JP2010125494A - Piercing rolling method for billet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ビレット(継目無鋼管用素材)の穿孔圧延方法に関し、特に、ビレットを例えばマンネスマンピアサーのような穿孔圧延機にて穿孔圧延するときに被圧延材先端部に内面疵を発生し難くした、ビレットの穿孔圧延方法に関する。 The present invention relates to a method for piercing and rolling a billet (material for seamless steel pipe), and in particular, when a billet is pierced and rolled by a piercing and rolling machine such as a Mannesmann Piercer, it is difficult to generate internal flaws at the tip of a material to be rolled. The present invention relates to a billet piercing and rolling method.
穿孔圧延機、例えばマンネスマンピアサーは、図1に示すようにロール軸方向の中央から両端に進むほどロール径が小さくなる形状(太鼓形状)のロール1,2を上下に交差配置(ただしロール軸は圧延方向に平行な面内にある)し、かつ、プラグ先端がロールバイト中央付近に位置しプラグ後端が圧延方向の下流側に位置するようにプラグ3を配置して構成され、そのロールバイト内に材料10を通して穿孔圧延が行われる。
As shown in FIG. 1, a piercing and rolling mill, for example, Mannesmann Piercer, has rolls 1 and 2 having a shape in which the roll diameter decreases (drum shape) as it goes from the center to the both ends in the roll axis direction. The
上記穿孔圧延の原理は、ロールバイト始端位置からプラグ先端位置にかけての圧延方向範囲(空揉み部4)で、回転鍛造(空揉み)によりビレット10の断面中心部を脆化させ、続いてプラグ先端位置からロールバイト終端位置にかけての圧延方向範囲(穿孔部5)で、前記脆化した断面中心部をプラグ3に押付けて穿孔し、管肉厚を決定するというものである。
The principle of piercing and rolling is that the center of the cross section of the
このような穿孔圧延においては、疵が管内面の先端部(圧延時の先頭端部)に集中的に発生する傾向がある。この疵の発生機構は次のように考えられている。すなわち、図2に示すように、ビレット10(角スラブ→ビレット圧延材、あるいは直鋳ビレット)はその断面中心部に偏析15(角スラブ→ビレット圧延材では線状偏析、直鋳ビレットでは点状偏析)を有する。偏析15は、先端部に位置する部分が、穿孔圧延前の加熱で酸化する。空揉みの際、この酸化した偏析部分が起点となって先端部に割れが発生・進展する。この割れの内面の凹凸がプラグで圧下されて倒れ込み、管11の圧延先端部内面の疵50となる。
In such piercing and rolling, wrinkles tend to occur intensively at the tip of the inner surface of the pipe (the leading end during rolling). The generation mechanism of this wrinkle is considered as follows. That is, as shown in FIG. 2, billet 10 (square slab → billet rolled material or straight cast billet) is segregated at the center of the cross section 15 (linear segregation in square slab → billet rolled material, and spot shaped in direct cast billet. Segregation). In the
上記のような疵発生の軽減対策として、図3に示すように、製鋼工程で偏析15を、穿孔箇所になるビレット10の断面中心部位から外れた位置にずらす方法(偏析をオフセットする方法;特許文献1参照)や、図4に示すように、コーンタイプピアサー(上下にコーン形状のロール21,22を配置した穿孔圧延機)を用いて、圧延中のせん断変形抑制により、凹凸倒れ込みの防止を図る方法(特許文献2参照)などが知られている。
しかし、上記の偏析をオフセットする方法では、管肉厚内部に偏析が残るため、品質上の不均一を招く。また、上記のコーンタイプピアサーを用いる方法では、ロール形状の変更やロール軸を圧延方向に対し傾斜させる設備が必要となり、投資が膨大となる。すなわち、従来の技術では継目無鋼管の先端部内面の疵発生を有利に防止するのは困難であるという課題が残されたままであった。 However, in the method of offsetting the above-mentioned segregation, segregation remains inside the tube thickness, resulting in non-uniform quality. Moreover, in the method using the cone type piercer described above, a change in roll shape and a facility for tilting the roll axis with respect to the rolling direction are required, and the investment is enormous. That is, the problem that it is difficult to advantageously prevent the generation of wrinkles on the inner surface of the distal end portion of the seamless steel pipe remains with the conventional technology.
