JP5690799B2 - 改良したレイングヘッド - Google Patents

Description

本発明は、実質的には直線状の連続する半加工金属製品から適切なコイルを成形する機械において使用されるレイングヘッドに関する。より具体的には、本発明は、送出区域の螺旋状円周経路を改良したレイングヘッドに関する。

既知のタイプのコイル成形機は、金属の棒またはワイヤを圧延する圧延ラインの出口に配置され、回転レイングヘッドを備え、該回転レイングヘッドは、軸状から一部が円周状になるまで延びる少なくとも１つの成形パイプを有している。圧延ラインから出る製品は、圧延軸と同心状の入口軸に沿って該パイプに入り、得ようとするコイルの直径の接線である出口軸に沿って該パイプから出る。

このようにして成形されたコイルは、冷却され、収集および／または収納ゾーンへ送られるように、ローラータイプのベルトへ落とすことにより処理される。

既知の機械では、パイプの端部に、成形されるコイルを安定させるために、および、圧延製品の先端および後端が変形するのを防ぐために、固定された円筒形保護部に合体する螺旋状の円周出口経路が設けられている。実際、加工時の力の均衡は、引き抜き装置の存在により確保されている。しかしながら、圧延製品の後端が引き抜き装置を離れると、特に、９０ｍ／秒を上回り１２０ｍ／秒未満の速度で移動する小さな、すなわち、約５ｍｍから１２ｍｍの製品については、力の不均衡が生じる。なぜなら、圧延製品に対してレイングヘッドにより生成される牽引力は、該ヘッドの上流において作用する同等の相反する力によって均衡されなくなるからである。この力の不均衡により、後端の激しい加速が決定し、このことは、結果として、成形パイプの周辺速度に対する材料の過速度となる。したがって、圧延製品の後端区域に、最終のコイルに位置するオメガ形の湾曲または巻きが形成されてしまうであろう。巻きの存在は、非常に不都合なものである。なぜなら、それは、コイルを収集して収納する作業において停滞という問題を引き起こすからである。したがって、巻きを手作業で排除する必要がある。

成形パイプおよび円周経路は、その内部を圧延製品が通過すること、および、遠心力に晒されることにより非常に摩耗される。

したがって、螺旋状円周経路は、摩耗の問題により、および、移送されている圧延製品のサイズに適合するためにも、通常は着脱可能に設けられている。

既知の螺旋状円周経路には様々な種類があり、例えば、自由幅を有するもの、１つの制御側面や２つの制御側面を有して幅が制限されているもの、経路が半径方向外側へ向かって解放されているもの、経路が回転軸方向へ向かって解放されているものなどを含む。

例えば、特許文献１では、成形パイプの出口に、出口まで延びる抑制リングが設けられており、この抑制リングは、軸方向パイプから出る圧延製品を外部へ向けて漸次輸送する広がり部分と、コイルを出口へ輸送する一定の断面を有する末端部分とを備えている。

特許文献２では、軸状から円周状になる２つの成形パイプが設けられており、一方は他方に対して１８０°ずれている。

特許文献３では、軸状から円周状になる成形パイプを、少なくとも一部が交換可能な部材で構成し、これらの部材は、小さな角度（約５０°）の範囲は一定の半径で延びる、円周状部分までのその展開部を規定する位置決めガイドによって固定されている、ということが記載されている。一定の半径の区域は、後端区域の過速度を低減するためには不十分であり、それゆえ、後端コイルの良好な形態は保証されない。また、この構成は、交換可能な部材の基台が回転体と一体化されており、それゆえ、全ての交換可能な部材を交換する場合に長い時間がかかることによっても、組立および分解にある程度の困難が伴う。従来技術により引用されるレイングヘッドにおいては、円周経路の螺旋のピッチは固定されており、異なる要件に適合させることができない。

サイズが異なる圧延製品を加工する可能性を提供する特許文献４では、円周経路の一部が、複数のガイドセグメントからなり、これらのガイドセグメントは、外側へ解放されており、周囲は固定された外部円筒形保護部により閉鎖されている経路を有している。この構成は、小さな、例えば、直径が１２ｍｍ未満の製品の場合、製品が通過する経路のサイズは通過する製品のサイズよりもかなり大きく、これにより、先端および後端が外部円筒形保護部にぶつかってしまい、それゆえ、製品の先端および後端に欠陥が生じることになる、という主な欠点がある。

