 스탠드 (roll stand) 에 회전 가능하게 설치된 롤러들을 갖는 상기 롤 스탠드를 갖는, 블룸 (bloom) 을 냉간 경화된 파이프로 냉간성형하기 위한 냉간 필거 압연기에 관한 것이며, 상기 롤 스탠드는 상기 블룸의 세로축에 대해 평행인 방향에서 상기 블룸의 피드 방향 (feed direction) 에서 전방인 방향전환점과 상기 블룸의 상기 피드 방향에서 후방인 방향전환점 사이에서 모터에 의해 구동되어 왕복으로 움직일 수 있고, 상기 롤러들은 상기 블룸의 왕복운동 동안 회전운동을 실행하고, 따라서 상기 롤러들은 상기 냉간 필거 압연기의 가동 동안 상기 블룸을 파이프로 압연하고, 상기 냉간 필거 압연기는 롤러 맨드릴 (roller mandrel) 을 가지며, 상기 롤러 맨드릴은, 상기 냉간 필거 압연기의 가동 동안 상기 블룸이 상기 롤러들에 의해 상기 롤러 맨드릴 위에서 압연되도록, 맨드릴 바아 (mandrel bar) 에 의해 상기 블룸의 피드 방향으로 상기 맨드릴 바아의 후방인 단부에서 고정되고, 상기 냉간 필거 압연기는, 상기 블룸을 수용하기 위해 피드 클램핑 슬라이드 (feed clamping slide) 에 고정된 피드 척 (feed chuck) 을 갖는 상기 적어도 하나의 피드 클램핑 슬라이드를 가지며, 상기 피드 클램핑 슬라이드는, 상기 블룸이 상기 냉간 필거 압연기의 가동 동안 상기 롤러 맨드릴을 향한 방향에서 단계적 피드를 경험하도록, 상기 블룸의 상기 세로축에 대해 평행인 방향에서 상기 블룸의 피드 방향으로 전방인 방향전환점과 상기 블룸의 피드 방향으로 후방인 방향전환점 사이에서 왕복으로 움직일 수 있고, 상기 피드 척은 상기 피드 척이 상기 블룸을 자유롭게 하거나 또는 클램핑 (clamping) 하도록 방사상 방향에서 개방 및 폐쇄될 수 있고, 상기 냉간 필거 압연기는 상기 맨드릴 바아를 고정시키기 위한 척 (chuck) 을 갖는 적어도 하나의 맨드릴 스러스트 블록 (mandrel thrust block) 을 가지며, 전방 맨드릴 스러스트 블록은, 상기 맨드릴 바아가 상기 냉간 필거 압연기의 가동 동안 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록의 척에 의해 꽉 잡힐 수 있도록 상기 블룸의 피드 방향으로 상기 피드 클램핑 슬라이드 앞에 배치되고, 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록의 상기 척은 방사상 방향에서 개방될 수 있고, 따라서 상기 블룸은 상기 척과 상기 맨드릴 바아 사이에서 관통하여 안내될 수 있다.
또한, 본 발명은 롤 스탠드에 회전 가능하게 설치된 롤러들을 갖는 상기 롤 스탠드를 갖는, 맨드릴 바아에 의해 유지된 롤러 맨드릴을 갖는, 상기 맨드릴 바아를 유지시키는 적어도 하나의 맨드릴 스러스트 블록을 갖는 그리고 블룸을 수용하기 위한 피드 척을 갖는 적어도 하나의 피드 클램핑 슬라이드를 갖는 냉간 필거 압연기에서 블룸의 냉간성형을 통해 파이프를 제조하기 위한 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 단계들을 갖는다.
a) 상기 블룸의 피드 방향으로 전방인 맨드릴 스러스트 블록의 척을 방사상 방향에서 개방하고, 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록을 통해 제 1 블룸을 통과시키는 단계,
b) 상기 피드 클램핑 슬라이드로 상기 제 1 블룸을 공급하고, 방사상 방향에서 상기 피드 척을 개방함으로써 상기 제 1 블룸을 수용하고, 상기 블룸의 피드 방향으로 상기 피드 클램핑 슬라이드의 전방인 방향전환점에서 방사상 방향에서 상기 피드 척을 폐쇄함으로써 상기 제 블룸을 클램핑하는 단계,
c) 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록을 통한 상기 제 1 블룸의 완전한 통과 후, 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록이 상기 롤러 맨드릴을 받치고 있는 상기 맨드릴 바아를 꽉 잡도록, 방사상 방향에서 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록의 척을 폐쇄하는 단계,
d) 상기 피드 클램핑 슬라이드의 도움으로 상기 제 1 블룸의 단계적 피드를 통해 그리고 상기 롤러들과 함께 전방 방향전환점과 후방 방향전환점 사이에서 상기 롤 스탠드를 진동 (oscillation) 적으로 앞으로 그리고 뒤로 움직임으로써, 상기 롤러 맨드릴 위에서 상기 롤러들에 의해 상기 제 1 블룸을 냉간 경화된 파이프로 압연하는 단계.
특히 강 (steel) 으로 만들어진, 정밀한 금속 파이프들을 제조하기 위해, 팽창된 중공 원통형 블랭크 (blank) 는 적어도 완전히 식혀진 상태에서 압축응력을 통해 냉간압하된다 (cold-reduced). 이때, 상기 블랭크는 규정된 감소된 바깥지름과 규정된 벽두께를 갖는 파이프로 성형된다.
파이프들을 위한 가장 널리 퍼진 압하방법은 냉간 필거 압연으로서 알려져 있고, 블랭크는 블룸이라 불린다. 압연시 블룸은 캘리브레이션된, 즉 완성된 파이프의 안지름을 갖는, 롤러 맨드릴 위로 밀어지고, 이때 밖으로부터 2개의 캘리브레이션된, 즉 완성된 파이프의 바깥지름을 규정하는, 롤러들에 의해 둘러싸이고, 세로방향으로 상기 롤러 맨드릴 위에서 압연된다.
냉간 필거 압연 동안 블룸은 롤러 맨드릴을 향한 방향으로 또는 상기 롤러 맨드릴에 걸쳐 단계적 피드를 경험하고, 반면 롤러들은 회전적으로 상기 맨드릴 위에서 그리고 이로써 상기 블룸 위로 수평으로 왕복으로 움직여진다. 이때, 상기 롤러들의 수평 운동은 상기 롤러들이 회전 가능하게 설치되어 있는 롤 스탠드를 통해 미리 정해진다. 롤 스탠드는 공지된 필거 압연기들에서 크랭크 드라이브의 도움으로 상기 롤 스탠드에 대해 평행인 방향으로 왕복으로 움직여지고, 반면 롤러들 자체는 상기 롤 스탠드에 대해 상대적으로 고정되어 있는 톱니 막대를 통해 회전운동을 얻고, 단단히 롤러축들과 연결된 톱니 바퀴들은 상기 톱니 막대와 맞물린다.
맨드릴 위에서의 블룸의 피드는 피드 클램핑 슬라이드의 도움으로 수행되고, 상기 피드 클램핑 슬라이드는 롤러 맨드릴의 축에 대해 평행인 방향으로의 병진운동을 가능하게 한다.
압연 공정의 시작시 블룸은 적재 드라이브를 통해 롤러들을 이용해 피드 클램핑 슬라이드의 척 안으로 밀어진다. 상기 블룸의 피드 방향으로 롤 스탠드의 전방인 방향전환점에서, 즉 상기 롤 스탠드의 유입 사점에서, 롤러들은, 상기 블룸이 상기 롤러들의 이른바 유입 포켓들 안에 그리고 상기 롤러들 사이에 수용될 수 있는 위치에 도달한다. 상기 롤 스탠드 안에 포개어져 배치된, 원뿔꼴로 캘리브레이션된 롤러들은, 상기 롤러들이 블룸 위에서 피드 클램핑 슬라이드의 피드 방향으로 앞으로 그리고 뒤로 굴러감으로써 블룸을 압연한다. 이때, 롤러쌍은 압연 행정 동안 거리 (L) 만큼 유입 사점 (ET) 으로부터 블룸의 피드 방향으로 롤 스탠드의 후방 방향전환점으로, 즉 롤 스탠드의 유출 사점 (AT) 으로 움직이고, 블룸을 상기 블룸의 내부에 유지된 롤러 맨드릴 위에서 쭉 뻗게 한다. 롤러들과 롤러 맨드릴은, 롤러와 롤러 맨드릴 사이의 틈이 롤러들의 작업 공형의 영역에서 끊임없이 블룸의 벽두께에서 압연이 완성된 파이프의 벽두께로 감소하도록 캘리브레이션되어 있다. 상기 작업 공형의 영역에 이어지는, 롤러들의 평활화 공형의 영역에서는, 제조되어야 하는 파이프의 벽두께의 감소가 더 이상 수행되는 것이 아니라, 상기 제조되어야 하는 파이프의 표면의 평활화만 행해진다. 상기 유출 사점에 도착하면, 압연이 완성된 파이프는 롤러들의 유출 포켓들로부터 자유로워진다.
롤러들 사이로의 블룸의 피드는 전방 방향전환점에서만 수행되거나 또는 롤 스탠드의 전방 방향전환점에서 뿐만 아니라 후방 방향전환점에서도 수행된다. 각각의 파이프 섹션의 여러 번의 압연을 통해, 즉 전방 방향전환점과 후방 방향전환점 사이의 롤 스탠드의 경로보다 훨씬 작은 피드 단계들을 통해, 파이프의 균일한 벽두께와 원형, 파이프의 높은 표면품질, 및 균일한 안지름과 바깥지름이 달성된다.
완성된 파이프의 균일한 형태를 얻기 위해, 블룸은 단계적 피드 이외에 롤 스탠드의 전방 방향전환점에 도달할 때 상기 블룸의 축 둘레로의 간헐적 회전을 거친다. 블룸의 상기 회전은 이때 롤 스탠드의 두 방향전환점에서, 즉 유입 사점에서 뿐만 아니라 유출 사점에서도 행해진다.
약 15m 까지의 길이를 갖는 블룸을 가공할 수 있는 냉간 필거 압연기가 선행기술로부터 공지되어 있다. 하지만, 높은 품질, 즉 균일한 벽두께 및 내면과 외면의 높은 표면품질을 갖는, 150m 를 넘는 길이를 갖는 파이프들이 필요해지면, 이와 같은 파이프들은 선행기술에 따른 냉간 필거 압연기에서는 제조될 수 없다. 냉간 필거 압연기에서의 150m 보다 긴 길이를 갖는 일체형 파이프의 제조는, 통례적인 시설들로 압연될 수 있는 블룸의 길이를 분명히 넘는 길이의 블룸의 냉간성형을 요구한다.
그러므로, 선행기술에 대해 본 발명의 목적은, 30m 또는 그보다 긴 길이를 갖는 블룸을 냉간으로 압연하는 것을 가능하게 하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 그 밖의 목적은 냉간 필거 압연기에서 높은 품질을 갖는 긴 파이프들이 제조될 수 있도록, 30m 또는 그보다 긴 길이를 갖는 블룸의 공간절약적인 가공, 그리고 이와 함께, 큰 작업장의 필요성으로 인한 높은 비용의 방지에 관한 것이다. 본 발명의 그 밖의 목적은 제조되어야 하는 파이프들의 품질이 감소되지 않으면서, 긴 블룸들의 가능한 한 효율적인 압연이다.
