JP2001293503A - 継ぎ目無し管の圧延装置および圧延制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内面工具を用いずに管の外径を調整する絞り
圧延機等の出側において偏肉の小さい管を製造し得る、
継ぎ目無し管の圧延装置および圧延制御方法を提供す
る。 【解決手段】複数の孔型ロールスタンドを具備し、内面
工具を用いずに管１２の外径を調整する圧延機１１と、
圧延機１１の下流側に配置され、圧延機１１の圧下方向
の肉厚又は周方向５箇所以上肉厚を測定する熱間肉厚測
定装置１４とを備える。演算装置１５及びロール圧下装
置１６からなる圧延制御装置は、熱間肉厚測定装置１４
で測定した管１２の肉厚に基づき、圧延機１１の圧下位
置を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はマンドレルミルライ
ン又はプラグミルラインにおいて、管周方向の偏肉を減
少し得る継ぎ目無し管の圧延装置および圧延制御方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、マンネスマン−マンドレルミル
方式による継ぎ目無し鋼管の製造方法を示す説明図であ
る。図５に示すように、継ぎ目無し鋼管の製造に際して
は、まずビレット５１を、加熱炉５２で１２００〜１３
００℃まで加熱する。次に、加熱されたビレット５１を
ピアサー５３で穿孔圧延して中空素管５４とする。この
中空素管５４にマンドレルバー５５を挿入し、マンドレ
ルミル５６で延伸圧延して管肉厚を調整する。その後マ
ンドレルバー５５を抽出し、サイザー又はストレッチレ
デューサー等の外径調整圧延機５７（以降、外径調整圧
延機を便宜上絞り圧延機という）で管を所定の径に成形
し、製品寸法に仕上げる。マンドレルミル５６では、複
数個のスタンド＃１，…，＃Ｎにおいて、中空素管５４
を外側から孔型ロール５８で、内側からマンドレルバー
５５でそれぞれ拘束し、圧延方向に垂直な面内で９０°
ずつ交差した部分の肉厚を交互に圧延する。

【０００３】前記マンドレルミル５６では、孔型ロール
５８の孔型径と、使用するマンドレルバー５５の外径と
により幾何学的に決定される間隔によって肉厚が決ま
る。したがって、継ぎ目無し鋼管の仕上げ肉厚が異なる
場合には、該肉厚に応じて孔型ロール５８とマンドレル
バー５５との間隔を変更する必要があるが、この間隔を
変更する方法として、径の異なる別のマンドレルバー５
５への交換、孔型ロール５８の交換、孔型ロール５８の
位置調整によるロールギャップ（マンドレルバー５５と
孔型ロール５８との隙間）の変更がある。

【０００４】しかし、孔型ロール５８の交換は、マンド
レルバー５５を交換するよりも手数がかかり、現実的で
はない。

【０００５】また、マンドレルミル５６のロールギャッ
プを変更した場合には、円周方向に偏肉が発生する。な
ぜならば、孔型ロール５８の孔型径と、使用するマンド
レルバー５５の外径とにより幾何学的に決定される間隔
によって肉厚が決まるため、所定のロールギャップ以外
では一対の孔型ロール５８で形成される孔型径（形状）
が変化し、これに伴って前記間隔も円周方向で変化する
からである。

【０００６】上記現象を、真円孔型の孔型ロールの仕上
げスタンドロールを例にとって模式的に示したのが図６
である。以下、図６のロール孔型の最も深い部分をロー
ルの溝底部６３、２つのロールに挟まれ肉厚圧下をして
いないロール孔型の開口部をフランジ部６４という。図
６（ａ）は、一対の孔型ロール６１とマンドレルバー６
２とから形成される間隔が円周方向で均一、つまり円周
方向で肉厚が均一となる場合を示す。また、図６（ｂ）
は、ロールギャップを締めた場合に円周方向で肉厚が不
均一となる場合を示す。図６（ｂ）の場合には、孔型ロ
ール６１の溝底部６３に相当する部分で孔型ロール６１
とマンドレルバー６２との間隔が一番小さくなり、孔型
ロール６１のフランジ部６４側に進むにつれて、孔型ロ
ール６１とマンドレルバー６２との間隔は広くなる。し
たがって、圧延された管は、孔型ロール６１の溝底部６
３で最小になり、フランジ部６４に向かって厚肉とな
る。

【０００７】また、マンドレルミル５６の仕上げスタン
ドは、通常２スタンドからなり、同じ曲率の孔型ロール
６１を使い、ロールギャップも同じに設定する方法が一
般的である。マンドレルミル５６の隣接するスタンド
は、圧下方向が交互に９０°交差しているため、仕上げ
２スタンド後の管の肉厚は、仕上げ２スタンドの孔型ロ
ール溝底部６３に相当する部分が最小肉厚で、そこから
４５°ずれた位置が最大肉厚となる肉厚分布となる。

【０００８】以上のような理由から、仕上げ肉厚の変更
に対しては、マンドレルバー６２を交換することが行わ
れている。しかし、マンドレルミル５６で周方向の偏肉
を防止するには、仕上げ肉厚のピッチに応じた外径を有
する多数の寸法のマンドレルバー６２を保有しておく必
要があり、数多くのマンドレルバー６２が必要となるた
め、製造コストが高くなるという問題がある。

【０００９】この問題を解決するため、限られた寸法の
マンドレルバー６２を使用しロールギャップの変更によ
り仕上げ肉厚を変更するべく、ロールギャップ変更に起
因する周方向の偏肉を防止する方法が種々提案されてい
る。マンドレルミルにおける周方向の偏肉対策として
は、素管を、圧下方向を交互に９０°交差させて連続配
置された２スタンド以上の２ロールミルで圧延し、次い
で、前記２ロールミルの圧下方向に対して４５°傾斜さ
せた４方向からロールミルで圧延して管形状を整形し、
且つ各口一ルミルのロール圧下量を変えることにより、
鋼管の仕上がり肉厚を変更する方法（特開平６−８７０
０８号公報）が提案されている。さらに、前記２ロール
ミルおよび４ロールミルのギャップ精度を±０．１ｍｍ
以下にするため、前記４ロールミルの下流に熱間肉厚測
定装置を配置し、該熱間肉厚測定装置で測定された最終
３スタンドの圧下方向の肉厚測定結果に基づき、最終３
スタンドのロールギャップを調整する方法（特開平８−
７１６１６号公報）が提案されている。

【００１０】一方、３ロールサイザー又は３ロールスト
レッチレデューサー等の絞り圧延機は、図７（ａ）及び
（ｂ）に示すように、圧延方向に垂直な面内で、それぞ
れのロールの圧下方向のなす角が１２０°となるように
配設されたスタンドを使用している。また、駆動軸が水
平となるように、隣接するスタンド間では、孔型ロール
７５の圧下方向を６０°ずらして交互に配置され、４〜
２８スタンド（外径加工度によってスタンド数が決定さ
れる）で母管７６の連続絞り圧延を行って外径の縮小と
若干の肉厚減肉加工を行い、所定の製品寸法に仕上げて
いる。

【００１１】ここで、前記絞り圧延機の単スタンド圧延
では、ロール溝底部ではエッジ部（フランジ部）に比較
して圧延方向延びが大きく、管の周方向肉厚は不均一な
変形を受ける。連続スタンドでの圧延では、ロール溝底
部とエッジ部は、スタンド毎に交互に塑性変形が繰り返
されるため、ほぼ同一肉厚となるが、図８に示すよう
に、ロール溝底部とエッジ部の中間点は、ロール溝底部
とエッジ部の肉厚より減肉する負の位相（図８（ａ））
または増肉する位相（図８（ｂ））状況となり、位相の
異なった六角形状の角張りを生ずる。この角張現象は、
絞り圧延における管長手方向の延伸率が大きくなるほ
ど、且つ厚肉小径になるほど角張り率が増加する傾向に
ある。さらに、前記絞り圧延機で発生する６方向の厚肉
部と、前記マンドレルミルでマンドレルミルの圧下方向
から４５°ずれた位置に発生する４方向の厚肉部が重複
し、その相乗作用によって円周方向の肉厚不均一（偏
肉）が助長されるという問題が知られている。

【００１２】絞り圧延機で助長される前記偏肉の対策と
しては、厚肉部が重複しないよう前記マンドレルミル
と、前記絞り圧延機とをタンデム配置し、マンドレルミ
ルの圧下方向のいずれかと、前記絞り圧延機の圧下方向
のいずれかが±５°の範囲内に位置するよう配列する方
法（特開平８−１９８０６号公報）が提案されている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らが、上記特
開平８−７１６１６号に示された方法及び特開平８−１
９８０６号に示された方法を同時に用いて試圧延した
が、前記マンドレルミル出側におけるマンドレルミルの
圧下方向の偏肉は、±０．１ｍｍ以下に抑えることがで
きたものの、前記絞り圧延機出側におけるマンドレルミ
ルの圧下方向および絞り圧延機の圧下方向の偏肉は、±
０．１ｍｍ以下に抑えることができなかった。

