JP2560412B2 - 継目無鋼管の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は継目無鋼管（以後、鋼管と記す。）を、連
設したリストレインドマンドレルミル（以後、単にマン
ドレルミルと記す。）およびサイザーによる圧延する方
法に関する。

［従来技術］ 第４図は鋼管をマンドレルミル及び、サイザーで圧延
中の状態を示す縦断面図である。この図で１はマンドレ
ルミル、２はサイザー、３は圧延されている鋼管、４は
鋼管の中に挿入され、圧延時に中子の作用をするマンド
レルバー、５はマンドレルバーを拘束または移動させる
バー拘束機である。また、６、７はそれぞれマンドレル
ミルおよびサイザーのロールである。

このように構成されたマンドレルミル１、およびサイ
ザー２の作用について説明する。穿孔された高温の鋼管
３には、まず、マンドレルミル１の外でマンドレルバー
４が挿入され、第４図において、右側からマンドレルミ
ル１に装入されて圧延が行われる。マンドレルミル１で
圧延された鋼管３は、この図で左側に位置するサイザー
２のロール７に噛み込まれ、さらに圧延され、最終製品
寸法に仕上げられ、左方に搬出される。

この設備においては、一本の鋼管３に対して、マンド
レルミル１のみによる圧延の工程（以後、初期工程と記
す。）、マンドレルミル１とサイザー２で同時に圧延が
行われる工程（以後、中期工程と記す。）、サイザー２
による単独の圧延の工程（以後、終期工程と記す。）が
施されるが、この終期工程においてマンドレルバー４は
バー拘束機５により右方に移動させられ、鋼管３から引
き抜かれる。（以後、マンドレルバー４を鋼管３からの
引き抜く作業をバーストリッピングと記す。） ［発明が解決しようとする課題］ 上記した様に、中期工程の圧延終了とともに、マンド
レルバー４はバー拘束機５により自動的に右方に移動さ
せられるため、鋼管３からのバーストリッピングが正常
に行われないと、鋼管３はマンドレルバー４に固着され
た状態で右方に移動させられ、マンドレルミル１のロー
ル６に衝突する。こうした状態になると、正常状態に復
帰させるために１時間〜15時間の生産活動の停止が余儀
なくされ、多大の損害をこうむることになる。この様な
事故はかなりの頻度で発生しており、したがって、バー
ストリッピング性の改善が急務であった。

［課題を解決するための手段、作用］ 本発明はかかる事情を改善するためになされたもの
で、バーストリッピング性の改善を、マンドレルミルお
よびサイザーの圧延状態を制御することにより行うもの
であり、その方法は、 リストレインドマンドレルミルの出口側にサイザーを
連設し、マンドレルミルで圧延中の鋼管をサイザーに噛
み込ませて、サイザーによる圧延を平行して行いなが
ら、マンドレルミル出口とサイザー入口との間の部分に
おいて、鋼管に作用する力を求め、あらかじめ定めた一
定値を越える引張力が作用している場合は、一定値以下
の引張力の作用する状態、または圧縮力が作用する状
態、または作用する引張力と圧縮力が等しい状態に変更
し、一方、あらかじめ定めた一定値以下の引張力が作用
している状態、また圧縮力が作用している状態、または
作用する引張力と圧縮力が等しい状態である場合は、そ
れらの状態の継続、または、あらかじめ定めた一定値以
下の引張力が作用している状態、または圧縮力が作用し
ている状態、または作用する引張力と圧縮力が等しい状
態への変更を行い、サイザーによる圧延時のバーストリ
ッピング性を改善する鋼管の製造方法である。

マンドレルミルでの圧延が終了すると、マンドレルバ
ーが拘束機により鋼管から引き抜かれるが、この時に拘
束機が必要とする引き抜き力は、サイザーによる終期工
程の圧延中の鋼管の内面と、マンドレルバーの外面との
間に働く摩擦力である。

