JP2022170688A - Mandrel bar, pipe material rolling method, and method of manufacturing seamless pipe - Google Patents

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Abstract

To provide a mandrel bar that extends the length of life while achieving proper skin quality of an in-pipe surface after rolling, a mandrel rolling method using the mandrel bar, and a method of manufacturing a pipe.SOLUTION: A mandrel bar 1 for use in mandrel rolling comprises: a body part 2 that performs rolling in an axial direction (X-direction); a pair of ends 3 and 4 that are coupled to both axial ends of the body part 2 by screw connection; and screw connection parts 3A and 4A for coupling the body part 2 and the end 3 together. A part-to-be-gripped for being pulled out from within a pipe after the mandrel rolling is formed at the rolling-direction back end of the pair of ends 3 and 4. An outside diameter of an axial vertical section of a bar outer surface of the screw connection parts 3A and 4A is smaller than an outside diameter of an axial vertical section of the body part 2.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、マンドレル圧延用のマンドレルバーの長寿命化を実現し、マンドレルバーを利用して製造される鋼管製品の内表面品質を良好に保つ技術に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a technique for extending the life of a mandrel bar for mandrel rolling and maintaining good inner surface quality of steel pipe products manufactured using the mandrel bar.

管材の肉厚圧下プロセスの一つにマンドレル圧延がある。このプロセスは、管材の肉厚部を管の内面から圧延するためにマンドレルバーを管内に挿入し、管材とマンドレルバー両方を孔型ロール間に引き込み、管材を減肉したり、延伸したりするプロセスである。また、孔型ロールは複数スタンドであることが多く、管の外周長を均一に圧下できるように管周方向に位相差を設けて各スタンドに設置され、製造する管長やスタンド数に応じて、内面工具であるマンドレルバーは、数メートルから数十メートルの長尺形状を有し得る。 Mandrel rolling is one of the thickness reduction processes for pipe materials. This process involves inserting a mandrel bar into the tube to roll the thicker wall of the tube from the inner surface of the tube, drawing both the tube and the mandrel bar between grooved rolls to thin and stretch the tube. It's a process. In addition, grooved rolls often have multiple stands, and are installed on each stand with a phase difference in the pipe circumferential direction so that the outer circumference of the pipe can be rolled down uniformly. A mandrel bar, which is an inner surface tool, can have a long shape of several meters to several tens of meters.

マンドレル圧延では、孔型ロールギャップと管材を内面から圧下するマンドレルバーの外径で肉厚を決定するため、全長に渡り寸法精度の高いマンドレルバーが必要となる。また、管材の内表面はマンドレルバーの表面が転写されるため、良好なマンドレルバーの表面品質が必要となる。マンドレル圧延後のマンドレルバーは、端部の被つかみ部を引き抜き装置でつかみ、管材から抜き取る。そして、このマンドレルバーは、再度マンドレル圧延に使用される。 In mandrel rolling, since the wall thickness is determined by the grooved roll gap and the outer diameter of the mandrel bar that presses down the pipe material from the inner surface, a mandrel bar with high dimensional accuracy over the entire length is required. In addition, since the surface of the mandrel bar is transferred to the inner surface of the tube, the mandrel bar must have good surface quality. After the mandrel rolling, the mandrel bar is pulled out from the tubular material by gripping the gripped portion at the end with a pulling device. This mandrel bar is then used again for mandrel rolling.

マンドレルバーは、圧延する管内面との接触により高い圧力がかかり、熱間の場合は高温にさらされ、さらに管内面挿入後は潤滑剤の供給も難しい。このような厳しい使用条件により、マンドレルバーには、圧延での使用回数に応じて縮径が発生したり、表面に焼き付きが発生したりする。縮径や焼き付きが発生すると、製造する管の肉厚や内表面品質に悪影響を与えるため、縮径量や焼き付き状況を管理し、製品品質に悪影響を与える場合は廃却される。しかしながら、マンドレルバーは、長尺であり、また、製造する肉厚に応じて様々な外径サイズを有する必要があり、工具コストは高い。そのため、マンドレルバーの損傷抑制と寿命の延長により工具コストを低減させることが求められる。そこで、例えば、特許文献１には、マンドレルバーの両端に管から引き抜くためのつかみ部を設け、反転させて圧延できるマンドレルバーが開示されている。また、特許文献２にはマンドレルバーの軸方向にネジを設け、損傷部を取り換えることで工具コストを低減させる方法も開示されている。 The mandrel bar is subjected to high pressure due to contact with the inner surface of the pipe being rolled, is exposed to high temperatures when hot, and is difficult to supply lubricant after insertion into the inner surface of the pipe. Due to such severe conditions of use, the mandrel bar may be reduced in diameter or seized on the surface depending on the number of times it is used in rolling. If diameter shrinkage or seizure occurs, it will adversely affect the wall thickness and inner surface quality of the manufactured pipe. However, the mandrel bar is long and needs to have various outer diameter sizes according to the thickness to be manufactured, and the tool cost is high. Therefore, it is required to reduce the tool cost by suppressing damage to the mandrel bar and extending the life of the mandrel bar. Therefore, for example, Patent Document 1 discloses a mandrel bar provided with gripping portions for pulling out from a tube at both ends of the mandrel bar so that the mandrel bar can be reversed and rolled. Patent Document 2 also discloses a method of reducing tool costs by providing threads in the axial direction of the mandrel bar and replacing the damaged portion.

実開昭６０－１７１６０３号公報Japanese Utility Model Laid-Open No. 60-171603 特許第３５０３３９８号公報Japanese Patent No. 3503398

特許文献１に記載のマンドレルバーは、反転利用により工具の寿命の向上に効果がある。しかしながら、マンドレルバーを管内から抜くときに、軸方向両端部に形成されたつかみ部により、圧延後の管内表面にひっかき疵が形成されるという問題があり、また、つかみ部に管がひっかかり圧延が停止するという問題があった。 The mandrel bar described in Patent Literature 1 is effective in improving tool life by reversing. However, when the mandrel bar is pulled out of the pipe, there is a problem that the grips formed at both ends in the axial direction form scratches on the inner surface of the pipe after rolling. I had a problem with stopping.

また、特許文献２に記載のネジによるマンドレルバーの連結は、圧延回数と共に連結部の隙間が拡大し、そこを起点として焼き付きが発生したり、管内表面に擦り疵が発生したりするという問題があった。このような問題が発生した場合には、良好な管内面肌品質を実現するためにも、マンドレルバーは交換する必要があり、より寿命を向上させたマンドレルバーの技術の確立が希求されていた。 In addition, the connection of the mandrel bars with screws described in Patent Document 2 has the problem that the gap between the connecting portions expands as the number of rolling increases, and seizure occurs starting from the gap, and scratches occur on the inner surface of the pipe. there were. When such problems occur, it is necessary to replace the mandrel bar in order to achieve good pipe inner surface quality. .

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、圧延後の良好な管内面肌品質を実現しつつ、寿命を向上させることが可能なマンドレルバー、このマンドレルバーを用いた管材の圧延方法、継目無管の製造方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and provides a mandrel bar capable of improving the service life while realizing good tube inner surface quality after rolling, and a tube rolling method using this mandrel bar. , to provide a method for manufacturing a seamless pipe.

