JP2002102906A - 継目無金属管の圧延方法 - Google Patents
継目無金属管の圧延方法Info
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Abstract
複数の保持装置に保持された芯金の先端に設けられたプ
ラグとで中実または中空の被圧延素材を中空の管に成形
する圧延を、保持装置で中空の管を保持して行う方法に
おいて、偏肉の発生を抑制して、高品質の中空管の圧延
を可能とする継目無金属管の圧延方法を提供する。 【解決手段】 保持装置で芯金を保持する際の芯金保持
圧力PB(単位:MPa)と被圧延素材の外径dB(単
位:mm)との比(PB/dB)を0.020以上、
0.100以下とし、かつ、保持装置で中空の管を保持
する際の管保持圧力Ps(単位:MPa)と中空の管の
外径ds(単位:mm)との比(Ps/ds)を中空の
管の肉厚tsと外径dsとの比(ts/ds)が5%以
下の場合には0.002以上、0.020以下とし、比
(ts/ds)が5%を超える場合には0.004以
上、0.040以下とする。
Description
方法に関し、詳しくは、継目無金属管の代表的製造方法
であるマンネスマン製管等において広く採用されている
穿孔機、延伸圧延機など所謂傾斜ロ−ルを用いた傾斜圧
延機による継目無金属管の圧延方法に関する。
金属管(以下、継目無管ともいう)を製造する場合に
は、まず中実素材である丸鋼片(ビレット)をピアサー
(穿孔機)に通してその中心部を穿孔することによりホ
ローシェル(中空素管)を得た後、これをそのまま直接
或いは必要によりエロンゲータに通して拡径、延伸圧延
する。その後、例えばプラグミルによって更に延伸圧延
し、続いてリーラ及びサイザによって磨管、形状修正及
びサイジングを行い、更に、精製工程を経て製品とす
る。
タによる延伸圧延には、被圧延材のパスセンタに対して
ロ−ル軸心線が傾斜した樽形状(バレル形状)叉はコー
ン形状の一対の傾斜ロ−ルとパスセンタ上に配された芯
金に保持されたプラグと一対の材料案内ガイドである固
定シュウ叉はディスクロールとを有する所謂傾斜圧延機
が用いられる。
材は一対の傾斜ロ−ルの間隙を通過している間に傾斜ロ
−ルとプラグとにより肉厚加工が施されながら中空の管
に圧延され、傾斜ロ−ルの外周面に摺接して回転しなが
ら引き出される。この肉厚加工の際、被圧延材の外径が
半径方向外向きに膨れ出すことを材料案内ガイドで抑制
して穿孔圧延や延伸圧延が行われる。
ていくので、必ずしもパスセンタと被圧延材の回転中心
およびパスセンタとプラグの回転中心が常に一致した状
態で圧延が行われるとは限らない。この回転中心の不一
致度が大きくなると穿孔圧延や延伸圧延により得られる
中空の管の偏肉が大きくなり偏肉不良品が発生する。
度の均一化ならびにプラグや芯金の加工精度の向上など
がおこなわれているが、種々の操業条件において偏肉抑
制の効果は十分でなく、特にロ−ル摩耗などにより傾斜
ロ−ル対の摩擦係数が互いに異なるときや穿孔温度が低
下したとき、あるいは変形抵抗の高い鋼種を圧延対象と
するときなどは偏肉の発生が問題となる。
06611号公報には、ホロ−ブル−ム(中空素管)が
ロ−ルゴ−ジ(ゴ−ジ部)より出側部で少なくとも1回
転して前進する距離以上をプラグに接触させるようにプ
ラグ先進量とプラグ長さを特定条件式より求め、さら
に、ガイドシュウ(材料案内ガイド)の間隔をビレット
径に対して特定範囲に設定する傾斜ロ−ル穿孔機の穿孔
条件決定方法が開示されている。
は、マンドレルバ−(芯金に相当)または継目無管(中
空素管に相当)の変位量を検出し、その変位量に基づい
て偏肉発生状況を監視し、偏肉判定をおこない、問題あ
れば素材の炉出しを停止し、偏肉対策をとった後、再度
穿孔を開始し、偏肉による不良品の発生を減少する継目
無管の偏肉発生監視方法が開示されている。
55−106611号公報に開示された方法は、種々の
穿孔条件に応じてプラグ先進量などの設定値を予め用意
しておく為に多くの実験が必要となるといった問題やロ
−ル摩耗などロ−ル表面状態が変化したときの対応が難
しいといった問題がある。
開示された方法では、素材の寸法や材質によって変位量
が異なるため、偏肉の発生を正確に判定できないという
