JP7319598B2 - Seamless steel pipe manufacturing method, manufacturing equipment, and billet processing tool - Google Patents

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Description

本発明は、ビレットの穿孔圧延に先立って行われる予備工程を有する点に特徴がある継目無鋼管の製造方法並びにその実施に供される製造設備およびビレット加工用工具に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a seamless steel pipe characterized by having a preliminary process performed prior to piercing-rolling of a billet, and to a manufacturing facility and a tool for processing a billet used for its implementation.

油井管などに使用される継目無鋼管は、ビレットと呼ばれる鋼鋳片(断面が丸形又は角形鋼鋳片)を素材にして製造される。継目無鋼管の製造工程では、加熱炉で加熱されたビレット(例えば丸ビレット)を、ピアサーミル(穿孔圧延機)で傾斜圧延ロールと穿孔プラグを用いて穿孔圧延して素管とし、引き続き、この素管をエロンゲータ、プラグミルおよびリーラで構成される圧延機群またはマンドレルミルなどで管体形状にまで延伸圧延する。このようにして得られた管体を、再加熱炉で加熱した後、サイジングミルまたはストレッチレデューサーで外径と肉厚を所定寸法まで絞り込む加工をし、製品鋼管とする(例えば、特許文献1)。
ピアサーミルによるビレットの穿孔圧延では、傾斜圧延ロールにより熱間のビレットに先進力を与えながら、ビレットの進行方向に穿孔プラグと呼ばれる専用の圧延工具を配置し、傾斜圧延ロールと穿孔プラグの空隙でビレットに塑性変形に至るような歪を導入し、ビレットを貫通させることで素管の形状に加工する。
Seamless steel pipes used for oil well pipes and the like are manufactured from steel slabs (steel slabs with round or square cross sections) called billets. In the process of manufacturing seamless steel pipes, a billet (for example, a round billet) heated in a heating furnace is pierced-rolled in a piercer mill (piercing-rolling mill) using inclined rolling rolls and piercing plugs to obtain a base pipe. The tube is stretch-rolled into a tubular shape by a rolling mill group consisting of an elongator, a plug mill and a reeler, a mandrel mill, or the like. After the tubular body thus obtained is heated in a reheating furnace, it is processed by a sizing mill or a stretch reducer to reduce the outer diameter and wall thickness to predetermined dimensions, thereby producing a product steel pipe (for example, Patent Document 1). .
In the piercing-rolling of a billet by a piercer mill, a special rolling tool called a piercing plug is arranged in the direction of travel of the billet while applying forward force to the hot billet by the inclined rolling rolls. Introduce a strain that leads to plastic deformation to the billet, and process it into the shape of a blank pipe by penetrating the billet.

特開2016-185553号公報JP 2016-185553 A

ピアサーミル(穿孔圧延機)によるビレットの穿孔圧延では、穿孔圧延の直前に穿孔プラグとビレットが接触し始める際に、穿孔プラグの中心とビレットの中心が不一致であると、素管に製品肉厚に影響を及ぼすような偏肉(管周方向での偏肉)が発生するという問題があり、高精度な肉厚寸法を有する製品鋼管の製造を阻害する要因となる。 In billet piercing rolling with a piercer mill (piercing rolling mill), if the center of the piercing plug and the billet do not match when the piercing plug and the billet start to come into contact immediately before piercing and rolling, the product wall thickness will be affected by the material tube. There is a problem that thickness unevenness (thickness unevenness in the circumferential direction of the pipe) is generated, which is a factor that hinders the production of product steel pipes having highly accurate thickness dimensions.

したがって本発明の目的は、以上のような従来技術の課題を解決し、ビレットの穿孔圧延における素管の偏肉を低減させ、高精度な肉厚寸法を有する鋼管を製造することができる継目無鋼管の製造方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、そのような継目無鋼管の製造方法の実施に好適な製造設備およびビレット加工用工具(ポンチ)を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, to reduce uneven wall thickness of the mother pipe in billet piercing-rolling, and to manufacture a steel pipe having a highly accurate thickness dimension. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a steel pipe.
Another object of the present invention is to provide a manufacturing facility and a billet processing tool (punch) suitable for carrying out such a seamless steel pipe manufacturing method.

