JP3391280B2 - 管圧延における曲がり防止方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱間圧延による製
管工程において、外径寸法精度の良好な鋼管の製造にお
ける曲がり防止方法に関する。

【0002】

【従来の技術】最近の熱間圧延による製管工程において
は、定径圧延機であるレデューサまたはサイザとして、
2ロール方式でなく3ロール方式を採用するところが多く
なっている。その理由は、3ロール方式は2ロール方式に
比較し、寸法精度が改善されること、単スタンド当たり
の圧下量を大きく取れること、被圧延材との相対摺動速
度が小さくなってエッジでの焼き付き疵が減少するこ
と、等多くの利点を有するからである。

【0003】3ロールレデューサまたは3ロールサイザにおい
ては、多くの場合ロールハウジング毎のパスラインはロ
ールをハウジングに組込むときか、ロール旋盤でロール
孔型切削を行うときに調整している。ロールハウジング
のミルスタンドへのセットは、ミル内のスタンド毎に設
定されている基準点に基づいて行われる。

【0004】ミルスタンド毎の基準点の通り芯は、一定して
おり、全てのロールハウジングの組込み精度が完全であ
れば、基準点にハウジングが合致してセットされる限
り、全スタンドのパスラインは一致するはずである。し
たがって、ロールハウジングをスタンドにセットする際
には、隣り合うスタンドのパスライン同志の比較や、ミ
ルライン全体のパスラインの確認や調整は行われていな
い。

【0005】しかし、実際の熱間圧延による製管作業では、
多品種の製品を生産するので、ロール組替えが頻繁に行
われる。このため、各スタンドの基準点は、圧延回数、
ロール組替え回数に応じて、装置の摩耗や時間の経過に
伴う地盤の沈下によってずれ、基準点の通り芯がばらば
らとなる。また、ハウジングには、個別の寸法精度のば
らつきや、ロールチョック組込み精度のばらつき、ベア
リングのクリアランスばらつき等が発生する。このた
め、ハウジングをロール組込み時やロール切削時にハウ
ジング単体でパスラインに合わせていても、ミル内のス
タンド組込み後のパスラインをすべて基準点に一致させ
ることはできない。

【0006】さらに、3ロール方式では、2ロール方式のよう
に、ロールとロールを接触させてゼロ調整を行うことは
できないし、平坦な接触部をロール孔型に設けることは
できない。また、3ロール方式の場合は、隣り合うロー
ルの相対位置関係が同じであっても、パスラインは整定
しない。事前調整できるのは、あくまで間接的に計測で
きる位置関係から仮想した通り芯でしかない。

【0007】したがって、3ロールレデューサまたは3ロール
サイザにおいては、ハウジング列をミル内にセットした
段階で、全スタンドのパスラインの一致は保証されてい
ないと考えるべきである。このため、3ロールレデュー
サまたは3ロールサイザにおいては、圧延寸法、段取り
の変更によって、ハウジングが組替えられるたびに、被
圧延材に再現性のない曲がりが発生する。

【0008】熱間圧延における被圧延材の曲がり防止技術と
しては、既に多くの技術が開示されている。例えば、板
圧延における曲がり防止技術には、板面内の曲がりや面
外の曲がり(反り)を解決する手段として、数多くの技術
が開示されている。これらの方法は、基本的にロールギ
ャップの調整、ロール周速度の調整、ロール表面の調整
の3種類の手法に大別できる。

【0009】ロールギャップの調整方法による曲がり防止方
法としては、圧延荷重検出器を備えた圧延機において、
予めドライブ側、ワーク側のミル剛性係数を測定してお
き、圧延中の圧延荷重を検出してドライブ側、ワーク側
のミル剛性差によるドライブ側、ワーク側のロールギャ
ップ差を演算算出し、一方の側を基準として、他方の側
の設定ロールギャップを上記ロールギャップ差だけ増加
あるいは減少せしめ、曲がりを解消する方法(特開昭55-
141307号公報)、圧延時の圧延ロールのワーク側とドラ
イブ側との各々にロールギャップセンサーを設け、該ロ
ールギャップセンサーからの圧延ロールのワーク側とド
ライブ側とのギャップ差を0に修正せしめるべく、圧延
ロールのワーク側とドライブ側の圧下力を各々修正し、
曲がりを解消する方法(特開平6-297013号公報)、仕上圧
延スタンド間で、前スタンド噛み込み後に前スタンド出
側の曲がりを圧延材長さ方向に2か所以上検出し、その
検出値から次スタンドの曲がり修正のためのワーク側と
ドライブ側のロールギャップの差を計算し、次スタンド
の噛み込み前に前スタンドのワーク側とドライブ側のロ
ールギャップの差を変更し、曲がりを解消する方法(特
開平7-178432号公報)が提案されている。