問題がある。この方法は、不良率の増加を抑制するもの
であるが、偏肉の発生を根本的に解消することができな
い。
圧延機において、偏肉の発生を抑制して、高品質の中空
管の圧延を可能とする継目無金属管の圧延方法を提供す
ることにある。
伸圧延の際の芯金および中空管の振れ廻り現象に注目
し、これらの振れ廻りを抑える対策の研究を重ねた。そ
の結果、芯金および中空管を保持するための保持装置の
圧力設定を適正範囲にすることにより、芯金の振れ廻り
と中空管の振れ廻りが抑制され偏肉が改善されることが
判明した。
ので、その要旨は、パスライン周りに配置された一対の
傾斜ロールと該傾斜ロ−ルの出側に配置された複数の保
持装置に保持された芯金の先端に設けられたプラグとで
中実または中空の被圧延素材を中空の管に成形する圧延
を、前記保持装置で前記中空の管を保持して行う方法に
おいて、前記保持装置で前記芯金を保持する際の芯金保
持圧力PB(単位:MPa)と前記被圧延素材の外径d
B(単位:mm)との比(PB/dB)を0.020以
上、0.100以下とし、かつ、前記保持装置で前記中
空の管を保持する際の管保持圧力Ps(単位:MPa)
と前記中空の管の外径ds(単位:mm)との比(Ps
/ds)を、前記中空の管の肉厚tsと外径dsとの比
(ts/ds)が5%以下の場合には0.002以上、
0.020以下とし、前記比(ts/ds)が5%を超
える場合には0.004以上、0.040以下とするこ
とを特徴とする継目無金属管の圧延方法である。
図面を参照して説明する。なお、本発明の方法を実施す
る装置としてピアサとエロンゲータを例にとる。
本構造例の模式図で、同図(A)は平面図、同図(B)
は同図(A)のV−V線要部断面図で、同図(C)は要
部側面図である。符号1は傾斜ロール、2はプラグ、3
は材料案内ガイド、4は芯金、5は芯金および中空の管
の保持装置、6は被圧延素材である中実素材、7は中空
の管(以下、中空管ともいう)である。
持している状態を示す模式的横断面図である。図3は本
発明にかかる保持装置が中空管を保持している状態を示
す模式的横断面図である。
はパスセンタの周りに交互に配置された一対の傾斜ロ−
ル1,1と一対の材料案内ガイド3,3とパスライン上
に配置されたプラグ2と、そのプラグを保持する芯金4
とその芯金と穿孔後の中空管7を保持する複数の保持装
置5,5を有する。なお、材料案内ガイドとしては、非
回転式の固定シュウや回転式のディスクロ−ルが用いら
れている。図1はディスクロ−ルの例である。
ロ−ル軸方向の中間部近傍に直径Dとなるゴージ部11
(入口面θ1と出口面θ2の交点)を有し、ゴ−ジ部よ
り入側端部に向かうに従い直径が漸減し、ゴ−ジ部より
出側端部に向かう従い直径が漸増し、パスセンタX−X
に対し入口面角θ1を有する入口面12と出口面角θ2を
有する出口面13を備えたコ−ン型形状を呈しており、
所定の交叉角γと所定のロ−ル開度Rgに設定される。
更に傾斜ロ−ル1は、図1(C)に示すように、被圧延
材(中実素材6、中空管7)を螺進移動させるのに必要
な所定の傾斜角βでパスセンタX−X線に対して傾斜せ
しめられている。なお、図1(A)、(B)では傾斜ロ
−ルとしてコ−ン型の例を示したがゴ−ジ部より入側、
出側両端部に向かうに従い直径が漸減した樽型(バレル
型)としてもよい。
て砲弾形状をなし、その基端部は円形の芯金4の先端部
で支持される。このプラグは一対の傾斜ロ−ル間の中間
にてパスセンタX−X上に位置決め保持されており、パ
スセンタX−Xをその軸中心として回転可能となってい
る。
複数の保持装置5,5によって保持される。芯金4の基
底部は前進と後進を可能とする機能を有する図示しない
スラストブロックに連結され回転可能となっている。
通常3個のロ−ル5A,5A,5Aで構成され、進行方
向と直交する面(横断面)でほぼ均等配置されている。
ロ−ル径は、中空管外径の0.4〜2倍程度である。こ
の保持装置は図2に示すように穿孔開始時は芯金4を所
定の圧力で保持しているが、穿孔された中空管7の先端
部が保持装置に接近したときは、例えば熱鋼検出器(図
示無し)で中空管7を検出し中空管が衝突しないよう
に、図3に示すように保持装置のロ−ル5A,5A,5
Aが開き中空管7を所定の圧力で保持する。なお、保持