本発明者らは、上記課題を解決すべく検討を重ねた結果、ビレットの穿孔圧延に先立ってビレット先端面の中央部にポンチを押し込んで窪みを形成しておき、この窪みに穿孔プラグの先端部を位置させた状態で穿孔圧延を開始することにより、穿孔プラグの中心とビレットの中心を一致させることができ、これにより素管の管周方向での偏肉を効果的に低減できることが判った。さらに、窪みを形成するためのポンチの形状を最適化することにより、そのポンチによる窪みの加工を特に適正化・効率化でき、ポンチの寿命も向上することが判った。 As a result of repeated studies to solve the above problems, the present inventors have found that prior to piercing-rolling of the billet, a punch is pressed into the central portion of the billet tip surface to form a depression, and the tip of the piercing plug is formed in this depression. By starting the piercing-rolling with the part positioned, it is possible to align the center of the piercing plug with the center of the billet. rice field. Furthermore, it was found that by optimizing the shape of the punch for forming the dent, the processing of the dent by the punch can be particularly optimized and efficient, and the life of the punch can be improved.

本発明は、以上のような知見に基づきなされたもので、以下を要旨とするものである。
[1]ビレットの穿孔圧延工程前の予備工程として、熱間のビレットの先端面の中央部に凸型のポンチ(1)を押し込んで窪み(x)を形成する加工工程を有し、
ビレットの穿孔圧延工程では、窪み(x)内に穿孔プラグの先端部を位置させた状態で穿孔圧延を開始することを特徴とする継目無鋼管の製造方法。
[2]上記[1]の製造方法において、窪み(x)の深さが50mm超であることを特徴とする継目無鋼管の製造方法。
[3]上記[1]または[2]の製造方法において、ビレット先端面における窪み(x)の径dとビレット径Dの比率d/Dが0.3~0.8を満足することを特徴とする継目無鋼管の製造方法。
The present invention has been made based on the above findings, and has the following gist.
[1] As a preparatory step before the billet piercing-rolling step, a working step of pressing a convex punch (1) into the central portion of the front end face of the hot billet to form a depression (x),
A method for producing a seamless steel pipe, characterized in that, in the piercing-rolling step of a billet, piercing-rolling is started in a state in which the tip of a piercing plug is positioned in a recess (x).
[2] The method for producing a seamless steel pipe according to the above [1], characterized in that the depth of the depression (x) is more than 50 mm.
[3] The manufacturing method of [1] or [2] above, characterized in that the ratio d/D between the diameter d of the depression (x) on the tip end surface of the billet and the billet diameter D satisfies 0.3 to 0.8. A method for manufacturing a seamless steel pipe.

