JP3076700B2 - 円管の冷間絞り圧延機列 - Google Patents
円管の冷間絞り圧延機列Info
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- JP3076700B2 JP3076700B2 JP05243293A JP24329393A JP3076700B2 JP 3076700 B2 JP3076700 B2 JP 3076700B2 JP 05243293 A JP05243293 A JP 05243293A JP 24329393 A JP24329393 A JP 24329393A JP 3076700 B2 JP3076700 B2 JP 3076700B2
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- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、冷間絞り圧延により
真円形状金属管を得る圧延機列に関する。
真円形状金属管を得る圧延機列に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、継ぎ目無し円管で管外径が３〜４
吋未満の製品となるべきものは、中実ビレットを用い
て、たとえばマンネスマンピアサ法等によって中空素管
を作り、それをプラグミル、マンドレルミル、またはセ
ミフローティングマンドレルミル等によって圧延した
後、再加熱して絞り圧延機（ストレッチレヂューサ）に
よって縮管圧延され種々の外径、肉厚の円管製品が得ら
れる。
吋未満の製品となるべきものは、中実ビレットを用い
て、たとえばマンネスマンピアサ法等によって中空素管
を作り、それをプラグミル、マンドレルミル、またはセ
ミフローティングマンドレルミル等によって圧延した
後、再加熱して絞り圧延機（ストレッチレヂューサ）に
よって縮管圧延され種々の外径、肉厚の円管製品が得ら
れる。
【０００３】ところで、この絞り圧延設備としては、２
〜４個の圧延ロールを有する圧延機が数台ないし２０数
台直列に連続的に配設され、前述の２〜４個の圧延ロー
ルを有する圧延機における各ロールのなす角度は、ロー
ルが２個である場合は１８０°、３個である場合は１２
０°、４個の場合は９０°となるように配設され、各圧
延機のロールにより形成される孔型が同軸上のパスを形
成するように構成される圧延機列が適用される。圧延機
列を構成する圧延機におけるロールは、相隣る圧延機に
対して、２個ロール圧延機の場合９０°、３個ロール圧
延機の場合６０°、４個ロールの場合４５°だけ、つま
りロールのなす角度の半分だけ圧延方向に垂直な面内で
角度をずらせてある。また、初段圧延機から最終圧延機
までの各圧延機における複数のロールの各々の孔型で形
成される円形パスの径は、段数が進むに従って順次小さ
くし、所定の管径の円管へ絞り圧延するわけであるが、
このとき、所定の肉厚の製品を得るために、各圧延機間
で管に張力を作用せしめるように、ロール回転数を設定
し、張力圧延によって管の肉厚を制御している。
〜４個の圧延ロールを有する圧延機が数台ないし２０数
台直列に連続的に配設され、前述の２〜４個の圧延ロー
ルを有する圧延機における各ロールのなす角度は、ロー
ルが２個である場合は１８０°、３個である場合は１２
０°、４個の場合は９０°となるように配設され、各圧
延機のロールにより形成される孔型が同軸上のパスを形
成するように構成される圧延機列が適用される。圧延機
列を構成する圧延機におけるロールは、相隣る圧延機に
対して、２個ロール圧延機の場合９０°、３個ロール圧
延機の場合６０°、４個ロールの場合４５°だけ、つま
りロールのなす角度の半分だけ圧延方向に垂直な面内で
角度をずらせてある。また、初段圧延機から最終圧延機
までの各圧延機における複数のロールの各々の孔型で形
成される円形パスの径は、段数が進むに従って順次小さ
くし、所定の管径の円管へ絞り圧延するわけであるが、
このとき、所定の肉厚の製品を得るために、各圧延機間
で管に張力を作用せしめるように、ロール回転数を設定
し、張力圧延によって管の肉厚を制御している。
【０００４】ところで、ここに述べた絞り圧延設備は、
従来一般に継ぎ目無し鋼管製造プロセスの一部として再
