JP2003019503A

JP2003019503A - 継目無管の圧延方法

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Publication number: JP2003019503A
Application number: JP2001203361A
Authority: JP
Inventors: Takamitsu Inage; 孝光稲毛
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2001-07-04
Filing date: 2001-07-04
Publication date: 2003-01-21
Anticipated expiration: 2021-07-04
Also published as: JP3778017B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高硬度ロールを使用した圧延時において、難
加工性材料であっても噛み込み不良やスリップによる圧
延疵を発生させない。【解決手段】マンドレルミル圧延における新品又は改
削後の圧延用ロールの圧延開始時、前記新品又は改削後
の圧延用ロールの初期表面粗さＲａが、２．０μｍ以
上、６．０μｍ以下の状態で圧延する。初期表面粗さＲ
ａが２．０μｍ以上、６．０μｍ以下となす範囲を、溝
底を中心に±３５°以上とし、溝底表面積の少なくとも
３０％とする。【効果】圧延時において、合金鋼やステンレス鋼等の
難加工性材料であっても噛み込み不良やスリップによる
圧延疵の発生を防止できるようになる。また、圧延用ロ
ール表面の粗面化領域を最小に抑えることで、ロール加
工に要する工数も削減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マンドレルミル圧
延における新品又は改削後の圧延用ロールの圧延開始時
における前記圧延用ロールの表面粗さ（以下、「初期表
面粗さ」という。）Ｒａを管理することで、圧延中の圧
延用ロールの表面粗さＲａを所定の範囲に維持し、圧延
疵を防止する継目無管の圧延方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】マンドレルミル圧延における圧延用ロー
ルの表面粗さは、素管の噛み込み、圧延中のスリップ、
製品の表面品質に大きな影響を与えるが、従来、圧延用
ロールの表面粗度そのものに起因して発生する外面疵を
基にした粗さの最大値を管理するのが主体で、圧延開始
時における圧延用ロールの初期表面粗さは切削した状態
のままで十分であると考えられていた。

【０００３】例えば特開平６−３３５７１１号では、ロ
ール材質として特殊合金鋼やアダマイト、球状黒鉛鉄、
合金グレーン等を使用し、さらに寿命の向上を図る場合
は、ダクタイルロール等を使用し、当該ロールの表面粗
さの上限値をＲａ５０〜６０μｍと規定することで、ロ
ール寿命の向上とロール疵の発生を防止するものが提案
されている。

【０００４】また、特開平４−２３８６１２号では、カ
リバーロール圧延において、非圧延時にカリバーロール
を回転駆動し、流体と固体粒子の混合物を当該ロールカ
リバー部に吹き付けてカリバーロールの表面を粗面化さ
せることで、スリップを防止し、噛み込み性を向上させ
るものが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
６−３３５７１１号で提案された方法は、ロールの表面
粗さの下限値が規定されていないので、表面粗さが小さ
い場合、圧延時における噛み込み性や耐スリップ性につ
いて満足できる結果を得ることができないことがある。
また、本発明者の実験によれば、圧延用ロールの表面粗
さの上限値がＲａ５０〜６０μｍといったような大きな
値では、表面が粗すぎて製品としての外面品質を満足す
ることができないことが判明した。

【０００６】また、特開平４−２３８６１２号で提案さ
れた方法は、噴射装置や固体粒子回収処理装置等の導入
が必要となるばかりか、噴射物がギアや軸受等に侵入
し、設備に悪影響を及ぼすという問題がある。また、必
要な表面粗さに関する具体的な数値については全く記載
されていない。

【０００７】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みて
なされたものであり、合金鋼やステンレス鋼等の難加工
性材料であっても、圧延時における噛み込み不良やスリ
ップによる圧延疵を発生させることのない継目無管の圧
延方法を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明に係る継目無管の圧延方法は、マンドレ
ルミル圧延中の圧延用ロールの表面粗さＲａが、１．０
μｍ以上、６．０μｍ以下の状態で圧延することとして
いる。そして、このようにすることで、合金鋼やステン
レス鋼等の難加工性材料であっても、圧延時における噛
み込み不良やスリップによる圧延疵の発生を防止できる
ようになる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明者は、圧延用ロールの初期
表面粗さを種々変化させて難加工材（合金鋼、ステンレ
ス鋼）の継目無管を製造した結果、以下の知見を得た。
初期表面粗さＲａが０．１ｍｍ程度の圧延用ロールを用
いて難加工材（合金鋼、ステンレス鋼）の継目無管を製
造した場合、圧延当初は噛み込み不良やスリップによる
圧延疵が発生するものの、圧延を続ける毎にロール表面
が粗面化していき、表面粗さＲａが１．０μｍ以上とな
ったところから圧延が安定し、前記した噛み込み不良や
スリップによる圧延疵は発生しなくなった。この表面粗
さＲａが１．０μｍ以上となるための圧延本数は、圧延
用ロールの材質や硬度によって異なるものの、圧延中に
おける圧延用ロールの表面粗さＲａが１．０μｍ以上と
なれば、従来一般的に用いられるアダマイトロール、ダ
クタイトロール、グレンロール、鋳鉄ロール、チルドロ
ールはもとより、高硬度のハイスロールを用いた場合に
も、安定した圧延が可能であった。

