JP4389869B2 - 継目無管の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、継目無管の製造方法に関する。具体的には、本発明は、継目無管の肉厚が周方向へ部分的に変動することを防止することができる継目無管の製造方法に関する。

図１は、例えば継目無鋼管等の継目無管の慣用される製造工程１の一例を簡略化して示す説明図である。この製造工程１では、円柱状のビレット（ｂｉｌｌｅｔ）を穿孔圧延機（ｐｉｅｒｃｉｎｇ ｍｉｌｌ）（いずれも図示しない）により穿孔して素管４とする。この素管４に、カリバーロールを備える圧延スタンド２ａ〜２ｃを有するとともにカリバーロールとマンドレルバー５との間で素管４を圧下する機能を有するマンドレルミル２を用いた延伸圧延と、周方向へ１２０度の等間隔で配置された３つのカリバーロールを備える圧延スタンド３ａ〜３ｃを有するサイザー３を用いた定径圧延とを順次行うことによって、所定の外径及び肉厚を有する継目無管を製造する。

定径圧延した継目無管には、肉厚が周方向へ部分的に変動する偏肉が発生する。この偏肉の程度には、製品として許容される所定の基準がある。これまで、この基準を満足するために、マンドレルミル２ではマンドレルミル２による延伸圧延にのみ起因する偏肉を抑制するとともに、サイザー３ではサイザー３による定径圧延にのみ起因する偏肉を抑制することが行われてきた。すなわち、従来は、素管４は延伸圧延を終了した段階で偏肉を生じないように延伸圧延される。そして、この延伸圧延を行われた素管４は、均熱炉６に装入されて、定径圧延によって偏肉を生じないように均一な温度に加熱された後に、サイザー３による定径圧延を行われていた（図１における破線矢印で示す工程参照）。

近年では、生産性の向上を図るために、図１中に実線矢印で示すように、マンドレルミル２により延伸圧延された素管４は、均熱炉６を通らずに延伸圧延終了後直ちにサイザー３によって定径圧延されるようになってきた。しかし、均熱炉６による加熱を行わないと、以下に列記する理由（ａ）〜（ｃ）によりサイザー３に投入される素管４の周方向の温度分布が不均一になる。

（ａ）マンドレルミル２の最後の圧延スタンド２ｃで圧下された部分は、素管４の内部に挿入されたマンドレルバー５に接触したままでマンドレルミル２から搬出され、その後、素管４からマンドレルバー５が引き抜かれる。この間に素管４の熱がマンドレルバー５へ伝わるため、素管４における最終スタンド２ｃで圧下された部分の温度がこの部分以外の他の部分の温度よりも低下する。そして、この温度低下は、マンドレルミル２による延伸圧延が終了してからマンドレルバー５を素管４から引き抜くまでの時間が長いほど、大きくなる。

（ｂ）図１に示すように、通常の２ロールのマンドレルミル（２−ｒｏｌｌ ｍａｎｄｒｅｌ ｍｉｌｌ）では、各圧延スタンド２ａ〜２ｃのカリバーロール対は、圧下方向が互いに９０度ずつ異なる方向となるように、連続して配置される。このため、素管４のうちで各カリバーロール対の圧下方向と管断面中心から４５度交叉する方向に位置する外面は、全てのスタンドでカリバーロールに接触することになるとともに、この外面に対応する内面も全てのスタンドでマンドレルバー５に接触する。このため、素管４のうちで各カリバーロール対の圧下方向と４５度交叉する方向に位置する外面及び内面の温度低下は、この部位以外の外面及び内面の温度低下よりも著しくなる。

（ｃ）マンドレルミル２の偶数番目の圧延スタンド（図示例では圧延スタンド２ｂ）の設置数と奇数番目の圧延スタンド（図示例では圧延スタンド２ａ、２ｃ）の設置数とが異なる場合や、各圧延スタンド２ａ〜２ｃでの圧下量が異なる場合には、素管４には圧下方向による温度差が生じる。