加熱された管に対して使用されるが、同じ絞り圧延設備
を冷間での絞り圧延に適用すれば、表面が滑らかで加工
精度の高い円管の得られることが期待できる。たとえ
ば、従来、電縫管は、スリット状に切断された金属板
を、たとえばブレークダウンミル、フィンパスミルによ
り冷間で円筒状に成形し、溶接後、２ロールサイザーに
より定型することで製造されるが、溶接後の管に対し
て、前に述べた絞り圧延設備を適用することで、冷間で
の絞り圧延により種々の外径、肉厚を有する円管を製造
することが可能であり、なおかつ表面が滑らかで加工精
度の高い円管の得られることが期待できる。また継ぎ目
無し鋼管、鍛接管等電縫管以外の円管においても、冷間
での絞り圧延をプロセスに加えることで、上に述べた電
縫管製造プロセスにおける効果と同様の効果が期待でき
る。
従来一般に継ぎ目無し鋼管製造プロセスの一部として再
加熱された管に対して使用されるが、同じ絞り圧延設備
を冷間での絞り圧延に適用すれば、表面が滑らかで加工
精度の高い円管の得られることが期待できる。たとえ
ば、従来、電縫管は、スリット状に切断された金属板
を、たとえばブレークダウンミル、フィンパスミルによ
り冷間で円筒状に成形し、溶接後、２ロールサイザーに
より定型することで製造されるが、溶接後の管に対し
て、前に述べた絞り圧延設備を適用することで、冷間で
の絞り圧延により種々の外径、肉厚を有する円管を製造
することが可能であり、なおかつ表面が滑らかで加工精
度の高い円管の得られることが期待できる。また継ぎ目
無し鋼管、鍛接管等電縫管以外の円管においても、冷間
での絞り圧延をプロセスに加えることで、上に述べた電
縫管製造プロセスにおける効果と同様の効果が期待でき
る。
【０００５】さて、このような冷間での絞り圧延におい
ては、熱間での絞り圧延と比較して圧延反力が大きくな
るために、特開平３−２９４００８号公報には高剛性の
冷間絞り機の構造が提示されている。また冷間では圧延
機に配置されたロール表面と圧延される管表面との間に
働く摩擦力が、熱間での絞り圧延と比較して小さくなる
ために、すべりのない安定した絞り圧延を行うための圧
下設定が特開平４−４９０５号公報に開示されている。
ては、熱間での絞り圧延と比較して圧延反力が大きくな
るために、特開平３−２９４００８号公報には高剛性の
冷間絞り機の構造が提示されている。また冷間では圧延
機に配置されたロール表面と圧延される管表面との間に
働く摩擦力が、熱間での絞り圧延と比較して小さくなる
ために、すべりのない安定した絞り圧延を行うための圧
下設定が特開平４−４９０５号公報に開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】熱間での絞り圧延に比
較して冷間での絞り圧延では、管の変形に占める弾性変
形の割合が大きくなることが特徴である。従って、絞り
圧延設備の各圧延機で圧延された管は、圧延後、弾性変
形分だけ復元する。図２に熱間での絞り圧延で代表的な
３ロール圧延機を用いた場合の孔型列の概念図を示す。
一般的に各孔型は、圧延中に圧延材がロール間の隙から
はみ出して生じるいわゆる噛み出し疵の発生を防止する
ために、図２にあるような若干真円から歪んだ形がとら
れる。ただし最終的に真円の管を得るために、最終段孔
型は真円に近い孔型である。図３にはこの孔型圧延機列
を冷間での絞り圧延に適用した場合の最終管断面形状概
念図を示す。図３にあるように、弾性復元が大きい冷間
絞り圧延の場合には、従来熱間での絞り圧延に適用され
ていた孔型列をそのまま適用すると最終的に真円の管が
得られないことが問題となる。
較して冷間での絞り圧延では、管の変形に占める弾性変
形の割合が大きくなることが特徴である。従って、絞り
圧延設備の各圧延機で圧延された管は、圧延後、弾性変
形分だけ復元する。図２に熱間での絞り圧延で代表的な
３ロール圧延機を用いた場合の孔型列の概念図を示す。
一般的に各孔型は、圧延中に圧延材がロール間の隙から
はみ出して生じるいわゆる噛み出し疵の発生を防止する
ために、図２にあるような若干真円から歪んだ形がとら
れる。ただし最終的に真円の管を得るために、最終段孔
型は真円に近い孔型である。図３にはこの孔型圧延機列
を冷間での絞り圧延に適用した場合の最終管断面形状概
