JP2000288616A - 継目無鋼管の製造方法 - Google Patents

継目無鋼管の製造方法

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JP2000288616A
JP2000288616A JP11103756A JP10375699A JP2000288616A JP 2000288616 A JP2000288616 A JP 2000288616A JP 11103756 A JP11103756 A JP 11103756A JP 10375699 A JP10375699 A JP 10375699A JP 2000288616 A JP2000288616 A JP 2000288616A
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JP
Japan
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mandrel mill
shell
seamless steel
roll
steel pipe
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JP11103756A
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Tomohito Koseki
智史 小関
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、マンドレル・ミルを用いても、従来
より寸法精度が良い継目無鋼管の製造方法を提供するこ
とを目的としている。 【解決手段】鋼鋳片に穿孔して中空素管とし、該中空素
管をマンドレル・ミルで伸延してから、ホット・ストレ
ッチ・レデューサで管体の寸法を仕上げる継目無鋼管の
製造方法において、前記マンドレル・ミルの出側で、中
空素管(シェル)外周の複数個所で外径を連続的に測定
し、その測定値が目標範囲内になるよう、該マンドレル
・ミルの各スタンドのロール間隔及びロール回転数を調
整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、継目無鋼管の圧延
方法に係わり、特に、ピアサ圧延機で穿孔された中空素
材を延伸圧延し、寸法精度に優れた比較的小径の継目無
鋼管を製造する技術である。
【0002】
【従来の技術】継目無鋼管を製造する方法の一つに、図
4に示すように、加熱炉1で加熱した中実の素材(鋼鋳
片)2をピアサ圧延機3(以下、単にピアサ3という)
で穿孔して中空素管4とし、さらにマンドレル・ミル圧
延機5(以下、単にマンドレル・ミル5という)で該中
空素管4を延伸して、その後ストレッチレデューサで外
径を定める方式がある。このマンドレル・ミル5は、図
4に示すように、上下で1対のロール6を直列に複数ス
タンドとして配置し、ロール6間を通過する中空素管4
の孔に、マンドレル・バーなる棒状の芯金7を挿入して
圧延し、該中空素管4(以下、単に素管という)を延伸
するものである。さらに、ストレッチレデューサ10で
の定径圧延においては、従来より、素管内面の拘束がな
いため、縮径時のメタルフローで部分的に増肉が起こ
り、延伸後に得られた管体8(シェル8と称される)の
周方向で肉厚変動が大きくなることがある。
【0003】このような周方向の偏肉発生に対しては、
例えば、特公昭61ー111689号公報は、延伸を行
うマンドレル・ミル5において図3に示すようなバルジ
幅と呼ばれるロール噛みだし部分(バルジ)11の外径
を測定し、この測定値の長手方向分布に基づき、後流に
配置され、製品鋼管としてのサイズに仕上げる多段圧延
機10(ホット・ストレッチ・レデューサ10という)
の各スタンドでロール速度を調整して、前記シェル8の
肉厚を均一化する技術を提案している。しかしながら、
この技術では、マンドレル・ミル5で前記バルジ幅を適
切な範囲内に調整していなければ、レデューサ10だけ
でシェル8の肉厚を均一化することが困難であった。ま
た、バルジ幅だけの測定では、かならずしもシェルの形
状を正確に表わしているとは言えず、技術的に限界があ
った。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる事情
に鑑み、マンドレル・ミルを用いても、従来より寸法精
度が良い継目無鋼管の製造方法を提供することを目的と
している。
【0005】
【課題を解決するための手段】発明者は、上記目的を達
成するため、従来技術を見直した。そして、製品鋼管
(チューブ)の内面形状が変化するのは、レデューサよ
り前工程のマンドレル・ミルでシェル形状が変化するか
らであると結論した。つまり、レデューサでシェルを定
径する際にロール面圧差が発生して素管内面でのメタル
フローがばらつき、チューブの内面形状が悪化してい
た。そこで、発明者は、従来のバルジ幅の測定に加えて
別の対策も必要と考えて鋭意検討し、その成果を本発明
に具現化した。
【0006】すなわち、本発明は、鋼鋳片に穿孔して中
空素管とし、該中空素管をマンドレル・ミルで伸延、定
径してから、ホット・ストレッチ・レデューサで管体の
寸法を仕上げる継目無鋼管の製造方法において、前記マ
ンドレル・ミルの出側で、中空素管(シェル)外周の複
数個所で外径を連続的に測定し、その測定値が目標範囲
内になるよう、該マンドレル・ミルの各スタンドのロー
ル間隔及びロール回転数を調整することを特徴とする継
目無鋼管の製造方法である。
【0007】また、本発明は、前記外径を光学的方式で
測定することを特徴とする継目無鋼管の製造方法でもあ
る。
【0008】本発明によれば、マンドレル・ミルで得ら
れるシェルの外面形状が長手方向にわたって均一になる
ので、その後のレデューサによる寸法仕上げ圧延の負荷
が減り、従来より寸法精度が良い継目無鋼管を安定して
製造できるようになる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。
