JP3470686B2 - 継目無鋼管の圧延方法 - Google Patents
継目無鋼管の圧延方法Info
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- JP3470686B2 JP3470686B2 JP2000226996A JP2000226996A JP3470686B2 JP 3470686 B2 JP3470686 B2 JP 3470686B2 JP 2000226996 A JP2000226996 A JP 2000226996A JP 2000226996 A JP2000226996 A JP 2000226996A JP 3470686 B2 JP3470686 B2 JP 3470686B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は継目無鋼管の圧延方
法に関する。詳しくは、本発明はマンドレルミル方式で
肉厚／外径比の小さい管の製造が可能な継目無鋼管の圧
延方法に関する。
法に関する。詳しくは、本発明はマンドレルミル方式で
肉厚／外径比の小さい管の製造が可能な継目無鋼管の圧
延方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１は、マンドレルミル方式による継目
無鋼管の製造方法を示す説明図である。同図に示すよう
に、継目無鋼管の製造に際しては、まず、中実ビレット
１０を加熱炉２０で所定温度に加熱する。次に、加熱さ
れた中実ビレット１０を穿孔圧延機３０で穿孔圧延して
中空素管３５とする。この中空素管に心金棒４１を挿入
し、マンドレルミル４０で延伸圧延して、管肉厚を調整
する。その後、心金棒を抽出し、必要に応じて、再加熱
した後、サイザまたはストレッチレデューサなどの絞り
圧延機５０で所定の外径に成形し、製品寸法に仕上げ
る。
無鋼管の製造方法を示す説明図である。同図に示すよう
に、継目無鋼管の製造に際しては、まず、中実ビレット
１０を加熱炉２０で所定温度に加熱する。次に、加熱さ
れた中実ビレット１０を穿孔圧延機３０で穿孔圧延して
中空素管３５とする。この中空素管に心金棒４１を挿入
し、マンドレルミル４０で延伸圧延して、管肉厚を調整
する。その後、心金棒を抽出し、必要に応じて、再加熱
した後、サイザまたはストレッチレデューサなどの絞り
圧延機５０で所定の外径に成形し、製品寸法に仕上げ
る。
【０００３】穿孔圧延機は、パスラインを挟んで左右ま
たは上下に対設された一対のコーン型ロール（主ロール
ともいう）と内面規制工具であるプラグと主ロール相互
間にあってパスラインを挟んで上下または左右に対設さ
れたディスクロールとを備え、主ロールはパスラインに
対して３次元的な傾き、すなわち、傾斜角（ロールの軸
芯線がパスラインの水平面または垂直面に対してなす角
度）βと交叉角（ロールの軸芯線がパスラインの垂直面
または水平面に対してなす角度）γを持つ。
たは上下に対設された一対のコーン型ロール（主ロール
ともいう）と内面規制工具であるプラグと主ロール相互
間にあってパスラインを挟んで上下または左右に対設さ
れたディスクロールとを備え、主ロールはパスラインに
対して３次元的な傾き、すなわち、傾斜角（ロールの軸
芯線がパスラインの水平面または垂直面に対してなす角
度）βと交叉角（ロールの軸芯線がパスラインの垂直面
または水平面に対してなす角度）γを持つ。
【０００４】この穿孔圧延機では、中実ビレットの内面
にプラグを押し込み、ディスクロール面で中実ビレット
および中空素管を押圧しながら、プラグと主ロールとの
間で中実ビレットを圧下して、中空素管に成形する。
にプラグを押し込み、ディスクロール面で中実ビレット
および中空素管を押圧しながら、プラグと主ロールとの
間で中実ビレットを圧下して、中空素管に成形する。
【０００５】マンドレルミルは、それぞれが一対の孔型
の圧延ロールを備えた通常４〜８基のスタンドにより構
成され、各スタンドはパスラインに沿って連続配置され
る。隣接するスタンド間では，それぞれの圧延ロールが
パスラインに垂直な面内で圧下方向を９０度ずらせて交
差配置される。このマンドレルミルでは、内面に心金棒
を挿入した中空素管を各スタンドの圧延ロール間に通し
て延伸圧延が行われる。
の圧延ロールを備えた通常４〜８基のスタンドにより構
成され、各スタンドはパスラインに沿って連続配置され