念図を示す。図３にあるように、弾性復元が大きい冷間
絞り圧延の場合には、従来熱間での絞り圧延に適用され
ていた孔型列をそのまま適用すると最終的に真円の管が
得られないことが問題となる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するために、図１に示すように、絞り圧延設備の最終
段圧延機を含む２台以上の連続する圧延機として、２個
の楕円形状を有するロールからなる圧延機を用いること
を特徴とし、それにより冷間においても真円形状に近い
管を得る絞り圧延を可能とする。
決するために、図１に示すように、絞り圧延設備の最終
段圧延機を含む２台以上の連続する圧延機として、２個
の楕円形状を有するロールからなる圧延機を用いること
を特徴とし、それにより冷間においても真円形状に近い
管を得る絞り圧延を可能とする。
【０００８】即ち、本発明の要旨とすることは、複数個
のロールからなる圧延機を複数台直列に配置するととも
に、前記各圧延機における複数個のロールの配置を、圧
延機毎に、圧延方向に垂直な面内で一定の角度ずつ変化
せしめることで形成される複合孔型圧延機列において、
２個の楕円形状を有するロールからなる圧延機が最終段
圧延機を含む連続する２台以上の圧延機として配置し、
それより前段に位置する圧延機として３個以上のロール
からなる圧延機が配置されてなる円管の冷間絞り圧延機
列にある。
のロールからなる圧延機を複数台直列に配置するととも
に、前記各圧延機における複数個のロールの配置を、圧
延機毎に、圧延方向に垂直な面内で一定の角度ずつ変化
せしめることで形成される複合孔型圧延機列において、
２個の楕円形状を有するロールからなる圧延機が最終段
圧延機を含む連続する２台以上の圧延機として配置し、
それより前段に位置する圧延機として３個以上のロール
からなる圧延機が配置されてなる円管の冷間絞り圧延機
列にある。
【０００９】
【作用】一般に、管に対して絞り圧延を行う場合には、
より多くのロールを配設した圧延機で圧延を行ったとき
に、圧延方向に垂直な断面についての形状変形がより少
ないことが知られている。図４に２個のロールを配設し
た圧延機と３個のロールを配設した圧延機を例にとり、
圧延中にロールから管に加えられる荷重の圧延方向に垂
直な断面での分布概念図を示す。２個のロールで圧延す
る場合には上下から荷重が加えられるために、圧延方向
に垂直な面内で管は容易にロール軸方向につぶれる形の
変形が起こりやすいが、３個のロールで圧延する場合は
３方向から荷重が加えられるために圧延方向に垂直な面
内での管の変形が相対的に起こりにくい。つまりロール
の数が増加するに従い荷重が加えられる位置は増加する
ために、圧延方向に垂直な面内での管の変形は起こりに
くくなる。従って絞り圧延を行う場合には、圧延方向に
垂直な面内での変形による不必要な断面の不均一化を可
能な限り避けることが望ましいために、絞り圧延設備を
構成する各圧延機に配設されるロール数はより多いこと
が望ましい。ただしロール数が多くなるほど、圧延機の
構造は複雑となり製造コストが上昇するため、ロール数
はコストが許す範囲で決定する必要がある。
より多くのロールを配設した圧延機で圧延を行ったとき
に、圧延方向に垂直な断面についての形状変形がより少
ないことが知られている。図４に２個のロールを配設し
た圧延機と３個のロールを配設した圧延機を例にとり、
圧延中にロールから管に加えられる荷重の圧延方向に垂
直な断面での分布概念図を示す。２個のロールで圧延す
る場合には上下から荷重が加えられるために、圧延方向
に垂直な面内で管は容易にロール軸方向につぶれる形の
変形が起こりやすいが、３個のロールで圧延する場合は
３方向から荷重が加えられるために圧延方向に垂直な面
内での管の変形が相対的に起こりにくい。つまりロール
の数が増加するに従い荷重が加えられる位置は増加する
ために、圧延方向に垂直な面内での管の変形は起こりに
くくなる。従って絞り圧延を行う場合には、圧延方向に
垂直な面内での変形による不必要な断面の不均一化を可
能な限り避けることが望ましいために、絞り圧延設備を
構成する各圧延機に配設されるロール数はより多いこと
が望ましい。ただしロール数が多くなるほど、圧延機の