特許文献５では、上記特許文献３におけるのと同様に、成形パイプの一部が交換可能な部材により形成されているが、特許文献５の図１の部材３０のような交換可能な部材も、圧延製品の螺旋状通路の一部を形成しており、その結果、交換可能な部材からなるパイプの部分は、最初は増大する半径を有し、末端においてのみ、約９０°未満の角度範囲については一定の半径を有する。一定の半径を有する区域のこの限定された角度範囲は、非常に高速で移動する圧延製品の軌道を制御するには不十分である。また、（例えば、製品を変えるために）螺旋のピッチを変更することが必要になれば、増大する半径を有する部分と一定の半径を有する部分とを接続する部分は、組立および配列の正確性において困難を生じる。

国際公開第００／４４５１２号 国際出願番号ＰＣＴ／ＥＰ２００６／００３６１９ 米国特許第４，２４２，８９２号明細書 国際公開第０３／０５１５５３号 特開２００４−０４２１２３号公報

本発明は、従来技術と比較して、それ自体で複数の目的を設定している。

本発明の一目的は、レイングヘッドからの出口通路の最後の段階における圧延製品用ガイドであって、圧延製品の、特に、９０ｍ／秒〜１２０ｍ／秒といった高速で圧延される小さな、５ｍｍ〜１２ｍｍの製品の先端および後端に関する変形という典型的な問題を防止または抑制するガイドを得ることである。

特に、一目的は、レイングヘッドの出口において、コイルの先端および後端が完全に形成された高品質の圧延製品を得ることである。したがって、本発明の他の目的は、ベルト上に集積されたコイルの先端および後端の位置決めに対して手動で介入してそれらは、欠陥、それゆえ、対応して生産性の低下を伴う圧延プロセスの停止、を生じないようにする操作者の存在の必要性を排除することである。

さらに他の目的は、特に、小さな直径について、圧延製品が抑制およびガイド用の経路の壁に繰り返しぶつかり、それゆえ、変形して最終的な品質が劣化し、側壁の摩耗を増進させるのを防止することである。

さらに他の目的は、圧延製品用のガイドを、出口まで、その全ての側面に設けることである。

さらに他の目的は、圧延製品をレイングヘッドの出口まで誘導し、レイングヘッドにより成形されたコイルを、変形させたり応力をかけたりすることなく正確に放出することである。

本発明のさらに他の目的は、最も摩耗する圧延製品のガイド区域の全部または一部の交換を簡単化することである。

本発明のさらに他の目的は、圧延製品のサイズが変化した場合は圧延製品のガイドを簡単に交換できるようにすることである。

さらに他の目的は、圧延製品の物理的および／または技術的特徴に応じて、圧延製品のためのガイドの終端部における螺旋のピッチの値を変更できるようにすることである。

さらに他の目的は、ダブルパイプレイングヘッドにおいても上記の全ての利点を得ることができるようにすることである。

出願者は、従来技術の欠点を克服するため、ならびに、これらの、および、他の目的および利点を得るために、本発明を考案し、テストし、実施した。

本発明は、独立請求項において記載され特徴付けられる。一方、従属請求項は、発明のその他の特徴、または、主要な発明概念の変形例を説明する。

上記目的によれば、従来技術の欠点を克服し、従来技術にあった欠陥を排除する本発明のレイングヘッドは、熱間圧延機を約９０ｍ／秒〜１２０ｍ／秒の速度で移動するコイル、特に、小さなサイズの、すなわち、直径が５ｍｍ〜１２ｍｍ、好ましくは５ｍｍ〜７ｍｍの製品を製造するために使用される。

