米。 1. 垂直ロールフィードシステムのローリングサイクル中、前縁はベンディングロールの前で「曲がります」。次に、新たに切断された後縁を前縁の上に滑り込ませ、位置決めして溶接して、巻かれたシェルを形成します。
金属製造業界で働く人なら誰でも、プレニップ ミル、ダブルニップ 3 ロール ミル、3 ロール幾何学的並進ミル、または 4 ロール ミルなどの圧延機に精通している可能性があります。それぞれに制限と利点がありますが、共通点が 1 つあります。それは、シートとプレートを水平位置で巻き取ることです。
あまり知られていない方法では、垂直方向にスクロールします。他の方法と同様、垂直スクロールには制限と利点があります。これらの強みにより、ほとんどの場合、2 つの問題のうち少なくとも 1 つが解決されます。 1つは圧延工程中にワークにかかる重力の影響で、もう1つは材料加工の非効率です。改善によりワークフローが改善され、最終的にメーカーの競争力が向上します。
垂直ローリング技術は新しいものではありません。そのルーツは、1970 年代に作成されたいくつかのカスタム システムに遡ります。 1990 年代までに、一部の機械メーカーは垂直圧延機を標準製品ラインとして提供していました。この技術はさまざまな産業、特にタンク建造の分野で採用されています。
垂直方向に生産されることが多い一般的なタンクやコンテナには、食品、乳製品、ワイン、醸造、製薬業界で使用されるものが含まれます。 API オイル貯蔵タンク;農業用または貯水用の溶接水タンク。垂直ロールは材料の取り扱いを大幅に軽減し、多くの場合、より優れた曲げ品質を提供し、組み立て、位置合わせ、溶接の次のステップをより効率的に処理します。
材料の貯蔵容量が限られている場合には、別の利点が示されます。スラブまたはスラブを垂直に保管すると、スラブまたはスラブを平らな面に保管する場合よりも少ないスペースで済みます。
大口径のタンク本体 (または「層」) が水平ロール上で巻かれる工場を考えてみましょう。圧延後、オペレーターはスポット溶接を行い、サイドフレームを降下させ、圧延シェルを拡張します。薄いシェルは自重でたわむため、補強材やスタビライザーで補強するか、垂直位置に回転させる必要があります。
このような大量の作業 (水平ロールから水平ロールに厚板を送り、転がした後に取り外したり、傾けて積み重ねたりするだけ) は、あらゆる種類の生産上の問題を引き起こす可能性があります。垂直スクロールのおかげで、ストアでは中間処理がすべて排除されます。シートまたはボードは垂直に供給され、丸めて固定され、次の作業のために垂直に持ち上げられます。浮いているとき、戦車の船体は重力に抵抗しないため、自重で曲がることはありません。
一部の垂直ローリングは、特に下流に輸送されて垂直に処理される小型タンク (通常は直径 8 フィート未満) の場合、4 ロール機械で発生します。 4 ロール システムでは、再巻き取りを行うことで、小径のコアで顕著になる、曲がっていない平坦部 (ロールがシートをグリップする部分) を排除できます。
ほとんどの場合、タンクの垂直ローリングは、金属プレートまたはコイルから直接供給される、二重クランプ形状を備えた 3 ロール機械で実行されます (この方法はより一般的になってきています)。これらの設定では、オペレーターは半径ゲージまたはテンプレートを使用してフェンスの半径を測定します。曲げローラーがウェブの先端に触れたときに調整し、ウェブが送り続けられると再び調整します。ボビンがきつく巻かれた内部に入り続けると、材料のスプリングバックが増加し、オペレーターはボビンを動かしてさらに曲げて補償します。
弾性は材料の特性とコイルの種類によって異なります。コイルの内径 (ID) は重要です。他の条件が同じであれば、コイルは 20 インチです。 ID は、26 インチまで巻かれた同じコイルよりもきつめに巻かれており、反発力が高くなります。識別子。
図 2. 垂直スクロールは、多くの戦車現場の設置に不可欠な部分になっています。クレーンを使用する場合、通常、プロセスは最上階から始まり、下に向かって進みます。最上層にある唯一の垂直の継ぎ目に注目してください。
ただし、垂直トラフでの圧延は、水平ロールでの厚板の圧延とは大きく異なることに注意してください。後者の場合、オペレーターは、圧延サイクルの終了時にシートの端が正確に一致するように熱心に作業します。狭い直径に圧延された厚いシートは再加工性が低くなります。
ロールフィード垂直ロールを使用して缶シェルを成形する場合、当然のことながらシートがロールから直接供給されるため、オペレーターは圧延サイクルの最後にエッジを合わせることができません。圧延プロセス中、シートには前縁がありますが、ロールから切り取られるまで後縁はありません。これらのシステムの場合、ロールを実際に曲げる前にロールを完全に丸め、完成後に切断します (図 1 を参照)。次に、新たに切断された後縁を前縁の上に滑り込ませ、位置決めしてから溶接して、巻かれたシェルを形成します。
