CN101405095B - 无缝管的穿孔轧制方法以及装置 - Google Patents

无缝管的穿孔轧制方法以及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种无缝管的穿孔轧制方法以及装置，即使增大歪扭角δ并提高扩管比，也能够防止材料发生剥落。该无缝金属管的穿孔轧制方法是在交替配置于轧制线周围的一对锥形主辊和一对盘形辊之间沿着轧制线配置顶头，使被轧制材料螺旋移动。其特征在于，将上述盘形辊以相对于轧制线固定了的歪扭角δ倾斜地配置。

Description

无缝管的穿孔轧制方法以及装置
技术领域
本发明涉及一种作为无缝管的代表性制造方法的曼内斯曼制管法中所采用的利用了穿孔机的穿孔轧制方法以及装置。 
背景技术
通常，在采用曼内斯曼制管法制造无缝管的情况下，首先，使用穿孔机对钢坯(圆钢片)进行穿孔将其制成中空管坯(hollow shale)，对该中空管坯进行延伸轧制、定径轧制，再经过精整工序制成成品无缝管。并且，在上述穿孔机中采用组合了顶头和使轴心线相对于被轧制材料的轧制线(pass line)倾斜的主辊而成的、所谓倾斜轧钢机。 
通常，用于实施上述曼内斯曼制管法的穿孔机的结构包括：相对配置于规定的轧制线周围的一对主辊、沿着该轧制线配置的作为内表面限制工具的顶头、相对配置于该轧制线周围的作为管材引导构件的导靴(guide shoe)或者盘形辊。 
图1是表示倾斜穿孔轧制装置中的主辊的配置的一个例子。图2是图1的V-V线剖视图。图3是自出管侧观察图1所示的倾斜穿孔轧制装置时的图。 
如图1所示，锥形的主辊1R、1L具有出管侧面角α，该主辊1R、1L的各自的转轴分别以交叉角γ与轧制中心线m相交叉地轴对称配置。 
另外，如图2所示，主辊1L以倾斜角β配置。另外，未图示的另一个主辊1R也以倾斜角β配置，该主辊1R、1L分别位于扭转位置。上述主辊1R、1L的交叉角γ和倾斜角β以如图3所示的主辊1R、1L的圆凿(gouge)部中心点为中心进行设定。将顶 头7以轧制中心线m为中心轴线配置于主辊1R、1L之间，顶头7的顶端位于主辊1的圆凿部中心点之间附近。 
主辊1R、1L通过驱动轴2、2分别与驱动源3、3相连接。由此，主辊1R、1L以各自的转轴为中心沿例如图3所示的方向旋转。如图1所示，主辊1R、1L因设定倾斜角β而位于互相扭转的位置。在主辊1R、1L朝图中箭头方向旋转时，钢坯6被啮入到主辊中，一边以轧制中心线m为中心沿从出管侧方向观察为顺时针的方向旋转，一边被穿孔。这样，利用主辊1R、1L和顶头7对钢坯6进行穿孔轧制后，钢坯6成为中空管坯9。 
这样被穿孔的钢坯6因受到主辊1R、1L从两侧的挤压而上下摇晃。为了抑制该摇晃，在主辊1R、1L的上下配置一对盘形辊。 
图4是表示倾斜穿孔轧制装置中的主辊以及盘形辊的配置的一个例子。盘形辊10夹着钢坯6接近主辊1R、1L地对称配置于钢坯6上下，盘形辊10以盘形辊轴12为中心分别进行旋转。该盘形辊10随着钢坯的行进而旋转，从而抑制了钢坯6的摇晃而使轧制顺利进行。 
但是，主辊1R、1L具有如图1所示的出管侧面角α，相对于轧制中心线m具有交叉角γ，因此，如图4所示，在上述盘形辊10与主辊1之间会产生间隙G、G。在钢坯6一边沿着轧制中心线m旋转一边行进时，会将与盘形辊10表面相接触的中空管坯从间隙G、G挤出。 
图5表示由主辊的圆凿部在轧制出管侧生成的中空管坯的动态。啮入于主辊1R一侧的材料外径的膨胀大于从另一主辊1L脱离一侧的材料外径的膨胀。用具有盘形辊的图6进行说明，虽然啮入于主辊1R的部分(图中B部)的膨胀大于从主辊1L脱离的部分(图中A部)的膨胀，但可利用设置于上下的一对盘 形辊10U、10D抑制该膨胀。 
