CN102844128A

CN102844128A - 管的矫正方法和矫正用辊

Info

Publication number: CN102844128A
Application number: CN2011800170327A
Authority: CN
Inventors: 黑岩良之; 黑田浩一; 山川富夫
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2010-03-29
Filing date: 2011-03-24
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2031-03-24
Also published as: JP5077488B2; EP2554287A4; WO2011121944A1; JPWO2011121944A1; US8783085B2; BR112012021620A2; EP2554287B1; US20120304724A1; EP2554287A1; BR112012021620B1; CN102844128B

Abstract

本发明提供一种管的矫正方法和矫正用辊。管的矫正方法使用左右的辊肩部的最大直径部处的辊径D1（出口侧）、D2（入口侧）不同的非对称辊作为矫直机的矫正用辊，并以上述辊径较小的辊肩部位于管的入口侧的方式配置该非对称辊。其所使用的矫正用辊是由辊肩部（3a）、（3b）与辊主体部（4）构成、且满足D1＞D2和0.004≤（D1－D2）/d≤0.2的辊（d：被矫正管的外径）。并且，也能够采用对在利用包含辊的轴心线在内的平面剖截取辊而得到的截面中入口侧肩部和出口侧肩部的曲率半径或表示辊主体部的外表面的曲线进行限定的方式。该辊能够抑制在管的矫正时产生的管端部的口变形，并且，能够提高矫正效果。

Description

管的矫正方法和矫正用辊

技术领域

本发明涉及用于对钢管等管的轴向的弯曲、横截面的歪曲（以下，记作“椭圆形状”）进行矫正的管的矫正方法和矫正用辊。更详细地说，本发明涉及能够通过抑制在矫正管时产生的管端部的变形（所谓的“口变形”）来抑制伴随着切除该口变形部而产生的成品率降低、且能够对管进行充分的矫正的管的矫正方法和能够抑制管端部的口变形的矫正用辊。

另外，只要没有另行记载，本说明书中的用语的定义如下。

“口变形”：是指由弯曲矫正时被矫正管的顶端与辊的碰撞而引起的管端部的压扁（日文:潰れ）。

“非对称辊”：是指在以辊的轴线呈水平（与地球的重力成直角的方向）的方式配置辊，从与该辊的轴线垂直的方向进行观察的情况下，左右的辊肩部的高度不相同的（准确地说，左右的辊肩部的最大直径部处的辊径彼此不同的）辊。另外，与此相对，将左右的辊肩部的辊径相同的、通常的矫正用辊也称为“对称辊”。

“管的入口侧”：是指在相对于轧道（日文:パス）中心轴线（偏置量、滚压量都为零的状态下辊之间的中心的水平方向的轴线）倾斜配置的矫正用辊中被矫正管被输入的一侧。“管的出口侧”：是指在矫正用辊中被矫正管脱离矫正用辊的一侧。

背景技术

利用各种制管法制造而成的管在被供给到精整工序后，根据需要实施热处理等处理，经过检查、试验工序，制作成产品。管的矫正是在精整工序中所进行的处理之一，其目的在于对管的轴向的弯曲、伴随着弯曲矫正而产生的管的横截面的椭圆形状进行矫正。

在管的矫正中，通常使用压力机、多个鼓形状的辊组合而成的斜辊矫直机（旋转矫直机：以下，仅称为“矫直机”）。在矫直机中，由于辊的个数及排列、配置的组合的不同，存在许多种结构。另外，由于压力机是公知的设备，因此省略其说明。

图1是表示矫直机的辊排列的一例的图。在图示的矫直机中，具有三对以旋转轴线的方向彼此交叉的状态在上下方向上相对配置的矫正用辊Ra1和Rb1（第1轧制设备（日文:スタンド））、Ra2和Rb2（第2轧制设备）、Ra3和Rb3（第3轧制设备）以及辅助辊Rc（第4轧制设备（最终轧制设备））。辅助辊Rc是用于通过上下调整该辅助辊来提高矫正效果的辊。将上述辊统称为矫正用辊。该图1所例示的辊排列的矫直机为2－2－2－1型矫直机。

图2是说明在矫直机中使用的矫正用辊的形状的图，表示了利用通过辊的轴线的任意平面截取辊而得到的辊截面（仅为辊的轴线的上方的部分）。如图2所示，矫正用辊呈所谓的鼓形，其由辊肩部与辊主体部形成，该辊肩部形成于两侧端，该辊主体部具有从两辊肩部朝向辊的中央（槽底P）去而向辊的轴心线侧弯曲的表面。辊肩部的最大直径部处的辊径D1和辊径D2相等，形成辊肩部的曲面和形成主体部的曲面均为相对于辊的中央（槽底P）呈左右相同的形状。即，以往的矫正用辊的形状为左右对称。

在上述图1中，能够分别调整矫正用辊R相对于轧道中心轴线的角度（使被矫正件螺旋移动所需要的辊角度）和成对的矫正用辊R之间的相对间隔（滚压量）。此外，例如还能够通过相对于第1轧制设备的矫正用辊Ra1、Rb1之间的中心轴线在垂直方向上调整第2轧制设备的矫正用辊Ra2、Rb2之间的中心轴线来形成偏置量。

通常，在利用矫直机矫正管时，要调整各矫正用辊R相对于被矫正管1的角度（即，辊角度），以便使被矫正管1的表面沿着矫正用辊R的表面。并且，通过将各轧制设备的成对的各矫正用辊R之间的相对间隔设定得比被矫正管1的外径小一些来对管施加压力（进行滚压），并且，通过使矫正用辊Ra2、Rb2的中心轴线高于矫正用辊Ra1、Rb1和矫正用辊Ra3、Rb3的中心轴线（使矫正用辊Ra2、Rb2的中心轴线偏置）来对管施加弯曲应力，从而矫正弯曲。即，在利用矫直机矫正管时，需要适当地确定作为设定条件的辊角度、滚压量及偏置量。