ほとんどのロールフィード機械における事前曲げと再圧延は非効率的であり、多くの場合、前縁と後縁に破損が生じます (非ロールフィード圧延における曲がっていない平面と同様)。これらの部品は通常リサイクルされます。しかし、多くの企業は、スクラップは、垂直ローラーによって得られるマテリアルハンドリング効率のすべてに対して支払える小さな代償であると考えています。
ただし、企業によっては、保有する材料を最大限に活用したいため、内蔵のローラー レベラー システムを選択する場合があります。これらは、ロール処理ラインの 4 ロール矯正装置に似ていますが、上下が逆になっているだけです。一般的な構成には、巻き取りロール、矯正ロール、曲げロールを組み合わせて使用する 7 ロールおよび 12 ロールの矯正装置が含まれます。矯正機は、各不良スリーブのドロップアウトを最小限に抑えるだけでなく、システムの柔軟性も高めます。つまり、システムは圧延部品だけでなくスラブも製造できます。
このレベリング技術は、サービスセンターで一般的に使用されているレベリングシステムの結果を再現することはできませんが、レーザーまたはプラズマで切断できるほど平らな材料を生成することができます。これは、メーカーが垂直ローリングとスリットの両方にコイルを使用できることを意味します。
缶の一部のケーシングを圧延するオペレーターが、粗い金属をプラズマ切断テーブルに送る命令を受けたと想像してください。ケースを丸めて下流に送った後、矯正機が垂直の窓列に直接供給されないようにシステムをセットアップしました。代わりに、レベラーは、所定の長さに切断できる平らな材料を供給し、プラズマ切断スラブを作成します。
ブランクのバッチを切断した後、オペレーターはスリーブの回転を再開するようにシステムを再構成します。また、素材を水平に巻き取るため、素材のばらつき (弾性レベルの違いなど) も問題になりません。
工業および構造物製造のほとんどの分野で、メーカーは現場での製造と組み立てを簡素化するために工場フロアの数を増やすことを検討しています。ただし、この規則は、大型の貯蔵タンクや同様の大型構造物の製造には適用されません。その主な理由は、そのような作業では材料の取り扱いが非常に困難であるためです。
現場で使用されるロールフィード垂直スワスにより、材料の取り扱いが簡素化され、タンク製造プロセス全体が最適化されます (図 2 を参照)。作業場で一連の巨大なプロファイルを圧延するよりも、金属のロールを現場に輸送する方がはるかに簡単です。さらに、現場での圧延により、最大直径のタンクでも 1 つの垂直溶接のみで製造できることになります。
オンサイトイコライザーを使用すると、サイト運用の柔軟性が高まります。これは現場でのタンク製造では一般的な選択肢であり、追加機能によりメーカーは直線化されたコイルを使用して現場でタンクデッキまたはタンク底部を製造できるため、工場と建設現場の間の輸送が不要になります。
米。 3. 一部の垂直ロールは現場のタンク生産システムに統合されています。クレーンを使わずに、あらかじめ巻き取ったコースをジャッキで持ち上げます。
一部の現場作業では、独自のジャッキと組み合わせた切断ユニットや溶接ユニットなど、垂直スワスをより大きなシステムに統合し、現場クレーンの必要性を排除しています (図 3 を参照)。
貯水池全体は上から下まで構築されますが、プロセスはゼロから始まります。その仕組みは次のとおりです。ロールまたはシートは、タンクの壁のあるべき位置からわずか数インチ離れた垂直ローラーを通して供給されます。次に壁は、シートがタンクの全周を通過するときにシートを運ぶガイドに送られます。垂直ロールを停止し、端を切り落とし、刺し、単一の垂直シームを溶接します。次に、リブの要素がシェルに溶接されます。次に、ジャッキが丸めたシェルを上に持ち上げます。以下の次のケーキに対してこのプロセスを繰り返します。
2 つの圧延部分の間に円周溶接が行われ、その後、タンクの屋根が現場で製造されました。構造は地面に近いままでしたが、上部 2 つのシェルのみが製造されました。屋根が完成すると、次のシェルに備えてジャッキが構造全体を持ち上げ、クレーンを使わずにプロセスが続行されます。
操作が最低レベルに達すると、スラブが登場します。一部のフィールドタンクメーカーは、厚さ 3/8 ～ 1 インチのプレートを使用しており、場合によってはそれよりも重いプレートを使用しています。もちろん、シートはロール状で供給されず、長さに制限があるため、これらの下部セクションには、ロール状シートのセクションを接続する垂直溶接がいくつかあります。いずれの場合も、現場で垂直機械を使用すると、スラブを一度に降ろし、現場で転がしてタンク建設に直接使用できます。