そして、サイザー３による定径圧延では、素管４の内面を拘束せずに圧下して外径を減ずるため、一般に素管４の肉厚は増加する。特に素管４の温度が高い部分は、温度が低い部分に比較すると、変形抵抗が小さいために肉厚の増加量が大きくなる。このため、定径圧延を終了した継目無管には、肉厚が周方向へ部分的に変動する偏肉が生じる。よって、サイザー３による定径圧延を終了した継目無管には、マンドレルミル２の最後の圧延スタンド２ｃのカリバーロールと接触した位置に相当する部分の肉厚と、各カリバーロール対の圧下方向と４５度交叉する方向に位置に相当する部分の肉厚とが、いずれもこれら以外の他の部分の肉厚よりも薄くなる。

ところで、特許文献１には、マンドレルミルのカリバーロールの表面に、局部的な薄肉部を相殺するための溝を刻設しておくことによって、継目無管に延伸圧延に起因した偏肉が発生することを抑制するための発明が開示されている。
特開平１−２８４４１１号公報

しかし、局部的な薄肉部の程度、すなわち薄肉量は、操業条件により変動するため一定ではない。したがって、特許文献１により開示された発明のように、表面に薄肉部を相殺するための溝を刻設したカリバーロールを用いて延伸圧延を行っても、薄肉部の薄肉量が想定していた量と相違する場合には、この溝により薄肉部を完全に相殺して偏肉を解消することはできない。

なお、溝の深さが異なる複数のカリバーロールを予め準備しておき、薄肉量に応じた適正な深さの溝を有するカリバーロールを用いれば、この偏肉を解消することは可能である。しかし、これでは、溝の深さが異なる多数のカリバーロールを保有しなくてはならなくなり、コスト増加は避けられないとともに、カリバーロールの取り替え時間が大幅に増加するために継目無管の製造工程の生産性を著しく低下させてしまう。このため、この手段は実際の生産には適用できない。

さらに、特許文献１により開示された発明を実施すると、カリバーロールの表面に刻設した溝によって素管４の周方向へのメタルフローが著しく阻害され、カリバーロールの焼き付きや製品の外面疵を誘発し易い。

本発明の目的は、肉厚が周方向へ部分的に変動することを確実に防止することができる継目無管の製造方法を提供することである。

本発明は、継目無管の肉厚が周方向において部分的に変動することを確実に防止するために、延伸圧延を終了した時点の素管に偏肉を積極的に生じさせておくという、極めて独創的な技術思想に基づくものである。

つまり、素管に延伸圧延及び定径圧延を順次行って継目無管を製造する際に、定径圧延により生じる継目無管の周方向の肉厚変動を相殺するための肉厚変動を、延伸圧延終了時の素管の周方向に形成する。

具体的には、素管に延伸圧延及び定径圧延を順次行って継目無管を製造する際に、継目無管の周方向への厚さが変動する肉厚変動部位を予め求めておき、延伸圧延を終了した素管における肉厚変動部位に相当する位置の厚さがこの部位を除く部位の厚さと異なるように、延伸圧延を行うことによって、継目無管の製品における肉厚変動部位の発生を抑制する。

本発明は、素管に延伸圧延及び定径圧延を順次行って継目無管を製造する際に、継目無管の周方向への厚さが変動するとともに肉厚が薄い薄肉部位である肉厚変動部位を延伸圧延に先立って求めておき、肉厚変動部位に相当する部位が延伸圧延の圧下方向と４５度交差する方向となる位置を含む場合には、延伸圧延を、この延伸圧延を行うマンドレルミルのロールギャップを孔型が真円となる位置よりも締め込むとともに、孔型が真円となるロールギャップ時にマンドレルミルの出側における肉厚が目標肉厚となるマンドレルバーの外径よりも小さい外径のマンドレルバーを用いることにより、行うことによって、延伸圧延を終了した時点の素管の周方向に、定径圧延により生じる、継目無管の周方向への厚さが変動する肉厚変動部位を相殺することができる肉厚変動部位を形成して、延伸圧延を終了した素管の、肉厚変動部位に相当する部位であって延伸圧延の圧下の方向と４５度交差する方向となる位置を含む部位の厚さがこの部位を除く部位の厚さと異なるようにすることを特徴とする継目無管の製造方法である。