이 목적들 중 적어도 하나는, 롤러들이 회전 가능하게 설치된 롤 스탠드를 갖는, 블룸을 냉간 경화된 파이프로 냉간성형하기 위한 냉간 필거 압연기로서, 상기 롤 스탠드는 상기 블룸의 세로축에 대해 평행인 방향에서 상기 블룸의 피드 방향에서 전방인 방향전환점과 상기 블룸의 피드 방향에서 후방인 방향전환점 사이에서 모터에 의해 구동되어 왕복으로 움직일 수 있고, 상기 롤러들은 상기 블룸의 왕복운동 동안 회전운동을 실행하고, 따라서 상기 롤러들은 상기 냉간 필거 압연기의 가동 동안 상기 블룸을 파이프로 압연하고, 상기 냉간 필거 압연기는 롤러 맨드릴을 가지며, 상기 롤러 맨드릴은, 상기 냉간 필거 압연기의 가동 동안 상기 블룸이 상기 롤러들에 의해 상기 롤러 맨드릴 위에서 압연되도록, 맨드릴 바아에 의해 상기 블룸의 피드 방향으로 상기 맨드릴 바아의 후방인 단부에서 고정되고, 상기 냉간 필거 압연기는, 상기 블룸을 수용하기 위해 피드 클램핑 슬라이드에 고정된 피드 척을 갖는 상기 적어도 하나의 피드 클램핑 슬라이드를 가지며, 상기 피드 클램핑 슬라이드는, 상기 블룸이 상기 냉간 필거 압연기의 가동 동안 상기 롤러 맨드릴을 향한 방향에서 단계적 피드를 경험하도록, 상기 블룸의 상기 세로축에 대해 평행인 방향에서 상기 블룸의 피드 방향으로 전방인 방향전환점과 상기 블룸의 피드 방향으로 후방인 방향전환점 사이에서 왕복으로 움직일 수 있고, 상기 피드 척은 상기 피드 척이 상기 블룸을 자유롭게 하거나 또는 클램핑하도록 방사상 방향에서 개방 및 폐쇄될 수 있고, 상기 냉간 필거 압연기는 상기 맨드릴 바아를 고정시키기 위한 척을 갖는 적어도 하나의 맨드릴 스러스트 블록을 가지며, 전방 맨드릴 스러스트 블록은, 상기 맨드릴 바아가 상기 냉간 필거 압연기의 가동 동안 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록의 척에 의해 꽉 잡힐 수 있도록 상기 블룸의 피드 방향으로 상기 피드 클램핑 슬라이드 앞에 배치되고, 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록의 상기 척은 방사상 방향에서 개방될 수 있고, 따라서 블룸은 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록과 상기 맨드릴 바아 사이에서 관통하여 안내될 수 있고, 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록은 상기 피드 척으로부터, 상기 피드 클램핑 슬라이드를 가지고 상기 피드 클램핑 슬라이드의 후방 방향전환점에서 측정할 때, 적어도 30m 의 간격을 갖는, 블룸을 냉간 경화된 파이프로 냉간성형하기 위한 냉간 필거 압연기를 통해 달성된다.
상기 피드 척으로부터의 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록의 이렇게 선택된 간격은 본 발명에 따른 냉간 필거 압연기에서 30m 또는 그보다 긴 길이를 갖는 블룸의 가공을 가능하게 한다. 이때, 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록과 상기 피드 척 사이의 상기 간격은 일 실시형태에서 상기 블룸의 피드 방향으로 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록의 상기 척의 후방인 단부와 상기 블룸의 피드 방향으로 상기 피드 클램핑 슬라이드의 상기 피드 척의 전방인 단부 사이에서 측정되고, 이때 상기 피드 클램핑 슬라이드는 상기 피드 클램핑 슬라이드의 후방 방향전환점에 있다.
상기 미리 규정된 간격은 적어도 30m 이고, 상기 간격은, 블룸을 클램핑하지 않으면서 또는 끼워 움직이지 못하게 하지 않으면서 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록의 상기 척 뿐만 아니라 상기 피드 클램핑 슬라이드의 상기 피드 척도 폐쇄될 수 있도록, 즉 닫혀질 수 있도록 블룸을 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록과 상기 피드 클램핑 슬라이드의 상기 피드 척 사이에 배치하는 것을 가능하게 한다. 그러므로, 전방 맨드릴 스러스트 블록과 피드 척 사이의 상기 간격은 본 발명에 따른 냉간 필거 압연기 안으로 적재되는 그리고 그것으로 압연될 수 있는 블룸의 길이를 대략적으로 나타낸다.
상기 냉간 필거 압연기 안으로 블룸을 도입할 때, 상기 맨드릴 스러스트 블록의 척이 방사상 방향에서 개방됨으로써 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록이 열리고, 따라서 상기 블룸은 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록과 상기 맨드릴 바아 사이에서 상기 롤러 맨드릴을 향한 방향으로 관통하여 안내될 수 있다. 상기 블룸이 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록을 떠나간 후, 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록의 척은 상기 맨드릴 바아를 고정시키기 위해 폐쇄된다.
본 발명의 의미에서 전방 위치 및 후방 위치라고 부를 때, 이 위치들은, 블룸을 따라서 상기 블룸의 피드 방향으로 시선을 보내는 관찰자의 시야로부터 표시된다.
본 발명의 일 실시형태에서 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록과 상기 피드 척 사이의 간격은, 상기 피드 클램핑 슬라이드를 가지고 상기 피드 클램핑 슬라이드의 후방 방향전환점에서 측정할 때, 적어도 40m 이고, 그 밖의 실시형태에서는 적어도 50m 이다.
본 발명의 일 실시형태에서 상기 냉간 필거 압연기의 상기 맨드릴 바아의 재료는 1000 N/㎟ 또는 그보다 큰 또는 1500 N/㎟ 또는 그보다 큰 인장강도를 갖는다.
본 발명의 그 밖의 실시형태에서 상기 맨드릴 바아는 바깥지름, 안지름 및 벽두께를 갖는 파이프이다.
인장강도는 재료의 특성이고, 상기 재료가 부서지기 전에 견뎌내는 최대 기계적 인장응력을 나타낸다. 인장강도는 측정되어야 하는 시험편의 원래의 횡단면과 관련하여 최대로 달성 가능한 인장력을 근거로 측정된다.
상기 롤러 맨드릴을 받치고 있는 상기 맨드릴 바아는 블룸의 압연 동안 큰 힘들을 흡수해야 하고, 따라서 상기 맨드릴 바아를 제조한 재료는 그것의 인장강도와 관련하여 높은 하중지지력을 가져야 한다.
이를 위해 적합한 재료들은 예컨대 DIN EN10083 에 상응하는 열처리강들이고, 상기 열처리강들은 열처리, 즉 경화 및 템퍼링, 을 통해 높은 인장강도 및 내구한도를 얻는다. 열처리강들의 탄소 함량은 통례적으로 0.2 와 0.65 % 사이에 있고, 크롬, 망간, 몰리브덴 및 니켈의 여러 가지의 합금함량들은 사용목적에 따라 여러 가지 비율로 혼합된다. 1000 N/㎟ 보다 큰 인장강도를 갖는 합금된 열처리강들을 위한 예들은 강 종류들 42 CrMo 4, 34 CrNiMo 6 및 30 CrNiMo 8 이다.
본 발명의 일 실시형태에서 상기 맨드릴 바아는 또한 10% 또는 그보다 작은 연신율을 가지며, 일 실시형태에서 5% 또는 그보다 작은 연신율을 갖는다.
상기 연신율은, 예컨대 힘에 의한 또는 온도변화에 의한, 하중하에서 시험편의 상대적 길이변화를 위한 표시이다. 상기 맨드릴 바아의 높은 연성도, 상기 맨드릴 바아가 심한 팽창 때문에 부러지는 것을 저지하기 위해 압연시 필요하다. 높은 인장강도를 위해서와 마찬가지로 열처리강들은 연성을 위해서도 적합하다. 예컨대, 열처리강 30 CrNiMo 8 은 ㎟당 1000 N 의 인장강도 이외에 10% 또는 그보다 작은 연신율도 가지며, 이로써 본 발명에 따른 맨드릴 바아를 위한 재료로 적합하다.
본 발명의 그 밖의 실시형태에서 상기 냉간 필거 압연기는 피드 클램핑 슬라이드에 고정된 각각 하나의 피드 척을 갖는 2개의 피드 클램핑 슬라이드들과, 제어기를 구비하며, 상기 제어기는, 블룸이 상기 냉간 필거 압연기의 연속적 가동 동안 각각 교대로 상기 피드 척들 중 하나에 의해 클램핑될 수 있고, 상기 롤러 맨드릴을 향한 방향으로 단계적으로 피드될 수 있도록 상기 제어기가 상기 2개의 피드 클램핑 슬라이드들의 운동을 제어하도록 형성되고, 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록은 상기 블룸의 피드 방향으로 후방인 피드 클램핑 슬라이드의 상기 피드 척으로부터, 상기 피드 클램핑 슬라이드를 가지고 상기 피드 클램핑 슬라이드의 후방 방향전환점에서 측정할 때, 적어도 30m 의 간격을 갖는다.
이러한 방식으로, 상기 냉간 필거 압연기를 통한 블룸의 보다 높은, 즉 연속적인 용량이 가능해진다. 이는 가동 비용의 절약을 통해 압연공정을 보다 효율적으로 그리고 보다 비용절감적으로 형성한다. 또한, 긴 이동 경로를 갖는 피드 클램핑 슬라이드가 필요해지는 것이 아니라, 필요한 전체 이동경로는 2개의 부분섹션으로 분할되고, 따라서 상기 두 피드 클램핑 슬라이드들 각각은 단지 상기 부분섹션들 중 각각 하나만 나아가야 한다.
본 발명의 그 밖의 실시형태에서 상기 냉간 필거 압연기는, 블룸의 피드 방향으로 상기 피드 클램핑 슬라이드의 상기 전방 방향전환점과 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록 사이에서 상기 맨드릴 바아를 고정시키기 위한 척을 갖는 후방 맨드릴 스러스트 블록을 구비하며, 상기 후방 맨드릴 스러스트 블록은, 상기 맨드릴 바아가 상기 냉간 필거 압연기의 가동 동안 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록의 또는 상기 후방 맨드릴 스러스트 블록의 적어도 하나의 척에 의해 꽉 잡힐 수 있도록 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록으로부터 적어도 30m 의 간격을 갖는다.
전방 맨드릴 스러스트 블록과 후방 맨드릴 스러스트 블록 사이의 상기 간격은 이때 일 실시형태에서 블룸의 피드 방향으로 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록의 후방인 단부와 블룸의 피드 방향으로 상기 후방 맨드릴 스러스트 블록의 전방인 단부 사이의 간격으로서 규정된다. 그렇기 때문에, 최대한 이 간격의 길이를 갖는 블룸은 전방 맨드릴 스러스트 블록과 후방 맨드릴 스러스트 블록 사이에 적재될 수 있고, 즉 배치될 수 있고, 반면 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록의 그리고 상기 후방 맨드릴 스러스트 블록의 척들은 폐쇄되고, 상기 맨드릴 바아를 꽉 잡고, 즉 이때 상기 블룸을 끼워 움직이지 못하게 하지 않으면서 상기 맨드릴 바아를 꽉 잡는다.