在扩管比(穿孔后的材料外径相对于穿孔前的材料外径之比：穿孔后的材料外径/穿孔前的材料外径)为1.0～1.05的通常的穿孔轧制中，在图6所示的B部产生的材料外径的膨胀不成问题。但是，在增大扩管比的穿孔轧制中，在主辊出管侧生成的中空管坯的周长变得更大，因此在图6的B部生成的膨胀越来越大，向主辊1R、1L啮入的角度φ也变大。其结果是，在朝向轧制方向的推进力变小那样的穿孔轧制不稳定的末端轧制时，材料无法旋转而产生末端堵塞，从而产生中空管坯端部的形状呈现较大的椭圆状，或者在中空管坯的外表面生成导靴划痕(shoe mark)缺陷(由盘形辊边缘部自身导致的穿孔件外表面的划伤及/或产生于上下盘形辊边缘部的烧伤划伤穿孔件的外表面而产生的一种缺陷)这样的问题。 
在专利文献1中提出了上述问题的解决方法。 
图7是表示主辊以及盘形辊的配置的示意性俯视图。面向钢坯6的出管侧方向在右侧配置有主辊1R，在左侧配置有主辊1L，主辊1R及主辊1L位于其各自的转轴相互扭转的位置。主辊1R是入管侧向上倾斜、出管侧向下倾斜，主辊1L与主辊1R的倾斜方式相反地倾斜。 
盘形辊10U配置在钢坯6的上方，盘形辊10D配置在钢坯6的下方，且盘形辊10U与盘形辊10D对称配置。盘形辊10U以盘形辊中心为轴心使其出管侧接近主辊1R，并与主辊1R的出管侧面平行地配置。盘形辊10D使其出管侧接近主辊1L，并与主辊1L的出管侧面平行地配置。盘形辊10U相对于轧制中心线m产生盘形辊歪扭角δ，同样地，盘形辊10D也产生盘形辊歪扭角δ。 
在使主辊1R、1L沿图中箭头方向旋转时，钢坯6一边沿自 出管侧观察为顺时针的方向旋转一边被轧制。此时，材料被盘形辊10U、10D引导而以更小的啮入角度φ啮入到主辊1R、1L中，防止了材料的卷入。 
即，提出一种通过设置歪扭角度可变倾斜机构和移动机构来防止轧制材料鼓出的技术，该歪扭角度可变倾斜机构可以将盘形辊设定成与主辊的出口面角大致平行，该移动机构将主辊与盘形辊之间的间隔设定成大致为零。 
另外，在专利文献2中提出了使具有入口面角和出口面角的一对锥形主辊和具有歪扭角可变机构的一对盘形辊交替倾斜配置于轧制线周围，以可使盘形辊的歪扭角、主辊的入口面角和出口面角满足特定的关系式的歪扭角进行无缝金属管的穿孔轧制，由此，即使是扩管比为1.15以上的高扩管比穿孔轧制，也能够防止末端堵塞、外表面缺陷。 
专利文献1：日本特开昭63-90306号公报 
专利文献2：日本特开平5-124612号公报 
但是，专利文献1所示的技术自不必说，即使是专利文献2所示的技术，在增大扩管比的条件下进行穿孔轧制时，也存在材料发生剥落(穿孔件的一部分进入到位于向盘形辊滑动面旋转进入侧的盘形辊边缘部和主辊之间的间隙中，穿孔件的管端部在上下盘形辊边缘部被削掉的状态)并且穿孔轧制后的中空管坯产生壁厚不均这样的问题。 
发明内容
本发明是鉴于上述问题而作成的，其目的在于提供一种即使在增大扩管比的条件下进行穿孔轧制时，也能够防止材料发生剥落以及穿孔轧制后的中空管坯壁厚不均的无缝管的穿孔轧制方法以及装置。 
本发明人对于增大扩管比进行穿孔轧制时材料发生剥落的原因和其防止方法反复进行了各种研究，结果得到下述(a)～(g)的见解。 
(a)本发明人发现，在将盘形辊倾斜配置于轧制线周围的以往技术中，盘形辊支承装置的刚性均较低。因而，如图8所示，即使以缩小实线所示的主辊1L和盘形辊10U之间的间隔G的状态进行设置，当因穿孔轧制而使材料的旋转方向上的力作用于盘形辊上时，盘形辊的设置位置也会向虚线所示的位置移动，从而扩大该间隔G。 