また、本発明は、素管に延伸圧延及び定径圧延を順次行って継目無管を製造する際に、継目無管の周方向への厚さが変動する肉厚変動部位である、肉厚が薄い薄肉部位を延伸圧延に先立って求めておき、肉厚変動部位に相当する部位が延伸圧延を行う最終スタンドの圧下方向となる位置を含む場合には、延伸圧延を、この延伸圧延を行うマンドレルミルの最終の圧延スタンドのロールギャップをロール孔型が真円となる位置よりも広げるとともに、その前の圧延スタンドの圧下方向のロールギャップをロール孔型が真円となる位置よりも締めることにより、行うことによって、延伸圧延を終了した時点の素管の周方向に、定径圧延により生じる、継目無管の周方向への厚さが変動する肉厚変動部位を相殺することができる肉厚変動部位を形成して、延伸圧延を終了した素管の、肉厚変動部位に相当する部位であって延伸圧延を行う最終スタンドの圧下方向となる位置を含む部位の厚さが当該部位を除く部位の厚さと異なるようにすることを特徴とする継目無管の製造方法である。

本発明に係る継目無管の製造方法において「肉厚変動部位」とは、継目無管の横断面における平均肉厚（継目無管の周方向の複数点の肉厚測定値の平均値）に対して肉厚が適宜定めた所定の率（例えば１％）以上変動する部分を意味する。
ここで、肉厚変動部位の肉厚が平均肉厚に比べて薄い場合は薄肉部位と判定し、平均肉厚に比べて厚い部位は厚肉部位と判定する。

このように、本発明に係る継目無管の製造方法では、継目無管に薄肉部位を生じた場合には、延伸圧延終了時の素管における肉厚変動部位に相当する位置の肉厚が、この部位を除く部位の肉厚よりも厚くなるように延伸圧延を行う。一方、継目無管に厚肉部位を生じた場合には、延伸圧延終了時の素管における肉厚変動部位に相当する位置の肉厚が、この部位を除く部位の厚さよりも薄くなるように延伸圧延を行うことが、望ましい。

このように、本発明に係る継目無管の製造方法では、延伸圧延終了時の素管における肉厚変動部位に相当する部位が、管中心からみてこの圧下の方向と４５度交差する方向となる位置を含む部位であって肉厚変動部位が薄肉部位である場合には、延伸圧延工程において圧延機のロールギャップをロール孔型が真円となる（以降の説明における「ロール孔型が真円となる」との用語は、「対向して配置された一対のカリバーロールのそれぞれの溝底部の間の距離の逆数の２倍が、各カリバーロールの溝底部の曲率と等しくなること」を意味するものとする）位置よりも締め込むととともに、このロール孔型が真円となるロールギャップ時に延伸圧延終了時の素管の肉厚が目標肉厚となるマンドレルバーの外径よりも小さい外径のマンドレルバーを用いて、延伸圧延を行う。

さらに、本発明に係る継目無管の製造方法では、延伸圧延終了時の素管における肉厚変動部位の位置に相当する部位が延伸圧延を行う最終スタンドの圧下方向となる位置を含む部位であって肉厚変動部位が薄肉部位である場合には、延伸圧延工程において、圧延機の最終スタンドのロールギャップをロール孔型が真円となる位置よりも広げるとともに、最終スタンドの前の圧延スタンドの圧下方向のギャップを孔型が真円となる位置よりも締めることにより、行われる。

本発明により、肉厚が周方向へ部分的に変動することを防止して、継目無管を製造することができる。

［第１の実施の形態］
本発明に係る継目無管の製造方法の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以降の説明では、継目無管が継目無鋼管であり、延伸圧延は１８０度間隔で配置された２つのカリバーロールを備える圧延スタンドを有するマンドレルミルを用いて行われ、さらに、定径圧延は１２０度間隔で配置された３つのカリバーロールを備える圧延スタンドを有するサイザーを用いて行われる場合を例にとる。