る。隣接するスタンド間では，それぞれの圧延ロールが
パスラインに垂直な面内で圧下方向を９０度ずらせて交
差配置される。このマンドレルミルでは、内面に心金棒
を挿入した中空素管を各スタンドの圧延ロール間に通し
て延伸圧延が行われる。
【０００６】ところで、このマンドレルミル方式による
継目無鋼管の製造では、肉厚／外径比の小さい、いわゆ
る薄肉管を成形することが難しいという問題がある。し
たがって、従来、薄肉管の製造は、冷間の引抜き加工に
より行われてきた。しかしながら、冷間の引抜き加工
は、生産性が低く、生産コストが高いという欠点を抱え
ている。そこで、マンドレルミル方式による薄肉管の製
造が望まれている。
継目無鋼管の製造では、肉厚／外径比の小さい、いわゆ
る薄肉管を成形することが難しいという問題がある。し
たがって、従来、薄肉管の製造は、冷間の引抜き加工に
より行われてきた。しかしながら、冷間の引抜き加工
は、生産性が低く、生産コストが高いという欠点を抱え
ている。そこで、マンドレルミル方式による薄肉管の製
造が望まれている。
【０００７】薄肉管の製造には、穿孔圧延での中空素管
の薄肉化が必要となる。特公平５−２３８４２号公報に
は、パスラインを挟んで対設された両端支持のコーン型
ロールの傾斜角β及び交叉角γを、８°≦β≦２０°、
５°≦γ≦３５°、の範囲に保持して穿孔圧延を行い、
肉厚／外径比を６．５％以下とする中空素管を得る継目
無管の製造方法が開示されている。
の薄肉化が必要となる。特公平５−２３８４２号公報に
は、パスラインを挟んで対設された両端支持のコーン型
ロールの傾斜角β及び交叉角γを、８°≦β≦２０°、
５°≦γ≦３５°、の範囲に保持して穿孔圧延を行い、
肉厚／外径比を６．５％以下とする中空素管を得る継目
無管の製造方法が開示されている。
【０００８】しかしながら、マンドレルミルでの薄肉管
の圧延では、肉厚／外径比を６．５％以下とした中空素
管を用いても、穴開き欠陥の発生が問題となる。この穴
開き欠陥は、マンドレルミル圧延後の肉厚／外径比が小
さいほど顕著に発生する。
の圧延では、肉厚／外径比を６．５％以下とした中空素
管を用いても、穴開き欠陥の発生が問題となる。この穴
開き欠陥は、マンドレルミル圧延後の肉厚／外径比が小
さいほど顕著に発生する。
【０００９】この穴開き欠陥に対して、例えば、特開昭
６３−８４７２０号公報では、マンドレルミルにおい
て、各スタンドの圧延荷重の変化量を検出し、その検出
値が基準値を上回った時、当該スタンドの前段スタンド
におけるロールギャップを修正する、あるいは、中空素
管の肉厚を修正する方法が開示されている。
６３−８４７２０号公報では、マンドレルミルにおい
て、各スタンドの圧延荷重の変化量を検出し、その検出
値が基準値を上回った時、当該スタンドの前段スタンド
におけるロールギャップを修正する、あるいは、中空素
管の肉厚を修正する方法が開示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報などに開示された従来技術では、例えば、被圧延材が
普通鋼の場合、マンドレルミル方式で肉厚／外径比が２
％程度以下の継目無鋼管の圧延は困難であった。また、
Ｃｒの含有量が高いマルテンサイト系ステンレス鋼で
は、熱間加工性が悪く、普通鋼に比べ穿孔圧延における
中空素管の薄肉化が難しく、更に、引き続いて行われる
マンドレルミル圧延においても穴開き欠陥が発生し易
く、マンドレルミル方式で肉厚／外径が４％程度以下の
継目無鋼管の圧延は困難であった。
報などに開示された従来技術では、例えば、被圧延材が
普通鋼の場合、マンドレルミル方式で肉厚／外径比が２
％程度以下の継目無鋼管の圧延は困難であった。また、
Ｃｒの含有量が高いマルテンサイト系ステンレス鋼で
は、熱間加工性が悪く、普通鋼に比べ穿孔圧延における
中空素管の薄肉化が難しく、更に、引き続いて行われる
マンドレルミル圧延においても穴開き欠陥が発生し易
く、マンドレルミル方式で肉厚／外径が４％程度以下の
継目無鋼管の圧延は困難であった。
【００１１】本発明の課題は、マンドレルミル圧延にお
ける穴開きの問題を解決し、マンドレルミル方式で薄肉
管の製造が可能な継目無鋼管の圧延方法を提供すること
にある。具体的には、本発明の課題は、例えば、普通鋼
では肉厚／外径比が２．０％以下、また、マルテンサイ
ト系ステンレス鋼では肉厚／外径比が４．０％以下、の
薄肉管が得られる継目無鋼管の圧延方法を提供すること