【0010】ロール周速度の調整による曲がり防止方法とし
ては、組圧延ロールから送出されてくる被圧延材の曲が
りを検出し、次に送出元の組圧延ロールに上記曲がり量
に応じた速度差を生ぜしめ、被圧延材を整直する方法
(特開昭57-202902号公報)、圧延荷重、圧延トルク、ロ
ール周速度に基づき圧延材の変形抵抗ならびに摩擦抵抗
の上下面の差を求め、反り曲率または上下ロール周速度
の差の操作量に基づき、上下ロール周速度を制御する
(特開平7-132308号公報)、圧延機の入側において、被圧
延材の上下面温度を測定し、その温度差に基づいて上下
ロールの回転数を制御し、鼻曲がりを防止する方法(特
開平9-085318号公報)が提案されている。

【0011】ロール表面の調整による曲がり防止方法として
は、圧延機の出側の板反りもしくは板曲がりを検出し、
その検出結果に基づいてワークロールのうち検出した板
反りもしくは板曲がりの伸び側に対応する部分を、荒研
削して面粗度を粗くし、板反りもしくは板曲がりを防止
する方法(特開昭61-049719号公報)、圧延機の出側の板
反りもしくは板曲がりを検出し、その検出結果に基づい
てワークロールのうち検出した板反りもしくは板曲がり
の伸び側に対応する部分に、面荒らし加工を施し、その
部分の摩擦係数を増大させ、板反りもしくは板曲がりを
防止する方法(特開昭60-250819号公報)が提案されてい
る。

【0012】他の方法としては、圧延前に管先端を冷却する
ことにより、変形抵抗を高めて圧延後の曲がりの発生を
防止する方法(特開平5-115904号公報)、管先端通過時に
予めロール間隔を設定値より開いておき、管先端がロー
ル軸中心を通過直後にロール間隔を設定値まで閉め込
み、定径圧延することにより、鼻曲がりを解消する方法
(特開平4-013420号公報)が提案されている。

【0013】

【発明が解決しようとする課題】継目無管の圧延におい
ても、前記板圧延における曲がり、反りの抑制技術を流
用できる場合がある。しかしながら、前記特開昭55-141
307号公報、特開平6-297013号公報、特開平7-178432号
公報に開示のロールギャップの調整による方法は、原理
的には2ロールレデューサか2ロールサイザであれば、一
対のロールギャップに差をつけることによって、板圧延
と同様に管の曲がりの解消または制御が可能である。し
かし、3ロールレデューサまたは3ロールサイザの場合
は、相応するギャップのみ調整するのは、機構が極めて
複雑になり、また、スペースもなく、実質的に実施不可
能である。

【0014】また、特開昭57-202902号公報、特開平7-13230
8号公報、特開平9-085318号公報に開示のロール周速度
の調整による方法は、管に適用した例として、サイザミ
ルのロール周速を上ロール側を下ロール側に比して大と
して圧延し、熱間圧延管の曲がりを防止する方法(特開
平6-007806号公報)が提案されている。しかしながら、
継目無管圧延におけるレデューサ、サイザは、多くの場
合8〜28スタンドもの多数のスタンドから構成されてい
る。このため、1スタンド内の各ロール毎に駆動系を別
にすることは、設備投資の増大を招き、経済的に成り立
たない。

【0015】特に、3ロールレデューサや3ロールサイザの場
合、同一スタンドの3個のロールは、ギヤとスピンドル
で機械的に連結され、1個のモータで駆動することがほ
とんどである。3個のロールを繋ぐギアをハウジング内
に内包するインターナル型と、ギアをスタンド固有と
し、ハウジングの外側に配するエクスターナル型がある
が、いずれも最終的には各スタンド1個のモータで駆動
する。複数のスタンドを共通のモータで駆動する場合は
あっても、1スタンドの3個のロールを独立のモータで駆
動することは通常はない。したがって、ロールに周速差
をつけて曲がりを矯正することはできない。