【0010】まず、マンドレル・ミル5の出側に、該ミ
ル5から抜け出してきたシェル8の形状を連続的に測定
するセンサ12を設置する。連続的に測定するのは、シ
ェル長手方向の全体にわたって形状が均一になることが
望ましいからである。そのセンサ12は、シェル8の形
状が正しく測定できるものなら如何なるものでも良い
が、保守や作業性の面から、シェル8に非接触な光学的
方式(光電管を利用)のものが好ましい。本発明では、
従来より測定していたシェル8のバルジ幅(図3参照)
だけでなく、円周上の複数箇所、少なくとも2個所以上
で測定することを必須とする。バルジ幅だけでは、前記
したように、シェル8の形状を正確に表していないの
で、円周に沿った多数個所で外径を測定し、シェル断面
全体の形状を把握するようにしたのである。
【0011】そして、これらの測定値を、図1に示すよ
うに、演算器13に予め設定してある目標値と比較し、
それぞれの偏差を算出する。その結果、目標値からの偏
差という形態で、シェルの断面形状が長手方向にわたっ
て得られる。本発明は、この偏差を次材の圧延時に解消
するようにしたものであり、具体的には、次材がマンド
レル・ミル5を通過する際に、演算器13からの出力信
号17で各スタンドのロール6の間隙(圧下配分)及び
回転数を変更する。この変更に必要なソフト・ウエア
は、シェル8の断面及び長手方向に関する偏差値と、各
スタンドのロール6の間隙(圧下配分)及び回転数との
関係を予め試験操業で求めておけば良い。また、以前の
操業データの解析で求めても良い。
【0012】例えば、シェルの真円度をαとすると、α
は次式で求められる。 α=(Dmax−Dmin)/Do ここで、Dmax:測定外径の最大値 Dmin:測定外径の最小値 Do :測定外径の平均値 形状測定のセンサで求められたαに対して、目標となる
α0の偏差Δαを演算する。 Δα=α-α0 この時、形状が目標値となるように、以下の式に基づ
き、ロール回転数、ロール間隔を調整する。なお、ロー
ル間隔及びロール回転数のどちらを優先させるか、また
どの範囲まで変更するかは、対象とする被圧延材の寸
法、鋼種に依存する。 ΔSi=(∂S/∂α)i・Δα ΔNi=(∂N/∂α)i・Δα ここで、ΔSi:第iスタンドのロール間隔変更量 ΔNi:第iスタンドのロール回転数変更量 (∂S/∂α)i:第iスタンドのロール間隔がシェル
真円度に及ぼす影響指数 (∂N/∂α)i:第iスタンドのロール回転数がシェ
ル真円度に及ぼす影響指数
【0013】
【実施例】図4に示すようなマンドレル・ミル5を備え
た製造ラインで、継目無鋼管を製造した。その際、同一
の素材2(鋼鋳片、丸ビレットともいう)に対して、本
発明に係る方法と従来のバルジ幅測定に基づく方法とを
時期を異ならせて適用した。素材2は、鋼種が低炭素鋼
で、外径140mmΦ、長さ2.2mの丸ビレットであ
る。また、ホット・ストレッチ・レデューサ10から抜
け出した製品鋼管14のサイズは、外径42.7mm,
肉厚6.4mmを目標とした。使用したマンドレル・ミ
ル5は、スタンド数が8台であり、最終スタンドの出側
に複数のレーザ距離計からなるセンサ12を設置し、シ
ェル8の断面形状を連続的(長手方向にわたって)に測
定するようにした。なお、マンドレル・ミル5における
シェル8の進行速度は、5m/minである。また、操
業中の各スタンドでの前記偏差に基づいたロール6の間
隔、回転数の変更状況例を図2に示しておくが、他のス
タンドも類似した変更がある。
【0016】かかる操業で得た製品の肉厚精度を、偏肉
率で評価して表1に示す。この偏肉率は、最終製品の同
一断面内の12点で肉厚を測定し、それらの最大値と最
小値との差を平均肉厚で除した値である。
【0017】表1より、本発明に係る製造方法によれ
ば、肉厚の均一な、つまり寸法精度に優れた継目無鋼管
が安定して製造されることが明らかである。
【0018】
【表1】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る継目無鋼管の製造方法を説明する
ブロック図である。
【図2】本発明に係る継目無鋼管の製造方法を実施時の
ロール間隙及び回転数の変更状況を示す図である。
【図3】マンドレル・ミルで圧延中の素管断面を示す図
である。
【図4】継目無鋼管の製造ラインの一例を示す図であ
る。
【符号の説明】
1 加熱炉 2 素材(鋼鋳片、丸ビレット) 3 ピアサ圧延機(ピアサ) 4 中空素管 5 マンドレル・ミル圧延機(マンドレル・ミル) 6 ロール 7 芯金(マンドレル・バー) 8 管体(シェル) 9 再加熱炉 10 多段圧延機(ホット・ストレッチ・レデューサ) 11 バルジ変形部 12 センサ 13 演算器 14 継目無鋼管 15 ロール間隔調整器 16 ロール回転数調整器 17 出力信号

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼鋳片に穿孔して中空素管とし、該中空
    素管をマンドレル・ミルで伸延してから、ホット・スト
    レッチ・レデューサで管体の寸法を仕上げる継目無鋼管
    の製造方法において、 前記マンドレル・ミルの出側で、中空素管(シェル)外
    周の複数個所で外径を連続的に測定し、その測定値が目
    標範囲内になるよう、該マンドレル・ミルの各スタンド
    のロール間隔及びロール回転数を調整することを特徴と
    する継目無鋼管の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記外径を光学的方式で測定することを
    特徴とする請求項1記載の継目無鋼管の製造方法。
JP11103756A 1999-04-12 1999-04-12 継目無鋼管の製造方法 Withdrawn JP2000288616A (ja)

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