上記課題に対し、本発明者らは、まず、特許文献１、２に記載の技術についてより詳細に検討した。
特許文献１に記載のマンドレルバーは、管材に挿入させる側を変更（以下、単に、反転とも記す。）して利用することで寿命を向上させられる。この反転利用のために、特許文献１に記載のマンドレルバーでは、被つかみ部が両端に設けられている。この被つかみ部と係合可能な引き抜き装置を用い、マンドレルバーは管圧延後に管内から引き抜かれる。
マンドレルバーの引き抜きには大きな引き抜き力が必要となり、それに耐えられるように、被つかみ部は引き抜き装置と噛み合うように設計される。特許文献１の図１、図２に示す被つかみ部もそのような形状を有し、安定した引き抜きが可能である。
一方で、マンドレル圧延では管の内面肌品質を良好にすることが重要であるが、特許文献１に記載のマンドレルバーでは、端部につかみ部が形成されており、管内面に疵を発生させるという問題がある。
具体的には、マンドレル圧延では、マンドレルバーの圧延方向先端部（被つかみ部）よりも管内面の圧延方向への進行の方が速い。図２（ｂ）に示すような返りＸがマンドレルバーの圧延方向先端部（被つかみ部）に形成されていると、圧延時、管内面が返りＸを追い越す際に管内面に疵が発生する。そのため、マンドレルバーと管内面は摺動する際、マンドレルバー両端に形成された被つかみ部が管内面に擦り疵を形成し、それが過大になると焼き付きになり圧延が困難になる。
また、マンドレルバーは、圧延前において圧延方向先端部（被つかみ部）が管よりも突き出していることが多く、圧延の進行とともに管先端がマンドレルバー先端を追い越す。このとき、マンドレルバー先端に形成された被つかみ部に管の先端が引っ掛かり、圧延を止めてしまうという問題もある。 In order to solve the above problems, the present inventors first examined the techniques described in Patent Literatures 1 and 2 in more detail.
The mandrel bar described in Patent Literature 1 can be used by changing the side to be inserted into the tube material (hereinafter, simply referred to as reversal), thereby improving the life of the mandrel bar. For this reversal utilization, the mandrel bar described in Patent Document 1 is provided with gripped portions at both ends. Using a withdrawal device engageable with the gripped portion, the mandrel bar is withdrawn from within the tube after tube rolling.
Pulling out the mandrel bar requires a large pulling force, and the gripped portion is designed to engage with the pulling device so that it can withstand it. The grasped portion shown in FIGS. 1 and 2 of Patent Literature 1 also has such a shape and can be pulled out stably.
On the other hand, in mandrel rolling, it is important to improve the quality of the inner surface of the pipe. There is a problem.
Specifically, in mandrel rolling, the inner surface of the tube advances in the rolling direction faster than the leading end portion (grabbed portion) of the mandrel bar in the rolling direction. If a barb X as shown in FIG. 2(b) is formed at the tip of the mandrel bar in the rolling direction (grabbed portion), the inner surface of the pipe will be damaged when the inner surface of the pipe passes the barb X during rolling. . Therefore, when the mandrel bar slides on the inner surface of the pipe, gripped portions formed at both ends of the mandrel bar form scratches on the inner surface of the pipe.
In addition, the tip of the mandrel bar in the rolling direction (grabbed part) often protrudes from the tube before rolling, and the tip of the tube overtakes the tip of the mandrel bar as rolling progresses. At this time, there is also a problem that the tip of the tube is caught by the gripped portion formed at the tip of the mandrel bar, and rolling is stopped.

特許文献１に記載の技術における上記の問題は、マンドレルバーの両端部に被つかみ部を設けることにより発生する。この問題に対しては、特許文献２に記載の方法を適用して、マンドレルバーの両端部にネジを形成し、反転利用の際に端部を入れ替えるという方法が適用できる。特許文献２に記載の方法では、ネジ形状を適宜選択することで、管内からマンドレルバーを引き抜く際の高い引き抜き荷重に耐えられるようにすることができる。しかしながら、この方法では、ネジを形成する部位のマンドレルバー径（以下、軸方向垂直断面外径とも記す）がマンドレル圧延に利用される本体部のマンドレルバー径（軸方向垂直断面外径）と同じである。そのため、圧延時の管内面とネジ連結部が摺動し、圧延回数が増加すると、連結部に焼き付きが発生し、管内面肌にも擦り疵が発生するため、工具寿命の向上効果や管内表面肌の高い品質は得られない。 The above problem in the technique described in Patent Document 1 is caused by providing gripped portions at both end portions of the mandrel bar. To solve this problem, a method of forming threads on both ends of the mandrel bar by applying the method described in Patent Document 2 and exchanging the ends when reversing the mandrel bar can be applied. In the method described in Patent Document 2, by appropriately selecting the screw shape, it is possible to withstand a high pull-out load when the mandrel bar is pulled out from the pipe. However, in this method, the diameter of the mandrel bar at the part where the screw is formed (hereinafter also referred to as the outer diameter of the axial vertical cross section) is the same as the diameter of the mandrel bar of the main body used for mandrel rolling (outer diameter of the axial vertical cross section). is. As a result, the inner surface of the pipe slides against the threaded connection during rolling. High skin quality is not obtained.

本発明者らはこれらの問題に対して鋭意検討した結果、マンドレルバーの先後端領域にネジを形成し、そのネジを形成する部位のマンドレルバー径（ネジ結合部におけるバー外表面の軸方向垂直断面外径）を、マンドレル圧延で管内面を圧延する本体部の軸方向垂直断面外径よりも小さくすることで、上記の問題を解決できることを知見した。 As a result of intensive studies on these problems, the present inventors formed threads in the front and rear end regions of the mandrel bar and found that the diameter of the mandrel bar at the portion where the threads are formed It has been found that the above problem can be solved by making the cross-sectional outer diameter) smaller than the axial vertical cross-sectional outer diameter of the main body for rolling the inner surface of the pipe by mandrel rolling.

本発明は以上の知見に基づきなされたものであり、その要旨は次のとおりである。
［１］マンドレル圧延に用いるマンドレルバーであって、
軸方向に圧延を行う本体部と、
該本体部の軸方向両端にネジ結合により連結した一対の端部と、
前記本体部および前記端部を連結するネジ結合部と、
を備え、
前記一対の端部のうち、圧延方向後端部にマンドレル圧延後に管内から引き抜くための被つかみ部が形成されており、
前記ネジ結合部におけるバー外表面の軸方向垂直断面外径が、前記本体部の軸方向垂直断面外径よりも小さい、マンドレルバー。
［２］前記一対の端部夫々が雄ネジを有し、
前記本体部が軸方向両端夫々に雌ネジを有し、
前記雄ネジおよび前記雌ネジにより前記ネジ結合部が形成される、前記［１］に記載のマンドレルバー。
［３］前記ネジ結合部を形成するネジは、軸方向垂直断面外径が前記本体部側に向けて漸次小さくなるテーパーネジである、前記［１］または［２］に記載のマンドレルバー。
［４］前記ネジ結合部におけるバー外表面の軸方向垂直断面外径が、前記本体部の軸方向垂直断面外径に対して５０％以上である、前記［１］～［３］のいずれかに記載のマンドレルバー。
［５］前記［１］～［４］のいずれかに記載のマンドレルバーを用いて管材を圧延する、管材の圧延方法。
［６］前記［５］に記載の管材の圧延方法により得られた管材を用いて継目無管を製造する、継目無管の製造方法。 The present invention was made based on the above findings, and the gist thereof is as follows.
[1] A mandrel bar used for mandrel rolling,
a main body that rolls in the axial direction;
a pair of end portions connected by screw coupling to both ends in the axial direction of the main body;
a screw coupling portion that connects the body portion and the end portion;
with
Of the pair of end portions, a gripped portion for pulling out from the pipe after mandrel rolling is formed at the rear end portion in the rolling direction,
The mandrel bar, wherein the outer surface of the bar at the threaded joint has an axially vertical cross-sectional outer diameter smaller than the axially vertical cross-sectional outer diameter of the main body.
[2] each of the pair of ends has a male thread;
The main body has female threads at both ends in the axial direction,
The mandrel bar according to [1], wherein the threaded joint is formed by the male thread and the female thread.
[3] The mandrel bar according to [1] or [2], wherein the thread forming the threaded connection portion is a tapered thread whose outer diameter in an axial vertical cross-section gradually decreases toward the body portion.
[4] Any one of the above [1] to [3], wherein the axial vertical cross-sectional outer diameter of the outer surface of the bar in the threaded connection portion is 50% or more of the axial vertical cross-sectional outer diameter of the main body portion. The mandrel bar described in .
[5] A method for rolling a pipe, comprising rolling a pipe using the mandrel bar according to any one of [1] to [4].
[6] A method for manufacturing a seamless pipe, comprising manufacturing a seamless pipe using a pipe material obtained by the method for rolling a pipe material according to the above [5].

本発明によれば、圧延後の良好な管内面肌品質を実現しつつ、寿命を向上させることが可能なマンドレルバー、このマンドレルバーを用いた管材の圧延方法、継目無管の製造方法が提供される。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, there are provided a mandrel bar capable of improving the service life while achieving good tube inner surface quality after rolling, a tube rolling method using the mandrel bar, and a seamless tube manufacturing method. be done.

本発明のマンドレルバーの模式図である。1 is a schematic diagram of a mandrel bar of the present invention; FIG. 関連技術のマンドレルバーにおいてマンドレル圧延中に被つかみ部の形状が変化する様子を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining how the shape of a gripped portion changes during mandrel rolling in a related art mandrel bar. 本発明のマンドレルバーの形状の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the shape of the mandrel bar of this invention. 本発明のマンドレルバーに形成されるネジ結合の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the screw connection formed in the mandrel bar of this invention. 本発明のマンドレルバーに形成されるネジ結合の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the screw connection formed in the mandrel bar of this invention.

以下に、本発明の実施形態について図面に基づき説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below based on the drawings.