【0016】さらに、特開昭61-049719号公報に開示の板圧
延のようにロール径差をつけて圧延するのは、曲がりの
方向が常に一定しており、かつ、事前に把握できている
場合のみ有効であるが、なおかつ事前にロール径差をつ
ける加工を施しておく必要がある。さらに、管圧延にお
いては、板圧延と異なり、ロール径を変えて孔型を切削
するには複雑かつ専用の特殊な旋盤を必要とすることに
なる。したがって、管圧延においては、ロール周速を変
化させて曲がりを防止することは実質的に不可能であ
る。

【0017】特開昭60-250819号公報に開示のロール表面の
調整による方法は、管圧延においてロールの表面を研削
したり、荒らし加工を施すことは、インラインでは実質
的に不可能である。また、管の曲がりも一定方向である
保証はなく、事前にロール表面を調整することもできな
い。

【0018】特開平5-115904号公報に開示の方法は、管端を
冷却してから圧延することによって、ロール噛み込み時
にロール疵が付くという欠陥がある。また、特開平4-01
3420号公報に開示の方法は、パスラインが基準点からず
れることによる曲がりまでも改善するものではない。

【0019】本発明の目的は、前記従来技術の欠点を解消
し、3ロール方式の最終圧延機を有する製管プロセスに
おいて、発生する曲がりを容易に解消できる管圧延にお
ける曲がり防止方法を提供することにある。

【0020】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成すべく管圧延における曲がりの発生と、最終熱間圧
延機であるレデューサまたはサイザのパスライン設定の
観察を行った。その結果、管圧延では、熱間圧延とはい
っても、パスライン設定のずれが曲がりに支配的であ
る。3ロールのロール位置を個別に変えることにより、
スタンド毎のパスラインを変更することによって、曲が
りが改善される。その際3ロールのロール位置が変わる
ことにより外径精度が悪化する。しかし、隣接するロー
ル位置を同調させて変更することによって、外径精度の
悪化が解消されることを見い出した。

【0021】

【００２２】本発明の管圧延における曲がり防止方法に
おいては、３ロール圧延機の最終仕上スタンド（ｎ）の
出側で測定された製管材の曲がり量と曲がり方向に応じ
て、該最終仕上スタンド（ｎ）の前段スタンド（ｎ−
１）とその上流１スタンド以上のロール位置を、管の曲
がりの縮み側に仮想パス芯が移動するよう個別に変更し
てパスラインを調整するに際し、外径精度の悪化を最小
限とするため、最終仕上スタンド（ｎ）の出側で測定さ
れた管の曲がり量と曲がり方向に応じて、予め設定され
た曲がり量と製管材の材質別、外径別、温度別のロール
位置の変更量との関係に基づき、最終仕上スタンド
（ｎ）の前段スタンド（ｎ−１）の３ロールのうち、管
曲がりの伸び側あるいは縮み側とロール孔型溝底が一致
または最も近いロール（ａ）のロール位置の変更量Ｘを
求める。求めたロール位置の変更量Ｘが製管材の材質
別、外径別に定めた設定値Ｙ以下、例えば、外径Ｄの
０．５％未満の場合は、ロール（ａ）のロール位置の修
正量ΔＰ（ｎ−１，ａ）＝Ｘと決定する。また、３ロー
ルのうちの他のロール（ｂ、ｃ）のロール位置の変更量
ΔＰ（ｎ−１，ｂ）、ΔＰ（ｎ−１，ｃ）を下記式
（１）に基づき演算する。そして、ロール（ａ）が伸び
側であれば、ロール（ａ）を閉める方向へ、ロール
（ｂ、ｃ）を開ける方向へ、ロール（ａ）が縮み側であ
れば、ロール（ａ）を開ける方向へ、ロール（ｂ、ｃ）
を閉める方向へ、それぞれ個別に設定してパスラインを
調整し、管曲がりの矯正と同時に外径精度の悪化を抑制
するのである。 ΔＰ（ｎ−１，ｂ）＝ΔＰ（ｎ−１，ｃ）＝−０．５×
ΔＰ（ｎ−１，ａ）＝−０．５×Ｘ………式（１） ただし、ΔＰ（ｎ−１，ｙ）：３ロール圧延スタンド列
の最終仕上スタンド（ｎ）の前段スタンド（ｎ−１）に
おける３ロールのうちのｙ番のロール位置の修正量、
ａ：管曲がりの伸び側あるいは縮み側とロール孔型溝底
が一致または最も近いロール、ｂ、ｃ：同一スタンドの
ａロール以外の他のロール。