（肉厚変動部位の特定）
図１に示すように、継目無鋼管の素管４に、１８０度の間隔で配置された２つのカリバーロールを備える圧延スタンド２ａ〜２ｃを有するマンドレルミル２を用いた延伸圧延と、１２０度の等間隔に配置された３つのカリバーロールを備える圧延スタンド３ａ〜３ｃを有するサイザー３を用いた定径圧延とを行って継目無鋼管を製造する。本実施の形態では、延伸圧延を行うに先立って、定径圧延を終了した継目無鋼管の厚さが周方向へ部分的に変動する肉厚変動部位を求めておく。以下、継目無鋼管における肉厚変動部位を求める手順について説明する。

定径圧延をサイザー３により行う本実施の形態では、肉厚変動部位は、通常、薄肉部位である。なお、定径圧延をストレッチレデューサにより行う場合には、圧延条件によっては、肉厚変動部位は厚肉部位となることもある。
肉厚変動部位は、製造された継目無鋼管の偏肉位置及び偏肉量を測定することによって、特定することができる。

測定方法は、例えば、定径圧延機の出側に設置したγ線方式の熱間肉厚計で測定することができる。また、冷却後にオフラインにおいて、マイクロメータによって、又は超音波探傷器（管外面及び管内表面それぞれからの反射時間の差から肉厚を計算する）によって測定できる。

いずれの方法で測定する場合でも、圧延時の周方向位置と測定時の周方向位置との関係を正確に把握することが必要となる。定径圧延機の出側に設置したγ線方式の熱間肉厚計で測定する場合は、圧延時及び測定時それぞれの周方向位置は、ほぼ一致する。一方、冷却後にオフラインにて測定する場合は、例えば、予め素管の周方向の一部に目印（ポンチマーク等）を付けておく方法がある。

（特定した肉厚変動部位を相殺する延伸圧延）
本実施の形態では、このようにして継目無鋼管における肉厚変動部位を予め求めておき、延伸圧延を終了した素管における肉厚変動部位の位置に相当する部位の厚さが、この部位を除く他の部位の厚さとは異なるように、マンドレルミル２により延伸圧延を行い、定径圧延における肉厚変動と相殺させるようにする。

本実施の形態では、マンドレルミル２による延伸圧延が互いに９０度交差する２方向への圧下により行われるため、延伸圧延を終了した素管における肉厚変動部位の位置に相当する部位は、管中心からみてこの圧下の方向と４５度交差する方向となる位置を含む部位、又は、延伸圧延を行う最終の２つの圧延スタンドの圧下方向となる位置を含む部位の一方又は双方の部位となる。

そして、この延伸圧延終了時の素管における肉厚変動部位の位置に相当する部位が管中心からみて圧下の方向と４５度交差する方向となる位置を含む部分に対しては、延伸圧延を行うマンドレルミル２の圧延スタンド２ｂ、２ｃのロールギャップを、ロール孔型が真円となる位置よりも締め込むととともに、使用するマンドレルバー５の外径を、ロール孔型が真円となるロールギャップ時にマンドレルミル２の出側における素管の肉厚を目標肉厚とすることができるマンドレルバー５の外径よりも小さい外径を有するマンドレルバーを用いることにより、延伸圧延を行う。

一方、上述した肉厚変動部位に相当する部位が、延伸圧延を行う最終の圧延スタンド２ｃの圧下方向となる位置を含む部分である場合には、マンドレルミル２の最終の圧延スタンド２ｃのロールギャップを、ロール孔型が真円となる位置よりも広げるとともに、その前の圧延スタンド２ｂの圧下方向のギャップを、ロール孔型が真円となる位置よりも締めた後に、延伸圧延を行う。

ここで、図２（ａ）はこの「溝底部の間の距離」を示す説明図であり、図２（ｂ）は「溝底部の曲率」を示す説明図である。「溝底部の間の距離」とは図２（ａ）における距離ｄを意味する。一方、「溝底部の曲率」とは、溝底部の平均曲率と同義であって、∫^{（９０／ｎ）×０．８} _{−（９０／ｎ）×０．８}Ｈ（θ）ｄθ／｛（９０／ｎ）×０．８×２｝として求められる。なお、符号ｎは１スタンドを構成するロールの数を示すとともに符号Ｈ（θ）は図２（ｂ）のθにおける曲率を示し、

