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JP2000288625A - Extrusion control method - Google Patents

Extrusion control method

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Publication number
JP2000288625A
JP2000288625A JP10121399A JP10121399A JP2000288625A JP 2000288625 A JP2000288625 A JP 2000288625A JP 10121399 A JP10121399 A JP 10121399A JP 10121399 A JP10121399 A JP 10121399A JP 2000288625 A JP2000288625 A JP 2000288625A
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JP
Japan
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extrusion
product
temperature
refrigerant
supply amount
Prior art date
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Application number
JP10121399A
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Japanese (ja)
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JP3773695B2 (en
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Takayuki Yamano
隆行 山野
Teru Sakae
輝 栄
Katsuhiko Inoue
勝彦 井上
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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Publication of JP2000288625A publication Critical patent/JP2000288625A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a product excellent in surface quality by operating the supply of a refrigerant based on the temperature difference between the estimated product temperature based on the target extrusion speed obtained from the dimension and the extrusion ratio of a billet, and the treatment capacity of an extruder and the surface defect generation critical temperature, and adjusting the supply of the refrigerant. SOLUTION: When the temperature difference ΔT between the estimated product temperature Tv after extrusion and the surface defect generation critical temperature Tmax is larger then 0, the supply of the refrigerant is operated by a formula, and adjusted. In the formula, S1 denotes the supply of the refrigerant, ΔT is the required cooling temperature of the product, Sb is the sectional area of a billet, ϕb the diameter of the billet, Cb is the specific heat of the billet, ρb is the density of the billet, V* is the target extrusion speed, k is the ratio of the refrigerant used in cooling the product to the supplied refrigerant, q1 is the calorie to be removed by the refrigerant per unit weight, ρ1 is the density of the refrigerant and R is the extrusion ratio. The V* is obtained from the dimension and the extrusion ratio of the billet, and the capacity of the extruder, and the Tv is obtained based on the V*.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム等の
金属製ビレットの押出加工する際に液体窒素等の冷媒を
用いて冷却する押出制御方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an extrusion control method for cooling a billet made of metal such as aluminum by using a coolant such as liquid nitrogen during extrusion.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、アルミニウム又はアルミニウム
合金等を始めとする金属の押出工程では、図7に示すよ
うに、コンテナ10内のビレット3は、ステム9により
後方から押され、ダイス4を通じて製品2に押し出され
る。
2. Description of the Related Art Generally, in a process of extruding a metal such as aluminum or aluminum alloy, a billet 3 in a container 10 is pushed from behind by a stem 9 as shown in FIG. Extruded.

【0003】この押出製品の生産に際し、生産効率の点
から押出速度を速くすることが望まれる。一方、押出速
度を速くすると、押出製品によっては、表面性状が悪化
(割れ、むしれ等の表面欠陥の発生)するため、低速で
の押出加工が余儀なくされ、生産性(単位時間の生産
量)の向上が図れない問題がある。
In the production of this extruded product, it is desired to increase the extrusion speed in terms of production efficiency. On the other hand, when the extrusion speed is increased, the surface properties of some extruded products are deteriorated (surface defects such as cracks and tears are generated), so that extrusion at a low speed is inevitable, and the productivity (production amount per unit time) is increased. There is a problem that cannot be improved.

【0004】この押出製品の表面性状の悪化は、押出速
度の高速化に伴うダイス出口近傍での押出製品の温度上
昇に伴い生じやすいことが知られている。特に、この押
出製品温度がある限界温度(表面欠陥発生限界温度)を
越えると表面欠陥の発生が著しいことが知られている。
このため、表面性状の悪化の防止策の一つは、押出製品
温度が前記表面欠陥発生限界温度に達しないようにする
ことである。
[0004] It is known that the deterioration of the surface properties of the extruded product is apt to occur as the temperature of the extruded product increases in the vicinity of the die outlet as the extrusion speed increases. In particular, it is known that the occurrence of surface defects is remarkable when the temperature of the extruded product exceeds a certain limit temperature (surface defect generation limit temperature).
For this reason, one of the measures for preventing the deterioration of the surface properties is to prevent the temperature of the extruded product from reaching the surface defect occurrence limit temperature.

【0005】この観点から、表面性状の良好な製品を得
るために、押出速度、ビレット加熱温度を調整し、押出
製品温度を管理する方法が提案(例えば、特開昭61−
119324号公報)されている。この方法は、図7に
示すように、ダイス4の出側での製品2の温度をプラテ
ン13の出側に設けた赤外線温度計14により連続測定
し、この測定製品温度が、事前に設定した表面欠陥限界
温度以下となるよう、押出速度を常時制御するととも
に、次回押出時のビレット温度を制御する方法である。
[0005] From this viewpoint, in order to obtain a product having good surface properties, a method has been proposed in which the extrusion speed and billet heating temperature are adjusted and the temperature of the extruded product is controlled (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 61-1986).
No. 119324). In this method, as shown in FIG. 7, the temperature of the product 2 at the exit side of the die 4 is continuously measured by an infrared thermometer 14 provided at the exit side of the platen 13, and the measured product temperature is set in advance. In this method, the extrusion speed is constantly controlled so as to be equal to or lower than the surface defect limit temperature, and the billet temperature at the next extrusion is controlled.

【0006】しかし、この方法は、測定製品温度が前記
表面欠陥限界温度以下になるように押出速度を制御する
ものであり、押出速度を前記制御速度より速くして、生
産性の向上が図れない問題がある。このため、速い押出
速度でも表面性状の良好な製品を得るために、ダイス出
口近傍を冷媒(空気、ガス、液体窒素等)により強制冷
却して、製品の温度上昇を抑制する方法が提案(特公昭
54−30667号公報、特開平4−262821号公
報等)されている。
However, in this method, the extrusion speed is controlled so that the measured product temperature is lower than the surface defect limit temperature, and the productivity cannot be improved by setting the extrusion speed higher than the control speed. There's a problem. For this reason, in order to obtain a product having good surface properties even at a high extrusion speed, a method has been proposed in which the vicinity of the die outlet is forcibly cooled with a refrigerant (air, gas, liquid nitrogen, etc.) to suppress a rise in the temperature of the product. JP-A-54-30667, JP-A-4-262821, etc.).

【0007】特公昭54−30667号公報の方法は、
図6に示すように、押出後の中空製品の内周と外周の両
方に冷媒23a、23b(空気、CO2 ガス、N2 ガス
等)を供給し、この冷媒供給量はダイスの温度測定器2
4からの情報により冷媒供給量を調整する方法である。
この冷媒によりダイス孔21cを所望の温度に維持する
ことにより、製品劣化防止とダイス寿命延長を図るもの
である。特開平4−262821号公報の方法は、押出
中の製品温度を放射温度計で連続的に測定し、この測温
値に基づき、冷媒供給量を制御する方法である。すなわ
ち、製品温度が設定値より高くなると冷媒供給量を増加
させ、製品温度が設定値より低くなると冷媒供給量を減
少させるものである。この繰り返しにより、押出中の製
品温度が最適温度に保たれ、その結果、製品長さ方向全
長にわたって良好な品質の製品が成形されることが記載
されている。
The method disclosed in Japanese Patent Publication No. 54-30667 is
As shown in FIG. 6, refrigerants 23a and 23b (air, CO 2 gas, N 2 gas, etc.) are supplied to both the inner periphery and the outer periphery of the extruded hollow product. 2
This is a method of adjusting the supply amount of the refrigerant based on the information from No. 4.
By maintaining the die hole 21c at a desired temperature with this refrigerant, product deterioration is prevented and the life of the die is extended. The method disclosed in JP-A-4-262821 is a method of continuously measuring the product temperature during extrusion with a radiation thermometer, and controlling the supply amount of the refrigerant based on the measured temperature value. That is, when the product temperature is higher than the set value, the coolant supply amount is increased, and when the product temperature is lower than the set value, the coolant supply amount is decreased. It is described that by repeating this, the product temperature during extrusion is kept at the optimum temperature, and as a result, a product of good quality is formed over the entire length in the product length direction.