本発明のレイングヘッドは、中央シリンダが設けられた中央本体と、シリンダの端部に配置された２つのフランジと、フランジのうち第１のフランジに関連付けられ、閉鎖円周ガイドのための台座として機能する円筒形部材とを備え、閉鎖円周ガイドは、円筒形部材の周縁部に取り付けられている。レイングヘッドは、コイルを生成することのできる湾曲したフィードパイプをさらに備え、この湾曲したフィードパイプは、円周ガイドに合体し、成形されたコイルを外部まで輸送するのに適している。レイングヘッドは、中央本体の他方の、つまり、第２のフランジンに取り付けられた支持材をさらに備え、この支持材は、パイプをフランジへ導くものである。また、シャフトによって対応するフランジに接続された支持材は、回転運動をレイングヘッドへ伝えるのに適している。

本発明の第１の特徴によると、圧延製品を軸方向から円周方向へ誘導するフィードパイプは、クランプ部材によって中央本体に取り付けられており、それゆえ、交換可能である。

フィードパイプは、半径が次第に大きくなる実質的にスパイラル形を有する閉管からなり、その最大半径の点において、圧延製品用の出口端部を有している。

他の特徴によると、円筒形部材の周縁部に配置された閉鎖円周ガイドは、複数の基本セグメントを備え、前記基本セグメントのうちの第１基本セグメント、すなわち、圧延製品が入るセグメントは、フィードパイプの出口端部に直接対向して、その延長部として配置されている。

基本セグメントの各々には、圧延製品が移動する穴が形成されており、好ましい、しかし、限定的ではない構成においては、入口面取部も形成されている。複数の基本セグメントはこれら全体で、圧延製品をレイングヘッドの出口へ輸送する、一定の半径を有する１つの円周ガイドを規定するように配置されている。穴および入口面取部は、フィードパイプから出る圧延製品を受け入れ、正確に誘導するのに適しており、全ての側面が閉鎖されたパイプを規定して、圧延製品を円周ガイドの出口まで誘導し、円周ガイドの出口において、所望のコイルが得られる。基本セグメントは、Ｔ型であることが好ましい軸方向ガイドとしても機能するフランジを用いて、円筒形部材自体の円周に沿って着脱可能に取り付けられ、円筒形部材の軸に対して平行に位置決め可能である。このように、個々の基本セグメントは、大きな遠心力の影響下においてさえ、その台座から外れない。

通路部が圧延製品の通路部に相当し、圧延製品の円形状通路をその一定の半径で規定する末端ガイドパイプの存在は、圧延製品がその通路において広がって振動する傾向とガイドパイプの壁にぶつかる傾向とを有する工程において、最適な制御を保証する。他方、一定の半径を有する円形状経路の角度範囲は、圧延製品の安定化を促進し、特に、先端および後端セグメントの変形のリスクを著しく抑制する。

小さなサイズの、すなわち、５ｍｍを上回り１２ｍｍ未満の、好ましくは５ｍｍを上回り７ｍｍ未満の製品については、基本セグメントの穴の内径は、１２ｍｍを上回り２０ｍｍ未満である。このサイズ決定により、圧延製品を最適に誘導することができ、製品の先端および後端の完全な形成を促すことができる。このサイズ決定により、先端および後端の位置決めを手動で調節しなければならない操作者は不要となる。

フランジによって構造に取り付けられた基本セグメントを設けることにより、フィードパイプ、および／または、円周経路を、セグメント毎でも個別に交換、または、少なくとも解体することができ、ユーザーがクリーニングおよびメンテナンスを行えるようになる。

さらに、円周ガイドを構成する基本セグメントはＴ型軸方向ガイドに沿って取り外せるため、作成しようとするコイルの螺旋のピッチを、加工する材料の機能に応じて変更することができる。基本セグメントの互換性を利用することにより、異なる直径を有する圧延製品を加工することができる。

円筒形部材の周縁部に沿った円周ガイドの展開部は、好ましくは、１８０°を上回る、例えば１８０°を上回り３６０°未満の角度を有し、したがって、圧延製品の直径が非常に小さくても、コイルの成形の最適な制御が保証される。

一変形例によれば、円周状の展開部によりカバーされる角度は３６０°を上回る。

一変形例によれば、２つのフィードパイプが、互いに１８０°ずらして設けられていてもよく、これらのフィードパイプは、それぞれの基本セグメントからなる各自の円周ガイドに合体している。したがって、時間的に連続して使用できる２つの円周ガイドが設けられている場合、レイングヘッドの耐久時間は２倍になる。