상기 전방 맨드릴 스러스트 블록에 대해 추가적으로, 상기 피드 클램핑 슬라이드와 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록 사이에서의 후방 맨드릴 스러스트 블록의 상기 배치는 연속적 가동 동안 긴 블룸들, 즉 30m 또는 그보다 긴 길이를 갖는 다수의 블룸의 가공을 가능하게 한다. 블룸이 이미 상기 후방 맨드릴 스러스트 블록을 완전히 통과했고, 상기 롤러 맨드릴 위에서 압연되면, 상기 후방 맨드릴 스러스트 블록은 상기 맨드릴 바아를 고정시키기 위해 폐쇄된다. 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록은 상기 맨드릴 바아를 이제 더 이상 꽉 잡을 필요가 없고, 상기 후방 맨드릴 스러스트 블록과 달리 개방될 수 있고, 따라서 그 밖의 블룸이 상기 냉간 필거 압연기에 공급될 수 있다.
일 실시형태에서 상기 냉간 필거 압연기는 후방 맨드릴 스러스트 블록과 전방 맨드릴 스러스트 블록 이외에, 각각 하나의 피드 척을 갖는 2개의 피드 클램핑 슬라이드들을 구비한다.
그 결과, 본 발명에 따른 냉간 필거 압연기는 30m 또는 그보다 긴 길이를 갖는 긴 블룸들의 효율적인 그리고 비용절감적인 냉간 필거 압연을 위해 적합하다.
본 발명의 그 밖의 실시형태에서, 상기 냉간 필거 압연기의 각각의 피드 슬라이드는 상기 피드 슬라이드가 100 kg/m 또는 그보다 큰 중량을 갖는 블룸을 피드할 수 있도록 형성된다.
본 발명의 일 실시형태에서 각각의 피드 클램핑 슬라이드는 상기 피드 클램핑 슬라이드가 100 kg/m 와 150 kg/m 사이의 범위에서의 중량을 갖는 블룸을 피드할 수 있도록 형성된다.
특히 적어도 30m 의 길이, 및 길이당 100 kg/m 와 150 kg/m 사이의 중량을 갖는 블룸을 피드 클램핑 슬라이드를 이용해 피드할 수 있기 위해, 상기 피드 클램핑 슬라이드는 일 실시형태에서 상기 롤러 맨드릴을 향해 상기 블룸을 피드하기 위한 상응하여 강한 리니어 드라이브 (linear drive) 를 구비한다. 또한, 척은 블룸의 세로축 둘레로 상기 블룸을 회전시키기 위한 상응하여 강한 로터리 액추에이터도 구비한다.
본 발명의 그 밖의 실시형태에서 상기 냉간 필거 압연기의 각각의 피드 슬라이드는 상기 피드 슬라이드가 125 kg/m 또는 그보다 큰 중량을 갖는 블룸을 피드할 수 있도록 형성된다.
본 발명의 일 실시형태에서, 권취 장치 (winding device) 가 블룸의 피드 방향으로 상기 압연기의 롤러들 뒤에 배치되며, 상기 권취 장치는 상기 압연기에서 제조된 파이프를 위해, 상기 파이프가 제 1 축 둘레로 권취될 수 있도록 상기 파이프를 만곡시키기 위한 벤딩 장치 (bending device) 와, 홀딩 받침대를 구비하고, 상기 벤딩 장치와 상기 제 1 축은, 본질적으로 상기 제 1 축에 대해 수직인 그리고 상기 롤러들 사이에 수용된 블룸의 세로축에 대해 평행인 제 2 축 둘레로 선회 가능하게 상기 홀딩 받침대에 수용된다.
이와 같은 공간절약적 설계는 또한 긴 파이프의 제조비용을 현저히 감소시키는데, 왜냐하면 권취 장치에 의한, 긴 파이프 권취에 의하여, 매우 큰 그리고 특히 매우 긴 홀들 (halls) 이 생략될 수 있기 때문이다.
또한, 이러한 권취 장치는 상기 냉간 필거 압연기 밖으로 유출되는, 성형이 완성된 파이프를 수용하고, 상기 파이프가 나선형 경로 위에서 권취될 수 있도록 상기 파이프를 만곡시키는 것을 가능하게 한다. 이러한 배치는 권취될 수 있도록 치수화되어 있는 강 파이프들의 제조시 현저한 시간절약을 보장한다. 동일한 가닥에 있어서 아직 블룸이 필거 입구 안으로 도입되고, 롤러들 사이에서 성형되는 동안, 롤 스탠드 밖으로 유출되는 파이프는 이미 권취될 수 있다. 또한, 상기 권취 장치는 상기 냉간 필거 압연기 자체를 위한 현저한 공간절약을 가능하게 하는데, 왜냐하면 파이프의 제조시 우선 전체 가닥이, 상기 전체 가닥이 권취 해제될 수 있기 전에 또는 감아올려질 수 있기 전에, 상기 전체 가닥의 완전한 길이에 있어서 롤 스탠드 밖으로 흘러나올 필요가 없기 때문이다.
상기 권취 장치의 본질적인 양상은 상기 벤딩 장치와 상기 제 1 축이 제 2 축 둘레로 선회 가능하게 조립된다는 것이다. 이러한 방식으로 상기 권취 장치는, 파이프가 또는 블룸이 압연시 상기 피드 클램핑 슬라이드를 통해 구동되어 실행하는 선회운동을 공감할 수 있고, 상기 파이프는 비틀림 없이 권취될 수 있다. 상기 벤딩 장치와 상기 제 1 축의 상응하는 선회 가능한 설치가 없다면, 권취할 때 파이프의 비틀림 그리고 이와 관련된, 완성된 파이프에서의 현저한 품질손실이 초래될 것이다.
제 2 축 둘레로 상기 벤딩 장치와 상기 제 1 축이 선회 가능하게 상기 홀딩 받침대에 수용되어 있는 상기 제 2 축은, 이때 상기 완성된, 상기 롤 스탠드 밖으로 유출되는 파이프의 대칭축에 대해 평행하다. 일 실시형태에서 상기 제 2 축은 상기 완성된, 상기 롤 스탠드 밖으로 유출되는 파이프의 대칭축과 서로 같다.
본 발명의 그 밖의 실시형태에서 상기 벤딩 장치와 상기 제 1 축은 모터에 의해 구동되어 상기 제 2 축 둘레로 선회 가능하다. 상기 벤딩 장치의 선회운동은 원칙적으로 상기 완성된, 상기 롤 스탠드 밖으로 나가는 파이프의 선회운동을 통해서도 야기될 수 있긴 하나, 하지만 모터에 의한 구동은 상기 파이프가 권취할 때 비틀림 응력을 경험하는 것을 가능한 한 저지한다. 이러한 권취 장치의 실시형태들의 상세한 서술은 독일 특허출원 10 2009 045 640 A1 에 있다.
본 발명의 그 밖의 실시형태에서 상기 피드 클램핑 슬라이드의 상기 피드 척은 모터에 의해 구동되어 선회 가능하게 형성되고, 블룸을 상기 블룸의 세로축 둘레로 선회 가능하게 수용하고, 상기 냉간 필거 압연기는 또한 제어기를 구비하며, 상기 제어기는, 상기 제어기가 상기 권취 장치의 가동 동안 상기 피드 척, 상기 벤딩 장치 및 상기 권취 장치의 상기 제 1 축을 동기적으로 동일한 각속도로 선회시키도록 셋업된다. 이러한 실시형태에서 상기 벤딩 장치는 상기 제 2 축 둘레로 모터에 의해 선회 가능하게 상기 홀딩 받침대에 수용된다. 상기 피드 클램핑 슬라이드와 상기 권취 장치 사이의 "전자 파동" 은 완성된 파이프의 거의 비틀림 없는 권취를 가능하게 한다.
본 발명의 일 실시형태에서 상기 냉간 필거 압연기는 권취 해제 장치 (unwinding device) 를 구비하며, 스핀들 (spindle) 에 제 1 축 둘레로 권취되어 배치된 블룸은 상기 권취 해제 장치에 의해 권취 해제될 수 있고, 상기 냉간 필거 압연기 안으로 도입하기 위해 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록에 공급될 수 있다.
특히 30m 또는 그보다 긴 길이를 갖는 블룸들은 상기 냉간 필거 압연기 안으로의 도입시 길이에 따라, 사소하지 않은 필요공간을 요구한다. 본 발명에 따른 상기 권취 해제 장치를 통해, 미리 스핀들에 제 1 축 둘레로 권취되어 배치된, 30m 또는 그보다 긴 길이를 갖는 블룸은 훨씬 더 공간절약적으로 상기 냉간 필거 압연기 안으로 도입될 수 있다.
일 실시형태에서 상기 권취 해제 장치는 스트레이트닝 장치 (straightening device) 를 구비하고, 상기 스트레이트닝 장치는 상기 장치의 가동 동안 상기 권취된, 즉 만곡된, 블룸을 스트레이트닝하고, 즉 똑바르게 구부린다. 이러한 스트레이트닝 장치를 위한 예는 스트레이트닝 머신, 특히 압연 스트레이트닝 머신 또는 경사 압연 스트레이트닝 머신이다. 이러한 방식으로, 상기 블룸을 권취 해제하는 동안 상기 블룸은 스트레이트닝되고, 동시에 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록을 통해 전방 맨드릴 스러스트 블록과 피드 척 사이의 또는 전방 맨드릴 스러스트 블록과 후방 맨드릴 스러스트 블록 사이의 블룸 베드 안으로 적재된다.
블룸을 위한 본 발명에 따른 상기 권취 해제 장치는 이렇게 상기 냉간 필거 압연기의 전체 배열체의 보다 콤팩트한 구조를 보장하고, 이를 통해 가동 비용이 추가적으로 감소된다.
본 발명의 일 실시형태에서 상기 권취 해제 장치와 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록의 전방 단부 사이의 간격은, 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록의 후방 단부와 상기 후방 피드 클램핑 슬라이드의 후방 방향전환점에서의 상기 후방 피드 클램핑 슬라이드의 피드 척의 전방 단부 사이의 간격보다 작다. 그 밖의 실시형태에서 상기 권취 해제 장치와 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록의 전방 단부 사이의 간격은, 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록의 후방 단부와 상기 후방 맨드릴 스러스트 블록의 전방 단부 사이의 간격보다 작다.
본 발명의 그 밖의 실시형태에서 상기 냉간 필거 압연기는 어닐링 로 (annealing furnace) 를 구비하며, 상기 어닐링 로는, 상기 냉간 필거 압연기의 가동 동안 블룸을 1000℃ 내지 1200℃ 의 범위에서의 또는 1050℃ 내지 1150℃ 의 범위에서의 온도로 가열하도록 형성된다.
이때, 상기 어닐링 로는 일 실시형태에서 스핀들에 권취된 블룸이 상기 어닐링 로에서 어닐링될 수 있도록 형성된다. 그렇기 때문에, 일 실시형태에서 상기 어닐링 로는 직립로이다. 대안적인 실시형태에서 블룸은 상기 블룸의 길이에 따라 연속로에서 상기에서 언급된 온도들로 가열된다.
본 발명의 그 밖의 실시형태에서 상기 냉간 필거 압연기는, 블룸이 제 2 냉간 필거 압연기에서 상기 먼저 논한 냉간 필거 압연기의 실시형태 안으로 유입되는 블룸으로 성형될 수 있도록, 블룸을 냉간성형하기 위한 제 2 냉간 필거 압연기를 구비하며, 따라서 상기 먼저 논한 냉간 필거 압연기 밖으로 유출되는 파이프는 2번 또는 여러 번 압연된 파이프이다.
