JP2002282906A - ピアサミル入側のビレット挿入方法および装置 - Google Patents

ピアサミル入側のビレット挿入方法および装置

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JP2002282906A
JP2002282906A JP2001084420A JP2001084420A JP2002282906A JP 2002282906 A JP2002282906 A JP 2002282906A JP 2001084420 A JP2001084420 A JP 2001084420A JP 2001084420 A JP2001084420 A JP 2001084420A JP 2002282906 A JP2002282906 A JP 2002282906A
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billet
mill
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pushing
piersa
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JP2001084420A
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English (en)
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Atsushi Hatanaka
淳 畠中
Kazuo Omori
和郎 大森
Akira Yorifuji
章 依藤
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 シームレス鋼管を製造する最初の工程として
適用されるピアサミルにおける偏肉精度向上と穿孔圧延
の安定化を実現する。 【解決手段】 ピアサミルへのビレット挿入の際に、ビ
レットを押込むビレット押込バーの端部をビレットの端
部に当接するとともに、複数の爪部材でビレットを掴持
する工程と、掴持したビレットに予回転を与えつつ、ピ
アサミル入側に押込む工程と、ピアサミル入側への押込
みが完了した時点で、ビレットから爪部材を開放する工
程と、を少なくともその順に有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シームレス鋼管を
製造する最初の工程として適用されるピアサミルにおけ
る偏肉精度向上を実現するものである。
【0002】
【従来の技術】シームレス鋼管製造の最初の工程は、ピ
アサミルにおいて熱間ビレットを穿孔圧延する工程であ
る。この穴が開いた熱間ビレットをホローともよぶ。た
だし、以下では、穴があいた後においてもビレットと称
する場合がある。シームレス鋼管の寸法精度、特に、偏
肉精度は、主に、このホロー段階での偏肉精度によって
決定されるといっても過言ではなく、ピアサミルでのホ
ローの拘束を如何に行うかが重要である。
【0003】まず、ピアサミルにおける穿孔の原理を、
図5に基づき、簡単に説明する。図5(a)に示すよう
に、熱間のビレット1を、バレルロール2で圧下しなが
ら回転させると、ビレット1の中心部に引っ張り力が働
き、穿孔が開いてくる。この作用は、一般に、マンネス
マン効果と呼ばれている。この穿孔に、先端にプラグ6
を装着したプラグバー7を圧挿入し、挿入したプラグ6
とバレルロール2を連携させて圧延することで、所定の
内外径としたホローを形成する(b)。
【0004】そして、この形成したホローを、マンドレ
ルミル、ストレッチレデューサ、または、プラグミル、
エロンゲータ等の各種圧延機で圧延することでシームレ
ス鋼管が製造される。従来、ピアサミルでは、一対のバ
レルロールの圧下方向と直交する方向に固定シューを配
設してビレットを拘束し、被圧延材が逃げるのを防止す
るとともに、ビレットの位置決めを行っていた。
【0005】また、近年では、固定シューに起因して発
生する疵発生を防止するため、図4に示すように、ビレ
ット1を圧下するバレルロール2の圧下方向と直交する
方向に、ビレットの進行方向に回転するディスクシュー
4を採用するようになってきている。ここで、6はプラ
グ、7はプラグバーである。ディスクシューは、圧延直
下では、固定シューに近い拘束力を得ることが可能であ