装置5のロールの開閉や圧力の設定は通常1個または複
数個の油圧シリンダを動作させることにより行われる。
プラグ2と対向する外周面が凹面に形成された円盤状体
で図示しない駆動モ−タで駆動され、パスセンタX−X
の周りに傾斜ロ−ル1と交互に配置される。
タの基本構造例を示す模式的平面図である。図1(A)
と同じ要素は同一の符号で表す。符号14は中空素管で
ある。
ンタの周りに交互に配置された一対の傾斜ロ−ル1,1
と一対の材料案内ガイド(図示無し)とパスライン上に
配置されたプラグ2と、そのプラグを保持する芯金4
と、その芯金と、延伸圧延後の中空管7を保持する複数
の保持装置5,5とを有する。
空素管14を被圧延素材として中空管7への延伸圧延が
行われ、一方、ピアサーでは、図1(A)に示すよう
に、中実素材6を被圧延素材として中空管7への穿孔圧
延が行われるが、エロンゲータの基本構造は前述したピ
アサと同様であり、エロンゲータを構成する傾斜ロール
1、材料案内ガイド3、プラグ2、芯金4、保持装置5
の詳細説明は省略する。
圧延時や上記のように構成されたエロンゲータによる延
伸圧延時には、中実素材や中空素管などの被圧延素材は
プラグと傾斜ロ−ルによって肉厚加工を施されて中空管
とされるが、この時、中空管は回転しながら前進するの
で、プラグ表面には回転力と軸方向力が作用する。この
軸方向力はプラグを介してプラグを保持している芯金に
作用し芯金にたわみを生じさせる。
する際の芯金保持圧力に影響される。芯金保持圧力を適
正化することにより芯金のたわみが減少し、かつ芯金の
回転がスム−スとなり、パスセンタとプラグ中心とのず
れが減少し、中空管の偏肉を改善することができる。
の芯金保持圧力PB(単位:MPa)と被圧延素材の外
径dB(単位:mm)との比(PB/dB)は0.02
0以上とする。好ましくは、比(PB/dB)は0.0
30以上である。上記比が0.100を超えると上記効
果は飽和し保持装置が大型化し設備コストが嵩む。した
がって上記比は0.100以下とする。好ましくは、
0.080以下である。
管を保持装置で保持する際、中空管を保持する圧力(以
下、管保持圧力ともいう)を中空管の肉厚tsと中空管
の外径dsとの比(ts/ds、肉厚外径比ともいう)
に基づく適正範囲とすることにより遠心力による中空管
の振れ廻りが抑制され、偏肉を改善することができる。
(単位:MPa)と中空管の外径ds(単位:mm)と
の比(Ps/ds)は、中空管の肉厚外径比(ts/d
s)が5%以下では0.002以上とし、前記肉厚外径
比が5%を超えるときは0.004以上とする。前記比
(Ps/ds)が大きいと特に肉厚外径比の小さい薄肉
の中空管では、その外径形状が円形でなく角張った形状
となるといった問題や中空管の進行が阻害され尻抜け不
良などの圧延トラブルが生じやすい。したがって、前記
比(Ps/ds)は、前記肉厚外径比が5%以下では
0.020以下とし、前記肉厚外径比が5%を超えると
きは0.040以下とする。
構成のピアサで、中実素材として外径100mmの炭素
鋼ビレットを用い、芯金保持圧力PBと管保持圧力Ps
を種々変更して穿孔圧延をおこなった。表1に実験条件
を示す。
表2に、偏肉状況を偏肉率(最大肉厚と最小肉厚との差
/最大肉厚)で整理し、偏肉率10%以上を●印で、偏
肉率10%未満を○印で示す。
偏肉率が10%未満に抑制され良好であった。なお、本
発明の範囲を外れる条件では、偏肉率が10%以上で不
良であった。
本構成のピアサで、中実素材として外径80mmのステ
ンレスビレットを用い、芯金保持圧力PBと管保持圧力
Psを種々変更して穿孔圧延をおこなった。表3に実験
条件を示す。なお、比(PB/dB)は0.020以上
0.100以下の範囲とした。
偏肉状況を表2と同様に偏肉率で整理して表4に示す。
なお、中空管の外径が変形し、角張ったり、尻詰まり等
のミスロ−ルが生じた場合を×印で示した。
偏肉率が10%未満に抑制され良好であった。なお、本
発明の範囲を外れる条件では、偏肉率が10%以上、あ
るいはミスロールが発生し不良であった。
ゲータで、被圧延素材として外径:100mm、内径:
70mmのステンレス鋼の中空素管を対象に比(PB/
dB):0.050、肉厚外径比(ts/ds):6.