このタンク構築システムは、垂直ローリングによって (少なくとも部分的に) 達成されるマテリアル ハンドリングの効率の一例です。もちろん、他の方法と同様に、垂直スクロールはすべてのアプリケーションに適しているわけではありません。その適用性は、それが生み出す処理効率に依存します。
メーカーがさまざまな用途向けに無送り垂直スワスを設置しているとします。そのほとんどは、事前曲げ (曲げられていない平らな面を最小限に抑えるためにワークピースの前縁と後縁を曲げる) が必要な小径のケーシングです。これらの作業は理論的には垂直ロールで可能ですが、垂直方向に事前に曲げるのははるかに困難です。ほとんどの場合、事前に曲げる必要がある大量の垂直ローリングは非効率的です。
マテリアルハンドリングの問題に加えて、メーカーは重力を回避するために (これもサポートされていない大きなシェルが曲がるのを避けるために) 垂直スクロールを統合しました。ただし、圧延プロセス全体でその形状を維持できるほど強度の高いシートを圧延するだけの操作では、シートを垂直に圧延する意味がありません。
また、非対称のジョブ (楕円形やその他の珍しい形状) は、通常、水平方向の帯状に形成し、必要に応じて上部をサポートするのが最適です。このような場合、サポートは重力によるたるみを防ぐだけでなく、回転サイクル中にワークピースをガイドし、ワークピースの非対称形状を維持するのに役立ちます。このような作業を垂直方向に操作する複雑さにより、垂直スクロールの利点がすべて無効になる可能性があります。
同じ考え方がコーンローリングにも当てはまります。回転するコーンは、ローラー間の摩擦と、ローラーの一端から他端までの圧力差に依存します。コーンを垂直に転がすと、重力が複雑さを加えます。例外はあるかもしれませんが、どう見ても垂直スクロール コーンは非現実的です。
並進幾何学形状を備えた 3 ロール機械を垂直位置で使用することも、通常は非現実的です。これらの機械では、2 つの下部ロールが左右いずれかの方向に移動し、上部ロールは上下に調整可能です。これらの調整により、機械は複雑な形状を曲げたり、さまざまな厚さの材料を圧延したりすることができます。ほとんどの場合、これらの利点は垂直スクロールによって増加しません。
シート ロールを選択するときは、注意深く徹底的な調査を行い、機械の生産用途を考慮することが重要です。垂直方向のスワスは、従来の水平方向のスワスよりも機能が制限されていますが、適切に適用すると重要な利点が得られます。
垂直プレート圧延機は一般に、水平プレート圧延機よりも基本的な設計、性能、および設計上の特徴を備えています。さらに、ロールは多くの場合、用途に対して大きすぎるため、クラウン (および、クラウンが作業に合わせて適切に調整されていない場合にワークピースに生じるバレルまたは砂時計効果) を含める必要がありません。アンワインダーと組み合わせて使用すると、通常は直径 21'6 インチまでの作業場のタンク全体に薄い材料が形成されます。はるかに大きな直径の現場設置タンクの最上層には、3 つ以上のプレートではなく 1 つの垂直溶接部しかない場合があります。
繰り返しますが、垂直ローリングの最大の利点は、より薄い材料 (たとえば、1/4 インチまたは 5/16 インチまで) の重力の影響により、タンクまたは容器を直立して構築する必要がある状況にあります。横型生産では、丸めた部品の丸い形状を固定するために補強リングまたは安定化リングを使用する必要があります。
垂直ローラーの本当の利点は、マテリアルハンドリングの効率にあります。ボディを操作する必要が少なくなればなるほど、ボディが損傷したり再加工されたりする可能性が低くなります。かつてないほど多忙となっている製薬業界におけるステンレスタンクの需要の高さを考えてみましょう。乱暴な取り扱いは、外観上の問題、あるいはさらに悪いことに、不動態層の損傷や製品の汚染につながる可能性があります。垂直ロールは切断、溶接、仕上げシステムと連携して動作し、操作や汚染の可能性を減らします。これが起こると、生産者はその恩恵を受けることができます。
FABRICATOR は、北米を代表する鉄鋼加工および成形雑誌です。この雑誌は、メーカーがより効率的に仕事を行えるようにするニュース、技術記事、成功事例を掲載しています。 FABRICATOR は 1970 年以来この業界に存在しています。
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投稿時刻: 2023 年 5 月 7 日