別の変形例によると、内部を通る異なる圧延製品に適合するように、内径、および／または、ピッチの異なる２つの双方の円周ガイドを同じレイングヘッドに搭載することができる。

一変形例によると、円筒形部材の軸に対して平行に基本セグメントを位置決めすることができるＴ型の軸方向位置決めガイドフランジは、基本セグメントを保持するために、選択的に取り外し可能な保持手段を備えていてもよい。

本発明の一実施形態に係る２つのフィードパイプを有するレイングヘッドを示す図である。 図１のノレイングヘッドの一切断部を示す図である。 図１のレイングヘッドの別の切断部を示す図である。 図１、図２、図３の詳細を示す図である。

本発明のこれらの、および、他の特徴は、添付の図を参照して非限定的な例として挙げられる好ましい実施形態の以下の説明から明らかになるであろう。

図１を参照すると、熱間圧延機においてコイルを製造するためのレイングヘッド１０は、中央シリンダ１２からなる中央本体１１を備え、該中央シリンダ１２には、その上端１８および下端１９に、上部フランジ１６および下部フランジ１７がそれぞれ配置されている。

中央シリンダ１２および下部フランジ１７には、互いに連通し、半円形の輪郭を有する空洞２３および空洞２４がそれぞれ設けられている。

中央本体１１は、回転運動をレイングヘッド１０へ伝えるのに適した手段（図示せず）に、下端１９を介して既知の方法で取り付けられている。

中央本体１１には、中央シリンダ１２の表面に対して実質的に直交して設けられ、その周囲に延びる螺旋状の輪郭を有する２つのブラケット３４が設けられている。これらの２つのブラケット３４は、互いに１８０°ずれており、圧延製品Ｌが通路に入るときの軸方向の形状から出るときの実質的に螺旋状の形状まで圧延製品Ｌの通路を決定するフィードパイプ４５を支持するのに適している。

円筒形部材３７は、中央本体１１の上部フランジ１６の周りに取り付けられている。

図示した形態では、２つの成形フィードパイプ４５が設けられており、これらのフィードパイプ４５は、支持部２８の内側に配置され、中央本体１１の２つの空洞２３、２４を通っている。各フィードパイプ４５は、出口４６に一致して、一定の半径を有する対応する円周ガイド４０の入口に、特に、対応する円周ガイド４０の第１基本セグメント４１の入口に合体する。

このようにして、成形しようとするコイルの最終的な直径を既に有している圧延製品Ｌは、一定の半径を有する対応する円周ガイド４０へ導入され、レイングヘッド１０の出口へ輸送され、これにより、圧延製品Ｌの安定化と、先端および後端の双方の変形の抑制とが保証される。

円周ガイド４０（図２、図３、図４）は、円筒形部材３７の周縁部全体に沿って、すなわち、ここに示す形態では３６０°に等しい角度に沿って配置されている。各円周ガイド４０は、この形態では互いに同一の、以下でより詳しく説明される複数の基本セグメント４１からなり、螺旋状の展開部に続いて一定の半径で展開する。これらの２つの円周ガイド４０は、互いに１８０°ずれている。

フィードパイプ４５は、クランプ部材４８によって、対応するブラケット３４上の適切な位置に保持されている。クランプ部材４８は、突起部５２に設けられたクランプ穴５１内に挿入されるのに適したボルトによって、同様にブラケット３４に取り付けられている。さらに、フィードパイプ４５は、下部フランジ１７の円筒形部材３７に対向する側に取り付けられたプレート４９によって適切な位置に保持されている。なお、該プレート４９には、フィードパイプ４５の収容に適するように成形された空洞５０が設けられている。