発明者らは、前記課題を解決するための手段を鋭意検討し、以下に記される本発明をなした。
(請求項1)
ビレットを加熱し、穿孔圧延する方法において、前記穿孔圧延するより前に、前記ビレットの先端部に、先端面中心へのコーン状孔あけ加工を施すことを特徴とするビレットの穿孔圧延方法。
(請求項2)
前記コーン状孔の孔形状を、孔深さが50mm超、孔入口径が前記孔深さ超の孔形状とすることを特徴とする請求項1に記載のビレットの穿孔圧延方法。
(請求項3)
前記コーン状孔あけ加工は、前記加熱後前記穿孔圧延前に、突起部を有する金型を用いて前記ビレットの先端面を前記突起部でプレスすることにより行うことを特徴とする請求項1または2に記載のビレットの穿孔圧延方法。
(請求項4)
請求項1〜3のいずれか1項に記載されたビレットの穿孔圧延方法を用いて製造されてなる継目無鋼管。
The inventors diligently studied the means for solving the above-mentioned problems and made the present invention described below.
(Claim 1)
In the method for heating and piercing and rolling a billet, the billet piercing and rolling method is characterized in that, prior to the piercing and rolling, the tip of the billet is subjected to cone-like drilling at the center of the tip surface.
(Claim 2)
2. The billet piercing and rolling method according to claim 1, wherein a hole shape of the cone-shaped hole is a hole shape having a hole depth exceeding 50 mm and a hole inlet diameter exceeding the hole depth.
(Claim 3)
The cone-shaped drilling process is performed by pressing a tip end surface of the billet with the protrusions using a mold having a protrusion after the heating and before the piercing and rolling. 3. A method for piercing and rolling a billet according to 2.
(Claim 4)
A seamless steel pipe produced by using the billet piercing and rolling method according to any one of claims 1 to 3.
本発明によれば、継目無鋼管の品質上の不均一を招かずに、また膨大な設備投資を要さずに、管内面先端部の疵発生を防止することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the generation | occurrence | production of the flaw of a pipe inner surface front-end | tip part can be prevented, without causing the nonuniformity in quality of a seamless steel pipe, and without requiring huge equipment investment.
本発明では、ビレットを加熱し、穿孔圧延する。ビレットの加熱温度は通常の操業における加熱温度でよい。穿孔圧延に用いる穿孔圧延機は、図1のマンネスマンピアサー、図4のコーンタイプピアサーのいずれであってもよいが、設備コスト節約の点で、マンネスマンピアサーが好ましい。
本発明では、穿孔圧延するより前(加熱の前、あるいは加熱後穿孔圧延前)に、図5に示すように、ビレット10の先端部(穿孔圧延時に先頭になる部位)に、先端面中心へのコーン状孔あけ加工40を施す。コーン状孔あけ加工40による孔形状は、いうまでもなく先広がり形状である。
In the present invention, the billet is heated and pierced and rolled. The heating temperature of the billet may be the heating temperature in normal operation. The piercing and rolling machine used for piercing and rolling may be either the Mannesmann piercer of FIG. 1 or the cone type piercer of FIG. 4, but the Mannesmann piercer is preferable from the viewpoint of equipment cost saving.
In the present invention, before piercing and rolling (before heating or after piercing and rolling after heating), as shown in FIG. The cone-
コーン状孔あけ加工40を施したことにより、プラグ3による肉厚圧下が軽減し、それに伴うせん断変形が低減する。したがって、穿孔部5での割れ内面の凹凸倒れ込みは軽減される。
上記の割れ内面の凹凸倒れ込み軽減作用によって、管の先端部における内面の疵発生が効果的に防止されるわけである。
By performing the cone-
Due to the above-described action of reducing the collapse of the irregularities on the inner surface of the crack, generation of wrinkles on the inner surface at the tip of the tube is effectively prevented.