图3是说明辊矫正的设定条件中的辊角度的图。如图示那样，被矫正管1的轴心线与矫正用辊R的旋转中心线的夹角θ为辊角度（°）。在图示的例子中，矫正用辊R配置于被矫正管1的下方，通过矫正用辊R的旋转（向箭头所示的方向旋转），被矫正管1被向空心箭头的方向输送。

图4是说明辊矫正的设定条件中的滚压量的图。如图4所示，被矫正辊施加了滚压的被矫正管1b被压下而变形成椭圆形状。在图4中，对被施加滚压前的被矫正管（用虚线表示）标注附图标记1a来表示，对被施加滚压后的被矫正管标注附图标记1b来表示。滚压量ε（mm）用变形前的被矫正管1a的外径d与矫正用辊Ra和Rb之间的相对间隔s之差来表示，其相当于对被矫正管1的外径压下的压下量。被矫正管1一边由矫正用辊R施加旋转一边在整个长度上受到反复压下，由此，被矫正管1会被实施弯曲矫正。

图5是说明辊矫正的设定条件中的偏置量的图。如图示那样，将矫正用辊Ra2、Rb2的中心轴线设定得比前段（被矫正管的行进方向的前侧（入口侧））的矫正用辊Ra1、Rb1的中心轴线高。偏置量δ（mm）用矫正用辊Ra2、Rb2的中心轴线在高度方向（压下方向）上的位移量来表示。并且，矫正用辊Ra3、Rb3的中心轴线位于比前段的矫正用辊Ra2、Rb2的中心轴线低的位置（即使不是与矫正用辊Ra1、Rb1的中心轴线相同的位置也可），并且，处于相对于矫正用辊Ra2、Rb2被向反向进行了偏置的状态。即，通过交替地对被矫正管1施加向上和向下的弯曲应力来进行弯曲矫正。

如上所述，在利用矫直机进行矫正时，需要对被矫正管施加一定程度的滚压、偏置等载荷。因此，以往以来，一直对偏置量、滚压量等的设定方法进行研究。

例如，在专利文献1中记载有如下的偏置量、滚压量等的设定方法，该偏置量、滚压量等的设定方法基于预先计算出的、表示偏移位置的管截面中的由偏置而产生的变形的塑性区域的指标与偏置量之间的关系来确定辊的偏置量，基于预先计算出的、表示滚压位置的管截面中的由滚压而产生的变形的塑性区域的指标与滚压量之间的关系来确定辊的滚压量。

但是，在基于专利文献1来设定偏置量并进行了矫正处理的情况下，有时会产生管端部（被处理管的顶端部分）的口变形。这是由如下原因引起的，即，在输送管而使管通过偏置后的矫正用辊时，管的顶端难以被咬入上下辊之间而会与辊相碰撞并受到撞击。特别是在将偏置量设定得较大（高偏置）的情况下，会产生管端部的口变形。若产生管端部的口变形，则外径会缩小，因此，必须切除该部分，而使生产率变差。

作为防止管端部的口变形的方法，即作为避免被处理管顶端与辊相碰撞的对策，在专利文献2中记载有如下方法：预先扩大在上下方向上相对配置的辊对（相对辊）之间的相对间隔（上下辊之间的间隔），当管的顶端进入相对辊时，使在此之前向上方退避的上辊下降而施加滚压（开始压下）。

但是，在该方法中，由于在施加滚压之前，管的顶端已经通过矫正用辊，因此未能对管端部进行矫正。此外，需要进行复杂且高精度的控制。另一方面，还有将偏置设定得较小等使矫正条件变得轻微的方法、通过扩大辊角度来抑制被矫正管与辊之间的撞击的方法，但是，在这些方法中，矫正力较弱，存在矫正效果降低，不能充分地去除管的弯曲而残留有弯曲的情况。若残留有弯曲，则需要另外进行以离线作业的方式使用压力机来去除弯曲或使管再次通过矫直机来去除弯曲等再矫正处理，而使生产率变差。

在先专利文献

专利文献

专利文献1：日本特公平4－72619号公报

专利文献2：日本特开昭61－123419号公报

发明内容

发明要解决的问题

如上所述，在矫正钢管等管时，特别是在为了提高矫正效果而实施了高偏置的情况下，有时会产生管端部的口变形。对于该问题，难以利用现有技术来应对。

本发明即是鉴于与管的矫正相关的上述这样的问题而完成的，其目的在于提供能够抑制在使用矫直机矫正管时产生的管端部的口变形，从而能够通过对被矫正管施加较高的偏置量来提高矫正效果的管的矫正方法和能够抑制管端部的口变形的矫正用辊。

用于解决问题的技术手段

本发明的主要内容如下。

（1）一种管的矫正方法，其使用矫直机，该矫直机在被矫正管的行进方向上连续地配置有三组以上的辊对，该辊对是由两个在上下方向上相对配置的鼓形辊构成一组的，其特征在于，构成如下的至少一组辊对的上辊和下辊中的至少一个辊使用左右的辊肩部的最大直径部处的辊径不同的非对称辊，以辊径较小的辊肩部位于管的入口侧、辊径较大的辊肩部位于管的出口侧的方式配置该非对称辊，该至少一组辊对是上述多组辊对中的、除了位于被矫正管的行进方向上的最靠近入口侧的位置的辊对以外的辊对。