【0023】管の曲がりを解消するために必要なロール位置
の変更量Xが製管材の材質別、外径別に定めた設定値Yよ
り大きい場合は、最終仕上スタンド(n)の前段スタンド
(n-1)でのロール位置の修正量が過大となって、ロール
孔型への被圧延材の充満が不十分となり、所定の孔型列
の圧延が整列せず、結果として、形状不整、楕円化、異
形化を生じることとなる。このため、本発明において
は、最終仕上スタンド(n)の前段スタンド(n-1)でのロー
ル(a)のロール位置の修正量ΔP(n-1,a)=Yと決定し、該
下記式(2)により前段スタンド(n-1)の他のロール(b、c)
のロール位置の修正量ΔP(n-1,b)、ΔP(n-1,c)を求め
る。変更量Xの設定値Yを超える部分については、最終仕
上スタンド(n)の前々段スタンド(n-2)に溯って、例え
ば、前々段スタンド(n-2)の3ロールのロール位置を、下
記式(5)および式(6)に基づき演算し、それそれ個別に設
定してパスラインを調整し、管曲がりの矯正と同時に外
径精度の悪化を抑制するのである。 ΔP(n-1,b)=ΔP(n-1,c)=-0.5×ΔP(n-1,a)=-0.5×Y………式(2) ΔP(n-2,a’)=-α×ΔP(n-1,a)………式(5) ΔP(n-2,b’)=ΔP(n-2,c’)=-0.5×ΔP(n-2,a’)………式(6) ただし、ΔP(x,y):スタンド(x)における3ロールのうち
のy番のロール位置の修正量、n:3ロール圧延スタンド列
の上流から1、2と番号を付けた場合の最終仕上スタンド
の番号、α:後段調整量に対する調整割合(例えば、α=
0.5)、a:管曲がりの伸び側あるいは縮み側とロール孔型
溝底が一致または最も近いロール、b、c:同一スタンド
のaロール以外の他のロール、a’:aロールに隣接する上
流スタンドでロール位置がaロールと180°反対に位置
し、管曲がりの縮み側あるいは伸び側とロール孔型溝底
が一致または最も近いロール、b’、c’:同一スタンド
のa’ロール以外の他のロール。

【0024】このように、最終仕上スタンド(n)の前々段ス
タンド(n-2)のロールに、前段スタンド(n-1)のロールの
修正量ΔP(n-1,a)の、例えば、半分に相当する修正量を
受け持たせることにより、隣接するスタンド間のロール
位置不整による前記問題を生じることなく、円滑にパス
ラインのオフセッドが可能となる。最終仕上スタンドの
前段と前々段の2スタンドだけでの修正では、パスライ
ンのオフセット変化が急峻である場合は、さらに前記式
(3)、式(4)に基づき、さらに上流のスタンドも同様にギ
ャップ調整を行えばよい。

【0025】

【発明の実施の形態】本発明におけるロール位置の変更
量は、管の曲がりの実体と被圧延材の材質、温度等によ
り経験的に最適値を決定することが必要である。そのた
めには、被圧延材の材質別、外径別、温度別に、管の曲
がり量と曲がり方向とロール位置の変更量との関係を予
め実験等により求めておき、計測した管先端の曲がり量
と曲がり方向に応じて、ロール位置の変更量Xを決定す
ればよい。

【0026】この場合におけるロール位置の変更量Xが製管
材の材質別、外径別に定めた設定値Y以下(X≦Y)の場合
は、最終スタンド(n)の前段スタンド(n-1)のロールのう
ち、管の曲がりの伸び側(曲がりの背側、凸側)もしくは
縮み側(曲がりの腹側、凹側)とロールの孔型溝底が一致
または最も近いロール(a)のロール位置の修正量ΔP(n-
1,a)=Xと決定する。そして、残りの二つのロール(b、c)
については、前記により求めた変更量の1/2だけ前記ロ
ール(a)と反対方向、すなわち、管の曲がりの伸び側で
ロール(a)を閉める側に移動させた場合は、ロール(b、
c)を開ける側に移動させ、管の曲がりの縮み側でロール
(a)を開ける側に移動させた場合は、ロール(b、c)を閉
める側に移動させる。