と定義される。

実際のマンドレルミル２においては、これら「溝底部の間の距離ｄ」及び「溝底部の曲率∫^{（９０／ｎ）×０．８} _{−（９０／ｎ）×０．８}Ｈ（θ）ｄθ／｛（９０／ｎ）×０．８×２｝」は、各カリバーロールの設計図に基づく図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す断面に基づいて計算することにより、求められる。

また、これとは異なり、実際に継目無鋼管の生産に供しているカリバーロールの溝底部の寸法及び形状を実測することにより、求めるようにしてもよい。溝底部の寸法及び形状の実測方法として、例えば次のような方法がある。
（１）カリバーロールの断面を５００万画素以上のデジタルカメラ等（例．キヤノン製 ＥＯＳ−１Ｄ ＭａｒｋＩＩ）を用いて撮影する。

（２）撮像画をビットマップ形式の画像に変換して、ＰａｉｎｔｓｈｏｐＰｒｏ等の画像処理ソフトを用いて画像の濃淡のコントラストを変える、またはグレースケールに変換するなどの画像処理を行う。
（３）画像処理データからロールの溝境界線を抽出して、得られた曲線に対して上記計算式に基づいて数値計算を行う。

また、別の方法として、
（１）市販されている３次元座標測定器（例．東京精密製 ＵＰＭＣ−ＣＡＲＡＴ）により、まずはプローブの操作領域をロール回転軸に対して垂直な平面内に固定した上で、その平面内で直行する座標軸ｘ軸、ｙ軸を決める。

（２）ロール表面にプローブを沿わせて、ｘが最も大きくなる点を探し、プローブの操作領域をその点を含みｘ軸、ロール軸を含む平面内に固定し直す。
（３）その平面内で、かつ上記の断面に沿ってロール表面にプローブを沿わせることによって溝表面の曲線を抽出する。

（４）得られた曲線に対して上記計算式に基づいて数値計算を行う。
本実施の形態では、継目無鋼管の薄肉化した部分の薄肉率分に対応して、この部分に該当するマンドレルミル２の出側の素管４が所定の厚肉率となるように、マンドレルミル２による延伸圧延条件を調整する。

なお、マンドレルミル２により付与する厚肉量は、サイザー３による定径圧延を行った後の継目無鋼管に生じる薄肉部位の薄肉量以上であることが望ましく、この薄肉量に所定の倍率α（＞１）をかけて求めることができる。この倍率αは、サイザー３による定径圧延での外径圧下率が大きい場合には、それに応じて大きく設定すればよく、また、サイザー３にて定径圧延する直前の素管４の局部的な温度差が大きいような場合にも大きく設定すればよい。

このような定径圧延での外径圧下率と定径圧延後に生じる薄肉部位の薄肉量との関係、及び定径圧延後に生じる薄肉部位の薄肉量と延伸圧延において付与すべき厚肉量との関係は、いずれも、線形の関係にある。したがい、所定の測定を行って係数を予め決定しておけば、マンドレルミル２により付与する厚肉量を迅速かつ簡単に決定することができる。

このように、本実施の形態では、肉厚変動部位は薄肉部位であるため、延伸圧延を終了した素管における肉厚変動部位の位置に相当する部位の厚さがこの部位を除く部位の厚さよりも大きくなるように、延伸圧延を行う。

（定径圧延）
このように、肉厚変動部位に相当する部位の厚さがこの部位を除く他の部位の厚さよりも大きくなるように延伸圧延された素管４に対して、通常の条件で、サイザー３による定径圧延を行う。

この素管４は、肉厚変動部位の位置に相当する部位の厚さがこの部位を除く他の部位の厚さよりも大きくなっているため、この肉厚の増加分量が、サイザー３による定径圧延において、上述した理由（ａ）〜（ｃ）に起因して薄肉化する量と相殺する。このため、本実施の形態により、継目無管の肉厚が周方向へ部分的に変動することが簡単かつ確実に防止される。