그 밖의 실시형태에서, 개별적인 맨드릴 스러스트 블록들의 척들 각각은, 하나의 맨드릴 스러스트 블록의 적어도 3개의 클램핑 조 (clamping jaws) 가 상기 맨드릴 바아를 붙잡도록, 상기 클램핑 조들을 삽입하기 위한 관통부들을 구비한다. 이는 상기 클램핑 조들이 붙잡음으로써 상기 맨드릴 바아의 간단한, 복잡하지 않은 고정을 가능하게 하고, 따라서 상기 냉간 필거 압연기의 가동 동안 적어도 하나의 맨드릴 스러스트 블록이 상기 맨드릴 바아를 꽉 잡고, 반면 다른 맨드릴 스러스트 블록들의 클램핑 조들은 블룸을 통과시키기 위해 열려질 수 있다.
일 실시형태에서 상기 각각의 맨드릴 스러스트 블록들의 척들은 교대로 상기 맨드릴 바아를 유지시킨다. 상기 맨드릴 바아의 이와 같은 교대적 유지를 통해, 상기 냉간 필거 압연기에서의 연속적 가동이 가능해지고, 따라서 한 맨드릴 스러스트 블록은 상기 맨드릴 바아를 꽉 잡고, 반면 다른 맨드릴 스러스트 블록들은 블룸의 통과를 가능하게 한다.
긴 블룸을 압연하기 위한 선행기술의, 도입부에서 언급된 문제들은 본 발명에 따르면 또한, 롤러들이 회전 가능하게 설치된 롤 스탠드, 맨드릴 바아에 의해 유지된 롤러 맨드릴, 상기 맨드릴 바아를 유지시키는 적어도 하나의 맨드릴 스러스트 블록 및 블룸을 수용하기 위한 피드 척을 갖는 적어도 하나의 피드 클램핑 슬라이드를 갖는 냉간 필거 압연기에서 블룸의 냉간성형을 통해 파이프를 제조하기 위한 방법으로서, 상기 방법은,
a) 블룸의 피드 방향으로 전방인 맨드릴 스러스트 블록의 척을 방사상 방향에서 개방하고, 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록을 통해 제 1 블룸을 통과시키는 단계,
b) 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록을 통한 상기 제 1 블룸의 완전한 통과 후, 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록이 상기 롤러 맨드릴을 받치고 있는 상기 맨드릴 바아를 꽉 잡도록, 방사상 방향에서 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록의 상기 척을 폐쇄하는 단계,
c) 상기 피드 클램핑 슬라이드로 상기 제 1 블룸을 공급하고, 방사상 방향에서 상기 피드 척을 개방함으로써 상기 제 1 블룸을 수용하고, 상기 블룸의 피드 방향으로 상기 피드 클램핑 슬라이드의 전방인 방향전환점에서 방사상 방향에서 상기 피드 척을 폐쇄함으로써 상기 제 1 블룸을 클램핑하는 단계,
d) 상기 피드 클램핑 슬라이드의 도움으로 상기 제 1 블룸의 단계적 피드를 통해 그리고 상기 롤러들과 함께 전방 방향전환점과 후방 방향전환점 사이에서 상기 롤 스탠드를 요동식으로 앞으로 그리고 뒤로 움직임으로써, 상기 롤러 맨드릴 위에서 상기 롤러들에 의해 상기 제 1 블룸을 냉간 경화된 파이프로 압연하는 단계단계들을 가지며,
상기 제 1 블룸은 30m 또는 그보다 긴 길이를 갖는, 파이프를 제조하기 위한 방법을 통해 해결된다.
상기 맨드릴 스러스트 블록의 척이 맨 먼저 폐쇄될 수 있다는, 즉 닫혀질 수 있다는 것을 제외하고, 상기 블룸이 상기 척을 완전히 통과하면, 전술한 번호매기기는 상기 실행되어야 하는 단계들의 차례를 필연적으로 확정하는 것이 아니다. 특히, 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록이 열려 있으면, 상기 피드 클램핑 슬라이드로의 블룸의 공급이 이미 수행된다.
본 발명에 따른 방법은 냉간 필거 압연기에서 30m 또는 그보다 긴 길이를 갖는 긴 블룸의 가공, 및 그러므로 적어도 300m 의 길이를 갖는 일체형의 냉간 경화된 파이프로의 블룸의 성형을 가능하게 한다. 완성된 파이프는 이때 냉간 필거 압연기에서의 제조공정으로 인한 매우 높은 품질을 갖는다. 이는 선행기술과 비교하여 의미 있는 발전을 나타내는데, 왜냐하면 선행기술에 따른 냉간 필거 압연기들은 단지 최대 16m 의 길이까지의 블룸만을 가공할 수 있고, 그러므로 단지 특정한 길이까지의 파이프들만 일체로 제조될 수 있기 때문이다.
본 발명에 따른 방법의 일 실시형태는 상기 단계 b) 다음에 그리고 상기 단계 c) 전에,
e) 블룸의 피드 방향으로 후방인, 그리고 상기 블룸의 피드 방향으로 전방인 피드 클램핑 슬라이드의 전방 방향전환점과 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록 사이에 배치된 맨드릴 스러스트 블록의 척을 방사상 방향에서 개방하고, 상기 후방 맨드릴 스러스트 블록은 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록으로부터 적어도 30m 의 간격을 가지며, 상기 후방 맨드릴 스러스트 블록을 통해 제 1 블룸을 통과시키고, 냉간 경화된 파이프로의, 상기 롤러 맨드릴 위에서 상기 롤러들에 의한 상기 제 1 블룸의 압연은 단계 d) 에서 교대로 전방 피드 클램핑 슬라이드의 도움으로 상기 전방 피드 클램핑 슬라이드의 전방 방향전환점으로부터 후방 방향전환점까지 그리고 상기 블룸의 피드 방향으로 후방인 피드 클램핑 슬라이드의 도움으로 상기 후방 피드 클램핑 슬라이드의 전방 방향전환점으로부터 후방 방향전환점까지 상기 제 1 블룸의 단계적 피드를 통해, 그리고 롤러들과 함께 전방 방향전환점과 후방 방향전환점 사이에서 상기 롤 스탠드를 요동식으로 앞으로 그리고 뒤로 움직임으로써 수행되는 단계가 추가적으로 수행되는, 파이프를 제조하기 위한 방법에 관한 것이며,
상기 방법은 추가적으로 다음의 단계들을 갖는다.
f) 상기 후방 맨드릴 스러스트 블록을 통한 상기 제 1 블룸의 완전한 통과 후, 상기 후방 맨드릴 스러스트 블록이 상기 롤러 맨드릴을 받치고 있는 상기 맨드릴 바아를 꽉 잡도록, 방사상 방향에서 상기 후방 맨드릴 스러스트 블록의 척을 폐쇄하는 단계,
g) 상기 제 1 블룸을 압연하는 동안 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록의 척을 개방하고, 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록과 상기 후방 맨드릴 스러스트 블록 사이의 영역 안으로 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록을 통해 제 2 블룸을 통과시키는 단계,
h) 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록을 통한 상기 제 2 블룸의 완전한 통과 후, 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록이 상기 롤러 맨드릴을 받치고 있는 상기 맨드릴 바아를 꽉 잡도록, 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록의 척을 폐쇄하는 단계,
i) 상기 후방 맨드릴 스러스트 블록의 척을 개방하는 단계,
j) 상기 후방 맨드릴 스러스트 블록을 통해 상기 제 2 블룸을 통과시키는 단계,
k) 상기 전방 피드 클램핑 슬라이드로 상기 제 2 블룸을 공급하고, 제 2 피드 클램핑 슬라이드의 피드 척 안에 수용하고, 방사상 방향에서 상기 피드 클램핑 슬라이드의 피드 척을 폐쇄함으로써 상기 제 2 블룸을 클램핑하는 단계,
l) 방사상 방향에서 상기 후방 피드 클램핑 슬라이드의 피드 척을 개방하는 단계,
m) 클램핑된 제 2 블룸에 있어서 교대로 상기 전방 피드 클램핑 슬라이드와 상기 후방 피드 클램핑 슬라이드의 도움으로 상기 제 2 블룸을 단계적으로 피드하는 단계,
n) 상기 제 1 블룸으로부터 압연이 완성된 파이프가 상기 롤 스탠드 밖으로 완전히 나간 후, 상기 롤 스탠드 안으로 상기 제 2 블룸을 도입하는 단계 및
o) 교대로 상기 후방 피드 클램핑 슬라이드와 상기 전방 피드 클램핑 슬라이드의 도움으로 상기 제 2 블룸의 단계적 피드를 통해, 그리고 롤러들과 함께 전방 방향전환점과 후방 방향전환점 사이에서 상기 롤 스탠드를 요동식으로 앞으로 그리고 뒤로 움직임으로써, 상기 롤러 맨드릴 위에서 상기 롤러들에 의해 상기 제 2 블룸을 냉간 경화된 파이프로 압연하는 단계.
이와 같은 방법은 연속적 가동 동안 긴 블룸들, 즉 30m 또는 그보다 긴 길이를 갖는 블룸들의 냉간 필거 압연을 가능하게 하고, 따라서 제 2 블룸이 이미 냉간 필거 압연기 안으로 도입되는 동안 제 1 블룸이 압연된다. 이는 특히 2개의 맨드릴 스러스트 블록들이 존재함으로써 가능해진다. 한 맨드릴 스러스트 블록은 그것이 맨드릴 바아를 압연 동안 꽉 잡도록 항상 폐쇄되어 있어야 한다. 2개의 맨드릴 스러스트 블록들의 경우, 즉 전방 맨드릴 스러스트 블록과 후방 맨드릴 스러스트 블록의 경우, 다른 맨드릴 스러스트 블록이 제 2 블룸을 통과시키기 위해 열려 있는 동안, 한 맨드릴 스러스트 블록은 맨드릴 바아를 꽉 잡는다. 그러므로, 냉간 필거 압연기에서의 가동 흐름은 적어도 2개의 맨드릴 스러스트 블록들이 존재함으로써 가속화된다.
전방 피드 클램핑 슬라이드와 후방 피드 클램핑 슬라이드가 제 2 블룸을 교대로 롤러 맨드릴을 향한 방향으로 피드하는 동안, 제 1 블룸도 롤러 맨드릴을 향한 방향으로 그 밖의 피드를 경험한다. 제 1 블룸이 상기 전방 피드 클램핑 슬라이드 및 상기 후방 피드 클램핑 슬라이드를 이용해 피드된 제 2 블룸에 의해 밀어짐으로써, 상기 제 1 블룸의 피드는 간접적으로 상기 전방 피드 클램핑 슬라이드의 그리고 상기 후방 피드 클램핑 슬라이드의 교대적 선형구동을 통해 수행된다.