り、また、ディスクが回転することから、適正な潤滑油
の供給が可能であり、疵発生の低減に極めて有効であ
る。
【0006】なお、図4では、ディスクシューの採用例
を示したが、ビレットの軸方向に平行に回転駆動するド
ライブローラシューを採用することもある。一般に、径
の比較的小さいシームレス鋼管用にはディスクシューが
好適に採用され、径の比較的大きいシームレス鋼管用に
はドライブローラシューが好適に採用される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図4に示す
ように、ピアサミル2の入側からは、図示しない押込み
手段によってビレット押込み力8を発生し、ビレット1
をピアサミル2に押込んで圧延を行う。従来は、この押
込み手段として油圧シリンダ等の押圧機器が適用され、
そのロッド先端をビレットの端部に当接させて、単に押
し出すことでピアサミル入側へのビレットの押込みを行
っていた。
【0008】そのため、穿孔圧延を行うビレットの軸中
心とピアサミルの圧延中心を高精度に位置決めすること
が困難であり、偏芯の大きな要因となっており、ひいて
は、最終製品であるシームレス鋼管の偏肉の原因となっ
ていた。従来は、ピアサミル入側に、例えば、らっぱ状
の円筒ガイドを付設し、進入してくるビレットをミルに
導き入れることが行われてきた。
【0009】しかしながら、円筒ガイドは、大きくずれ
た軸心を矯正してミルに導入するには好適であるが、あ
まり隙間を小さくして拘束力を上げると、ビレット外径
のばらつきへの対応やサイズ変更に問題が生じることか
ら、軸心を高精度に位置決めすることは困難であった。
一方、ディスクシュー方式やドライブローラシュー方式
においては、上記のらっぱ状の円筒ガイドに替えて、そ
れらのシューの近傍にガイドを付設し、進入してきたビ
レットを拘束することも行われている。
【0010】シュー近傍にガイドを付設することで、高
精度の位置決めを容易に行うことができ、ビレット中心
とミル中心を正確に一致させることが可能となるが、逆
に、マージンは制約されることになり、ガイドに進入し
てくるビレットの位置合わせが高精度に行われているこ
とを前提としている。また、従来は、ミルに押込まれた
無回転のビレットが急激な回転運動を起こすことにな
り、ビレット噛み込み時にその先端部がばたつき、安定
した圧延が行えないという問題もあった。
【0011】本発明は、上記の課題を解決し、ビレット
のピアサミル入側への進入時のビレット軸心の高精度の
位置決めを可能とし、さらに、ビレットのピアサミル噛
み込み時の急激な回転運動を解消して、ビレット全長に
渡って安定的に穿孔圧延することを可能としたピアサミ
ル入側のビレット挿入方法および装置を提供するもので
ある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、ビレットの穿
孔圧延を行うピアサミルの入側からビレットを押込み挿
入するピアサミル入側のビレット挿入方法であって、ビ
レットを押込むビレット押込バーの端部をビレットの端
部に当接するとともに、複数の爪部材でビレットを掴持
する工程と、掴持したビレットに予回転を与えつつ、ピ
アサミル入側に押込む工程と、ピアサミル入側への押込
みが完了した時点で、ビレットから爪部材を開放する工
程と、を少なくともその順に有することを特徴とするピ
アサミル入側のビレット挿入方法によって上記課題を解
決した。
【0013】また、本発明は、ビレットの穿孔圧延を行
うピアサミルの入側からビレットを押込み挿入するピア
サミル入側のビレット挿入装置であって、前記ビレット
に当接し、押込駆動手段によりピアサミル入側への押込
みを行うビレット押込バーと、該ビレット押込バーの外
周部に係設され、前記ビレットを掴持する複数の爪部材
と、該爪部材で前記ビレットを押圧し掴持する爪部材締
込手段と、前記ビレット押込バーを回転させて、前記の
掴持したビレットに予回転を与える回転駆動手段と、該
回転駆動手段と前記ビレット押込バーを係合して回転力
を伝達し、オーバートルク発生時には滑動するオーバト
ルククラッチと、を有することを特徴とするピアサミル
入側のビレット挿入装置によって上記課題を解決した。
【0014】更に、本発明は、前記爪部材締込手段が、
前記爪部材のそれぞれに装設した傾斜ブロックと、該傾
斜ブロックの斜部に乗り上げることで前記爪部材を締め
込む押付ロールと、を有してなることを好適とすること