(b)本发明人发现，当主辊与盘形辊之间的间隔G扩大时，材料的一部分进入到该扩大了的间隔G中，从而材料发生剥落。 
(c)因而，本发明人发现，提高盘形辊支承装置的刚性后，即使材料的旋转方向上的力施加到盘形辊上，只要可使盘形辊的设置位置不发生移动，也就是将盘形辊固定于如图8实线所示的位置，便能将主辊1R与盘形辊10U之间的间隔G保持为恒定地进行穿孔轧制，能够防止材料发生剥落。另外，本发明人还发现，即使不能够完全固定盘形辊，只要在某种程度上抑制盘形辊的设置位置的移动，也能够防止材料发生剥落。 
(d)本发明人发现，在将盘形辊倾斜配置于轧制线周围的以往技术中，如图9所示，盘形辊支承装置的刚性低的原因在于，设有用于使盘形辊的歪扭角δ可变的旋转机构R，本发明人发现，若不采用这种旋转机构R，则能够提高盘形辊支承装置的刚性。 
(e)本发明人发现，为了提高盘形辊支承装置的刚性，如图10所示，将盘形辊的歪扭角δ固定的办法是有效的。在此，盘形辊10U与万向接头12U相连接并进行旋转，但利用由轴承座支承座22R、22L支承的轧辊轴承座21R、21L将歪扭角δ固 定在倾斜了的状态。另外，关于歪扭角δ，预先设定成规定的歪扭角δ并将其固定即可。 
在此，盘形辊的形状优选为如图10所示的、在外周面具有曲面形状的沟底的圆盘形状。作为圆盘的形状，优选为中心部的厚度较大，且周边部的厚度较小的形状。 
(f)如上所述，通过固定盘形辊10相对于轧制线的倾斜配置角度，即固定歪扭角δ，能够防止材料发生剥落。但是，在盘形辊10的厚度平均值Dw1小于钢坯6的外径d时，盘形辊10可能会在钢坯6的旋转方向上发生挠曲，在该情况下，主辊1与盘形辊10之间的间隔G可能会扩大。 
因而，为了更可靠地防止被轧制材料发生剥落，优选是将盘形辊的厚度平均值Dw1与钢坯外径d之比增大一定程度。本发明人根据该见解进行各种研究及实验，结果发现，当满足下述(1)式时，能够更可靠地防止被轧制材料发生剥落。 
Dw1/d＞0.8............(1)式 
其中，Dw1以及d分别是盘形辊的厚度平均值以及被轧制材料的钢坯外径。另外，所谓的盘形辊的厚度平均值是指除去盘形辊的外周面的曲面形状的部分的圆盘形状主体的厚度平均值。 
(g)另外，在对着眼于盘形辊来抑制发生剥落的方法进行研究时，本发明人发现，该方法也能够同时解决在穿孔轧制而成的钢坯表面生成螺旋状厚壁这样的壁厚不均的问题。 
本发明人研究了发生壁厚不均的原因，结果发现，发生壁厚不均的原因在于，对钢坯的后部进行穿孔轧制会生成周长较大的中空管坯，该中空管坯进行振摆回转，并且盘形辊与正在生成的中空管坯相接触，使中空管坯的外径缩径而局部加厚中空管坯的壁厚。 
于是，本发明人得到下述见解：将盘形辊的直径为最小的 外周面沟底间的距离Ds、盘形辊外周面上的曲面形状部分的宽度Dw2和被轧制材料的钢坯外径d限定为满足下述(2)式以及(3)式，能够防止发生上述壁厚不均。 
9≤Ds/d≤16............(2)式 
Dw2/d＞0.8............(3)式 
其中，Ds是盘形辊的直径为最小的外周面沟底间的距离，Dw2是盘形辊外周面上的曲面形状部分的宽度，另外，d是被轧制材料的钢坯外径。 
另外，上述(2)式的下限值的限定和上述(3)式的限定，是抑制对钢坯的后部进行穿孔轧制而生成周长较大的中空管坯时的中空管坯振摆回转、并将使中空管坯的外径缩小而局部加厚中空管坯的壁厚的量控制在可利用顶头和主辊矫正的范围内的必要条件，并且，上述(2)式的上限值的限定是在盘形辊将正在生成的中空管坯暂时约束在钢坯行进方向上时，将使中空管坯外径缩小而局部加厚中空管坯的壁厚的量控制在可利用顶头和主辊矫正的范围内的条件。 