構造は複雑となり製造コストが上昇するため、ロール数
はコストが許す範囲で決定する必要がある。
【００１０】一方、圧延中の噛み出し疵の発生を防止す
るために一旦真円から、たとえばロール数３個の圧延で
はおむすび形の歪んだ断面形状で圧延される管を、最終
的に真円に近い断面形状にするためには、圧延に垂直な
面内での形状変形の起こりやすい２個のロールを配設さ
れた圧延機を利用することが有利である。特に冷間での
絞り圧延では弾性復元があるために、断面形状を真円に
近い形状にするためには圧延により断面が比較的大きな
形状変形を引き起こすことが必要であり、２個のロール
を配設された圧延機を用い以下に示す方法をとることで
断面形状の真円化という課題解決が可能である。つまり
２個のロールを配設された圧延機では、前に述べたよう
に管はロール軸方向につぶれる形での変形が起こりやす
いため、図５に示すように、管をいわゆるオーバル圧延
することで真円形状を得ることができる。真円形状を得
るために必要なオーバル圧延を行う圧延機の段数はオー
バル圧延による管の真円化を行う前の管形状により異な
るが、最終的に楕円形状を真円形状にする必要があるこ
とから、２段以上必要である。
るために一旦真円から、たとえばロール数３個の圧延で
はおむすび形の歪んだ断面形状で圧延される管を、最終
的に真円に近い断面形状にするためには、圧延に垂直な
面内での形状変形の起こりやすい２個のロールを配設さ
れた圧延機を利用することが有利である。特に冷間での
絞り圧延では弾性復元があるために、断面形状を真円に
近い形状にするためには圧延により断面が比較的大きな
形状変形を引き起こすことが必要であり、２個のロール
を配設された圧延機を用い以下に示す方法をとることで
断面形状の真円化という課題解決が可能である。つまり
２個のロールを配設された圧延機では、前に述べたよう
に管はロール軸方向につぶれる形での変形が起こりやす
いため、図５に示すように、管をいわゆるオーバル圧延
することで真円形状を得ることができる。真円形状を得
るために必要なオーバル圧延を行う圧延機の段数はオー
バル圧延による管の真円化を行う前の管形状により異な
るが、最終的に楕円形状を真円形状にする必要があるこ
とから、２段以上必要である。
【００１１】以上述べてきたことより、圧延に垂直な断
面の不必要な不均一変形を避けるためには、より多くの
ロールを配設された圧延機を用いることが必要であり、
また最終的に真円に近い断面を得るためには、２個のロ
ールを配設された圧延機を用いることが必要であるとい
う２つの条件を満たす方法として、最終段を含む連続し
た２台以上の圧延機として２個のロールを配設された圧
延機を用い、それより前段に３個以上のロールを配設さ
れた圧延機を用いた圧延機列により構成される絞り圧延
設備が有効であり、その圧延設備を用いた冷間絞り圧延
により、真円形状に近い円管を得ることができることが
わかる。
面の不必要な不均一変形を避けるためには、より多くの
ロールを配設された圧延機を用いることが必要であり、
また最終的に真円に近い断面を得るためには、２個のロ
ールを配設された圧延機を用いることが必要であるとい
う２つの条件を満たす方法として、最終段を含む連続し
た２台以上の圧延機として２個のロールを配設された圧
延機を用い、それより前段に３個以上のロールを配設さ
れた圧延機を用いた圧延機列により構成される絞り圧延
設備が有効であり、その圧延設備を用いた冷間絞り圧延
により、真円形状に近い円管を得ることができることが
わかる。
【００１２】
【実施例】表１に、３ロールの圧延機４台、２ロールの
圧延機２台からなる絞り圧延機列を用いて実際に行った
冷間絞り圧延についての圧延諸元を示す。表１中の楕円
率の定義は図６に示す。図７には第５段の圧延機に入る
前および第６段の圧延機を出た後の管の断面測定結果を
変位を１０倍に拡大して示す。第５，６段の２個ロール
を配設された圧延機により断面形状が真円化しているこ
とがわかる。
圧延機２台からなる絞り圧延機列を用いて実際に行った
冷間絞り圧延についての圧延諸元を示す。表１中の楕円
率の定義は図６に示す。図７には第５段の圧延機に入る
前および第６段の圧延機を出た後の管の断面測定結果を
変位を１０倍に拡大して示す。第５，６段の２個ロール