にある。
ける穴開きの問題を解決し、マンドレルミル方式で薄肉
管の製造が可能な継目無鋼管の圧延方法を提供すること
にある。具体的には、本発明の課題は、例えば、普通鋼
では肉厚／外径比が２．０％以下、また、マルテンサイ
ト系ステンレス鋼では肉厚／外径比が４．０％以下、の
薄肉管が得られる継目無鋼管の圧延方法を提供すること
にある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するため、穴開き欠陥の対策を検討し、以下の知見
を得た。
解決するため、穴開き欠陥の対策を検討し、以下の知見
を得た。
【００１３】図２は、穴開き欠陥の発生状態を示す説明
図である。同図に示すように、穴開き欠陥１は、孔型の
圧延ロール２と接触していない被圧延材３の一部で発生
する。圧延ロール溝底部４に対応する被圧延材３の部位
５には圧縮応力が、また、圧延ロールフランジ部６に対
応する被圧延材の部位７には引張応力が作用する。部位
７は、圧延ロールや心金棒と接触していないため、単軸
引張状態にあり、この引張応力が過大となった時にネッ
キングを起し、穴開きにまで進展する。この引張応力
は、マンドレルミル圧延後の肉厚／外径比が小さいほど
大きくなる。従って、この穴開きを防止するには、部位
７の引張応力を小さくすることが重要である。
図である。同図に示すように、穴開き欠陥１は、孔型の
圧延ロール２と接触していない被圧延材３の一部で発生
する。圧延ロール溝底部４に対応する被圧延材３の部位
５には圧縮応力が、また、圧延ロールフランジ部６に対
応する被圧延材の部位７には引張応力が作用する。部位
７は、圧延ロールや心金棒と接触していないため、単軸
引張状態にあり、この引張応力が過大となった時にネッ
キングを起し、穴開きにまで進展する。この引張応力
は、マンドレルミル圧延後の肉厚／外径比が小さいほど
大きくなる。従って、この穴開きを防止するには、部位
７の引張応力を小さくすることが重要である。
【００１４】この引張応力を小さくするためには、圧延
ロール溝底部の肉厚加工度を小さく制限することが有効
である。以下、圧延ロール溝底部、圧延ロールフランジ
部ををそれぞれ溝底部、フランジ部ともいう。
ロール溝底部の肉厚加工度を小さく制限することが有効
である。以下、圧延ロール溝底部、圧延ロールフランジ
部ををそれぞれ溝底部、フランジ部ともいう。
【００１５】図３は、第ｉスタンドにおける溝底部の肉
厚加工度を説明する、圧延ロール２と心金棒８と被圧延
材３の断面図である。同図において、符号４は圧延ロー
ル溝底部、Ｍｃは圧延ロール溝底（以下、溝底ともい
う）、６は圧延ロールフランジ部を表す。なお、溝底と
は、圧延ロール径が最小となる部位を指す。
厚加工度を説明する、圧延ロール２と心金棒８と被圧延
材３の断面図である。同図において、符号４は圧延ロー
ル溝底部、Ｍｃは圧延ロール溝底（以下、溝底ともい
う）、６は圧延ロールフランジ部を表す。なお、溝底と
は、圧延ロール径が最小となる部位を指す。
【００１６】第ｉスタンドの溝底部の肉厚加工度は、第
ｉスタンドにおける溝底部の肉厚圧下量と第（ｉ−２）
スタンドの出側における溝底部の肉厚との比（肉厚圧下
量／肉厚）とされる。図３に示すように、被圧延材３の
肉厚ｔは、溝底Ｍｃからフランジ部６側に向かって変化
する。したがって、溝底部４の肉厚加工度は、一定でな
く溝底Ｍｃからフランジ部６に向かって変化する。この
肉厚加工度と穴開き欠陥との関係を詳細に調査し、下記
式（１）で定義される平均肉厚加工度ｒi が０．４０を
超えると穴開き欠陥が発生しやすいことが判った。な
お、この平均肉厚加工度は幾何学的に求まる。
ｉスタンドにおける溝底部の肉厚圧下量と第（ｉ−２）
スタンドの出側における溝底部の肉厚との比（肉厚圧下
量／肉厚）とされる。図３に示すように、被圧延材３の
肉厚ｔは、溝底Ｍｃからフランジ部６側に向かって変化
する。したがって、溝底部４の肉厚加工度は、一定でな
く溝底Ｍｃからフランジ部６に向かって変化する。この
肉厚加工度と穴開き欠陥との関係を詳細に調査し、下記
式（１）で定義される平均肉厚加工度ｒi が０．４０を
超えると穴開き欠陥が発生しやすいことが判った。な
お、この平均肉厚加工度は幾何学的に求まる。
【００１７】
ｒi＝（ｔi-2 − ｔi）／ｔi-2 （１）
ここで、
ｒi：第ｉスタンドの平均肉厚加工度、
ｔi：第ｉスタンド出側の、溝底を基準としパスセンタ
