JP2515000B2 - 円管の絞り圧延法およびそのための圧延機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は円管の絞り圧延方法およびそのための圧延
機に関する。

［従来の技術］ 従来の絞り圧延法は、略円弧の溝を彫った２ロール,3
ロール，または４ロールを備えた圧延スタンドを複数台
並べ、これらの各スタンドのロール間に円管を通し、か
つスタンド間の円管に張力を働かせて、円管を所定の外
径および肉厚に造り分けるものである。第２図には、３
ロールを用いた絞り圧延法の例を示す。

この絞り圧延は、通常電縫鋼管または継目無し鋼管の
成形段階の最終工程に当り、製品の寸法精度および形状
を決定する重要な役割を果たす。ところが、絞り圧延の
特徴として、内面が自由表面の状態で圧延されるため、
管軸に垂直な断面図での内面形状を真円を仕上げるのは
困難であり、多角形形状となるいわゆる角張りが生じて
形状および寸法精度、特に肉厚の精度を著しく損なう。

すなわち、３ロールを用いた絞り圧延を例にとって第
２図に沿って説明すると、各スタンドのロール孔型は、
同一且つ同長の略円弧を一辺とする三角形になり、一つ
のスタンドでは、ロールのフランジ部と溝底部で肉厚が
異なって圧延される。例えば、同一且つ同長の略円弧
b₁，b₂，b₃を有するロールa₁，a₂，a₃より成る第１スタ
ンドに、均一な肉厚分布で内外面とも真円形の素材管が
入ってきたとき、ロールによって円管の材料が第２図図
中ｅで示されるように円周方向に移動させられ、この移
動の方向がロール間で反対になるため、フランジ部の肉
厚ｃと溝底部の肉厚ｄが異なって圧延される。この一つ
のスタンドで生じる偏肉は、次に、隣接スタンド、例え
ば、第１スタンドにとっては第２スタンドのロール配置
が、フランジ部の位置が60°位相がずれるようになって
いるために、この第２のスタンドでは第１スタンドで生
じる偏肉に対して60°位相がずれて生じる。この両スタ
ンドの偏肉が重ね合わされて内面形状ｈは六角形にな
る。また、最終の第ｎスタンドの孔型は真円形であるた
めにこれに沿って管の外形ｉは真円形になるが、内面の
六角形状ｊは残る。

以上のように、３ロールでは、隣接スタンドの位相60
°で内面の角張り形状は六角形になるが、ロール数によ
って隣接するスタンド間の位相差が異なり、従って内面
角張り形状も異なる。即ち、２ロールの場合には隣接ス
タンドの位相差90°で内面角張り形状は四角形、４ロー
ルの場合には隣接スタンドの位相差が45°で内面角張り
形状は八角形になる。

従来、この角張りによる寸法精度悪化を防止する方法
として、孔型を修正する努力が重ねられてきた。しか
し、平岡ほか：「鉄と鋼」（′80）,S1005（文献−１）
に示されるように、圧延条件によって、角張りの形状が
著しく変化し、張力状態によっては内面の多角形形状の
角の位相が変わってしまうことさえある。また、広瀬ほ
か：「塑性と加工」,10-101,412（文献−２）に示され
るように、孔型を修正できる範囲は、外面形状に悪影響
を及ぼさない程度に限られ、その効果には自ずと限界が
生じる。

この問題を解決する方法として、特公昭54-4336号公
報（文献−３）および特開昭60-152308号公報（文献−
４）には、ロール孔型の位相をスタンド間でずらせるこ
とによって、内面の多角形形状を更に多くの角を有する
多角形にしてより真円に近づける技術が開示されてい
る。

［発明が解決しようとする課題］ 文献３および文献４に開示された技術によって角張り
による寸法精度悪化が大幅に解消されることとなった
が、この方法は、従来の絞り圧延機でそのまま実施する
ことは困難であり、全く新規に圧延機を建造するか、ま
たは現有の絞り圧延機を大改造することによってはじめ
て実現するものである。

本発明は、上述の事情に鑑み、寸法精度および形状の
良好な円管を容易に製造する方法およびそのための圧延
機を提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、異なるロール幅を組合せることを特徴とす
る円管の絞り圧延法およびそのための圧延機に係わるも
のであり、その要旨は複数のロールによって１つのパス
を構成し、複数のパスによって管の断面を縮小する圧延
方法において、前記１つのパスを、ロール組のうちの少
なくとも１つを異なるロール幅（カリバー幅）を有する
ロールによって構成して、該パスを少なくとも１つ有す
る複数のパスによって管の断面を縮小する圧延を行なう
ことを特徴とする円管の絞り圧延法および複数のロール
によって１つのパスを構成し、複数のパスによって管の
断面を縮小する圧延を行なうための圧延機であって、前
記１つのパスを構成するロールのうちの少なくとも１つ
が他と異なるロール幅（カリバー幅）を有する複数のロ
ールによってパスを構成した円管絞り圧延機である。