（2）一种管的矫正方法，其使用矫直机，该矫直机在被矫正管的行进方向上隔着在多组辊对之间仅配置在上下任一方的辊地配置有该多组辊对，该辊对是由两个在上下方向上相对配置的鼓形辊构成一组的，其特征在于，构成如下的至少一组辊对的上辊和下辊中的至少一个辊和/或配置在上述多组辊对之间的上下任一方的辊使用左右的辊肩部的最大直径部处的辊径不同的非对称辊，以辊径较小的辊肩部位于管的入口侧、辊径较大的辊肩部位于管的出口侧的方式配置该非对称辊，该至少一组辊对是上述多组辊对中的、除了位于被矫正管的行进方向上的最靠近入口侧的位置的辊对以外的辊对。

其中，在上述（1）、（2）中，非对称辊的辊肩部的最大直径部处的辊径是指该辊肩部的以辊的轴线呈水平的方式配置该辊并从与该辊的轴线垂直的方向进行观察情况下的辊径。

（3）根据上述（1）所述的管的矫正方法，其特征在于，使用2－2－2－1型的矫直机，在构成如下的辊对的上下两方的辊使用上述非对称辊，该辊对是位于从入口侧起第2处和第3处的辊对，该2－2－2－1型的矫直机从被矫正管的行进方向入口侧连续地配置有三组辊对，且在三组辊对的后方仅在上下任一方配置有辊。

（4）一种矫正用辊，其是在斜辊式矫直机中所使用的矫正用辊中的、用于偏置的辊，该斜辊式矫直机具有以旋转轴线的方向彼此交叉的状态在上下方向上相对配置的鼓形矫正用辊，其特征在于，该矫正用辊由形成于两侧端的辊肩部和位于上述两辊肩部之间用于压下被矫正管的辊主体部构成，在将被矫正管的出口侧辊肩部的最大直径部处的辊径设为D1，将入口侧辊肩部的最大直径部处的辊径设为D2，将被矫正管的外径设为d时，满足下述（i）式和（ii）式。

D1＞D2 …（i）

0.004≤（D1－D2）/d≤0.2 …（ii）

（5）根据上述（4）所述的矫正用辊，其特征在于，在利用包含辊的轴心线在内的平面截取矫正用辊而得到的截面中表示辊肩部外表面的曲线呈圆弧状，在将该截面内的辊入口侧肩部的曲率半径设为CR2，将辊出口侧肩部的曲率半径设为CR1时，满足下述（iii）式。

CR2/CR1＞1.0 …（iii）

（6）根据上述（4）或（5）所述的矫正用辊，其特征在于，在利用包含辊的轴心线在内的平面截取矫正用辊而得到的截面中表示辊外表面的曲线中，表示辊主体部的外表面的曲线由多条圆弧或近似的圆弧构成，在将该多条圆弧或近似的圆弧中的、通过辊槽底部的辊外表面的圆弧C1的曲率半径设为R1，将在比圆弧C1靠入口侧的部位构成该表示辊主体部的外表面的曲线的一条以上的圆弧或一条以上的近似的圆弧的曲率半径设为R2_i，将辊槽底部截面到圆弧C1的入口侧末端的距离设为AL，将被矫正管的外径设为d时，满足下述（iv）式、（v）式。

R2_i/R1＞1.0 …（iv）

0≤AL/d≤1.5 …（v）

其中，辊槽底部截面是指通过辊直径为最小值的辊槽底部且与辊的轴线正交的截面。此外，R2_i的下标i为圆弧或近似的圆弧的数量。

发明的效果

本发明的管的矫正方法是将左右的辊肩部的最大直径不同的非对称辊用作矫正用辊的矫正方法。采用本发明的管的矫正方法，能够抑制产生管端部的口变形，并且，能够对被矫正管施加较高的偏置，因此，能够提高矫正效果。

本发明的矫正用辊是由最大直径部处的辊径在左右不同的辊肩部和具有左右不同的弯曲面的辊主体部构成的非对称辊。通过将该矫正用非对称辊应用于由矫直机进行的管的矫正中，能够通过避免被矫正管的顶端与辊相碰撞来抑制产生管端部的口变形。

附图说明

图1是表示矫直机的辊排列的一例的图。

图2是说明在矫直机中使用的矫正用辊的形状的图。

图3是说明辊矫正的设定条件中的辊角度的图。

图4是说明辊矫正的设定条件中的滚压量的图。

图5是说明辊矫正的设定条件中的偏置量的图。

图6是说明本发明的矫正用非对称辊的形状的图。

图7是说明本发明的矫正用非对称辊的形状的另一例的图。

图8是说明本发明的矫正用非对称辊的形状的再一例的图。

图9是例示矫直机的各种结构和具有该结构的各矫直机中的非对称辊的应用部位的图。

图10是说明本发明的非对称辊的形状的再一例的图。

图11是在对应用非对称辊给管端部的口变形带来的效果进行调查的调查结果中、表示距管端的长度与管外径之间的关系的图。

具体实施方式

本发明的管的矫正方法以使用如下的矫直机来矫正管为前提，该矫直机具有多个以旋转轴线的方向彼此交叉的状态在上下方向上相对配置有鼓形矫正用辊的辊对，或者，具有在上述多个辊对之间仅配置在上下任一方的辊，其特征在于，作为进行偏置的矫正用辊，使用左右的辊肩部的最大直径部处的辊径不同的非对称辊，以辊径较小的辊肩部位于管的入口侧、辊径较大的辊肩部位于管的出口侧的方式配置该非对称辊。

上述的“管的入口侧”是指在矫正用辊中被矫正管被输入的一侧，上述的“管的出口侧”是指在矫正用辊中被矫正管脱离矫正用辊的一侧。由于矫正用辊倾斜配置，因此，被矫正管不会在辊的中央部（槽底附近）通过，而是被从自中央部向一辊肩部侧偏移的部位输入，从自中央部向另一辊肩部侧偏移的部位脱离。如果用上述图3来说明，则辊的从中央（槽底P）向辊肩部3b侧偏移的部位为管的入口侧，辊的从中央（槽底P）向辊肩部3a侧偏移的部位为管的出口侧。