＜マンドレルバー＞
図１は、本発明のマンドレルバーの模式図である。
本発明のマンドレルバー１は、マンドレル圧延に用いるマンドレルバーであって、管内部に接触しつつ軸方向（Ｘ方向）に圧延を行う本体部２と、該本体部２の軸方向両端にネジ結合により連結した一対の端部３、４と、本体部２および端部３、４を連結するネジ結合部３Ａ、４Ａと、を備え、一対の端部３、４のうち、圧延方向後端部にマンドレル圧延後に管内から引き抜くための被つかみ部が形成されており、ネジ結合部３Ａ、４Ａにおけるバー外表面の軸方向垂直断面外径が、本体部２の軸方向垂直断面外径よりも小さい。 <Mandrel bar>
FIG. 1 is a schematic diagram of the mandrel bar of the present invention.
The mandrel bar 1 of the present invention is a mandrel bar used for mandrel rolling, and includes a body portion 2 that rolls in the axial direction (X direction) while being in contact with the inside of a pipe, and screws are connected to both ends of the body portion 2 in the axial direction. a pair of ends 3, 4 connected by a pair of ends 3, 4, and screw joints 3A, 4A connecting the main body 2 and the ends 3, 4; , a gripped portion for pulling out from the pipe after mandrel rolling is formed, and the axial vertical cross-sectional outer diameter of the outer surface of the bar at the screw joint portions 3A and 4A is smaller than the axial vertical cross-sectional outer diameter of the main body portion 2 .

ここで、まず、関連技術のマンドレルバーに関し、図２を参照しながら説明する。図２は、関連技術のマンドレルバーにおいて、マンドレル圧延中に被つかみ部の形状が変化する様子を説明するための図である。 Here, first, a related art mandrel bar will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram for explaining how the shape of a gripped portion changes during mandrel rolling in a related art mandrel bar.

図２（ａ）に示すように、この関連技術では、引き抜き装置１５によりマンドレルバー１０を引き抜く際、外径（軸方向垂直断面円の半径。以下同じである。）がＤＴＢとなる被つかみ部１４の本体部側の端部であって、凹部１４Ｂの軸方向端部側でもある部位（以下、単にＤＴＢ側端部とも記す。）が引き抜き装置１５のつかみ部１５Ａと接触する。これにより、ＤＴＢ側端部に変形が生じて返りＸが発生する。図２（ａ）に示すマンドレルバーと同様の構成を有する特許文献１に示すマンドレルバーにおいても、同様にして返りが発生しうる。 As shown in FIG. 2( a ), in this related technique, when the mandrel bar 10 is pulled out by the pulling device 15 , the outside diameter (the radius of the circle in cross section perpendicular to the axial direction; the same shall apply hereinafter) is gripped to be D TB . The end portion of the portion 14 on the body portion side and also on the axial end portion side of the concave portion 14B (hereinafter also simply referred to as the DTB side end portion) contacts the grip portion 15A of the extraction device 15 . As a result, deformation occurs at the DTB side end portion, and a return X occurs. The mandrel bar shown in Patent Document 1, which has the same configuration as the mandrel bar shown in FIG.

この返りＸが発生したＤＴＢ側端部を有する被つかみ部１４を、圧延方向後端部としている間は圧延において問題とはならないが、マンドレルバー１０を反転させてこの被つかみ部１４を圧延方向先端部とする際、問題が発生する（図２（ｂ）参照）。
具体的には、図２（ｂ）に示す返りＸが発生したＤＴＢ側端部を有する被つかみ部１４を圧延方向先端部として、管内にマンドレルバー１０を挿入することで、管内面に擦り疵が形成される。また、マンドレル圧延中の管先端が、この被つかみ部１４にあたり圧延が停止してしまうという可能性もある。 As long as the gripped portion 14 having the DTB side end where the return X occurs is the rear end in the rolling direction, there is no problem in rolling. A problem arises when it comes to the directional tip (see FIG. 2(b)).
Specifically, by inserting the mandrel bar 10 into the pipe with the gripped portion 14 having the DTB side end where the return X shown in FIG. A flaw is formed. Further, there is a possibility that the tip of the pipe during mandrel rolling hits the gripped portion 14 and the rolling is stopped.

この点については、本発明者らの検討により、外径ＤＴＢ（返りＸの長さを含む）が本体部の外径（圧延部径、半径）Ｄｍａｘよりも小さくても上記の問題が発生することを確認した。
従来、特許文献１にも記載されているように、マンドレルバー１０の被つかみ部１４の先端部の外径ＤＥや被つかみ部の外径ＤＴＢは、本体部の外径Ｄｍａｘよりも小さく設計されており、この構成により管内に挿入された際に、管内面には接触しないと考えられてきた。しかしながら、上記の問題の発生原因を調査し、マンドレルバーの管内での挙動を精緻に解析した結果、重力によるしなりや、マンドレル圧延時の振動の影響により、上記の構成によっても、マンドレルバー１０の先端等が管内面に接触することを知見した。
このとき、返りＸのような凸状の欠陥が発生していると、マンドレルバー１０と管材との接触により接触面圧が発生し、管内面では食込みが発生し、圧延の進行により擦り疵が形成されることになる。 With respect to this point, the inventors of the present invention have found that the above problem does not occur even if the outer diameter D TB (including the length of the return X) is smaller than the outer diameter (rolled portion diameter, radius) D max of the main body portion. confirmed to occur.
Conventionally, as described in Patent Document 1, the outer diameter D E of the tip of the gripped portion 14 of the mandrel bar 10 and the outer diameter D TB of the gripped portion are larger than the outer diameter D max of the body portion. It has been thought to be small in design and, due to this configuration, not to contact the inner surface of the canal when inserted into the canal. However, as a result of investigating the cause of the above-mentioned problem and analyzing the behavior of the mandrel bar inside the tube in detail, it was found that even with the above configuration, the mandrel bar 10 was affected by bending due to gravity and vibration during mandrel rolling. It was found that the tip of the pipe comes into contact with the inner surface of the pipe.
At this time, if a convex defect such as a warp X occurs, contact surface pressure is generated due to the contact between the mandrel bar 10 and the pipe material, bite occurs on the inner surface of the pipe, and scratches occur as the rolling progresses. will be formed.

また、マンドレル圧延では、マンドレルバー１０の先端部が管材の先端部から突き出した状態で圧延が開始する。そのため、マンドレルバー１０が振動した際に、返りＸが管の先端部端面に接触する場合があり、この場合、管材は圧延方向へ延伸できず、圧延が停止するという問題が発生する。 Further, in mandrel rolling, rolling is started in a state in which the tip of the mandrel bar 10 protrudes from the tip of the tube material. Therefore, when the mandrel bar 10 vibrates, the barb X may come into contact with the tip end face of the tube. In this case, the tube material cannot be stretched in the rolling direction, causing a problem that rolling stops.

これに対し、本発明者らは、上記の問題をさらに検討した結果、引き抜き装置１５による負荷によって発生する返りＸを、管内面を通過させない方法を着想した。その結果、図３に示すように、マンドレルバーの反転後に被つかみ部が圧延方向先端にならないように、ネジ結合により、本体部２に軸方向に螺合することで連結した先端部３と後端部４を付け替える方法を知見した。また、さらに、これらのネジ結合部３Ａ、４Ａにおけるバー外表面の軸方向垂直断面外径（半径）ＤＪＴ、ＤＪＢと、本体部２の軸方向垂直断面外径Ｄｍａｘとの関係として、ＤＪＴ＜ＤｍａｘとＤＪＢ＜Ｄｍａｘを満たすことで、ネジ結合部位に起因する管内面肌の疵の生成を抑制できることを知見した。 On the other hand, the present inventors further studied the above problem and came up with a method of preventing the return X generated by the load of the drawing device 15 from passing through the inner surface of the pipe. As a result, as shown in FIG. 3, after the mandrel bar is turned over, the front end portion 3 and the rear end portion 3 are axially connected to the main body portion 2 by screw connection so that the gripped portion does not become the front end in the rolling direction. A method for replacing the end portion 4 has been discovered. Furthermore, the relationship between the outer diameters (radii) D JT and D JB of the bar outer surfaces in the axial direction vertical cross section of these threaded joint portions 3A and 4A and the outer diameter D max of the axial direction vertical cross section of the main body portion 2 is as follows: It has been found that by satisfying D JT <D max and D JB <D max , it is possible to suppress the generation of flaws on the inner surface of the pipe due to the screw joint portion.

ここで、図３、図４、図５を参照しながら、本発明の構成およびその機能を説明する。
図３は、本発明のマンドレルバーとマンドレルバー引き抜き装置の形状の一例を示す図であり、図１の領域（ａ）を示している。図４、図５は、本発明のマンドレルバーに形成されるネジ結合部の一例を示す図である。 The configuration and function of the present invention will now be described with reference to FIGS. 3, 4 and 5. FIG.
FIG. 3 is a view showing an example of the shape of the mandrel bar and the mandrel bar extracting device of the present invention, showing the region (a) of FIG. 4 and 5 are diagrams showing an example of a threaded joint formed on the mandrel bar of the present invention.