周りの角度が０度から４５度までの間の平均肉厚、 ｔi-2：第(ｉ−２)スタンド出側の、溝底を基準としパ
スセンタ周りの角度が０度から４５度までの間の平均肉
厚。
周りの角度が０度から４５度までの間の平均肉厚、 ｔi-2：第(ｉ−２)スタンド出側の、溝底を基準としパ
スセンタ周りの角度が０度から４５度までの間の平均肉
厚。
【００１８】なお、ｉが１或いは２の場合には、ｔi-2
は中空素管の肉厚となる。本発明は、上記知見に基づい
て完成されたもので、その要旨は、以下のとおりであ
る。
は中空素管の肉厚となる。本発明は、上記知見に基づい
て完成されたもので、その要旨は、以下のとおりであ
る。
【００１９】（１）内部に芯金棒を挿入した中空の素管
を複数スタンドの圧延ロール間に通して肉厚を圧下し継
目無鋼管に圧延する方法であって、前記複数スタンドの
各スタンドの圧延ロール溝底部の平均肉厚加工度が０．
４０以下であることを特徴とする継目無鋼管の圧延方
法。
を複数スタンドの圧延ロール間に通して肉厚を圧下し継
目無鋼管に圧延する方法であって、前記複数スタンドの
各スタンドの圧延ロール溝底部の平均肉厚加工度が０．
４０以下であることを特徴とする継目無鋼管の圧延方
法。
【００２０】（２）パスラインを挟んで対設されたコー
ン型ロールで中実ビレットを中空の素管に穿孔し、次い
で、内部に芯金棒を挿入した前記素管を複数スタンドの
圧延ロール間に通して前記素管の肉厚を圧下し継目無鋼
管に圧延する方法であって、前記コーン型ロールの傾斜
角β及び交叉角γが下記式を満足し、前記複数スタンド
の各スタンドの圧延ロール溝底部の平均肉厚加工度が
０．４０以下であることを特徴とする継目無鋼管の圧延
方法。
ン型ロールで中実ビレットを中空の素管に穿孔し、次い
で、内部に芯金棒を挿入した前記素管を複数スタンドの
圧延ロール間に通して前記素管の肉厚を圧下し継目無鋼
管に圧延する方法であって、前記コーン型ロールの傾斜
角β及び交叉角γが下記式を満足し、前記複数スタンド
の各スタンドの圧延ロール溝底部の平均肉厚加工度が
０．４０以下であることを特徴とする継目無鋼管の圧延
方法。
【００２１】８°≦β≦２０°、５°≦γ≦３５°
（３）前記素管の肉厚／外径比が６．５％以下で、前記
継目無鋼管の材質が普通鋼で、該継目無鋼管の肉厚／外
径比が２．０％以下であることを特徴とする上記（１）
項または（２）項に記載の継目無鋼管の製造方法。
継目無鋼管の材質が普通鋼で、該継目無鋼管の肉厚／外
径比が２．０％以下であることを特徴とする上記（１）
項または（２）項に記載の継目無鋼管の製造方法。
【００２２】（４）前記継目無鋼管の材質がＣ：０．１
２〜０．３０質量％、Ｃｒ：１１〜１４質量％を含有す
るマルテンサイト系ステンレス鋼で、該継目無鋼管の肉
厚／外径比が４．０％以下であることを特徴とする上記
（１）項または（２）項に記載の継目無鋼管の圧延方
法。
２〜０．３０質量％、Ｃｒ：１１〜１４質量％を含有す
るマルテンサイト系ステンレス鋼で、該継目無鋼管の肉
厚／外径比が４．０％以下であることを特徴とする上記
（１）項または（２）項に記載の継目無鋼管の圧延方
法。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。なお、以下、質量％で、Ｃ：
０．１２％以上、０．３０％以下、Ｃｒ：１１％以上、
１４％以下を含有するマルテンサイト系ステンレス鋼を
単にマルテンサイトステンレス鋼ともいう。また、以
下、本実施形態の説明は、肉厚と外径との比、すなわち
肉厚／外径比が２．０％以下の炭素鋼製の継目無鋼管の
圧延、ならびに、肉厚／外径比が４．０％以下のマルテ
ンサイト系ステンレス鋼製の継目無鋼管の圧延、を例に
とる。
図面を参照して説明する。なお、以下、質量％で、Ｃ：
０．１２％以上、０．３０％以下、Ｃｒ：１１％以上、
１４％以下を含有するマルテンサイト系ステンレス鋼を
単にマルテンサイトステンレス鋼ともいう。また、以
下、本実施形態の説明は、肉厚と外径との比、すなわち
肉厚／外径比が２．０％以下の炭素鋼製の継目無鋼管の
圧延、ならびに、肉厚／外径比が４．０％以下のマルテ
ンサイト系ステンレス鋼製の継目無鋼管の圧延、を例に
とる。
【００２４】本実施形態にかかる継目無鋼管の製造装置
は、穿孔圧延機とマンドレルミルを備えており、穿孔圧
延機により中実ビレットを中空の素管（以下、中空素管
ともいう）に成形する穿孔圧延とマンドレルミルにより