在本发明的矫正方法中，之所以使用非对称辊，并以最大辊径较小的辊肩部位于管的入口侧、最大辊径较大的辊肩部位于管的出口侧的方式配置该非对称辊，是为了抑制在矫正管时产生管端部的口变形。

图6～图8是说明在管的矫正方法中所使用的非对称辊的形状的图，表示了利用通过辊的轴线的任意平面截取辊而得到的辊截面（仅为辊的轴线的上方部分）。另外，在这些图中，标注有附图标记S的直线表示通过辊2的槽底P且与辊的轴线垂直的直线。

在图6～图8所示的非对称辊2中，纸面右侧的辊肩部3a的高度（D1）与纸面左侧的辊肩部3b的高度（D2）并不相同，均为D1＞D2，辊形状左右不对称。R3和R4分别为形成辊肩部3a、3b的曲线（圆弧）的曲率半径。

图6和图7所示的R1为表示辊主体部4的两条曲线（该情况下，为圆弧）中从连接点Q（在图6中，辊2的槽底P为连接点）到Ka（右侧的辊肩部3a的一端）的曲线（圆弧）的曲率半径，R2为表示辊主体部4的两条曲线（圆弧）中从连接点Q（在图6中，为辊2的槽底P）到Kb（左侧的辊肩部3b的一端）的曲线（圆弧）的曲率半径。在图6和图7中，均为R1＞R2。

图8所示的抛物线1是指表示辊主体部4的两条曲线中从连接点Q到Ka（右侧的辊肩部3a的一端）的曲线为抛物线，抛物线2是指表示辊主体部4的两条曲线中从连接点Q到Kb（左侧的辊肩部3b的一端）的曲线为抛物线。

即，在图6中，示出了表示辊2的主体部4的两条曲线由以槽底P为界左右分别具有不同的曲率半径的单一圆弧形成而成为不对称的形状的例子，在图7中，示出了表示辊2的主体部4的两条曲线由以连接点Q为界左右分别具有不同的曲率半径的单一圆弧形成而成为不对称的形状的例子。此外，在图8中，示出了表示辊2的主体部4的两条曲线由以连接点Q为界左右分别为不同的形状的单一抛物线形成而成为不对称的形状的例子。上述两条曲线的连接点Q可以位于比槽底P靠右侧（P与Ka之间）的适当的位置。此外，表示辊2的主体部4的曲线的条数并不限于两条，可以是连接3条以上的多条圆弧或抛物线而成的形状。

在利用矫直机进行矫正时，例如像上述图5所示那样，使矫正用辊Ra2、Rb2的中心轴线上升而对被矫正管1施加偏置量δ（mm）的载荷。该情况下，刚通过矫正用辊Ra1、Rb1之后的被矫正管1的顶端大致朝向水平。因此，若偏置量较大，则难以顺利地向矫正用辊Ra2、Rb2输入被矫正管1，被矫正管1的顶端容易碰撞到下侧的辊Rb2的入口侧而受到撞击。此外，由于矫正用辊Ra3、Rb3被相对于矫正用辊Ra2、Rb2偏置，因此，通过了矫正用辊Ra2、Rb2的被矫正管1的顶端在向辊Ra3、Rb3输入时容易碰撞到上侧的辊Ra 3的入口侧。

因此，作为相对于被矫正管的行进方向上的入口侧（被矫正管的行进方向的上游侧）的轧制设备（前段轧制设备）的辊进行偏置的矫正用辊，使用非对称辊，并以最大辊径较小的辊肩部位于管的入口侧的方式配置该非对称辊。在图5所示的矫直机的情况下，在第2轧制设备的矫正用辊Ra2、Rb2和第3轧制设备的矫正用辊Ra3、Rb3使用非对称辊，并以最大辊径较小的辊肩部位于管的入口侧的方式配置该非对称辊。由此，向矫正用辊Ra2、Rb2的输入和向矫正用辊Ra3、Rb3的输入变得容易，从而能够避免被矫正管的顶端与矫正用辊相碰撞。

在该情况下，如上所述，对于第2轧制设备而言，被矫正管的顶端容易发生碰撞的位置是下侧辊Rb2的入口侧，对于第3轧制设备而言，被矫正管的顶端容易发生碰撞的位置是上侧辊Ra3的入口侧。因而，若至少上述辊使用非对称辊，则能够避免被矫正管的顶端与矫正用辊相碰撞。但是，若在上下使用形状不同的辊则控制会变得复杂，因此，最好使用上下辊均为相同形状的非对称辊。

此外，对于位于被矫正管的行进方向上的最靠近入口侧（上游侧）的位置的第1轧制设备，为了使被矫正管顺畅地输入而调整了辊对的上下方向的位置（具体而言，将第1轧制设备辊对的位置调整为被矫正管的中心与上下辊之间的相对间隔的中心大致一致的位置），因此，不易发生被矫正管的顶端与矫正用辊的碰撞。因而，第1轧制设备可以不必使用非对称辊。当然，并不是否定使用非对称辊，例如因辊角度、辊开度等设定条件，在第1轧制设备中也产生被矫正管的顶端部与矫正用辊Ra1、Rb1的碰撞这样的情况下，只要也在第1轧制设备的矫正用辊Ra1、Rb1使用本发明的非对称辊即可。

图9是例示矫直机的各种结构和具有该结构的各矫直机中的非对称辊的应用部位的图。在图9中，仅表示矫正用辊的个数和配置以及非对称辊的应用部位，因此，不考虑辊角度，简化地表示了矫正用辊本身。在非对称辊中划了斜线。

