JPH0774468B2 - 製管用加工品の酸洗いのための方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、中空体たとえば粗管、中空鋼塊または管を酸
洗いする方法および装置に関する。

金属の表面とくに鋼の表面を、変形の前に酸洗いするこ
とは知られている。酸洗いの一つの効果は、酸、酸混合
物、アルカリまたは塩混合物による表面処理である。

たとえば中空鋼塊または管のような、鉄、とくに鋼の加
工品、とりわけ継目無管用粗管をプッシュベンチ設備、
段階圧延機、アッセル圧延機、プラグミル、ピルガーミ
ル、連続圧延機、マルチプル・パイプミル・アップセッ
ター等の設備で加工するにあたって、マンドレルを挿入
する前に、圧延温度域の温度すなわち約1000ないし1300
℃の、粗管、中空鋼塊または管の内部を酸洗いしなけれ
ばならない。上記の種類の圧延機の作業の経過は複雑な
ため、完全な酸洗いを合理的に達成することが、従来は
不可能であった。酸洗い剤の塗布のために、約１秒間と
いう短い時間しかないことがよくある。

スケール除去剤を循環運動する圧力気体により粗管の一
端から圧延温度に加熱された粗管の内部に導入し、粗管
の他端で残余の混合物を吸引することにより排出する、
という方法により粗管をスケール除去することが、すで
に提案された。

この方法は、多量の気体とスケール除去剤とを必要とす
るという欠点がある。経済的な理由から気体として空気
を使用しなければならないが、とくにこのように大量の
空気は、粗管の内部に酸化作用とともに激しい冷却作用
をする。

さらに、気体と塩の混合物の残余を吸引して濾過するこ
とも、問題がないわけではない。

本発明の目的は、圧延機の作業の過程で酸洗いを連続的
に、かつなるべく完全に行ない、しかもこの目的を僅か
な設備費で適当な酸洗い剤により遂行することを可能に
する装置および方法を提案することにある。

この目的は、本発明に従って、特許請求の範囲第１項に
記載の方法および特許請求の範囲第７項に記載の装置に
より達成される。

本方法は、乾燥した形の酸洗い剤を、平均粒度50〜1000
μｍの粉末として、または平均粒度0.5〜4mmの粒体とし
て、貯留容器に重点することによって遂行される。通常
は重力により、必要ならば粉末の塊の形成を回避するた
めに、たとえばバイブレータ、回転する撹拌フレードの
助けを借りて、または空気の吹き込みにより、酸洗い剤
を配量装置に供給する。場合によっては、サイロ型容器
を圧力容器として構成してもよい。その場合は、圧力を
働かせることによって材料が排出される。配量装置とし
ては、それ自体知られている配量装置、たとえば計量天
秤、配量用スクリュー、ラセン配量装置、振動供給装置
または配量ベルトコンベアが考えられる。

配量は、重量または容積にもとづいて実施され、容積に
もとづく配量を行なうのが適当であり、スクリュー配量
装置を使用することが好ましい。

酸洗い剤は、配量装置から圧力容器に送り込まれる。こ
の圧力容器は、気体により加圧される。適当な気体とし
て、空気、窒素、CO₂、希ガスまたはこれらの混合物を
使用することができる。

本発明の方法によれば、加工品の内側表面または内面m²
あたり５〜100gの酸洗い剤を使用する。内面m²あたり10
〜60g、好ましくは25〜50gの酸洗い剤を使用するのが適
当である。

気体の量は、酸洗い剤kgあたり50〜750Nである。好適
な実施態様では、酸洗い剤kgあたり100〜500N、好ま
しくは100〜250Nの気体を使用する。

圧力容器内の圧力は、２〜20気圧、好ましくは２〜10気
圧とする。

圧力容器に圧力を負荷した後、圧延機の作業サイクルの
範囲内で酸洗い剤を使用する。この目的のために、排出
装置に通じる輸送管を設ける。この排出装置は、たとえ
ば簡単な管開口部へ円錐形排出部に、場合によってはラ
セン体やディフューザを備えたものとし、各種のノズル
を使用することもできる。

