プレートレベリングの紹介

American Steel Products の組立および試験フロアには、厚さ 0.25 ～ 6 インチ、幅最大 160 インチのプレートを処理できる 4 つの高さのレベリングシステムが設置されています。

金属製造業界のほとんどは、適切なレベリングの重要性を知っています。工場でシートメタルを作成するプロセスでは、張力と圧縮の仮想的な綱引き、つまり応力が閉じ込められたシートが製造されます。これらの力がプレートの全方向にわたって平衡に達すると、シートは平らになります。

この平衡を達成するために、コイル加工業者は、テンションレベリング、テンパーパスレベリング、さらにはストレッチャーレベリングなど、さまざまな補正レベリング技術を採用できますが、依然としてローラーレベリングが主流の技術です。

矯正レベリング技術のほとんどは、0.25 インチ以下の板金に重点を置いていますが、プレートのレベリングについてはどうでしょうか? 大きなタンクの製造や重圧延を必要とする圧力容器の作業などの重製造に携わる者は、切断または成形中のプレートに応力が解放されるときの課題を知っています。プロセスは予測しにくくなります。しかし、場合によっては最大 6 インチの厚さのプレートを水平にする技術は、重量物の製造をより予測可能に、より迅速に、より低コストで行うのに役立ちます。

プレートのレベリングに対する需要は数十年前に遡ります。第二次世界大戦前に遡る船舶や潜水艦用に設計された厚さ数インチのプレートは、製造を開始する前に平らにする必要があり、そのため、通常は工場で水平出しが必要でした。年月が経つにつれて、材料がより複雑になるにつれて、プレートのレベリングがより重要になってきました。タンクや船舶がその代表的な例であり、油田、天然ガスプラント、水道事業、食品加工工場、橋梁建設などで長年にわたって製造された他の製品も同様です。

食品および化学処理の一部の分野では、炭素鋼の厚い母材セクションと内径周囲のステンレス鋼のクラッド層を組み込んだクラッドプレートを使用して、コンポーネントの溶接を可能にしながら内壁の腐食や酸による化学反応を防ぎます。 OD の炭素鋼に。いくつかのタンクはゴムまたはガラスで裏打ちされています。海洋掘削に欠かせない高強度板製の大径パイプもレベリングが必要です。

いくつかのメーカーは、極度の厚さのステンレス鋼、さらには複数の合金が融合したプレートを扱っています。たとえば、Dynamic Materials Corp. という会社は、厚さ 0.25 インチのステンレスと最大 3 インチの厚さの炭素鋼を融合させています。株価表示が BOOM であることを考えると、驚くことではありませんが、同社は地下室で独自の形式の爆発溶接を通じてステンレスと炭素鋼を融合させています。これらすべてにより、非常に強力で厚いプレートが作成されます。製造工場で切断して成形する前に、平らにする必要があります。

このすべての作業では、0.25 インチが薄いとみなされます。このプレートの大部分はより厚く、その多くは数インチの厚さがあります。不均一で閉じ込められた応力に満ちた、厚さ 3 インチの生のプレートを 3 ロールまたは 4 ロールの曲げロールに通すと、準備されたエッジが接合された完璧な円柱を簡単に製造できる可能性はほとんどありません。後続の溶接に適した場所に配置されます。

プロセスに関係なく、オペレータがプレートの中央が曲がっていたり、その他の形状上の欠陥が多数ある状態で作業を開始した場合、そのプロセスはより困難になり、コストがはるかに高くなる可能性があります。成形や製造を開始する前に、オペレーターが長い (たとえば 8 フィート) の直線エッジを使用して、プレートが全方向に水平であることを確認することから始めるのはこのためです。

業界のプレートの平坦度規格では、ある程度の平坦度が指定されています。 0.25インチ 8 フィートを超える分散が一般的な仕様です。しかし、多くのプレート製造作業では、より厳しい平坦度公差が必要であり、場合によっては業界標準のほんの一部にまで下がります。ここで、プレートの正確なレベリングが重要になります。

製造業者または他のメーカーが水平になっていないプレートを購入した場合、材料を受け取った人は形状の欠陥にすぐに気づく可能性があります。これらには、幅全体にわたるクロスボウと、その長さに沿った緩やかな曲線が含まれます。

降伏強度 150-KSI の 4340 合金プレートにレベリング処理を施します。精密に制御された巨大な油圧シリンダーが個々のロールの侵入深さを決定します。このシステムは、厚さ 6 インチまでのプレートを水平にし、最大 6,000 トンの分離力を発揮できます。

ローラーレベラーが板金をどのように処理するかを知っていれば、頑丈なプレートレベラーが板金をどのように処理するかがわかります。ゲージ材料用のほとんどのローラーレベラーには、メイン合金ロールの後ろに大きな合金バックアップロールがあります。たとえば、4 段の機械には、上部と下部に大きなローラーベアリングを備えたバックアップロールが付いています。この設計により、ロールのたわみが少なく、微調整が可能で均一で平らな素材を製造できます。シートは、最大の貫通力を持つ最初のローラーを通過し、交互または交互に配置された上部ロールと下部ロールの周りの差動経路として知られる経路をたどります。