在图9中，应用了非对称辊的辊是相对于前段的辊对（或辊）进行了偏置的矫正用辊。如上所述，在第1轧制设备的矫正用辊可以不使用非对称辊。仅配置于最终轧制设备的下侧的辊（参照图9的（b）、图9的（e）及图9的（g））是用于在上下进行调整来提高矫正效果的辅助辊。对于该辅助辊而言，也能够通过调整辊角度来抑制被矫正管的顶端与矫正用辊的碰撞，因此，可以不使用非对称辊（当然，在因偏置量等条件的不同而有可能使被矫正管的顶端碰撞到辅助辊（的入口侧）的情况下，作为其有效的对策，辅助辊能够使用本发明的非对称辊）。

此外，在图9中，第1轧制设备的矫正用辊和辅助辊以外的全部的矫正用辊应用了非对称辊，但是，可以不必全部的矫正用辊应用非对称辊。例如，对于无需将偏置量设定得较大的矫正用辊（相对于前后的轧制设备的辊仅施加较小的偏置的轧制设备的辊），可以不使用非对称用辊。

此外，如上所述，能够仅上下相对配置的辊对中的上下任一方的辊使用非对称辊。能够采用如下的实施方式：在向上方偏置矫正用辊的情况下，进行了该偏置的矫正用辊的下侧辊使用上述非对称辊，在向下方偏置矫正用辊的情况下，进行了该偏置的矫正用辊的上侧辊使用上述非对称辊。其原因在于，如上所述，在向上方偏置矫正用辊的中心轴线情况下，被矫正管的顶端容易碰撞到该矫正用辊的下侧辊，在向下方偏置矫正用辊的中心轴线的情况下，被矫正管的顶端容易碰撞到该矫正用辊的上侧辊。但是，如上所述，若在上下使用形状不同的辊则控制会变得复杂，因此，最好使用上下均为相同形状的非对称辊。

在管的矫正中，大多使用2－2－2－1型矫直机。在该情况下，最好第2轧制设备、第3轧制设备的矫正用辊对的上下两方的辊使用上述非对称辊。

本发明的非对称的矫正用辊适用于用在矫直机中的、相对于前段的辊进行偏置的辊，该矫直机具有以旋转轴线的方向彼此交叉的状态在上下方向上相对配置的鼓形矫正用辊。如在上述图6～图8中例示的那样，该辊是具有如下特征的矫正用辊，其由形成在两侧端的辊肩部3a、3b和位于上述两辊肩部之间并用于压下被矫正管的辊主体部4构成，在将被矫正管的出口侧辊肩部的最大辊径设为D1，将入口侧辊肩部的最大辊径设为D2，将被矫正管的外径设为d时，满足下述（i）式和（ii）式。

D1＞D2 …（i）

0.004≤（D1－D2）/d≤0.2 …（ii）

如图6～图8所示，该非对称辊呈鼓形，由形成在两侧端的辊肩部3a、3b和辊主体部4构成，该辊主体部4具有从两辊肩部3a、3b（准确来说，肩部3a、3b的端部Ka、Kb）朝向辊的中央（槽底P）去而向辊的轴心线侧弯曲的表面。

上述辊肩部3b相当于管的入口侧，其最大辊径为D2，辊肩部3a相当于管的出口侧，其最大辊径为D1。在本发明的矫正用辊中，之所以规定为D1＞D2（上述（i）式），是为了在使用该非对称辊来矫正管时，通过以最大辊径较小的辊肩部3b位于管的入口侧、最大辊径较大辊肩部3a位于管的出口侧的方式配置而使管向辊的输入变得容易，而避免被矫正管的顶端与矫正用辊相碰撞，从而抑制产生管端部的口变形。

并且，在设计本发明的矫正用辊时，在考虑到利用该矫直机要进行矫正的对象材料的尺寸（外径d）的上下限范围的基础上，规定了满足0.004≤（D1－D2）/d≤0.2（上述（ii）式）的范围。在此，规定了下限值的原因在于，若（D1－D2）/d小于0.004，则无法充分地获得本发明的非对称辊形状所产生的口变形的抑止效果，另一方面，规定了上限值的原因在于，若（D1－D2）/d超过0.2，则辊出口侧和入口侧会失衡，因此，矫正所产生的弯曲矫正效果会降低。通过使用满足（ii）式的范围的辊，能够防止口变形，并且，能够获得充分的弯曲矫正效果。

该非对称辊在作为实施本发明的管的矫正方法时的矫正用辊来使用的情况下，如上所述，以最大辊径较小的辊肩部3b位于被矫正管的入口侧、最大辊径较大的辊肩部3a位于被矫正管的出口侧的方式配置。

在本发明的矫正用辊中，能够采用如下的实施方式：在利用包含辊的轴心线在内的平面截取矫正用辊而得到的截面中表示辊肩部外表面的曲线呈圆弧状，在将该截面内的辊入口侧肩部的曲率半径设为CR2，将辊出口侧肩部的曲率半径设为CR1时，满足下述（iii）式。

CR2/CR1＞1.0 …（iii）

图10是说明本发明的非对称辊的形状的再一例的图，表示了利用通过辊的轴线的任意平面截取辊而得到的辊截面。辊2由轴向长度为L1的主体部、出口侧肩部(长度为CL1)及入口侧肩部(长度为CL2)构成，出口侧肩部的最大直径部处的辊径D1与入口侧肩部的最大直径部处的辊径D2为D1＞D2的关系。上述实施方式是如下的矫正用辊：在上述（i）式和（ii）式的规定的基础上，如图10所示，使辊肩部截面（包含辊的轴心线在内的截面）所示的两肩部外表面呈圆弧状，并对其曲率半径CR1、CR2赋予在上述（iii）式中规定的大小差，而形成为非对称的矫正用辊。

