JP6795131B1 - 圧延矯正機、及び該圧延矯正機を用いた管又は棒の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)管材又は棒材のパスラインを挟んで配置された2つ以上のロールを備える圧延矯正機であって、
2つ以上の前記ロールに挟まれる間隙は、前記圧延矯正機の上流側から下流側に向けて縮径する外径縮径圧延部と、前記外径縮径圧延部の出側から前記圧延矯正機の下流側に向けて連続する矯正圧延部と、によって画定され、
各ロールの形状は、
前記外径縮径圧延部において、前記パスラインを軸として対称に構成され、
前記矯正圧延部において、前記外径縮径圧延部における前記パスラインに対して非対称に構成される、圧延矯正機。
前記拡径部と前記縮径部とが、前記パスラインを挟んで対向する、上記(1)又は(2)に記載の圧延矯正機。
前記一方のロールが有する前記拡径部と、前記他方のロールが有する前記拡径部とが、前記パスラインを挟んで対向する、上記(1)又は(2)に記載の圧延矯正機。
前記一方のロールが有する前記縮径部と、前記他方のロールが有する前記縮径部とが、前記パスラインを挟んで対向する、上記(1)又は(2)に記載の圧延矯正機。
管材又は棒材を、前記圧延矯正機が備える2以上のロールの回転により回転させながら、前記ロールに引き込み、
前記圧延矯正機の上流側から下流側に向けて縮径する外径縮径圧延部によって、前記管材又は前記棒材の外径を縮径し、引き続き、前記外径縮径圧延部の出側から前記圧延矯正機の下流側に向けて連続する矯正圧延部によって、前記管材又は前記棒材に曲げ・曲げ戻し加工を施す、管又は棒の製造方法。
図1を参照して、本実施形態に係る圧延矯正機1は、例えば傾斜圧延機であって、管材又は棒材のパスライン5を挟んで配置された2つ以上のロール2a、2bを備える。2つ以上のロール2a、2bに挟まれる間隙は、圧延矯正機1の上流側から下流側に向けて縮径する外径縮径圧延部3と、外径縮径圧延部3の出側から圧延矯正機1の下流側に向けて連続する矯正圧延部4と、によって画定される。したがって、外径縮径圧延部3では、パスライン5上のロール間隔が下流側に向けて狭くなっている。なお、矯正圧延部4では、パスライン5上のロール間隔の大きさは、縮径された管材又は棒材の外径以上を保つ。また、外径縮径圧延部3における各ロール2a、2bの形状は、パスライン5を軸として対称に構成される。例えば、外径縮径圧延部3では、図1左下に示すロール断面において、ロール2aの回転軸とパスライン5とを結ぶ直線上のパスライン5からロールの表面までの距離と、ロール2bの回転軸とパスライン5とを結ぶ直線上のパスライン5からロールの表面までの距離とが等しくなる。また、矯正圧延部4における各ロール2a、2bの形状は、パスライン5に対して非対称に構成される。例えば、矯正圧延部4では、図1左下に示すロール断面において、ロール2aの回転軸とパスライン5とを結ぶ直線上のパスライン5からロールの表面までの距離と、ロール2bの回転軸とパスライン5とを結ぶ直線上のパスライン5からロールの表面までの距離とが等しくならない。これにより、パスライン5は、外径縮径圧延部3において曲がらず、矯正圧延部4において1回以上曲がる。
次に、上述した圧延矯正機1を用いて行うことが可能な管又は棒の製造方法の一実施形態を説明する。
本実施形態において用いることができる管材又は棒材の材料は、圧延により塑性変形が生じるものであれば特に限定されないが、十分な延性を有する金属材料であることが好ましい。また、強度特性の向上が優位に得られる管材又は棒材の材料は、塑性変形により転位強化が発生するものであれば特に限定されず、例えば、銅、アルミ材、チタン材、Ni基合金、炭素鋼、又はステンレス鋼等の一般的な金属材料とすることができる。外径縮径圧延前の管材又は棒材の形状は、管材又は棒材がロールに接触すれば特に限定されず、例えば円形の断面形状の他、楕円断面等の真円以外の断面形状であってもよい。つまり、外径縮径圧延前の管材又は棒材の形状が円形断面でない場合であっても、管材又は棒材がロールに接触してから外径縮径圧延が完了するまでに、管材又は棒材は、回転しながら所定の寸法を有する円形断面に変形され、引き続いて、外径縮径圧延により生じた曲りが矯正される。なお、外径縮径圧延前の管材又は棒材は、その軸方向に曲りが発生していてもよく、この曲りは、上述した圧延矯正機1によって矯正される。また、外径縮径圧延前の管材又は棒材の曲りは、弓なり状の大域的な曲りであっても、先後端部における局所的な曲りであっても、上述した圧延矯正機1によって矯正される。