【0008】これら二つの方法は、押出中のオンライン
実測値(ダイス温度、コンテナ圧力、製品温度等)に基
づいて冷媒供給量を制御する冷媒供給のフィードバック
制御方法である。すなわち、最初に設定流量の冷媒を流
し、押出時に、ダイスや製品の温度測定を行い、この測
温値と設定値との差により冷媒供給量を制御するもので
ある。
[0008] These two methods are feedback control methods for controlling the supply of refrigerant based on online measured values (die temperature, container pressure, product temperature, etc.) during extrusion. That is, a coolant of a set flow rate is first flowed, the temperature of a die or a product is measured at the time of extrusion, and the coolant supply amount is controlled based on a difference between the measured temperature value and the set value.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなフ
ィードバック制御方法は精度の良い測温装置や、高速の
処理能力を持つ演算装置等が必要になり、設備費が高価
なものとなる。さらに、これら装置の性能を維持するた
めのメンテナンスにも手間が掛かり、押出コストの上昇
となる問題がある。これに加えて、製品温度の放射温度
計等による測定は非接触であり、押出の際に使用される
冷媒の影響を受ける共に、製品の表面粗さ、合金の種類
等による製品表面の放射率の変化等により、かならずし
も精度良く製品温度を測定できない場合があり、冷媒供
給量の制御を適正に行うことができない問題がある。
However, such a feedback control method requires an accurate temperature measuring device, a computing device having a high-speed processing capability, and the like, and the equipment cost is high. Further, there is a problem that maintenance for maintaining the performance of these apparatuses is troublesome, and the extrusion cost is increased. In addition, the measurement of the product temperature by a radiation thermometer is non-contact and is affected by the refrigerant used during extrusion, and the emissivity of the product surface due to the product surface roughness, alloy type, etc. In some cases, it is not always possible to accurately measure the product temperature due to a change in the temperature, and there is a problem that the refrigerant supply amount cannot be properly controlled.

【0010】そこで、本発明では、設備費が高価なフィ
ードバック制御を行わずに、適正な予測により冷媒供給
量の初期設定を行い、フィードバック制御と同様に表面
品質の良好な製品を生産性良く、かつ安価に生産する押
出制御方法を提供することを目的とするものである。
Therefore, in the present invention, the initial setting of the refrigerant supply amount is performed by appropriate prediction without performing the feedback control in which the equipment cost is expensive, and a product having good surface quality can be obtained with good productivity as in the feedback control. It is another object of the present invention to provide an extrusion control method that can be produced at low cost.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明のうちで請求項1記載の発明は、押出後
の製品を冷媒供給手段により冷却する押出制御方法にお
いて、ビレットの寸法、押出比および押出装置の処理能
力より目標押出速度を求め、この目標押出速度に基づい
て押出後の製品温度を予測し、この予測製品温度と予め
求めた製品の表面欠陥発生限界温度とを冷媒供給量演算
手段に入力し、この冷媒供給量演算手段は、予測製品温
度が表面欠陥発生限界温度と同じ、又は低いときに、冷
媒供給量を零とする信号を前記冷媒供給手段に設けた流
量調整手段へ出力する一方、予測製品温度が表面欠陥発
生限界温度より高いときに、予測製品温度と表面欠陥発
生限界温度との温度差に基づいて冷媒供給量を演算して
この演算値の信号を前記流量調整手段へ出力し、前記流
量調整手段は、これら出力された信号に基づいて、前記
冷媒供給手段の冷媒供給量を調整することを特徴とする
ものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 1 of the present invention relates to an extrusion control method for cooling an extruded product by a cooling medium supply means. Calculate the target extrusion speed from the extrusion ratio and the processing capacity of the extrusion device, predict the product temperature after extrusion based on the target extrusion speed, and calculate the predicted product temperature and the surface defect occurrence limit temperature of the product obtained in advance as the refrigerant. When the predicted product temperature is equal to or lower than the surface defect occurrence limit temperature, the refrigerant supply amount calculation means inputs a signal for setting the refrigerant supply amount to zero. On the other hand, when the predicted product temperature is higher than the surface defect occurrence limit temperature, the refrigerant supply amount is calculated based on the temperature difference between the predicted product temperature and the surface defect occurrence limit temperature, and the signal of the calculated value is output to the adjusting means. Output to the flow rate adjusting means, the flow rate adjusting means based on these output signals, is characterized in adjusting the refrigerant supply amount of the coolant supply unit.

【0012】ビレットの寸法、押出比および押出装置の
処理能力より目標押出速度を求めることによって、押出
装置の処理能力が最大となる目標押出速度を設定するこ
とができ、押出の生産性を高い状態に維持できる。
By determining the target extrusion speed from the billet size, extrusion ratio and the processing capability of the extrusion device, the target extrusion speed at which the processing capability of the extrusion device is maximized can be set, and the productivity of extrusion can be increased. Can be maintained.

【0013】次に、この目標押出速度に基づいて押出後
の製品温度を予測し、この予測製品温度と予め求めた製
品の表面欠陥発生限界温度に基づいて、冷媒供給量演算
手段によりを演算して、冷媒供給量の初期設定を行い、
この設定に基づいて冷媒供給手段の冷媒供給量を調整す
ることによって、予測製品温度は表面欠陥発生限界温度
を越えることなく、表面品質の良好な製品を押し出すこ
とができる。このとき、押出後の製品温度の予測は過去
の実績値からの類推値や予測式を用いることができる。
そして、製品の表面欠陥発生限界温度は予め測定してお
く。また、この製品の表面欠陥発生限界温度を製品の局
部溶融開始温度を採用することもできる。
Next, the product temperature after extrusion is predicted on the basis of the target extrusion speed, and based on the predicted product temperature and the surface defect occurrence limit temperature of the product determined in advance, the refrigerant supply amount calculation means is operated. To perform the initial setting of the refrigerant supply amount,
By adjusting the refrigerant supply amount of the refrigerant supply means based on this setting, it is possible to extrude a product having good surface quality without the predicted product temperature exceeding the surface defect occurrence limit temperature. At this time, the prediction of the product temperature after extrusion can use an analogy value or a prediction formula from past actual values.
Then, the surface defect occurrence limit temperature of the product is measured in advance. Further, the local melting start temperature of the product can be adopted as the surface defect occurrence limit temperature of the product.

【0014】そして、前記冷媒供給量の初期設定は、冷
媒供給量演算手段により、製品温度が表面欠陥発生限界
温度と同じ、又は低いときに冷媒供給量を零と、製品温
度が表面欠陥発生限界温度より高いときに、製品温度と
表面欠陥発生限界温度との温度差に基づいて冷媒供給量
を演算して冷媒供給手段の冷媒供給量を調整することに
よって、製品に表面欠陥発生させることなく、冷媒使用
量を最小限にすることができ、押出の生産コストを低減
できる。このとき、冷媒供給量演算手段における冷媒供
給量の演算は下記予測式を用いることができる。 Sl =(ΔT×Sb ×Cb ×ρb ×v* )/(60×k×ql ×ρl ×R) ......式 ここで、 Sl :冷媒供給量(m3 /s) ΔT :製品の必要冷却温度(K) ΔT=0 ....(Tv <Tmax の場合) ΔT=Tv −Tmax ....(Tv ≧Tmax の場合) Sb :ビレットの断面積(m2 ) すなわち、Sb =(π/4)×φb 2 φb :ビレットの径(mm) Cb :ビレットの比熱(kcal/kg・K) ρb :ビレットの密度(kg/m3 ) Tv :押出後の予測製品温度(K) Tmax :製品の表面欠陥発生限界温度(K) v* :目標押出速度(m/min) k :供給した冷媒のうち製品冷却に使われる割合
(0<k<1) ql :単位重量あたりの冷媒が抜熱し得る熱量(kc
al/kg) ρl :冷媒の密度(kg/m3 ) R :押出比(ビレットの断面積と押出製品の断面積
との比)
The coolant supply amount is initially set by the coolant supply amount calculating means, when the product temperature is equal to or lower than the surface defect occurrence limit temperature, the refrigerant supply amount is set to zero, and when the product temperature becomes the surface defect occurrence limit. When the temperature is higher than the temperature, by calculating the refrigerant supply amount based on the temperature difference between the product temperature and the surface defect occurrence limit temperature and adjusting the refrigerant supply amount of the refrigerant supply means, without causing surface defects on the product, The amount of refrigerant used can be minimized, and the production cost of extrusion can be reduced. At this time, the following prediction formula can be used for the calculation of the refrigerant supply amount in the refrigerant supply amount calculation means. S l = (ΔT × S b × C b × ρ b × v * ) / (60 × k × q l × ρ l × R) where S l : refrigerant supply amount (m 3 / s) ΔT: the case of cooling required temperature (K) ΔT = 0 .... ( T v <T max of products) ΔT = T v -T max .... ( in the case of T v ≧ T max) S b : cross-sectional area of billet (m 2 ) That is, S b = (π / 4) × φ b 2 φ b : billet diameter (mm) C b : specific heat of billet (kcal / kg · K) ρ b : Billet density (kg / m 3 ) T v : Predicted product temperature after extrusion (K) T max : Critical temperature at which surface defects occur in the product (K) v * : Target extrusion speed (m / min) k: Supplied refrigerant percentage used for product cooling of (0 <k <1) q l: heat refrigerant per unit weight may heat removal (kc
al / kg) ρ l: density of the refrigerant (kg / m 3) R: Extrusion ratio (the ratio of the sectional area of the cross-sectional area and the extruded product of the billet)