前記中空素管を継目無鋼管に成形する延伸圧延とが行わ
れる。
は、穿孔圧延機とマンドレルミルを備えており、穿孔圧
延機により中実ビレットを中空の素管（以下、中空素管
ともいう）に成形する穿孔圧延とマンドレルミルにより
前記中空素管を継目無鋼管に成形する延伸圧延とが行わ
れる。
【００２５】図４は、本実施形態にかかる穿孔圧延機を
示す模式的平面図、図５は同じく模式的側面図である。
図４、図５に示すように、穿孔圧延機３０は、丸ビレッ
ト１０の通過するパスラインＸ−Ｘを挟んで互いに傾斜
し対向配置された両端支持の１対のコーン型の主ロール
３１ａ、３１ｂと、この主ロールと位相を９０°ずらせ
てパスラインを挟んで対向配置された１対のディスクロ
ール３２ａ、３２ｂと、心金棒３３により支持され、主
ロール間に配設されたプラグ３４とを備える。なお、デ
ィスクロールの替わりにガイドシュを用いてもよい。
示す模式的平面図、図５は同じく模式的側面図である。
図４、図５に示すように、穿孔圧延機３０は、丸ビレッ
ト１０の通過するパスラインＸ−Ｘを挟んで互いに傾斜
し対向配置された両端支持の１対のコーン型の主ロール
３１ａ、３１ｂと、この主ロールと位相を９０°ずらせ
てパスラインを挟んで対向配置された１対のディスクロ
ール３２ａ、３２ｂと、心金棒３３により支持され、主
ロール間に配設されたプラグ３４とを備える。なお、デ
ィスクロールの替わりにガイドシュを用いてもよい。
【００２６】図４、図５に示すように、主ロール３１
ａ、３１ｂの各中心軸は、その延長線が中実ビレット１
０の通過するパスラインを含む垂直面（又は水平面）に
対して対称を成す角度γをもって交叉するように傾斜配
置されるとともに、パスラインを含む水平面（又は垂直
面）に対して相反する方向に等しい角度βをもって傾斜
配置されており、互いに同一方向に同一回転速度で回転
せしめられる。なお、角度γを交叉角といい、角度βを
傾斜角という。
ａ、３１ｂの各中心軸は、その延長線が中実ビレット１
０の通過するパスラインを含む垂直面（又は水平面）に
対して対称を成す角度γをもって交叉するように傾斜配
置されるとともに、パスラインを含む水平面（又は垂直
面）に対して相反する方向に等しい角度βをもって傾斜
配置されており、互いに同一方向に同一回転速度で回転
せしめられる。なお、角度γを交叉角といい、角度βを
傾斜角という。
【００２７】この穿孔圧延機３０において、パスライン
に沿って送給された中実ビレット１０は主ロール３１
ａ、３１ｂ間に噛み込まれた後、螺旋回転して移動し、
プラグ３４によりその軸心部に孔が開けられ、徐々に肉
厚が減じられて中空素管３５となる穿孔圧延が行われ
る。
に沿って送給された中実ビレット１０は主ロール３１
ａ、３１ｂ間に噛み込まれた後、螺旋回転して移動し、
プラグ３４によりその軸心部に孔が開けられ、徐々に肉
厚が減じられて中空素管３５となる穿孔圧延が行われ
る。
【００２８】この穿孔圧延において、傾斜角βは８°以
上で２０°以下で、かつ、交叉角γは５°以上で３５°
以下とする。傾斜角と交叉角がこれらの範囲を外れる
と、穿孔圧延が不安定になり、マンドレルミル圧延に供
給する肉厚／外径比の小さい中空素管が得られない。
上で２０°以下で、かつ、交叉角γは５°以上で３５°
以下とする。傾斜角と交叉角がこれらの範囲を外れる
と、穿孔圧延が不安定になり、マンドレルミル圧延に供
給する肉厚／外径比の小さい中空素管が得られない。
【００２９】また、上記穿孔圧延において、中空素管の
肉厚／外径比が大きくなると、圧延スタンド数が４〜８
基のマンドレルミルでは、１スタンド当たりの圧下率が
過大となり、穴開き欠陥が発生しやすい。従って、中空
素管の肉厚／外径比は、継目無鋼管の材質が普通鋼の場
合には６．５％以下の範囲に、また、マルテンサイトス
テンレス鋼の場合には７．０％以下の範囲とするのが望
ましい。中空素管の肉厚／外径比をそれぞれ上記範囲と
することにより、穴開き欠陥の発生を防止しながら、普
通鋼では肉厚／外径比が２．０％以下の、また、マルテ
ンサイトステンレス鋼では肉厚／外径比が４．０％以下
の、継目無鋼管に圧延することができる。
肉厚／外径比が大きくなると、圧延スタンド数が４〜８
基のマンドレルミルでは、１スタンド当たりの圧下率が
過大となり、穴開き欠陥が発生しやすい。従って、中空
素管の肉厚／外径比は、継目無鋼管の材質が普通鋼の場
合には６．５％以下の範囲に、また、マルテンサイトス