図３に示すように、本発明のマンドレルバー１の一対の端部（以下、先端部３（圧延方向先端部３）と記す。）３、端部４（以下、後端部４（圧延方向後端部４）と記す。）は、ネジ結合により、軸方向に螺合することで本体部２に連結される。また、ネジ結合部３Ａ、４Ａにおけるバー外表面の軸方向垂直断面外径が、本体部２の軸方向垂直断面外径よりも小さい。すなわち、図３中、端部３側のネジ結合部３Ａの外径ＤＪＴは、本体部２の外径（圧延部径、半径）Ｄｍａｘよりも小さい。また、端部４側のネジ結合部４Ａの外径ＤＪＢは、本体部２の外径（圧延部径、半径）Ｄｍａｘよりも小さい。これにより、ネジ結合部４に起因する管内面肌の疵の生成を抑制できる。 As shown in FIG. 3, the mandrel bar 1 of the present invention includes a pair of ends (hereinafter referred to as a leading end portion 3 (rolling direction leading end portion 3)) 3, an end portion 4 (hereinafter referred to as a trailing end portion 4 (rolling direction leading end portion 3)). The rear end portion 4) is connected to the main body portion 2 by being axially screwed together by a screw connection. In addition, the axial vertical cross-sectional outer diameter of the outer surfaces of the bars at the threaded portions 3A and 4A is smaller than the axial vertical cross-sectional outer diameter of the main body portion 2 . That is, in FIG. 3, the outer diameter D JT of the threaded joint portion 3A on the end portion 3 side is smaller than the outer diameter (rolled portion diameter, radius) D max of the main body portion 2 . Further, the outer diameter DJB of the threaded joint portion 4A on the end portion 4 side is smaller than the outer diameter (rolled portion diameter, radius) Dmax of the main body portion 2 . As a result, it is possible to suppress the generation of flaws on the inner surface of the pipe due to the threaded joint 4 .

また、マンドレルバー１を反転して利用する際に、先端部３、後端部４の本体部２への取り付ける側を変更することができ、寿命の向上を実現できる。
このとき、先端部３は、これまで後端部４と本体部２を連結してきたネジ結合部４Ａで連結させることになるため、ネジ結合部４Ａで連結可能な先端部３を必要に応じて別途用意すればよい。また、後端部４は、これまで先端部３と本体部２を連結してきたネジ結合部３Ａで連結させることになるため、ネジ結合部３Ａで連結可能な後端部４を必要に応じて別途用意すればよい。 In addition, when the mandrel bar 1 is used by reversing it, it is possible to change the attachment side of the front end portion 3 and the rear end portion 4 to the main body portion 2, thereby improving the life of the mandrel bar.
At this time, the front end portion 3 is connected by the screw connection portion 4A that has connected the rear end portion 4 and the main body portion 2 so far. It should be prepared separately. Further, since the rear end portion 4 is connected by the screw connection portion 3A that has connected the front end portion 3 and the main body portion 2 so far, the rear end portion 4 that can be connected by the screw connection portion 3A can be changed as necessary. It should be prepared separately.

また、後述のように、ネジ結合部３Ａとネジ結合部４Ａとが同一形状（同一サイズを含む）である場合には、これまで使用してきた先端部３、後端部４の連結位置を入れ替えるだけでマンドレルバー１を反転して利用することができる。 Further, as will be described later, when the screw coupling portion 3A and the screw coupling portion 4A have the same shape (including the same size), the connecting positions of the front end portion 3 and the rear end portion 4 that have been used so far are exchanged. The mandrel bar 1 can be used by reversing only by

先端部３は、マンドレルバー１の圧延方向（図３中、Ｘ軸正方向）最先端部に向けて軸方向垂直断面が漸次小さくなるテーパー形状を有していてよく、最先端外径ＤＴは本体部２の外径（圧延部径）Ｄｍａｘよりも小さい。圧延時に最初に管内に挿入される先端部３がこのような構成を有することにより安定した圧延を実現できる。上記の先端部３のテーパー形状領域にネジ結合部３Ａにおけるバー外表面（外径がＤＪＴとなる部位（ＤＪＴ部））が位置するようにし、バー外表面（ＤＪＴ部）の軸方向垂直断面外径ＤＪＴを、本体部２の軸方向垂直断面外径Ｄｍａｘよりも小さくすることができる。 The tip portion 3 may have a tapered shape in which the vertical cross section in the axial direction gradually decreases toward the tip portion in the rolling direction (positive direction of the X-axis in FIG. 3) of the mandrel bar 1, and the tip outer diameter DT is smaller than the outer diameter (rolled portion diameter) D max of the body portion 2 . Stable rolling can be realized by having such a configuration of the tip portion 3 which is first inserted into the tube during rolling. The bar outer surface of the threaded joint portion 3A (the portion where the outer diameter is the DJT (DJT portion)) is positioned in the tapered region of the tip portion 3, and the axial direction of the bar outer surface (DJT portion ) is positioned. The vertical cross-sectional outer diameter D JT can be smaller than the axial vertical cross-sectional outer diameter D max of the body portion 2 .

また、後端部４には、マンドレル圧延後に管内からマンドレルバー１を引き抜くための被つかみ部が形成されている。
被つかみ部４は、最後端側（Ｘ軸負方向側）に向けて、凹部４Ｂ、凸部４Ｃを有する。この構成により、引き抜き装置５のつかみ部５Ａを凹部４Ｂに嵌合させて、バー１を管内から引き抜くことができる。
凹部４Ｂは、引き抜き装置５のつかみ部５Ａを嵌合させることを可能にする部位であれば、形状等は特に限定されないが、バー周方向に形成された溝部とすることができる。
また、凹部４Ｂにおいて、凸部４Ｃが形成される側と反対側（Ｘ軸正方向側、圧延方向側）がテーパー形状に形成されていてよく、このテーパー形状領域にネジ結合部４Ａにおけるバー外表面（外径がＤＪＢとなる部位（ＤＪＢ部））が位置するようにし、バー外表面の軸方向垂直断面外径ＤＪＢを、本体部２の軸方向垂直断面外径Ｄｍａｘよりも小さくすることができる。 Further, the rear end portion 4 is formed with a gripped portion for pulling out the mandrel bar 1 from the inside of the pipe after mandrel rolling.
The grasped portion 4 has a concave portion 4B and a convex portion 4C toward the rear end side (X-axis negative direction side). With this configuration, the bar 1 can be pulled out from the inside of the pipe by fitting the grip portion 5A of the puller 5 into the recess 4B.
The shape of the recess 4B is not particularly limited as long as the recess 4B can be fitted with the grip portion 5A of the extraction device 5, but it can be a groove formed in the circumferential direction of the bar.
In addition, in the concave portion 4B, the side opposite to the side where the convex portion 4C is formed (X-axis positive direction side, rolling direction side) may be formed in a tapered shape. The surface (the portion where the outer diameter is DJB ( DJB portion)) is located, and the outer diameter DJB of the outer surface of the bar in the axial direction vertical section is larger than the outer diameter Dmax of the main body portion 2 in the axial direction vertical section. can be made smaller.

ネジ結合部３Ａ、４Ａ
ここで、図４、５を参照しながら、ネジ結合部３Ａ、４Ａを形成する雌ネジおよび雄ネジについて説明する。
先端部３、後端部４夫々が雄ネジ３Ａ１、４Ａ１を有し、本体部２が軸方向両端夫々に雌ネジ３Ａ２、４Ａ２を有し、雄ネジ３Ａ１、４Ａ１および雌ネジ３Ａ２、４Ａ２によりネジ結合部３Ａ、４Ａが形成されることが好ましい。この構成により、雄ネジ３Ａ１、４Ａ１の軸方向長さをより長く設計することができ、先端部３、後端部４と本体部２との連結強度の向上効果が得られる。 Screw joints 3A, 4A
Here, referring to FIGS. 4 and 5, the female threads and male threads forming the threaded joints 3A and 4A will be described.
The front end portion 3 and the rear end portion 4 have male threads 3A1 and 4A1, respectively, and the body portion 2 has female threads 3A2 and 4A2 at both ends in the axial direction. Preferably, joints 3A and 4A are formed. With this configuration, the axial length of the male screws 3A1 and 4A1 can be designed to be longer, and the effect of improving the connection strength between the front end portion 3, the rear end portion 4, and the main body portion 2 can be obtained.