【0015】冷媒供給量Sl の予測式(式)は以下の
ようにして求めた。まず、製品の必要冷却温度ΔTに制
御するための抜熱すべき熱量QA (kcal)は、 QA =Cb ×ρb ×((π/4)×φb 2 ×Lb )×ΔT ......式 となる。ここで、Lb はビレットの長さ(mm) そして、ビレット押出中の冷媒の供給量Sl の場合の製
品を抜熱し得る熱量QB (kcal)は、 QB =k×ql ×ρl ×Sl ×((R×Lb )/v* )×60......式 となる。ここで、kは供給した冷媒のうち製品冷却に使
われる割合で、押出条件により、kは0から1の間の変
数となる。式と式より、製品の温度上昇ΔTを抑制
するのに必要な冷媒流量はQA =QB となり、この結
果、 Sl =(ΔT×Sb ×Cb ×ρb ×v* )/(60×k
×ql ×ρl ×R) となる。
The prediction formula (formula) for the refrigerant supply amount Sl was obtained as follows. First, the amount of heat Q A (kcal) to be extracted for controlling the required cooling temperature ΔT of the product is: Q A = C b × ρ b × ((π / 4) × φ b 2 × L b ) × ΔT ... formula Here, L b is and the length of the billet (mm), the amount of heat Q B capable of heat removal the product when the feed amount S l of the refrigerant in the billet extrusion (kcal) is, Q B = k × q l × ρ l × S l × ((R × L b ) / v * ) × 60. Here, k is the ratio of the supplied refrigerant used for cooling the product, and k is a variable between 0 and 1 depending on the extrusion conditions. From the formula and the formula, the refrigerant flow rate required to suppress the temperature rise ΔT of the product is Q A = Q B , and as a result, S l = (ΔT × S b × C b × ρ b × v * ) / ( 60 × k
× q l × ρ l × R).

【0016】また、本発明のうちで請求項2記載の発明
は、押出後の製品を冷媒供給手段により冷却する押出制
御方法において、ビレットの寸法、押出比および押出装
置の処理能力より目標押出速度を求め、この目標押出速
度に基づいて押出後の製品温度を予測し、この予測製品
温度と予め求めた製品の表面欠陥発生限界温度とを冷媒
供給量演算手段に入力し、この冷媒供給量演算手段は、
予測製品温度が表面欠陥発生限界温度より低いときに、
冷媒供給量を零とする演算値を押出順序判定手段へ出力
する一方、予測製品温度が表面欠陥発生限界温度より高
いときに、予測製品温度と表面欠陥発生限界温度との温
度差に基づいて冷媒供給量を演算してこの演算値を前記
押出順序判定手段へ出力し、前記押出順序判定手段は、
演算した冷媒供給量が少ない順に、押出前のビレットの
押出順序を並び替えるとともに、並び替えたビレットの
前記演算した冷媒供給量を記憶し、次に、この並び替え
た順序で前記ビレットを押し出す一方、押出の際に、押
出するビレットに対応する前記押出順序判定手段に記憶
した冷媒供給量の信号を前記冷媒供給手段に設けた流量
調整手段へ出力し、この流量調整手段は、これら出力さ
れた信号に基づいて、前記冷媒供給手段の冷媒供給量を
調整することを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an extrusion control method for cooling an extruded product by a refrigerant supply means, wherein a target extrusion speed is determined based on a billet size, an extrusion ratio, and a processing capacity of an extrusion apparatus. The product temperature after extrusion is predicted based on the target extrusion speed, and the predicted product temperature and the previously determined surface defect occurrence limit temperature of the product are input to the refrigerant supply amount calculation means, and the refrigerant supply amount calculation is performed. Means are
When the predicted product temperature is lower than the surface defect occurrence limit temperature,
While the calculated value for making the refrigerant supply amount zero is output to the extrusion order determining means, when the predicted product temperature is higher than the surface defect occurrence limit temperature, the refrigerant is calculated based on the temperature difference between the predicted product temperature and the surface defect occurrence limit temperature. Calculate the supply amount and output the calculated value to the extrusion order determination means, wherein the extrusion order determination means
In the order of the calculated coolant supply amount, the extruding order of the billet before extrusion is rearranged, and the calculated coolant supply amount of the rearranged billet is stored, and then the billet is extruded in the rearranged order. At the time of extrusion, a signal of the refrigerant supply amount stored in the extrusion order determination means corresponding to the billet to be extruded is output to a flow rate adjustment means provided in the refrigerant supply means, and the flow rate adjustment means outputs these signals. The refrigerant supply amount of the refrigerant supply means is adjusted based on a signal.

【0017】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明の構成に加えて、押出を行う前に、予め、押出前のビ
レットの冷媒供給量を冷媒供給量演算手段により演算し
ておく。次に、この冷媒供給量演算値の少ない順に、押
出順序判定手段により、押出前のビレットの押出順序を
並び替えるとともに、この押出順序判定手段に並び替え
たビレットの前記冷媒供給量演算値を記憶する。そし
て、この並び替えた順序で前記ビレットの押出を行う一
方、この押出の際に、押出するビレットに対応する冷媒
供給量の演算値(前記押出順序判定手段に記憶)の信号
を流量調整手段へ出力し、この出力信号に基づいて、冷
媒供給手段の冷媒供給量を調整するものである。
According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, before the extrusion, the refrigerant supply amount of the billet before the extrusion is calculated in advance by the refrigerant supply amount calculating means. . Next, the extruding order judging means rearranges the extruding order of the billet before extruding in the order of the small refrigerant supply amount calculation value, and stores the refrigerant supply amount calculation value of the rearranged billet in the extrusion order judging means. I do. The billet is extruded in the rearranged order, and at the time of this extrusion, a signal of the calculated value of the refrigerant supply amount (stored in the extrusion order determining means) corresponding to the billet to be extruded is sent to the flow rate adjusting means. It outputs the output and adjusts the refrigerant supply amount of the refrigerant supply means based on the output signal.