この摩擦力すなわち鋼管に作用する引張力は、サイザ
ーのロールの負荷、回転数または電動機の電流値から、
制御回路の中に設けられている演算機能により知ること
ができる。この引張力が大きい場合はバーストリッピン
グが困難になるが、この状態でバーストリッピングが困
難なことが判明しても、もはや改善する手段はない。

したがって、中期工程の終了時までに、バーストリッ
ピング性を良好な状態にしておく必要があり、バースト
リッピング性の評価も、中期工程で行わなければならな
い。

本発明者らは、上記した方針のもとに、まず、中期工
程において両ミルの間の部分の鋼管に作用する力と、終
期工程におけるバーストリッピング性すなわち、引き抜
き力との関連性について検討した。

第２図は、縦軸に終期工程に入って、バー拘束機によ
りバーストリッピングが行われている時の鋼管にかかる
力、すなわち、バーストリッピングに必要な力を、横軸
には中期工程つまりマンドレルミル及びサイザーの両方
で圧延が行われている時の、鋼管３にかかる力を、２つ
のサイズの鋼管A,Bについて示したグラフである。２つ
の力の間には高い相関が認められる。（引張りは＋、圧
縮は−）また、鋼管Ｂの結果から、高い再現性があるこ
ともわかる。

この図より、中期工程において、鋼管に大きな引張力
が作用している場合は終期工程においても鋼管に作用す
る引張力が大きく、したがって、バーストリッピング性
が劣ること、一方、中期工程において、鋼管に作用する
引張力が小さい場合は、終期工程においても鋼管に作用
する引張力が小さく、バーストリッピング性は良いこ
と、また、引張力が作用していないか、圧縮力が作用し
ている場合のバーストリッピング性はさらに優れている
ことが理解できる。

終期工程において、鋼の種類、製品サイズ等別に鋼管
に作用する引張力の大きさとストリッピング性との関係
は、理論計算または経験的に求めることが可能であり、
したがって、バーストリッピングが可能な終期工程の鋼
管の引張力の限界値の設定が可能である。したがって、
中期工程においても限界値の設定ができ、その限界値を
超えた場合は、圧延条件を変更して、バーストリッピン
グ性を改善する。

第３図は縦軸に中期工程での鋼管にかかる力をとり、
横軸に次式で示されるη、すなわち η＝［（サイザー入口スタンドの圧延速度／マンドレル
ミル出口スタンドの圧延速度）−１］×100 をとって示したグラフである。中期工程において、鋼管
の両ミルの間の部分に作用する力を測定し、たとえば、
それが引張力であって、あらかじめ定めた一定値を越え
る場合は、マンドレルミルの出口スタンドにおける圧延
速度や、サイザーの入口スタンドにおける圧延速度、ま
たは両者を制御し、鋼管に作用する力を、一定値以下の
引張力、または圧縮力、または作用する引張力と圧縮力
が等しい状態とすることにより、バーストリッピング性
を良好な状態にできる。

なお、この図からは中期工程において、サイザー入口
スタンドの圧延速度と、マンドレルミル出口スタンドの
圧延速度を等しくした場合も、鋼管に作用する力は引張
力となっていることがわかる。したがって、仮に、圧縮
力をかけるためには、サイザー入口スタンドの圧延速度
をマンドレルミル出口スタンドの圧延速度より、かなり
小さくする必要があることがわかる。また、中期工程中
に鋼管に作用する力を測定することの重要性も理解でき
る。

［発明の実施例］ 第１図は本発明の実施例の縦断面図である。従来技術
を示した第４図と共通の部分は同一の符号を付してい
る。

この図中の、８、９はそれぞれマンドレルミル１、サ
イザー２のロール６、７を駆動するモータである。モー
タ９には、電流および回転数の検出器11、12が設けら
れ、また、ロール７にはこれにかかる負荷の検出器13が
設けられていて、これらの信号は演算機能をもつ制御回
路14に入力される。この図では簡明のため１個のモータ
についてのみ示しているが、マンドレルミル１、サイザ
ー２のいずれのモータ８、９またはロール６、７におい
ても同様である。制御回路には操業に必要なデータの表
示盤15、記録計16が設けられ、また必要な指示を入力す
る入力盤17が設けられている。