本发明是根据上述见解而完成的，其主旨在于如下述(1)～(3)所示的无缝管的穿孔轧制方法和如下述(4)～(6)所示的无缝管的穿孔轧制装置。 
(1)一种无缝管的穿孔轧制方法，该方法是在交替配置于轧制线周围的一对锥形主辊与一对盘形辊之间沿着轧制线配置顶头，使被轧制材料螺旋移动的无缝管的穿孔轧制方法，其特征在于，将上述盘形辊以相对于轧制线固定了的歪扭角δ倾斜配置，且使盘形辊的厚度平均值Dw1、盘形辊的外周面上的曲面形状部分的宽度Dw2和被轧制材料的钢坯外径d满足下述(1)式和(3)式。 
Dw1/d＞0.8............(1)式 
Dw2/d＞0.8............(3)式 
其中，Dw1以及d分别是盘形辊的厚度平均值以及被轧制材料的钢坯外径。另外，所谓盘形辊的厚度平均值是指除去盘形辊外周面的曲面形状部分的圆盘形状主体的厚度平均值。 
(2)根据上述(1)所述的无缝管的穿孔轧制方法，其特征在于，盘形辊的圆盘直径为最小的外周面沟底间的距离Ds、 盘形辊外周面上的曲面形状部分的宽度Dw2和被轧制材料的钢坯外径d满足下述(2)式以及(3)式。 
9≤Ds/d≤16............(2)式 
Dw2/d＞0.8............(3)式 
其中，Ds是盘形辊的直径为最小的外周面沟底间的距离，Dw2是盘形辊外周面上的曲面形状部分的宽度，另外，d是被轧制材料的钢坯外径。 
(3)根据权利要求1所述的无缝管的穿孔轧制方法，其特征在于，使盘形辊的厚度平均值Dw1、盘形辊的圆盘直径为最小的外周面沟底间的距离Ds、盘形辊的外周面上的曲面形状部分的宽度Dw2和被轧制材料的钢坯外径d满足下述(1)～(3)式， 
Dw1/d＞0.8............(1)式 
9≤Ds/d≤16............(2)式 
Dw2/d＞0.8............(3)式 
其中，Dw1是盘形辊的厚度平均值，Ds是盘形辊的直径为最小的外周面沟底间的距离，Dw2是盘形辊的外周面上的曲面形状部分的宽度，另外，d是被轧制材料的钢坯外径。 
(4)一种无缝管的穿孔轧制装置，其包括交替配置于轧制线周围的一对锥形主辊和一对盘形辊，该装置沿着轧制线配置顶头，使被轧制材料螺旋移动，其特征在于，将上述盘形辊以相对于轧制线固定了的歪扭角δ倾斜配置，且使盘形辊的厚度平均值Dw1、盘形辊的外周面上的曲面形状部分的宽度Dw2和被轧制材料的钢坯外径d满足下述(1)式和(3)式。 
Dw1/d＞0.8............(1)式 
Dw2/d＞0.8............(3)式 
其中，Dw1以及d分别是盘形辊的厚度平均值以及被轧制材料的钢坯外径。另外，所谓的盘形辊的厚度平均值是除去盘形辊外周面的曲面形状部分的圆盘形状主体的厚度平均值。 
附图说明
(5)根据上述(4)的无缝管的穿孔轧制装置，其特征在于，盘形辊的圆盘直径为最小的外周面沟底间的距离Ds、盘形辊外周面上的曲面形状部分的宽度Dw2和被轧制材料的钢坯外径d满足下述(2)式以及(3)式。 
9≤Ds/d≤16............(2)式 
Dw2/d＞0.8............(3)式 
其中，Ds是盘形辊的直径为最小的外周面沟底间的距离，Dw2是盘形辊外周面上的曲面形状部分的宽度，另外，d是被轧制材料的钢坯外径。 
