JP3070496B2 - 管材の圧延ロールおよび圧延方法 - Google Patents
管材の圧延ロールおよび圧延方法Info
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Description
連続圧延機で圧延する際に用いるロールの孔型形状と、
その形状のロールを用いての圧延方法に関する。
ような、サイザと呼ばれる連続多スタンド圧延機で素管
の外径を縮小し、所定の寸法に仕上げる定径絞り圧延が
行われている。サイザは5〜28スタンドで構成され、
それぞれのスタンドはパスセンター回りに120゜ずつ隔
てて3つの同一孔型のロールを装備している。隣接する
スタンド相互間は図2(a) 、(b) に示すように、孔型ロ
ールの配置を60゜ずらせて配置している。圧延時の使用
スタンド数は管2の仕上げ外径によってきまる。
げのため、ロール孔型曲線は円弧形状である。しかし、
それ以外のスタンドの孔型は図3に示すように、パスセ
ンタ点Oから60゜方向にあるフランジ点Fまでの距離
Aと、パスセンタ点Oから溝底点Eまでの距離Bとは異
なるよう設計されており、通常A>Bの関係にある。従
来技術では孔型断面曲線はほぼ楕円弧をなしており、
A、Bを与えれば楕円が特定される。楕円弧孔型では縮
経率(または圧下量)は溝底部で最大で、フランジ部に
向かって順次縮径率は小さくなる。実際のロールは図2
に示すように、ロール相互の間隙があり、フランジ端は
溝底点Eに対して正60゜の位置ではないが、以後はフ
ランジ端位置を正60゜の点Fにあるものとして説明す
る。
ため、一つのスタンドの圧延では、孔型の溝底部とフラ
ンジ部での増肉量が異なり、不均一な変形が生じる。被
圧延材は溝底とフランジの角度が交互に60゜づつ変化す
る中で圧延されるため、溝底とフランジとの中間点(溝
底またはフランジから30゜の位置。以下この点を30゜点
と言う)の肉厚は溝底部またはフランジ部より厚くなっ
たり薄くなったりする。これを六角張り、または角張り
と称し、図6に模式的に示すように(a) を負の角張り、
(b) を正の角張りという。角張りは厚肉管で顕著に発生
し、30゜点が厚肉となる正の角張りが問題になってい
る。
のロール、すなわち溝底部で縮径率が最大で、フランジ
部で最小となる孔型のロールをセットしたスタンドと、
30゜点の縮径率が最大となる孔型のロールをセットした
スタンドとを組み合わせて相殺する技術が開示されてい
る。この技術では30゜点が厚くなる正の角張り改善には
30゜点での圧下量を大きくするとしているが、実験で確
認したところ、角張りの改善は見られず、効果の確認は
できなかった。
3ロール連続多スタンド圧延で問題になっていた角張り
を抑制することにある。
題を検討した結果、前記特開平4−158907号公報
で提案されているように、30゜点の縮径率を大きくする
のではなく、逆に小さくすべきであるとの結論を得た。
つまり、図5に示すように、パスセンタから孔型までの
距離が30゜点付近で従来より大きい孔型形状をもたせる
のである。
(2) 項の孔型ロールと圧延方法にある。
材の連続多スタンド圧延機用のロールであって、図4の
ように、パスセンター点Oを原点とするXY座標上で、
ロールのフランジ部端点Fの座標を(x1 ,y1 )、溝
底点Eの座標を(0 ,y2 )、フランジ部端点Fにおけ
る孔型の接線角度をφとして、下記(1) 式の3次曲線4
を与えたとき、この3次曲線上の点とパスセンター間の
距離よりも、孔型3上の点とパスセンター間の距離が大
きいか等しいことを特徴とする孔型ロール。
/x1 3 b=(−tan(150゜−φ)−3x1 2・a)/2x1 c=0 d=y2 φ=95゜ 言い替えれば、図4および図5において、点線で表され
る本発明の孔型曲線3は、実線で表されるφ=95゜の
3次曲線4と等しいか、それよりも上側にある、あるい
は、本発明の孔型3の方が3次曲線孔型4と同じか、よ
り深いロールである。
延するに際して、少なくとも1スタンドのロールを前記
(1) 項に記載の孔型ロールとすることを特徴とする圧延
方法。
いた正の角張りは、30゜点で厚くなる(図6(b) )。前
述のように、30゜点を薄くするためには、30゜点での孔
型をむしろ深くして、圧下を少なくするほうがよい。そ
して、30゜点のさらに深い孔型ロールを用いて圧延する
と管材は負の角張りになる。30゜点の孔型深さが適切な
場合は、各スタンドで角張りゼロが維持され、最終的に
角張りゼロとなることが期待できる。あるいは、30゜点
の深い孔型ロールと、30゜点の浅い孔型(従来の楕円孔
型も含まれる)ロールとをスタンドごとに適切に組み合
わせれば、正の角張りと負の角張りが最終的に相殺さ
れ、角張りゼロになることが期待できる。
3次元FEM解析を行った。以下に解析結果について説
明する。
性を用いた。これは鋼材の熱間特性と近似性があるため
である。素管寸法は外形60mm,肉厚6mmおよび12mm
の2種である。仕上げ寸法は外径30mmである。圧延は
17スタンドを用いるパススケジュールとした。
定した。
゜より大きくして3次曲線を描くと従来の楕円弧の孔型
に近いもの、あるいはφ=100゜の図で表される孔型
となる。一方、φ<95゜として3次曲線を描けば、本
発明の孔型となり、φ=95゜の曲線より上側になる。
従って、FEM解析での孔型として、φ=90゜(本発
明)、φ=95゜(本発明)、φ=100゜(従来技術
相当)、および楕円弧孔型(従来技術)の4種類につい
て解析を行った。
点、E点のパスセンタからの距離A、Bは表1のように
与えた。これらA、Bの値は3次曲線孔型、楕円弧孔型
に共通である。
円孔型である。
決まる。3次曲線孔型ではXY軸上の座標点F(x1 ,