プレートレベラーは最大 6,000 トンの分離力、またはロールによって加えられる垂直力を加えます。実際、頑丈なプレートレベラーは、鋼鉄を生産する圧延機によって加えられる力をも超える力を加えます。その力はすべて、平方インチあたり 10,000 ポンドの油圧を加える強力なシリンダーから発生します。

ほとんどのプレートレベラーは 4 段の高さの機械で、作業ロールの後ろに非常に大きなバックアップロールが付いています。これらの機械の操作はローラーレベラーの操作に似ていますが、主に特定のプレートのさまざまな領域で極度の力と降伏強度の範囲が異なるため、多くの点で別の動物です。収量は、プレートのある領域から別の領域へ、またあらゆる方向に変化する可能性があります。これにより調整が必要となり、この点がプレートレベリングが従来のローラーレベリングとは異なる点です。

ローラーレベラーを調整するために、オペレーターは同じ平面上で一緒に束ねられたロールのフライトを調整できます。これは、プレートのレベリングに必要なパラメータの下では機能しません。プレートのレベリングには、多くの場合、極度の力が必要であり、あるロールから次のロールへの貫通力に大きな差が必要です。飛行中にワークロールを接続すると、オペレーターが達成できる材料の貫通が制限されます。

最大の貫通力を獲得し、プレートのレベリングに必要な微調整を実行するために、各ロールの調整は専用の精密制御された油圧シリンダーによって作動し、各ロール調整の測定値は ±0.001 インチです。

材料の歩留まりは、プレートの長さと幅に沿った場所によって大きく異なる可能性があるため、調整機能が重要です。一部のプレートレベラーは、工程内レーザー測定装置を使用します。レーザーは機械に材料の状態をリアルタイムで表示します。降伏強度が予想外に大きく変化すると、特定のロール設定が材料の形状に異なる影響を与えます。レーザーが特定の許容範囲の外側で材料の位置を測定した場合、レベリング操作でそれに応じて補正できます。

一般的なプレートレベリング設定では、曲げロールによって正方向と負方向に均一な曲げが引き起こされます。一般に、最初の数セットのロールは歪みを除去して応力を均一にするために深く浸透し、基本的にプレートの「よじれを取り除く」もので、最後の 3 セットのロールが最終的な真直度を制御します。

プレートは、機械を 1 回通過しただけでは必ずしも完全に平らになるわけではありません。場合によっては、一度ロールを通過させ、反転して再度通過させます。多くの場合、プレートは最初のパスの後、上向きの曲線を描いてレベラーから出てきます。ある意味、レベラーは多数の形状欠陥をたった 1 つの均一な曲率に置き換えます。この欠陥は、プレートをローラーに反転させ、再度送り込んで最終的なレベリングを行うことで除去できます。通常、オペレータは最初のロールパスとリバースパスの両方で同じロール設定を維持します。これは、オペレーターが最後の重要な変更を行う 3 番目のパスである場合があります。

オペレーターは、特定の材料の歩留まりと厚さのデジタル設定を提供する本を確認します。ただし、オペレータは材料が最初のパスから出てくるときに慎重に検査する必要があります。歩留まりが大幅に変動する場合は、単に焼き入れプロセスを含む工場でのプレートの製造方法が原因で変動する可能性があり、オペレーターは最終パスでレベラー設定を大幅に調整する必要がある場合があります。

クロスボウを備えたプレートは、個別のロール調整を備えた 4 高さのプレートレベラー上の最初のパスに入ります。

場合によっては、プレートが全方向に完全に平らになるまで、オペレーターはこのプロセスを 2 ～ 3 回繰り返す必要があります。とはいえ、通常、オペレーターは機械を前方、後方、そして再び前進するというわずか 3 つのパスでレベリングプロセスを完了します。

プレートを水平にするオペレーターはプレートに過度の負担をかけることを決して望まないため、これはバランスをとる行為です。材料とその特性を過度に加工すると、その後の製造が困難または不可能になる程度に変化する可能性があります。また、材料のサイズと価値を考慮すると、プレートレベラーで過剰に加工すると、非常に高価なスクラップが発生する可能性があります。このため、特に最終ワークロールでは、ロール設定を微調整できる機能が非常に重要です。

レベラーでのこのような微調整により、さらに下流での異常に高価なスクラップを防ぐことができます。重工業では、製造者がそれに価値を付ける前であっても、単一のワークピースに 6 桁の値札が付くことがあります。プレートが平らであればあるほど、下流工程の一貫性が高まり、重機製造業者はより収益性が高く、成功することができます。

フォード・コーフィエルは、コーフィエル・インダストリーズの一部門であるアメリカン・スチール・プロダクツ社の社長です。

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