また、図４、５に示すように、ネジ結合部３Ａ、４Ａを形成するネジはテーパーネジであることが好ましい。すなわち、雄ネジ３Ａ１の雌ネジ３Ａ２と螺合接触する外表面において、軸方向垂直断面外径が、本体部２側（Ｘ軸負方向側）に向けて漸次小さくなることが好ましい。また、雄ネジ４Ａ１の雌ネジ４Ａ２と螺合接触する外表面において、軸方向垂直断面外径が、本体部２側（Ｘ軸正方向側）に向けて漸次小さくなることが好ましい。これにより、先端部３、後端部４と本体部２との連結強度の向上効果が得られる。
本発明において、ネジ結合部３Ａ、４Ａの具体的な形状は特に限定されないが、三角ネジ、台形ネジ、角ネジ、丸ネジなど、ＩＳＯで規格されたネジを適用することができる。より強い締結を得るためには、台形ネジを適用することが好ましい。また、高い締結力を持続させるために、歯の数は３個以上であることが好ましく、加工時間が長時間になりすぎないようにするために、歯の数は３０個以下であることが好ましい。 Moreover, as shown in FIGS. 4 and 5, the threads forming the threaded joints 3A and 4A are preferably tapered threads. That is, on the outer surface of the male screw 3A1 that is in screwing contact with the female screw 3A2, it is preferable that the outer diameter of the axial vertical cross-section gradually decreases toward the main body 2 side (X-axis negative direction side). In addition, it is preferable that the outer diameter of the axial vertical section of the outer surface of the male screw 4A1 that is in screwing contact with the female screw 4A2 gradually decreases toward the main body 2 side (X-axis positive direction side). As a result, the effect of improving the connection strength between the front end portion 3, the rear end portion 4, and the main body portion 2 can be obtained.
In the present invention, the specific shape of the threaded joints 3A and 4A is not particularly limited, but ISO-standard threads such as triangular threads, trapezoidal threads, square threads, and round threads can be applied. In order to obtain a stronger fastening, it is preferable to apply trapezoidal threads. Also, the number of teeth is preferably 3 or more in order to maintain a high fastening force, and the number of teeth is preferably 30 or less in order to prevent the processing time from becoming too long. preferable.

また、ネジ結合部３Ａと、ネジ結合部４Ａとは同一形状（同一サイズであることも含む）であることが好ましい。すなわち、図３におけるバー外表面における外径（半径）ＤＪＴと外径（半径）ＤＪＢとが同じであることが好ましい。これにより、雄ネジ３Ａ１は、雌ネジ３Ａ２のみでなく、雌ネジ４Ａ２とも螺合させることができる。また、雄ネジ４Ａ１は、雌ネジ４Ａ２のみでなく、雌ネジ３Ａ２とも螺合させることができる。そのため、マンドレルバー１の反転利用時において、先後端部の連結位置を入れ替えるだけでマンドレル圧延を実施することが可能となり、マンドレルバー１の寿命を向上させることができる。 Moreover, it is preferable that the screw connection portion 3A and the screw connection portion 4A have the same shape (including the same size). That is, it is preferable that the outer diameter (radius) DJT and the outer diameter (radius) DJB on the outer surface of the bar in FIG. 3 are the same. Thereby, the male thread 3A1 can be screwed together with not only the female thread 3A2 but also the female thread 4A2. Moreover, the male screw 4A1 can be screwed together with not only the female screw 4A2 but also the female screw 3A2. Therefore, when the mandrel bar 1 is reversed and used, the mandrel rolling can be performed only by changing the connecting positions of the leading and trailing ends, and the life of the mandrel bar 1 can be improved.

外径ＤＪＴ
本発明のマンドレルバー１は、先端部３から管内に挿入され、マンドレル圧延が行われる。先端部３は、安定な圧延を実現するために、マンドレルバー１の圧延方向最先端に向けて軸方向垂直断面が漸次小さくなるテーパー形状を有する。
前述のように、本発明のマンドレルバー１の圧延方向先端では、ネジ結合により本体部２に対して先端部３が取り付けられている。
ネジ結合部３Ａにおけるバー外表面（ＤＪＴ部）の軸方向垂直断面外径ＤＪＴは、本体部２の軸方向垂直断面外径Ｄｍａｘよりも小さい（ＤＪＴ＜Ｄｍａｘ）。ＤＪＴ＜Ｄｍａｘであることにより、本体部２で圧延された管内面がマンドレルバー１のネジ結合部３Ａに接触することを防止でき、高い管内面肌品質が得られる。
ＤＪＴが小さすぎるとネジ結合部３Ａでの十分な結合強度が得られなくなるため、ＤＪＴはＤｍａｘの５０％以上であることが好ましく、Ｄｍａｘの６０～９０％であることがより好ましい。また、前述したように、マンドレルバー１の反転利用時において、先後端部の連結位置の入れ替え（ネジ結合部の共用）を可能にするためにも、ＤＪＴは、後述のＤＪＢと同一であることが好ましい。 Outer diameter D JT
The mandrel bar 1 of the present invention is inserted into the pipe from the tip 3, and mandrel rolling is performed. In order to achieve stable rolling, the tip portion 3 has a tapered shape in which the vertical cross section in the axial direction gradually decreases toward the tip of the mandrel bar 1 in the rolling direction.
As described above, at the tip of the mandrel bar 1 of the present invention in the rolling direction, the tip portion 3 is attached to the body portion 2 by screw connection.
The axial vertical cross-sectional outer diameter D JT of the bar outer surface (D JT portion) in the threaded joint portion 3A is smaller than the axial vertical cross-sectional outer diameter D max of the main body portion 2 (D JT <D max ). D JT <D max prevents the inner surface of the pipe rolled by the main body 2 from coming into contact with the threaded joint 3A of the mandrel bar 1, thereby obtaining a high quality inner surface of the pipe.
If the D JT is too small, sufficient bonding strength cannot be obtained at the threaded joint 3A. Therefore, the D JT is preferably 50% or more of D max , and more preferably 60 to 90% of D max . . In addition, as described above, when the mandrel bar 1 is reversed, the DJT is the same as the DJB , which will be described later, in order to allow the connection position of the front and rear ends to be exchanged (sharing of the screw joint). Preferably.

外径ＤＪＢ
本発明のマンドレルバー１は、後端部（被つかみ部）４に引き抜き装置５のつかみ部５Ａを係合させて、管内から引き抜くことができる。
前述のように、本発明のマンドレルバー１の圧延方向後端では、ネジ結合により本体部２に対して後端部４が取り付けられている。
ネジ結合部４Ａが形成される領域は、圧延方向後端に向けて軸方向垂直断面が漸次小さくなるテーパー形状を有する。
ネジ結合部４Ａにおけるバー外表面（ＤＪＢ部）の軸方向垂直断面外径ＤＪＢは、本体部２の軸方向垂直断面外径Ｄｍａｘよりも小さい（ＤＪＢ＜Ｄｍａｘ）。ＤＪＢ＜Ｄｍａｘであることにより、本体部２で圧延された管内面がマンドレルバー１のネジ結合部４Ａに接触することを防止でき、高い管内面肌品質が得られる。
ＤＪＢは小さすぎるとネジ結合部４Ａでの十分な結合強度が得られない。
また、後端部４はマンドレル圧延後に管内から引き抜くときに高い引き抜き力が作用する。ＤＪＢはＤｍａｘの５０％以上であることが好ましく、Ｄｍａｘの６０～９０％であることがより好ましい。また、前述したように、マンドレルバー１の反転利用時において、先後端部の連結位置の入れ替え（ネジ結合部の共用）を可能にするためにも、ＤＪＢは、前述のＤＪＴと同一であることが好ましい。 Outer diameter DJB
The mandrel bar 1 of the present invention can be pulled out from the inside of the pipe by engaging the gripping portion 5A of the pulling device 5 with the rear end portion (the portion to be gripped) 4. As shown in FIG.
As described above, at the rolling direction rear end of the mandrel bar 1 of the present invention, the rear end portion 4 is attached to the main body portion 2 by screw connection.
The region where the threaded joint 4A is formed has a tapered shape in which the axial vertical cross section gradually decreases toward the rear end in the rolling direction.
The axial vertical cross-sectional outer diameter D JB of the bar outer surface ( DJB portion) in the threaded joint portion 4A is smaller than the axial vertical cross-sectional outer diameter D max of the main body portion 2 (D JB <D max ). D JB <D max makes it possible to prevent the inner surface of the pipe rolled by the main body 2 from contacting the threaded joint 4A of the mandrel bar 1, thereby obtaining a high quality inner surface of the pipe.
If the DJB is too small, sufficient coupling strength cannot be obtained at the screw coupling portion 4A.
Further, a high pull-out force acts on the rear end portion 4 when it is pulled out from the inside of the pipe after mandrel rolling. D JB is preferably 50% or more of D max , more preferably 60 to 90% of D max . Further, as described above, when the mandrel bar 1 is reversed, the DJB is the same as the above-mentioned DJT in order to allow the connection positions of the front and rear ends to be exchanged (shared screw joints). Preferably.

以下では、本発明のマンドレルバーの上述した構成以外の好適な構成について説明する。前述のように、マンドレルバー１は、管内に挿入されるため、軸方向先端は端部に端部テーパー部を有することが好ましい。端部テーパー部にテーパー角度を適宜設けることで、最先端径（半径）ＤＴを調整することができ、下限は特に限定されず、０となっても引き抜き作業およびマンドレル圧延には問題はない。また、先端と同様に後端部にも端部テーパーを適宜設けても良く、最後端径（半径）ＤＥについても下限は特に限定されない。 Preferred configurations of the mandrel bar of the present invention other than those described above will be described below. As mentioned above, the mandrel bar 1 is inserted into a tube, so the axial tip preferably has an end taper at the end. The tip diameter (radius) DT can be adjusted by appropriately setting the taper angle in the end tapered portion, and the lower limit is not particularly limited, and even if it becomes 0, there is no problem in drawing work and mandrel rolling. . Also, the rear end portion may be appropriately tapered in the same manner as the front end portion, and the rearmost end diameter (radius) DE is not particularly limited to a lower limit.

