BR112013000327B1

BR112013000327B1 - moinho de mandril e método para fabricar cano ou tubo sem costura

Info

Publication number: BR112013000327B1
Application number: BR112013000327-8A
Authority: BR
Inventors: Akihito Yamane
Original assignee: Nippon Steel Corporation
Priority date: 2010-07-07
Filing date: 2011-07-06
Publication date: 2021-02-17
Also published as: EP2591865B1; BR112013000327A2; MX2013000266A; EP2591865A4; BR112013000327B8; JP4883431B1; CN103097045A; US9302302B2; KR101434810B1; MX336959B; WO2012005287A1; JPWO2012005287A1; KR20130048238A; CN103097045B; US20130205860A1; EP2591865A1

Abstract

MOINHO DE MANDRIL E MÉTODO PARA FABRICAR CANO OU TUBO SEM COSTURA Problema a ser resolvido Fornecer um moinho de mandril que inclui uma pluralidade de cadeiras de laminação, sendo que em cada uma delas, três rolos sulcados são dispostos, e que pode adequadamente suprimir um fenômeno em que uma barra de mandril se torna impossibilitada de ser extraída de um cano após estiramento e laminação, sem resultar no aumento em custo de instalação e deteorização de capacidade de manutenção, e um método para fabricar um cano sem costura através do uso do moinho de mandril. Solução Um moinho de mandril em relação à presente invenção inclui uma pluralidade de cadeiras de laminação em que três rolos sulcados R são dispostos em cada cadeira de laminação de modo que um ângulo formado por direções de prensagem seja de 120º e as direções de prensagem de rolos sulcados R sejam alternativamente deslocadas por 60º entre as cadeiras de laminação adjacentes, em que um ângulo central que define um arco circular que constitui um perfil de fundo de sulco do rolo sulcado R disposto pelo menos na primeira e na segunda cadeiras de laminação é definido em menos do que 60º (...).

Description

MOINHO DE MANDRIL E MÉTODO PARA FABRICAR CANO OU TUBO SEM COSTURA

Campo da Técnica

[001] A presente invenção refere-se a um moinho de mandril que inclui uma pluralidade de cadeiras de laminação, sendo que em cada uma delas, três rolos sulcados são dispostos e um método para fabricar um cano ou tubo sem costura através do uso do moinho de mandril. Em particular, a presente invenção se refere a um moinho de mandril que pode suprimir adequadamente um fenômeno em que quando um cano ou tubo em bruto é submetido a estiramento e laminação, uma circunferência do cano em bruto é excessivamente reduzida e, então, uma superfície interna do cano em bruto comprime uma barra de mandril, tornando, então, a barra de mandril impossibilitada de ser extraída de um cano após estiramento e laminação, e um método para fabricar um cano sem costura através do uso do moinho de mandril. Doravante no presente documento, "cano ou tubo" é referido como "cano" quando considerado apropriado.

Antecedentes da Técnica

[002] Na fabricação de um cano sem costura através do processo de moinho de mandril de Mannesmann, primeiro, um tarugo redondo ou tarugo quadrado é aquecido em um forno de aquecimento e, desde então, é furado e laminado por um moinho de perfuração para fabricar um cano em bruto oco. Posteriormente, uma barra de mandril é inserida na face interna do cano em bruto oco para ser submetida a estiramento e laminação por um moinho de mandril que inclui uma pluralidade de cadeiras de laminação. Desde então, o cano após estiramento e laminação é laminado em um diâmetro externo predeterminado por meio de um moinho de redução, fornecendo, então, um produto.

[003] Como o moinho de mandril descrito acima, convencionalmente, é amplamente usado um moinho de mandril de tipo de 2 rolos que inclui uma pluralidade de cadeiras de laminação, em que dois rolos sulcados opostos são dispostos em cada cadeira de laminação, e as direções de prensagem dos rolos sulcados são alternativamente deslocadas por 90° entre as cadeiras de laminação adjacentes.

[004] Nesse moinho de mandril de tipo de 2 rolos, existe um risco em que a incisão pode ocorrer entre um rolo sulcado e um cano em bruto nas proximidades de um flange do rolo sulcado causada por uma diferença excessiva em velocidade circunferencial entre o fundo de sulco e o flange do rolo sulcado, e um defeito (defeito de aleta) que pode ocorrer no cano em bruto causado pela remoção excessiva do material de cano em bruto em um flange do rolo sulcado. Para prevenir tal incisão e defeito de aleta, no moinho de mandril de tipo de 2 rolos, o rolo sulcado é geralmente projetado de modo que o raio de curvatura seja maior nas duas extremidades do perfil de sulco (o formato de sulco obtido através do corte do rolo sulcado com uma placa que passa através do centro de rotação do rolo sulcado). Nesse caso, visto que a região do cano em bruto que correspondente à proximidade do flange do rolo sulcado é apenas submetida a uma tensão na direção longitudinal sem ser restrita ou pelo rolo sulcado ou pela barra de mandril, é difícil controlar a deformação (saliência) na direção circunferencial do cano. Por essa razão, um problema existe, no qual um defeito de micro vazamentos etc. é provável de ocorrer em um cano feito de um material que tem uma baixa deformação por aquecimento como um aço inoxidável.

[005] Para resolver os problemas descritos acima de um moinho de mandril de tipo de 2 rolos, recentemente, um moinho de mandril de tipo de 3 rolos foi introduzido nos três rolos sulcados que são dispostos em cada cadeira de laminação.

[006] Um moinho de mandril de tipo de 3 rolos típico inclui uma pluralidade de cadeiras de laminação, em que três rolos sulcados são dispostos em cada cadeira de laminação de modo que o ângulo formado por direções de prensagem seja de 120°, e as direções de prensagem dos rolos sulcados sejam alternativamente deslocadas por 60° entre as cadeiras de laminação adjacentes.

[007] Em um moinho de mandril de tipo de 3 rolos típico, conforme mostrado na Figura 1B, rolos sulcados R, uma barra de mandril M e um cano em bruto S são dispostos, e conforme descrito acima, as direções de prensagem dos rolos sulcados são alternativamente deslocadas por 60° entre as cadeiras de laminação adjacentes. Dessa forma, quando a redução de espessura de parede é realizada na circunferência inteira do cano em bruto por um par de cadeiras de laminação adjacentes, é necessário realizar a redução de espessura de parede em uma região do cano em bruto definida por um ângulo central de 60° por cada rolo sulcado disposto em cada cadeira de laminação (consulte a Figura 1B. TR indica uma porção de redução de espessura de parede). Em outras palavras, a região em que a redução de espessura de parede não é realizada por cada rolo sulcado é apenas as regiões do cano em bruto definidas por um ângulo central de 30° respectivamente correspondente a uma região mais perto dos flanges opostos de cada rolo sulcado. Além do mais, a realização da redução de espessura de parede em uma região do cano em bruto definida por um ângulo central de 60°, o ângulo central que define um arco circular que constitui um perfil de fundo de sulco (o perfil nas proximidades do fundo de sulco de um perfil de sulco) de cada rolo sulcado é definido em 60° ou mais.