【００１４】前記試圧延では、３ロールの絞り圧延機の
各ロールの圧下方向毎に異なる偏肉が発生しており、特
開平８−１９８０６号に示された方法には、３ロールの
絞り圧延機の各ロールの圧下方向で均等に発生する六角
張りは抑制できるものの、前記各ロールの圧下方向毎に
異なる偏肉を抑制できないという欠点がある。

【００１５】また、前記試圧延では、絞り圧延機におい
て偏肉が発生しており、特開平８−７１６１６号に示さ
れた方法には、絞り圧延機の母管の偏肉、すなわちマン
ドレルミルで発生する偏肉は抑制できるものの、前記絞
り圧延機において発生する偏肉を抑制できないという欠
点がある。

【００１６】本発明は、斯かるマンドレルミル及び絞り
圧延機における問題点を解決するべくなされたもので、
内面工具を用いずに管の外径を調整する絞り圧延機等の
出側において偏肉の小さい管を製造し得る、継ぎ目無し
管の圧延装置および圧延制御方法を提供することを目的
とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意試験研究を行った。その結果、前記
±０．１ｍｍより大きい偏肉は、マンドレルミル及び絞
り圧延機双方の圧延過程で発生していること、前記マ
ンドレルミルで偏肉が発生する原因は、特開平８−７１
６１６号に示されているロールギャップの設定の誤差に
加えて、対向する２ロールの位置が回転軸方向にずれて
いるためでもあること、前記絞り圧延機で偏肉が発生
する原因は、絞り圧延機の各スタンドロール設置位置に
ずれがあり、このずれのため、管の外径圧下量が各ロー
ル圧下方向毎に不均一となり、外径圧下量が増大する方
向において管周方向に圧縮力がかかり管の増肉量が大き
くなるためであることを見出した。

【００１８】上記知見より、偏肉を発生させるミルに応
じて、偏肉が発生するマンドレルミルの下流側、又は偏
肉が発生する絞り圧延機の上流側若しくは下流側に、マ
ンドレルミル又は絞り圧延機の圧下方向の肉厚が測定で
きるように肉厚測定装置を設置し、該装置による肉厚測
定結果に基づき、前記方向のミルの圧下位置を調整して
偏肉を抑える必要性を見出すに至った。

【００１９】さらに、前記マンドレルミルで発生する
偏肉量は、マンドレルミルの各ロールを設置し直さない
限り、マンドレルミルで圧延する管の肉厚、材質毎にほ
ぼ一意に決まること、前記絞り圧延機で発生する偏肉
量は、絞り圧延機での外径加工率にほぼ比例して大きく
なること、前記絞り圧延機の前で付与された偏肉量は
絞り圧延機の出側で減少するが、この偏肉減少量が絞り
圧延機での外径加工率にはば比例して大きくなることを
見出した。

【００２０】上記知見より、(a)マンドレルミルで発
生する偏肉量及び絞り圧延機で発生する偏肉量を、管の
肉厚、材質及び絞り圧延機での外径加工率を用いて定式
化し、(b)斯かる式に基づいて、絞り圧延機の出側にお
けるマンドレルミルの圧下方向の偏肉量が最小となる、
絞り圧延機の母管の偏肉量を逆算し、(c)前記逆算され
た偏肉量の母管が得られるように、マンドレルミル最終
２スタンド又は３スタンドの圧下方向についてのマンド
レルミル下流側の肉厚測定結果に基づき、マンドレルミ
ル最終２スタンド又は３スタンドのロールギャップを調
整することにより偏肉の小さい管が得られることを究明
した。

【００２１】或いは、(a)前記定式化された式に基づ
いて、絞り圧延機の出側における絞り圧延機の圧下方向
の偏肉量が最小となる、絞り圧延機の母管の偏肉量を逆
算し、(b)前記逆算された偏肉量の母管が得られるよう
に、絞り圧延機の圧下方向の絞り圧延機上流側（マンド
レルミル下流側）の肉厚測定結果に基づき、絞り圧延機
の圧下位置を調整することにより偏肉の小さい管が得ら
れることを究明した。

【００２２】或いは、(a)絞り圧延機下流側の肉厚測
定結果に基づき、絞り圧延機の出側のマンドレルミル圧
下方向又は絞り圧延機圧下方向の偏肉量が最小となるよ
う、前記定式化された式によってマンドレルミル最終２
スタンド若しくは３スタンドのロールギャップ又は絞り
圧延機の圧下位置を調整すれば、偏肉の小さい管が得ら
れることを究明した。

【００２３】なお、肉厚測定結果を反映させるタイミン
グは、測定された管が圧延されるときであってもよく、
前記測定された管が圧延された後に供給される管材を圧
延するときであってもよい。また、圧下位置の調整量
は、長手方向に亘って変更してもよい。

【００２４】前述した本発明者らが見出した事実より、
一般的に、（１）絞り圧延機出側での偏肉量は、絞り圧
延機の外径加工率（外径圧下率）によって変化し、
（２）絞り圧延機入側の偏肉量を調整することにより、
絞り圧延機出側の偏肉量が変化するといえるが、これを
数式を用いて表すと次のようになる。

【数５】

【００２５】上記式（１）における関数ｆ₁の一例とし
て、次式を選択した場合について、さらに詳細に説明す
る。

【数６】

【００２６】本究明者らは、さらに鋭意試験研究を行っ
た結果、前記式（２）のように、ΔＷＴ＿Ｓ／ＷＴ−Ｓ
をΔＷＴ＿Ｍ／ＷＴ＿Ｍに対して線形に、ａ及びｂをρ
に対して線形に定式化した場合、定数ｃ及びｄの値は、
それぞれ次の範囲内であること、 −０．０２≦ｃ（ｊ）≦０ ・・・（３） ０．９≦ｄ（ｊ）≦１．１ ・・・（４） 定数ｅ及びｆの値は、ミルの設置状況、管の寸法、材質
などにより異なるが、 −０．００２≦ｅ（ｊ）≦０．００２ ・・・（５） −０．０３≦ｆ（ｊ）≦０．０３ ・・・（６） の範囲内であることを見出した。

【００２７】従って、絞り圧延機上流側（マンドレルミ
ル下流側）の肉厚測定結果に基づいて、マンドレルミル
最終２スタンド若しくは３スタンドのロールギャップ又
は絞り圧延機の圧下位置を調整する場合には、前記式
（２）のΔＷＴ＿Ｓを０にすることを目標として調整す
ればよく、このとき、ΔＷＴ＿Ｍの目標値は、式（２）
においてΔＷＴ＿Ｓ＝０とすることにより、−ｂ／ａ×
ＷＴ＿Ｍとなる。よって、以下の式に従って、マンドレ
ルミル最終２スタンド若しくは３スタンドのロールギャ
ップ又は絞り圧延機の圧下位置を調整すればよい。

【数７】

【００２８】また、絞り圧延機下流側の肉厚測定結果に
基づいて、マンドレルミル最終２スタンド若しくは３ス
タンドのロールギャップ又は絞り圧延機の圧下位置を調
整する場合にも、式（２）のΔＷＴ＿Ｓを０にすること
を目標として調整すればよく、以下の式に従えばよい。

【数８】

【００２９】以上では、ΔＷＴ＿Ｓ／ＷＴ−ＳをΔＷＴ
＿Ｍ／ＷＴ＿Ｍに対して線形に、ａ及びｂをρに対して
線形に定式化した場合について詳細に説明したが、もち
ろん他の一般的な関数を選んでもよく、さらに、関数の
値は管材質にも影響を受けることを考慮すれば、前記肉
厚測定結果に基づく圧下位置調整法は、次のように表す
ことができる。

【００３０】（１）絞り圧延機上流側（マンドレルミル
下流側）の肉厚測定結果に基づいて、マンドレルミル最
終２スタンド若しくは３スタンドのロールギャップ又は
絞り圧延機の圧下位置を調整する場合

【数９】 ここで、前述した式（７）のようなケースでｂ（ｊ）≒
０とみなせることを考慮すれば、上記式（９）は、近似
的に以下の式で表すことができる。

【数１０】

【００３１】（２）絞り圧延機下流側の肉厚測定結果に
基づいて、マンドレルミル最終２スタンド若しくは３ス
タンドのロールギャップ又は絞り圧延機の圧下位置を調
整する場合

【数１１】 ここで、前述した式（８）のようなケースで、ＷＴ＿Ｓ
≒ＷＴ＿Ｍとなる場合が多いことを考慮すれば、上記式
（１１）は、近似的に以下の式で表すことができる。