円筒形部材３７は、一連の貫通取付穴５３を有している。これらの貫通取付穴５３は、円筒形部材３７を中央本体１１に取り付けるためのネジを受け入れるのに適している。

円筒形部材３７は、レイングヘッド１０の平衡化を促すのに適した一連のつりあい穴５４をさらに有している。

円筒形部材３７には、その周縁円周部に沿って、この形態ではＴ型の一連の軸方向ガイド５９が備えられており、これらの軸方向ガイド５９上に、円周ガイド４０を構成する各基本セグメント４１を取り付けることができる。各基本セグメント４１は、固定脚部６０を備え、該固定脚部６０は、対応する軸方向ガイド５９の輪郭に類似した輪郭を有し、したがって、Ｔ型であり、軸方向ガイド５９内に挿入するのに適している。各基本セグメント４１は、圧延製品Ｌの導入および通行のための穴６１と、一基本セグメント４１から該一基本セグメント４１に続く基本セグメントへ向かって出る圧延製品Ｌの運搬を簡単化するための入口面取部６２とをさらに備えている。

基本セグメント４１は、コイルの成形を決定づける圧延製品Ｌの閉鎖ガイド通路を構成するために、互いに近接した位置に搭載されている。

さらに、基本セグメント４１は、摩耗の理由により、または、圧延製品Ｌの異なる直径に適合するために、Ｔ型ガイドから対応する脚部６０を取り外すことによって簡単に交換可能である。

中央本体１１の上部フランジ１６から円筒形部材３７を取り外せるため、例えば、摩耗により、または、ピッチの変更により全ての基本セグメント４１を変える必要がある場合、複数の基本セグメントを有する円筒形部材３７全体を一回の工程で取り外し、それを、新しいものと交換することができ、したがって、交換時間が大幅に短縮される。

ダブルガイドの場合には、各基本セグメント４１を用いて、対応する圧延製品Ｌのための２つの隣接する移送穴６１を規定することができる。

周縁穴６６は、基本セグメントを保持するための保持手段の取り付けを可能にするのに適している。

本発明の分野および範囲から逸脱することなく、以上に説明したようなレイングヘッド１０に対して部品を変更、および／または、追加してもよい、ということは明らかである。

いくつかの具体例を参照して本発明を説明してきたが、当業者は、請求項に記載の特徴を有する、それゆえ、全ては請求項により定義される保護の範囲内にある、レイングヘッドの多くの他の均等な形態を確実に実施できる、ということも明らかである。

Claims (6)

1. 中央シリンダ（１２）および少なくとも１つの成形フィードパイプ（４５）が設けられた中央本体（１１）と、
   円筒形部材（３７）の周縁部に配置された少なくとも１つの円周ガイド（４０）とを備え、
   前記成形フィードパイプ（４５）は、クランプ部材（４８）によって、前記中央本体（１１）に取り付けられている、圧延製品（Ｌ）からコイルを製造するためのレイングヘッドであって、
   前記円周ガイド（４０）は、互いに隣接して配置された複数の基本セグメント（４１）からなり、
   前記複数の基本セグメント（４１）は全体で、全ての側面が閉鎖されたガイド通路を規定することができ、
   前記円周ガイド（４０）は、少なくとも１８０°の角度範囲について一定の曲率半径を有することを特徴とするレイングヘッド。
2. 請求項１に記載レイングヘッドにおいて、
   ５ｍｍを上回り１２ｍｍ未満の直径を有する圧延製品については、一定の半径を有する前記閉鎖ガイド通路は、１２ｍｍを上回り２０ｍｍ未満の内径を有することを特徴とするレイングヘッド。
3. 請求項１または２に記載のレイングヘッドにおいて、
   一定の半径を有する前記閉鎖ガイド通路は、３６０°以上の角度をカバーすることを特徴とするレイングヘッド。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のレイングヘッドにおいて、
   前記基本セグメント（４１）の各々は、個々に着脱可能であり、関連の軸方向ガイド（５９）に固定する固定脚部（６０）を備えることを特徴とするレイングヘッド。
5. 請求項４に記載のレイングヘッドにおいて、
   前記基本セグメント（４１）の各々は、前記圧延製品（Ｌ）の導入および通過用の穴（６１）を有し、前記穴（６１）には、入口面取部（６２）が続いていることを特徴とするレイングヘッド。
6. 請求項５に記載のレイングヘッドにおいて、
   前記軸方向ガイド（５９）は、Ｔ型であり、スライドによって関連の基本セグメント（４１）の取り外しを簡単化するように形成されていることを特徴とするレイングヘッド。