【００１０】そして、さらに圧延を続けていくことによ
り圧延用ロールの表面粗さＲａが徐々に粗くなり、圧延
用ロールの表面粗さＲａが６．０μｍを超えるとロール
表面の凹凸が管表面にプリントされ、疵となった。以
後、この疵を「プリント疵」という。

【００１１】すなわち、本発明者は、圧延中における圧
延用ロールの表面粗さＲａを、１．０μｍ以上、６．０
μｍ以下に管理した場合には、圧延が安定し、プリント
疵も発生しないことを見出した（図１参照）。これが本
発明に係る第１の継目無管の圧延方法である。

【００１２】ところで、ロールの表面硬さＨＳが約６０
以上の高硬度ロールを切削したままの状態から使用する
場合、切削加工が困難なため、通常初期表面粗さＲａは
０．０５〜０．５μｍ程度となり、圧延用ロールの表面
粗さＲａを１．０μｍ以上とするためには、炭素鋼等の
圧延が容易な鋼管（以下、「調整材」という。）を約２
０００本程度圧延する必要がある（図１参照）。しかし
ながら、２０００本もの調整材を準備するのはスケジュ
ール上からも非常に困難であるため、圧延中における圧
延用ロールの表面粗さＲａを１．０μｍ以上とするため
には、例えば切削後のロール表面にショットブラスト、
ベルター又はグラインダー等で粗面化加工を施してい
る。

【００１３】このような粗面化加工を行った場合の表面
粗さの推移は、図２に示したように、一旦減少し、その
後増加する。そこで、本発明者は圧延開始時における圧
延用ロールの初期表面粗さＲａを種々変更して実験を行
ったところ、圧延中における圧延用ロールの表面粗さＲ
ａを常に１．０μｍ以上に保つためには、圧延開始時に
おける圧延用ロールの初期表面粗さＲａを２．０μｍ以
上に管理する必要があることが判明した（図２参照）。

【００１４】本発明に係る第２の継目無管の圧延方法は
上記した知見によってなされたものであり、マンドレル
ミル圧延における新品又は改削後の圧延用ロールの使用
開始時、前記新品又は改削後の圧延用ロールの初期表面
粗さＲａが、２．０μｍ以上、６．０μｍ以下の状態で
圧延することを要旨とするものである。

【００１５】この圧延用ロールの表面に粗面化加工を行
う際、例えばカリバーロールでは溝底側とフランジ側と
ではロールに作用する負荷が異なるため、図３に示した
ように、摩耗状況が異なる。そこで、本発明者は、圧延
用ロール１の溝底１ａを中心に粗面化する角度θ（図７
（ａ）参照）を変化させたところ、図４に示したよう
に、溝底を中心に±３５°以上の範囲に粗面化を施した
場合により安定した圧延が可能であることが明らかとな
った。

【００１６】すなわち、本発明に係る第３の継目無管の
圧延方法は、上記した知見によってなされたものであ
り、本発明に係る第２の継目無管の圧延方法において、
初期表面粗さＲａが２．０μｍ以上、６．０μｍ以下と
なす範囲を、溝底を中心に±３５°以上としたものであ
る。

【００１７】また、本発明者は、上記したのと同様に圧
延用ロールの表面の粗面化領域比を変化させた場合、図
５に示したように、粗面化する領域を増加させるにつれ
て噛み込み不良やスリップによる圧延疵は減少し、３０
％以上では噛み込み不良やスリップによる圧延疵は発生
しないことが判った。

【００１８】なお、前記粗面化領域比とは、図７（ｂ）
（ｃ）に示したように、圧延用ロール１の周方向での粗
面化範囲（斜線を施した範囲）の中心角φ°の合計をΣ
φ°とする時、（Σφ°／３６０°）×１００を意味
し、３つ以上の各粗化領域は概ね均等に分散しているこ
ととする。