酸洗い剤を加工品の空胴部の中に均一に分配し、塗布す
るために、気体−酸洗い剤混合物の循環流、層流、乱流
または脈動流が予定されるが、一般に循環流または乱流
を得るように努める。

循環運動とは、混合物がラセン運動を形成しつつ加工品
の開口部を貫いて移動することである。層流は、混合物
がおおむね均一な運動で加工品開口部を貫流することを
意味し、乱流の場合は流動媒質の渦の形成を得るように
努める。脈動流とは、換言すれば、混合物をいくつかの
圧力サージで加工品開口部に貫送する方法のことであ
る。

排出装置は加工品端部区域に加工品開口部に対して、中
心の位置にも、中心を外れたところにも取付けることが
できる。排出装置を加工品の内部に移動し、または混合
物の塗布の際に加工品開口部に貫送することも可能であ
る。

酸洗い剤を使用するにあたって、加工品はふつう約1000
〜1300℃の圧延温度を有し、その場合、酸洗い操作と最
初の圧延操作の間になお温度変化が起こり得ることは、
技術的条件の範囲に含まれる。

本発明の方法は、一例として第１図に略図で示す装置に
よって実施される。

本発明によれば、装置は酸洗い剤貯留容器１と、これに
接続して容積または重量配量装置２を備え、配量装置２
は圧力容器３に開口する。圧力容器３は圧力気体供給部
４と気体−酸洗い剤混合物出口５を装備する。出口５は
開放弁６によって制御され、弁が開放すると、気体−酸
洗い剤混合物が輸送管７をへて排出装置８に送られる。

排出装置８は同時に分配装置であって、おおむね均一な
排出を保証することがその役割である。

圧力容器のもう一つの本質的な特徴は、出口５の構造で
ある。出口５は、材料が作動期間の間に分離せずに残ら
ず排出されることを保証しなければならない。この技術
的対策として、たとえば出口５に向かって壁体が極めて
急勾配で傾斜する圧力容器および（または）出口区域の
円錐体によって、上記のことが達成される。

別の実施態様においては、気体および（または）スケー
ル除去剤を圧力容器の手前または内部で、または輸送管
で予熱できるようにする。酸洗い剤と気体が比較的少量
なので、予熱は容易である。

配量装置と排出装置を調整することによって、酸洗い剤
を溶液、サスペンジョンまたは溶解物として、液状で同
様に処理することも可能である。

配量装置9,10,圧力気体供給部11および出口６に対する
弁および制御装置として、それ自体は既知の構造を使用
することができる。制御は、たとえば機械的に、液圧ま
たは空気圧により、あるいは電磁気的に行なうことがで
き、その場合、圧延機のそれぞれのサイクルとプログラ
ムの経過に適合する制御を、それ自体は知られている方
法で、たとえば手動制御により、または機械的、電子的
に行なうことができる。

第１図には、加工品たとえば粗管、中空鋼塊または管12
と、加工品の内室13と呼ばれる空洞部が認められる。

本発明に基づく方法によって、酸洗い剤を全く分離なく
均一に分布させて加工品の内室に分配し、現存するスケ
ール層を変性させ、または化学変化させることができ
る。酸洗い剤の使用によって、均一な、よく付着する表
層が理想的に得られるだけでなく、加工品の内面に生じ
る生成物は理想的に非摩耗性を有し、あるいは潤滑性さ
え有する。

従来のスケール除去法にくらべて少量の気体を使用する
ことにより、圧力気体として空気を使用する場合は、圧
延温度に加熱された加工品と比較的少量の酸素が接触す
ることになる。このことは、新たな酸化生成物の発生が
大幅に減少することを意味する。