【0018】冷媒供給量演算値の少ない順にビレットを
押出すことにより、(イ)冷媒の供給量の最少化を図る
ことができる。すなわち、いつでも冷媒が供給できるよ
うに、冷媒タンクから流量調整手段までの間の配管内を
常に冷媒で満たしておく必要があり、この際、配管外壁
を通して外部からの入熱により、冷媒が配管内部で気化
する冷媒のロスを減少できる。さらに、(ロ)押出製品
温度が表面欠陥発生限界温度を越えないように、冷媒を
押出機内へ供給することが可能となり、表面品質の良好
な製品を安定して押出すことができる。すなわち、予
め、冷媒タンクから流量調整手段までの間の配管内を十
分に冷却され、常に、所定量の冷媒を押出機内へ供給す
ることができ、押出製品の表面欠陥の発生を防止でき
る。従来、冷却必要有および無の製品が混在した生産順
序で行われていたので、冷却必要無の製品の後に、冷却
必要有の製品用ビレットの押出が行われた場合、押出開
始直後は配管が十分に冷えていない場合があり、冷媒が
配管内で気化して所定量の冷媒を押出機内へ供給するこ
とができない場合があった。請求項2記載の発明は、適
正な予測により冷媒供給量の初期設定に基づき、冷媒供
給量演算値の少ない順にビレットを押出すことにより、
表面品質の良好な製品を生産性良く、かつ安価に生産す
ることができるものである。
By extruding the billet in ascending order of the calculated refrigerant supply amount, it is possible to (a) minimize the supply amount of the refrigerant. In other words, it is necessary to always fill the inside of the pipe between the refrigerant tank and the flow rate adjusting means with the refrigerant so that the refrigerant can be supplied at any time. Thus, the loss of the vaporized refrigerant can be reduced. Further, (b) it is possible to supply the refrigerant into the extruder so that the temperature of the extruded product does not exceed the surface defect occurrence limit temperature, and it is possible to extrude a product having good surface quality stably. That is, the inside of the pipe between the refrigerant tank and the flow rate adjusting means is sufficiently cooled in advance, and a predetermined amount of the refrigerant can always be supplied into the extruder, thereby preventing the occurrence of surface defects of the extruded product. Conventionally, products with and without cooling were performed in a mixed production order.If a billet for products with cooling required was extruded after a product with no cooling required, the piping was In some cases, the extruder was not sufficiently cooled, and the refrigerant was vaporized in the pipe and a predetermined amount of the refrigerant could not be supplied into the extruder. The invention according to claim 2 is to extrude billets in ascending order of the refrigerant supply amount calculation value based on the initial setting of the refrigerant supply amount by appropriate prediction,
A product with good surface quality can be produced with good productivity and at low cost.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図示例と
ともに説明する。図1は、本発明の押出制御方法に用い
る押出機の説明図であり、図2は、本発明の第1実施の
形態の制御の方法を示す、フローチャートであり、図3
および図4は、本発明の第2実施の形態の制御の方法を
示す、フローチャートである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described with reference to illustrated examples. FIG. 1 is an explanatory diagram of an extruder used in the extrusion control method of the present invention. FIG. 2 is a flowchart showing a control method of the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing a control method according to the second embodiment of the present invention.

【0020】本発明の押出制御方法に用いる押出機1に
は、図1に示すように、液体窒素貯蔵タンク6と、この
液体窒素貯蔵タンク6からの液体窒素配管7aに接続さ
れらた液体窒素調整弁7bと、この液体窒素調整弁7b
から押出機1内のダイス4とバッカー10との間に開口
孔7dを有する液体窒素流通路7cとからなる冷却媒体
供給手段7を有している。この冷却媒体供給手段7は、
前記開口孔7dから液体窒素を放出し、押出後の製品2
を冷却するとともに、ダイス4 も冷却できる構造になっ
ている。
As shown in FIG. 1, the extruder 1 used in the extrusion control method of the present invention includes a liquid nitrogen storage tank 6 and a liquid nitrogen storage tank 6 connected to a liquid nitrogen pipe 7a. Regulating valve 7b and this liquid nitrogen regulating valve 7b
And a cooling medium supply means 7 comprising a liquid nitrogen flow passage 7c having an opening 7d between the die 4 in the extruder 1 and the backer 10. This cooling medium supply means 7
Liquid nitrogen is released from the opening 7d, and the product 2 after extrusion is discharged.
In addition to cooling the die, the die 4 can also be cooled.

【0021】そして、この押出機1において、入力手段
5と演算手段8が設けらると共に、押出後の製品を冷却
する冷媒供給手段の液体窒素調整弁7bには、冷媒供給
量を制御する流量調整手段が設けられている。前記入力
手段5は、ビレットの寸法、押出比、押出装置の処理能
力および、予め求めた製品の表面欠陥発生限界温度を入
力する装置である。そして、前記演算手段8には、押出
速度演算手段8a、温度予測手段8bおよび冷媒供給量
演算手段8cが設けられている。
In the extruder 1, an input means 5 and a calculation means 8 are provided, and a liquid nitrogen adjusting valve 7b of a refrigerant supply means for cooling the extruded product is provided with a flow rate for controlling a refrigerant supply amount. Adjusting means is provided. The input means 5 is a device for inputting billet dimensions, extrusion ratio, processing capability of an extrusion device, and a surface defect occurrence limit temperature of a product obtained in advance. The calculating means 8 includes an extrusion speed calculating means 8a, a temperature estimating means 8b and a refrigerant supply amount calculating means 8c.

【0022】押出速度演算手段8aでは、入力手段5に
入力したビレットの寸法、押出比、押出装置の処理能力
の情報より目標押出速度を求める。次に、温度予測手段
8bでは、押出速度演算手段8aで求めた目標押出速度
に基づいて押出後の製品温度を予測する。そして、冷媒
供給量演算手段8cでは、前記温度予測手段8bにより
予測した製品温度と前記入力手段5に入力した表面欠陥
発生限界温度より冷媒供給量を演算する。その後、前記
液体窒素調整弁(流量調整手段)7bに冷媒供給量演算
手段8cで演算した冷媒供給量の信号が送られ、前記流
量調整手段7bはこの演算した冷媒供給量になるように
冷却媒体供給手段7を制御することとなる。
The extruding speed calculating means 8a calculates a target extruding speed from the information of the billet dimensions, the extruding ratio and the processing capacity of the extruder input to the input means 5. Next, the temperature predicting means 8b predicts the product temperature after extrusion based on the target extrusion speed obtained by the extrusion speed calculating means 8a. Then, the refrigerant supply amount calculating means 8c calculates the refrigerant supply amount from the product temperature predicted by the temperature prediction means 8b and the surface defect occurrence limit temperature input to the input means 5. Thereafter, a signal of the refrigerant supply amount calculated by the refrigerant supply amount calculating means 8c is sent to the liquid nitrogen adjusting valve (flow rate adjusting means) 7b, and the flow rate adjusting means 7b controls the cooling medium so as to reach the calculated refrigerant supply amount. The supply means 7 is controlled.

【0023】次に、この押出機を用いて、押出時の冷媒
供給量を制御した本発明の第1実施の形態(請求項1の
発明)を図2により説明する。まず、〔ステップ1〕に
おいて、押出本数をMをセットする。そして、押出本数
の係数Kを0にセットする。
Next, a first embodiment of the present invention (the invention of claim 1) in which the extruder is used to control the supply amount of refrigerant during extrusion will be described with reference to FIG. First, in [Step 1], the number of extrusions is set to M. Then, the coefficient K of the number of extrusions is set to zero.

【0024】〔ステップ2〕において、入力手段によ
り、以下の押出製品情報を取り込む。 ビレットの寸法(mm) :Lb (長さ)、φb (直径) 押出比 :R 押出装置の処理能力(kg/min):d 製品の表面欠陥発生限界温度(℃) :Tmax ここで、のビレットは、通常、円柱形状を用いるが角
柱形状を用いてもよい。の押出比Rはビレットの断面
積と押出製品の断面積と比を用いる。の押出装置の処
理能力dについては、押出装置の前後の設備処理能力を
も考慮する。例えば、前面設備処理能力(ビレットの加
熱処理能力等)a、後面設備処理能力(引張強制、製品
切断等の処理能力)bを考慮し、律速となる処理能力を
押出装置の処理能力dとすることが好ましい。の製品
の表面欠陥発生限界温度Tmax は実操業の結果や実験か
ら予め、求めておく。また、この製品の表面欠陥発生限
界温度を製品の局部溶融開始温度を採用することもでき
る。
In [Step 2], the following extruded product information is fetched by the input means. The dimensions of the billet (mm): L b (length), phi b (diameter) extrusion ratio: capacity of R extruder (kg / min): d product surface defects limit temperature (° C.): T max, where The billet has a generally cylindrical shape, but may have a prismatic shape. Is the ratio of the cross-sectional area of the billet to the cross-sectional area of the extruded product. In regard to the processing capacity d of the extruder, the processing capacity of the equipment before and after the extruder is also taken into consideration. For example, taking into account the processing capacity of the front equipment (such as the heat treatment capacity of the billet) a and the processing capacity of the rear equipment (processing capacity such as pulling force, cutting of products, etc.) b, the processing capacity that determines the rate is defined as the processing capacity d of the extruder. Is preferred. The surface defect occurrence limit temperature Tmax of the product is obtained in advance from the results of actual operation and experiments. Further, the local melting start temperature of the product can be adopted as the surface defect occurrence limit temperature of the product.