さらに、本実施の形態では、以下に列記する手段（ｉ）〜（ｉｖ）を採用すれば、マンドレルミル２を用いた延伸圧延によって付与する厚肉量を小さくすることができるため、特にマンドレルミル２による部分的な厚肉化を充分に行えない場合にも対応することができる。

（ｉ）マンドレルミル２による圧延後に、マンドレルバー５をできるだけ早期に素管から引き抜く。
（ｉｉ）マンドレルミル２による圧延後に、マンドレルバー５が素管４の内面に接触しないような延伸圧延条件を定める。

（ｉｉｉ）サイザー３での外径圧下量をできるだけ小さく設定する。
（ｉｖ）マンドレルミル２による圧延後に、素管４を加熱炉で均熱する。

以上説明したように、マンドレルミル２を用いた延伸圧延において、上述した理由（ａ）〜（ｃ）により必然的に温度が低下する部分を予め厚肉化した素管４を製造し、サイザー３を用いて定径圧延を行うことによって、偏肉量を、製品として許容される所定の基準を満足することができる程度に充分に抑制することが可能となる。

また、以上説明した実施の形態とは異なり、以下に列記する手段（ｖ）〜（ｉｘ）を採用してもよい。
（ｖ）製造された継目無鋼管の偏肉の位置及び量を測定し、それによって、マンドレルミル２のロールギャップをフィードバック制御して調整するようにしてもよい。これは、オンラインで自動制御化して行ってもよい。

（ｖｉ）マンドレルミル２の出側の素管４及びサイザー３の出側の鋼管の温度分布を測定し、定径圧延後の偏肉発生の位置及び量を予測し、その予測に基づいてマンドレルミル２のロールギャップをフィードバック制御して調整するようにしてもよい。

（ｖｉｉ）さらに、必要に応じて均熱炉を通したりして、マンドレルバー４の温度を調整してもよい。
（ｖｉｉｉ）偏肉を形成するマンドレルミル２の最終の二つの圧延スタンド２ｂ、２ｃのギャップのみではなく、これらの圧延スタンド２ｂ、２ｃよりも上流の圧延スタンドのギャップも調整して延伸圧延工程全体のバランスをとってもよい。

（ｉｘ）マンドレルミル２の出側における素管４の厚肉量と、サイザー３での外径圧下量等と、継目無鋼管の製品の偏肉量との関係を予め測定しておき、その対応関係を表あるいは回帰式等で把握し、この表又は回帰式をコンピュータ等に記憶させておき、上位コンピュータから得られた製造条件と、この表又は回帰式とを用いて製造条件を決定して圧延を行えば、圧延の開始時から高精度の製品を製造することも可能である。また、圧延結果をフィードバックしてこの表又は回帰式を修正すれば、より高精度の製品を製造することができる。

実施例１は前記の理由（ｂ）により、定径圧延終了後の継目無管に薄肉部位が、管中心からみて、延伸圧延の圧下の方向と４５度交差する方向となる４箇所の位置に発生したと判定された場合に本発明方法を実施した例である。

継目無鋼管の製造条件を以下に示す。なお、図３には、マンドレルミルの最終の二つの圧延スタンドの孔型を模式的に示す。
（１）対象材
最終製品の寸法 外径：２４５ｍｍ、肉厚：１２ｍｍ
材質 普通鋼
（２）製管工程
加熱炉→ピアサ→マンドレルミル→エキストラクティングサイザー
（３）マンドレルミルの最終の二つの圧延スタンドの孔型の寸法
オフセット量 Ｓ＝０ｍｍ
Ｒ_１＝１５０ｍｍ
φ_１＝４５°
ロール孔型が真円となるマンドレルミルの基準ギャップ Ｇ_０＝５０ｍｍ

（４）評価方法
最終製品の局部的な薄肉率を次のようにして求めた。
最終成品の局部的な薄肉率
＝（局部的な薄肉部の肉厚−最終製品の平均肉厚）／最終製品の平均肉厚×１
００（％）
（５）詳細条件