使辊肩部外表面呈圆弧状的原因在于，这是去除拐角部的角的通常方法，能够通过改变曲率半径来容易地调整该外表面的圆的程度。满足（iii）式的原因在于，通过使辊入口侧肩部的曲率半径CR2大于出口侧肩部的曲率半径CR1，使入口侧肩部呈更加平缓的形状，由此，使被矫正管向辊的输送变得容易。对（iii）式的上限并没有特别规定，但是，若曲率半径CR2过大，则会失去入口侧肩部的圆度而阻碍被矫正管向辊顺畅的输入，或者，由于需要加长入口侧肩部的长度（即，相对地缩短主体部的长度）而有可能会使矫正效果降低，因此，通常最好设为CR2/CR1＜2.0。

在本发明的矫正用辊（包含附加了上述（iii）式的规定的实施方式在内）中，还能够采用如下的实施方式：在利用包含辊的轴心线在内的平面截取矫正用辊而得到的截面中表示辊外表面的曲线中，表示辊主体部的外表面的曲线由多条圆弧或近似的圆弧构成，在将该多条圆弧或近似的圆弧中的、通过辊槽底部的辊外表面的圆弧C1的曲率半径设为R1，将在比圆弧C1靠入口侧的部位构成该表示辊主体部的外表面的曲线的1条以上的圆弧或1条以上的近似的圆弧的曲率半径设为R2_i，将辊槽底部截面到圆弧C1的入口侧末端的距离设为AL，将被矫正管的外径设为d时，满足下述（iv）式、（v）式。

R2_i/R1＞1.0 …（iv）

0≤AL/d≤1.5 …（v）

在此，“近似的圆弧”是指在利用例如通过最小二乘法等在数学上近似的多条圆弧来表示构成辊主体部的外表面的曲线的情况下的各圆弧。

在图10所示的例子中，表示辊主体部（长度为L1）的外表面的曲线由曲率半径为R1的圆弧C1（在图10中用较粗的曲线表示）和曲率半径为R21或R22这两条圆弧构成，但是，并不限于此。通过辊槽底部的辊外表面的圆弧C1的曲率半径被规定为R1，从圆弧C1的入口侧末端E到入口侧肩部的连接点为止的部分可以是1条以上的圆弧或近似的圆弧。此外，在图10所示的例子中，圆弧C1的出口侧起始端S为与出口侧肩部之间的连接点，在圆弧C1的出口侧起始端与出口侧肩部之间可以包含1条以上的圆弧或近似的圆弧作为构成辊主体部的外表面的曲线。如图示那样，辊槽底部截面到圆弧C1的入口侧末端的距离为AL。

在该实施方式中，之所以要满足（iv）式，是为了能够在辊的外表面使自主体部向入口侧肩部的连接变得容易且平滑。为了使入口侧肩部的最大辊径D 2小于出口侧肩部的最大辊径D1，并且，利用多条圆弧或近似的圆弧从圆弧C1的入口侧末端平滑地向直径较小的入口侧肩部连接，需要像（iv）式所规定的那样，随着靠近入口侧肩部，增大曲率半径，而形成平缓的形状。即，最好为R2_i＋1/R2_i≥1.0（下标i较大的一方为靠近入口侧的圆弧）。对R2_i/R1的上限并没有特别规定，但在容易且平滑地连接圆弧C1的入口侧末端和入口侧肩部的条件下，自然就会确定。

此外，之所以要满足（v）式，是为了确保口变形的抑止效果，并且，减少出口侧和入口侧的失衡来确保矫正效果。若AL/d超过1.5，则圆弧C1的入口侧末端会过于靠近入口侧肩部，而使入口侧辊肩部的最大直径变得过大，（D1－D2）/d变小，从而难以获得口变形的抑止效果。另一方面，在AL/d较小且不为0的情况下，矫正所产生的弯曲矫正效果会因辊出口侧和入口侧的失衡而降低。

采用该实施例，在利用包含辊的轴心线在内的平面截取辊而得到的截面中，辊主体部的外表面并不限定为单一的圆弧，而能够由各种形状的曲线构成，从而能够对构成辊主体部的曲面进行微妙的调整。由此，能够抑制产生管端部的口变形，并且，能够提高矫正效果。

实施例

实施例1

将外径为34.0mm、壁厚为2.3mm的碳钢管（相当于API标准：X52的材料）作为对象材料，应用本发明的矫正方法对管进行矫正，对管端部的口变形的抑制效果进行了调查。另外，为了进行比较，对使用了通常的对称辊的情况也进行了同样的调查。

所使用的矫直机是2－2－2－1型的矫直机。在表1中表示辊条件。表1的辊条件1是全部使用了对称辊的情况，辊条件2是对第2轧制设备的上下辊和第3轧制设备的上下辊应用了非对称辊的情况。

表1

在表2中表示非对称辊的各部分的尺寸。使管的入口侧辊肩部3b与出口侧辊肩部3a的高度差（D1－D2）为3.2mm。另外，作为比较例，还表示了（D1－D2）/d的值在本发明的矫正用辊中规定的范围之外的情况。使辊主体部的长度为170mm，使辊肩部的宽度左右分别为12mm。

表2

〔备注〕辊主体部的长度：170mm

辊肩部的宽度：左右分别12mm

矫正对象管的外径：34mm

在表3中表示矫正条件（滚压量和偏置量）。第1轧制设备中的“直到管通过才启动（日文：オ一プン）”是指在被矫正管的顶端部分通过第1轧制设备的辊之前不施加滚压，在顶端部分通过辊之后才施加0.8mm的滚压量。在本实施例中，为了确认因被矫正管顶端碰撞到相对于前段的轧制设备进行了偏置的第2轧制设备、第3轧制设备（即，相对于第1轧制设备向上方偏置了的第2轧制设备和相对于第2轧制设备向下方偏置了的第3轧制设备）的辊而导致的口变形的产生状况，采用了这样的条件。即，为了从调查结果中去除第1轧制设备对口变形的影响的目的，使第1轧制设备为“直到管通过才启动”。