【0025】〔ステップ3〕において、押出速度演算手
段により目標押出速度v* を決定する。この目標押出速
度(m/min):v* の決定は下記演算式を用いるこ
とができる。 v* =(Lb ×R×d)/(Sb ×Lb ×ρb −d×c) ここで、 Sb :ビレットの断面積(m2 ) すなわち、Sb =(π/4)×φb 2 φb :ビレットの径(mm) Lb :ビレットの長さ(mm) ρb :ビレットの密度(kg/m3 ) R :押出比 d :押出装置の処理能力(kg/min) c :ビレット1本当たりのセッティング時間(kg
/min)
In [Step 3], the target extrusion speed v * is determined by the extrusion speed calculation means. The following arithmetic expression can be used to determine the target extrusion speed (m / min): v * . v * = (L b × R × d) / in (S b × L b × ρ b -d × c) where, S b: cross-sectional area of the billet (m 2) That is, S b = (π / 4 ) × φ b 2 φ b : billet diameter (mm) L b : billet length (mm) ρ b : billet density (kg / m 3 ) R: extrusion ratio d: processing capacity of extrusion device (kg / min) ) C: Setting time per billet (kg
/ Min)

【0026】次に、〔ステップ4〕において、温度予測
手段により、押出後の製品温度Tvを予測を行う。この
押出後の予測製品温度は過去の実績値からの類推値や、
予測式を用いることができる。例えば、予測製品温度T
v は押出速度v* 、ビレット温度θb 等の関数として下
式の予測式により求めることができる。 Tv =θb +Δθ1 −((H×R)/Cb ×ρb ×Sb
×v* )×(θb +(Δθ1 /2)−θd ) ただし、Δθ1 =(Fs ×J-1/(Cb ×ρb ×Sb ) ここで、 Tv :予測製品温度(℃) θb :ビレットの温度(℃) θd :ダイス加熱温度(℃) v* :押出速度(m/min) H :押出材料から工具への熱の移動率(kcal/
min・℃) Sb :ビレットの断面積(mm2 ) すなわち、Sb =(π/4)×φb 2b :素材の比熱(kcal/kg・K) ρb :素材の密度(kg /m3 ) Fs :押出荷重(予測値あるいは実績値)(kgf) J :熱の仕事当量 (kgf/m/kcal) このとき、ビレットの温度θb はビレット加熱炉からの
取出温度、ダイス加熱温度θd は、通常の押出時の設定
ダイス加熱温度を採用することができる。
Next, in [Step 4], the product temperature T v after extrusion is predicted by the temperature predicting means. The predicted product temperature after this extrusion is estimated from the past actual value,
A prediction formula can be used. For example, the predicted product temperature T
v is extrusion speed v *, it can be calculated by the prediction equation of the formula as a function of such billet temperature theta b. T v = θ b + Δθ 1 - ((H × R) / C b × ρ b × S b
× v *) × (θ b + (Δθ 1/2) -θ d) However, Δθ 1 = (F s × J -1 / (C b × ρ b × S b) where, T v: predicted product Temperature (° C.) θ b : Billet temperature (° C.) θ d : Die heating temperature (° C.) v * : Extrusion speed (m / min) H: Heat transfer rate from extruded material to tool (kcal /
min · ° C.) S b : cross-sectional area of billet (mm 2 ) That is, S b = (π / 4) × φ b 2 C b : specific heat of material (kcal / kg · K) ρ b : density of material (kg / M 3 ) F s : extrusion load (predicted value or actual value) (kgf) J: heat equivalent of heat (kgf / m / kcal) At this time, the billet temperature θ b is the temperature taken out from the billet heating furnace, the die As the heating temperature θ d , a set die heating temperature at the time of ordinary extrusion can be adopted.

【0027】そして、予測製品温度Tv の演算に用いる
押出荷重Fs を、アルミニウム(アルミニウム合金を含
む。)の押出の場合、押出終荷重を用いることができ
る。アルミニウムの荷重−変位曲線は、一般に、図8で
示される。ここで、図中B部は材料の加工(変形)に要
した仕事量を表し、図中A部はコンテナとビレットの摩
擦に要した仕事量を表す。通常、押出加工時の製品温度
の上昇は、主に金型出口近傍の加工熱(B部)に起因す
る。このため、B部のみで決定できる押出終荷重を予測
製品温度Tv の演算に用いることができる。
[0027] Then, the extrusion load F s to be used for calculation of the predicted product temperature T v, when the extrusion of aluminum (including aluminum alloys.), Can be used extrusion final load. The load-displacement curve for aluminum is generally shown in FIG. Here, part B in the figure represents the amount of work required for processing (deformation) of the material, and part A in the figure represents the amount of work required for friction between the container and the billet. Usually, an increase in product temperature during extrusion processing is mainly caused by processing heat (B) near the exit of the mold. Therefore, it is possible to use extrusion final load which can be determined only by the B portion to the calculation of the predicted product temperature T v.

【0028】そして、〔ステップ5〕において、冷媒供
給量演算手段により、表面欠陥発生温度Tmax と押出後
の予測製品温度Tv との比較を行う。ΔT=Tmax−T
v ≦0のとき、すなわち、冷却が不必要と判断された場
合には〔ステップ6〕で、冷媒供給量を零とする。 一
方、ΔT=Tmax−Tv >0のとき、すなわち、冷却が
必要と判断された場合には、〔ステップ7〕において、
冷媒供給量演算手段により、必要冷媒供給量を演算す
る。そして、これらの結果を〔ステップ8〕において、
冷媒供給量演算手段より流量調整手段へ必要冷媒供給量
を出力する。この時、冷媒供給量を零、すなわち、冷却
が不必要と判断された場合には、冷媒の供給は一切行わ
ない。そして、冷却が必要と判断された場合には、前記
出力された冷媒供給量になるように冷媒供給手段の液体
窒素調整弁(流量調整手段)7bを調整して押出機内へ
冷媒供給量を供給する。
[0028] Then, in Step 5: By refrigerant supply amount calculating means, and it compares the surface defect generation temperature T max and predicted product temperature T v after extrusion. ΔT = T max −T
When v ≦ 0, that is, when it is determined that cooling is unnecessary, the coolant supply amount is set to zero in [Step 6]. On the other hand, when ΔT = TmaxTv > 0, that is, when it is determined that cooling is necessary, in [Step 7],
The required refrigerant supply amount is calculated by the refrigerant supply amount calculation means. Then, these results are obtained in [Step 8].
The required refrigerant supply amount is output from the refrigerant supply amount calculation means to the flow rate adjusting means. At this time, if it is determined that the refrigerant supply amount is zero, that is, if it is determined that cooling is unnecessary, no refrigerant supply is performed. When it is determined that cooling is necessary, the liquid supply amount is supplied to the extruder by adjusting the liquid nitrogen control valve (flow rate control means) 7b of the refrigerant supply means so that the output refrigerant supply amount is obtained. I do.

【0029】〔ステップ9〕において、K≠Mならば
〔ステップ1〕にもどり、K=K+1とセットして、
〔ステップ2〕以降の工程をを再び実行する。そして、
〔ステップ9〕において、K=Mとなった時点で、終了
する。このようにして、適正な予測により冷媒供給量の
初期設定を行い、押出後の表面品質の良好な製品を生産
することができる。
In [Step 9], if K ≠ M, return to [Step 1], set K = K + 1, and
[Step 2] The subsequent steps are executed again. And
In [Step 9], the process ends when K = M. In this way, the initial setting of the coolant supply amount can be performed by appropriate prediction, and a product having good surface quality after extrusion can be produced.