【0027】管の曲がり量の実測値から求めた前段スタンド
(n-1)のロール(a)のロール位置の変更量Xが、製管材の
材質別、外径別に定めた設定値Yを超える(X＞Y)の場
合、例えば、外径の0.5%程度を超えると、前段スタンド
(n-1)でのロール(a)のロール位置の修正量が過大とな
り、ロール孔型への被圧延材の充満が不十分となり、所
定の孔型列の圧延が整列せず、形状不整、楕円化、異形
化を生じる。この場合は、ロール位置の変更量Xを前段
スタンド(n-1)のみでなく、さらに上流の1スタンド以上
にその後段スタンドのロール位置修正量の、例えば半分
に相当する修正量を受け持たせる。これによって、隣接
するスタンド間のロール位置不整による問題が解消さ
れ、円滑にパスラインのオフセットが可能となる。

【0028】すなわち、管の曲がり量の実測値から求めたロ
ール位置の変更量Xが、製管材の材質別、外径別に定め
た設定値Yを超える(X＞Y)の場合は、最終スタンド(n)の
前段スタンド(n-1)のロールのうち、管の曲がりの伸び
側(曲がりの背側、凸側)もしくは縮み側(曲がりの腹
側、凹側)とロールの孔型溝底が一致または最も近いロ
ール(a)のロール位置の修正量ΔP(n-1,a)=Yと決定し、
該修正量に基づき前記式(2)により前段スタンド(n-1)の
他のロール(b、c)のロール位置の修正量を求め、ロール
(a)が伸び側であればロール(a)を閉める方向へ、ロール
(b、c)を開ける方向へ、ロール(a)が縮み側であればロ
ール(a)を開ける方向へ、ロール(b、c)を閉める方向へ
個別に移動させる。

【0029】そして、最終スタンド(n)の前々段スタンド(n-
2)の各3個のロールのうち、管の曲がりの伸び側あるい
は縮み側とロールの孔型溝底が一致もしくは最も近い3
ロールのうちの一つのロール(a')のロール位置の修正量
を、前記式(5)により修正量ΔP(n-2,a')=-α×ΔP(n-1,
a)と決定する。そして、該修正量に基づき前記式(6)に
より同一スタンドの残りの二つのロール(b'、c')のロー
ル位置の修正量ΔP(n-2,b')=ΔP(n-2,c')=-0.5×ΔP(n-
2,a')を求める。ロール(a')が伸び側であればロール
(a')を閉める方向へ、ロール(b'、c')を開ける方向へ、
ロール(a')が縮み側であればロール(a')を開ける方向
へ、ロール(b'、c')を閉める方向へそれぞれ個別に移動
させる。

【0030】3ロール圧延機における各スタンドの各ロール
位置の調整は、例えば、図4に示す偏心スリーブ方式、
図5に示すスライド摺動方式、図6に示すテコ方式、圧下
スクリューをスクリュー圧下装置により回転させる方式
により行うことができる。

【0031】図4に示す偏心スリーブ方式では、ロール61の
ロール軸62を軸支する軸受63の外周を支持する偏心リン
グ64を、図示しないシリンダやウオームホイールにより
回転させ、ロール位置を調整する。図5に示すスライド
摺動方式では、ロール71を保持するロールチョック72を
油圧シリンダ73により移動させ、ロール位置を調整す
る。図6に示すテコ方式は、ロール81を保持するロール
チョック82を支軸83を中心に回転するアーム84で保持
し、ロールチョック82の後方に図示しない油圧シリンダ
を配置し、油圧シリンダを作動させることによって、支
軸83を中心にアーム84を回転させて各ロール位置を調整
する。

【0032】3ロール仕上圧延機の最終仕上スタンド(n)の出
側における管の曲がり量と曲がり方向の測定は、管の曲
がり量と曲がり方向を特定できればよく、特に限定され
ないが、例えば、目視判定のほか、モニター画像の画像
解析処理やレーザーを用いた距離計の応用等、種々の方
法により行うことができる。

【0033】

【実施例】実施例1 本発明の管曲がり防止方法は、図1に示すとおり、定径
工程の3ロール仕上圧延機の最終仕上スタンド(n)の出側
に曲がり検出器1を設け、管2の曲がり量と曲がり方向を
曲がり検出器1により実測し、ロール位置制御部3に出力
する。ロール位置制御部3は、曲がり検出器1から入力さ
れた管2の曲がり量と曲がり方向と、別途上位コンピー
タから入力される管材質、外径、温度に基づき、予め設
定された材質別、外径別に、管2の曲がり量と曲がり方
向、温度とロール位置の変更量との関係を示すデータか
ら、管の曲がりの実測値に対応する最終仕上スタンド
(n)の前段スタンド(n-1)の管2の曲がりの伸び側または
縮み側とロールの孔型溝底が一致する3ロールのうちの
一つのロール(a)のロール位置の変更量Xを求める。求め
たロール(a)のロール位置の変更量Xが管材質別、外径別
に定めた設定値Y以下の場合は、ロール(a)のロール位置
の修正量ΔP(n-1,a)=Xと決定し、ロール(a)が管の曲が
りの伸び側の場合は、ロール(a)を閉める(+)方向へ、縮
み側の場合は、ロール(a)を開ける(-)方向へXだけ変更
する。そして、前記式(1)に基づき、前段スタンド(n-1)
の他の二つのロール(b,c)の位置変更量を演算する。