[008] Em contraste, em um moinho de mandril de tipo de 2 rolos, conforme mostrado na Figura 1A, rolos sulcados R, uma barra de mandril M e um cano em bruto S são dispostos, e a redução de espessura de parede será realizada em uma região do cano em bruto definida por um ângulo central de 90° por cada rolo sulcado disposto em cada cadeira de laminação (consulte a Figura 1A. TR indica uma porção de redução de espessura de parede). Em outras palavras, a região em que a redução de espessura de parede não é realizada por cada rolo sulcado é a região do cano em bruto definida por um ângulo central de 45° respectivamente correspondente a uma região mais perto dos flanges opostos de cada rolo sulcado, e a faixa em que a redução de espessura de parede não é realizada é maior em comparação ao caso de um moinho de mandril de tipo de 3 rolos típico.

[009] Dessa forma, no caso de um moinho de mandril de tipo de 3 rolos típico, visto que a quantidade de saliência externa do material de cano em bruto durante estiramento e laminação é menor em comparação ao caso de um moinho de mandril de tipo de 2 rolos, existe um risco de que a circunferência do cano em bruto seja reduzida em razão do estiramento e da laminação, e então, a superfície interna do cano em bruto comprime a barra de mandril de modo que a barra de mandril seja impossibilitada de ser extraída de um cano após estiramento e laminação.

[0010] Para resolver os problemas de um moinho de mandril de tipo de 3 rolos típico conforme descrito acima, a Literatura de Patente 1 propõe um moinho de mandril de tipo de 3 rolos (reivindicações da Literatura de Patente 1 etc.) em que as direções de prensagem dos rolos sulcados são deslocadas por 40° para cada cadeira de laminação dentre as três cadeiras de laminação que antecedem a cadeira de laminação final, e cada rolo sulcado disposto nas três cadeiras de laminação descritas acima é formado de modo a entrar em contato com uma região do cano em bruto definida por um ângulo central de 40° (a redução de espessura de parede da região considerada é realizada).

[0011] Para ser específico, no moinho de mandril descrito na Literatura de Patente 1, o rolo sulcado disposto na primeira e na segunda cadeiras de laminação é reportado para ser aquele que é usado em um moinho de mandril de tipo de 3 rolos típico conforme mostrado na Figura 3 da Literatura de Patente 1 etc. Ou seja, as direções de prensagem dos rolos sulcados são deslocadas por 60° entre a primeira e a segunda cadeiras de laminação, e cada rolo sulcado que é disposto na primeira e na segunda cadeiras de laminação é configurado para ter um perfil de sulco formado no mesmo de modo que o rolo sulcado entre em contato com uma região do cano em bruto definida por um ângulo central de 60° (a redução de espessura de parede é realizada na região considerada) (o ângulo central que define um arco circular que constitui o perfil de fundo de sulco é definido em 60°).

[0012] Além disso, o moinho de mandril descrito na Literatura de Patente 1 é configurado de modo que as direções de prensagem dos rolos sulcados sejam deslocadas por 40° para cada cadeira de laminação dentre uma terceira a uma quinta cadeira de laminação, e cada rolo sulcado disposto da terceira a quinta cadeiras de laminação tem um perfil de sulco formado no mesmo de modo do rolo sulcado que entra em contato com uma região do cano em bruto definida por um ângulo central de 40° (a redução de espessura de parede é realizada na região considerada) (o ângulo central que define o arco circular que constitui o perfil de fundo de sulco é definido em 40°).

[0013] Em outras palavras, no moinho de mandril descrito na Literatura de Patente 1, a região em que a redução de espessura de parede não é realizada por cada rolo sulcado disposto da terceira a quinta cadeiras de laminação é uma região do cano em bruto definida por um ângulo central de 40° respectivamente correspondente à região mais perto dos flanges opostos de cada rolo sulcado, e a faixa em que a redução de espessura de parede não é realizada é maior em comparação com o caso de um moinho de mandril de tipo de 3 rolos típico. Dessa forma, no moinho de mandril descrito na Literatura de Patente 1, a quantidade de saliência externa do material de cano em bruto durante estiramento e laminação se tornará maior da terceira a quinta cadeiras de laminação em comparação ao caso de um moinho de mandril de tipo de 3 rolos típico.

Lista de Citação Literatura de patente

[0014] Literatura de Patente 1: JP7-47410A

Sumário da Invenção Problema da Técnica

[0015] Contudo, a partir da investigação conduzida pelos presentes inventores, é revelado que no moinho de mandril descrito na Literatura de Patente 1, particularmente quando o material de cano em bruto é um aço de alta liga como um aço inoxidável, o fenômeno em que a barra de mandril se torna impossibilitada de ser extraída de um cano após estiramento e laminação não pode ser adequadamente suprimido.

[0016] Além do mais, no moinho de mandril descrito na Literatura de Patente 1, enquanto as direções de prensagem de rolos sulcados são deslocadas por 60° entre a primeira e a segunda cadeiras de laminação, as direções de prensagem dos rolos sulcados são deslocadas por 40° para cada cadeira de laminação dentre a terceira a quinta cadeiras de laminação. Como resultado do mesmo, no moinho de mandril descrito na Literatura de Patente 1, em contraste a um moinho de mandril de tipo de 3 rolos típico em que as direções de prensagem de rolos sulcados são alternativamente deslocadas por 60° em uma faixa da primeira cadeira de laminação à cadeira de laminação final, a disposição da haste de condução giratória etc. do rolo sulcado se tornará complicada, resultando, então, no aumento em custo de instalação e deterioração da capacidade de manutenção.

[0017] Além disso, enquanto em um moinho de mandril de tipo de 3 rolos típico, a redução de espessura de parede é realizada na circunferência inteira do cano em bruto em duas cadeiras de laminação adjacentes, a redução de espessura de parede é realizada na circunferência inteira do cano em bruto em três cadeiras de laminação (de uma terceira a uma quinta cadeiras de laminação) no moinho de mandril descrito na Literatura de Patente 1. Por essa razão, no moinho de mandril descrito na Literatura de Patente 1, o número de cadeiras de laminação aumenta em comparação a um moinho de mandril de tipo de 3 rolos típico resultando, então, no aumento em custo de instalação e deterioração da capacidade de manutenção.

[0018] A presente invenção foi criada para resolver tais problemas de técnica anterior, e tem como seu objetivo fornecer um moinho de mandril que inclui uma pluralidade de cadeiras de laminação em que três rolos sulcados são dispostos em cada cadeira de laminação, e que pode adequadamente suprimir um fenômeno em que a barra de mandril se torna impossibilitada de ser extraída de um cano após estiramento e laminação, sem resultar no aumento em custo de instalação e deterioração da capacidade de manutenção, e um método para fabricar um cano sem costura através do uso do moinho de mandril.

Solução para o Problema

[0019] Para resolver os problemas descritos acima, os presentes inventores conduziram um estudo diligente para eventualmente obter as seguintes revelações.