【0030】次に、この押出機を用いて、押出時の冷媒
供給量を制御した本発明の第2実施の形態(請求項2の
発明)を説明する。本発明の第2実施の形態は、本発明
の第1実施の形態に、図1の本発明の押出制御方法を摘
要した押出機に、さらに押出順序判定手段を設けたもの
である。
Next, a description will be given of a second embodiment of the present invention (the invention of claim 2) in which the extruder is used to control the supply amount of refrigerant during extrusion. In the second embodiment of the present invention, an extruder in which the extrusion control method of the present invention shown in FIG. 1 is added to the first embodiment of the present invention is further provided with an extrusion order determining means.

【0031】本発明の第2実施の形態(請求項2の発
明)を図3および図4により説明する。〔ステップ1〕
において、押出本数をMをセットする。そして、押出本
数の係数Kを0にセットする。そして、本発明の第1実
施の形態の工程(〔ステップ2〕から〔ステップ8〕)
を繰り返し実行する。そして、このとき〔ステップ8〕
では、冷媒供給量演算手段により求めた必要冷媒供給量
を出力を押出順序判定手段へ行う。
A second embodiment (the invention of claim 2) of the present invention will be described with reference to FIGS. [Step 1]
In, M is set as the number of extrusions. Then, the coefficient K of the number of extrusions is set to zero. Then, the steps of the first embodiment of the present invention ([Step 2] to [Step 8])
Is repeatedly executed. Then, at this time [Step 8]
Then, the required refrigerant supply amount obtained by the refrigerant supply amount calculation means is output to the extrusion order determination means.

【0032】そして、〔ステップ9〕において、K≠M
ならば〔ステップ1〕にもどり、K=K+1とセットし
て、〔ステップ2〕以降の工程を再び実行する。そし
て、〔ステップ9〕において、K=Mとなった時点で、
〔ステップ10〕を実行する。
Then, in [Step 9], K ≠ M
If so, return to [Step 1], set K = K + 1, and execute the steps from [Step 2] onward. Then, at step 9 when K = M,
[Step 10] is executed.

【0033】〔ステップ10〕において、押出順序判定
手段において、目標押出速度を達成するために冷却が必
要か不必要かの判定するとともに、M種類の製品の内
の、冷却が不必要な製品グループと冷却を必要とする製
品グループとに分けて、それぞれの製品種類数を集計す
る。 例えば、冷却が不必要な製品グループの種類 :N 冷却を必要とする製品グループの種類 :M−N
In [Step 10], the extrusion order determining means determines whether cooling is necessary or not to achieve the target extrusion speed, and determines the product group of the M types of products that do not require cooling. And product groups that require cooling, and total the number of product types for each. For example, the type of product group that does not require cooling: N The type of product group that requires cooling: MN

【0034】次に、〔ステップ11〕において、冷却が
不必要な製品グループ(N種類)について生産順序を決
定する。この場合、順序に特に制約を設ける必要はな
く、従来の押出スケジュールで行ってよい。そして、冷
却を必要とする製品グループの製品(M−N種類)につ
いて生産順序を決定する。この場合、押出順序判定手段
において、前記冷媒供給量演算手段により演算した冷媒
供給量が少ない順に、押出前のビレットの押出順序を並
び替えるとともに、並び替えたビレットの前記演算した
冷媒供給量を押出順序判定手段に記憶しておく。
Next, in [Step 11], a production order is determined for product groups (N types) that do not require cooling. In this case, there is no particular restriction on the order, and a conventional extrusion schedule may be used. Then, the production order is determined for the products (MN types) of the product group requiring cooling. In this case, the extruding order determining means rearranges the extruding order of the billets before extrusion in ascending order of the refrigerant supply amount calculated by the refrigerant supply amount calculating means, and extrudes the calculated refrigerant supply amount of the rearranged billet. It is stored in the order determining means.

【0035】〔ステップ12〕において、冷却が不必要
な製品グループの種類、すなわち、押出本数をNをセッ
トする。そして、この押出本数の係数Iを0にセットす
る。その後、〔ステップ13〕、〔ステップ14〕にお
いて、ビレットの押出を行う。
In [Step 12], N is set as the type of product group that does not require cooling, that is, the number of extrusions. Then, the coefficient I of the number of extrusions is set to zero. Thereafter, in [Step 13] and [Step 14], the billet is extruded.

【0036】ビレットの押出終了後、〔ステップ15〕
へ進み I≠Nならば、〔ステップ12〕にもどり、I
=I+1とセットして、〔ステップ13〕以降の工程を
再び実行する。そして、〔ステップ15〕において、I
=Nとなった時点で、〔ステップ16〕へ進み、冷却が
不必要な製品グループのビレットの押出を終了する。
After the end of billet extrusion, [Step 15]
If I へ N, return to [Step 12] and return to I
= I + 1, and the processes after [Step 13] are executed again. Then, in [Step 15], I
When N = N, the process proceeds to [Step 16], and the extrusion of the billet of the product group that does not require cooling is ended.

【0037】次に冷却を必要とするグループのビレット
の押出を開始する。〔ステップ16〕において、押出本
数をNをセットする。そして、押出本数の係数Jを0に
セットする。そして、〔ステップ17〕において、ビレ
ットの押出を開始するとともに、前記押出順序判定手段
に記憶した冷媒供給量の設定値に基づき、冷媒供給手段
の液体窒素調整弁(流量調整手段)7bを調整して押出
機内へ冷媒供給量を供給する(〔ステップ18〕)。そ
して、〔ステップ19〕においてビレットの押出が終了
した時点で押出機内へ冷媒供給量を供給を停止する
(〔ステップ20〕)。
Next, extrusion of the group of billets requiring cooling is started. In [Step 16], N is set as the number of extrusions. Then, the coefficient J of the number of extrusions is set to zero. Then, in [Step 17], while extruding the billet, the liquid nitrogen adjusting valve (flow rate adjusting means) 7b of the refrigerant supplying means is adjusted based on the set value of the refrigerant supply amount stored in the extrusion order determining means. To supply the refrigerant supply amount into the extruder ([Step 18]). When the extrusion of the billet is completed in [Step 19], the supply of the refrigerant to the extruder is stopped ([Step 20]).

【0038】そして、〔ステップ21〕へ進み J≠M
−Nならば〔ステップ16〕にもどり、J=J+1にセ
ットとして、〔ステップ17〕以降の工程を再び実行す
る。そして、〔ステップ21〕において、J=M−Nと
なった時点で、〔ステップ22〕へ進み、冷却必要のグ
ループのビレットの押出を終了と同時に冷蔵タンク→配
管への冷媒供給も停止する。
Then, the process proceeds to [Step 21].
If −N, return to [Step 16], set J = J + 1, and execute the steps after [Step 17] again. Then, when J = M−N in [Step 21], the process proceeds to [Step 22], and the supply of the refrigerant from the refrigeration tank to the pipe is stopped simultaneously with the end of the extrusion of the billet of the group requiring cooling.

【0039】本実施の形態において、〔ステップ14〕
と〔ステップ15〕の間に、新たに設ける〔ステップ
A〕の判定手段と〔ステップB〕の貯蔵タンクから配管
への冷媒供給工程を新たに設けることができる。すなわ
ち、冷却が不必要な製品グループのビレットの数が残り
少なくなると、冷却が必要グループのビレットの押出準
備のために、配管等に冷媒を供給するためである。例え
ば、〔ステップA〕の判定手段において、残りビレット
数が5本、すなわち、I>N−5となったときに、〔ス
テップB〕の工程に進み、配管等への冷媒供給を開始す
ることができる。この場合も、次に、〔ステップ15〕
へ進むこととなる。この〔ステップ14〕と〔ステップ
15〕により、冷却開始直後より冷媒の安定供給が可能
となる。
In the present embodiment, [Step 14]
Between [Step 15] and [Step 15], a newly provided [Step A] determination means and [Step B] refrigerant supply process from the storage tank to the pipe can be newly provided. That is, when the number of billets in the product group that does not require cooling becomes small, the refrigerant is supplied to pipes and the like in preparation for extruding billets in the group that needs cooling. For example, in the determination means in [Step A], when the number of remaining billets is five, that is, when I> N−5, the process proceeds to [Step B] and the supply of the refrigerant to the pipes and the like is started. Can be. Also in this case, next, [Step 15]
It will go to. By [Step 14] and [Step 15], the stable supply of the refrigerant becomes possible immediately after the start of cooling.