【0034】しかるのち、ロール位置制御部3は、前段スタ
ンド(n-1)のロール(a)の位置調整機構4aを操作し、図2
に示すように、ロール(a)の位置を前記により求めた管2
の曲がりの実測値に対応する修正量ΔP(n-1,a)=Xだけ修
正する。ロール(a)が管の曲がりの伸び側の場合はXだけ
閉める(+)方向へ、縮み側の場合はXだけ開く(-)方向へ
修正する。また、前段スタンド(n-1)の他のロール(b,c)
の位置調整機構4b、4cを操作し、図2に示すように、ロ
ール(b、c)の位置を前記式(1)により求めた位置変更量
ΔP(n-1,b)=-1/2X、ΔP(n-1,c)=-1/2Xだけ修正する。ロ
ール(a)を閉める(+)側に修正した場合は開く(-)側へ、
ロール(a)を開く(-)側へ修正した場合は閉める(+)側へ
修正する。これによって、最終スタンド(n)の前段スタ
ンド(n-1)のパスラインが管2の曲がりを矯正する側に修
正される。

【0035】なお、ロール位置制御部3は、前記により求め
た前段スタンド(n-1)のロール(a)のロール位置の変更量
Xが管材質別、外径別に定めた設定値Y、例えば、外径
(D)の0.5%を超える場合は、ロール(a)の位置変更量をΔ
P(n-1,a)=D×5/1000とし、超えた数値(X-D×5/1000)に
応じて前々段スタンド(n-2)の前記ロール(a)と位置が18
0°異なる反対位置のロール(a’)の位置変更量をΔP(n-
2,a’)=-α×ΔP(n-1,a)=-α×(D×5/1000)とする。そ
して、前記ロール(a)およびロール(a’)の位置変更量か
ら、前記式(2)および式(6)に基づき、前段スタンド(n-
1)の他の二つのロール(b,c)と前々段スタンド(n-2)の他
の二つのロール(b’,c’)の位置変更量を演算する。

【0036】しかるのち、ロール位置制御部3は、前段スタ
ンド(n-1)のロール(a)の位置調整機構4aを操作し、図2
に示すように、ロール(a)の位置を前記により求めた変
更量ΔP(n-1,a)=D×5/1000だけ閉める(+)側に修正す
る。また、前段スタンド(n-1)のロール(b,c)の位置調整
機構4b、4cを操作し、図2に示すように、ロール(b、c)
の位置を前記式(2)により求めた位置変更量ΔP(n-1,b)=
ΔP(n-1,c)=-0.5×ΔP(n-1,a)=-0.5×(D×5/1000)だ
け、開ける(-)側に修正する。さらに、ロール位置制御
部3は、前々段スタンド(n-2)のロール(a’)の位置調整
機構4a’を操作し、図3に示すように、ロール(a’)の位
置を前記により求めた変更量ΔP(n-2,a’)=-α×ΔP(n-
1,a)=-α×(D×5/1000)だけ、開ける(-)側に修正する。
また、前々段スタンド(n-2)のロール(b’、c’)の位置
調整機構4b’、4c’を操作し、図3に示すように、ロー
ル(b’、c’)の位置を前記式(6)により求めた位置変更
量ΔP(n-2,b’)=ΔP(n-1,c')=-0.5×-α×ΔP(n-2,a')=
-0.5×-α×(D×5/1000)だけ、閉める(+)側に修正す
る。

【0037】上記操作を行うことによって、前段スタンド(n
-1)または前段スタンド(n-1)と前々段スタンド(n-2)の
仮想パス芯がずれ、最終仕上スタンドの出側における管
2の曲がりが解消されると共に、ロールエッジ間隙の変
化が最も少なくなり、エッジ部のオーバフィルや段差を
回避でき、外径精度の悪化を最小限に止めることができ
る。さらに、ロール位置修正量が大きい場合、例えば外
径(D)の0.75%を超える場合は、前々段スタンド(n-2)よ
りもさらに上流側スタンド(n-3、…)に順次溯ってロー
ル位置を修正すればよい。