テンレス鋼の場合には７．０％以下の範囲とするのが望
ましい。中空素管の肉厚／外径比をそれぞれ上記範囲と
することにより、穴開き欠陥の発生を防止しながら、普
通鋼では肉厚／外径比が２．０％以下の、また、マルテ
ンサイトステンレス鋼では肉厚／外径比が４．０％以下
の、継目無鋼管に圧延することができる。
【００３０】図６は、本実施形態にかかるマンドレルミ
ルを模式的に示す説明図である。このマンドレルミル４
０は、タンデムに配置した５基のスタンド（＃１〜＃５
スタンド）から構成される。なお、図６では、説明の便
宜上、３基のスタンドをタンデムに配置した状態を示し
ている。＃１スタンドが第１スタンドで、＃３スタンド
が下流側のスタンドであり、＃４スタンド、＃５スタン
ドは省略している。
ルを模式的に示す説明図である。このマンドレルミル４
０は、タンデムに配置した５基のスタンド（＃１〜＃５
スタンド）から構成される。なお、図６では、説明の便
宜上、３基のスタンドをタンデムに配置した状態を示し
ている。＃１スタンドが第１スタンドで、＃３スタンド
が下流側のスタンドであり、＃４スタンド、＃５スタン
ドは省略している。
【００３１】本実施形態では、穿孔圧延機により穿孔さ
れた中空の被圧延材である中空素管３５に心金棒４１を
挿入した後、マンドレルミル４０により延伸圧延が行わ
れる。
れた中空の被圧延材である中空素管３５に心金棒４１を
挿入した後、マンドレルミル４０により延伸圧延が行わ
れる。
【００３２】各スタンドには、それぞれ、孔型の圧延ロ
ール４２ａ、４２ｂからなるロール対、孔型の圧延ロー
ル４３ａ、４３ｂからなるロール対、孔型の圧延ロール
４４ａ、４４ｂからなるロール対が、それぞれ設けられ
る。
ール４２ａ、４２ｂからなるロール対、孔型の圧延ロー
ル４３ａ、４３ｂからなるロール対、孔型の圧延ロール
４４ａ、４４ｂからなるロール対が、それぞれ設けられ
る。
【００３３】圧延ロール４２ａ、４２ｂからなるロール
対と、圧延ロール４４ａ、４４ｂからなるロール対の圧
下方向は水平方向であり、一方、圧延ロール４３ａ、４
３ｂからなるロール対の圧下方向は垂直方向である。こ
のように、各圧延ロール対は、隣接するスタンド間で圧
下方向が９０°異なるように配設される。
対と、圧延ロール４４ａ、４４ｂからなるロール対の圧
下方向は水平方向であり、一方、圧延ロール４３ａ、４
３ｂからなるロール対の圧下方向は垂直方向である。こ
のように、各圧延ロール対は、隣接するスタンド間で圧
下方向が９０°異なるように配設される。
【００３４】マンドレルミル４０では、中空素管３５の
肉厚を圧延ロール４２ａ〜４４ｂと心金棒４１とで減少
して延伸圧延が行われるが、式（１）で定義される圧延
ロールの溝底部の平均肉厚加工度が０．４０を越えると
穴開き欠陥が発生する。圧延ロール４２ａ〜４４ｂのそ
れぞれの平均肉厚加工度を０．４０以下とすることによ
り穴開きの発生を防止することができる。
肉厚を圧延ロール４２ａ〜４４ｂと心金棒４１とで減少
して延伸圧延が行われるが、式（１）で定義される圧延
ロールの溝底部の平均肉厚加工度が０．４０を越えると
穴開き欠陥が発生する。圧延ロール４２ａ〜４４ｂのそ
れぞれの平均肉厚加工度を０．４０以下とすることによ
り穴開きの発生を防止することができる。
【００３５】なお、本発明では、圧延ロールの溝底部に
おける平均肉厚加工度を規定するものであるが、溝底部
の断面形状を限定するものでない。溝底部の断面形状
は、例えば、図３に示すような単一の円弧形状でも、複
数の円弧形状であってもよい。
おける平均肉厚加工度を規定するものであるが、溝底部
の断面形状を限定するものでない。溝底部の断面形状
は、例えば、図３に示すような単一の円弧形状でも、複
数の円弧形状であってもよい。
【００３６】本実施形態では、マンドレルミルで、普通
鋼では肉厚／外径比が２．０％以下の、また、マルテン
サイトステンレス鋼では、肉厚／外径比が４．０％以下
の、薄肉管に圧延する例を示したが、本発明はこれに限
定されるものでない。ただし、本発明は、マンドレルミ
ルで、肉厚／外径比が２．０％以下の普通鋼製の薄肉管
を、また、肉厚／外径比が４．０％以下のマルテンサイ
トステンレス鋼製の薄肉管を、製造するに好適な方法で
ある。
鋼では肉厚／外径比が２．０％以下の、また、マルテン
サイトステンレス鋼では、肉厚／外径比が４．０％以下
の、薄肉管に圧延する例を示したが、本発明はこれに限