【数１２】

【００３２】本発明は、本発明者らが見出した前述の新
しい知見に基づき案出されたものであり、絞り圧延機の
出側において偏肉の小さい管を製造し得る、継ぎ目無し
管の圧延装置および圧延制御方法を提供するものであ
る。

【００３３】すなわち、本願の第１発明は、複数の孔型
ロールスタンドを具備し、内面工具を用いずに管の外径
を調整する圧延機と、該圧延機の下流側に配置され、該
圧延機の圧下方向の前記管の肉厚又は前記管の周方向５
箇所以上の前記管の肉厚を測定する熱間肉厚測定装置と
を備えることを特徴とする継ぎ目無し管の圧延装置であ
る。

【００３４】本願の第２発明は、複数の孔型ロールスタ
ンドを具備し、内面工具を用いずに管の外径を調整する
圧延機と、該圧延機の上流側に配置され、該圧延機の圧
下方向の前記管の肉厚又は前記管の周方向５箇所以上の
前記管の肉厚を測定する熱間肉厚測定装置とを備えるこ
とを特徴とする継ぎ目無し管の圧延装置である。

【００３５】本願の第３発明は、複数の孔型ロールスタ
ンドを具備し、該孔型ロールスタンドが形成するロール
孔型配列内にマンドレルバーが配置され、管を圧延する
リトラクト方式のマンドレルミルと、該マンドレルミル
の下流側に直列配置され、前記マンドレルバーから前記
管を引き抜くエキストラクタ又は前記管の外径を調整す
る圧延機と、前記エキストラクタ又は前記圧延機の下流
側に配置され、前記マンドレルミルの圧下方向の前記管
の肉厚又は前記管の周方向５箇所以上の前記管の肉厚を
測定する熱間肉厚測定装置とを備えることを特徴とする
継ぎ目無し管の圧延装置である。

【００３６】本願の第４発明は、複数の孔型ロールスタ
ンドを具備し、該孔型ロールスタンドが形成するロール
孔型配列内にマンドレルバーを配置され、管を圧延する
リトラクト方式のマンドレルミルと、該マンドレルミル
の下流側に直列配置され、前記マンドレルバーから前記
管を引き抜くエキストラクタ又は前記管の外径を調整す
る圧延機と、前記マンドレルミルと、前記エキストラク
タ又は前記圧延機との間に配置され、前記マンドレルミ
ルの圧下方向の前記管の肉厚又は前記管の周方向５箇所
以上の前記管の肉厚を測定する熱間肉厚測定装置とを備
えることを特徴とする継ぎ目無し管の圧延装置である。

【００３７】本願の第５発明は、前記第１発明におい
て、前記熱間肉厚測定装置で測定した前記圧延機の圧下
方向の前記管の肉厚又は前記管の周方向５箇所以上の前
記管の肉厚に基づき、前記圧延機の圧下位置を調整する
圧延制御装置を備えることを特徴とする継ぎ目無し管の
圧延装置である。

【００３８】本願の第６発明は、前記第２発明におい
て、前記熱間肉厚測定装置で測定した前記圧延機の圧下
方向の前記管の肉厚又は前記管の周方向５箇所以上の前
記管の肉厚に基づき、前記圧延機の圧下位置を調整する
圧延制御装置を備えることを特徴とする継ぎ目無し管の
圧延装置である。

【００３９】本願の第７発明は、前記第３発明におい
て、前記熱間肉厚測定装置で測定した前記マンドレルミ
ルの圧下方向の前記管の肉厚又は前記管の周方向５箇所
以上の前記管の肉厚に基づき、前記マンドレルミルのロ
ールギャップを調整する圧延制御装置を備えることを特
徴とする継ぎ目無し管の圧延装置である。

【００４０】本願の第８発明は、前記第４発明におい
て、前記熱間肉厚測定装置で測定した前記マンドレルミ
ルの圧下方向の前記管の肉厚又は前記管の周方向５箇所
以上の前記管の肉厚に基づき、前記マンドレルミルのロ
ールギャップを調整する圧延制御装置を備えることを特
徴とする継ぎ目無し管の圧延装置である。

【００４１】本願の第９発明は、前記第１発明に係る圧
延装置において、前記熱間肉厚測定装置で測定した、前
記圧延機の圧下方向の前記管の肉厚又は前記管の周方向
５箇所以上の前記管の肉厚に基づき、前記圧延機の圧下
位置を調整することを特徴とする継ぎ目無し管の圧延制
御方法である。

【００４２】本願の第１０発明は、前記第２発明に係る
圧延装置において、前記熱間肉厚測定装置で測定した、
前記圧延機の圧下方向の前記管の肉厚又は前記管の周方
向５箇所以上の前記管の肉厚に基づき、前記圧延機の圧
下位置を調整することを特徴とする継ぎ目無し管の圧延
制御方法である。

【００４３】本願の第１１発明は、前記第３発明に係る
圧延装置において、前記熱間肉厚測定装置で測定した、
前記マンドレルミルの圧下方向の前記管の肉厚又は前記
管の周方向５箇所以上の前記管の肉厚に基づき、前記マ
ンドレルミルのロールギャップを調整することを特徴と
する継ぎ目無し管の圧延制御方法である。

【００４４】本願の第１２発明は、前記第４発明に係る
圧延装置において、前記熱間肉厚測定装置で測定した、
前記マンドレルミルの圧下方向の前記管の肉厚又は前記
管の周方向５箇所以上の前記管の肉厚に基づき、前記マ
ンドレルミルのロールギャップを調整することを特徴と
する継ぎ目無し管の圧延制御方法である。

【００４５】本願の第１３発明は、前記第５発明又は第
７発明において、前記圧延制御装置が、前記圧延機の圧
下位置又は前記マンドレルミルの仕上スタンドのロール
ギャップを次式に基づいて調整することを特徴とする継
ぎ目無し管の圧延装置である。

【数１３】 なお、前記「仕上スタンド」の語は、マンドレルミルの
各スタンドのうち、管材の各部位を圧延する最終のスタ
ンド、つまり、当該スタンドの孔型の溝底部で圧延され
た管材の部位が、それ以降のマンドレルミルのどのスタ
ンドでも圧延されない場合を意味するものとして使用す
る。特許請求の範囲及び以下の記載において、全て同様
である。

【００４６】本願の第１４発明は、前記第６発明又は第
８発明において、前記圧延制御装置が、前記圧延機の圧
下位置又は前記マンドレルミルの仕上スタンドのロール
ギャップを次式に基づいて調整することを特徴とする継
ぎ目無し管の圧延装置である。

【数１４】

【００４７】本願の第１５発明は、前記第９発明又は第
１１発明において、前記圧延機の圧下位置又は前記マン
ドレルミルのロールギャップを次式に基づいて調整する
ことを特徴とする継ぎ目無し管の圧延制御方法である。

【数１５】

【００４８】本願の第１６発明は、前記第１０発明又は
第１２発明において、前記圧延機の圧下位置又は前記マ
ンドレルミルのロールギャップを次式に基づいて調整す
ることを特徴とする継ぎ目無し管の圧延制御方法であ
る。

【数１６】

【００４９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、添付図面を参照して説明する。図１は、前述した本
願の第１発明、第５発明、第９発明、第１３発明及び第
１５発明の一実施形態を示す構成図である。

【００５０】図１において、１１は複数個のスタンド＃
１，…，＃Ｎからなる３ロールの絞り圧延機、１２はマ
ンドレルミルで圧延された母管、１３は絞り圧延機１１
の圧延ロールをそれぞれ示す。３ロールの絞り圧延機１
１の各スタンドにおけるロールは、３個の孔型口一ル１
３が１２０°間隔で組み込まれたものである。さらに、
絞り圧延機１１の上流側からみて、例えば、奇数スタン
ドは図７（ａ）のように、偶数スタンドは図７（ｂ）の
ように、隣接するスタンドでロールの圧下方向が６０°
交差するように配置されている。母管１２は、絞り圧延
機１１のスタンド＃１から順に、圧延ロール１３によっ
て外径が絞り加工され、所定の管外径に仕上げられる。

【００５１】また、図１において、１４は絞り圧延機１
１の下流側に設置された熱間肉厚測定装置、１５は演算
装置、１６は絞り圧延機１１の各ロール圧下装置をそれ
ぞれ示す。演算装置１５及びロール圧下装置１６によっ
て圧延制御装置が構成されている。演算装置１５は、管
肉厚、材質、絞り圧延機１１における外径加工率、及び
熱間肉厚測定装置１４により測定された絞り圧延機１１
の圧下方向の肉厚から、予め与えられた式に基づいて絞
り圧延機１１の＃１、＃２スタンドにおける適切な母管
偏肉量を計算する。さらに、前記適切な母管偏肉量を与
えるために必要な絞り圧延機１１の♯１、＃２スタンド
の圧下位置の変更量を算出する。