【0038】実施例2 C:0.20%、Si:0.23%、Mn:0.6%、P:0.02%、S:0.01%を含有
する丸ビレットを、マンネスマン穿孔機で穿孔して中空
素管となし、次いでマンドレルミルで延伸圧延し、実施
例1で説明した3ロールサイザの最終スタンド(n)の前段
スタンド(n-1)と前々段スタンド(n-2)のロール位置を、
出側で測定した管の曲がりに対応して変更し、表1に示
す定径圧延条件で定径圧延を実施した。また、3ロール
サイザの各スタンドのロール位置を管の曲がりに対応し
て変更しない従来法で、同様に定径圧延を実施した。そ
して、各方法により製造した継目無鋼管の曲がりの発生
状況を調査した。

【0039】

【表1】

【0040】従来法で定径圧延を実施した場合は、継目無鋼
管の曲がりは0.6/1000mm 〜1.6/1000mm、平均1.0/1000m
mであったが、3ロールサイザの最終仕上スタンド(n)の
前段スタンド(n-1)および前々段スタンド(n-2)のロール
位置を管の曲がりに対応して変更した本発明法の場合
は、継目無鋼管の曲がりは0.2/1000mm〜0.6/1000mm、平
均0.4/1000mmで、従来法に比較し、格段に小さくなって
いる。

【0041】

【0042】また、本発明の管圧延における曲がり防止方法
は、3ロール圧延機の最終仕上スタンド(n)の出側で測定
された製管材の曲がりに応じて、発生した曲がりに応じ
て最終仕上スタンド(n)の前段スタンド(n-1)または前段
スタンド(n-2)とその上流段のスタンドのロール位置
を、前記式(1)または式(2)〜式(4)に基づき個別に設定
してパスラインを調整し、管曲がりの矯正と同時に外径
精度の悪化を抑制することによって、定径圧延における
管の曲がりを大幅に低減できると共に、外径精度の悪化
を最小限に止めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明の管圧延における曲がり防止方法のロー
ル位置制御の一例を示す説明図である。

【図2】最終仕上圧延機の最終スタンドの前段スタンド
の各ロール位置の修正の説明図である。

【図3】最終仕上圧延機の最終スタンドの前々段スタン
ドの各ロール位置の修正の説明図である。

【図4】偏心スリーブ方式のロール位置調整機構の単ロ
ールによる説明図で、(a)図は側面図、(b)図は正面図で
ある。

【図5】スライド摺動方式のロール位置調整機構の単ロ
ールによる説明図で、(a)図は側面図、(b)図は正面図で
ある。

【図6】テコ方式のロール位置調整機構の単ロールによ
る説明図で、(a)図は側面図、(b)図は正面図である。

【符号の説明】

1 曲がり検出器 2 管 3 ロール位置制御部 4a、4b、4c、4a’、4b’、4c’ 位置調整機構 61、71、81 ロール 62 ロール軸 63 軸受 64 偏心リング 72、82 ロールチョック 73 油圧シリンダ 83 支軸 84 アーム (n) 最終仕上スタンド (n-1) 最終仕上スタンド(n)の前段スタンド a、b、c、a’、b’、c’ ロール