気体量が少なければ、不活性ガスたとえば窒素や希ガス
を使用することも、経済的に妥当である。

それによって新たな酸化を回避することができる。

また既知のスケール除去法と比較して、単位面積あたり
で、より少量の酸洗い剤で足りる。

本発明の方法によれば気体と酸洗い剤が少量で足りるか
ら、以前に提案されたスケール除去剤−気体混合物の吸
引は不要になる。本発明によらない方法では起りやすい
現象たとえば瞬間的な急激な温度上昇による加工品開口
部からの混合物の反発は、全く起らないか、または高々
障害にならない程度にしか現れない。本発明の方法にお
いて気体および（または）酸洗い剤を予熱すれば、この
問題を全く無くすることができる。また、的確に使用さ
れる流れは加工品内室の表面に酸洗い剤のきわめて均質
な分配をもたらすから、再び排出し、またはロスとして
計算に入れなければならないところの、それ自体は役に
立たない酸洗い剤は、本発明の方法では発生しない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の酸洗い技術を説明するための、装置
の一例を示す斜視図である。 １……貯留容器、２……配量装置、３……圧力容器、４
……圧力気体供給部、５……混合物出口、６……開放
弁、７……輸送管、８……排出装置

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】とくに圧延温度に加熱した製管用加工品の
   酸洗いのための酸洗い剤の処理方法において、乾燥した
   固体の形の、平均粒度50〜1000μｍの粉末または平均粒
   度0.5〜4mmの粒子である酸洗い剤を、加工品の内面m²あ
   たり５〜100gの酸洗い剤が適用されるように酸洗い剤を
   容積または重量にもとづいて配量して圧力容器に供給
   し、酸洗い剤kgあたり50〜750Nの気体の比率が生じる
   ように圧力容器に圧力気体を送入し、かつ気体と酸洗い
   剤とを均質な混合物として輸送管をへて排出装置に導
   き、循環、乱流、層流または脈動運動させながら、圧延
   温度に加熱した加工品の中または上に導いて、酸洗い剤
   を加工品の壁面に塗布することを特徴とする方法。
2. 【請求項２】酸洗い剤を容積にもとづいて配量すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項の方法。
3. 【請求項３】加工品の内面m²あたり10〜60g、好ましく
   は25〜50gの酸洗い剤を使用し、かつ酸洗い剤kgあたり1
   00〜500Nの気体、好ましくは100〜250Nの気体を使
   用することを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
   ２項の方法。
4. 【請求項４】酸洗い剤を加工品の空胴部の中に塗布する
   にあたって、排出装置を加工品の空胴部を貫くように動
   かすことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３
   項のいずれかの方法。
5. 【請求項５】中空体の端部区域にある排出装置によって
   酸洗い剤を加工品空胴部の中に導き、内面に塗布するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項のい
   ずれかの方法。
6. 【請求項６】気体として、空気、窒素、CO₂、希ガス系
   の気体またはこれらの気体の混合物を使用することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれか
   の方法。
7. 【請求項７】２〜20気圧、好ましくは２〜10気圧の圧力
   が生じるように、圧力容器に圧力気体を送入することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第６項のいずれ
   かの方法。
8. 【請求項８】酸洗い剤の圧延用粗管の酸洗いに使用し、
   粗管の空胴部の内面に塗布することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項ないし第７項のいずれかの方法。
9. 【請求項９】とくに圧延温度に加熱した製管用加工品の
   酸洗いのための酸洗い剤の処理装置において、乾燥した
   固体の形の粉末または粒子である酸洗い剤を貯留する容
   器と、これに接続して、酸洗い剤を圧力容器に放出する
   体積または重量配量装置を設け、圧力容器が圧力気体入
   口と気体−酸洗い剤混合物出口を有し、出口が開放弁に
   よって制御され、かつ輸送管と、その端部に気体−酸洗
   い剤混合物排出装置を設けたことを特徴とする酸洗い剤
   の処理装置。
10. 【請求項１０】配量装置として容積配量装置を使用する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第９項に記載の装置。
11. 【請求項１１】配量装置としてスクリュー配量装置を使
    用することを特徴とする特許請求の範囲第９項または第
    10項の装置。