【００１９】すなわち、本発明に係る第４の継目無管の
圧延方法は、上記した知見によってなされたものであ
り、本発明に係る第３の継目無管の圧延方法において、
初期表面粗さＲａが２．０μｍ以上、６．０μｍ以下と
なす範囲を、溝底表面積の少なくとも３０％としたもの
である。

【００２０】

【実施例】以下、本発明に係る圧延方法の効果を確認す
るために、２ロール７スタンドのマンドレルミルを用い
て行なった実験結果について説明する。実験は、２ロー
ルのマンドレルミルの７スタンド全てに、圧延用ロール
としてロール表面硬さＨＳ＝６０のハイスロールを使用
し、鋼種が２〜９％Ｃｒ鋼の、外径が１５１ｍｍ、肉厚
が３．５〜１０．０ｍｍの素管を下記の圧延条件にて各
アイテム毎に１００〜２００本ずつ、初期表面粗さＲ
ａ、表面を粗面化した溝底を中心とした範囲、表面を粗
面化した範囲の溝底表面積に対する割合を種々変化させ
て圧延を行ない、噛み込み不良によるスリップの発生の
有無と、ロール表面荒れによる外面疵の発生について調
査した。その結果を下記表１、及び、表１中のアイテム
１〜６の結果を図６に示す。

【００２１】なお、下記表１中、噛み込み不良によるス
リップの発生の有無は、スリップの発生率が０〜０．５
％のものを◎、スリップの発生率が０．５〜１．０％以
下のものを○、スリップの発生率が１．０〜３．０％以
下のものを△、スリップの発生率が３．０％を超えたも
のを×として表わした。また、ロール表面荒れによる外
面疵は、その発生率が０％のものを◎、０〜１．０％以
下の場合を○、１．０％を超えた場合を×として表わし
た。

【００２２】（１）圧延温度圧延機入側：１０５０℃±１００℃ 圧延機出側：１０００℃±１００℃ （２）ロールの冷却条件圧延中、圧延間アイドリング中も冷却水の供給を継続。（３）潤滑条件ロール潤滑無。

【００２３】

【表１】

【００２４】上記した表１より明らかなように、本発明
に係る継目無管の圧延方法によれば、何れの実施例にお
いても噛み込み不良によるスリップや、ロール表面荒れ
による外面疵を効果的に抑制できていることが判る。ま
た、請求項１（請求項２）に比べて、請求項３、さらに
は請求項４に対応する実施例ほど、良好な結果が得られ
ていることも明らかである。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る継目
無管の圧延方法によれば、合金鋼やステンレス鋼等の難
加工性材料であっても、圧延時における噛み込み不良や
スリップによる圧延疵の発生を防止できるようになる。
また、圧延用ロール表面の粗面化領域を最小に抑えるこ
とで、ロール加工に要する工数も削減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】圧延本数とロール表面粗さＲａの関係を示した
図である。

【図２】初期表面粗さＲａの異なるロールにおける圧延
本数とロール表面粗さＲａの関係を示した図である。

【図３】カリバーロールの溝底側とフランジ側における
圧延本数とロール表面粗さＲａの関係を示した図であ
る。

【図４】溝底を中心とした圧延用ロール表面の粗面化範
囲と噛み込み不良及び圧延疵の発生率の関係を示した図
である。

【図５】圧延用ロール表面の粗面化領域比率と噛み込み
不良及び圧延疵の発生率の関係を示した図である。

【図６】ロールの初期表面粗さＲａと外面疵発生率の関
係を示した図である。

【図７】（ａ）は圧延用ロール表面の粗面化範囲を説明
する図、（ｂ）は圧延用ロール表面の粗面化領域比率を
説明する図、（ｃ）は（ｂ）を軸方向に中心で横断面し
た斜視図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マンドレルミル圧延中の圧延用ロールの
表面粗さＲａが、１．０μｍ以上、６．０μｍ以下の状
態で圧延することを特徴とする継目無管の圧延方法。
【請求項２】マンドレルミル圧延における新品又は改
削後の圧延用ロールの圧延開始時、前記新品又は改削後
の圧延用ロールの初期表面粗さＲａが、２．０μｍ以
上、６．０μｍ以下の状態で圧延することを特徴とする
継目無管の圧延方法。
【請求項３】初期表面粗さＲａが２．０μｍ以上、
６．０μｍ以下となす範囲を、溝底を中心に±３５°以
上としたことを特徴とする請求項２記載の継目無管の圧
延方法。
【請求項４】初期表面粗さＲａが２．０μｍ以上、
６．０μｍ以下となす範囲を、溝底表面積の少なくとも
３０％としたことを特徴とする請求項３記載の継目無管
の圧延方法。