また、管内からマンドレルバー１を引き抜くための被つかみ部４におけるＤＴＢ部（凹部４Ｂに対して端部側に形成される凸部４Ｃ）の外径ＤＴＢは、特に制限されないが、本体部２の外径（圧延部径）Ｄｍａｘ以下とすることが好ましい。マンドレル圧延時に、圧延方向へマンドレルバー１が移動するときのパスラインへの引っかかりを抑制できるためである。 Further, the outer diameter DTB of the DTB portion (projection portion 4C formed on the end portion side with respect to the recess portion 4B) of the grasped portion 4 for pulling out the mandrel bar 1 from the inside of the pipe is not particularly limited, but the main body portion 2 (rolled portion diameter) D max or less. This is because it is possible to prevent the mandrel bar 1 from being caught in the pass line when it moves in the rolling direction during mandrel rolling.

また、マンドレルバー１の被つかみ部４において、凹部４Ｂの外径ＤＮは、外径ＤＴＢより小さい必要があり、ＤＴＢとＤＮの径差を利用して引き抜き装置５のつかみ部５Ａをひっかけて引き抜く。外径ＤＮは、外径ＤＴＢに対し９５％以下であることが好ましく、引き抜き荷重に耐えるために５０％以上であることがより好ましい。 In addition, in the gripped portion 4 of the mandrel bar 1, the outer diameter DN of the concave portion 4B must be smaller than the outer diameter DTB . and pull it out. The outer diameter DN is preferably 95% or less of the outer diameter DTB , and more preferably 50% or more to withstand the pull-out load.

ＤＴＢ部（凹部４Ｂに対して端部側に形成される凸部４Ｃ）の軸方向長さは特に制限はないが、圧延に使用する部分ではなく、被つかみ部４の機能を発揮するための部位であり、長すぎる必要はない。ＤＴＢ部の軸方向長さは、外径ＤＴＢの３倍以下であることが好ましい。凹部４Ｂの軸方向長さも特に制限はなく、引き抜き装置５のつかみ部５Ａを嵌合させられればよい。凹部４Ｂの軸方向長さについても、圧延に利用するものではなく、長い必要はないため、外径ＤＮの１０倍以下であることが好ましい。 The axial length of the DTB portion (protruding portion 4C formed on the end side of the recessed portion 4B) is not particularly limited, but it is not a portion used for rolling, but it exhibits the function of the gripped portion 4. and does not need to be too long. The axial length of the DTB portion is preferably three times or less the outer diameter DTB . The axial length of the concave portion 4B is not particularly limited as long as the grip portion 5A of the extraction device 5 can be fitted. The axial length of the recessed portion 4B is not used for rolling and does not need to be long.

また、本体部２については、マンドレル圧延を行うことができれば特に限定されず、円柱形状等、軸方向に延伸した柱状とすることができる。
本体部２は、マンドレル圧延前に管材の中に先端が突き出すように挿入し、管と共に圧延機に挿入され管を内面から圧延する。そのため、本体部２の軸方向長さは、マンドレル圧延前の管材の長さに応じて設定することが好ましい。本体部２の長さは、圧延される管材の長さより長い必要があり、対象とする管材の長さの１．２倍以上であることが好ましい。 Further, the main body portion 2 is not particularly limited as long as it can be mandrel rolled, and it can be in a columnar shape extending in the axial direction, such as a columnar shape.
The main body 2 is inserted into the tube before the mandrel is rolled so that the tip protrudes into the tube, and is inserted into the rolling mill together with the tube to roll the tube from the inner surface. Therefore, it is preferable to set the axial length of the body portion 2 according to the length of the pipe before mandrel rolling. The length of the main body 2 must be longer than the length of the tube to be rolled, and is preferably at least 1.2 times the length of the target tube.

引き抜き装置５の構成については特に限定されず、多様な外径を有するマンドレルバー１をつかむことができるように、マンドレルバー１の外径や形状等に応じて適宜変更することができる。また、つかみ部５Ａは、多様な外径を有するマンドレルバーに対応できるように取り換え式としてもよい。引き抜き装置５は、例えば、高速度鋼等の各種工具鋼から製造することができる。 The configuration of the pulling device 5 is not particularly limited, and can be appropriately changed according to the outer diameter, shape, etc. of the mandrel bar 1 so as to be able to grip the mandrel bar 1 having various outer diameters. Also, the grip portion 5A may be replaceable so as to be compatible with mandrel bars having various outer diameters. The extractor 5 can be manufactured from various tool steels, for example high speed steel.

＜マンドレル圧延方法および管の製造方法＞
本発明のマンドレル圧延方法（管材の圧延方法）は、前述したマンドレルバー１を用いて管材を圧延する圧延方法（マンドレル圧延方法）である。本体部２の一端側のネジ結合部３Ａに連結した先端部３を圧延方向先端部として管材に挿入させることで、マンドレルバー１を軸方向（圧延方向）に進行させて圧延を行うことができる。また、このとき、本体部２の他端側（圧延方向後端側）のネジ結合部４Ａに連結した後端部４には、被つかみ部が形成されていてよく、各圧延終了毎に引き抜き装置５により、管内に挿入したマンドレルバー１を管内部から管外に引き抜くことができる。 <Mandrel rolling method and pipe manufacturing method>
The mandrel rolling method (rolling method for tube material) of the present invention is a rolling method (mandrel rolling method) for rolling a tube material using the mandrel bar 1 described above. By inserting the tip portion 3 connected to the screw joint portion 3A on one end side of the main body portion 2 as the tip portion in the rolling direction into the tube member, the mandrel bar 1 can be advanced in the axial direction (rolling direction) for rolling. . At this time, a gripped portion may be formed in the rear end portion 4 connected to the screw joint portion 4A on the other end side (rear end side in the rolling direction) of the main body portion 2, and the gripped portion may be pulled out at the end of each rolling. With the device 5, the mandrel bar 1 inserted into the pipe can be pulled out from the inside of the pipe to the outside of the pipe.

そして、上記のネジ結合部４Ａに先端部３を連結させることができ、これにより、マンドレルバー１の軸方向両端部のうち、管材に挿入させる側を変更（反転）することができる。反転のタイミングについては、特に限定されないが、例えば、マンドレルバー１の軸方向端部一方の側からの連続した圧延が予め設定された圧延回数に達した場合に変更することができる。この圧延回数を鋼種毎に制御すること等により、長尺であるマンドレルバー１の頻繁な反転による作業負荷を抑えつつ、マンドレルバー１の寿命を向上させることができる。 Then, the tip portion 3 can be connected to the threaded connection portion 4A, thereby changing (reversing) which side of the axial direction end portions of the mandrel bar 1 is inserted into the tube material. The timing of reversal is not particularly limited, but can be changed, for example, when continuous rolling from one axial end of the mandrel bar 1 reaches a predetermined number of rolling times. By controlling the number of times of rolling for each steel type, the life of the mandrel bar 1 can be improved while suppressing the workload due to frequent reversal of the long mandrel bar 1 .

一例として、用いるマンドレルバー１の軸方向両端部のうちの同一方向からの連続圧延可能回数が予め予測できている場合に、その連続圧延可能回数に達する前に、１回以上反転することができる。この場合、例えば、上記連続圧延可能回数の８０％の回数（圧延本数）まで圧延してから、マンドレルバー１を反転してよい。 As an example, when the number of times of continuous rolling from the same direction of both ends in the axial direction of the mandrel bar 1 to be used can be predicted in advance, the mandrel bar can be reversed one or more times before reaching the number of times of continuous rolling possible. . In this case, for example, the mandrel bar 1 may be reversed after rolling to 80% of the possible number of continuous rolling (rolling number).

また、圧延回数が増えてから反転を行うと、マンドレルバー１の軸方向の摩擦係数などの特性が変化し、圧延する管材の外径や内面肌品質に影響する場合がある。そのため、高い寸法精度が求められる場合は、上記連続圧延可能回数の５０％以下の圧延回数で反転を繰り返し行うことが好ましい。 Further, if the mandrel bar 1 is reversed after the number of rolling times increases, the characteristics such as the coefficient of friction in the axial direction of the mandrel bar 1 change, which may affect the outer diameter and inner surface quality of the pipe material to be rolled. Therefore, when high dimensional accuracy is required, it is preferable to repeat reversing at a number of rolling times of 50% or less of the number of times of continuous rolling possible.