1%、比(Ps/ds):0.014の条件にて100
本の延伸圧延を行った。表5に試験条件を示す。なお、
比較のため、比(PB/dB):0.018、肉厚外径
比(ts/ds):6.1%、比(Ps/ds):0.
003の条件にて同様の延伸圧延も行った。
肉率が10%以上を偏肉不良と判定した。表6に偏肉不
良率を総圧延本数に対する偏肉不良本数の比で示す。
の発生は大幅に減少した。
保持装置で芯金や中空管を保持する際の保持圧力を適正
範囲に設定することにより、芯金や中空管の振れ廻りが
抑制され中空管の偏肉を小さくすることができる。これ
によって製品の寸法精度が向上し偏肉不良率の低減が可
能となる。
式図で、同図(A)は平面図、同図(B)は同図(A)
のV−V線要部断面図で、同図(C)は要部側面図であ
る。
状態を示す模式的横断面図である。
る状態を示す模式的横断面図である。
を示す模式的平面図である。
ィスクロール)、4:芯金、5:保持装置、5A:ロー
ル、6:中実素材、7:中空管、11:ゴージ部、1
2:入口面、13:出口面、14:中空素管。
Claims (1)
- 【請求項1】 パスライン周りに配置された一対の傾斜
ロールと該傾斜ロ−ルの出側に配置された複数の保持装
置に保持された芯金の先端に設けられたプラグとで中実
または中空の被圧延素材を中空の管に成形する圧延を、
前記保持装置で前記中空の管を保持して行う方法におい
て、前記保持装置で前記芯金を保持する際の芯金保持圧
力PB(単位:MPa)と前記被圧延素材の外径dB
(単位:mm)との比(PB/dB)を0.020以
上、0.100以下とし、かつ、前記保持装置で前記中
空の管を保持する際の管保持圧力Ps(単位:MPa)
と前記中空の管の外径ds(単位:mm)との比(Ps
/ds)を、前記中空の管の肉厚tsと外径dsとの比
(ts/ds)が5%以下の場合には0.002以上、
0.020以下とし、前記比(ts/ds)が5%を超
える場合には0.004以上、0.040以下とするこ
とを特徴とする継目無金属管の圧延方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000302414A JP3785916B2 (ja) | 2000-10-02 | 2000-10-02 | 継目無金属管の圧延方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002102906A true JP2002102906A (ja) | 2002-04-09 |
JP3785916B2 JP3785916B2 (ja) | 2006-06-14 |
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ID=18783768
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000302414A Expired - Lifetime JP3785916B2 (ja) | 2000-10-02 | 2000-10-02 | 継目無金属管の圧延方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3785916B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101743074B (zh) * | 2007-07-13 | 2012-06-27 | 住友金属工业株式会社 | 穿孔轧制用推杆装置和使用该装置的无缝管的制造方法 |
CN108326041A (zh) * | 2018-03-01 | 2018-07-27 | 西北工业大学 | 一种大尺寸钛合金超细晶棒材的螺线圆锥辊等距轧制方法 |
CN114054506A (zh) * | 2020-08-06 | 2022-02-18 | 江苏兴荣高新科技股份有限公司 | 一种行星轧管机连续轧制铜管的方法 |
-
2000
- 2000-10-02 JP JP2000302414A patent/JP3785916B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN101743074B (zh) * | 2007-07-13 | 2012-06-27 | 住友金属工业株式会社 | 穿孔轧制用推杆装置和使用该装置的无缝管的制造方法 |
CN108326041A (zh) * | 2018-03-01 | 2018-07-27 | 西北工业大学 | 一种大尺寸钛合金超细晶棒材的螺线圆锥辊等距轧制方法 |
CN114054506A (zh) * | 2020-08-06 | 2022-02-18 | 江苏兴荣高新科技股份有限公司 | 一种行星轧管机连续轧制铜管的方法 |
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