[4]上記[1]~[3]のいずれかの製造方法において、穿孔圧延工程では、穿孔圧延開始時における穿孔プラグの先端と窪み(x)の底部との距離Lを50mm以上とすることを特徴とする継目無鋼管の製造方法。
[5]上記[1]~[4]のいずれかの製造方法において、ポンチ(1)の本体部(10)は、略円錐形または略円錐台形であって先端が凸曲面状であることを特徴とする継目無鋼管の製造方法。
[6]上記[5]の製造方法において、ポンチ(1)の本体部(10)は、先端が凸曲面状のポンチ頭部(10a)と、該ポンチ頭部(10a)に連なるテーパー状基体部(10b)からなり、
ポンチ頭部(10a)とテーパー状基体部(10b)の境界は谷状の折曲部(10c)を構成し、
テーパー状基体部(10b)の斜面傾斜角度θが50~60°であることを特徴とする継目無鋼管の製造方法。
[7]上記[6]の製造方法において、ポンチ頭部(10a)の先端の凸曲面は曲率半径Rが30mm以上であることを特徴とする継目無鋼管の製造方法。
[4] In the manufacturing method of any one of [1] to [3] above, in the piercing-rolling step, the distance L between the tip of the piercing plug and the bottom of the depression (x) at the start of piercing-rolling is set to 50 mm or more. A method for producing a seamless steel pipe, characterized by:
[5] In the manufacturing method according to any one of [1] to [4] above, the main body (10) of the punch (1) is substantially conical or substantially truncated conical and has a convex curved tip. A method for manufacturing a seamless steel pipe.
[6] In the manufacturing method of [5] above, the main body (10) of the punch (1) includes a punch head (10a) having a convex curved tip and a tapered base continuous with the punch head (10a). consisting of part (10b),
The boundary between the punch head portion (10a) and the tapered base portion (10b) constitutes a valley-like bent portion (10c),
A method for producing a seamless steel pipe, characterized in that the tapered base portion (10b) has an inclination angle θ of 50 to 60°.
[7] The method of manufacturing a seamless steel pipe according to [6] above, wherein the convex curved surface at the tip of the punch head (10a) has a radius of curvature R of 30 mm or more.

[8]ビレットの穿孔圧延工程前の予備工程において熱間のビレットの先端面の中央部に窪み(x)を形成するための加工装置(A)を備え、
該加工装置(A)は、ビレットの先端面に押し込まれることで窪み(x)を形成するための凸型のポンチ(1)と、該ポンチ(1)を進退可能に保持し、ポンチ(1)をビレット先端面の中央部に押し込むポンチ保持手段(2)と、ポンチ(1)によるビレット先端面の加工時にビレットをクランプして拘束するクランプ手段(3)を備えることを特徴とする継目無鋼管の製造設備。
[9]上記[8]の製造設備において、ポンチ(1)の本体部(10)は、略円錐形または略円錐台形であって先端が凸曲面状であることを特徴とする継目無鋼管の製造設備。
[8] Equipped with a processing device (A) for forming a depression (x) in the central portion of the front end surface of the hot billet in a preliminary process before the billet piercing-rolling process,
The processing device (A) includes a convex punch (1) for forming a recess (x) by being pushed into the tip surface of a billet, and holding the punch (1) so as to be able to move back and forth. ) into the center of the billet tip surface, and a clamping means (3) for clamping and restraining the billet when the billet tip surface is processed by the punch (1). Manufacturing equipment for steel pipes.
[9] In the manufacturing facility of [8] above, the body (10) of the punch (1) has a substantially conical or substantially frustoconical shape, and the tip of the seamless steel pipe has a convex curved surface. production equipment.

[10]上記[9]の製造設備において、ポンチ(1)の本体部(10)は、先端が凸曲面状のポンチ頭部(10a)と、該ポンチ頭部(10a)に連なるテーパー状基体部(10b)からなり、
ポンチ頭部(10a)とテーパー状基体部(10b)の境界は谷状の折曲部(10c)を構成し、
テーパー状基体部(10b)の斜面傾斜角度θが50~60°であることを特徴とする継目無鋼管の製造設備。
[11]上記[10]の製造設備において、ポンチ頭部(10a)の先端の凸曲面は曲率半径Rが30mm以上であることを特徴とする継目無鋼管の製造設備。
[10] In the manufacturing facility of [9] above, the main body (10) of the punch (1) includes a punch head (10a) having a convex curved tip and a tapered base continuous with the punch head (10a). consisting of part (10b),
The boundary between the punch head portion (10a) and the tapered base portion (10b) constitutes a valley-like bent portion (10c),
Equipment for manufacturing a seamless steel pipe, characterized in that the inclination angle θ of the tapered base portion (10b) is 50-60°.
[11] In the production facility of [10] above, the seamless steel pipe production facility is characterized in that the radius of curvature R of the convex curved surface at the tip of the punch head (10a) is 30 mm or more.