【００５２】絞り圧延機１１の下流側に設置された熱間
肉厚測定装置１４は、絞り圧延機１１の奇数スタンド圧
下方向（３方向）及び偶数スタンド圧下方向（３方向）
の合計６方向の管肉厚を測定する。図９に示すように、
熱間肉厚測定装置１４は、絞り圧延機１１の圧下方向に
沿って、γ線発光器９１とγ線受光器９２とが対向配置
された構成であり、斯かる構成により管肉厚を測定する
ものである。

【００５３】演算装置１５に組み込まれている絞り圧延
機１１の♯１、＃２スタンドにおける適切な母管偏肉量
を計算する式と、前記適切な母管偏肉量を与えるために
必要な＃１、♯２スタンドの圧下位置の変更量を求める
式とは、例えば以下のような試験によって定式化するこ
とができる。

【００５４】図５に示すマンドレルミル５６において、
まず通常の製造方法により、中空素管５４を圧延する。
このとき、マンドレルミル圧延中に、マンドレルミル５
６の下流側で管５４の上部管端部の外表面に人工疵を付
し、管５４のどの方向をマンドレルミル５６で圧下した
かが識別できるようにしておく。次に、マンドレルミル
５６で圧延した母管を、図１の絞り圧延機１１で絞り加
工し、絞り加工された管について、マンドレルミル最終
２スタンドの圧下方向に対応する肉厚Ｔ１、Ｔ１’、Ｔ
２及びＴ２’（図１０（ａ））を計測する。ここで肉厚
計測された管を以降管Ａという。

【００５５】次に、前記管Ａを圧延したときに使用した
中空素管と同一の寸法、材質からなる中空素管５４を、
マンドレルミル５６において、前記管Ａを圧延したとき
と同一のマンドレルバー５５を用い、次の点を除いて前
記管Ａを圧延したときと同一の条件で圧延する。すなわ
ち、前記管Ａを圧延したときと条件が異なるのは、マン
ドレルミル５６のスタンド数をＮとしたときに、＃Ｎ−
１スタンドでは、圧延ロール５８とマンドレルバー５５
との間隙が０．５ｍｍ大きくなるように、逆に♯Ｎスタ
ンドでは、圧延ロール５８とマンドレルバー５５の間隙
が０．５ｍｍ小さくなるように、最終２スタンドのロー
ル圧下位置を調整する点である。なお、前記管Ａを圧延
したときと同様に、マンドレルミル圧延中に、マンドレ
ルミル５６の下流側で管５４の上部管端部の外表面に人
工疵を付し、管５４のどの方向をマンドレルミル５６で
圧下したかを識別し得るようにしておく。次に、マンド
レルミル５６で圧延した母管を、絞り圧延機１１で絞り
加工し、絞り加工された管について、マンドレルミル最
終２スタンドの圧下方向に対応する肉厚Ｔ３、Ｔ３’、
Ｔ４及びＴ４’（図１０（ｂ））を計測する。

【００５６】以上の試験により、絞り圧延機１１で発生
する偏肉量と、絞り圧延機１１の前で付与された１．Ｏ
ｍｍの偏肉量が絞り圧延機１１の出側でどの程度減少す
るかを以下の式で知ることができる。

【数１７】

【００５７】さらに、絞り圧延機１１での外径加工率を
変えて同様の実験をすることにより、絞り圧延機１１の
前で付与された１．Ｏｍｍの偏肉量の絞り圧延機１１の
出側での減少量（式(17)のａ）及び絞り圧延機１１の出
側の偏肉量（式(17)のｂ）を、外径加工量の関数で求め
ることができる。また、管の肉厚、材質毎に絞り加工さ
れた管の絞り圧延機１１圧下方向の肉厚を測定すること
により、管の肉厚、材質毎の偏肉量を求めることができ
る。このようにして得られた以下の式（１８）が、絞り
圧延機１１の♯１、♯２スタンドにおける適切な母管偏
肉量を計算する式として、予め演算装置１５に組み込ま
れている。

【数１８】

【００５８】なお、ΔＷＴ＿Ｓ／ＷＴ＿ＳはΔＷＴ＿Ｍ
／ＷＴ＿Ｍの関数であり、ａ及びｂはρの関数である
が、式(18)では簡易的に、ΔＷＴ＿Ｓ／ＷＴ＿ＳをΔＷ
Ｔ＿Ｍ／ＷＴ＿Ｍに対して線形とし、ａ及びｂをρに対
して線形とした。本発明はこれに限るものではなく、前
記試験結果に基づき、例えば、以下の式(19)のような、
より厳密な式を演算装置１５に組み込んでもよい。

【数１９】

【００５９】さらに、絞り圧延機１１の＃１スタンドの
圧下位置を変更して圧延する試験により、＃１スタンド
の圧下位置を１ｍｍ変更したときの絞り圧延後の偏肉量
ΔＷＴ＿Ｓの変化量δ（＃１）を測定し、＃２スタンド
以降の絞り圧延機１１での外径圧下率ρを用いて式(18)
を逆算すれば、＃１スタンドの圧下位置を１ｍｍ変更し
た場合の絞り圧延機１１の＃１スタンドでの偏肉量変化
量ｐ＿Ｓ（♯１）を次式のように求めることができる。

【数２０】

【００６０】＃２スタンドについても同様に、絞り圧延
機１１の＃２スタンドの圧下位置を変更して圧延する試
験により、＃２スタンドの圧下位置を１ｍｍ変更したと
きの絞り圧延後の偏肉量ΔＷＴ＿Ｓの変化量δ（＃２）
を測定し、＃３スタンド以降の絞り圧延機１１での外径
圧下率ρを用いて式(18)を逆算すれば、＃２スタンドの
圧下位置を１ｍｍ変更した場合の絞り圧延機１１の♯２
スタンドでの偏肉量変化量ｐ＿Ｓ（＃２）を次式のよう
に求めることができる。

【数２１】

【００６１】絞り圧延機１１の＃１、＃２スタンドにお
ける適切な母管偏肉量を与えるために必要な＃１、＃２
スタンドの圧下位置の変更量を求めるため、例えば上記
試験で得られた式(20)及び式(21)が予め演算装置１５に
組み込まれている。

【００６２】演算装置１５は、熱間肉厚測定装置１４で
測定した絞り圧延機１１の♯１、＃２スタンドの圧下方
向（６方向）それぞれの偏肉量ΔＷＴ＿Ｓから、式(18)
に基づき＃１、＃２スタンドで与えるべきそれぞれの偏
肉量ΔＷＴ＿Ｍを計算する。さらに、前記偏肉量ΔＷＴ
＿Ｍを得るために必要な＃１、＃２スタンドの圧下位置
の変更量を式(20)及び式(21)に基づき計算し、計算され
た＃１、＃２スタンドの圧下位置の変更量を絞り圧延機
１１の各ロール圧下装置１６に指令し、圧下位置が調整
される。

【００６３】以上に説明した構成を整理すると、以下の
式(22)となる。

【数２２】

【００６４】上記のように構成されたことによって、絞
り圧延機１１で絞り加工された管１２の周方向の肉厚分
布に発生した偏肉は、管１２の円周６方向に設置された
γ線発光器９１とγ線受光器９２とからなる熱間肉厚測
定装置１４によって測定され、演算装置１５に出力され
る。演算装置１５は、熱間肉厚測定装置１４から入力さ
れる所定圧下位置時の溝底部の肉厚と６方向の肉厚の平
均値との差として得られる偏肉量ΔＷＴ＿Ｓが０となる
♯１、＃２スタンドでの偏肉量ΔＷＴ＿Ｍを式(18)に基
づき演算する。さらに、前記偏肉量ΔＷＴ＿Ｍを得るた
めに必要な、＃１、♯２スタンドの圧下位置の変更量を
式(20)及び式(21)に基づき演算し、算出された圧下位置
の変更量を＃１、＃２スタンドの各ロール圧下装置１６
に指令し、圧下位置を調整する。よって、圧下位置を調
整した後に圧延した管材の、絞り圧延機１１の＃１、＃
２スタンドの各ロール圧下方向の肉厚分布は均一化さ
れ、管１２の周方向における偏肉を抑制することができ
る。

【００６５】次に、本願の第２発明、第６発明、第１０
発明、第１４発明及び第１６発明の一実施の形態を図２
を参照して説明する。

【００６６】図２において、２１は複数個のスタンド＃
１，…，＃Ｎからなる３ロールの絞り圧延機、２２はマ
ンドレルミルで圧延された母管、２３は絞り圧延機２１
の圧延ロールをそれぞれ示す。３ロールの絞り圧延機２
１の各スタンドにおけるロールは、３個の孔型ロール２
３が１２０°間隔で組み込まれたものである。さらに、
絞り圧延機２１の上流側からみて、例えば、奇数スタン
ドは図７（ａ）のように、偶数スタンドは図７（ｂ）の
ように、隣接するスタンドでロールの圧下方向が６０°
交差するように配置されている。母管２２は、絞り圧延
機２１のスタンド＃１から順に、圧延ロール２３によっ
て外径が絞り加工され、所定の管外径に仕上げられる。