以上のように構成された設備の作用について説明す
る。マンドレルバー４が挿入された鋼管３は初期工程で
はマンドレルミル１のみで圧延され、次ぎの中期工程で
はマンドレルミル１とサイザー２の両方で圧延され、終
期工程ではマンドレルバー４が鋼管３から引き抜かれ、
サイザー２のみで圧延される。

マンドレルバー４はマンドレルミル１による圧延中、
所定の速度で図中の右から左に移動し、この圧延が終了
した状態、すなわち中期工程が終了した状態では、マン
ドレルバー４の先端はサイザー２の手前に位置してお
り、この後、上記のように終期工程に入って、バー拘束
機５によりマンドレルバー４の引き抜きが開始される。

圧延中は、上記のしたようにロール７、モータ９に設
けられた検出器11、12、13から電流、負荷、回転数の信
号を受けた制御回路14によりフィードバック制御が行わ
れ、あらかじめ製品の材質、サイズ毎に設定されたロー
ルの回転数としているが、鋼管に作用する力は種々の要
因の影響も受け、好ましくない状態になることもあるた
め、先に述べた様に計測と制御を必要とする。

通常の圧延においては、中期工程で鋼管に作用する力
は０±0.5kg/mm²（＋は引張力、−は圧縮力）になるよ
うに制御を行う。しかし、種々の要因によりこれが変化
することがあり、例えばサイズＡの鋼管の場合は、中期
工程で1.2kg/mm²を越える引張力が作用した場合は、第
３図に示したηを変化させて、作用する引張力が小さい
方向、または、圧縮力が作用している状態、または、引
張力と圧縮力が等しい状態にと移行させる。

本発明により、従来はバーストリッピング性が悪いた
めに、0.3〜0.5回／日の頻度で発生していた、マンドレ
ルバーが抜けない事故が、２〜４回／年、すなわち、1/
50に低下した。

［発明の効果］ この発明により、マンドレルバーのストリッピング性
を顕著に改善することができ、生産能率が向上し、ま
た、設備の故障率が減少したことの意義は極めて大き
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の縦断面図、第２図は中期工程
と、終期工程のバーストリッピング時において鋼管に作
用する力の関係を示すグラフ、第３図はマンドレルミル
出口スタンドおよび、サイザーの入口スタンドの圧延速
度を変化させることによる、鋼管に作用する力の変化を
示すグラフ、第４図は鋼管をマンドレルミルおよびサイ
ザーを用いて圧延中の状態を示す縦断面図である。 １……マンドレルミル、２……サイザー、３……鋼管
（継目無鋼管）、４……マンドレルバー、５……バー拘
束機、６、７……ロール、８、９……モータ、11、12、
13……検出器、14……制御回路、15……表示盤、16……
記録計、17……入力盤。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】リストレインドマンドレルミルの出口側に
   サイザーを連設し、マンドレルミルで圧延中の継目無鋼
   管をサイザーに噛み込ませて、サイザーによる圧延を平
   行して行いながら、マンドレルミル出口とサイザー入口
   との間の部分において、継目無鋼管に作用する力を求
   め、あらかじめ定めた一定値を越える引張力が作用して
   いる場合は、一定値以下の引張力の作用する状態、また
   は圧縮力が作用する状態、または作用する引張力と圧縮
   力が等しい状態に変更し、一方、あらかじめ定めた一定
   値以下の引張力が作用している状態、または圧縮力が作
   用している状態、または作用する引張力と圧縮力が等し
   い状態である場合は、それらの状態の継続、または、あ
   らかじめ定めた一定値以下の引張力が作用している状
   態、または圧縮力が作用している状態、または作用する
   引張力と圧縮力が等しい状態への変更を行い、サイザー
   による圧延時のバーストリッピング性を改善することを
   特徴とする継目無鋼管の製造方法。