[12]上記[8]~[11]のいずれかの製造設備において、さらに、設備内に搬入されたビレットを保持するビレット保持手段(4)と、該ビレット保持手段(4)に保持されたビレットの後端を押して、ビレットを加工装置(A)による加工位置までスライド移動させるビレット移動手段(5)を備えることを特徴とする継目無鋼管の製造設備。
[13]上記[12]の製造設備において、加工装置(A)は、さらに、ビレット移動手段(5)に押されて移動してきたビレットの先端部が突き当たることでビレットを加工位置に停止させるリング状のビレットストッパ(6)を備え、
加工装置(A)によるビレット先端面の加工時には、ビレットストッパ(6)のリングの穴を通してポンチ(1)の先端部がビレット先端面に押し込まれるようにしたことを特徴とする継目無鋼管の製造設備。
[12] The manufacturing facility of any one of [8] to [11] above, further comprising billet holding means (4) for holding the billet carried into the facility, and billet holding means (4) for holding the billet A manufacturing facility for seamless steel pipes, comprising billet moving means (5) for pushing the rear end of the billet and sliding the billet to a processing position by the processing device (A).
[13] In the manufacturing facility of [12] above, the processing device (A) further includes a ring that stops the billet at the processing position when the tip of the billet pushed by the billet moving means (5) abuts against it. with a shaped billet stopper (6),
Manufacture of seamless steel pipe characterized in that the tip of a punch (1) is pushed into the tip of the billet through the hole of the ring of the billet stopper (6) when the tip of the billet is processed by the processing device (A). Facility.

[14]上記[8]~[13]のいずれかの製造設備において、ポンチ保持手段(2)はシリンダ装置(20)で構成され、該シリンダ装置(20)の作動ロッド(22)の先端に、ポンチホルダ(23)を介してポンチ(1)が脱着可能に保持され、
クランプ手段(3)は、長手方向の中間部を介して支持フレーム(9)に回動可能に支持され、先端にビレットを両側から挟んでクランプするためのクランプ金具(32a),(32b)を備えた1対のクランプアーム(30a),(30b)と、該1対のクランプアーム(30a),(30b)の後端間に連結され、その伸縮によりクランプアーム(30a),(30b)を開閉動作させる油圧シリンダ(33)を備えることを特徴とする継目無鋼管の製造設備。
[14] In the manufacturing equipment according to any one of [8] to [13] above, the punch holding means (2) is composed of a cylinder device (20), and the tip of the operating rod (22) of the cylinder device (20) , the punch (1) is detachably held via the punch holder (23),
The clamping means (3) is rotatably supported by the support frame (9) via the longitudinal middle portion, and has clamping metal fittings (32a) and (32b) at its tip for sandwiching and clamping the billet from both sides. A pair of clamp arms (30a), (30b) provided and connected between the rear ends of the pair of clamp arms (30a), (30b). A seamless steel pipe manufacturing facility comprising a hydraulic cylinder (33) for opening and closing operations.

[15]熱間のビレットの端面に押し込んで窪みを形成するためのポンチであって、
その本体部(10)は、略円錐形または略円錐台形であって先端が凸曲面状であることを特徴とするビレット加工用工具。
[16]上記[15]のビレット加工用工具において、本体部(10)は、先端が凸曲面状のポンチ頭部(10a)と、該ポンチ頭部(10a)に連なるテーパー状基体部(10b)からなり、
ポンチ頭部(10a)とテーパー状基体部(10b)の境界は谷状の折曲部(10c)を構成し、
テーパー状基体部(10b)の斜面傾斜角度θが50~60°であることを特徴とするビレット加工用工具。
[17]上記[16]のビレット加工用工具において、ポンチ頭部(10a)の先端の凸曲面は曲率半径Rが30mm以上であることを特徴とするビレット加工用工具。
[15] A punch for pressing into the end face of a hot billet to form a depression,
A tool for working billets, characterized in that the main body (10) has a substantially conical shape or a substantially truncated conical shape and has a convexly curved tip.
[16] In the billet processing tool of [15] above, the main body (10) includes a punch head (10a) having a convex curved tip and a tapered base (10b) connected to the punch head (10a). ),
The boundary between the punch head portion (10a) and the tapered base portion (10b) constitutes a valley-like bent portion (10c),
A billet processing tool characterized in that a tapered base portion (10b) has an inclination angle θ of 50 to 60°.
[17] The billet working tool according to [16] above, wherein the convex curved surface at the tip of the punch head (10a) has a radius of curvature R of 30 mm or more.