また、上記連続圧延可能回数が予測できていない場合においても、同一方向からの圧延回数（例えば、１０００回（１０００本の管材の圧延））を予め設定しておき、この圧延回数に達するまでに１回以上反転を行うことで寿命向上効果が得られる。また、より少ない圧延回数（例えば、３００回）で反転を行うことで、圧延後の管の歩留まり向上効果も合わせて得られる。 In addition, even if the number of times of continuous rolling cannot be predicted, the number of times of rolling in the same direction (for example, 1000 times (rolling of 1000 pipe materials)) is set in advance, and the number of times of rolling is reached. By performing the reversal one or more times, the effect of improving the life can be obtained. In addition, by performing reversal with a smaller number of rolling times (for example, 300 times), an effect of improving the yield of the tube after rolling can also be obtained.

本発明のマンドレル圧延方法は、熱間、冷間のいずれの形態でもよい。また、マンドレル圧延は、管内に挿入したマンドレルバー１の管軸方向変位を制御する方式（リストレインド式）や、管軸方向の変位を固定せずに、管の圧延方向への移動に追従させる方式（フルフロート式）が挙げられるが、いずれでも適用できる。 The mandrel rolling method of the present invention may be either hot or cold. In mandrel rolling, there is a method of controlling the axial displacement of the mandrel bar 1 inserted into the pipe (restraint type), or a method of following the movement of the pipe in the rolling direction without fixing the displacement in the pipe axial direction. Although a system (full float system) can be mentioned, any of them can be applied.

また、本発明では、上記の管材の圧延方法により得られた管材を用いて継目無管を製造する継目無管の製造方法が提供される。 In addition, the present invention provides a method for manufacturing a seamless pipe using a pipe material obtained by the above method for rolling a pipe material.

以上、本発明について説明した。本発明では、マンドレルバーの軸方向両端部にネジ結合部を設けており、マンドレルバーを反転利用することで寿命を向上させることができる。また、ネジ結合部を形成する部分の外径を圧延に利用する本体部の外径（マンドレルバー径）よりも小さくすることで、製造される管内面への擦り疵の発生も抑制し、管内面肌品質を良好に保つことができる。 The present invention has been described above. In the present invention, threaded joints are provided at both ends of the mandrel bar in the axial direction, and the life of the mandrel bar can be improved by reversing the mandrel bar. In addition, by making the outer diameter of the portion forming the threaded joint smaller than the outer diameter (mandrel bar diameter) of the main body used for rolling, the occurrence of scratches on the inner surface of the manufactured pipe is also suppressed, and the inside of the pipe is reduced. Good surface quality can be maintained.

以下に、継目無管の熱間マンドレル圧延プロセスについての実施例を示し、本発明の説明を行う。 In the following, the present invention will be explained by showing an example of a hot mandrel rolling process for a seamless tube.

表１に示す化学成分を有する鋼材を真空溶解炉で溶製し、丸ビレットに成形後、マンネスマン穿孔方式でΦ１３０から２３０ｍｍ、肉厚１３～３５ｍｍの管材を製造し、１０００～１１５０℃の温度範囲でマンドレル圧延を行い、肉厚を４～２０ｍｍに成形する圧延を数千本行った。 A steel material having the chemical composition shown in Table 1 is melted in a vacuum melting furnace, formed into a round billet, and then manufactured into a pipe material with a diameter of 130 to 230 mm and a wall thickness of 13 to 35 mm by the Mannesmann perforation method. Mandrel rolling was carried out at , and thousands of rolls were rolled to form a wall thickness of 4 to 20 mm.

マンドレル圧延に用いたマンドレルバーは、５質量％のＣｒを含有する熱間工具鋼（ＳＫＤ６１（ＪＩＳ Ｇ４４０４（２００６）））から得られており、表２に示す種々の形状を有するものを用いた。
具体的には、マンドレルバーは、図３に示すように、本体部２の軸方向両端にネジ結合により連結した一対の端部（先端部３、後端部４）が形成されており、本体部２の外径（圧延部径（半径））Ｄｍａｘ、本体部に後端部（被つかみ部）の凹部４Ｂの外径（半径）ＤＮ、被つかみ部におけるＤＴＢ部（凹部４Ｂに対して端部側に形成される凸部）の外径（半径）ＤＴＢ、ネジ結合部３Ａにおける先端部３側のバー外表面（ＤＪＴ部）の軸方向垂直断面外径ＤＪＴ、ネジ結合部４Ａにおける後端部４側のバー外表面（ＤＪＢ部）の軸方向垂直断面外径ＤＪＢ、最先端径（半径）ＤＴ、最先端径（半径）ＤＥは表２に示す通りである。
表２中、テーパーネジ長さは、テーパーネジのバー軸方向（圧延方向）の長さである。
また、表２中、例えば、Ｎｏ．３において、先端部３の最も本体部２側（Ｘ軸負方向側）に位置する部位にＤＪＴ部が形成されており、Ｄｍａｘ＝ＤＪＴとなっている。
また、引き抜き装置としては、図３に示すようなつかみ部５Ａを有する装置を用い、Ｓ４５Ｃ（ＪＩＳ Ｇ４０５１（２００９））を機械加工したものを用いた。
比較例の中で、Ｎｏ．１、２、８、９、１３、１４では、ネジ結合部を有さないマンドレルバーを利用した。
なお、Ｎｏ．２、９、１４では、バー両端部に被つかみ部が形成されており、両端の最先端径および最後端径が共にＤＥであり、ＤＴについては、「－」と示している。 Mandrel bars used for mandrel rolling were obtained from hot work tool steel (SKD61 (JIS G4404 (2006)) containing 5% by mass of Cr, and had various shapes shown in Table 2. .
Specifically, as shown in FIG. 3, the mandrel bar has a pair of ends (a front end 3 and a rear end 4) connected to both ends of the main body 2 in the axial direction by means of screws. Outer diameter (rolled part diameter (radius)) D max of the portion 2, outer diameter (radius) D N of the recess 4B at the rear end (grasped portion) of the body portion, D TB portion of the gripped portion (recessed portion 4B The outer diameter (radius) D TB of the convex portion formed on the opposite end side), the axial vertical cross-sectional outer diameter D JT of the bar outer surface (D JT portion) on the tip portion 3 side of the threaded joint 3A, the screw Table 2 shows the axial vertical cross-sectional outer diameter D JB , the tip diameter (radius) D T , and the tip diameter (radius) D E of the bar outer surface ( DJB portion) on the rear end portion 4 side of the coupling portion 4A. Street.
In Table 2, the taper screw length is the length of the taper screw in the bar axis direction (rolling direction).
Also, in Table 2, for example, No. 3, a DJT portion is formed at a portion of the distal end portion 3 closest to the body portion 2 (X-axis negative direction side), and D max =D JT .
Moreover, as a drawing device, a device having a gripping portion 5A as shown in FIG.
Among the comparative examples, No. 1, 2, 8, 9, 13, 14 utilized mandrel bars without threaded joints.
In addition, No. In 2, 9, and 14, gripped portions are formed at both ends of the bar, and the diameters of the most distal end and the most distal end of both ends are D E , and D T is indicated as "-".

なお、先端部と後端部のネジ形状及びサイズが同じである場合は、反転時に先後端部を交換して使用した。具体的には、Ｎｏ．３、６、１０、１１、１６、１７については、反転利用時、反転前に使用した先端部、後端部の取り付け位置を変更して使用した。一方、Ｎｏ．４、５、７、１５については、反転利用時、別途用意した先後端部として、ＤＪＴ部に螺合可能な後端部と、ＤＪＢ部に螺合可能な先端部とに取り替えて圧延を行った。 In addition, when the screw shape and size of the front end portion and the rear end portion were the same, the front and rear end portions were exchanged at the time of reversal. Specifically, No. For 3, 6, 10, 11, 16, and 17, when reversing, the attachment positions of the front end and the rear end used before reversing were changed. On the other hand, No. For 4, 5, 7, and 15, when reversing, the separately prepared front and rear end portions are replaced with a rear end portion that can be screwed into the DJT portion and a front end portion that can be screwed into the DJB portion, and rolled. did

Ｎｏ．１～１７の夫々において、マンドレルバーは１０本一組でマンドレル圧延へ供給した。なお、１０本のセットで使用するマンドレルバーは同じ使用履歴とした。また、表中の結果は、１０本のマンドレルバーでの結果の平均値である。 No. In each of 1-17, the mandrel bars were supplied to the mandrel rolling in sets of ten. The mandrel bars used in the set of 10 bars had the same usage history. Also, the results in the table are the average values of the results for 10 mandrel bars.