を見出したのである。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明のピアサミル入側のビレッ
ト挿入装置における好適な実施の形態を図1、2に基づ
き説明する。図1は、本発明のピアサミル入側のビレッ
ト挿入装置9を模式的に示す部分断面図である。また、
図2は、図1のA−A視図である。
【0016】図1に示すように、本発明のピアサミル入
側のビレット挿入装置9は、ビレット1に当接し、押込
駆動手段22によりピアサミル入側へのビレット1の押込
みを行うビレット押込バー15と、ビレット押込バー15の
外周部に係設され、ビレット1を掴持する複数の爪部材
10と、爪部材10でビレット1を押圧し掴持する爪部材締
込手段13と、ビレット押込バー15を回転させて、掴持し
たビレット1に予回転を与える回転駆動手段20と、回転
駆動手段20とビレット押込バー15を係合して回転力を伝
達し、オーバートルク発生時には滑動するオーバトルク
クラッチ19と、を有するものである。
【0017】なお、押込駆動手段22としては、油圧シリ
ンダを好適に適用する。爪部材10は、ビレット1を掴持
するのに必要な数を具備させればよく、図1では、爪部
材10を2枚とした例を示しているが、例えば、ビレット
1の周方向に3枚以上としてもよい。爪部材締込手段13
は、爪部材10のそれぞれに装設した傾斜ブロック11と、
その傾斜ブロック11の斜部に乗り上げることで爪部材10
を締め込む押付ロール12とで構成することを好適とす
る。爪部材締込手段13の具体的な動作については後述す
る。
【0018】また、掴持したビレット1に予回転を与え
る回転駆動手段20は、例えば、ビレット押込バー15にオ
ーバトルククラッチ19を介して係合したスプロケット20
a と、電動機20c の回転軸に枢設した駆動スプロケット
20d とをローラチェーン20bで巻回して構成することを
好適とする。本発明のピアサミル入側のビレット挿入装
置を、上記の構成とすることで、ビレット1を爪部材10
で掴持して軸センタを高精度に位置合わせするととも
に、予回転を与えてピアサミルに挿入することが可能と
なり、ビレット全長に渡り、高精度の芯合わせが可能と
なるとともに、圧延時にもびびりのない安定した穿孔圧
延を可能とする。なお、予回転の回転数とピアサミルの
回転数が不一致の場合であっても、オーバトルククラッ
チ19でその不一致を吸収することを可能としていること
から、装置にダメージを与えることもない。
【0019】ここで、14は爪部材開放用ばねであり、14
a はそのばね調節ボルトである。16は爪部材の支点であ
る。17はビレット1の掴持力を調節するビレット掴持力
調節ばねである。また、18は回転駆動を可能とするベア
リング(玉軸受)である。次に、図3に基づき、本発明
のピアサミル入側のビレット挿入方法を具体的に説明す
る。
【0020】図3は、本発明のビレット挿入装置でビレ
ット1を当接させ(a)、掴持し(b)、開放する
(c)までの各工程を説明する爪部材10と爪部材締込手
段13を中心に摸式的に示した要部断面図である。本発明
のピアサミル入側のビレット挿入方法では、まず、図3
(a)に示すように、ビレット1にビレット押込バー15
を当接させる。このとき、爪部材10は、爪部材開放用ば
ね14で押し上げられた状態となっている。
【0021】次に、図3(b)に示すように、ビレット
1に爪部材10を押圧して掴持する。このとき、ビレット
1にビレット押込バー15が当接した後も、爪部材締込手
段13の押付ロール12はわずかに前進を続け(例えば、5
mm程度前進するように調整しておく。)、傾斜ブロック
11に乗り上げて、爪部材10を締め込む。そして、図1に
示した回転駆動手段20でビレット1に予回転を与えつ
つ、再び、押込駆動手段22で押込みを行い、ビレット1
をピアサミルに挿入する。
【0022】最後に、図3(c)に示すように、ビレッ
ト押込み限ストッパ30とストッパ当接部材31が接触した
段階で、わずかに爪部材10が開放され、ビレット1のピ
アサミルへの挿入が完了する。ここで、ビレット押込み
限ストッパ30にストッパ当接部材31が当接した後もわず
かに押込みが続くように調整しておくことで(例えば、
両者が当接した後、更に1mm程度前進可能なように調整
しておく。)、傾斜ブロック11に乗り上げていた押付ロ
ール12がわずかに後退することになり、爪部材10がわず
かに開き、ビレット1が開放される。
