JP4012570B2 - 管圧延機のロールのロール輪郭 - Google Patents

Description

本発明は、厚肉管、特に０．２５より大きい壁厚／直径比を有する厚肉管を圧延するための３ロール形ロールスタンドを有するレデューサのほぼ円形に孔型が形成されるロールのロール孔型輪郭に関する。
従来のレデューサでは薄肉管を圧延するために通常は円形ではなく３つの円弧により形成されている楕円形に類似の孔型形状が使用され、この孔型形状の楕円の短い方の半軸がロール中央部を形成している。楕円の長い方の半軸は孔型の縁部にあり、先行の孔型のロールの短い方の半軸より大きい。これにより、ロール間隙の中への圧延材料のかみ出しを防止し、ひいてはロール縁部マーキングの発生を防止しようとする。しかしこのような孔型形状は、０．１を越える壁厚比を有する管が圧延される場合には圧延技術的に限界に到達する。この場合には多角形形成が発生する、すなわち所望の円形の管の内面輪郭からのずれが発生する。この多角形形成は極端な場合にはほぼ六角形の内面横断面を形成し、このような横断面は管の使用可能性を大幅に制限する。
厚肉管を圧延する場合、公知の楕円形孔型ではほとんど可能でなく、従って円形により近い孔型形状を用いなければならない。このような孔型形状により多角形形成はより良好に抑圧されることが可能である。これに関連して"Archiv fuer das Eisenhuettenwesen"誌（第４１巻、第１１号、１９７０年１１月、１０４７〜１０５３頁）に説明されている。結果としてこの公知の従来の技術は、管圧延路の薄肉プログラム区間のためにレデューサの中の特別な孔型形状を使用することを提案する。この特別な孔型形状は圧延動作の間に管のすべての側を包囲するように働く。すなわちこの特別な孔型形状はほぼ円形の孔型形状である。このような措置は可能である、何故ならば厚肉管は、薄肉管に比して外面における圧延縁部マーキングを形成する傾向が大幅に小さいからである。この場合にロール開度の選択は、最短の接触面長と最長の接触面長との間の差が最小である、すなわちロールと管との接触面が矩形を形成するように行われる。
しかし、前述の文献からの教示を適用する場合、小さいロール開度を有する孔型列の中で管とロールとの間の均一な接触面が達成されないことが分かった。通常の孔型加工技術では、３つの接触点すなわちロール溝底の中とロール縁部とにおける３つの接触点を有する接触面が形成される。これは前述の文献の１０５２頁の図１１に示されている。ロールと圧延材との間の接触面の中の接触点は、０．２５より大きい肉厚／直径比を有する非常に厚肉の管においてはやはり管の内面の丸みからのズレを惹き起し、従って品質を大幅に劣化させる。更に摩擦が増大し、従ってロールがより強く摩耗する。
"Archiv fuer das Eisenhuettenwesen"誌（第４１巻、第１１号、１９７０年１１月）に説明されている従来の技術から出発して本発明の課題は、従来の技術のほぼ円形のロール孔型を有するロールの孔型輪郭を、圧延材とロールとの間の望ましくない接触点の発生が回避されるか又は少なくとも低減されるように改善することにある。
上記課題を解決するために本発明により、ロール中央部の領域内に直径広がり部を有し、その直径広がり部の中で、圧延方向で見てその前段に配置されている孔型のロール縁部の領域で圧延された領域が変形されることが提案される。
ロール中央部領域内の直径を的確に大きくすることにより、ロール中央部の中での接触長を短縮することが可能であり、従って均一な接触面を得ることが達成される。このようにして管はもはやロール中央部の領域内で過度な応力を印加されない、何故ならば従来の技術において明瞭に分かる接触点が大幅に平にされるからである。
直径広がりの程度はロールの直径から出発してロール直径の約０．５％〜１．０％であり、ロール中央の両側でロール中心からの見込み角約１０〜１５°にわたり延在すると特に有利である。このような寸法において管は良好な結果を示す、すなわちロールと圧延材との間にほぼ矩形の接触面が得られる。
本発明を改善する１つの措置では、ロールの溝底における直径広がり部に加えてロール縁部の領域内に直径広がり部が設けられる。この直径広がり部は例えばロールの端縁において半径を３〜５ｍｍだけに増加することにより達成される。従来の技術では３ｍｍより短かったのをこのような半径にすることによっても孔型における変形状態の大幅な改善が達成され、接触点の形成がロールの端縁領域内でも大幅に低減されることが分かった。
本発明の１つの実施の形態が図面に示され、次に説明される。
図１は管が入込んでいる本発明の孔型ロールを部分的に切断して示す前面図、図２は管と本発明の孔型ロールとの間の接触面を水平面に投影した投影図である。
図１において１により、本発明の回転軸線２を中心に回転する孔型ロールが示され、これを３個組み合わせることにより孔型全体が形成される。圧延される管が３において概略的に示されている。孔型ロール１のほぼ円形の孔型４はロール中央５の領域内の直径が広がり、すなわちロール中央の深さが増加している。更なる直径広がり部６が本発明ではロール縁部の領域内に設けられ、ロール２の端縁部における半径長増加の形で設けられている。図１において分かりやすくするために破線により従来のロール形状７が示されている。この従来のロール溝形状は、管３とロール１との間の接触面の投影を示す図２においても示されている。ロール２の両方の端縁側におけるロール１の中央部９の領域内及びロール縁部１０の領域内に従来のロールにおいて発生する接触点８が明瞭に分かる。これらの接触点８及び１０はロール２の入側に発生し、仕上り管３における前述の内面に非円形部の形成を惹き起する。
図２において実線により示されている本発明によるロールへの管の接触面を観察すると、接触点８及び１０の尖りが大幅に低減されていることが分かり、従って接触長１１を有するほぼ矩形の接触面が形成される。接触面のこの変化はロール中央部の直径広がり部５及びロール縁部の領域内の直径広がり部６により惹き起される。

Claims (3)

1. ０．２５より大きい壁厚／直径比を有する厚肉管を圧延するための３ロール形ロールスタンドを有するレデューサのほぼ円形に孔型が形成されるロールのロール輪郭の構造であって、ロールの溝底に孔型の直径を拡大するように形成された直径拡大部を備え、圧延方向で見てその前段に配置されている孔型のロール縁部の領域で圧延された管材の範囲が、前記直径拡大部（５）内で変形されることとなることを特徴とするロール輪郭の構造。
2. 前記直径拡大部（５）は孔型の直径を基準として孔型の直径の０．５％〜１．０％にわたり広くなっており、ロール中央の両側でロール中心からの見込み角１０°〜１５°にわたり延在することを特徴とする請求項１に記載のロール輪郭の構造。
3. 直径拡大部（５）に加えてロール（１）の溝底において直径拡大部（６）がロール縁部の領域内に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のロール輪郭の構造。

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