本発明によれば、ビレットの穿孔圧延に先立ってビレット先端面の中央部にポンチを押し込んで窪みxを形成しておき、この窪みx内に穿孔プラグの先端部を位置させた状態で穿孔圧延を開始することにより、穿孔圧延で得られる素管の管周方向での偏肉を低減させることができ、これにより偏肉の少ない高精度な肉厚寸法を有する継目無鋼管を製造することができる。
また、ビレット先端面に窪みを形成するためのポンチの形状を最適化することにより、そのポンチによる窪みの加工を、トラブルを生じさせることなく特に適正かつ効率的に実施でき、ポンチの寿命も向上させることができる。このため、特に高い生産性で低コストに本発明を実施することができる。
According to the present invention, prior to piercing-rolling of the billet, a punch is pushed into the central portion of the billet tip surface to form a depression x, and piercing-rolling is performed with the tip of the piercing plug positioned in this depression x. By starting the process, it is possible to reduce the unevenness in the circumferential direction of the tube obtained by piercing and rolling, thereby manufacturing a seamless steel pipe having a highly accurate thickness dimension with less unevenness. can.
In addition, by optimizing the shape of the punch that forms the dent on the tip of the billet, the dent can be processed properly and efficiently without causing trouble, and the life of the punch is also improved. can be made Therefore, the present invention can be implemented with particularly high productivity and at low cost.

本発明の製造方法のフロー図Flow chart of the manufacturing method of the present invention 本発明の製造方法における穿孔圧延工程前の予備工程(ビレット先端面に窪みxを形成する加工工程)の実施状況を模式的に示す説明図Explanatory drawing schematically showing the state of implementation of a preliminary step (processing step of forming a recess x on the front end face of a billet) before the piercing-rolling step in the manufacturing method of the present invention. 本発明の製造方法において、穿孔圧延開始時におけるビレットに対する穿孔プラグの位置を模式的に示す説明図FIG. 4 is an explanatory view schematically showing the position of the piercing plug with respect to the billet at the start of piercing-rolling in the manufacturing method of the present invention; 本発明の製造方法において窪みxが形成されたビレット先端部を示すもので、図4(A)は縦断面、図4(B)は正面図FIG. 4(A) is a longitudinal section and FIG. 4(B) is a front view showing a billet tip portion in which a depression x is formed in the manufacturing method of the present invention. 本発明の製造方法において、窪みxの径dとビレット径Dの比率d/Dと製品鋼管の偏肉率との関係(一例)を示すグラフGraph showing the relationship (one example) between the ratio d/D between the diameter d of the recess x and the billet diameter D and the thickness deviation ratio of the product steel pipe in the manufacturing method of the present invention. 本発明の製造方法の実施に供される製造設備の一実施形態と、この製造設備における本発明の製造方法の実施状況を模式的に示すもので、製造設備全体を示す側面図A side view showing the entire manufacturing facility, which schematically shows an embodiment of the manufacturing facility used for carrying out the manufacturing method of the present invention and the state of implementation of the manufacturing method of the present invention in this manufacturing facility. 図6の実施形態において、ビレット移動手段の一部(台車など)を部分的に示す側面図FIG. 7 is a side view partially showing part of the billet moving means (such as a carriage) in the embodiment of FIG. 6 ; 図6の実施形態において、ビレット移動手段の一部(台車など)を部分的に示す平面図FIG. 7 is a plan view partially showing part of the billet moving means (such as a carriage) in the embodiment of FIG. 6 ; 図6の実施形態における加工装置A(ビレット先端面に窪みxを形成するための加工装置)を部分的に示すもので、装置全体を示す側面図FIG. 7 is a side view of the entire apparatus, partially showing the processing apparatus A (processing apparatus for forming a recess x on the tip surface of the billet) in the embodiment of FIG. 6; 図6の実施形態における加工装置Aの一部(ポンチ、ポンチストッパなど)を示す側面図A side view showing a part (punch, punch stopper, etc.) of the processing apparatus A in the embodiment of FIG. 図6の実施形態における加工装置Aの一部(ポンチ、クランプ手段、ポンチストッパなど)を示す斜視図FIG. 7 is a perspective view showing a part of the processing apparatus A (punch, clamp means, punch stopper, etc.) in the embodiment of FIG. 6; 図9中のX-X線に沿う断面図Cross-sectional view along line XX in Fig. 9 本発明の製造方法を実施した場合における、1本目のビレットの加工後と2本目のビレットの加工後のポンチのサーモグラフィThermography of punches after processing the first billet and after processing the second billet when the manufacturing method of the present invention is carried out 本発明の製造方法を実施した場合において、ポンチ表面に発生する皺や割れを模式的に示す説明図Explanatory drawing schematically showing wrinkles and cracks generated on the surface of a punch when the manufacturing method of the present invention is carried out. 本発明の製造方法で使用する最適形状のポンチの一実施形態を示す説明図Explanatory drawing showing one embodiment of an optimally shaped punch used in the manufacturing method of the present invention. 本発明の製造方法で使用する他の形状のポンチの実施形態を示す説明図Explanatory drawing showing an embodiment of another shaped punch used in the manufacturing method of the present invention. 本発明の製造方法の一実施形態における加工装置Aでのビレットの加工手順を示す説明図Explanatory drawing showing a processing procedure of a billet in the processing apparatus A in one embodiment of the manufacturing method of the present invention. 実施例において製造された鋼管の偏肉率を示すグラフGraph showing uneven wall thickness ratios of steel pipes manufactured in Examples