外径縮径圧延前の平均外周長が543mmである棒鋼材(炭素鋼)と、外径縮径圧延前の平均外周長が543mmであり、肉厚が15mmである鋼管材(炭素鋼)と、を複数用意した。各棒鋼材及び鋼管材に対して、表1に示す圧延矯正機を用いて、外径縮径圧延と矯正圧延とを常温下で行うことによって、棒鋼又は鋼管を得た。ここで、表1において、パスラインの曲げ回数が「1回」のものは図2Aに示す圧延矯正機を用い、「2回」のものは図2Bに示す圧延矯正機を用いた。また、表1において、「楕円」とは、長軸と短軸の長さが15%異なる楕円を意味する。また、表1において、「偏肉:有」とは、鋼管材が10%の偏肉を有することを意味する。また、表1において、「弓状曲り:有」とは、鋼管材又は棒鋼材が軸方向に10mm/mの弓なり状の大域的な曲りを有することを意味する。また、表1において、「端部曲り:有」とは、管端又は棒端500mmに10mm(20mm/m)の局所的な曲りを有することを意味する。
外径縮径圧延前の平均外径Dと肉厚tとの関係をt/Dで表したとき、t/Dが0.035から0.243の範囲の値となる管材、及び平均外周長が543mmである棒材を複数用意した。棒材及び管材の材料の規格を表2に示す。各棒材及び管材に対して、表3に示す圧延矯正機を用いて、外径縮径圧延と矯正圧延とを常温下で行うことによって、棒又は管を得た。ここで、表3において、パスラインの曲げ回数が「1回」のものは図2Aに示す圧延矯正機を用い、「2回」のものは図2Bに示す圧延矯正機を用いた。また、表3において、「楕円」とは、長軸と短軸の長さが15%異なる楕円を意味する。また、表3において、「偏肉:有」とは、管材が10%の偏肉を有することを意味する。また、表3において、「弓状曲り:有」とは、管材又は棒材が軸方向に10mm/mの弓なり状の大域的な曲りを有することを意味する。また、表3において、「端部曲り:有」とは、管端又は棒端500mmに10mm(20mm/m)の局所的な曲りを有することを意味する。
2a、2b、2c ロール
3 外径縮径圧延部
4 矯正圧延部
5 パスライン
6 拡径部
7 縮径部
α 迎え角
α1 第1の迎え角
α2 第2の迎え角
β 傾斜角
γ 交叉角
Claims (7)
- 管材又は棒材のパスラインを挟んで配置された2つ以上のロールを備える圧延矯正機であって、
2つ以上の前記ロールに挟まれる間隙は、前記圧延矯正機の上流側から下流側に向けて縮径する外径縮径圧延部と、前記外径縮径圧延部の出側から前記圧延矯正機の下流側に向けて連続する矯正圧延部と、によって画定され、
各ロールの形状は、
前記外径縮径圧延部において、前記パスラインを軸として対称に構成され、
前記矯正圧延部において、前記外径縮径圧延部における前記パスラインに対して非対称に構成される、圧延矯正機。 - 前記パスラインは、前記外径縮径圧延部において曲がらず、前記矯正圧延部において1回以上曲がる、請求項1に記載の圧延矯正機。
- 2つ以上の前記ロールのうち、一方のロールは、前記矯正圧延部を形成する領域において、前記上流側から前記下流側に向けて拡径する拡径部を有し、他方のロールは、前記矯正圧延部を形成する領域において、前記上流側から前記下流側に向けて縮径する縮径部を有し、
前記拡径部と前記縮径部とが、前記パスラインを挟んで対向する、請求項1又は2に記載の圧延矯正機。 - 2つ以上の前記ロールのうち、一方のロールは、前記矯正圧延部を形成する領域において、前記上流側から前記下流側に向けて拡径する拡径部を有し、他方のロールは、前記矯正圧延部を形成する領域において、前記上流側から前記下流側に向けて拡径する拡径部を有し、
前記一方のロールが有する前記拡径部と、前記他方のロールが有する前記拡径部とが、前記パスラインを挟んで対向する、請求項1又は2に記載の圧延矯正機。 - 2つ以上の前記ロールのうち、一方のロールは、前記矯正圧延部を形成する領域において、前記上流側から前記下流側に向けて縮径する縮径部を有し、他方のロールは、前記矯正圧延部を形成する領域において、前記上流側から前記下流側に向けて縮径する縮径部を有し、
前記一方のロールが有する前記縮径部と、前記他方のロールが有する前記縮径部とが、前記パスラインを挟んで対向する、請求項1又は2に記載の圧延矯正機。 - 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の圧延矯正機を用いた管又は棒の製造方法であって、
管材又は棒材を、前記圧延矯正機が備える2以上のロールの回転により回転させながら、前記ロールに引き込み、
前記圧延矯正機の上流側から下流側に向けて縮径する外径縮径圧延部によって、前記管材又は前記棒材の外径を縮径し、引き続き、前記外径縮径圧延部の出側から前記圧延矯正機の下流側に向けて連続する矯正圧延部によって、前記管材又は前記棒材に曲げ・曲げ戻し加工を施す、管又は棒の製造方法。 - 前記管材又は前記棒材の初期平均外径に対して、前記外径縮径圧延部の最も狭い部分のロール間隔を97%以下とする、請求項6に記載の管又は棒の製造方法。
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