(6)根据权利要求4所述的无缝管的穿孔轧制装置，其特征在于，使盘形辊的厚度平均值Dw1、盘形辊的圆盘直径为最小的外周面沟底间的距离Ds、盘形辊的外周面上的曲面形状部分的宽度Dw2和被轧制材料的钢坯外径d满足下述(1)～(3)式， 
Dw1/d＞0.8............(1)式 
9≤Ds/d≤16.............(2)式 
Dw2/d＞0.8............(3)式 
其中，Dw1是盘形辊的厚度平均值，Ds是盘形辊的直径为最小的外周面沟底间的距离，Dw2是盘形辊的外周面上的曲面形状部分的宽度，另外，d是被轧制材料的钢坯外径。 
采用本发明，在进行无缝管的穿孔轧制时，即使在增大扩管比的条件下，也能够防止材料发生剥落，并且能够防止穿孔轧制后的中空管坯发生壁厚不均。 
图1表示穿孔轧制装置中主辊的配置的一个例子。 
图2表示图1的V-V线剖视图。 
图3是自出管侧观察图1所示的穿孔轧制装置时的图。 
图4表示穿孔轧制装置中主辊以及盘形辊的配置的一个例子。 
图5夸张表示穿孔轧制中比主辊的圆凿部靠轧制出管侧的穿孔过程中的材料变形。 
图6是利用盘形辊抑制材料外径的膨胀的示意图。 
图7表示穿孔轧制装置中主辊以及盘形辊的配置的一个例子。 
图8是表示主辊1L和盘形辊10U之间的间隔G扩大的模式图。 
图9表示用于使盘形辊的歪扭角δ可变的旋转机构R。 
图10是将本发明的盘形辊的歪扭角δ固定了的一个例子。 
图11是本发明的穿孔轧制装置的一个例子。 
附图标记说明
1、1R、1L、主辊；6、钢坯；7、顶头；9、中空管坯；10、10U、10D、盘形辊；12U、万向接头；21R、21L、轧辊轴承座；22R、22L、轴承座支承座；α、主辊出管侧面角；β、主辊倾斜角；γ、主辊交叉角；δ、盘形辊的歪扭角；κ、盘形辊倾斜角；φ、啮入角度；A、包括Q点以及轧制中心线m的平面；Ds、盘形辊中圆盘直径为最小的沟底间的距离；Dw1、盘形辊的厚度平均值；Dw2、盘形辊外周面上的曲面形状部分的宽度；G、主辊以及盘形辊的出管侧间隙；H、中空管坯；m、轧制中心线；Q、在对主辊设定倾斜角β之前的主辊圆凿部中心点；R、旋转机构；d、钢坯外径。 
具体实施方式
下面，采用附图具体说明本发明。 
实施例1
图11是在本发明的穿孔轧制装置中，从其出管侧表示对盘形辊赋予了歪扭角δ的状态的示意正视图。 
首先，锥形主辊1R、1L与上述以往方法以及装置的结构同样分别形成倾斜角β，并且它们的各自的转轴分别与轧制中心线m成交叉角γ地相对于轧制中心线m轴对称配置。另外，锥形主辊1R、1L具有出管侧面角α。盘形辊10U、10D采用左右边缘直径不同盘形辊，并配设成从上下保持要被穿孔的钢坯6。盘形辊10U配置于钢坯6的上方，且使大直径的边缘位于主辊1R侧，盘形辊10D配置于钢坯6的下方，且使大直径的边缘位于主辊1L侧，即，配置成在钢坯6的旋转上游是大直径的边缘，旋转下游是小直径的边缘。当如上述那样根据边缘直径方面决定盘形辊的配置时，在旋转上游、下游都有防止材料鼓出的效果。另外，平面A是包括设定管坯的轧制中心线m以及倾斜角之前 的该倾斜辊的圆凿部中心点的平面。 
于是，盘形辊10U、10D在以其中心为轴心，以使盘形辊轴维持水平的状态、具体而言使盘形辊轴维持与面A平行的状态，使其出管侧分别沿着材料脱离侧的主辊1R地歪扭。该角度δ是盘形辊歪扭角。其结果是，盘形辊10U、10D的旋转轴线为与轧制中心线m非直角交叉的状态。 
另外，如图10所示，盘形辊10U与万向接头12U相连接并进行旋转，但通过由轴承座支承座22R、22L支承的轧辊轴承座21R、21L将歪扭角δ以倾斜了的状态固定。 