【0040】次に、前述の実施の形態による押出実験
を、図1に示す押出機により行った。この押出実験は、
アルミニウム合金(JIS 7N01系)製ビレット
(寸法:φ250mm)を用い、Aの複雑形状中空製品
(押出比:75)、Bの角棒(押出比:50)、Cの角
パイプ(押出比:70)へ、各1トン押出実験を行っ
た。これら押出した製品の断面形状を図9に示す。図9
の図aはAの複雑形状中空製品の断面を示す図であり、
図bはBの角棒の断面を示す図であり、図cはCの角パ
イプの断面を示す図である。
Next, an extrusion experiment according to the above-described embodiment was performed using the extruder shown in FIG. This extrusion experiment
Using a billet (dimensions: φ250 mm) made of an aluminum alloy (JIS 7N01 series), a hollow product of complicated shape A (extrusion ratio: 75), a square bar of B (extrusion ratio: 50), a square pipe of C (extrusion ratio: 70) ), A 1-ton extrusion experiment was performed. The cross-sectional shape of these extruded products is shown in FIG. FIG.
FIG. 2A is a view showing a cross section of a hollow product having a complicated shape of A.
FIG. B is a diagram showing a cross section of a square rod of B, and FIG. C is a diagram showing a cross section of a square pipe of C.

【0041】(第1押出実験:従来例)上述のビレット
の寸法、押出比および押出装置の処理能力より目標押出
速度(Aの複雑形状中空製品:17m/min、Bの角
棒:25m/min、Cの角パイプ:20m/min)
を求めた。この押出実験では、冷媒(液体窒素)の一般
的使用量である製品1トン当たり100kgに設定し
た。そして、前述の目標押出速度、冷媒を100kg/
製品1トン使用して、Aの複雑形状中空製品、Bの角
棒、Cの角パイプの順に押出を行った。押出後の製品の
表面状況を検査したところ、Aの複雑形状中空製品につ
いては押出した全数に表面欠陥が発生が認められた。一
方、Bの角棒やCの角パイプには表面欠陥が発生が認め
られなった。
(First Extrusion Experiment: Conventional Example) Based on the above-mentioned billet dimensions, extrusion ratio, and processing capacity of the extrusion device, the target extrusion speed (complex hollow product of A: 17 m / min, square bar of B: 25 m / min) , C square pipe: 20 m / min)
I asked. In this extrusion experiment, the amount of refrigerant (liquid nitrogen) was set at 100 kg per ton, which is a general usage amount. Then, the above-described target extrusion speed and the cooling medium are supplied at a rate of 100 kg /
Using 1 ton of product, extrusion was performed in the order of hollow product of complicated shape A, square bar B, and square pipe C. Inspection of the surface condition of the product after extrusion revealed that surface defects occurred in all of the extruded hollow products of complex shape A. On the other hand, no surface defects were observed on the square rod B and the square pipe C.

【0042】(第2押出実験:請求項1の発明)上述の
目標押出速度に基づいて押出後の製品温度を予測し、こ
の予測製品温度と予め求めた製品の表面欠陥発生限界温
度(例えば、局部溶融開始温度)との温度差に基づいて
冷媒供給量を演算した。演算した冷媒供給量は、以下の
通りである。 Aの複雑形状中空製品:150kg/製品1トン Bの角棒 :供給の必要なし。 Cの角パイプ :80kg/製品1トン そして、前述の目標押出速度で、前記演算した冷媒供給
量の冷媒を供給して、、Aの複雑形状中空製品、Bの角
棒、Cの角パイプの順に押出を行った。押出後の製品の
表面状況を検査したところ、Aの複雑形状中空製品につ
いては、最初の数本の製品に表面欠陥の発生が認められ
たが、冷媒供給が安定した後の製品には表面欠陥の発生
が認められなかった。一方、Bの角棒やCの角パイプに
は表面欠陥が発生が認められなった。このように、Bの
角棒やCの角パイプの押出時の冷媒供給量を、一般的な
押出時の冷媒供給量(100kg/製品1トン)より減
らしても、Bの角棒やCの角パイプには表面欠陥が発生
がしないことを確認できた。
(Second Extrusion Experiment: Invention of Claim 1) The product temperature after extrusion is predicted based on the target extrusion speed described above, and the predicted product temperature and the surface defect occurrence limit temperature of the product obtained in advance (for example, The refrigerant supply amount was calculated based on the temperature difference from the local melting start temperature. The calculated refrigerant supply amount is as follows. A-shaped hollow product of A: 150 kg / ton of product B square bar: No supply required. C square pipe: 80 kg / one ton of product At the above-mentioned target extrusion speed, a refrigerant of the calculated refrigerant supply amount is supplied to form a hollow product of complicated shape A, a square rod of B, and a square pipe of C. Extrusion was performed in order. Inspection of the surface condition of the extruded product revealed that surface defects occurred in the first few products of the hollow product of complex shape A, but the product after stable coolant supply showed no surface defects. No occurrence was observed. On the other hand, no surface defects were observed on the square rod B and the square pipe C. As described above, even if the coolant supply amount at the time of extrusion of the square rod of B or the square pipe of C is reduced from the coolant supply amount at the time of general extrusion (100 kg / ton of product), the square rod of B or C It was confirmed that surface defects did not occur in the square pipe.

【0043】(第3押出実験:請求項2の発明)本押出
実験は、第2押出実験の条件で製品の押出順序を変えた
ものである。押出順序を冷媒供給量の少ない順に、すな
わち、Bの角棒、Cの角パイプ、Aの複雑形状中空製品
の順に押出を行った。押出後の製品の表面状況を検査し
たところ、全ての製品で表面欠陥が観察されなかった。
このように、演算冷媒供給量が少ない順に、押出前のビ
レットの押出順序を並び替えることにより、製品の表面
欠陥が発生を防止できると共に、冷媒の使用量を低減で
きることを確認した。
(Third Extrusion Experiment: The Invention of Claim 2) In the present extrusion experiment, the extrusion order of the product was changed under the conditions of the second extrusion experiment. The extrusion was performed in ascending order of the refrigerant supply amount, that is, in the order of the square bar of B, the square pipe of C, and the hollow product of the complicated shape of A. When the surface condition of the product after extrusion was inspected, no surface defect was observed in any of the products.
As described above, it was confirmed that by rearranging the billet extruding order before the extrusion in the order of the small amount of the supplied refrigerant, it is possible to prevent surface defects of the product and to reduce the amount of the refrigerant used.

【0044】このように、フィードバック制御を行うこ
となく、適正な予測により冷媒供給量の初期設定を行う
とともに、演算した冷媒供給量が少ない順に、押出前の
製品の押出順序を並び替えて、この演算値の冷媒を押出
時に押出機内(ダイスの製品出口近傍)に供給すること
により、表面品質の良好な押出製品を生産性良く、かつ
安価に生産することができた。
As described above, without performing feedback control, the initial setting of the refrigerant supply amount is performed by proper prediction, and the extrusion order of the products before extrusion is rearranged in the order of the calculated refrigerant supply amount, and By supplying the refrigerant having the calculated value into the extruder (near the product outlet of the die) at the time of extrusion, an extruded product having good surface quality could be produced with good productivity and at low cost.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明は、設備
費が高価なフィードバック制御を行わずに、適正な予測
により冷媒供給量の初期設定を行い、フィードバック制
御と同様に表面品質の良好な製品を生産性良く、かつ安
価に生産する押出制御することを可能とするものであ
る。
As described above, according to the present invention, the initial setting of the supply amount of the refrigerant is performed by appropriate prediction without performing the feedback control in which the equipment cost is expensive. This makes it possible to control extrusion for producing a simple product with good productivity and at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の押出制御方法を摘要した押出機の説明
図である。
FIG. 1 is an explanatory view of an extruder incorporating an extrusion control method of the present invention.

【図2】本発明の第1実施の形態の制御の方法を示す、
フローチャートを示す図である。
FIG. 2 shows a control method according to the first embodiment of the present invention.
It is a figure which shows a flowchart.