본 발명의 그 밖의 실시형태는: 블룸의 이미 압연이 완성된 부분을 벤딩 장치에서 만곡시키고, 상기 블룸의 이미 압연이 완성된 부분을 제 1 축 둘레로 나선형으로 권취하는 단계, 및 홀딩 받침대에 수용된 벤딩 장치와 제 1 축의 선회가, 상기 블룸의 압연 동안의 상기 블룸의 세로축 둘레로의 상기 블룸의 선회와 동일한 각속도로 선회가 수행되도록, 본질적으로 상기 제 1 축에 대해 수직인 그리고 롤러들 사이에 수용된 블룸의 세로축에 대해 평행인 제 2 축 둘레로 수행되는 단계를 갖고,
블룸의 이미 압연이 완성된 부분의 권취는, 상기 블룸의 아직 압연되어야 하는 부분을 냉간 경화된 파이프로 압연함과 동시에 수행되는, 파이프를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
이와 같은 방법에 있어서, 블룸의 이미 압연된 부분, 즉 이미 제조가 완성된 파이프의 부분은, 권취 장치의 도움으로 제 1 축 둘레로 권취되고, 반면 동시에 블룸의 그 밖의 부분은 아직 상기 롤 스탠드에 회전 가능하게 설치된 롤러들에 의해 롤러 맨드릴 위에서 압연되고, 어쩌면 상기 블룸의 그 밖의 부분은 아직 필거 입구의 방향으로 도입된다. 상기 권취 장치에서의 권취는 이때 상기 이미 완성된 파이프가 벤딩 장치에서 우선 만곡되도록 수행된다. 상기 만곡에 의하여 상기 파이프는 그 후 나선형으로 제 1 축 둘레로 권취되고, 이때 상기 권취에 추가적으로 상기 벤딩 장치와 상기 제 1 축의 선회가 제 2 축 둘레로 수행된다. 상기 제 2 축은 이때 본질적으로 상기 제 1 축에 대해 수직으로 그리고 롤러들 사이에 수용된 블룸의 세로축에 대해 평행으로 연장된다. 이때, 일 실시형태에서 상기 제 2 축은 상기 수용된 블룸의 상기 세로축과 서로 같다. 또한, 상기 제 2 축 둘레로의 상기 벤딩 장치와 상기 제 1 축의 선회는 블룸의 세로축 둘레로의 상기 블룸의 선회와 동일한 각속도로 수행되고, 따라서 권취할 때의 파이프의 비틀림 및 이와 관련된 현저한 품질손실이 상기 완성된 파이프에서 방지된다.
본 발명에 따른 방법의 일 실시형태는 권취 해제 장치의 스핀들로부터, 권취된 블룸의 권취 해제에 관한 것이며, 따라서 블룸의 상기 이미 권취 해제된 부분은 전방 맨드릴 스러스트 블록을 관통하여 안내된다.
일 실시형태에서, 상기 스핀들에 권취된 블룸은 권취 해제할 때 벤딩 롤러들을 지나가고, 상기 벤딩 롤러들은, 상기 블룸이 전방 맨드릴 스러스트 블록을 지나가기 전에 상기 블룸을 다시 세로방향으로 똑바르게 구부린다. 상기 벤딩 롤러들을 통해, 상기 블룸의 만곡된 시작 형태로부터 상기 블룸을 똑바르게 구부리기는 이때 상기 냉간 필거 압연기 안으로의 상기 블룸의 적재 동안, 즉 전방 맨드릴 스러스트 블록으로의 블룸의 공급 동안 그리고 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록을 통한 블룸의 통과 동안, 행해진다.
이와 같은 방법은, 권취 장치와 같이, 냉간 필거 압연기가 위치해 있는 홀에서 많은 공간을 절약하고, 그러므로 냉간 필거 압연기에서 제조된 긴 파이프들을 위한 제조비용을 감소시킨다.
파이프를 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법의 그 밖의 실시형태는, 전방 맨드릴 스러스트 블록을 통해 블룸을 통과시키기 전에, 스핀들에 권취되어 배치된 상기 블룸이 1000℃ 내지 1200℃ 의 범위에서의 온도로 가열됨으로써 특징지어진다. 특히, 본 발명에 따른 방법의 일 실시형태에서 블룸은 1050℃ 내지 1150℃ 의 범위에서의 온도로 가열된다.
본 발명에 따른 방법의 그 밖의 실시형태에서, 블룸을 어닐링하기 전에, 상기 블룸의 그 밖의 냉간성형은, 완성된 파이프가 한 블룸의 여러 번의 냉간성형을 통해 제조되도록 제 2 냉간 필거 압연기에서 수행된다. 한 블룸의 여러 번의 냉간성형을 통해, 완성된 파이프의 인장강도가 더욱 높아지고, 따라서 한 블룸의 여러 번의 냉간성형 후 완성된 파이프는 높아진 하중지지력을 갖는다.
본 발명의 그 밖의 장점들, 특징들 및 적용 가능성들은 본 발명의 실시형태들의 하기의 서술 및 관련 도면들을 근거로 분명해진다.
도 1 은 본 발명의 실시형태에 따른 전방 맨드릴 스러스트 블록을 갖는 냉간 필거 압연기의 구성의 도식적 측면도를 나타낸다.
도 2 는 본 발명의 그 밖의 실시형태에 따른 전방 맨드릴 스러스트 블록, 후방 맨드릴 스러스트 블록, 및 2개의 피드 클램핑 슬라이드들을 갖는 냉간 필거 압연기의 구성의 도식적 측면도를 나타낸다.
도 3 은 본 발명의 그 밖의 실시형태에 따른 전방 맨드릴 스러스트 블록, 후방 맨드릴 스러스트 블록, 2개의 피드 클램핑 슬라이드들, 권취 해제 장치, 및 권취 장치를 갖는 냉간 필거 압연기의 구성의 도식적 측면도를 나타낸다.
도 2 는 본 발명의 그 밖의 실시형태에 따른 전방 맨드릴 스러스트 블록, 후방 맨드릴 스러스트 블록, 및 2개의 피드 클램핑 슬라이드들을 갖는 냉간 필거 압연기의 구성의 도식적 측면도를 나타낸다.
도 3 은 본 발명의 그 밖의 실시형태에 따른 전방 맨드릴 스러스트 블록, 후방 맨드릴 스러스트 블록, 2개의 피드 클램핑 슬라이드들, 권취 해제 장치, 및 권취 장치를 갖는 냉간 필거 압연기의 구성의 도식적 측면도를 나타낸다.
도 1 에는 본 발명에 따른 냉간 필거 압연기의 구성이 측면도로 도식적으로 도시된다. 냉간 필거 압연기 (7) 는 상부 롤러 (2) 와 하부 롤러 (3) 를 갖는 롤 스탠드 (1), 캘리브레이션된 롤러 맨드릴 (4) (도면에서 상기 롤러 맨드릴의 위치는 참조부호 (4) 로 표시된다), 롤러 맨드릴 (4) 을 받치고 있는 맨드릴 바아 (8), 블룸 (11) 을 수용하기 위한 피드 척 (12) 을 갖는 피드 클램핑 슬라이드 (5), 척 (19) 을 갖는 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15), 및 척 (22) 을 갖는 유출 클램핑 슬라이드 (18) 로 구성된다. 도시된 실시형태에서 상기 냉간 필거 압연기는 피드 클램핑 슬라이드 (5) 를 위한 다이렉트 드라이브로서의 리니어 모터 (6) 를 구비한다.
도 1 에 도시된 냉간 필거 압연기에서의 냉간 필거 압연 동안, 롤러들 (2, 3) 이 회전적으로 롤러 맨드릴 (4) 위로 그리고 이로써 블룸 (11) 위로 수평으로 왕복으로 움직여지는 동안, 블룸 (11) 은 롤러 맨드릴 (4) 을 향한 방향으로 또는 상기 롤러 맨드릴에 걸쳐 단계적 피드를 거친다. 이때, 롤러들 (2, 3) 의 상기 수평운동은 롤러들 (2, 3) 이 회전 가능하게 설치되어 있는 롤 스탠드 (1) 에 의해 미리 정해진다. 롤 스탠드 (1) 는 크랭크 드라이브 (23) 의 도움으로 푸시 로드 (24) 를 통하여 상기 블룸의 세로축에 대해 평행인 방향으로 블룸 (11) 의 피드 방향으로 전방인 방향전환점 (9) 과 블룸 (11) 의 피드 방향으로 후방인 방향전환점 (10) 사이에서 왕복으로 움직여진다. 롤러들 (2, 3) 자체는 롤 스탠드 (1) 에 대해 상대적으로 고정되어 있는 톱니 막대 (도시되지 않음) 를 통해 상기 롤러들의 회전운동을 얻고, 단단히 롤러축들과 연결된 톱니 바퀴들 (도시되지 않음) 은 상기 톱니 막대와 맞물린다. 롤러 맨드릴 (4) 위로의 블룸 (11) 의 피드는 피드 클램핑 슬라이드 (5) 의 도움으로 수행되고, 상기 피드 클램핑 슬라이드는 블룸 (11) 의 축에 대해 평행인 방향으로의 병진운동을 가능하게 한다. 피드 클램핑 슬라이드 (5) 는 이때 블룸 (11) 의 피드 방향으로 전방인 방향전환점 (13) 과 블룸 (11) 의 피드 방향으로 후방인 방향전환점 (14) 사이의 왕복운동을 실행한다. 두 방향전환점 (13, 14) 사이에서의 피드 클램핑 슬라이드 (5) 의 이동 거리는 도 1 의 실시형태에서 24 m 이다.
블룸 (11) 이 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15) 을 떠나가자마자 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15) 의 척 (19) 은 방사상 방향에서 폐쇄되고, 즉 닫혀지고, 따라서 척 (19) 은 맨드릴 바아 (8) 를 단단히 클램핑한다. 이때, 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15) 은 도 1 에서 피드 클램핑 슬라이드 (5) 의 피드 척 (12) 으로부터, 피드 클램핑 슬라이드 (5) 가 상기 피드 클램핑 슬라이드의 후방 방향전환점 (14) 에 있으면, 36 m 의 간격을 갖는다. 이 간격은 상기 피드 클램핑 슬라이드가 상기 피드 클램핑 슬라이드의 후방 방향전환점 (14) 에 있으면, 상기 블룸의 피드 방향으로 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15) 의 척 (19) 의 후방인 단부와 상기 블룸의 피드 방향으로 피드 클램핑 슬라이드 (5) 의 피드 척 (12) 의 전방인 단부 사이에서 측정된다. 그 결과, 상기 블룸이 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15) 의 척 (19) 에 의해 또는 피드 클램핑 슬라이드 (5) 의 피드 척 (12) 에 의해 클램핑되지 않으면서 또는 끼여 움직이지 못하게 되지 않으면서, 최대 36 m 의 길이를 갖는 블룸이 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15) 과, 피드 클램핑 슬라이드의 후방 방향전환점 (14) 에 있는 상기 피드 클램핑 슬라이드 (5) 의 피드 척 (12) 사이에 배치될 수 있다.
도 1 에서의 맨드릴 바아 (8) 는 재료 30 CrNiMo 8 로 구성되고, 1000 N/㎟ 의 인장강도와 8% 의 연신율을 갖는다.