本発明では、製鋼工程での偏析オフセットは必要ないから、継目無鋼管の品質上の不均一にはつながらない。また、ビレット先端部にコーン状孔あけ加工を施すための設備投資は僅少で済む。
本発明では、コーン状孔加工40の孔形状は、図5のように孔深さをl、孔入口径をDhで表すとして、l>50mm(より好ましくは、100mm>l>50mm)、Dh>l(なお、当然ながらDhはビレット径より小さい)、を満たすものとすることが好ましい。こうすることで、通常のプラグを用いる場合に、凹凸倒れ込み軽減作用の効果が、より大きくなる。
In the present invention, no segregation offset is required in the steel making process, and this does not lead to uneven quality of the seamless steel pipe. Moreover, the capital investment for performing cone-shaped drilling at the billet tip is small.
In the present invention, the hole shape of the cone-
また、コーン状孔あけ加工40は、加熱後穿孔圧延前の段階で、例えば図6に示すように、突起部41を設けた金型30を用いてビレット10の先端面を突起部41でプレスする(好ましくは1回だけプレスする)方法で行うことが、他の加工方法(加熱前の冷間での切削や金型プレスなど、あるいは加熱後穿孔圧延前の熱間であっても金型プレスではない方法)に比べて、効率、省エネルギー、設備コストなどの面で有利なので、好ましい。
In addition, the cone-
また、本発明の継目無鋼管は、本発明のビレットの穿孔圧延方法を用いて製造されたものであるから、管先端部内面に疵を有さないものである。 Moreover, since the seamless steel pipe of the present invention is manufactured using the billet piercing and rolling method of the present invention, the inner surface of the pipe tip portion does not have wrinkles.
表1に示す形態のビレット(断面円形状、断面中心部に偏析あり)を、表1に示す条件で、加熱→穿孔圧延(マンネスマンピアサーで圧延)し、あるいは、加熱→先端部テーパ加工およびコーン状孔あけ加工(図6のように金型でプレス加工、プレスは1回)→穿孔圧延(マンネスマンピアサーで圧延)し、管(継目無鋼管)を得た。得られた管について、先端から管長手方向に300mm入った位置までの範囲の内面を、ファイバースコープで観察し、疵の有無を調べた結果を表1に示す。 Billet (circular cross section, with segregation in the center of the cross section) shown in Table 1 is heated to piercing and rolling (rolling with Mannesmann Piercer) under the conditions shown in Table 1, or heated to tip taper and cone A hole (seamless steel pipe) was obtained by punching (rolling with a Mannesmann Piercer) → punching (pressing with a mold as shown in FIG. 6, pressing once) → punching and rolling (rolling with a Mannesmann piercer). Table 1 shows the results obtained by observing the inner surface of the obtained tube from the tip to a position 300 mm in the longitudinal direction of the tube with a fiber scope and examining the presence or absence of wrinkles.
表1より、本発明例では、管先端部内面の疵発生が抑制されたことがわかる。 From Table 1, it can be seen that in the example of the present invention, generation of wrinkles on the inner surface of the tube tip portion was suppressed.
1 ロール(太鼓形状のロールを上に配置したもの)
2 ロール(太鼓形状のロールを下に配置したもの)
3 プラグ
4 空揉み部
5 穿孔部
10 ビレット(継目無鋼管用素材、被圧延材)
11 管(継目無鋼管)
15 偏析
21 ロール(コーン形状のロールを上に配置したもの)
22 ロール(コーン形状のロールを下に配置したもの)
30 金型
40 コーン状孔あけ加工
41 突起部
50 疵
1 roll (a drum-shaped roll placed on top)
2 rolls (a drum-shaped roll placed below)
3
10 Billet (material for seamless steel pipe, rolled material)
11 pipe (seamless steel pipe)
15 Segregation
21 roll (cone-shaped roll placed on top)
22 roll (cone-shaped roll placed below)
30 mold
40 Cone drilling
41 Projection
50 疵
Claims (4)
A seamless steel pipe produced by using the billet piercing and rolling method according to any one of claims 1 to 3.
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