[0020] Visto que, no moinho de mandril descrito na Literatura de Patente 1, o rolo sulcado disposto na primeira e na segunda cadeiras de laminação é um rolo sulcado que é usado em um moinho de mandril de tipo de 3 rolos típico (um rolo sulcado em que o perfil de sulco é formado de modo que o rolo sulcado entre em contato com uma região do cano em bruto definida por um ângulo central de 60°), a quantidade de saliência externa do material de cano em bruto durante estiramento e laminação na primeira e na segunda cadeiras de laminação é pequena, resultando, então, em uma circunferência menor do cano em bruto. Em particular, quando o material de cano em bruto é um aço de alta liga como um aço inoxidável, em razão da adição a tal quantidade de saliência externa do material de cano em bruto que será ainda reduzida, do aço de alta liga que tem uma razão de depreciação térmica alta, a depreciação da circunferência do cano em bruto aumentará de maneira notável. Consequentemente, é revelado que uma vez que a circunferência do cano em bruto se tornou excessivamente pequena em razão do estiramento e da laminação na primeira e na segunda cadeiras de laminação, até mesmo se o cano em bruto for submetido a estiramento e laminação por um rolo sulcado que é formado de modo que a quantidade de saliência externa do material de cano em bruto aumente durante estiramento e laminação da terceira a quinta cadeiras de laminação (um rolo sulcado em que o perfil de sulco é formado de modo que o rolo sulcado entre em contato com uma região do cano em bruto definida por um ângulo central de 40°), a circunferência do cano após estiramento e laminação aumentará, e o fenômeno em que a barra de mandril se torna impossibilitada de ser extraída de um cano após estiramento e laminação não pode ser adequadamente suprimido. Em outras palavras, os presentes inventores revelaram que, para suprimir adequadamente o fenômeno em que a barra de mandril se torna impossibilitada de ser extraída de um cano após estiramento e laminação, é essencial formar o rolo sulcado de modo que a quantidade de saliência externa do material de cano em bruto aumente durante estiramento e laminação pelo menos na primeira e na segunda cadeiras de laminação.

[0021] A presente invenção foi alcançada com base nas revelações acima dos presentes inventores. Ou seja, a presente invenção fornece um moinho de mandril que compreende uma pluralidade de cadeiras de laminação em que três rolos sulcados são dispostos em cada cadeira de laminação de modo que um ângulo formado por direções de prensagem seja de 120° e as direções de prensagem de rolos sulcados sejam alternativamente deslocadas por 60° entre as cadeiras de laminação adjacentes, em que um ângulo central que define um arco circular que constitui um perfil de fundo de sulco em um perfil de sulco dos rolos sulcados dispostos pelo menos na primeira e na segunda cadeiras de laminação é definido em menos do que 60°, e uma distância entre um ponto no perfil de sulco com exceção do perfil de fundo de sulco e um centro do arco circular é mais longa do que um raio do arco circular.

[0022] No moinho de mandril em relação à presente invenção, o ângulo central que define um arco circular que constitui um perfil de fundo de sulco (um perfil das proximidades do fundo de sulco em um perfil de sulco) dos rolos sulcados dispostos pelo menos na primeira e na segunda cadeiras de laminação é definido em menos do que 60°. Além disso, a distância entre um ponto no perfil de sulco com exceção do perfil de fundo de sulco e o centro do arco circular é mais longa do que o raio do arco circular. Dessa forma, em comparação a um moinho de mandril de tipo de 3 rolos típico convencional, a quantidade de saliência externa do material de cano ou tubo em bruto durante estiramento e laminação pelo menos na primeira e segunda cadeiras de laminação é grande, e até mesmo se o material de cano ou tubo em bruto for um aço de alta liga como um aço inoxidável é possível aumentar a circunferência do cano após estiramento e laminação. Dessa forma, é possível suprimir adequadamente o fenômeno em que a barra de mandril se torna impossibilitada de ser extraída de um cano ou tubo após estiramento e laminação.

[0023] Além disso, visto que no moinho de mandril em relação à presente invenção, as direções de prensagem dos rolos sulcados são alternativamente deslocadas por 60° em todas as cadeiras de laminação como com um moinho de mandril de tipo de 3 rolos típico, a disposição da haste de condução giratória etc. do rolo sulcado não se tornará complicada diferente do moinho de mandril descrito na Literatura de Patente 1. Além disso, o número de cadeiras de laminação pode ser o mesmo daquele de um moinho de mandril de tipo de 3 rolos típico. Dessa forma, não resultará no aumento em custo de instalação e deterioração da capacidade de manutenção.

[0024] Conforme descrito até agora, de acordo com o moinho de mandril em relação à presente invenção, é possível suprimir adequadamente o fenômeno em que a barra de mandril se torna impossibilitada de ser extraída de um cano ou tubo após estiramento e laminação, sem resultar no aumento em custo de instalação e deterioração da capacidade de manutenção.

[0025] Além do mais, a configuração não apenas dos rolos sulcados dispostos na primeira e na segunda cadeiras de laminação, mas também dos rolos sulcados dispostos nas cadeiras de laminação após a terceira cadeira de laminação de modo que o ângulo central que define um arco circular que constitui o perfil de fundo de sulco seja definido em menos do que 60°, e a distância entre um ponto no perfil de sulco com exceção do perfil de fundo de sulco e o centro do arco circular é maior do que o raio do arco circular, possibilitará suprimir mais adequadamente o fenômeno em que a barra de mandril se torna impossibilitada de ser extraída de um cano ou tubo após estiramento e laminação.

[0026] No presente, é preferível que o ângulo central que define o arco circular que constitui o perfil de fundo de sulco dos rolos sulcados dispostos pelo menos na primeira e na segunda cadeiras de laminação seja definido em não menos do que 30°. Se o ângulo central é definido em menos do que 30°, a região em que a redução de espessura de parede não é realizada em uma cadeira de laminação excederá 3/4 da circunferência inteira do cano ou tubo em bruto, e até mesmo com uma primeira e segunda cadeiras de laminação combinadas, a região em que a redução de espessura de parede não é realizada excederá 1/2 da circunferência inteira do cano ou tubo em bruto. Por essa razão, a quantidade de redução em espessura de parede nas cadeiras de laminação após a terceira cadeira de laminação se torna maior do que aquela na primeira e na segunda cadeiras de laminação que resultam em um risco em que o número das cadeiras de laminação após a terceira cadeira de laminação tem que ser aumentado.

[0027] Além disso, a "primeira cadeira de laminação" na presente invenção refere-se a uma cadeira de laminação que é disposta na primeira posição contada a partir do lado de entrada do moinho de mandril. Se maneira semelhante, a "segunda cadeira de laminação" na presente invenção refere-se a uma cadeira de laminação que é disposta em uma segunda posição contada a partir do lado de entrada do moinho de mandril.

[0028] No presente, é conhecido que quando três rolos sulcados são dispostos em cada cadeira de laminação de modo que o ângulo formado por direções de prensagem é de 120°, e as direções de prensagem dos rolos sulcados são alternativamente deslocadas por 60° entre as cadeiras de laminação adjacentes, a espessura de parede de uma região do cano ou tubo em bruto (doravante apropriadamente referida como "porção intermediária" visto que a mesma é uma região que é laminada em uma região intermediária entre o fundo de sulco e o flange do rolo sulcado) que é laminada pela região de cada rolo sulcado localizada a partir do fundo de sulco a um ângulo de aproximadamente 30° ao redor do centro do sulco tende a ser maior do que a espessura de parede de outras regiões.

[0029] Dessa forma, na cadeira de laminação final dentre as cadeiras de laminação para realizar a redução de espessura de parede em um cano ou tubo em bruto, a redução de espessura de parede pode ser principalmente realizada na porção intermediária descrita acima a partir do ponto de vista de da prevenção da excentricidade de espessura de parede.