블룸 (11) 의 피드 방향으로 롤 스탠드 (1) 의 전방인 방향전환점 (9) 에서, 즉 상기 롤 스탠드의 유입 사점 (ET) 에서, 블룸 (11) 은 롤러들 (2, 3) 사이로 들어가고, 롤러들 (2, 3) 의 유입 포켓 (도시되지 않음) 에 의해 수용된다. 롤 스탠드 (1) 안에 포개어져 배치된, 원뿔꼴로 캘리브레이션된 롤러들 (2, 3) 은 상기 롤러들이 블룸 (11) 위에서 피드 클램핑 슬라이드 (5) 의 피드 방향으로 앞으로 그리고 뒤로 굴러감으로써 블룸 (11) 을 압연한다. 롤러쌍 (2, 3) 은 압연 행정 동안 거리 (L) 만큼 유입 사점 (ET) 으로부터 상기 블룸의 피드 방향으로 롤 스탠드의 후방인 방향전환점 (10) 으로, 즉 롤 스탠드의 유출 사점 (AT) 으로 움직인다. 이는 도 1 에서 280°의 각도 만큼의 상기 롤러들의 회전에 상응한다. 이때 롤러쌍 (2, 3) 은 블룸 (11) 을 블룸 (11) 의 내부에 유지된 롤러 맨드릴 (4) 위로 길고 얇게 만든다. 롤러들 (2, 3) 과 롤러 맨드릴 (4) 은, 롤러들 (2, 3) 과 롤러 맨드릴 (4) 사이의 틈이 롤러들 (2, 3) 의 작업 공형 구역에서 끊임없이 블룸 (11) 의 벽두께에서 압연이 완성된 파이프 (25) 의 벽두께로 감소하도록 캘리브레이션되어 있다. 또한, 상기 롤러들에 의해 규정된 바깥지름은 블룸 (11) 의 바깥지름에서 상기 완성된 파이프 (25) 의 바깥지름으로 감소하고, 롤러 맨드릴 (4) 에 의해 규정된 안지름은 블룸 (11) 의 안지름에서 상기 완성된 파이프 (25) 의 안지름으로 감소한다. 롤러들 (2, 3) 의 작업 공형 구역 다음에 롤러들 (2, 3) 의 평활화 공형 구역이 뒤따르고, 상기 평활화 공형 구역에서는, 제조되어야 하는 파이프 (25) 의 표면의 평활화가 행해진다. 롤 스탠드 (1) 의 후방 방향전환점 (10) 에 도달할 때 롤러들 (2, 3) 의 유출 포켓 (도시되지 않음) 은 압연이 완성된 파이프를 자유롭게 한다.
완성된 파이프 (25) 의 균일한 형태를 얻기 위해, 블룸 (11) 은 피드 이외에 상기 블룸의 세로축 둘레로의 간헐적 회전을 경험한다. 블룸 (11) 의 상기 회전은 이때 롤 스탠드 (1) 의 두 방향전환점 (9, 10) 에서, 즉 유입 사점 (ET) 과 유출 사점 (AT) 에서, 행해진다. 각각의 파이프 섹션의 여러 번의 압연을 통해, 파이프의 균일한 벽두께와 원형 및 균일한 안지름 및 바깥지름이 달성된다.
완성된 파이프 (25) 는 유출 클램핑 슬라이드 (18) 의 척 (22) 에 의해 수용되고, 냉간 필거 압연기 (7) 밖으로 끌어내진다.
도 2 는 본 발명에 따른 그 밖의 냉간 필거 압연기 (7') 의 구성을 측면도로 도식적으로 나타낸다. 하지만, 도 1 과 달리, 도 2 에 도시된 냉간 필거 압연기 (7') 는 블룸 (11) 을 수용하기 위한 각각 하나의 피드 척 (12, 12') 을 갖는 2개의 피드 클램핑 슬라이드들 (5, 5') 을 구비한다. 두 피드 클램핑 슬라이드들 (5, 5') 은 그것들의 전방 방향전환점 (13, 13') 과 후방 방향전환점 (14, 14') 사이에서 각각 12 m 만큼 이동될 수 있고, 그러므로 도 1 에 도시된 피드 클램핑 슬라이드 (5) 와 비교하여 보다 작은 이동 거리를 통해 특징지어진다.
블룸 (11) 의 피드 방향으로 전방인 피드 클램핑 슬라이드 (5') 는 블룸을 이미 상기 피드 클램핑 슬라이드의 후방 방향전환점 (14') 바로 앞까지 롤러 맨드릴 (4) 을 향한 방향으로 피드했다. 상기 전방 피드 클램핑 슬라이드가 상기 전방 피드 클램핑 슬라이드의 후방 방향전환점 (14') 에 도착하면 상기 전방 피드 클램핑 슬라이드 (5') 가 후방 피드 클램핑 슬라이드 (5) 에게 상기 후방 피드 클램핑 슬라이드의 전방 방향전환점 (13) 에서 블룸 (11) 을 넘겨줄 수 있도록, 블룸 (11) 의 피드 방향으로 후방인 피드 클램핑 슬라이드 (5) 는 상기 블룸의 피드 방향과 반대로 전방 피드 클램핑 슬라이드 (5') 에게 다가온다. 후방 피드 클램핑 슬라이드 (5) 에 의한 블룸 (11) 의 수용이 수행된 후, 상기 후방 피드 클램핑 슬라이드는 다음 단계에서 블룸 (11) 을 단계적으로 롤러 맨드릴 (4) 을 향한 방향으로 피드할 것이고, 반면 그 밖의 블룸 (11') 을 수용하기 위해 전방 피드 클램핑 슬라이드 (5') 는 다시 상기 전방 피드 클램핑 슬라이드의 전방 방향전환점 (13') 으로 돌아갈 것이다. 이러한 방식으로 냉간 필거 압연기의 연속적 가동이 가능해지고, 상기 연속적 가동은 하나의 유일한 피드 클램핑 슬라이드 (5) 가 도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이 그것의 후방 방향전환점 (14) 으로부터 전방 방향전환점 (13) 으로 복귀할 때의 데드 타임 (dead time) 을 방지한다.
도 1 에 도시된 냉간 필거 압연기 (7) 와 달리, 도 2 로부터의 냉간 필거 압연기 (7') 는 또한 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15) 이외에 블룸 (11) 의 피드 방향으로 후방인 맨드릴 스러스트 블록 (16) 을 구비한다. 후방 맨드릴 스러스트 블록 (16) 은 전방 피드 클램핑 슬라이드 (5') 의 전방 방향전환점 (13') 과 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15) 사이에 배치되고, 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15) 처럼 맨드릴 바아 (8) 를 고정시키기 위한 척 (20) 을 구비한다. 도 2 에서의 블룸 (11) 은 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15) 을 이미 떠나갔고, 따라서 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15) 의 척 (19) 은 폐쇄되고, 맨드릴 바아 (8) 를 단단히 클램핑한다. 이와 반대로, 후방 맨드릴 스러스트 블록 (16) 의 척 (20) 은 개방되고, 블룸 (11) 을 척 (20) 과 맨드릴 바아 (8) 사이로 통과하게 한다.
도 2 에서 상기 블룸의 피드 방향으로 척 (19) 의 후방인 단부에서 측정할 때 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15) 과, 상기 블룸의 피드 방향으로 척 (20) 의 전방인 단부에서 측정할 때 후방 맨드릴 스러스트 블록 (16) 사이의 간격은 38 m 이고, 반면 도 2 에 도시된 블룸 (11) 은 37 m 의 길이를 갖는다. 이에 따라서, 블룸 (11) 은 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15) 과 후방 맨드릴 스러스트 블록 (16) 사이에 배치될 수 있고, 두 맨드릴 스러스트 블록들 (15, 16) 의 척들 (19, 20) 은, 척들 (19, 20) 이 블룸 (11) 을 끼워 움직이지 못하게 하지 않으면서 폐쇄될 수 있다.
도 3 에서 본 발명에 따른 냉간 필거 압연기 (7") 는 도식적인 측면도로 도시되고, 상기 냉간 필거 압연기는 도 2 에 도시된 냉간 필거 압연기 (7") 와 비교하여 2개의 피드 클램핑 슬라이드들 (5, 5'), 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15) 및 후방 맨드릴 스러스트 블록 (16) 에 대해 추가적으로 권취 해제 장치 (26) 및 권취 장치 (30) 를 더 구비한다.
권취 해제 장치 (26) 는, 스핀들 (27) 에 제 1 축 (28) 둘레로 권취되어 배치된 블룸 (11) 이 권취 해제되는 것을 보장한다. 이때, 모터에 의해 구동된 스핀들 (27) 의 회전은 제 1 축 (28) 둘레로, 도시된 화살표의 방향으로 수행되고, 따라서 스핀들 (27) 에 권취되어 배치된 블룸은 5개의 벤딩 롤러들 (32a) 사이로 안내된다. 3개의 벤딩 롤러들 (32a) 은 이때 상부 열에서 배치되고, 2개의 벤딩 롤러들 (32a) 은 하부 열에서 배치된다. 벤딩 롤러들 (32a) 은 통과된 블룸 (11) 을 균일하게 그리고 각각 반대 방향들에서, 상기 블룸이 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15) 의 척 (19) 을 통해 통과되기 전에 상기 블룸 (11) 이 벤딩 롤러들 (32a) 사이에서 똑바르게 구부러지고 스트레이트닝되도록 구부린다. 상기 블룸의 만곡된 시작 형태로부터의 블룸 (11) 의 상기 스트레이트닝은 이때 냉간 필거 압연기 (7") 안으로 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15) 을 통해 블룸 (11) 을 적재하는 동안 행해진다.
권취 해제 장치 (26) 의 통합은, 도 4 에 도시된 바와 같이, 특히 30 m 또는 그보다 긴 길이를 갖는 블룸들 (5) 에서 유리하다. 권취되어 배치된 블룸 (11) 을 스핀들 (27) 로부터 권취 해제, 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15) 으로의 블룸 (11) 의 동시적 공급, 및 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15) 을 통한 블룸 (11) 의 통과를 통해, 냉간 필거 압연기 (7") 가 위치해 있는 홀에서 많은 공간이 절약될 수 있다.
완성된 파이프 (25) 를 롤 스탠드 (1) 뒤에서 운반 가능한 형태로 권취할 수 있기 위해, 도 3 에 도시된 냉간 필거 압연기 (7") 에서는 또한 권취 장치 (30) 가 제공된다. 도 3 에 도식적으로 도시된 권취 장치 (30) 는 홀딩 받침대 (33) 와 벤딩 장치 (31) 로 구성된다. 벤딩 장치 (31) 는 3개의 벤딩 롤러들 (32b) 을 구비하고, 상기 벤딩 롤러들은 도시된 실시형태에서 모두 3개가 모터에 의해 구동되고, 완성된 파이프 (25) 와 마찰 결합으로 맞물리게 된다.
상기 블룸의 이미 압연이 완성된 부분, 즉 이미 완성된 파이프 (25) 의 부분은 우선 유출 클램핑 슬라이드 (18) 의 척 (22) 에 의해 수용되고, 권취 장치 (30) 의 방향으로 끌어당겨진다. 상기 이미 완성된 파이프 (25) 의 부분이 권취 장치 (30) 의 벤딩 장치 (31) 의 20 벤딩 롤러들 (32b) 사이로 들어가자마자, 완성된 파이프 (25) 의 이 부분은 완성된 파이프 (25) 위에 배치된 2개의 벤딩 롤러들 (32b) 및 완성된 파이프 (25) 아래에 배치된 하나의 벤딩 롤러 (32b) 에 의해 우선 만곡된다. 도 3 에 도시된 화살표의 방향으로의 권취 장치 (30) 의, 모터에 의해 구동된 회전에 의하여, 완성된 파이프 (35) 의 만곡된 부분은 제 1 축 (34) 둘레로 나선형으로 권취된다.
벤딩 장치 (31) 또는 3개의 벤딩 롤러들 (32b) 은 또한, 유출 클램핑 슬라이드 (18) 밖으로 나가는 완성된 파이프 (25) 의 세로축과 서로 같은 제 2 축 (35) 둘레로 선회 가능하게 홀딩 받침대 (33) 에 고정된다. 이때, 제 2 축 (35) 둘레로의 벤딩 롤러들 (32b) 의 상기 선회운동은 모터 드라이브의 도움으로 수행된다. 상기 권취와 동시에 수행되는 상기 선회는, 블룸 (11) 의 압연 동안의 상기 블룸의 선회축 둘레로의 상기 블룸 (11) 의 선회운동과 동일한 각속도로 실행된다. 그 결과, 두 선회운동은 서로 동기적으로 행해진다. 이는 완성된 파이프 (35) 의 비틀림이 권취할 때 완전히, 적어도 본질적으로, 방지되는 그리고 상기 완성된 파이프 (25) 가 비틀림 응력 없이 상기 압연 동안 권취는 장점을 갖는다.