在主辊沿图11中箭头所示的方向旋转的情况下，要被穿孔的钢坯6一边以O为中心沿自出管侧观察为顺时针的方向旋转一边被轧制。并且，钢坯6一边被主辊1R、1L的圆凿部自两侧挤压一边被顶头7(参照图1)穿孔，从而形成中空管坯9(参照图1)。 
接着，说明采用将盘形辊的歪扭角δ固定并倾斜配置的本发明的穿孔轧制装置实际进行穿孔轧制时发生剥落的界限进行了调查的结果。实施条件如下所述，且其实施结果如表1所示。在此，关于歪扭角δ，在每次进行穿孔轧制之前设定与各扩管比相应的歪扭角δ并将其固定。另外，将采用通过旋转机构使盘形辊的歪扭角δ可变(0°～9°)的以往装置，实际进行了穿孔轧制时的结果作为比较例，一并示于表1中。 
实施条件
钢坯：连铸件(0.2％C钢)、直径65mm 
扩管比：1.0～1.4 
中空管坯的壁厚t与外径d之比(t/d)：2.5～6.0％ 
轧辊圆凿部的直径：410mm 
轧辊倾斜角β：10.0° 
轧辊交叉角γ：15.0° 
轧辊入管侧面角：3.0° 
轧辊出管侧面角α：4.0° 
盘形辊直径：1150mm 
表1
Figure G2007800057760D00121
○：无剥落；×：有剥落；-：未实施。 
表1表示在各条件下对2根钢坯进行了穿孔轧制的结果，○符号表示在两次实验中未发生剥落，×符号表示在两次实验的某一次实验中发生了剥落。另外，-符号表示未实施穿孔轧制。 
其结果是，在相同扩管比(即，同一歪扭角δ)时均为如下情况，即本发明例(将盘形辊的歪扭角δ固定地倾斜配置盘形辊)与比较例(通过旋转机构使歪扭角δ可变)相比，即使在用相同直径的钢坯制造壁厚t与外径d之比(t/d)更小的中空管坯的情况下也未发生剥落。即表示，采用本发明例能够不发生剥落地穿孔轧制出更薄壁的无缝管。 
另外，本实施例的实施条件是采用了模型穿孔轧钢机的结 果，在实际轧制用的机器中，通常采用轧辊交叉角γ为10～30°、钢坯直径为150～380mm、轧辊直径为900～1500mm、盘形辊直径为1500～3500mm的机器。并且，分别从穿孔轧制稳定性、降低作用于钢坯的负荷剪切应变方面考虑来选择适当的尺寸。 
实施例2
接着，针对在使设上述模型穿孔轧钢机的各种设定值相同、将盘形辊的歪扭角δ固定地倾斜配置盘形辊的条件下获得了未发生剥落的实验结果的那部分扩管比中的管坯t/d的值的一部分，进一步对表示盘形辊外周面的除去曲面形状部分的圆盘形状主体的厚度平均值Dw1与被轧制材料的钢坯外径d之间关系的参数Dw1/d和发生剥落的关系进行了调查，将结果示于表2中。 
表2
Figure DEST_PATH_G43350015150138000D000021
○：在穿孔根数10根中至少有1根发生剥落。 
◎：在穿孔根数10根中没有1根发生剥落。 
在表2中，○符号表示在穿孔根数10根中至少有1根发生了剥落，◎表示在穿孔根数10根中没有1根发生剥落。由该结果可知，在将盘形辊的歪扭角δ固定地倾斜配置盘形辊的情况下，在Dw1/d大于0.8时，剥落的发生频率极少。即表示，在Dw1/d 大于0.8时，能够较大抑制发生剥落地穿孔轧制薄壁的无缝管。 
实施例3
并且，在获得了在表2的剥落调查结果中评价为◎的实验结果、即获得在穿孔根数10根中没有1根发生剥落的实验结果的条件中的、表示除去盘形辊外周面的曲面形状部分的圆盘形状主体的厚度平均值Dw1与被轧制材料的钢坯外径d之间的关系的参数Dw1/d是0.85以及1.0的条件下，通过进一步限定表示盘形辊的圆盘直径为最小的外周面沟底间的距离Ds、盘形辊的外周面上的曲面形状部分的宽度Dw2以及被轧制材料的钢坯外径d之间的关系的参数Dw2/d以及Ds/d的条件，从而组成如表3的组合所示的穿孔轧制实验条件，调查参数Dw2/d以及Ds/d与发生壁厚不均的关系。其抑制壁厚不均效果如表3中A～C所示。 