【００６７】また、図２において、２４は絞り圧延機２
１の上流側に設置された熱間肉厚測定装置、２５は演算
装置、２６は絞り圧延機２１の各ロール圧下装置をそれ
ぞれ示す。演算装置２５及びロール圧下装置２６によっ
て圧延制御装置が構成されている。演算装置２５は、管
肉厚、材質、絞り圧延機２１における外径加工率、及び
熱間肉厚測定装置２４により測定された絞り圧延機２１
の圧下方向の肉厚から、予め与えられた式(18)に基づい
て絞り圧延機２１の＃１、♯２スタンドにおける適切な
母管偏肉量を計算する。さらに、前記適切な母管偏肉量
を与えるために必要な＃１、＃２スタンドの圧下位置の
変更量を式(20)及び式(21)に基づいて算出する。

【００６８】絞り圧延機２１の下流側に設置された熱間
肉厚測定装置２４は、絞り圧延機２１の奇数スタンド圧
下方向（３方向）及び偶数スタンド圧下方向（３方向）
の合計６方向の管肉厚を測定する。図９に示すように、
熱間肉厚測定装置１４は、絞り圧延機２１の圧下方向に
沿って、γ線発光器９１とγ線受光器９２とが対向配置
された構成であり、斯かる構成により管肉厚を測定する
ものである。

【００６９】演算装置２５には、式(18)、式(20)及び式
(21)が予め組み込まれている。演算装置２５では、式(1
8)に基づき、絞り圧延機２１の＃１、＃２スタンドで与
えるべきそれぞれの偏肉量ΔＷＴ＿Ｍが計算される。図
２の熱間肉厚測定装置２４で測定した絞り圧延機２１の
♯１、＃２スタンドの圧下方向（６方向）それぞれの偏
肉量ΔＷＴ＿Ｍ’が前記偏肉量ΔＷＴ＿Ｍと異なる場合
には、＃１、＃２スタンドの圧下方向（６方向）それぞ
れの偏肉量ΔＷＴ＿Ｍ’を前記偏肉量ΔＷＴ＿Ｍに等し
くするために必要な♯１、＃２スタンドの圧下位置の変
更量を式(20)及び式(21)に基づき計算する。さらに、前
記計算された＃１、＃２スタンドの圧下位置の変更量を
絞り圧延機２１の各ロール圧下装置２６に指令し、圧下
位置を調整する。

【００７０】以上に説明した構成を整理すると、以下の
式（２３）となる。

【数２３】

【００７１】上記のように構成されたことによって、絞
り圧延機２１に供給された母管２２の周方向の肉厚分布
に発生した偏肉は、母管２２の円周６方向に設置された
γ線発光器９１とγ線受光器９２とからなる熱間肉厚測
定装置２４によって測定され、演算装置２５に出力され
る。演算装置２５は、式(18)に基づき、絞り圧延機２１
の出側の絞り圧延機２１の圧下方向（６方向）の偏肉量
が０となる絞り圧延機＃１、♯２スタンドでの偏肉量Δ
ＷＴ＿Ｍを演算する。さらに、熱間肉厚測定装置２４か
ら入力される絞り圧延機２１の＃１、＃２スタンドの圧
下方向（６方向）それぞれの偏肉量ΔＷＴ＿Ｍ’と前記
＃１，＃２スタンドでの必要な偏肉量ΔＷＴ＿Ｍとの差
から、絞り圧延機２１の出側の絞り圧延機２１の圧下方
向（６方向）の偏肉量を０とするために必要な＃１、＃
２スタンドの圧下位置の変更量を式(20)及び式(21)に基
づき演算し、算出された圧下位置の変更量を＃１、＃２
スタンドの各口一ル圧下装置２６に指令し、圧下位置を
調整する。よって、絞り圧延機２１の＃１、＃２スタン
ドの各ロール圧下方向の肉厚分布は均一化され、管２２
の周方向における偏肉を抑制することができる。

【００７２】次に、本願の第３発明、第７発明、第１１
発明、第１３発明及び第１５発明の一実施の形態を図３
を参照して説明する。

【００７３】図３において、３１は複数個のスタンド＃
１，…，＃Ｎからなるマンドレルミル、３２はピアサー
で穿孔された中空素管（素管）、３３はマンドレルバ
ー、３４はマンドレルミル３１の圧延ロール、３５は複
数個のスタンド＃１，・・・，＃Ｎからなる３ロールのエ
キストラクタ又は絞り圧延機である。ピアサーで穿孔さ
れた素管３２は、内部にマンドレルバー３３が挿入さ
れ、マンドレルバー３３の後端が保持装置（図示せず）
により一定速度に保持された状態で、マンドレルミル３
１においてマンドレルバー３３と複数の孔型圧延ロール
３４とにより延伸圧延される。マンドレルミル３１での
圧延が完了した後、マンドレルバー３３が停止し、母管
３２は、エキストラクタ又は絞り圧延機３５によってマ
ンドレルバー３３から引き抜かれる。３ロールのエキス
トラクタ又は絞り圧延機３５の各スタンドにおけるロー
ルは、３個の孔型ロール３６が１２０°間隔で組み込ま
れたものである。さらに、エキストラクタ又は絞り圧延
機３５の上流側からみて、例えば、奇数スタンドは図７
（ａ）のように、偶数スタンドは図７（ｂ）のように、
隣接するスタンドでロールの圧下方向が６０°交差する
ように配置されている。マンドレルミル３１で圧延さ
れ、マンドレルバー３３から引き抜かれた母管３２は、
エキストラクタ又は絞り圧延機３５のスタンド＃１から
順に、圧延ロール３６によって外径が絞り加工され、所
定の管外径に仕上げられる。

【００７４】また、図３において、３７はエキストラク
タ又は絞り圧延機３５の下流側に設置された熱間肉厚測
定装置、３８は演算装置、３９はマンドレルミル３１の
仕上げスタンドの各ロール圧下装置をそれぞれ示す。演
算装置３８及びロール圧下装置３９によって圧延制御装
置が構成されている。演算装置３８は、管肉厚、材質、
エキストラクタ又は絞り圧延機３５における外径加工
率、及び熱間肉厚測定装置３７により測定されたマンド
レルミル３１の圧下方向の肉厚から、予め与えられた式
(18)に基づいてマンドレルミル３１出側における母管３
２の適切な偏肉量を計算する。さらに、前記適切な母管
偏肉量を与えるために必要なマンドレルミル３１仕上げ
スタンドの圧下位置の変更量を求める。

【００７５】エキストラクタ又は絞り圧延機３５の下流
側に設置された熱間肉厚測定装置３７は、マンドレルミ
ル３１の仕上げ２又は３スタンドの圧下方向の管肉厚を
測定する。図９に示すように、熱間肉厚測定装置３７
は、マンドレルミル３１仕上げスタンドの圧下方向に沿
って、γ線発光器９１とγ線受光器９２とが対向配置さ
れた構成であり、斯かる構成により管肉厚を測定するも
のである。

【００７６】演算装置３８には、式(18)が予め組み込ま
れている。図３の熱間肉厚測定装置３７で測定したマン
ドレルミル３１仕上げ２又は３スタンドの圧下方向それ
ぞれの偏肉量ΔＷＴ＿Ｓから、演算装置３８において、
式(18)に基づきマンドレルミル３１出側で与えるべきそ
れぞれの方向の偏肉量ΔＷＴ＿Ｍが計算される。さら
に、演算装置３８は、前記偏肉量ΔＷＴ＿Ｍを得るため
に必要な仕上げ２又は３スタンドの圧下位置の変更量を
計算し、該計算された圧下位置の変更量をマンドレルミ
ル３１仕上げスタンドの各ロール圧下装置３９に指令
し、圧下位置を調整する。

【００７７】以上に説明した構成を整理すると、以下の
式(24)となる。

【数２４】

【００７８】上記のように構成されたことによって、エ
キストラクタ又は絞り圧延機３５で絞り加工された管３
２の周方向の肉厚分布に発生した偏肉は、管３２の円周
方向に設置されたγ線発光器９１とγ線受光器９２とか
らなる熱間肉厚測定装置３７によって測定され、演算装
置３８に出力される。演算装置３８は、熱間肉厚測定装
置３７から入力される所定圧下位置時のマンドレルミル
３１溝底方向の肉厚と円周方向の肉厚の平均値との差と
して得られる偏肉量ΔＷＴ＿Ｓが０となるマンドレルミ
ル３１出側での偏肉量ΔＷＴ＿Ｍを式(18)に基づき演算
する。さらに、前記偏肉量ΔＷＴ＿Ｍを得るために必要
なマンドレルミル３１の仕上げ２又は３スタンドの圧下
位置の変更量を演算し、算出された圧下位置の変更量を
仕上げ２又は３スタンドの各ロール圧下装置３９に指令
し、圧下位置を調整する。よって、圧下位置を調整した
後に圧延した管材において、マンドレルミル３１の仕上
げ２又は３スタンドの各ロール圧下方向の肉厚分布は均
一化され、管３２の周方向における偏肉を抑制すること
ができる。