【0023】
【発明の効果】本発明によって、ビレットのピアサミル
入側進入時のビレットの軸心を高精度に位置決め可能と
し、さらに、ビレットのピアサミル入側進入時に発生す
る急激な回転運動を解消して、ビレット全長に渡る安定
的な穿孔圧延を可能とすることができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のピアサミル入側のビレット挿入装置の
部分断面図である。
【図2】図1におけるA−A視図である。
【図3】本発明のピアサミル入側のビレット挿入装置で
ビレットを当接させ(a)、掴持し(b)、開放する
(c)までの各工程を説明する要部摸式断面図である。
【図4】ディスクシュー適用のピアサミルを模式的に示
す斜視図である。
【図5】ピアサミルにおける穿孔の原理を説明する模式
図である。
【符号の説明】
1 ビレット(ホロー) 1a 穿孔 2 ピアサミル 3 バレルロール 4 ディスクシュー 6 プラグ 7 プラグバー 8 ビレット押し込み力 9 (本発明の)ビレット挿入装置 10 爪部材 11 傾斜ブロック 12 押付ロール 13 爪部材締込手段 14 爪部材開放用ばね 14a ばね調節ボルト 15 ビレット押込バー 16 支点 17 ビレット掴持力調節ばね 18 ベアリング(玉軸受) 19 オーバトルククラッチ 20 回転駆動手段 20a スプロケット 20b ローラチェーン 20c 電動機 20d 駆動スプロケット 22 押込駆動手段(油圧シリンダ) 30 ビレット押込み限ストッパ 31 ストッパ当接部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 依藤 章 愛知県半田市川崎町1丁目1番地 川崎製 鉄株式会社知多製造所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ビレットの穿孔圧延を行うピアサミルの
    入側からビレットを押込み挿入するピアサミル入側のビ
    レット挿入方法であって、ビレットを押込むビレット押
    込バーの端部をビレットの端部に当接するとともに、複
    数の爪部材でビレットを掴持する工程と、掴持したビレ
    ットに予回転を与えつつ、ピアサミル入側に押込む工程
    と、ピアサミル入側への押込みが完了した時点で、ビレ
    ットから爪部材を開放する工程と、を少なくともその順
    に有することを特徴とするピアサミル入側のビレット挿
    入方法。
  2. 【請求項2】 ビレットの穿孔圧延を行うピアサミルの
    入側からビレットを押込み挿入するピアサミル入側のビ
    レット挿入装置であって、前記ビレットに当接し、押込
    駆動手段によりピアサミル入側への押込みを行うビレッ
    ト押込バーと、該ビレット押込バーの外周部に係設さ
    れ、前記ビレットを掴持する複数の爪部材と、該爪部材
    で前記ビレットを押圧し掴持する爪部材締込手段と、前
    記ビレット押込バーを回転させて、前記の掴持したビレ
    ットに予回転を与える回転駆動手段と、該回転駆動手段
    と前記ビレット押込バーを係合して回転力を伝達し、オ
    ーバートルク発生時には滑動するオーバトルククラッチ
    と、を有することを特徴とするピアサミル入側のビレッ
    ト挿入装置。
  3. 【請求項3】 前記爪部材締込手段が、前記爪部材のそ
    れぞれに装設した傾斜ブロックと、該傾斜ブロックの斜
    部に乗り上げることで前記爪部材を締め込む押付ロール
    と、を有してなることを特徴とする請求項2に記載のピ
    アサミル入側のビレット挿入装置。
JP2001084420A 2001-03-23 2001-03-23 ピアサミル入側のビレット挿入方法および装置 Pending JP2002282906A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013000750A (ja) * 2011-06-13 2013-01-07 Toyota Motor Corp 中空軸部材の製造装置及び製造方法
CN110860560A (zh) * 2019-12-17 2020-03-06 鑫鹏源智能装备集团有限公司 一种穿孔机轧制高精度毛管设备及方法

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