[0030] Contudo, na cadeira de laminação final de um moinho de mandril de tipo de 3 rolos típico convencional, é comum que a distância entre um ponto no perfil de sulco do rolo sulcado e o centro do sulco é aproximadamente constante sobre uma faixa a partir do fundo de sulco a uma região localizada em um ângulo de aproximadamente 30° ao redor do centro do sulco. Por essa razão, em uma ampla faixa em uma direção circunferencial do cano ou tubo em bruto que inclui não apenas a porção intermediária descrita acima, mas também uma região oposta ao fundo de sulco do rolo sulcado, a redução de espessura de parede é realizada no cano ou tubo em bruto entre o rolo sulcado e a barra de mandril. Dessa forma, a maior direção saliente do material de cano ou tubo em bruto durante estiramento e laminação na cadeira de laminação final será a direção longitudinal do cano ou tubo em bruto, e a quantidade de saliência na direção circunferencial do cano ou tubo em bruto é pequena de modo que a circunferência de um cano ou tubo após estiramento e laminação se torne pequena. Como resultado disso, existe um risco em que o fenômeno em que a barra de mandril se torna impossibilitada de ser extraída de um cano ou tubo após estiramento e laminação não pode ser adequadamente suprimido.

[0031] Os inventores conduziram um estudo diligente em vista da formação de um perfil do rolo sulcado de modo que o material de cano ou tubo em bruto esteja saliente principalmente na direção circunferencial do cano ou tubo em bruto durante estiramento e laminação na cadeira de laminação final que permite que a circunferência do cano ou tubo após estiramento e laminação seja aumentada, tornando então, possível ainda suprimir adequadamente o fenômeno em que a barra de mandril se torna impossibilitada de ser extraída de um cano ou tubo após estiramento e laminação, e que a redução de espessura de parede pode ser principalmente realizada na porção intermediária descrita acima na cadeira de laminação final, e eventualmente, considerando uma configuração preferida do moinho de mandril em relação à presente invenção.

[0032] Ou seja, preferencialmente, uma distância entre um ponto do perfil de sulco de cada rolo sulcado disposto em uma cadeira de laminação final dentre as cadeiras de laminação para realizar redução de espessura de parede em um cano ou tubo em bruto e um centro do sulco, não é constante, e se torna mínima em um ponto no perfil de sulco localizado em qualquer ângulo em uma faixa de não menos do que 27° e não mais do que 33° ao redor do centro do sulco a partir do fundo de sulco.

[0033] De acordo com tal configuração preferencial, visto que na cadeira de laminação final, a distância entre um ponto no perfil de sulco e o centro do sulco não é constante, mas se torna mínima em um ponto no perfil de sulco localizado em um ângulo de aproximadamente 30° (não menos do que 27° e não mais do que 33°) ao redor do centro do sulco a partir do fundo de sulco, a redução de espessura de parede será realizada no cano ou tubo em bruto entre o rolo sulcado e a barra de mandril apenas na periferia da porção intermediária descrita acima. Por essa razão, visto que a maior direção em que o material de cano ou tubo em bruto está saliente durante estiramento e laminação na cadeira de laminação final será a direção circunferencial do cano ou tubo em bruto, a circunferência do cano ou tubo após estiramento e laminação aumentar em comparação no caso em que estiramento e laminação são realizados em uma cadeira de laminação final em que um rolo sulcado que tem um perfil de sulco conforme na técnica anterior é disposto. Como resultado disso, é possível ainda suprimir adequadamente o fenômeno em que a barra de mandril se torna impossibilitada de ser extraída de um cano ou tubo após estiramento e laminação.

[0034] É notado que "a cadeira de laminação final dentre as cadeiras de laminação para a realização de redução de espessura de parede em um cano ou tubo em bruto" na presente invenção refere-se a uma cadeira de laminação que é disposta mais perto do lado de saída do moinho de mandril dentre as cadeiras de laminação para realizar a redução de espessura de parede em um cano ou tubo em bruto.

[0035] Para resolver os problemas descritos acima, a presente invenção também fornece um moinho de mandril que inclui uma pluralidade de cadeiras de laminação em que três rolos sulcados são dispostos em cada cadeira de laminação de modo que o ângulo formado por direções de prensagem seja de 120° e as direções de prensagem de rolos sulcados sejam alternativamente deslocadas por 60° entre as cadeiras de laminação adjacentes, em que uma distância entre um ponto do perfil de sulco de cada rolo sulcado disposto em uma cadeira de laminação final dentre as cadeiras de laminação para a realização da redução de espessura de parede em um cano ou tubo em bruto, e um centro do sulco não seja constante, e se torne mínima em um ponto no perfil de sulco localizado em qualquer ângulo em uma faixa de não menos do que 27° e não mais do que 33° ao redor do centro do sulco a partir do fundo de sulco.

[0036] De acordo com a presente invenção, visto que em a cadeira de laminação final, a distância entre um ponto no perfil de sulco e o centro do sulco não é constante, mas se torna um mínimo em um ponto no perfil de sulco localizado em um ângulo de aproximadamente 30° (não menos do que 27° e não mais do que 33°) ao redor do centro do sulco a partir do fundo de sulco, a redução de espessura de parede será realizada no cano ou tubo em bruto entre o rolo sulcado e a barra de mandril apenas na periferia da porção intermediária descrita acima. Por essa razão, visto que a maior direção em que o material de cano ou tubo em bruto está saliente durante estiramento e laminação na cadeira de laminação final será a direção circunferencial do cano ou tubo em bruto, a circunferência do cano ou tubo após estiramento e laminação aumenta em comparação com o caso em que estiramento e laminação são realizados em uma cadeira de laminação final em que um rolo sulcado que tem um perfil de sulco conforme na técnica anterior é disposto. Como resultado disso, é possível ainda suprimir adequadamente o fenômeno em que a barra de mandril se torna impossibilitada de ser extraída de um cano ou tubo após estiramento e laminação.

[0037] Além disso, visto que no moinho de mandril em relação à presente invenção, as direções de prensagem dos rolos sulcados são alternativamente deslocadas por 60° em todas as cadeiras de laminação como com um moinho de mandril de tipo de 3 rolos típico, a disposição da haste de condução giratória etc. do rolo sulcado não se tornará complicada, diferente do moinho de mandril descrito na Literatura de Patente 1. Além disso, o número de cadeiras de laminação pode ser o mesmo daquele de um moinho de mandril de tipo de 3 rolos típico. Dessa forma, não resultará no aumento em custo de instalação e deterioração da capacidade de manutenção.

[0038] Como descrito até agora, de acordo com o moinho de mandril em relação à presente invenção, é possível suprimir adequadamente o fenômeno em que a barra de mandril se torna impossibilitada de ser extraída de um cano ou tubo após estiramento e laminação, sem resultar no aumento em custo de instalação e deterioração da capacidade de manutenção.

[0039] Para resolver os problemas descritos acima, a presente invenção ainda fornece um método para fabricar um cano ou tubo sem costura, que compreende uma etapa de estiramento e laminação de um cano ou tubo em bruto por meio do moinho de mandril descrito acima.

Efeitos vantajosos da Invenção

[0040] De acordo com o moinho de mandril em relação à presente invenção, é possível suprimir adequadamente o fenômeno em que a barra de mandril se torna impossibilitada de ser extraída de um cano ou tubo após estiramento e laminação, sem resultar no aumento em custo de instalação e deterioração da capacidade de manutenção.