なお、本実施例において、従来方法Ａとは、圧延スタンドの圧下方向のロールギャップをロール孔型が真円となる位置に設定して圧延する方法である。本発明方法Ａとは、圧延スタンドの圧下方向のロールギャップをロール孔型が真円となる位置よりも２．１ｍｍ締めこんで圧延する方法である。本発明方法Ｂとは、圧延スタンドの圧下方向のギャップを孔型が真円となる位置よりも２．８ｍｍ締めこんで圧延する方法である。

その結果、従来方法Ａでは、４２３本製造して最終製品の局部的な薄肉率は２．５０％（０．３ｍｍ）であった。
これに対し、薄肉化量分を厚肉化した本発明方法Ａでは９５本製造して最終製品の局部的な薄肉率が１．００％（０．１２ｍｍ）に抑制され、さらに、薄肉化量分を超えて厚肉化した本発明方法Ｂは２１８本製造して最終製品の局部的な薄肉率が０．１５％（０．０２ｍｍ）であった。

実施例２は、前記の理由（ａ）、（ｃ）により、定径圧延終了後の継目無管に薄肉部位が、管中心からみて定径圧延機の最終スタンドの圧下方向となる２箇所の位置に発生したと判定された場合に本発明方法を実施した例である。
下記の３つの条件Ｉ〜ＩＩＩにより、継目無鋼管を製造した。

条件Ｉ：直径３２０ｍｍ、厚さ３０ｍｍ、長さ６０００ｍｍ、１０００℃の素管を５スタンドのマンドレルミルを用いて直径２７０ｍｍ、厚さ１５ｍｍに延伸圧延した。そして、延伸圧延後に全く均熱せずにサイザーを用いて定径圧延を行った。

条件ＩＩ：直径３２０ｍｍ、厚さ３０ｍｍ、長さ６０００ｍｍ、１０００℃の素管を５スタンドのマンドレルミルを用いて直径２７０ｍｍ、厚さ１５ｍｍに延伸圧延し、再加熱炉（９５０℃）に５分間炉内に滞留させてから、サイザーを用いて定径圧延を行った。

条件ＩＩＩ：直径３２０ｍｍ、厚さ３０ｍｍ、長さ６０００ｍｍ、１０００℃の素管を６スタンドのマンドレルミルを用いて直径２７０ｍｍ、厚さ１５ｍｍに延伸圧延し、全く均熱せずに、サイザーを用いて定径圧延を行った。

なお、表中のマンドレルミルで付与する厚肉量とは、最終スタンドにおいて、ロールギャップ位置を、対向して配置された一対のカリバーロールのロール孔型が真円となる位置から広げた量を表わしている。また、最終スタンドから一つ手前のスタンドにおいては、逆に、ロール孔型が真円となる位置から同じ量を締め込んでいる。
結果を表２にまとめて示す。

なお、偏肉率は次式で定義した。
｛（マンドレルミル奇数スタンド溝底部の製品肉厚（２箇所の平均）−マンドレルミル偶数スタンド溝底部の製品肉厚（２箇所の平均））／平均製品肉厚｝×１００（％）

また、フィードバック方法は、同一鋼種及び寸法の圧延時の過去１０本データの最終スタンドの溝底部の肉厚と、その手前のスタンドの溝底部の肉厚との差の平均値を求め、その逆符号の半分の量だけ、最終スタンドの溝底部の肉厚とその手前のスタンドの溝底部の肉厚とを調整することで行った。偏肉制御量を変えた場合の例も示す。

延伸圧延時に厚肉量を付与することにより、偏肉率は低減している。偏肉率の発生し易い条件である条件Ｉにおいても、本発明の実施により偏肉率が大幅に低減している。また、フィードバック制御を行った発明例Ｇにおいては、肉厚変動部位の発生を完全に抑制している。