【００７９】次に、本願の第４発明、第８発明、第１２
発明、第１４発明及び第１６発明の一実施の形態を図４
を参照して説明する。

【００８０】図４において、４１は複数個のスタンド＃
１，…，＃Ｎからなるマンドレルミル、４２はピアサー
で穿孔された中空素管（素管）、４３はマンドレルバ
ー、４４はマンドレルミル４１の圧延ロール、４５は複
数個のスタンド＃１，…，＃Ｎからなる３ロールのエキ
ストラクタ又は絞り圧延機である。ピアサーで穿孔され
た素管４２は、内部にマンドレルバー４３が挿入され、
マンドレルバー４３の後端が保持装置（図示せず）によ
り一定速度に保持された状態で、マンドレルミル４１に
おいてマンドレルバー４３と複数の孔型圧延ロール４４
とにより延伸圧延される。マンドレルミル４１での圧延
が完了した後、マンドレルバー４３が停止し、母管４２
は、エキストラクタ又は絞り圧延機４５によってマンド
レルバー４３から引き抜かれる。３ロールのエキストラ
クタ又は絞り圧延機４５の各スタンドにおけるロール
は、３個の孔型ロール４６が１２０°間隔で組み込まれ
たものである。さらに、エキストラクタ又は絞り圧延機
４５の上流側からみて、例えば、奇数スタンドは図７
（ａ）のように、偶数スタンドは図７（ｂ）のように、
隣接するスタンドでロールの圧下方向が６０°交差する
ように配置されている。マンドレルミル４１で圧延さ
れ、マンドレルバー４３から引き抜かれた母管４２は、
エキストラクタ又は絞り圧延機４５のスタンド＃１から
順に、圧延ロール４６により外径が絞り加工され、所定
の管外径に仕上げられる。

【００８１】また、図４において、４７はマンドレルミ
ル４１とエキストラクタ又は絞り圧延機４５との問に設
置された熱間肉厚測定装置、４８は演算装置、４９はマ
ンドレルミル４１の仕上げスタンドの各ロール圧下装置
をそれぞれ示す。演算装置４８及びロール圧下装置４９
によって圧延制御装置が構成されている。演算装置４８
は、管肉厚、材質、エキストラクタ又は絞り圧延機４５
における外径加工率、及び熱間肉厚測定装置４７により
測定されたマンドレルミル４１の圧下方向の肉厚から、
予め与えられた式(18)に基づいてマンドレルミル４１出
側における適切な母管４２の偏肉量を計算する。さら
に、前記適切な母管偏肉量を与えるために必要なマンド
レルミル４１仕上げスタンドの圧下位置の変更量を求め
る。

【００８２】マンドレルミル４１とエキストラクタ又は
絞り圧延機４５との間に設置された熱間肉厚測定装置４
７は、マンドレルミル４１の仕上げ２又は３スタンドの
圧下方向の管肉厚を測定する。図９に示すように、熱間
肉厚測定装置４７は、マンドレルミル４１仕上げスタン
ドの圧下方向に沿って、γ線発光器９１とγ線受光器９
２とが対向配置された構成であり、斯かる構成により管
肉厚を測定するものである。

【００８３】演算装置４８には、式(18)が予め組み込ま
れている。演算装置４８は、式(18)に基づきマンドレル
ミル４１仕上げスタンドで与えるべきそれぞれの偏肉量
ΔＷＴ＿Ｍを計算し、熱間肉厚測定装置４７で測定した
マンドレルミル４１仕上げ２又は３スタンドの圧下方向
それぞれの偏肉量ΔＷＴ＿Ｍ’が、前記偏肉量ΔＷＴ＿
Ｍと異なる場合には、仕上げ２又は３スタンドの圧下方
向それぞれの偏肉量ΔＷＴ＿Ｍ’を前記偏肉量ΔＷＴ＿
Ｍに等しくするために必要なマンドレルミル４１仕上げ
スタンドの圧下位置の変更量を計算する。さらに、計算
された圧下位置の変更量をマンドレルミル４１仕上げス
タンドの各ロール圧下装置４９に指令し、圧下位置を調
整する。

【００８４】以上に説明した構成を整理すると、以下の
式(25)となる。

【数２５】

【００８５】上記のように構成されたことによって、エ
キストラクタ又は絞り圧延機４５に供給された母管４２
の周方向の肉厚分布に発生した偏肉は、母管４２の円周
方向に設置されたγ線発光器９１とγ線受光器９２とか
らなる熱間肉厚測定装置４７によって測定され、演算装
置４８に出力される。演算装置４８は、式(18)に基づ
き、エキストラクタ又は絞り圧延機４５の出側のマンド
レルミル４１仕上げ２又は３スタンドの圧下方向の偏肉
量が０となるマンドレルミル４１出側での偏肉量ΔＷＴ
＿Ｍを演算する。さらに、熱間肉厚測定装置４７から入
力されるマンドレルミル４１仕上げ２又は３スタンドの
圧下方向それぞれの偏肉量ΔＷＴ＿Ｍ’と前記マンドレ
ルミル４１出側での必要な偏肉量ΔＷＴ＿Ｍとの差か
ら、エキストラクタ又は絞り圧延機４５の出側のマンド
レルミル４１仕上げ２又は３スタンドの圧下方向の偏肉
量を０とするために必要なマンドレルミル４１仕上げ２
又は３スタンドの圧下位置の変更量を演算する。算出さ
れた圧下位置の変更量をマンドレルミル４１の仕上２又
は３スタンドの各ロール圧下装置２６に指令し、圧下位
置を調整する。よって、圧下位置を調整した後に圧延し
た管材において、マンドレルミル４１の仕上げ２又は３
スタンドの各ロール圧下方向の肉厚分布は均一化され、
管４２の周方向における偏肉を抑制することができる。

【００８６】なお、本願の第１〜第１６発明において、
熱間肉厚測定装置の測定方向は、測定方向が十分多い
（５方向以上）場合には、マンドレルミル又は絞り圧延
機の圧下方向に合致していなくてもよい。つまり、補間
やフーリエ変換等を利用することにより、マンドレルミ
ル又は絞り圧延機の圧下方向の肉厚を推定し、該推定値
を使用することも可能である。

【００８７】例えば、熱間肉厚測定装置の測定方向が、
図１１における０°、４０°、８０°、１２０°、１６
０°、２００°、２４０°、２８０°及び３２０°の９
方向であり、マンドレルミル又は絞り圧延機の圧下方向
の１つが図１１の４５°の場合、斯かる４５°方向の肉
厚は、次の式で推測できる。 45°方向の肉厚＝（40°方向の肉厚×35＋80°方向の肉厚×5）／40・・・(26 )

【００８８】ここで、補間又はフーリエ変換により圧下
方向の肉厚を推定する際に、５方向以上の肉厚を測定す
る必要があるのは、以下の理由による。すなわち、サン
プリング定理によると、フーリエ変換を用いてｎ次の偏
肉量（周方向肉厚分布のうち、管断面を一周するとき
に、一定周期で肉厚がｎ回の最大値をもつ肉厚分布成
分）を抽出するには、周方向２ｎ＋１箇所の肉厚の値が
必要となる。ここで、マンドレルミルの圧下量変更によ
り制御できる偏肉量の次数は、２ロールの場合には２次
であり、２×２＋１＝５方向の肉厚があれば、マンドレ
ルミル圧下方向の肉厚を推定することができる。つま
り、補間又はフーリエ変換により２ロールマンドレルミ
ルの圧下方向の肉厚を推定するには、５方向以上の肉厚
を測定すればよいことになる。

【００８９】また、説明を簡単にするために、本願の第
１、第２、第５、第６、第９、第１０、第１３〜第１６
発明に対応する上記実施形態においては、絞り圧延機の
圧下位置調整スタンドを＃１、♯２に限定したが、本発
明はこれに限るものではなく、＃１、＃２以外の外径加
工を行うスタンドで圧下位置を調整してもよいし、＃
１、＃２と＃１、＃２以外のスタンドとの両方の圧下位
置を調整してもよい。絞り圧延機の複数のスタンドで圧
下位置を調整する場合は、以下の式(27)又は式(28)のよ
うに、各スタンドで付与する偏肉量の和が修正すべき偏
肉量となるようにすればよい。