Breve descrição dos Desenhos

[0041] As Figuras 1A e 1B são vistas em corte transversal longitudinal que ilustra a diferença entre um moinho de mandril de tipo de 2 rolos e um moinho de mandril de tipo de 3 rolos.

[0042] As Figuras 2A, 2B e 2C são vistas em corte transversal longitudinal que mostra esquematicamente a configuração de um rolo sulcado disposto na primeira e na segunda cadeiras de laminação de um moinho de mandril em relação a uma modalidade da presente invenção.

[0043] As Figuras 3A, 3B e 3C são vistas em corte transversal longitudinal que mostra esquematicamente uma configuração preferencial de um rolo sulcado disposto em uma cadeira de laminação final dentre as cadeiras de laminação para realizar a redução de espessura de parede em um cano em bruto no moinho de mandril em relação a uma modalidade da presente invenção.

[0044] As Figuras 4A, 4B e 4C são diagramas explicativos para ilustrar o efeito de um rolo sulcado disposto na cadeira de laminação final mostrada nas Figuras 3A, 3B e 3C.

[0045] A Figura 5 mostra resultados da avaliação dos Exemplos 1-1 a 1-3, e Exemplo comparativo 1.

[0046] A Figura 6 mostra resultados da avaliação dos Exemplos 2-1 e 2-2, e Exemplo comparativo 2.

[0047] A Figura 7 mostra resultados da avaliação dos Exemplos 3 e Exemplo comparativo 3.

[0048] A Figura 8 mostra resultados da avaliação do Exemplo 4 e Exemplo comparativo 4.

Descrição de Modalidades

[0049] Doravante, modalidades da presente invenção serão descritas apropriadamente em referência aos desenhos anexos.

Primeira modalidade

[0050] Um moinho de mandril em relação à presente modalidade inclui uma pluralidade de (cinco na presente modalidade) cadeiras de laminação em que três rolos sulcados são dispostos em cada cadeira de laminação de modo que um ângulo formado pelas direções de prensagem é de 120°, e as direções de prensagem dos rolos sulcados são alternativamente deslocadas por 60° entre as cadeiras de laminação adjacentes.

[0051] As Figuras 2A, 2B e 2C são vistas em corte transversal longitudinal que mostram esquematicamente a configuração de um rolo sulcado disposto na primeira e na segunda cadeiras de laminação de um moinho de mandril em relação à presente modalidade. A Figura 2A mostra uma configuração esquemática de três rolos sulcados dispostos na primeira cadeira de laminação. A Figura 2B mostra uma configuração esquemática de três rolos sulcados dispostos na segunda cadeira de laminação. A Figura 2C mostra uma configuração esquemática de cada rolo sulcado disposto na primeira e na segunda cadeiras de laminação. Nas Figuras 2A, 2B e 2C, o caractere de referência O indica um centro do sulco (um centro da linha de passagem do cano em bruto), e caractere de referência C1 indica o centro de um arco circular que tem um raio de R1. A distância (compensação) entre o centro do sulco O e o centro C1 de um arco circular é ajustada quando canos em bruto que têm diferentes diâmetros externos e as espessuras de parede são submetidas a estiramento e laminação com o mesmo rolo sulcado, e é determinada para ser um valor apropriado de acordo com o diâmetro externo e espessura de parede do cano em bruto a ser submetida a estiramento e laminação.

[0052] Como mostrado nas Figuras 2A, 2B e 2C, o moinho de mandril em relação à presente modalidade é configurado de modo que o ângulo central θ que define um arco circular (raio R1) que constitui um perfil de fundo de sulco de um rolo sulcado R disposto pelo menos na primeira e na segunda cadeiras de laminação seja definido em menos do que 60°, e a distância entre um ponto no perfil de sulco P com exceção do perfil de fundo de sulco e o centro C1 do arco circular seja mais longa do que o raio R1 do arco circular. Devido a tal configuração, no moinho de mandril em relação à presente modalidade, a quantidade de saliência externa de um material de cano em bruto durante estiramento e laminação é maior pelo menos na primeira e na segunda cadeiras de laminação em comparação a um moinho de mandril de tipo de 3 rolos típico convencional, e é possível aumentar a circunferência do cano após estiramento e laminação até mesmo se o material de cano em bruto é um aço de alta liga como um aço inoxidável. Dessa forma, é possível suprimir adequadamente o fenômeno em que a barra de mandril se torna impossibilitada de ser extraída de um cano após estiramento e laminação.

[0053] Deve ser notado que o ângulo central θ que define o arco circular que constitui o perfil de fundo de sulco de cada rolo sulcado R disposto pelo menos na primeira e na segunda cadeiras de laminação é preferencialmente definido em não menos do que 30°. Se o ângulo central θ é definido em menos do que 30°, a região em que a redução de espessura de parede não é realizada em uma cadeira de laminação, excederá 3/4 da circunferência inteira do cano em bruto, e até mesmo com uma primeira e segunda cadeiras de laminação combinadas, a região em que a redução de espessura de parede não é realizada, excederá 1/2 da circunferência inteira do cano em bruto. Por essa razão, a quantidade de redução da espessura de parede nas cadeiras de laminação após a terceira cadeira de laminação se torna maior do que aquela na primeira e na segunda cadeiras de laminação, o que resulta em um risco de que o número das cadeiras de laminação após a terceira cadeira de laminação tem que ser aumentado.

[0054] As Figuras 3A, 3B e 3C são vistas em corte transversal longitudinal que mostram esquematicamente uma configuração preferencial de um rolo sulcado disposto em uma cadeira de laminação final (uma quinta cadeira de laminação na presente modalidade) dentre as cadeiras de laminação para realização da redução de espessura de parede em um cano em bruto no moinho de mandril em relação à presente modalidade. A Figura 3A mostra uma configuração esquemática de cada rolo sulcado disposto na quinta cadeira de laminação. A Figura 3B mostra, em exagero, uma porção indicada por um símbolo de seta A do perfil de sulco mostrado na Figura 3A. A Figura 3C mostra esquematicamente a distância entre o perfil de sulco e o centro do sulco de cada rolo sulcado disposto na quinta cadeira de laminação. Nas Figuras 3A, 3B e 3C, o caractere de referência L indica a distância entre um ponto no perfil de sulco P, que é localizado em um ângulo α ao redor do centro do sulco O a partir do fundo de sulco B e centro do sulco O.

[0055] Como mostrado nas Figuras 3A, 3B e 3C, em uma configuração preferencial do moinho de mandril em relação à presente modalidade, a distância L entre um ponto no perfil de sulco P e o centro do sulco O do rolo sulcado R disposto na cadeira de laminação final (a quinta cadeira de laminação) não é constante, e se torna um valor mínimo L0 em um ponto no perfil de sulco P localizado em um ângulo α0 (27° ≤ α0 ≤ 33°) ao redor do centro do sulco O a partir do fundo de sulco B. Ou seja, em α = α0, a distância L entre um ponto no perfil de sulco P e o centro do sulco O é dada como L = L0.