y1 )、および点E(0 ,y2 )は次のように求められ
る。
よび100゜を(1) 式に代入すると3次曲線が決求めら
れ、これらを孔型とした。図7にφ=90゜、95゜、
100゜および楕円弧の場合の孔型曲線を示す。
た。その計算結果を表2に示す。
溝底およびフランジの肉厚に比べ、30゜点の肉厚が厚い
正の角張り、(−)の場合は負の角張りである。
楕円弧孔型ロールを最終スタンドを除く#1〜#16ス
タンドで用いた場合、正の角張りが非常に大きくなった
(解析−5)。
(φ=100゜)を同様に#1〜#16スタンドで用い
た場合、正の角張りが非常に大きくなった(解析−
1)。
゜)を同様に#1〜#16スタンドで用いた場合、かえ
って負の角張りが大きくなった(解析−3)。
6スタンドで用いた場合、角張りは非常に小さくなった
(解析−2)。
ドに用い、#1〜#3、#5〜#16スタンドに楕円弧
孔型ロールを用いると角張りは非常に小さくなった(解
析−4)。
一のスタンドで用いると、φが95゜より大きい時は正
の角張り、95゜より小さいときは負の角張り、φ=9
5゜なら角張りはゼロになることがわかった。
ドを、最終スタンドを除く全スタンドに適用すると、各
スタンドで角張りゼロが維持され、最終的に角張りゼロ
が得られることがわかった。また、本発明のφ<95゜
の孔型ロールのスタンドと、従来の孔型(例えば楕円弧
やφ>95゜型)ロールのスタンドを適宜配置すれば圧
延の進行につれて、正の角張りと負の角張りが相殺され
て最終的に角張りゼロが実現できることがわかった。
AおよびB値から、φ=95゜として3次曲線4を描い
てから、これよりも深い(パスセンターからの距離が大
きい)曲線を描けばよい。ただし、溝底のE点近傍はな
めらかでなくてはならず、フランジ端での接線角度φは
90゜〜100゜の範囲が望ましい。従って、図5で言
えば、本発明の孔型曲線3はほぼ斜線を施した範囲にあ
る。
もよいが、(1) 式でφを90゜〜95゜の範囲で適宜選
ぶことによって、そのまま孔型曲線としてもよい。
前記のFEM解析の妥当性を確認した。孔型曲線はFE
M解析における3次曲線で与えたものと同じである。結
果を表3に示す。
一致している。
群を除き、全スタンドに本発明孔型を適用する場合、φ
=95゜の孔型を使用すれば角張りを最小化できること
が確認できた。また、本発明のφ<95゜に相当する30
゜点の深い孔型のロールのスタンドと、φ>95゜に相
当する30゜点の浅い孔型のロールもしくは楕円弧孔型の
ロールのスタンドとを適宜決定することにより、角張り
を防止できることが確認できた。
べたが、管材のストレッチレデューサ、エキストラクタ
ーサイザなど、内面拘束のないの管材の連続圧延につい
ても適用することができる。
ない管材を容易に製造できる。
面を表す模式図である。
図である。
線の極座標表示図である。
Claims (2)
- 【請求項1】1スタンドに3つのロールを有する管材の
連続多スタンド圧延機用のロールであって、パスセンタ
ー点Oを原点とするXY座標上で、ロールのフランジ部
端点Fの座標を(x1 ,y1 )、ロールの溝底点Eの座
標を(0 ,y2 )、フランジ部端点Fにおける孔型の接
線角度をφとして、下記(1) 式の3次曲線を与えたと
き、この3次曲線上の点とパスセンター間の距離より
も、孔型上の点とパスセンター間の距離が大きいか等し
いことを特徴とする孔型ロール。 Y=aX3+bX2+cX+d ‥‥(1) ただし、a=(−2y1−x1tan(150゜−φ)+2y2)
/x1 3 b=(−tan(150゜−φ)−3x1 2・a)/2x1 c=0 d=y2 φ=95゜ - 【請求項2】連続多スタンド圧延機により管材を圧延す
るに際して、少なくとも1スタンドのロールを請求項1
に記載の孔型ロールとすることを特徴とする圧延方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP8314327A JP3070496B2 (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | 管材の圧延ロールおよび圧延方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8314327A JP3070496B2 (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | 管材の圧延ロールおよび圧延方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10156412A JPH10156412A (ja) | 1998-06-16 |
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Family
ID=18052007
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP8314327A Expired - Fee Related JP3070496B2 (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | 管材の圧延ロールおよび圧延方法 |
Country Status (1)
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- 1996-11-26 JP JP8314327A patent/JP3070496B2/ja not_active Expired - Fee Related
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