表3

(单位：mm)

在图11中表示管端部的口变形的调查结果。图11是表示距管端的长度与管外径之间的关系的图，通过分别测量距管端的长度和与其分别对应的外径而得到。分别在管的周围的两个部位（基准位置（0°）及偏离基准位置90°的位置）对各长度处的外径进行测量，用其平均值来表示。

如图11所示，在使用了对称辊的辊条件1中，产生口变形而使管端部折向管的轴心线侧，管的外径减少，从管端一直影响到距管端的距离为30mm的附近。

与此相对，在应用了非对称辊的辊条件2中，管端部的口变形得到了显著地改善，基本上完全没有对外径产生影响。

根据上述调查结果可明确，通过矫正用辊应用非对称辊，能够防止管端部的口变形。

实施例2～实施例4

在实际操作中，应用本发明的矫正方法对外径为139.7mm、壁厚为7.72mm的碳钢管（相当于API标准：L80－1的材料）进行矫正，对在矫正后弯曲仍未得到充分矫正而残留有弯曲的比例（弯曲不良率）进行了调查。在矫正时，考虑到在实施例1中获得的调查结果，预先进行了试验，设定为不产生管端部的口变形的矫正条件（参照表4）。另外，为了进行比较，还记载了在应用本发明之前的操作（实际操作）中的弯曲不良率的调查结果，即还记载了使用对称辊进行矫正的情况下的调查结果。

在表4中表示在使用了非对称辊的情况下的设定条件（滚压量和偏置量）和在应用了对称辊情况下的设定条件（滚压量和偏置量）。在表4和后面表示的表5中，实施例2与应用了上述图6所示的对称辊的情况相对应，实施例3与应用了上述图7所示对称辊的情况相对应，实施例4与应用了上述图8所示的对称辊的情况相对应。

上述调查均为在实际操作中的调查，被矫正管不是试验材料而是产品，因此，设定为不产生口变形的设定条件。由此，作为本发明例的使用了非对称辊情况下的设定条件与作为比较例的使用了对称辊的情况下的设定条件不同。换言之，在使用了非对称辊的情况下，能够在不产生管端部的口变形的情况下将第2轧制设备的偏置设为较高的偏置量（5mm～6.6mm）。

表4

(单位：mm)

使用2－2－2－1型的矫直机，第2轧制设备和第3轧制设备的上下辊应用了图6～图8及表5所示的非对称辊。对于管的入口侧辊肩部3b与出口侧辊肩部3a的高度差（D1－D2），在实施例2中设为8mm，在实施例3中设为4mm，在实施例4中设为4.5mm。此外，在实施例2～实施例4中，使辊主体部的长度和辊肩部的宽度均相同，使辊主体部长度为440mm，使辊肩部的宽度左右分别为80mm。

表5

〔备注〕辊主体部的长度：440mm

辊肩部的宽度：左右分别80mm

矫正对象管的外径：139.7mm

在表4中一并表示弯曲不良率的调查结果。将弯曲不良的基准设为2/1000（mm），在矫正后的管确认到每1m具有2mm以上的弯曲的情况下，判断为弯曲不良。对于弯曲不良率，在使用了对称辊的情况下为1.15％，但在应用了本发明的非对称辊的情况下，在实施例2中完全没有在矫正后确认有弯曲的管，弯曲不良率为0％，在实施例3中弯曲不良率为0.39％，在实施例4中弯曲不良率为0.29，与使用了对称辊的情况相比弯曲不良率均大幅地降低。

这是因为通过应用本发明的非对称辊，能够在不产生管端部的口变形的情况下对管施加较大的偏置。

在表6中表示在应用本发明的矫正方法进行实际操作中、在较长的期间内对弯曲不良率进行了调查的结果。对象材料以碳钢管为主体，也包括合金钢制的钢管。矫正所使用的矫直机是2－2－2－1型，对第2轧制设备和第3轧制设备的上下辊应用了非对称辊。在表6中，实施例2与应用了上述图6所示的对称辊的情况相对应，实施例3与应用了上述图7所示的对称辊的情况相对应，实施例4与应用了上述图8所示的对称辊的情况相对应。

表6

如表6所示，可知与使用了对称辊的情况相比，在应用了非对称辊的情况下，大幅地降低了弯曲不良率。

实施例5

将外径为139.7mm、壁厚为7.72mm、长度为6000mm的碳钢管（相当于API标准：L80－1的材料）作为对象材料，应用本发明的矫正用辊对管进行矫正，对矫正后的管端部口变形的抑制效果进行了调查。另外，为了进行比较，对使用了通常的对称辊的情况也进行了同样的调查。用于试验的钢管根数是350根。

所使用的矫直机为2－2－2－1型的矫直机。在表7中表示辊条件和矫正条件（滚压量和偏置量）。表7的实施例是对第1轧制设备～第3轧制设备的上下辊应用了非对称辊（CR2/CR1=1.05～1.15、（D1－D2）/d=0.02～0.1）的情况。比较例是对第1轧制设备～第3轧制设备的上下辊应用了对称辊（CR2/CR1=1.00，（D1－D2）/d=0）的情况。

表7

将试验结果汇总，在表7中一并表示。矫正后的管端部口变形是由管的顶端碰撞到第2轧制设备以后的辊入口侧肩部而产生的。管的口部变形为椭圆状，当增大偏置时，变形部分的长度变长。若口变形长度变大，则切除量也会相应地变大，而使成品率降低。根据表7可明确，在实施例中，获得了管端部的口变形长度为比较例的管端部的口变形长度的1/4以下这样显著的效果。

