JP3794923B2 - ストレッチレデューサ内で管の圧延時に厚肉端を最少にするための方法 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、管先端もしくは管端がストレッチレデューサを通過するとき、ロール回転数の定常比よりも大きい比で管端が圧延されるように個々の駆動されるロールスタンドのトルクを時間的に変更することによって、ストレッチレデューサ内で管の圧延時に厚肉端を最少にするための方法に関する。
【０００２】
管絞り圧延時の高い縦引張応力は、管端で有効伸びが低下する結果として現れる領域を意味するいわゆる「厚肉端」の発生を強める。管中間部に比べて管端の伸びが低下する原因は、定常操業状態に合わせて設計されたロール回転数比が管端で物理的最大引張応力を生成するのに一般に十分ではないことにある。管端は、定常圧延される管中間部に比べて、管端に向って増加する比較的大きな肉厚を有する。この肉厚が許容公差限界を超えると、これらの端部分を仕上管から切り捨てねばならない。
【０００３】
管端肉厚増加量の尺度は、個々の各塑性加工ステップ内、すなわち各スタンド内で定常状態時に作用する引張応力と非定常状態時に作用する引張応力との間の差である。発生過程の違いに基づいて（圧延方向に見て）前側管部分の肉厚曲線と後側管部分の肉厚曲線は異なる。それらは実質的に、肉厚の高まった領域の肉厚、肉厚曲線および長さにある。
【０００４】
公差外の厚肉管端は切断され、これは不良品を意味し、生産性を著しく低下させることがある。その理由から、厚肉管端の発生を防止しまたは少なくとも、末端損失が極力少ないままとなるように減少させることのできる方法が開発されねばならなかった。
【０００５】
管端でストレッチレデューサの駆動モータ回転数を適切に変更することによって定常塑性加工条件に近い応力状態および変形状態が調整されるとき、末端損失は僅かなものに抑えることができることが判明した。圧延操作のかみ込段階および尻抜け段階のとき回転数比を高めることによって、管端に作用する引張応力が高められ、こうして許容寸法を超える肉厚増大に対抗して働く場合、末端厚肉化に起因した材料損失を減少させることができる。引張応力曲線は公知の管端制御では最大可能な引張応力が算出されるように計算され、その際、まだ厚肉となっていない管部分が定常引張応力よりも高い引張応力を受けないように注意しなければならない。なぜならば、さもないと仕上管で、定常塑性加工条件下で生成する管肉厚を下まわることがあるからである。
【０００６】
しかしながら回転数の変更を実施し得るようにするために、ロール回転数に関して個々に制御可能な高速駆動システムが必要である。好適な群分割を有する群重なり駆動装置や個別駆動装置でも駆動装置として考えられる。
【０００７】
公知の方法では、殊に後側管端に比べて短い前側管端で、厚肉端のごく僅かな短縮が達成される。というのも、回転数比の上昇は正常管領域と厚肉端との間に許容外の減肉化が現れることによって制限されているからである。回転数上昇に関与する比較的少数のスタンドによって引張応力上昇の比較的狭い局所限定が不可欠であろう。殊に、かみ込段階中に末端厚肉化の効果的調節はかみ込側に配置される限定数のスタンド内でのみ可能である。しかし公知の回転数変更法では、比較的少ない数のスタンドで比較的弱い引張応力を加えることができるので、関与するスタンドを減らすことが可能でない。
【０００８】
本発明の課題は、厚肉管端の発生を一層減少させまたは防止するために、公知の管端制御の効果を高めかつ局所限定することである。
【０００９】
この課題を解決するために、本発明によれば、定常回転数比よりも小さい回転数比が定常回転数比と高められた回転数比との間で調整されることを特徴とする公知方法の改良が提案される。本発明のこの提案では、定常圧延状態に比べて低減された回転数比によって適切な厚肉化が調整される。すなわち、一方で引張応力上昇が局所限定され、厚肉化領域に一層良好に適合され、他方で厚肉管端と正常管との間の領域で、可能な許容外の減肉化が再び緩和される。本発明による回転数変更法によって許容外の減肉化を防止することができ、それとともになお一層大きな回転数比を調整することができ、厚肉端の短縮を達成することができる。
【００１０】
本発明による方法は群重なり駆動装置においても個別駆動装置においても応用可能ではあるが、衝撃荷重の結果としての回転数低下ゆえに前側管端で末端損失増を引き起こす電気的個別駆動装置の欠点が新規な回転数制御法によって比較的簡単な手段で防止することができることに特別の利点がある。
【００１１】
３つの線図に基づいて本発明がグラフで示して説明される。図１は管長にわたるロール回転数曲線を示し、図２は管長にわたる引張応力曲線を示し、図３は正常管と厚肉端との間の移行領域における管肉厚の曲線を示す。
【００１２】
３つの図すべてにおいて先行技術の曲線が破線で示してあり、本発明の曲線は実線で示してある。ストレッチレデューサの定常状態は点線で示してある。
【００１３】
図１に認めることができるように、破線で示された定常状態のロール回転数は単純化すると線形に上昇する直線に従っていることを示しています。定常状態の破線の途中から角度を変えて上昇する破線は、管端のかみ込時に回転数比ｎ１が高められることを示している。同時に、図２の引張応力上昇ｚ１は回転数上昇に関与する比較的少数のスタンドによって局所限定され、そのことから、図３に破線で示した肉厚曲線が生じる。認めることができるように、厚肉端（図３の右側）と正常管領域（図３の左側）との間の領域内に生じる管部分では公差限界以下の肉厚曲線を認めることができる。
【００１４】
ところで本発明により、図１に実線で示したように、ロール回転数は、管の端部付近で、ｎ２で示されているように、管の端部付近で定常回転数より低い回転数でロールが一定時間、回転した後、こんどは定常回転数より高い回転数で回転することを示している。
高められた回転数比と定常回転数比との間で定常回転数比よりも小さい回転数比を調整すると、一方で図２のｚ２に認めることができるように引張応力上昇が局所限定され、それとともに厚肉化領域に一層良好に適合される。同時に、図３の実線の曲線が示すように厚肉管端と正常管との間の領域で場合によって許容外の減肉化が再び緩和され、許容外の減肉化は防止される。こうしてなお一層大きな回転数比を調整することができ、そのことから、図３に長さ１１と長さ１２で視認可能とされたように厚肉管端が短縮され、その際、長さ１２＜長さ１１である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 管長にわたるロール回転数曲線を示すグラフである。
【図２】 管長にわたる引張応力曲線を示すグラフである。
【図３】 正常管と厚肉端との間の移行領域における管肉厚の曲線を示すグラフである。