【数２６】

【００９０】また、本願の第１〜第１６発明において、
肉厚測定結果を反映させるタイミングは、測定された管
が圧延されるときであってもよく、前記測定された管が
圧延された後に供給される管材を圧延するときであって
もよく、また、圧下位置の調整量は、長手方向に亘って
変更してもよい。

【００９１】さらに、以上の説明では、絞り圧延機は３
ロールとしたが、絞り圧延機が２ロール又は４ロール以
上であっても、同様の方法で偏肉を抑制することが可能
である。また、マンドレルミルは２ロール又は２ロール
の下流側に４ロールスタンドを１つだけ併設したミルと
したが、３ロールマンドレルミルや、２スタンド以上の
４ロールマンドレルミル等であっても、同様の方法で偏
肉を抑制することができる。

【００９２】また、本願の第１、第２、第５、第６、第
９、第１０、第１３〜第１６発明については、マンドレ
ルミルラインのみならず、プラグミルラインにおいても
適用可能である。

【００９３】以下、実施例を説明することにより、本発
明の特徴をより一層明らかにする。外径３２０．Ｏｍ
ｍ、肉厚３０．Ｏｍｍの素管を、圧下方向を交互に９０
°交差させて連続配置された５スタンドの２ロールミル
で圧延し、次いで、前記２ロールミルの圧下方向に対し
て４５°傾斜させた４方向からロールミルで圧延するマ
ンドレルミルで、外径２７６．Ｏｍｍ、肉厚１５．Ｏｍ
ｍに延伸圧延した後、８スタンドからなる３ロール絞り
圧延機により外径２１９．Ｏｍｍ、肉厚１６．２ｍｍに
圧延した。

【００９４】（実施例１：本発明法Ａ）対象材が圧延さ
れる前に、対象材が圧延されるのと同様の条件の下にマ
ンドレルミルで延伸圧延し、絞り圧延機で定径圧延した
後、絞り圧延機の下流側の熱間肉厚測定装置で測定した
絞り圧延機＃１、＃２スタンドの圧下方向（６方向）そ
れぞれの偏肉量ΔＷＴ＿Ｓから、式(18)に基づき絞り圧
延機＃１、＃２スタンドで与えるべきそれぞれの偏肉量
ΔＷＴ＿Ｍを計算した。次に、前記偏肉量ΔＷＴ＿Ｍを
得るために必要な前記絞り圧延機＃１、♯２スタンドの
圧下位置の変更量を式(20)及び式(21)に基づき計算し、
計算された圧下位置の変更量により前記絞り圧延機＃
１、＃２スタンドの圧下位置を調整した。この状態で対
象材をマンドレルミルで延伸圧延し、絞り圧延機で定径
圧延した。

【００９５】（実施例２：本発明法Ｂ）マンドレルミル
で延伸圧延した後、式(18)に基づき、絞り圧延機＃１、
＃２スタンドで与えるべきそれぞれの偏肉量ΔＷＴ＿Ｍ
を計算した。次に、絞り圧延機の上流側の熱間肉厚測定
装置で測定した絞り圧延機＃１、＃２スタンドの圧下方
向（６方向）それぞれの偏肉量ΔＷＴ＿Ｍ’が、前記偏
肉量ΔＷＴ＿Ｍと異なる場合には、絞り圧延機♯１、＃
２スタンドの圧下方向（６方向）それぞれの偏肉量ΔＷ
Ｔ＿Ｍ’を前記偏肉量ΔＷＴ＿Ｍに等しくするために必
要な＃１、♯２スタンドの圧下位置の変更量を式(20)及
び式(21)に基づき計算した。計算された絞り圧延機＃
１、＃２スタンドの圧下位置の変更量により、絞り圧延
機の各ロール圧下位置を調整し、絞り圧延機で定径圧延
した。

【００９６】（実施例３：本発明法Ｃ）対象材が圧延さ
れる前に、対象材が圧延されるのと同様の条件の下にマ
ンドレルミルで延伸圧延し、絞り圧延機で定径圧延した
後、絞り圧延機の下流側の熱間肉厚測定装置で測定した
マンドレルミル仕上げ３スタンドの圧下方向（８方向）
それぞれの偏肉量ΔＷＴ＿Ｓから、式(18)に基づきマン
ドレルミル出側で与えるべきそれぞれの方向の偏肉量Δ
ＷＴ＿Ｍを計算した。次に、前記偏肉量ΔＷＴ＿Ｍを得
るために必要な前記マンドレルミル仕上げ３スタンドの
圧下位置の変更量を計算し、計算された圧下位置の変更
量によりマンドレルミル仕上げスタンドの各ロール圧下
位置を調整した。この状態で対象材をマンドレルミルで
延伸圧延し、絞り圧延機で定径圧延した。

【００９７】（実施例４：本発明法Ｄ）マンドレルミル
で延伸圧延した後、式(18)に基づき、マンドレルミル仕
上げスタンドで与えるべきそれぞれの偏肉量ΔＷＴ＿Ｍ
を計算した。次に、マンドレルミル下流側の熱間肉厚測
定装置で測定したマンドレルミル仕上げ３スタンドの圧
下方向（８方向）それぞれの偏肉量ΔＷＴ＿Ｍ’が、前
記偏肉量ΔＷＴ＿Ｍと異なる場合には、マンドレルミル
仕上げ３スタンドの圧下方向（８方向）それぞれの偏肉
量ΔＷＴ＿Ｍ’を前記偏肉量ΔＷＴ＿Ｍに等しくするた
めに必要な仕上げスタンドの圧下位置の変更量を計算し
た。計算されたマンドレルミル仕上げスタンドの圧下位
置の変更量により、マンドレルミル仕上げスタンドの各
ロール圧下位置を調整し、絞り圧延機で定径圧延した。

【００９８】（実施例５：本発明法Ｅ）対象材が圧延さ
れる前に、対象材が圧延されるのと同様の条件の下にマ
ンドレルミルで延伸圧延し、絞り圧延機で定径圧延した
後、絞り圧延機の下流側の熱間肉厚測定装置で測定した
絞り圧延機＃１、＃２スタンドの圧下方向（６方向）及
びマンドレルミル仕上げ３スタンドの圧下方向（８方
向）それぞれの偏肉量ΔＷＴ＿Ｓから、式(18)に基づき
絞り圧延機＃１、＃２スタンド及びマンドレルミル仕上
げ３スタンドで与えるべきそれぞれの方向の偏肉量ΔＷ
Ｔ＿Ｍを計算した。次に、前記偏肉量ΔＷＴ＿Ｍを得る
ために必要な前記絞り圧延機♯１、♯２スタンドの圧下
位置の変更量を式(20)及び式(21)に基づき計算し、さら
に前記偏肉量ΔＷＴ＿Ｍを得るために必要な前記マンド
レルミル仕上げ３スタンドの圧下位置の変更量を計算し
た。計算された絞り圧延機＃１、＃２スタンドの圧下位
置の変更量及びマンドレルミル仕上げ３スタンドの圧下
位置の変更量により、前記＃１、＃２スタンドの圧下位
置及び前記仕上げスタンドの各ロール圧下位置を調整し
た。この状態で対象材をマンドレルミルで延伸圧延し、
絞り圧延機で定径圧延した。

【００９９】（比較例１：従来法）比較例として、マン
ドレルミルの下流側で肉厚測定を行い、マンドレルミル
仕上げスタンドの各ロール圧下位置を、マンドレルミル
の出側で管が真円に近くなるように調整する特開平８−
７１６１６号に示された従来法で圧延した。

【０１００】上記本発明法Ａ、本発明法Ｂ、本発明法
Ｃ、本発明法Ｄ、本発明法Ｅ、及び従来法のそれぞれに
ついて肉厚分布を比較した結果を表１に示す。

【表１】

【０１０１】表１に示すように、マンドレルミルの下流
側又は絞り圧延機の上流側の肉厚測定結果によりマンド
レルミル又は絞り圧延機の圧下位置を調整した本発明法
Ｂ及びＤは、従来法と比較して、偏肉率は３％程度改善
された。また、絞り圧延機の下流側の肉厚測定結果によ
りマンドレルミル又は絞り圧延機の圧下位置を調整した
本発明法Ａ及びＣは、従来法と比較して、偏肉率は４％
程度改善された。さらに、絞り圧延機の下流側の肉厚測
定結果によりマンドレルミル及び絞り圧延機の圧下位置
を調整した本発明法Ｅは、従来法と比較して、偏肉率は
５％程度改善された。

【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
マンドレルミルの下流側又は内面工具を用いずに管の外
径を調整する圧延機の上流側若しくは下流側に、前記マ
ンドレルミルの圧下方向又は前記圧延機の圧下方向の肉
厚を測定する熱間肉厚測定装置を備えるため、その測定
結果に基づき，圧延機の圧下位置又はマンドレルミルの
各ロール圧下位置を調整することにより、円周方向の肉
厚分布の均一な管が得られるという優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、本発明（第１発明）の一実施形態に
係る圧延装置を示す概略構成図である。