[0056] As Figuras 4A, 4B e 4C são diagramas explicativos para ilustrar o efeito de um rolo sulcado disposto na cadeira de laminação final mostrada nas Figuras 3A, 3B e 3C. A Figura 4A é uma vista em corte transversal que mostra esquematicamente uma situação em que um cano em bruto S é submetido a estiramento e laminação por um rolo sulcado R e uma barra de mandril M. A Figura 4B é uma vista que mostra esquematicamente uma redução de espessura de parede região A em uma cadeira de laminação final convencional. A Figura no lado superior da Figura 4B mostra uma vista visualizada a partir da direção de prensagem do rolo sulcado R, e a Figura no lado inferior mostra uma vista visualizada a partir direção do rolo. A Figura 4C é uma vista que mostra esquematicamente uma redução de espessura de parede região A em uma cadeira de laminação final em que o rolo sulcado mostrado nas Figuras 3A, 3B e 3C é disposto. A Figura no lado superior da Figura 4C mostra uma vista visualizada a partir da direção de prensagem do rolo sulcado R, e a Figura no lado inferior mostra uma vista visualizada a partir da direção do rolo. Nas Figuras 4A, 4B e 4C, o caractere de referência X indica a direção circunferencial do cano em bruto S, caractere de referência Y indica a direção de prensagem pelo rolo sulcado R, e o caractere de referência Z indica a direção do rolo. Além do mais, nas Figuras 4A, 4B e 4C, o símbolo de setas ocas indica o fluxo do material de cano em bruto, e o símbolo de setas negras sólidas indica localizações de redução de espessura de parede. Além disso, um cano em bruto S nas Figuras 4B e 4C indica o cano em bruto no lado de entrada da cadeira de laminação final.

[0057] Em uma cadeira de laminação final convencional, é comum que a distância entre um ponto no perfil de sulco P do rolo sulcado R e o centro do sulco O seja aproximadamente constante sobre uma faixa a partir do fundo de sulco B a uma região localizada em um ângulo de aproximadamente 30° ao redor do centro do sulco O. Por essa razão, conforme mostrado na Figura 4B, em uma ampla faixa A na direção circunferencial do cano em bruto S que inclui não apenas uma porção intermediária (uma região do cano em bruto S que é laminada em uma região de cada rolo sulcado R localizado a partir do fundo de sulco B a um ângulo de aproximadamente 30° ao redor do centro do sulco O), mas também uma região oposta ao fundo de sulco B do rolo sulcado R, a redução de espessura de parede será realizada no cano em bruto S entre o rolo sulcado R e a barra de mandril M. Dessa forma, a maior direção saliente do material de cano em bruto durante estiramento e laminação na cadeira de laminação final será a direção longitudinal (direção Z) do cano em bruto S, e a quantidade de saliência na direção circunferencial (direção X) do cano em bruto S é pequena de modo que a circunferência do cano após estiramento e laminação se tornará pequena. Como resultado disso, existe um risco de que não seja possível suprimir adequadamente o fenômeno em que a barra de mandril M se torna impossibilitada de ser extraída de um cano após estiramento e laminação.

[0058] Por outro lado, na cadeira de laminação final em que o rolo sulcado R mostrado nas Figuras 3A, 3B e 3C é disposto, a distância L entre um ponto no perfil de sulco P e o centro do sulco O não é constante, e se torna um valor mínimo L0 em um ponto no perfil de sulco P localizado em um ângulo α0 de aproximadamente 30° (não menos do que 27° e não mais do que 33°) ao redor do centro do sulco O a partir do fundo de sulco B. Como resultado disso, conforme mostrado na Figura 4C, a redução de espessura de parede será realizada no cano em bruto S entre o rolo sulcado R e a barra de mandril M apenas na periferia A da porção intermediária descrita acima. Por essa razão, a maior direção em que o material de cano em bruto está saliente durante estiramento e laminação na cadeira de laminação final será a direção circunferencial (direção X) do cano em bruto S, a circunferência do cano após estiramento e laminação se torna maior em comparação a um caso em que estiramento e laminação são realizados em uma cadeira de laminação final convencional (Figura 4B). Como resultado disso, é possível ainda suprimir adequadamente o fenômeno em que a barra de mandril M se torna impossibilitada de ser extraída de um cano após estiramento e laminação.

Segunda modalidade

[0059] Um moinho de mandril em relação à presente modalidade inclui, como com a primeira modalidade, uma pluralidade de (cinco na presente modalidade) cadeiras de laminação em que três rolos sulcados são dispostos em cada cadeira de laminação de modo que um ângulo formado pelas direções de prensagem seja 120°, e as direções de prensagem dos rolos sulcados sejam alternativamente deslocadas por 60° entre as cadeiras de laminação adjacentes.

[0060] Além do mais, como com uma configuração preferencial do moinho de mandril em relação à primeira modalidade como descrito com referência às Figuras 3A, 3B e 3C, no moinho de mandril em relação à presente modalidade também, a distância L entre um ponto no perfil de sulco P e o centro do sulco O do rolo sulcado R disposto na cadeira de laminação final (a quinta cadeira de laminação) não é constante, e se torna um valor mínimo L0 em um ponto no perfil de sulco P localizado em um ângulo α0 (27° ≤ α0 ≤ 33°) ao redor do centro do sulco O a partir do fundo de sulco B. Ou seja, em α = α0, a distância L entre o perfil de sulco P e o centro do sulco O é dada como L = L0.

[0061] Contudo, como para o moinho de mandril em relação à presente modalidade, em contraste ao moinho de mandril em relação à primeira modalidade, não há restrição de que o ângulo central θ que define um arco circular (raio R1) que constitui o perfil de fundo de sulco do rolo sulcado R disposto pelo menos na primeira e na segunda cadeiras de laminação seja definido em menos do que 60°.

[0062] Conforme descrito acima, na cadeira de laminação final do moinho de mandril em relação à presente modalidade, a distância L entre um ponto no perfil de sulco P e o centro do sulco O não é constante, e se torna um valor mínimo L0 em um ponto no perfil de sulco P localizado em um ângulo α0 de aproximadamente 30° (não menos do que 27° e não mais do que 33°) ao redor do centro do sulco O a partir do fundo de sulco B. Por essa razão, como para o moinho de mandril em relação à presente modalidade também, como com a configuração preferencial do moinho de mandril em relação à primeira modalidade descrita acima com referência às Figuras 4A, 4B e 4C, conforme mostrado na Figura 4C, a redução de espessura de parede será realizada no cano em bruto S entre o rolo sulcado R e a barra de mandril M apenas na periferia A da porção intermediária descrita acima (uma região do cano em bruto S que é laminada em uma região de rolo sulcado R localizada a partir do fundo de sulco B para um ângulo de aproximadamente 30° ao redor do centro do sulco O). Por essa razão, visto que a maior direção em que o material de cano em bruto está saliente durante estiramento e laminação na cadeira de laminação final será a direção circunferencial (direção X) do cano em bruto S, a circunferência do cano após estiramento e laminação se torna maior em comparação com o caso em que estiramento e laminação são realizados em uma cadeira de laminação final em que estiramento e laminação são realizados por uma cadeira de laminação final convencional (Figura 4B). Como resultado disso, é possível suprimir adequadamente o fenômeno em que a barra de mandril M se torna impossibilitada de ser extraída de um cano após estiramento e laminação.

[0063] Doravante, exemplos e exemplos comparativos da presente invenção serão descritos.