Claims (4)

1. 複数の個別駆動ロールスタンドを有するストレッチレデューサ内で管を圧延する方法であって、前記方法は、
   管を前記複数のロールスタンドに送給し、前記管は、先端部と、末端部と、前記先端部と前記末端部との間の中間部と、前記先端部および末端部のそれぞれと前記中間部との間にある前記先端部および末端部に隣接する部分とを有し、
   前記中間部が前記ロールスタンドを通る間は、定常状態のロール回転数で管の中間部に作用するようにロールスタンドを駆動させ、
   前記先端部および末端部が前記ロールスタンドを通る間は、前記定常状態のロール回転数より高いロール回転数で先端部および末端部に作用するようにロールスタンドを駆動させ、
   前記先端部および末端部に隣接する部分が前記ロールスタンドを通る間は、定常状態のロール回転数より低いロール回転数で隣接する部分に作用するようにロールスタンドを駆動させる、
   ことを含む、方法。
2. 管中間部に作用する定常状態ロール回転数は、スタンドからスタンドへと概ね直線的に増加する、請求項１に記載の方法。
3. 複数の個別駆動ロールスタンドを有するストレッチレデューサ内で管を圧延する方法であって、前記方法は、
   管を前記複数のロールスタンドに送給し、前記管は、先端部と、末端部と、前記先端部と前記末端部との間の中間部と、前記先端部および末端部のそれぞれと前記中間部との間にある前記先端部および末端部に隣接する部分とを有し、
   前記中間部が前記ロールスタンドを通る間は、定常状態のロール回転数で管の中間部に作用するようにロールスタンドを駆動させ、
   前記先端部が前記ロールスタンドを通る間は、定常状態のロール回転数より高いロール回転数で先端部に作用するようにロールスタンドを駆動させ、定常状態のロール回転数より低いロール回転数で先端部に隣接する部分に作用するようにロールスタンドを駆動させ、かつ定常状態のロール回転数で中間部を駆動させる、
   ことを含む、方法。
4. 管中間部に作用する定常状態ロール回転数は、スタンドからスタンドへと概ね直線的に増加する、請求項３に記載の方法。

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