【図3】本発明の第2実施の形態の制御の方法を示す、
フローチャートの前半を示す図である。
FIG. 3 shows a control method according to a second embodiment of the present invention.
It is a figure showing the first half of a flow chart.

【図4】本発明の第2実施の形態の制御の方法を示す、
フローチャートの後半を示す図である。
FIG. 4 shows a control method according to a second embodiment of the present invention.
It is a figure which shows the latter half of a flowchart.

【図5】液体窒素冷却の押出装置の配管モデル図であ
る。
FIG. 5 is a piping model diagram of an extruder for cooling liquid nitrogen.

【図6】従来技術の押出製品およびダイスへの冷媒供給
を示す模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing the supply of refrigerant to an extruded product and a die according to the prior art.

【図7】従来技術の押出機と放射温度計の概略を示す説
明図である。
FIG. 7 is an explanatory view schematically showing a conventional extruder and a radiation thermometer.

【図8】アルミニウムの荷重−変位曲線を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing a load-displacement curve of aluminum.

【図9】本発明の実施の形態における押出製品の断面を
示す図であり、図aはAの複雑形状中空製品の断面図で
あり、図bはBの角棒の断面図であり、図cはCの角パ
イプの断面図である。
9 is a diagram showing a cross-section of an extruded product according to an embodiment of the present invention, FIG. 9A is a cross-sectional diagram of a hollow product having a complicated shape of A, FIG. 9B is a cross-sectional diagram of a square bar of FIG. c is a sectional view of a C square pipe.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 押出機 2 押出製品 3 ビレット 4 ダイス 5 入力装置 6 流量調整弁(流量調整手段) 7 冷媒供給手段 8 演算手段 8a 押出速度演算装置 8b 製品温度予測装置 8c 冷媒供給量演算装置 8d 押出順序判定手段 9 ステム 10 コンテナ 11 バッカー 12 ボルスター 13 プラテン 14 放射温度計(赤外線放射温度計) 15 液体窒素貯蔵タンク 16 サブクーラー 17 流量調整弁 18 制御盤 19 液体窒素配管 20 ガス作動配管 21a 雄ダイス 21b 雌ダイス 21c ダイス孔 22 冷媒流路 23 流量調整弁 23a 冷媒 23b 冷媒 24 温度測定器 25 押出製品 REFERENCE SIGNS LIST 1 extruder 2 extruded product 3 billet 4 die 5 input device 6 flow rate regulating valve (flow rate regulating means) 7 refrigerant supply means 8 computing means 8a extrusion speed computing device 8b product temperature prediction device 8c refrigerant supply amount computing device 8d extrusion sequence determining means 9 Stem 10 Container 11 Backer 12 Bolster 13 Platen 14 Radiation thermometer (infrared radiation thermometer) 15 Liquid nitrogen storage tank 16 Subcooler 17 Flow control valve 18 Control panel 19 Liquid nitrogen pipe 20 Gas working pipe 21a Male dice 21b Female dice 21c Die hole 22 Refrigerant flow path 23 Flow control valve 23a Refrigerant 23b Refrigerant 24 Temperature measuring instrument 25 Extruded product

フロントページの続き (72)発明者 井上 勝彦 山口県下関市長府港町14番1号 株式会社 神戸製鋼所長府製造所内 Fターム(参考) 4E029 SA02 SA03 TA02 TA05 TA06 TA07 Continued on the front page (72) Inventor Katsuhiko Inoue 14-1, Chofu Minatomachi, Shimonoseki-shi, Yamaguchi F-term in Kobe Steel, Ltd. Chofu Works (reference) 4E029 SA02 SA03 TA02 TA05 TA05 TA06 TA07

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 押出後の製品を冷媒供給手段により冷却
する押出制御方法において、 ビレットの寸法、押出比および押出装置の処理能力より
目標押出速度を求め、 この目標押出速度に基づいて押出後の製品温度を予測
し、 この予測製品温度と予め求めた製品の表面欠陥発生限界
温度とを冷媒供給量演算手段に入力し、 この冷媒供給量演算手段は、予測製品温度が表面欠陥発
生限界温度と同じ、又は低いときに、冷媒供給量を零と
する信号を前記冷媒供給手段に設けた流量調整手段へ出
力する一方、予測製品温度が表面欠陥発生限界温度より
高いときに、予測製品温度と表面欠陥発生限界温度との
温度差に基づいて冷媒供給量を演算してこの演算値の信
号を前記流量調整手段へ出力し、 前記流量調整手段は、これら出力された信号に基づい
て、前記冷媒供給手段の冷媒供給量を調整することを特
徴とする押出制御方法。
In an extrusion control method for cooling an extruded product by a refrigerant supply means, a target extrusion speed is determined from a billet size, an extrusion ratio, and a processing capacity of an extrusion device, and the target extrusion speed is determined based on the target extrusion speed. The product temperature is predicted, and the predicted product temperature and the previously determined surface defect occurrence limit temperature of the product are input to the refrigerant supply amount calculating means. When the temperature is the same or lower, a signal for setting the refrigerant supply amount to zero is output to the flow rate adjusting means provided in the refrigerant supply means, while when the predicted product temperature is higher than the surface defect occurrence limit temperature, the predicted product temperature and the surface The refrigerant supply amount is calculated based on the temperature difference from the defect occurrence limit temperature, and a signal of the calculated value is output to the flow rate adjusting unit.The flow rate adjusting unit is configured to output a signal based on these output signals. Extrusion control method characterized by adjusting the refrigerant supply amount of the coolant supply unit.
【請求項2】 押出後の製品を冷媒供給手段により冷却
する押出制御方法において、 ビレットの寸法、押出比および押出装置の処理能力より
目標押出速度を求め、 この目標押出速度に基づいて押出後の製品温度を予測
し、 この予測製品温度と予め求めた製品の表面欠陥発生限界
温度とを冷媒供給量演算手段に入力し、 この冷媒供給量演算手段は、予測製品温度が表面欠陥発
生限界温度と同じ、又は低いときに、冷媒供給量を零と
する演算値を押出順序判定手段へ出力する一方、予測製
品温度が表面欠陥発生限界温度より高いときに、予測製
品温度と表面欠陥発生限界温度との温度差に基づいて冷
媒供給量を演算してこの演算値を前記押出順序判定手段
へ出力し、 前記押出順序判定手段は、演算した冷媒供給量が少ない
順に、押出前のビレットの押出順序を並び替えるととも
に、並び替えたビレットの前記演算した冷媒供給量を記
憶し、 次に、この並び替えた順序で前記ビレットを押し出す一
方、 押出の際に、押出するビレットに対応する前記押出順序
判定手段に記憶した冷媒供給量の信号を前記冷媒供給手
段に設けた流量調整手段へ出力し、 この流量調整手段は、これら出力された信号に基づい
て、前記冷媒供給手段の冷媒供給量を調整することを特
徴とする押出制御方法。
2. An extrusion control method for cooling an extruded product by a coolant supply means, wherein a target extrusion speed is obtained from a billet size, an extrusion ratio, and a processing capacity of an extruder, and the target extrusion speed is determined based on the target extrusion speed. The product temperature is predicted, and the predicted product temperature and the previously determined surface defect occurrence limit temperature of the product are input to the refrigerant supply amount calculating means. When the same or lower, while the calculated value to make the refrigerant supply amount zero is output to the extrusion order determination means, when the predicted product temperature is higher than the surface defect occurrence limit temperature, the predicted product temperature and the surface defect occurrence limit temperature Calculates the refrigerant supply amount based on the temperature difference of the above and outputs the calculated value to the extrusion order determination means. The extrusion order determination means determines the billet before extrusion in ascending order of the calculated refrigerant supply amount. The rearrangement of the extruding order and the storing of the calculated refrigerant supply amount of the rearranged billet are performed. Next, the billet is extruded in the rearranged order. A signal of the refrigerant supply amount stored in the extrusion order determining means is output to a flow rate adjusting means provided in the refrigerant supplying means, and the flow rate adjusting means, based on these output signals, supplies a refrigerant supply amount of the refrigerant supplying means. And controlling the extrusion.
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