本発明の継目無鋼管の製造方法は、図1のフロー図に示すように、ビレットの穿孔圧延工程前の予備工程として、熱間のビレットの先端面(ビレットの穿孔圧延工程における穿孔開始側の端面)の中央部に凸型のポンチ(工具)を押し込んで窪みxを形成する加工工程を有し、ビレットの穿孔圧延工程では、その窪みx内に穿孔プラグの先端部を位置させた状態で穿孔圧延を開始するものである。
図2は、前記予備工程(ビレット先端面に窪みxを形成する加工工程)の実施状況を模式的に示すものであり、この予備工程では、同図(a),(b)に示すように、熱間のビレット100を所定の加工位置で拘束した状態で、その先端面f(ビレット100の穿孔圧延工程における穿孔開始側の端面)の中央部に凸型のポンチ1(主にポンチ先端部)を押し込んで窪みxを形成する。しかる後、同図(c)に示すようにポンチ1を後退させて窪みxから引き抜き、予備工程を完了する。
As shown in the flow chart of FIG. 1, the method for producing a seamless steel pipe of the present invention includes, as a preliminary step before the billet piercing-rolling step, the front end surface of the hot billet (on the piercing start side in the billet piercing-rolling step). In the billet piercing-rolling process, the tip of the piercing plug is positioned in the recess x. This is to start piercing and rolling.
FIG. 2 schematically shows the implementation status of the preliminary process (processing process for forming a recess x on the billet tip surface). In this preliminary process, as shown in FIGS. , with the hot billet 100 restrained at a predetermined processing position, a convex punch 1 (mainly the tip of the punch ) to form a recess x. Thereafter, as shown in FIG. 1(c), the punch 1 is retracted and pulled out from the recess x, completing the preliminary process.