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱間製管工程の定径圧延で使用される３
   ロールレデューサまたは３ロールサイザからなる３ロー
   ル圧延機において、３ロール圧延機の圧延ロール毎にロ
   ール位置が調整できる位置調整機構を有し、３ロール圧
   延機の最終仕上スタンド（ｎ）の出側で測定された製管
   材の曲がり量と曲がり方向に応じて、予め設定された曲
   がり量と製管材の材質別、外径別、温度別のロール位置
   の変更量との関係に基づき、前記最終仕上スタンド
   （ｎ）の前段スタンド（ｎ−１）の３ロールのうちの管
   曲がりの伸び側もしくは縮み側とロール孔型溝底が一致
   または最も近いロール（ａ）のロール位置の変更量Ｘを
   求め、求めたロール位置の変更量Ｘが製管材の材質別、
   外径別に定めた設定値Ｙ以下（Ｘ≦Ｙ）の場合はロール
   位置の修正量ΔＰ（ｎ−１，ａ）＝Ｘと決定し、３ロー
   ルのうちの他のロール（ｂ、ｃ）のロール位置の修正量
   を下記式（１）に基づき演算し、ロール（ａ）が伸び側
   であればロール（ａ）を閉める方向へ、ロール（ｂ、
   ｃ）を開ける方向へ、ロール（ａ）が縮み側であればロ
   ール（ａ）を開ける方向へ、ロール（ｂ、ｃ）を閉める
   方向へ、それぞれ個別に設定してパスラインを調整し、
   管曲がりの矯正と同時に外径精度の悪化を抑制すること
   を特徴とする管圧延における曲がり防止方法。 ΔＰ（ｎ−１，ｂ）＝ΔＰ（ｎ−１，ｃ）＝−０．５×
   ΔＰ（ｎ−１，ａ）＝−０．５×Ｘ………式（１） ただし、ΔＰ（ｎ−１，ｙ）：３ロール圧延スタンド列
   の最終仕上スタンド（ｎ）の前段スタンドタンド（ｎ−
   １）における３ロールのうちのｙ番のロール位置の修正
   量、ａ：管曲がりの伸び側もしくは縮み側とロール孔型
   溝底が一致または最も近いロール、ｂ、ｃ：同一スタン
   ドのａロール以外の他のロール。
2. 【請求項２】 熱間製管工程の定径圧延で使用される３
   ロールレデューサまたは３ロールサイザからなる３ロー
   ル圧延機において、３ロール圧延機の圧延ロール毎にロ
   ール位置が調整できる位置調整機構を有し、３ロール圧
   延機の最終仕上スタンド（ｎ）の出側で測定された製管
   材の曲がり量と曲がり方向に応じて、予め設定された曲
   がり量と製管材の材質別、外径別、温度別のロール位置
   の変更量との関係に基づき、前記最終仕上スタンド
   （ｎ）の前段スタンド（ｎ−１）の３ロールのうちの管
   曲がりの伸び側もしくは縮み側とロール孔型溝底が一致
   または最も近いロール（ａ）のロール位置の変更量Ｘを
   求め、求めたロール位置の変更量Ｘが製管材の材質別、
   外径別に定めた設定値Ｙを超える（Ｘ＞Ｙ）場合は、最
   終仕上スタンド（ｎ）の前段スタンド（ｎ−１）のロー
   ル位置の修正量ΔＰ（ｎ−１，ａ）＝Ｙと決定し、該修
   正量に基づき下記式（２）により前段スタンド（ｎ−
   １）の他のロール（ｂ、ｃ）のロール位置の修正量を求
   め、ロール（ａ）が伸び側であればロール（ａ）を閉め
   る方向へ、ロール（ｂ、ｃ）を開ける方向へ、ロール
   （ａ）が縮み側であればロール（ａ）を開ける方向へ、
   ロール（ｂ、ｃ）を閉める方向へ個別に設定するととも
   に、下記式（３）〜式（４）に基づき最終仕上スタンド
   （ｎ）の前段スタンド（ｎ−１）より上流１スタンド以
   上の３ロールのロール位置を個別に演算して前記前段ス
   タンド（ｎ−１）と同様に設定し、パスラインを調整し
   て管曲がりの矯正と同時に外径精度の悪化を抑制するこ
   とを特徴とする管圧延における曲がり防止方法。 ΔＰ（ｎ−１，ｂ）＝ΔＰ（ｎ−１，ｃ）＝−０．５×
   ΔＰ（ｎ−１，ａ）＝−０．５×Ｙ………式（２） ΔＰ（ｎ−ｍ，ａ）＝−α×ΔＰ（ｎ−ｍ＋１，ａ）…
   ……式（３） ΔＰ（ｎ−ｍ，ｂ）＝ΔＰ（ｎ−ｍ，ｃ）＝−０．５×
   ΔＰ（ｎ−ｍ，ａ）………式（４） ただし、ΔＰ（ｘ，ｙ）：スタンド番号ｘにおける３ロ
   ールのうちのｙ番のロール位置の修正量（閉め側がプラ
   ス）、ｎ：３ロール圧延スタンド列の上流から１、２と
   番号を付けた場合の最終仕上スタンドの番号、ｍ：２、
   ３、４、…、α：後段調整量に対する調整割合、ａ：管
   曲がりの伸び側もしくは縮み側とロール孔型溝底が一致
   または最も近いロール、ｂ、ｃ：同一スタンドのａロー
   ル以外の他のロール。