また、最終２スタンドよりもさらに前段の２スタンドも、最終２スタンドと同様に圧下量を変更すると、表３の発明例Ｉに示すように傷の発生も防止することができる。

これらの効果は、２ロールマンドレルミルだけでなく、３ロールマンドレルミル、４ロールマンドレルミルにおいても同様に得られる。

（変形形態）
上述した説明では、継目無管が継目無鋼管である場合を例にとった。しかし、本発明は、継目無鋼管に限定されるものではなく、継目無鋼管以外の他の継目無金属管にも等しく適用可能である。

上述した第１の実施の形態の説明では、定径圧延が１２０度間隔で配置された３つのカリバーロールを備える圧延スタンドを有するサイザーを用いて行われた場合を例にとった。しかし、本発明はサイザーを用いて定径圧延を行う態様には限定されず、ストレッチレデューサを用いて定径圧延を行う場合にも等しく適用される。また、定型圧延機のロール数も２つでも良く、３つには限定されない。

ストレッチレデューサを用いて定径圧延を行うと、条件によっては素管は減肉されることがある。減肉される場合には、温度が低い部分の薄肉量が小さくなるので、本実施の形態では、第１の実施の形態とは逆にマンドレルミルでその部分を薄肉化しておけばよい。

図１は、継目無管の慣用される製造工程の一例を簡略化して示す説明図である。 図２（ａ）は溝の底部の間の距離を示す説明図であり、図２（ｂ）は溝の底部の曲率を示す説明図である。 図３は、実施例１で用いた、マンドレルミルの最終の二つの圧延スタンドの孔型を模式的に示す説明図である。

符号の説明

１ 継目無管の製造工程
２ マンドレルミル
２ａ〜２ｃ 圧延スタンド
３ サイザー
３ａ〜３ｃ 圧延スタンド
４ 素管
５ マンドレルバー
６ 均熱炉

Claims (2)

1. 素管に延伸圧延及び定径圧延を順次行って継目無管を製造する際に、
   前記継目無管の周方向への厚さが変動するとともに肉厚が薄い薄肉部位である肉厚変動部位を前記延伸圧延に先立って求めておき、
   前記肉厚変動部位に相当する部位が前記延伸圧延の圧下方向と４５度交差する方向となる位置を含む場合には、
   前記延伸圧延を、該延伸圧延を行うマンドレルミルのロールギャップを孔型が真円となる位置よりも締め込むとともに、前記孔型が真円となるロールギャップ時に前記マンドレルミルの出側における肉厚が目標肉厚となるマンドレルバーの外径よりも小さい外径のマンドレルバーを用いることにより、行うことによって、
   該延伸圧延を終了した時点の素管の周方向に、前記定径圧延により生じる、継目無管の周方向への厚さが変動する肉厚変動部位を相殺することができる肉厚変動部位を形成して、前記延伸圧延を終了した素管の、前記肉厚変動部位に相当するとともに前記延伸圧延の圧下の方向と４５度交差する方向となる位置を含む部位の厚さが当該部位を除く部位の厚さと異なるようにすること
   を特徴とする継目無管の製造方法。
2. 素管に延伸圧延及び定径圧延を順次行って継目無管を製造する際に、
   前記継目無管の周方向への厚さが変動するとともに肉厚が薄い薄肉部位である肉厚変動部位を前記延伸圧延に先立って求めておき、
   前記肉厚変動部位に相当する部位が前記延伸圧延を行う最終スタンドの圧下方向となる位置を含む場合には、
   前記延伸圧延を、該延伸圧延を行うマンドレルミルの最終の圧延スタンドのロールギャップをロール孔型が真円となる位置よりも広げるとともに、その前の圧延スタンドの圧下方向のロールギャップをロール孔型が真円となる位置よりも締めることにより、行うことによって、
   該延伸圧延を終了した時点の素管の周方向に、前記定径圧延により生じる、継目無管の周方向への厚さが変動する肉厚変動部位を相殺することができる肉厚変動部位を形成して、前記延伸圧延を終了した素管の、前記肉厚変動部位に相当するとともに前記延伸圧延を行う最終スタンドの圧下方向となる位置を含む部位の厚さが当該部位を除く部位の厚さと異なるようにすること
   を特徴とする継目無管の製造方法。

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