추가적으로, 동일한 작업장에 어닐링 로 (29) 가 제공되고, 상기 어닐링 로에서, 블룸 (11) 은 필거 압연기 (7") 안으로의 유입 전에 그리고 제 2 냉간 필거 압연기에서의 제 1 압연 후 어닐링된다.
원래의 공개의 목적들을 위해, 당업자를 위해 본 설명, 도면들 및 청구항들로부터 추론되는 전체 특징들은, 그것들이 구체적으로 단지 특정한 그 밖의 특징들과 관련하여서만 기술되었을지라도, 개별적으로뿐만 아니라 임의의 구성들에 있어서도, 여기에 공개된 특징들 또는 특징그룹들의 다른 것들과 조합 가능하다는 것에, 이것이 명확히 배제되지 않는 한 또는 기술적 상황이 이와 같은 조합들을 불가능하게 또는 무의미하게 만들지 않는 한, 주의하도록 한다. 있을 수 있는 전체 특징조합들의 포괄적인, 명백한 표현은 여기서 단지 간략 및 서술의 가독성 때문에 생략된다. 본 발명이 상세히 도면들에서 그리고 선행하는 서술에서 제시되고 기술된 반면, 이러한 제시 및 서술은 단지 예시적으로 수행되고, 청구항들을 통해 규정되는 보호범위의 제한으로서 계획된 것이 아니다. 본 발명은 실시형태들에 제한되지 않는다.
공개된 실시형태들의 변화들은 당업자에게 있어 도면들, 서술 및 첨부된 청구항들로부터 명백하다. 청구항들에서 단어'구비하다’는 다른 요소들 또는 단계들을 배제하지 않으며, 부정 관사 '하나의’는 다수를 배제하지 않는다. 특정한 특징들이 여러 가지의 청구항들에서 청구된다는 단순한 사실은 그것들의 조합을 배제하지 않는다. 청구항들에서의 참조부호들은 보호범위의 제한으로서 계획된 것이 아니다.
1 : 롤 스탠드
2, 3 : 상부 롤러, 하부 롤러,
4 : 롤러 맨드릴
5 : 피드 클램핑 슬라이드
6 : 리니어 모터
7, 7', 7" : 냉간 필거 압연기
8 : 맨드릴 바아
9 : 롤 스탠드의 전방 방향전환점
10 : 롤 스탠드의 후방 방향전환점
11 : 블룸
12 : 피드 척
13 : 피드 클램핑 슬라이드의 전방 방향전환점
14 : 피드 클램핑 슬라이드의 후방 방향전환점
15 : 전방 맨드릴 스러스트 블록
16 : 후방 맨드릴 스러스트 블록
18 : 완성된 파이프를 위한 유출 클램핑 슬라이드
19, 20, 22 : 척
23 : 크랭크 드라이브
24 : 푸시 로드
25 : 완성된 파이프
26 : 권취 해제 장치
27 : 스핀들
28 : 제 1 축 (권취 해제 장치)
29 : 어닐링 로
30 : 권취 장치
31 : 벤딩 장치
32a, 32b : 벤딩 롤러
33 : 홀딩 받침대
34 : 제 1 축 (권취 장치)
35 : 제 2 축 (권취 장치)
ET : 유입 사점
AT : 유출 사점
2, 3 : 상부 롤러, 하부 롤러,
4 : 롤러 맨드릴
5 : 피드 클램핑 슬라이드
6 : 리니어 모터
7, 7', 7" : 냉간 필거 압연기
8 : 맨드릴 바아
9 : 롤 스탠드의 전방 방향전환점
10 : 롤 스탠드의 후방 방향전환점
11 : 블룸
12 : 피드 척
13 : 피드 클램핑 슬라이드의 전방 방향전환점
14 : 피드 클램핑 슬라이드의 후방 방향전환점
15 : 전방 맨드릴 스러스트 블록
16 : 후방 맨드릴 스러스트 블록
18 : 완성된 파이프를 위한 유출 클램핑 슬라이드
19, 20, 22 : 척
23 : 크랭크 드라이브
24 : 푸시 로드
25 : 완성된 파이프
26 : 권취 해제 장치
27 : 스핀들
28 : 제 1 축 (권취 해제 장치)
29 : 어닐링 로
30 : 권취 장치
31 : 벤딩 장치
32a, 32b : 벤딩 롤러
33 : 홀딩 받침대
34 : 제 1 축 (권취 장치)
35 : 제 2 축 (권취 장치)
ET : 유입 사점
AT : 유출 사점
Claims (15)
- 블룸 (11) 을 냉간 경화된 파이프 (25) 로 냉간성형하기 위한 냉간 필거 압연기 (7, 7', 7") 로서,
롤러들 (2, 3) 이 회전 가능하게 설치된 롤 스탠드 (1) 로서, 상기 롤 스탠드 (1) 는 상기 블룸 (11) 의 세로축에 대해 평행인 방향에서 상기 블룸 (11) 의 피드 방향에서 전방인 방향전환점 (9) 과 상기 블룸의 상기 피드 방향에서 후방인 방향전환점 (10) 사이에서 모터에 의해 구동되어 왕복으로 움직일 수 있고,
상기 롤러들 (2, 3) 은 상기 블룸 (11) 의 왕복운동 동안 회전운동을 실행하고, 따라서 상기 롤러들 (2, 3) 은 상기 냉간 필거 압연기 (7, 7', 7") 의 가동 동안 상기 블룸 (11) 을 파이프 (25) 로 압연하는, 상기 롤 스탠드 (1),
롤러 맨드릴 (4) 로서, 상기 롤러 맨드릴 (4) 은, 상기 냉간 필거 압연기 (7, 7', 7") 의 가동 동안 상기 블룸 (11) 이 상기 롤러들 (2, 3) 에 의해 상기 롤러 맨드릴 (4) 위에서 압연되도록, 맨드릴 바아 (8) 에 의해 상기 블룸의 피드 방향으로 상기 맨드릴 바아 (8) 의 후방인 단부에서 고정되는, 상기 롤러 맨드릴 (4),
상기 블룸 (11) 을 수용하기 위해 피드 척 (12) 이 고정되는 적어도 하나의 피드 클램핑 슬라이드 (5) 로서, 상기 피드 클램핑 슬라이드 (5) 는, 상기 블룸 (11) 이 상기 냉간 필거 압연기 (7, 7', 7") 의 가동 동안 상기 롤러 맨드릴 (4) 을 향한 방향에서 단계적 피드를 경험하도록, 상기 블룸 (11) 의 상기 세로축에 대해 평행인 방향에서 상기 블룸 (11) 의 피드 방향으로 전방인 방향전환점 (13) 과 상기 블룸의 피드 방향으로 후방인 방향전환점 (14) 사이에서 왕복으로 움직일 수 있고,
상기 피드 척 (12) 은 상기 피드 척이 상기 블룸 (11) 을 자유롭게 하거나 또는 클램핑하도록 방사상 방향에서 개방 및 폐쇄될 수 있는, 상기 적어도 하나의 피드 클램핑 슬라이드 (5),
상기 맨드릴 바아 (8) 를 고정시키기 위한 척을 갖는 적어도 하나의 맨드릴 스러스트 블록으로서, 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15) 은, 상기 맨드릴 바아 (8) 가 상기 냉간 필거 압연기 (7, 7', 7") 의 가동 동안 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15) 의 척 (19) 에 의해 꽉 잡힐 수 있도록 상기 블룸 (11) 의 피드 방향으로 상기 피드 클램핑 슬라이드 (5) 앞에 배치되고,
상기 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15) 의 상기 척 (19) 은 방사상 방향에서 개방될 수 있고, 따라서 블룸 (11) 은 상기 척 (19) 과 상기 맨드릴 바아 (8) 사이에서 관통하여 안내될 수 있는, 상기 적어도 하나의 맨드릴 스러스트 블록을 갖고,
상기 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15) 은 상기 피드 척 (12) 으로부터, 상기 피드 클램핑 슬라이드 (5) 를 가지고 상기 피드 클램핑 슬라이드의 후방 방향전환점 (14) 에서 측정할 때, 적어도 30m 의 간격을 갖는 것을 특징으로 하는 냉간 필거 압연기 (7, 7', 7"). - 제 1 항에 있어서,
상기 맨드릴 바아 (8) 는 1000 N 또는 그보다 큰 인장강도를 갖는 것을 특징으로 하는 냉간 필거 압연기 (7, 7', 7"). - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 맨드릴 바아 (8) 는 10% 또는 그보다 작은 연신율을 갖는 것을 특징으로 하는 냉간 필거 압연기 (7, 7', 7"). - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉간 필거 압연기 (7', 7") 는 각각 하나의 피드 척 (12, 12') 이 고정된 2개의 피드 클램핑 슬라이드들 (5, 5') 과, 제어기를 구비하며,
상기 제어기는, 블룸들 (11, 11') 이 상기 냉간 필거 압연기 (7', 7") 의 연속적 가동 동안 각각 교대로 상기 피드 척들 (12, 12') 중 하나에 의해 클램핑될 수 있고, 상기 롤러 맨드릴 (4) 을 향한 방향으로 단계적으로 피드될 수 있는 방식으로 상기 제어기가 상기 2개의 피드 슬라이드들 (5, 5') 의 운동을 제어하도록 형성되고,
상기 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15) 은 상기 블룸의 피드 방향으로 후방인 피드 클램핑 슬라이드 (5) 의 상기 피드 척 (12) 으로부터, 상기 피드 클램핑 슬라이드 (5) 를 포함하여 상기 피드 클램핑 슬라이드의 후방 방향전환점 (14) 에서 측정할 때, 적어도 30m 의 간격을 갖는 것을 특징으로 하는 냉간 필거 압연기 (7', 7"). - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉간 필거 압연기 (7', 7") 는, 상기 블룸 (11) 의 피드 방향으로 상기 피드 클램핑 슬라이드 (5) 의 상기 전방 방향전환점 (13) 과 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15) 사이에서 상기 맨드릴 바아 (8) 를 고정시키기 위한 척 (20) 을 갖는 후방 맨드릴 스러스트 블록 (16) 을 구비하며, 상기 후방 맨드릴 스러스트 블록 (16) 은, 상기 맨드릴 바아 (8) 가 상기 냉간 필거 압연기 (7', 7") 의 가동 동안 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15) 의 또는 상기 후방 맨드릴 스러스트 블록 (16) 의 적어도 하나의 척 (19, 20) 에 의해 꽉 잡힐 수 있도록 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15) 으로부터 적어도 30m 의 간격을 갖는 것을 특징으로 하는 냉간 필거 압연기 (7', 7"). - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉간 필거 압연기 (7, 7', 7") 의 각각의 피드 슬라이드 (5, 5') 는 상기 피드 슬라이드가 100 kg/m 또는 그보다 큰 중량을 갖는 블룸 (11) 을 피드할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 냉간 필거 압연기 (7, 7', 7"). - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
권취 장치 (winding device, 30) 는 제조된 파이프 (25) 의 피드 방향으로 상기 냉간 필거 압연기 (7") 의 상기 롤러들 (2, 3) 뒤에 배치되며, 상기 권취 장치 (30) 는 상기 냉간 필거 압연기 (7") 에서 제조된 상기 파이프 (25) 를 위해, 상기 파이프가 제 1 축 (34) 둘레로 권취될 수 있도록 상기 파이프 (25) 를 만곡시키기 위한 벤딩 장치 (31) 와, 홀딩 받침대 (33) 를 구비하고,