反転回数０回で、表面の焼き付き、割れ、縮径により、寿命になる圧延本数（連続圧延可能回数）まで使用したＮｏ．１、８、１３に対し、表２に示す同一方向での連続圧延本数、反転回数の条件で圧延を行ったＮｏ．２～７、９～１２、１４～１７を相対比較し、工具寿命の向上効果を確認した。なお、Ｎｏ．２～７はＮｏ．１と対比し、Ｎｏ．９～１２はＮｏ．８と対比し、Ｎｏ．１４～１７はＮｏ．１３と対比した。また、上記のマンドレルバーの表面の焼き付き、割れは、目視で判断し、縮径はマンドレルバーの直径が０．５％以上変化した場合を指す。 No. 1 was used up to the number of rolling rolls (the number of continuous rolling possible times) when the number of reversals was 0 and the service life was reached due to surface seizure, cracking, and diameter reduction. No. 1, 8, and 13 were rolled under the conditions of the number of continuous rolling in the same direction and the number of reversals shown in Table 2. 2 to 7, 9 to 12, and 14 to 17 were compared to confirm the effect of improving the tool life. In addition, No. 2 to 7 are No. 1, no. 9 to 12 are No. 8, no. 14 to 17 are No. Contrasted with 13. Moreover, seizures and cracks on the surface of the mandrel bar are visually judged, and diameter reduction refers to a case where the diameter of the mandrel bar changes by 0.5% or more.

例えば、Ｎｏ．６において、寿命となる圧延本数が５１００本であり、反転回数が１９回であることから、同一方向での平均連続圧延本数は２５５本（＝５１００／（１９＋１）本）となるが、実際には反転毎に圧延回数は異なり、同一方向での最大連続圧延本数は、２６７本であった。 For example, No. In 6, the number of rolled rolls to reach the service life is 5100 rolls, and the number of reversals is 19 times. The number of times of rolling differs for each reversal, and the maximum number of continuous rolling in the same direction was 267.

また、工具寿命については、具体的には、例えば、Ｎｏ．６において、Ｎｏ．１と対比するため、（５１００－２８００）／２８００×１００＝８２％と算出した。 Further, regarding the tool life, specifically, for example, No. 6, no. 1, it was calculated as (5100-2800)/2800×100=82%.

また、得られた管について超音波検出により内面肌品質調査を行った。内面肌品質が悪く研磨などの手入れが必要な部分が各鋼管の軸方向に１か所以上検出された場合、不良と判定した。同じマンドレルバーで圧延された鋼管の内、不良と判定された鋼管の割合を不良率とした。得られた不良率については、Ｎｏ．１、３～７は、Ｎｏ．２と対比し、Ｎｏ．８、１０～１２はＮｏ．９と対比し、Ｎｏ．１３、１５～１７はＮｏ．１２と対比して不良率の増減として算出し、鋼管の品質（内面肌品質）を評価した。
具体的に、例えば、Ｎｏ．１では、１０本のマンドレルバー夫々に関し、寿命となる圧延本数の２８００本について、計２８０００本（＝２８００×１０本）の圧延された鋼管中の不良率を算出し、Ｎｏ．２については、寿命となる圧延本数の３５００本について、計３５０００本（＝３５００×１０本）の圧延された鋼管中の不良率を算出し、対比した。 In addition, the quality of the inner surface of the obtained tube was examined by ultrasonic detection. When one or more parts were detected in the axial direction of each steel pipe due to poor inner surface quality and requiring maintenance such as polishing, the steel pipe was determined to be defective. The percentage of steel pipes determined to be defective among the steel pipes rolled with the same mandrel bar was defined as the defective rate. Regarding the obtained defect rate, No. 1, 3 to 7 are No. 2, No. 8, 10 to 12 are No. 9, no. 13, 15 to 17 are No. The quality of the steel pipe (inner surface quality) was evaluated by calculating the change in the defective rate compared to 12.
Specifically, for example, No. In No. 1, for each of the 10 mandrel bars, the defective rate in a total of 28,000 (=2,800×10) rolled steel pipes was calculated with respect to 2,800 rolled steel pipes that have a service life. With respect to 2, the defect rate in a total of 35000 (=3500×10) rolled steel pipes was calculated and compared with 3500 rolled steel pipes that will have a service life.

不良率については、具体的には、例えば、Ｎｏ．３において、３５０００本中、２２７５０本が不良（６５％）であると判定した。一方、Ｎｏ．２においては、３５０００本中、１０５００本が不良（３０％）であると判定した。これらより、不良率を基準としたＮｏ２に対してＮｏ．３は不良率３５％（＝６５％－３０％）と算出した。
また、他の例として、Ｎｏ．６において、５１０００本中、０本が不良（０％）であると判定した。一方、Ｎｏ．２においては、上記同様に、３５０００本中、１０５００本が不良（３０％）であると判定した。これらより、不良率を－３０％（＝０％－３０％）と算出した。 Specifically, for example, No. 3, 22750 out of 35000 were determined to be defective (65%). On the other hand, No. 2, 10,500 out of 35,000 were determined to be defective (30%). From these, No. 2 is compared with No. 2 based on the defect rate. 3 was calculated to have a defective rate of 35% (=65%-30%).
As another example, No. 6, 0 out of 51000 were determined to be defective (0%). On the other hand, No. 2, 10,500 out of 35,000 were determined to be defective (30%) in the same manner as above. From these, the defect rate was calculated as −30% (=0%−30%).

Figure 2022170688000002
Figure 2022170688000002

Figure 2022170688000003
Figure 2022170688000003

表２の結果から、本発明例において先後端部にＤＪＴ＜Ｄｍａｘ、ＤＪＢ＜Ｄｍａｘを満たす適切な位置にネジを設け、適正に反転して圧延を行ったマンドレルバーは、工具寿命の顕著な向上と優れた内面肌品質による不良率の低下の両立が確認された。 From the results in Table 2, it can be seen that the mandrel bar in which screws were provided at appropriate positions satisfying D JT <D max and D JB <D max at the front and rear ends of the present invention example, and the mandrel bar was rolled while being properly reversed had a tool life of It was confirmed that both the remarkable improvement of

１ マンドレルバー
２ 本体部
３ 先端部
３Ａ ネジ結合部
３Ａ１ 雄ネジ
３Ａ２ 雌ネジ
４ 後端部（被つかみ部）
４Ａ ネジ結合部
４Ａ１ 雄ネジ
４Ａ２ 雌ネジ
４Ｂ 凹部
４Ｃ 凸部
５ 引き抜き装置
５Ａ つかみ部 REFERENCE SIGNS LIST 1 mandrel bar 2 main body 3 tip 3A screw joint 3A1 male screw 3A2 female screw 4 rear end (grasped portion)
4A screw connection part 4A1 male screw 4A2 female screw 4B concave part 4C convex part 5 extraction device 5A gripping part

Claims (6)

マンドレル圧延に用いるマンドレルバーであって、
軸方向に圧延を行う本体部と、
該本体部の軸方向両端にネジ結合により連結した一対の端部と、
前記本体部および前記端部を連結するネジ結合部と、
を備え、
前記一対の端部のうち、圧延方向後端部にマンドレル圧延後に管内から引き抜くための被つかみ部が形成されており、
前記ネジ結合部におけるバー外表面の軸方向垂直断面外径が、前記本体部の軸方向垂直断面外径よりも小さい、マンドレルバー。 A mandrel bar used for mandrel rolling,
a main body that rolls in the axial direction;
a pair of end portions connected by screw coupling to both ends in the axial direction of the main body;
a screw coupling portion that connects the body portion and the end portion;
with
Of the pair of end portions, a gripped portion for pulling out from the pipe after mandrel rolling is formed at the rear end portion in the rolling direction,
The mandrel bar, wherein the outer surface of the bar at the threaded joint has an axially vertical cross-sectional outer diameter smaller than the axially vertical cross-sectional outer diameter of the main body. 前記一対の端部夫々が雄ネジを有し、
前記本体部が軸方向両端夫々に雌ネジを有し、
前記雄ネジおよび前記雌ネジにより前記ネジ結合部が形成される、請求項１に記載のマンドレルバー。 each of the pair of ends has a male thread;
The main body has female threads at both ends in the axial direction,
2. The mandrel bar of claim 1, wherein the male thread and the female thread form the threaded connection. 前記ネジ結合部を形成するネジは、軸方向垂直断面外径が前記本体部側に向けて漸次小さくなるテーパーネジである、請求項１または２に記載のマンドレルバー。 3. The mandrel bar according to claim 1 or 2, wherein a thread forming said threaded joint portion is a tapered thread whose outer diameter in an axial vertical cross-section gradually decreases toward said body portion. 前記ネジ結合部におけるバー外表面の軸方向垂直断面外径が、前記本体部の軸方向垂直断面外径に対して５０％以上である、請求項１～３のいずれかに記載のマンドレルバー。 4. The mandrel bar according to any one of claims 1 to 3, wherein the outer diameter of the outer surface of the bar in the threaded joint is 50% or more of the outer diameter of the main body. 請求項１～４のいずれかに記載のマンドレルバーを用いて管材を圧延する、管材の圧延方法。 A method for rolling a pipe, comprising rolling a pipe using the mandrel bar according to any one of claims 1 to 4. 請求項５に記載の管材の圧延方法により得られた管材を用いて継目無管を製造する、継目無管の製造方法。 A method for manufacturing a seamless pipe, comprising manufacturing a seamless pipe using a pipe material obtained by the method for rolling a pipe material according to claim 5 .
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