Exemplo 1-1

[0064] Em um moinho de mandril que inclui cinco cadeiras de laminação, O formato em corte transversal de um cano no lado de saída do moinho de mandril foi avaliado mediante a execução de análise com o uso de um método de elemento finito (FEM) em condições em que o ângulo central θ que define um arco circular que constitui o perfil de fundo de sulco de um rolo sulcado R é θ = 40° para todas da primeira à quinta cadeiras de laminação (a distância entre um ponto no perfil de sulco com exceção do perfil de fundo de sulco e o centro do arco circular é mais longa do que o raio do arco circular), o material de cano em bruto é aço inoxidável (SUS304), e o cano no lado de saída do moinho de mandril tem um diâmetro externo de 218 mm e uma espessura de parede de 5,5 mm.

Exemplo 1-2

[0065] O formato em corte transversal de um cano no lado de saída de um moinho de mandril foi avaliado mediante execução de análise com o uso de um método de elemento finito (FEM) nas mesmas condições daquelas do Exemplo 1-1 com exceção de que o ângulo central θ que define o arco circular que constitui o perfil de fundo de sulco de cada rolo sulcado R disposto na primeira à terceira cadeiras de laminação é θ = 40° (a distância entre um ponto no perfil de sulco com exceção do perfil de fundo de sulco e o centro do arco circular é mais longa do que o raio do arco circular), e o ângulo central θ que define o arco circular que constitui o perfil de fundo de sulco de cada rolo sulcado R disposto da quarta à quinta cadeiras de laminação é θ = 60° (a distância entre um ponto no perfil de sulco com exceção do perfil de fundo de sulco e o centro do arco circular é mais longa do que o raio do arco circular).

Exemplo 1-3

[0066] O formato em corte transversal de um cano no lado de saída de um moinho de mandril foi avaliado mediante execução de análise com o uso de um método de elemento finito (FEM) nas mesmas condições daquelas do Exemplo 1-1 com exceção de que o ângulo central θ que define o arco circular que constitui o perfil de fundo de sulco de cada rolo sulcado R dispostos da primeira à quarta cadeiras de laminação é θ = 40° (a distância entre um ponto no perfil de sulco com exceção do perfil de fundo de sulco e o centro do arco circular é mais longa do que o raio do arco circular), e a distância L entre um ponto no perfil de sulco P e o centro do sulco O do rolo sulcado R disposto na quinta cadeira de laminação não é constante, e se torna um mínimo em um ponto no perfil de sulco P localizado em um ângulo de 30° ao redor do centro do sulco O a partir do fundo de sulco B.

Exemplo comparativo 1

[0067] O formato em corte transversal de um cano no lado de saída de um moinho de mandril foi avaliado mediante execução de análise com o uso de um método de elemento finito (FEM) nas mesmas condições daquelas do Exemplo 1-1 com exceção de que o ângulo central θ que define o arco circular que constitui o perfil de fundo de sulco de cada rolo sulcado R dispostos da primeira à quinta cadeiras de laminação é θ = 60° (a distância entre um ponto no perfil de sulco com exceção do perfil de fundo de sulco e o centro do arco circular é mais longa do que o raio do arco circular).

Resultados da avaliação

[0068] A Figura 5 mostra resultados da avaliação dos Exemplos 1-1 a 1-3, e Exemplo comparativo 1. Na Figura 5, uma faixa de ângulo mostrada por uma linha de seta mostra uma faixa em que o cano RP e a barra de mandril M estão em contato um com o outro. Conforme mostrado na Figura 5, o resultado indicou que a razão de contato entre o cano e a barra de mandril foi reduzida e a circunferência interna do cano aumentou para qualquer um dos Exemplos 1-1 a 1-3 em comparação ao Exemplo comparativo 1. Em particular, o Exemplo 1-3 resultou em mostrar a circunferência interna maior do cano. A partir desses resultados, é esperado que de acordo com o moinho de mandril em relação à presente invenção, é possível suprimir adequadamente o fenômeno em que a barra de mandril se torna impossibilitada de ser extraída de um cano após estiramento e laminação.

Exemplo 2-1

[0069] Em um moinho de mandril que inclui cinco cadeiras de laminação, o formato em corte transversal de um cano no lado de saída de um moinho de mandril foi avaliado mediante execução de análise com o uso de um método de elemento finito (FEM) em condições em que o ângulo central θ que define o arco circular que constitui o perfil de fundo de sulco de cada rolo sulcado R dispostos na primeira e na segunda cadeiras de laminação é θ = 40° (a distância entre um ponto no perfil de sulco com exceção do perfil de fundo de sulco e o centro do arco circular é mais longa do que o raio do arco circular), e o ângulo central θ que define o arco circular que constitui o perfil de fundo de sulco de cada rolo sulcado R disposto da terceira à quinta cadeiras de laminação é θ = 60° (a distância entre um ponto no perfil de sulco com exceção do perfil de fundo de sulco e o centro do arco circular é mais longa do que o raio do arco circular), o material de cano em bruto é aço inoxidável (SUS304), e o cano no lado de saída do moinho de mandril tem um diâmetro externo de 218 mm e uma espessura de parede de 4,7 mm.

Exemplo 2-2

[0070] O formato em corte transversal de um cano no lado de saída de um moinho de mandril foi avaliado mediante execução de análise com o uso de um método de elemento finito (FEM) nas mesmas condições daquelas do Exemplo 2-1 com exceção de que a distância L entre um ponto no perfil de sulco P e o centro do sulco O do rolo sulcado R disposto na quinta cadeira de laminação não é constante, e se torna um mínimo em um ponto no perfil de sulco P localizado em um ângulo de 30° ao redor do centro do sulco O a partir do fundo de sulco B.

Exemplo comparativo 2

[0071] O formato em corte transversal de um cano no lado de saída de um moinho de mandril foi avaliado mediante execução de análise com o uso de um método de elemento finito (FEM) nas mesmas condições daquelas do Exemplo 2-1 com exceção de que o ângulo central θ que define o arco circular que constitui o perfil de fundo de sulco de cada rolo sulcado R dispostos da primeira à quinta cadeiras de laminação é θ = 60° (a distância entre um ponto no perfil de sulco com exceção do perfil de fundo de sulco e o centro do arco circular é mais longa do que o raio do arco circular).

Resultados da avaliação

[0072] A Figura 6 mostra resultados da avaliação dos Exemplos 2-1 e 2-2, e Exemplo comparativo 2. Na Figura 6, uma faixa de ângulo mostrada por uma linha de seta mostra uma faixa em que o cano RP e a barra de mandril M estão em contato um com o outro. Conforme mostrado na Figura 6, os resultados indicaram que a razão de contato entre o cano e a barra de mandril diminuiu e a circunferência interna do cano aumentou para qualquer um dos Exemplos 2-1 e 2-2 em comparação ao Exemplo comparativo 2. Em particular, o Exemplo 2-2 resultou em mostrar a circunferência interna maior do cano. A partir desses resultados, é esperado que de acordo com o moinho de mandril em relação à presente invenção, é possível suprimir adequadamente o fenômeno em que a barra de mandril se torna impossibilitada de ser extraída de um cano após estiramento e laminação.