定されるものでない。ただし、本発明は、マンドレルミ
ルで、肉厚／外径比が２．０％以下の普通鋼製の薄肉管
を、また、肉厚／外径比が４．０％以下のマルテンサイ
トステンレス鋼製の薄肉管を、製造するに好適な方法で
ある。
【００３７】
【実施例】図４と図６にそれぞれ示す穿孔圧延機と５基
のスタンドから構成されるマンドレルミルとを用いて、
普通鋼（Ｃ：０．２質量％）と１３Ｃｒステンレス鋼
（Ｃ：０．２質量％、Ｃｒ：１３質量％）を対象に、外
径が６５ｍｍで肉厚／外径が１．８〜４．０％の管を製
造した。表１に穿孔条件とマンドレルミル圧延条件を示
す。
のスタンドから構成されるマンドレルミルとを用いて、
普通鋼（Ｃ：０．２質量％）と１３Ｃｒステンレス鋼
（Ｃ：０．２質量％、Ｃｒ：１３質量％）を対象に、外
径が６５ｍｍで肉厚／外径が１．８〜４．０％の管を製
造した。表１に穿孔条件とマンドレルミル圧延条件を示
す。
【００３８】
【表１】
表２に試験結果を示す。
【００３９】
【表２】
表２に示すように、普通鋼では、傾斜角：１２°、交叉
角：２０°、中空素管の肉厚／外径比：６．４％以下、
平均肉厚加工度：０．３９以下とした試験Ｎｏ．３、４
は穴開き欠陥の発生が無く、それぞれ肉厚／外径比が
２．０％、１．８％の薄肉管の圧延が可能となった。試
験Ｎｏ．１、２は、穴開き欠陥が発生した。
角：２０°、中空素管の肉厚／外径比：６．４％以下、
平均肉厚加工度：０．３９以下とした試験Ｎｏ．３、４
は穴開き欠陥の発生が無く、それぞれ肉厚／外径比が
２．０％、１．８％の薄肉管の圧延が可能となった。試
験Ｎｏ．１、２は、穴開き欠陥が発生した。
【００４０】また、１３Ｃｒステンレス鋼では、傾斜
角：１２°、交叉角：２０°、中空素管の肉厚／外径
比：６．９％、平均肉厚加工度：０．３８以下とした試
験Ｎｏ．７は穴開き欠陥の発生が無く、肉厚／外径比が
４．０％の薄肉管の圧延が可能となった。試験Ｎｏ．
５、６は、穴開き欠陥が発生した。
角：１２°、交叉角：２０°、中空素管の肉厚／外径
比：６．９％、平均肉厚加工度：０．３８以下とした試
験Ｎｏ．７は穴開き欠陥の発生が無く、肉厚／外径比が
４．０％の薄肉管の圧延が可能となった。試験Ｎｏ．
５、６は、穴開き欠陥が発生した。
【００４１】
【発明の効果】本発明によれば、穴開き欠陥の発生を防
止し、マンドレルミル方式で薄肉管の製造が可能とな
る。具体的には、マンドレルミルでの穴開き欠陥の発生
が防止され、普通鋼では肉厚／外径比が２．０％以下の
薄肉管の製造が可能となる。また、マルテンサイト系ス
テンレス鋼では肉厚／外径比が４．０％以下の薄肉管の
製造が可能となる。
止し、マンドレルミル方式で薄肉管の製造が可能とな
る。具体的には、マンドレルミルでの穴開き欠陥の発生
が防止され、普通鋼では肉厚／外径比が２．０％以下の
薄肉管の製造が可能となる。また、マルテンサイト系ス
テンレス鋼では肉厚／外径比が４．０％以下の薄肉管の
製造が可能となる。
【図１】マンドレルミル方式による継目無鋼管の製造方
法を示す説明図である。
法を示す説明図である。
【図２】穴開き欠陥の発生状態を示す説明図である。
【図３】第ｉスタンドにおける溝底部の肉厚加工度を説
明する、孔型ロールとマンドレルバーの断面の模式図で
ある。
明する、孔型ロールとマンドレルバーの断面の模式図で
ある。
【図４】本実施形態にかかる穿孔圧延機を示す模式的平
面図である。
面図である。
【図５】本実施形態にかかる穿孔圧延機を示す模式的側
面図である。
面図である。
【図６】本実施形態にかかるマンドレルミルを模式的に
示す説明図である。
示す説明図である。
１：穴開き欠陥、２：圧延ロール、３：被圧延材、４：
圧延ロール溝底部（溝底部）５、７：部位、６：圧延ロ
ールフランジ部（フランジ部）、８：心金棒、Ｍｃ：圧
延ロール溝底（溝底）、１０：中実ビレット、２０：加
熱炉、３０：穿孔圧延機、３１ａ、３１ｂ：主ロール、
３２ａ、３２ｂ：ディスクロール、３３：心金棒、３
４：プラグ、３５：中空素管、４０：マンドレルミル、
４１：心金棒、４２ａ、４２ｂ、４３ａ、４３ｂ、４４
ａ、４４ｂ：圧延ロール、５０：絞り圧延機。
圧延ロール溝底部（溝底部）５、７：部位、６：圧延ロ
ールフランジ部（フランジ部）、８：心金棒、Ｍｃ：圧
延ロール溝底（溝底）、１０：中実ビレット、２０：加
熱炉、３０：穿孔圧延機、３１ａ、３１ｂ：主ロール、
３２ａ、３２ｂ：ディスクロール、３３：心金棒、３