この予備工程(加工工程)を経た熱間ビレットは、そのまま穿孔圧延工程に送られ、ピアサーミル(穿孔圧延機)により穿孔圧延されるが、この穿孔圧延では、ビレット100の先端面fに形成された窪みx内に穿孔プラグの先端部を位置させた状態で圧延が開始される。これにより、穿孔プラグの中心とビレットの中心を一致させることができ、穿孔プラグの先端中心がビレット中心に位置した状態で穿孔圧延が行われることになるため、素管の管周方向での偏肉の発生が抑えられ、最終的に高精度な肉厚寸法を有する継目無鋼管を製造することができる。 The hot billet that has undergone this preliminary process (working process) is sent to the piercing-rolling process as it is, and is pierced-rolled by a piercer mill (piercing-rolling mill). Rolling is started with the tip of the piercing plug positioned in the recess x. As a result, the center of the piercing plug can be aligned with the center of the billet, and piercing-rolling is performed with the tip center of the piercing plug positioned at the center of the billet. The occurrence of thickening is suppressed, and a seamless steel pipe having highly accurate thickness dimensions can be finally manufactured.

図3は、穿孔圧延工程の圧延開始時における、ビレット100に対する穿孔プラグ200の位置を模式的に示したものである。
穿孔圧延開始時にビレット100の先端面fの窪みx内に穿孔プラグ200の先端部を位置させる態様としては、穿孔プラグ200の一部が窪みxの内面の一部に係合(接触)した状態でもよいし、図3のように穿孔プラグ200が窪みxの内面と係合(接触)しない状態であってもよい。
ここで、穿孔圧延工程では、穿孔圧延開始時における穿孔プラグ200の先端と窪みxの底部との距離L(図3)を50mm以上とすることが好ましい。穿孔圧延では、ビレット100の中央部に割れが生成することで穿孔が進行するが、距離Lを50mm以上とすることにより、そのようなビレット100の中央部の割れが適切に生じ、穿孔が円滑に進行する。
FIG. 3 schematically shows the position of the piercing plug 200 with respect to the billet 100 at the start of rolling in the piercing-rolling process.
As a mode for positioning the tip of the piercing plug 200 in the depression x of the tip face f of the billet 100 at the start of piercing-rolling, part of the piercing plug 200 engages (contacts) with a part of the inner surface of the depression x. Alternatively, the perforated plug 200 may not engage (contact) the inner surface of the recess x as shown in FIG.
Here, in the piercing-rolling step, it is preferable that the distance L (FIG. 3) between the tip of the piercing plug 200 and the bottom of the depression x at the start of piercing-rolling is 50 mm or more. In piercing-rolling, piercing progresses by generating a crack in the central portion of the billet 100, but by setting the distance L to 50 mm or more, such a central portion of the billet 100 cracks appropriately and piercing proceeds smoothly. proceed to