Exemplo 3

[0073] Em um moinho de mandril que inclui cinco cadeiras de laminação, o formato em corte transversal de um cano no lado de entrada do moinho de mandril foi avaliado mediante execução de análise com o uso de um método de elemento finito (FEM) em condições em que o ângulo central θ que define o arco circular que constitui o perfil de fundo de sulco de cada rolo sulcado R dispostos da primeira à quarta cadeiras de laminação é θ = 60° (a distância entre um ponto no perfil de sulco com exceção do perfil de fundo de sulco e o centro do arco circular é mais longa do que o raio do arco circular), a distância L entre um ponto no perfil de sulco P e o centro do sulco O do rolo sulcado R disposto na quinta cadeira de laminação se torna um mínimo em um ponto no perfil de sulco P localizado em um ângulo de 30° ao redor do centro do sulco O a partir do fundo de sulco B, o material de cano em bruto é um aço inoxidável (SUS304), e o cano no lado de saída do moinho de mandril tem um diâmetro externo de 218 mm e uma espessura de parede de 4,7 mm.

Exemplo comparativo 3

[0074] O formato em corte transversal de um cano no lado de saída do moinho de mandril foi avaliado mediante a execução de análise com o uso de um método de elemento finito (FEM) nas mesmas condições daquelas do Exemplo 3 com exceção de que a distância L entre um ponto no perfil de sulco P e o centro do sulco O do rolo sulcado R disposto na quinta cadeira de laminação é aproximadamente constante sobre uma faixa a partir do fundo de sulco B a um ponto no perfil de sulco P localizado em u ângulo de 30° ao redor do centro do sulco O a partir do fundo de sulco B.

Resultados da avaliação

[0075] A Figura 7 mostra resultados da avaliação dos Exemplos 3 e Exemplo comparativo 3. Na Figura 7, uma faixa de ângulo mostrada por uma linha de seta mostra uma faixa em que o cano e a barra de mandril estão em contato um com o outro. Conforme mostrado na Figura 7, os resultados indicaram que a razão de contato entre o cano e a barra de mandril diminuiu, e a circunferência interna do cano aumentou para o Exemplo 3 em comparação ao Exemplo comparativo 3. A partir desses resultados, é esperado que, de acordo com o moinho de mandril em relação à presente invenção, é possível suprimir adequadamente o fenômeno em que a barra de mandril se torna impossibilitada de ser extraída de um cano após estiramento e laminação.

Exemplo 4

[0076] O formato em corte transversal de um cano no lado de saída do moinho de mandril foi avaliado mediante a execução de análise com o uso de um método de elemento finito (FEM) nas mesmas condições daquelas do Exemplo 1-2 com exceção de que o ângulo central θ que define o arco circular que constitui o perfil de fundo de sulco do rolo sulcado R disposto na primeira cadeira de laminação é θ = 44° (a distância entre um ponto no perfil de sulco com exceção do perfil de fundo de sulco e o centro do arco circular é mais longa do que o raio do arco circular), o ângulo central θ que define o arco circular que constitui o perfil de fundo de sulco do rolo sulcado R disposto na segunda cadeira de laminação é θ = 47° (a distância entre um ponto no perfil de sulco com exceção do perfil de fundo de sulco e o centro do arco circular é mais longa do que o raio do arco circular), e o ângulo central θ que define o arco circular que constitui o perfil de fundo de sulco do rolo sulcado R dispostos na terceira cadeira de laminação é θ = 50° (a distância entre um ponto no perfil de sulco com exceção do perfil de fundo de sulco e o centro do arco circular é mais longa do que o raio do arco circular).

Exemplo comparativo 4

[0077] O formato em corte transversal de um cano no lado de saída do moinho de mandril foi avaliado mediante a execução de análise com o uso de um método de elemento finito (FEM) nas mesmas condições daquelas do Exemplo 4 com exceção de que o ângulo central θ que define o arco circular que constitui o perfil de fundo de sulco de cada rolo sulcado R disposto da primeira à quinta cadeiras de laminação é θ = 60° (a distância entre um ponto no perfil de sulco com exceção do perfil de fundo de sulco e o centro do arco circular é mais longa do que o raio do arco circular).

Resultados da avaliação

[0078] A Figura 8 mostra resultados da avaliação do Exemplo 4 e Exemplo comparativo 4. Na Figura 8, uma faixa de ângulo mostrada por uma linha de seta mostra uma faixa em que o cano e a barra de mandril estão em contato um com o outro. Conforme mostrado na Figura 8, os resultados indicaram que a razão de contato entre o cano e a barra de mandril diminuiu, e a circunferência interna do cano aumentou para Exemplo 4 em comparação ao Exemplo comparativo 4. A partir desses resultados, é esperado que, de acordo com o moinho de mandril em relação à presente invenção, é possível suprimir adequadamente o fenômeno em que a barra de mandril se torna impossibilitada de ser extraída de um cano após estiramento e laminação.
Listagem de sinais de Referência
R Rolo sulcado
B Fundo de sulco
P Perfil de sulco
O Centro do sulco
C1 Centro de arco circular
θ Ângulo central de arco circular

Claims

Moinho de mandril compreendendo uma pluralidade de cadeiras de laminação em que três rolos sulcados (R) são dispostos em cada cadeira de laminação de modo que um ângulo formado por direções de prensagem seja de 120° e as direções de prensagem de rolos sulcados sejam alternativamente deslocadas por 60° entre as cadeiras de laminação adjacentes, CARACTERIZADO pelo fato de que
uma distância (L) entre um ponto do perfil de sulco (P) de cada rolo sulcado disposto em uma cadeira de laminação final dentre as cadeiras de laminação para realizar a redução da espessura da parede em um cano ou tubo bruto (S), e centro de sulco (O) não é constante e se torna um mínima (L0) em um ponto no perfil de sulco (P) localizado em um ângulo (α0) em um intervalo não menos do que 27° e não mais do que 33° em torno do centro de sulco (0) a partir do fundo de sulco (B).
Moinho de mandril, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que
o ângulo central (θ) de um arco circular que constitui o perfil do fundo de sulco no perfil de sulco dos rolos sulcados (R) dispostos pelo menos na primeira e segunda cadeiras de laminação é definido em menos de 60°, e uma distância entre qualquer ponto do perfil de sulco (P), exceto o perfil do fundo de sulco, e o centro (C1) do arco circular é maior do que o raio (R1) do arco circular.
Moinho de mandril, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que rolos sulcados (R) dispostos na terceira cadeira de laminação e/ou após a terceira cadeira de laminação estão configurados de modo que o ângulo central que define um arco circular que constitui seu respectivo perfil do fundo de sulco é definido em menos de 60° e a distância entre um ponto no perfil de sulco (P), exceto o perfil de fundo de sulco, e o centro (C1) do arco circular é maior do que o raio (R1) do arco circular.
Moinho de mandril, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o ângulo central (θ) do arco circular que constitui o perfil de fundo de sulco dos rolos sulcados dispostos pelo menos na primeira e segunda cadeira de laminação são ajustados para não menos do que 30°.
Moinho de mandril, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a pluralidade das cadeiras de laminação inclui cinco cadeiras de laminação.
Método para fabricar um cano ou tubo sem costura CARACTERIZADO pelo fato de que compreende uma etapa de estiramento e laminação de um cano ou tubo em bruto por meio de um moinho de mandril, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5.
O método de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o material do cano ou tubo bruto (S) é aço inoxidável.