表3
Figure G2007800057760D00141
评价
A：中空管坯后端部300mm范围内的平均壁厚不均率为5％以下。 
B：中空管坯后端部300mm范围内的平均壁厚不均率为大于5％、且为7％以下。 
C：中空管坯后端部300mm范围内的平均壁厚不均率为大于7％。 
另外，分别如下定义表3所示的抑制壁厚不均效果的指标A、B以及C。 
A：中空管坯后端部300mm范围内的平均壁厚不均率为5％以下。 
B：中空管坯后端部300mm范围内的平均壁厚不均率为大于5％、且为7％以下。 
C：中空管坯后端部300mm范围内的平均壁厚不均率为大于7％。 
在此，所谓的中空管坯后端部300mm范围内的平均壁厚不均率是指在中空管坯后端部300mm范围内，在长度方向上每10mm取1个截面，对共计30个截面测定圆周方向上8点的壁厚，利用下式求出各截面的壁厚不均率，算出所得的30个各截面的壁厚不均率的平均值。 
壁厚不均率＝(8点间的最大壁厚-8点间的最小壁厚)/(8点间的平均壁厚)×100％ 
由该结果可知，在将盘形辊的歪扭角δ固定地倾斜配置盘形辊，并在Dw2/d大于0.8且Ds/d＝9～16的情况下，壁厚不均率极小。即表示，在Dw1/d大于0.8、Dw2/d大于0.8且Ds/d＝9～16的情况下，能够充分抑制发生剥落和发生厚度不均地穿孔轧制薄壁的无缝管。 
工业实用性
本发明提供一种在进行无缝管的穿孔轧制时，即使在增大扩管比的条件下，也能够防止材料发生剥落，并且能够防止穿孔轧制出的中空管坯发生厚度不均的穿孔轧制方法及其装置。 

Claims (2)

1.一种无缝管的穿孔轧制方法，该方法是在交替配置于轧制线周围的一对锥形主辊和一对盘形辊之间沿着轧制线配置顶头，使被轧制材料螺旋移动，其特征在于，将上述盘形辊以相对于轧制线固定了的歪扭角δ倾斜配置，上述盘形辊是中心部的厚度比周边部的厚度大且周边部的厚度比中心部的厚度小的圆盘形状，盘形辊的圆盘直径为最小的外周面沟底间的距离Ds、盘形辊的外周面上的曲面形状部分的宽度Dw2和被轧制材料的钢坯外径d满足下述(2)式以及(3)式，
9≤Ds/d≤16  ............(2)式
Dw2/d＞0.8  ............(3)式
其中，Ds是盘形辊的直径为最小的外周面沟底间的距离，Dw2是盘形辊的外周面上的曲面形状部分的宽度，另外，d是被轧制材料的钢坯外径。
2.一种无缝管的穿孔轧制装置，该装置具备交替配置于轧制线周围的一对锥形主辊和一对盘形辊，沿着轧制线配置顶头，使被轧制材料螺旋移动，其特征在于，将上述盘形辊以相对于轧制线固定了的歪扭角δ倾斜配置，上述盘形辊是中心部的厚度比周边部的厚度大且周边部的厚度比中心部的厚度小的圆盘形状，盘形辊的圆盘直径为最小的外周面沟底间的距离Ds、盘形辊的外周面上的曲面形状部分的宽度Dw2和被轧制材料的钢坯外径d满足下述(2)式以及(3)式，
9≤Ds/d≤16  ............(2)式
Dw2/d＞0.8  ............(3)式
其中，Ds是盘形辊的直径为最小的外周面沟底间的距离，Dw2是盘形辊外周面上的曲面形状部分的宽度，另外，d是被轧制材料的钢坯外径。
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