を配設された圧延機により断面形状が真円化しているこ
とがわかる。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【発明の効果】本発明により、冷間の絞り圧延による真
円形状の断面を有する管の製造が可能となった。
円形状の断面を有する管の製造が可能となった。
【図１】本発明で提示した圧延設備概念図。
【図２】３個のロールを配設された圧延機を用いた場合
の代表的な孔型圧延機列の概念図。
の代表的な孔型圧延機列の概念図。
【図３】図１の孔型圧延機列を用いて冷間絞り圧延を行
った場合の仕上がり管断面形状概念図。
った場合の仕上がり管断面形状概念図。
【図４】２個ロールを配設された圧延機および３個ロー
ルを配設された圧延機での圧延材上の荷重分布概念図。
ルを配設された圧延機での圧延材上の荷重分布概念図。
【図５】オーバル圧延を説明する概念図。
【図６】楕円率を説明する図。
【図７】実施例での圧延材断面形状測定図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−211904（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−16615（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B21B 17/14
Claims (1)
- 【請求項１】 複数個のロールからなる圧延機を複数台
直列に配置するとともに、前記各圧延機における複数個
のロールの配置を、圧延機毎に、圧延方向に垂直な面内
で一定の角度ずつ変化せしめることで形成される複合孔
型圧延機列において、２個の楕円形状を有するロールか
らなる圧延機が最終段圧延機を含む連続する２台以上の
圧延機として配置され、それより前段に位置する圧延機
として３個以上のロールからなる圧延機が配置されてな
る円管の冷間絞り圧延機列。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05243293A JP3076700B2 (ja) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | 円管の冷間絞り圧延機列 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05243293A JP3076700B2 (ja) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | 円管の冷間絞り圧延機列 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0796304A JPH0796304A (ja) | 1995-04-11 |
| JP3076700B2 true JP3076700B2 (ja) | 2000-08-14 |
Family
ID=17101690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05243293A Expired - Lifetime JP3076700B2 (ja) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | 円管の冷間絞り圧延機列 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3076700B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100695311B1 (ko) * | 2000-09-25 | 2007-03-14 | 나카야마 고교 가부시키가이샤 | 금속관의 냉간축경 롤 성형방법 및 이것에 의하여 성형된금속관 |
-
1993
- 1993-09-29 JP JP05243293A patent/JP3076700B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0796304A (ja) | 1995-04-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20000509 |