【図２】 図２は、本発明（第２発明）の一実施形態に
係る圧延装置を示す概略構成図である。

【図３】図３は、本発明（第３発明）の一実施形態に係
る圧延装置を示す概略構成図である。

【図４】 図４は、本発明（第４発明）の一実施形態に
係る圧延装置を示す概略構成図である。

【図５】図５は、マンネスマンーマンドレルミル方式に
よる継ぎ目無し鋼管の製造工程の説明図である。

【図６】 図６は、真円孔型ロールでのロールギャップ
と孔型形状との関係を示し、（ａ）は孔型ロールとマン
ドレルバーの間隔が円周方向で均一の場合、（ｂ）はロ
ールギャップを締めた場合をそれぞれ表す。

【図７】 図７は、３ロール絞り圧延機の隣接スタンド
のロール配置の説明図であり、（ａ）は奇数スタンド
（ｂ）は偶数スタンドをそれぞれ表す。

【図８】 図８は、角張り位相の説明図であり、（ａ）
は負の角張り位相を示す周方向角度と増肉率との関係、
（ｂ）は正の角張り位相を示す周方向角度と増肉率との
関係を表す。

【図９】 図９は、γ線による熱間肉厚測定の原理を示
す説明図である。

【図１０】 図１０は、γ線による熱間肉厚測定の方向
を示す説明図である。

【図１１】 図１１は、角度方向の呼称の説明図であ
る。

【符号の説明】

１１，２１，３５，４５，５７ 絞り圧延機 １２，２２，３２，４２，５４，７６ 素管 １３，２３，３６，４６，７５ 絞り圧延機の圧
延ロール １４，２４，３７，４７ 熱間肉厚測定装
置 １５，２５，３８，４８ 演算装置 １６，２６ 絞り圧延機の圧
延ロールの圧下装置 ３１，４１，５６ マンドレルミル ３３，４３，５５，６２ マンドレルバー ３４，４４，５８，６１ マンドレルミル
の圧延ロール ３９，４９ マンドレルミル
の圧延ロールの圧下装置 ５１ ビレツト ５２ 加熱炉 ５３ ピアサー ５８ 製品 ６３ 溝底部 ６４ フランジ部 ９１ γ線発光器 ９２ γ線受光器

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２１Ｂ 37/78 Ｂ２１Ｂ 37/12 １１５Ｂ

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の孔型ロールスタンドを具備し、内
   面工具を用いずに管の外径を調整する圧延機と、 該圧延機の下流側に配置され、該圧延機の圧下方向の前
   記管の肉厚又は前記管の周方向５箇所以上の前記管の肉
   厚を測定する熱間肉厚測定装置とを備えることを特徴と
   する継ぎ目無し管の圧延装置。
2. 【請求項２】 複数の孔型ロールスタンドを具備し、内
   面工具を用いずに管の外径を調整する圧延機と、 該圧延機の上流側に配置され、該圧延機の圧下方向の前
   記管の肉厚又は前記管の周方向５箇所以上の前記管の肉
   厚を測定する熱間肉厚測定装置とを備えることを特徴と
   する継ぎ目無し管の圧延装置。
3. 【請求項３】 複数の孔型ロールスタンドを具備し、該
   孔型ロールスタンドが形成するロール孔型配列内にマン
   ドレルバーが配置され、管を圧延するリトラクト方式の
   マンドレルミルと、 該マンドレルミルの下流側に直列配置され、前記マンド
   レルバーから前記管を引き抜くエキストラクタ又は前記
   管の外径を調整する圧延機と、 前記エキストラクタ又は前記圧延機の下流側に配置さ
   れ、前記マンドレルミルの圧下方向の前記管の肉厚又は
   前記管の周方向５箇所以上の前記管の肉厚を測定する熱
   間肉厚測定装置とを備えることを特徴とする継ぎ目無し
   管の圧延装置。
4. 【請求項４】 複数の孔型ロールスタンドを具備し、該
   孔型ロールスタンドが形成するロール孔型配列内にマン
   ドレルバーを配置され、管を圧延するリトラクト方式の
   マンドレルミルと、 該マンドレルミルの下流側に直列配置され、前記マンド
   レルバーから前記管を引き抜くエキストラクタ又は前記
   管の外径を調整する圧延機と、 前記マンドレルミルと、前記エキストラクタ又は前記圧
   延機との間に配置され、前記マンドレルミルの圧下方向
   の前記管の肉厚又は前記管の周方向５箇所以上の前記管
   の肉厚を測定する熱間肉厚測定装置とを備えることを特
   徴とする継ぎ目無し管の圧延装置。
5. 【請求項５】 前記熱間肉厚測定装置で測定した前記圧
   延機の圧下方向の前記管の肉厚又は前記管の周方向５箇
   所以上の前記管の肉厚に基づき、前記圧延機の圧下位置
   を調整する圧延制御装置を備えることを特徴とする請求
   項１に記載の継ぎ目無し管の圧延装置。
6. 【請求項６】 前記熱間肉厚測定装置で測定した前記圧
   延機の圧下方向の前記管の肉厚又は前記管の周方向５箇
   所以上の前記管の肉厚に基づき、前記圧延機の圧下位置
   を調整する圧延制御装置を備えることを特徴とする請求
   項２に記載の継ぎ目無し管の圧延装置。
7. 【請求項７】 前記熱間肉厚測定装置で測定した前記マ
   ンドレルミルの圧下方向の前記管の肉厚又は前記管の周
   方向５箇所以上の前記管の肉厚に基づき、前記マンドレ
   ルミルのロールギャップを調整する圧延制御装置を備え
   ることを特徴とする請求項３に記載の継ぎ目無し管の圧
   延装置。
8. 【請求項８】 前記熱間肉厚測定装置で測定した前記マ
   ンドレルミルの圧下方向の前記管の肉厚又は前記管の周
   方向５箇所以上の前記管の肉厚に基づき、前記マンドレ
   ルミルのロールギャップを調整する圧延制御装置を備え
   ることを特徴とする請求項４に記載の継ぎ目無し管の圧
   延装置。
9. 【請求項９】 請求項１に記載の圧延装置において、 前記熱間肉厚測定装置で測定した、前記圧延機の圧下方
   向の前記管の肉厚又は前記管の周方向５箇所以上の前記
   管の肉厚に基づき、前記圧延機の圧下位置を調整するこ
   とを特徴とする継ぎ目無し管の圧延制御方法。
10. 【請求項１０】 請求項２に記載の圧延装置において、 前記熱間肉厚測定装置で測定した、前記圧延機の圧下方
    向の前記管の肉厚又は前記管の周方向５箇所以上の前記
    管の肉厚に基づき、前記圧延機の圧下位置を調整するこ
    とを特徴とする継ぎ目無し管の圧延制御方法。
11. 【請求項１１】 請求項３に記載の圧延装置において、 前記熱間肉厚測定装置で測定した、前記マンドレルミル
    の圧下方向の前記管の肉厚又は前記管の周方向５箇所以
    上の前記管の肉厚に基づき、前記マンドレルミルのロー
    ルギャップを調整することを特徴とする継ぎ目無し管の
    圧延制御方法。
12. 【請求項１２】 請求項４に記載の圧延装置において、 前記熱間肉厚測定装置で測定した、前記マンドレルミル
    の圧下方向の前記管の肉厚又は前記管の周方向５箇所以
    上の前記管の肉厚に基づき、前記マンドレルミルのロー
    ルギャップを調整することを特徴とする継ぎ目無し管の
    圧延制御方法。
13. 【請求項１３】 前記圧延制御装置は、前記圧延機の圧
    下位置又は前記マンドレルミルの仕上スタンドのロール
    ギャップを次式に基づいて調整することを特徴とする請
    求項５又は７に記載の継ぎ目無し管の圧延装置。 【数１】
14. 【請求項１４】 前記圧延制御装置は、前記圧延機の圧
    下位置又は前記マンドレルミルの仕上スタンドのロール
    ギャップを次式に基づいて調整することを特徴とする請
    求項６又は８に記載の継ぎ目無し管の圧延装置。 【数２】
15. 【請求項１５】 前記圧延機の圧下位置又は前記マンド
    レルミルのロールギャップを次式に基づいて調整するこ
    とを特徴とする請求項９又は１１に記載の継ぎ目無し管
    の圧延制御方法。 【数３】
16. 【請求項１６】 前記圧延機の圧下位置又は前記マンド
    レルミルのロールギャップを次式に基づいて調整するこ
    とを特徴とする請求項１０又は１２に記載の継ぎ目無し
    管の圧延制御方法。 【数４】