４：プラグ、３５：中空素管、４０：マンドレルミル、
４１：心金棒、４２ａ、４２ｂ、４３ａ、４３ｂ、４４
ａ、４４ｂ：圧延ロール、５０：絞り圧延機。
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(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B21B 17/04
B21B 3/02
B21B 19/04
Claims (4)
- 【請求項１】 内部に芯金棒を挿入した中空の素管を複
数スタンドの圧延ロール間に通して前記素管の肉厚を圧
下し継目無鋼管に圧延する方法であって、前記複数スタ
ンドの各スタンドの圧延ロール溝底部の平均肉厚加工度
が０．４０以下であることを特徴とする継目無鋼管の圧
延方法。 - 【請求項２】 パスラインを挟んで対設されたコーン型
ロールで中実ビレットを中空の素管に穿孔し、次いで、
内部に芯金棒を挿入した前記素管を複数スタンドの圧延
ロール間に通して前記素管の肉厚を圧下し継目無鋼管に
圧延する方法であって、前記コーン型ロールの傾斜角β
及び交叉角γが下記式を満足し、前記複数スタンドの各
スタンドの圧延ロール溝底部の平均肉厚加工度が０．４
０以下であることを特徴とする継目無鋼管の圧延方法。 ８°≦β≦２０°、５°≦γ≦３５° - 【請求項３】 前記素管の肉厚／外径比が６．５％以下
で、前記継目無鋼管の材質が普通鋼で、該継目無鋼管の
肉厚／外径比が２．０％以下であることを特徴とする請
求項１または２に記載の継目無鋼管の製造方法。 - 【請求項４】 前記継目無鋼管の材質がＣ：０．１２〜
０．３０質量％、Ｃｒ：１１〜１４質量％を含有するマ
ルテンサイト系ステンレス鋼で、該継目無鋼管の肉厚／
外径比が４．０％以下であることを特徴とする請求項１
または２に記載の継目無鋼管の圧延方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000226996A JP3470686B2 (ja) | 2000-07-27 | 2000-07-27 | 継目無鋼管の圧延方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000226996A JP3470686B2 (ja) | 2000-07-27 | 2000-07-27 | 継目無鋼管の圧延方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002035809A JP2002035809A (ja) | 2002-02-05 |
| JP3470686B2 true JP3470686B2 (ja) | 2003-11-25 |
Family
ID=18720517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000226996A Expired - Fee Related JP3470686B2 (ja) | 2000-07-27 | 2000-07-27 | 継目無鋼管の圧延方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3470686B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102343362A (zh) * | 2010-08-03 | 2012-02-08 | 扬州龙川钢管有限公司 | 穿孔延伸一体机 |
| CN102343360A (zh) * | 2010-08-03 | 2012-02-08 | 扬州龙川钢管有限公司 | 大口径无缝钢管生产用复合穿轧机 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112570448B (zh) * | 2020-11-27 | 2023-04-14 | 中北大学 | 一种大型带内筋带导轨的矩形型材制造设备 |
-
2000
- 2000-07-27 JP JP2000226996A patent/JP3470686B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP2002035809A (ja) | 2002-02-05 |
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