实施例6

将外径为73mm～140mm的碳钢管（相当于API标准：L80－1的材料）作为对象材料，应用本发明的矫正用辊对管进行矫正，对矫正后的管端部口变形的抑制效果和矫正后的弯曲不良率进行了调查。另外，为了进行比较，对使用了通常的对称辊的情况也进行了同样的调查。用于试验的钢管根数为350根。

所使用的矫直机是2－2－2－1型的矫直机。在表8中表示辊条件和矫正条件（滚压量和偏置量）。表8的实施例是对第1轧制设备～第3轧制设备的上下辊应用了非对称辊（R2₁/R1、R2₂/R1：均为1.05～1.30，（D1－D2）/d=0.020～0.100）的情况，比较例是对第1轧制设备～第3轧制设备的上下辊应用了对称辊（R2₁/R1、R2₂/R1：均为1.00，（D1－D2）/d=0）的情况。

表8

将试验结果汇总，在表8中一并表示。在表8中，“评价”栏的标记○是口变形的长度小于10mm且弯曲矫正的不良率小于1.2％的情况，标记×是符合口变形的长度为10mm以上和弯曲矫正的不良率为1.2％以上这两者的情况或任一者的情况。

如表8所示，能够确认到通过应用本发明，能够将矫正后的管端部口变形长度缩短到10mm以下，并且，还能够改善弯曲矫正的不良率。

产业上的可利用性

本发明的管的矫正方法和本发明的矫正用辊能够有效地应用于钢管等管的制造中。

附图标记说明

1、1a、1b：被矫正管；2：非对称辊；3a、3b：辊肩部；4：辊主体部。

Claims

1.一种管的矫正方法，其使用矫直机，该矫直机在被矫正管的行进方向上连续地配置有三组以上的辊对，该辊对是由两个在上下方向上相对配置的鼓形辊构成一组的，其特征在于，

构成如下的至少一组辊对的上辊和下辊中的至少一个辊使用左右的辊肩部的最大直径部处的辊径不同的非对称辊，该至少一组辊对是上述多组辊对中的、除了位于被矫正管的行进方向上的最靠近入口侧的位置的辊对以外的辊对，

以辊径较小的辊肩部位于管的入口侧、辊径较大的辊肩部位于管的出口侧的方式配置该非对称辊，

其中，非对称辊的辊肩部的最大直径部处的辊径是指该辊肩部的以辊的轴线呈水平的方式配置该辊并从与该辊的轴线垂直的方向进行观察情况下的辊径。

2.一种管的矫正方法，其使用矫直机，该矫直机在被矫正管的行进方向上隔着在多组辊对之间仅配置在上下任一方的辊地配置有该多组辊对，该辊对是由两个在上下方向上相对配置的鼓形辊构成一组的，其特征在于，

构成如下的至少一组辊对的上辊和下辊中的至少一个辊和/或配置在上述多组辊对之间的上下任一方的辊使用左右的辊肩部的最大直径部处的辊径不同的非对称辊，该至少一组辊对是上述多组辊对中的、除了位于被矫正管的行进方向上的最靠近入口侧的位置的辊对以外的辊对，

3.根据权利要求1所述的管的矫正方法，其特征在于，

使用2－2－2－1型的矫直机，该2－2－2－1型的矫直机从被矫正管的行进方向入口侧连续地配置有三组辊对，且在三组辊对的后方仅在上下任一方配置有辊，

在构成如下的辊对的上下两方的辊使用上述非对称辊，该辊对是位于从入口侧起第2处和第3处的辊对。

4.一种矫正用辊，其是在斜辊式矫直机中所使用的矫正用辊中的、用于偏置的辊，该斜辊式矫直机具有以旋转轴线的方向彼此交叉的状态在上下方向上相对配置的鼓形矫正用辊，其特征在于，

该矫正用辊由形成于两侧端的辊肩部和位于上述两辊肩部之间用于压下被矫正管的辊主体部构成，

在将被矫正管的出口侧辊肩部的最大直径部处的辊径设为D1，将入口侧辊肩部的最大直径部处的辊径设为D2，将被矫正管的外径设为d时，满足下述（i）式和（ii）式。

D1＞D2 …（i）

0.004≤（D1－D2）/d≤0.2 …（ii）

5.根据权利要求4所述的矫正用辊，其特征在于，

在利用包含辊的轴心线在内的平面截取矫正用辊而得到的截面中表示辊肩部外表面的曲线呈圆弧状，在将该截面内的辊入口侧肩部的曲率半径设为CR2，将辊出口侧肩部的曲率半径设为CR1时，满足下述（iii）式。

CR2/CR1＞1.0 …（iii）

6.根据权利要求4或5所述的矫正用辊，其特征在于，

在利用包含辊的轴心线在内的平面截取矫正用辊而得到的截面中表示辊外表面的曲线中，表示辊主体部的外表面的曲线由多条圆弧或近似的圆弧构成，在将该多条圆弧或近似的圆弧中的、通过辊槽底部的辊外表面的圆弧C1的曲率半径设为R1，将在比圆弧C1靠入口侧的部位构成该表示辊主体部的外表面的曲线的一条以上的圆弧或一条以上的近似的圆弧的曲率半径设为R2_i，将辊槽底部截面到圆弧C1的入口侧末端的距离设为AL，将被矫正管的外径设为d时，满足下述（iv）式、（v）式，

R2_i/R1＞1.0…（iv）

0≤AL/d≤1.5…（v）

其中，辊槽底部截面是指通过辊直径为最小值的辊槽底部且与辊的轴线正交的截面；此外，R2_i的下标i为圆弧或近似的圆弧的数量。