［実施例および作用］ 本発明による絞り圧延法を、３ロールの場合を例に取
って、第１図に沿って説明すると、以下のようになる。

即ち、従来第１図（ａ），（ｂ）に示すような同一の
ロール幅ｋのみで各スタンドの孔型を形成していたのに
対して、本発明では、第１図（ｃ），（ｄ），（ｅ），
（ｆ）に示すように、異なるロール幅、例えば、第１図
（ｃ）ではロールl₁，l₂，l₃の幅をそれぞれm₁，m₂，m₃
とするとき、m₁≠m₂＝m₃となるようにして形成したロー
ル孔型を有するスタンドを、絞り圧延機のスタンド列の
中に含ませることによって、円管の材料の円周方向の流
れの方向が変わる点を円周方向に分散させて、内面角張
り形状を従来３ロールで生じていた六角形より多角形と
してより真円に近づけるものである。

ここで、本発明において、ロール幅は孔型（カリバ
ー）が刻設してある幅に対応しているものとして、カリ
バー幅の代わりにロール幅なる用語で説明を進める。

なお、第１図（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ）には、
ロール幅を変える例として、対称軸ｇに対して30°，お
よび90°のところでロールがつながる物を示したが、こ
の角度については目標とする内面角張り形状の多角形の
角数に応じて自由に選べる。更に、ロール幅の組合せと
して、m₁≠m₂＝m₃，q₁≠q₂＝q₃なるものを示している
が、m₁≠m₂≠m₃，q₁≠q₂≠q₃として、円管の円周方向の
流れの方向が変わる点をより多種の方向にずれせること
も可能である。

本発明の方法の実施例を第１図および第３図に沿って
説明する。

即ち、第３図は、全７スタンドを用いた従来の絞り圧
延機列において、第１・第２スタンドの孔型を第１図
（ａ）・（ｂ），第３・４スタンドの孔型を第１図
（ｃ）・（ｄ），第５・６スタンドの孔型を第１図
（ｅ）・（ｆ），第７スタンドの孔型を真円状の孔型と
したスタンドの組合せで、21.7mmφ×3mmtの円管から、
張力を変えて、15.2mmφ×3,4,5mmtの円管を得た結果を
示すものである。ここに、第３図中に示す角張り率ｋと
は、内面形状の内最大径D₁と最小D₂より次式で定義され
るものであり、内面形状が真円のときＫ＝0,内面形状が
正六角形のときＫ＝100（％）となるものである。

第３図によると、本発明による角張りは従来法による
ものの約1/2となった。第４図は上記角張り率 の定義の説明図である。

［発明の効果］ 上記の実施例のように、本発明により、異なるロール
幅を組合せることによって、従来の絞り圧延機のスタン
ドを用いて、寸法精度の格段の改善が容易に実現するこ
とは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ），
（ｆ）は本発明による幅の異なるロールの組合せの例の
説明図、第２図は従来のロールの配置および角張り発生
機構の説明図、第３図は本発明の実施例とその効果の説
明図、第４図は角張り率の定義の説明図である。 ａ……ロール、ｂ……円弧 ｃ……フランジ部肉厚、ｄ……溝底部の肉厚 ｅ……フランジ部肉厚、ｆ……ロール軸 ｇ……対称軸、ｈ……内面形状 ｉ……管の外形、ｊ……管の内面（６角形） ｋ……ロール幅、ｌ……ロール ｍ……ロール幅、ｑ……ロール幅 ｐ……ロール

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のロールによって１つのパスを構成
   し、複数のパスによって管の断面を縮小する圧延方法に
   おいて、前記１つのパスを、ロール組のうちの少なくと
   も１つを異なるロール幅（カリバー幅）を有するロール
   によって構成して、該パスを少なくとも１つ有する複数
   のパスによって管の断面を縮小する圧延を行なうことを
   特徴とする円管の絞り圧延法。
2. 【請求項２】複数のロールによって１つのパスを構成
   し、複数のパスによって管の断面を縮小する圧延を行な
   うための圧延機であって、前記１つのパスを構成するロ
   ールのうちの少なくとも１つが他と異なるロール幅（カ
   リバー幅）を有する複数のロールによってパスを構成し
   た円管絞り圧延機。