상기 벤딩 장치 (31) 와 상기 제 1 축 (34) 은, 본질적으로 상기 제 1 축 (34) 에 대해 수직인 그리고 상기 롤러들 (2, 3) 사이에 수용된 블룸 (11) 의 세로축에 대해 평행인 제 2 축 (35) 둘레로 선회 가능하게 상기 홀딩 받침대 (33) 에 수용되는 것을 특징으로 하는 냉간 필거 압연기 (7"). - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉간 필거 압연기 (7") 는 권취 해제 장치 (unwinding device, 26) 를 구비하며, 스핀들 (27) 에 제 1 축 (28) 둘레로 권취되어 배치된 블룸 (11) 은 상기 권취 해제 장치에 의해 권취 해제될 수 있고, 상기 냉간 필거 압연기 (7") 안으로 도입하기 위해 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15) 에 공급될 수 있는 것을 특징으로 하는 냉간 필거 압연기 (7"). - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉간 필거 압연기 (7") 는 어닐링 로 (29) 를 구비하며, 상기 어닐링 로는, 상기 블룸 (11) 을 권취된 상태에서 1000℃ 내지 1200℃ 의 범위에서의 온도로 가열하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 냉간 필거 압연기 (7"). - 롤러들이 회전 가능하게 설치된 롤 스탠드,
맨드릴 바아 (8) 에 의해 유지된 롤러 맨드릴 (4),
상기 맨드릴 바아 (8) 를 유지시키는 적어도 하나의 맨드릴 스러스트 블록 (15, 16) 및
블룸 (11) 을 수용하기 위한 피드 척 (12) 을 구비한 적어도 하나의 피드 클램핑 슬라이드 (5) 를 갖는 냉간 필거 압연기 (7, 7', 7") 에서 블룸 (11) 의 냉간성형을 통해 파이프 (25) 를 제조하기 위한 방법으로서,
상기 방법은,
a) 상기 블룸 (11) 의 피드 방향으로 전방인 맨드릴 스러스트 블록 (15) 의 척 (19) 을 방사상 방향에서 개방하고, 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15) 을 통해 제 1 블룸 (11) 을 통과시키는 단계,
b) 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15) 을 통한 상기 제 1 블룸 (11) 의 완전한 통과 후, 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15) 이 상기 롤러 맨드릴 (4) 을 받치고 있는 상기 맨드릴 바아 (8) 를 꽉 잡도록, 방사상 방향에서 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15) 의 상기 척 (19) 을 폐쇄하는 단계,
c) 피드 클램핑 슬라이드 (5) 로 상기 제 1 블룸 (11) 을 공급하고, 방사상 방향에서 상기 피드 척 (12) 을 개방함으로써 상기 제 1 블룸 (11) 을 수용하고, 상기 블룸 (11) 의 피드 방향으로 상기 피드 클램핑 슬라이드 (5) 의 전방인 방향전환점 (13) 에서 방사상 방향에서 상기 피드 척 (12) 을 폐쇄함으로써 상기 제 1 블룸 (11) 을 클램핑하는 단계,
d) 상기 피드 클램핑 슬라이드 (5) 의 도움으로 상기 제 1 블룸 (11) 의 단계적 피드를 통해 그리고 상기 롤러들 (2, 3) 과 함께 전방 방향전환점 (9) 과 후방 방향전환점 (10) 사이에서 상기 롤 스탠드 (1) 를 요동식으로 앞으로 그리고 뒤로 움직임으로써, 상기 롤러 맨드릴 (4) 위에서 상기 롤러들 (2, 3) 에 의해 상기 제 1 블룸 (11) 을 냉간 경화된 파이프 (25) 로 압연하는 단계를 갖고,
상기 제 1 블룸 (11) 은 30m 또는 그보다 긴 길이를 갖는 것을 특징으로 하는, 파이프 (25) 를 제조하기 위한 방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 단계 b) 다음에 그리고 상기 단계 c) 전에,
e) 상기 블룸 (11) 의 피드 방향으로 후방인, 그리고 상기 블룸 (11) 의 피드 방향으로 전방인 피드 클램핑 슬라이드 (5') 의 전방 방향전환점 (13') 과 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15) 사이에 배치된 맨드릴 스러스트 블록 (16) 의 척 (12') 을 방사상 방향에서 개방하는 단계로서, 상기 후방 맨드릴 스러스트 블록 (16) 은 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15) 으로부터 적어도 30m 의 간격을 갖는, 상기 개방하는 단계, 및
상기 후방 맨드릴 스러스트 블록 (16) 을 통해 상기 제 1 블룸 (11) 을 통과시키는 단계로서, 냉간 경화된 파이프 (25) 로의, 상기 롤러 맨드릴 (4) 위에서 상기 롤러들 (2. 3) 에 의한 상기 제 1 블룸의 압연은 단계 d) 에서 교대로 상기 전방 피드 클램핑 슬라이드 (5') 의 도움으로 상기 전방 피드 클램핑 슬라이드 (5') 의 전방 방향전환점 (13') 으로부터 후방 방향전환점 (14') 까지 그리고 상기 블룸의 피드 방향으로 후방인 피드 클램핑 슬라이드 (5) 의 도움으로 상기 후방 피드 클램핑 슬라이드 (5) 의 전방 방향전환점 (14) 으로부터 후방 방향전환점 (13) 까지 상기 제 1 블룸 (11) 의 단계적 피드를 통해, 그리고 상기 롤러들 (2, 3) 과 함께 전방 방향전환점 (9) 과 후방 방향전환점 (10) 사이에서 상기 롤 스탠드 (1) 를 요동식으로 앞으로 그리고 뒤로 움직임으로써 수행되는, 상기 제 1 블룸 (11) 을 통과시키는 단계가 추가적으로 수행되고,
상기 방법은,
f) 상기 후방 맨드릴 스러스트 블록 (16) 을 통한 상기 제 1 블룸 (11) 의 완전한 통과 후, 상기 후방 맨드릴 스러스트 블록 (16) 이 상기 롤러 맨드릴 (4) 을 받치고 있는 상기 맨드릴 바아 (8) 를 꽉 잡도록, 방사상 방향에서 상기 후방 맨드릴 스러스트 블록 (16) 의 상기 척 (20) 을 폐쇄하는 단계,
g) 상기 제 1 블룸 (11) 을 압연하는 동안 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15) 의 상기 척 (19) 을 개방하고, 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15) 과 후방 맨드릴 스러스트 블록 (16) 사이의 영역 안으로 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15) 을 통해 제 2 블룸 (11') 을 통과시키는 단계,
h) 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15) 을 통한 상기 제 2 블룸 (11') 의 완전한 통과 후, 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15) 이 상기 롤러 맨드릴 (4) 을 받치고 있는 상기 맨드릴 바아 (8) 를 꽉 잡도록, 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15) 의 상기 척 (19) 을 폐쇄하는 단계,
i) 상기 후방 맨드릴 스러스트 블록 (16) 의 상기 척 (20) 을 개방하는 단계,
j) 상기 후방 맨드릴 스러스트 블록 (16) 을 통해 상기 제 2 블룸 (11') 을 통과시키는 단계,
k) 상기 전방 피드 클램핑 슬라이드 (5') 로 상기 제 2 블룸 (11') 을 공급하고, 상기 전방 피드 클램핑 슬라이드 (5') 의 상기 피드 척 (12') 안에 상기 제 2 블룸 (11') 을 수용하고, 방사상 방향에서 상기 전방 피드 클램핑 슬라이드 (5') 의 상기 피드 척 (12') 을 폐쇄함으로써 상기 제 2 블룸 (11') 을 클램핑하는 단계,
l) 방사상 방향에서 상기 후방 피드 클램핑 슬라이드 (5) 의 상기 피드 척 (12) 을 개방하는 단계,
m) 클램핑된 제 2 블룸 (11') 에 있어서 교대로 상기 전방 피드 클램핑 슬라이드 (5') 와 상기 후방 피드 클램핑 슬라이드 (5) 의 도움으로 상기 제 2 블룸 (11') 을 단계적으로 피드하는 단계,
n) 상기 제 1 블룸 (11) 으로 압연이 완성된 파이프 (25) 가 상기 롤 스탠드 (1) 밖으로 완전히 나간 후, 상기 롤 스탠드 (1) 안으로 상기 제 2 블룸 (11') 을 도입하는 단계 및
o) 교대로 상기 후방 피드 클램핑 슬라이드 (5) 와 상기 전방 피드 클램핑 슬라이드 (5') 의 도움으로 상기 제 2 블룸 (11') 의 단계적 피드를 통해, 그리고 상기 롤러들 (2, 3) 과 함께 전방 방향전환점 (9) 과 후방 방향전환점 (10) 사이에서 상기 롤 스탠드 (1) 를 요동식으로 앞으로 그리고 뒤로 움직임으로써, 상기 롤러 맨드릴 위에서 상기 롤러들 (2, 3) 에 의해 상기 제 2 블룸 (11') 을 냉간 경화된 파이프 (25') 로 압연하는 단계를 추가적으로 갖는, 파이프를 제조하기 위한 방법. - 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
상기 블룸의 이미 압연이 완성된 부분 (25) 을 벤딩 장치 (31) 에서 만곡시키고, 상기 블룸의 이미 압연이 완성된 부분 (25) 을 제 1 축 (34) 둘레로 나선형으로 권취하는 단계, 및
홀딩 받침대 (33) 에 수용된 상기 벤딩 장치 (31) 와 상기 제 1 축 (34) 을, 상기 블룸 (11) 의 압연 동안에 상기 블룸의 세로축 둘레로의 상기 블룸 (11) 의 선회와 동일한 각속도로 선회가 수행되도록, 본질적으로 상기 제 1 축 (34) 에 대해 수직인 그리고 상기 롤러들 (2, 3) 사이에 수용된 블룸 (11) 의 세로축에 대해 평행인 제 2 축 (35) 둘레로 선회시키는 단계를 갖는,
상기 블룸 (11) 의 아직 압연되어야 하는 부분을 냉간 경화된 파이프 (25) 로 압연하는 동안, 상기 블룸의 이미 압연이 완성된 부분 (25) 을 권취하는 단계를 특징으로 하는, 파이프를 제조하기 위한 방법. - 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
권취된 블룸 (11) 의 스핀들 (27) 로부터의 권취 해제는 권취 해제 장치 (26) 에서 제 1 축 (28) 둘레로 수행되고, 따라서 상기 블룸 (11) 의 상기 이미 권취 해제된 부분은 상기 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15) 을 통해 통과되는 것을 특징으로 하는, 파이프를 제조하기 위한 방법. - 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전방 맨드릴 스러스트 블록 (15) 을 통해 상기 블룸 (11) 을 통과시키기 전에, 상기 스핀들 (27) 에 권취되어 배치된 블룸 (11) 은 1000℃ 내지 1200℃ 의 범위에서의 온도로 가열되는 것을 특징으로 하는, 파이프를 제조하기 위한 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 블룸을 가열하기 전에, 상기 블룸 (11) 의 그 밖의 냉간성형은, 상기 완성된 파이프 (25) 가 한 블룸 (11) 의 여러 번의 냉간성형을 통해 제조되도록 제 2 냉간 필거 압연기에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 파이프를 제조하기 위한 방법.
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