図4は窪みxが形成されたビレット先端部を示すものであり、図4(A)は縦断面、図4(B)は正面図である。図において、tは窪みxの深さ(ビレット100の先端面fを起点としてポンチ先端が到達する最大距離)、dはビレット100の先端面fにおける窪みxの径、Dはビレット径である。
ここで、窪みxの深さtが小さすぎると穿孔圧延における偏肉抑制効果が低下し、しかも穿孔圧延における噛み込み性も悪化しやすく、また、穿孔圧延時に穿孔プラグ先端と被圧延材が接触しやすくなるので、穿孔しにくくなるにおそれがある。このため、窪みxの深さtはある程度の大きさが必要であり、特に、上記のように穿孔圧延開始時における穿孔プラグ先端と窪みxの底部との距離Lを50mm以上確保することが好ましいことから、窪みxの深さtは50mm超であることが好ましい。ここで、穿孔圧延において噛み込み性が悪化するとは、ビレットが上下の圧延ロールに駆動されて前進し始め、プラグに接触する際に、負荷が過大となり穿孔が進まない状態となることを指す。窪みxの深さtが小さすぎるとビレット先端のマンネスマン割れの進展が十分ではなく、穿孔するための負荷が過大となってしまう。一方、窪みxの深さtが大きすぎると、穿孔圧延時に管端部に内面疵(カブレ疵)が発生するおそれがあり、このような内面疵が発生した管端部は切断除去しなければならず、製品歩留が低下するので、窪みxの深さtは120mm以下とすることが好ましい。
4A and 4B show a front end portion of a billet in which a recess x is formed. FIG. 4A is a longitudinal section, and FIG. 4B is a front view. In the figure, t is the depth of the dent x (maximum distance reached by the tip of the punch starting from the tip end face f of the billet 100), d is the diameter of the dent x on the tip end face f of the billet 100, and D is the billet diameter.
Here, if the depth t of the depression x is too small, the effect of suppressing thickness unevenness in piercing-rolling is reduced, and the biting property in piercing-rolling tends to deteriorate. Since it becomes easier to drill, there is a risk that it will become difficult to drill. For this reason, the depth t of the depression x needs to be a certain size, and it is particularly preferable to secure the distance L between the tip of the piercing plug and the bottom of the depression x at 50 mm or more at the start of piercing-rolling as described above. Therefore, it is preferable that the depth t of the depression x is greater than 50 mm. Here, the deterioration of biting property in piercing-rolling means that when the billet is driven by the upper and lower rolling rolls and begins to advance and contacts the plug, the load becomes excessive and piercing does not progress. If the depth t of the depression x is too small, the Mannesmann crack at the tip of the billet will not develop sufficiently, resulting in an excessive load for drilling. On the other hand, if the depth t of the depression x is too large, there is a risk that an inner surface flaw (fog flaw) will occur at the pipe end during piercing and rolling, and the pipe end with such an inner surface flaw must be cut and removed. The depth t of the depression x is preferably 120 mm or less because the product yield is lowered.

窪みxの形状は、ビレット先端面に押し込まれるポンチ部分の形状で決まるが、後述するようにポンチ1の本体部10(ポンチ保持手段2に対する取付部11よりも先端側の部分)は、先端が凸曲面状の略円錐形状または略円錐台形状であることが好ましいことから、通常、窪みxは底部が凹曲面状のすり鉢形状となる。
また、ビレット先端面における窪みxの径dは、ビレット径Dに対して小さすぎても、大きすぎても穿孔圧延における偏肉防止効果が低下するので、ビレット径Dに応じた大きさにすることが好ましい。図5は、窪みxの径dとビレット径Dの比率d/Dと製品鋼管の偏肉率との関係(一例)を示したもので、偏肉率とは後述する実施例に記載の通りのものである。この図5の試験(製造)条件は、ビレット材質:炭素鋼、ビレット径:300~350mm、ビレット加熱温度:1230~1290℃、製品径:316~432mmである。
図5の結果からして、比率d/Dは0.3~0.8程度を満足することが好ましく、0.4~0.6程度を満足することがより好ましい。
なお、ポンチ1で窪みxを加工することによる肉の移動によって、ビレット先端面が若干盛り上がるなどの変形を生じる場合もあるが、上述した窪みxの深さtや径dは、その加工後のビレット先端面を基準としたものである。
The shape of the recess x is determined by the shape of the punch portion that is pushed into the billet tip surface. Since it is preferable to have a substantially conical shape with a convex curved surface or a substantially truncated conical shape, the depression x usually has a mortar shape with a concavely curved bottom.
In addition, if the diameter d of the recess x on the billet tip surface is too small or too large with respect to the billet diameter D, the effect of preventing uneven thickness in piercing-rolling is reduced, so the size is set according to the billet diameter D. is preferred. FIG. 5 shows the relationship (one example) between the ratio d/D between the diameter d of the recess x and the billet diameter D and the thickness deviation ratio of the product steel pipe. belongs to. The test (manufacturing) conditions in FIG. 5 are billet material: carbon steel, billet diameter: 300-350 mm, billet heating temperature: 1230-1290° C., product diameter: 316-432 mm.
From the results of FIG. 5, the ratio d/D preferably satisfies about 0.3 to 0.8, more preferably about 0.4 to 0.6.
It should be noted that, due to the movement of the meat due to processing the recess x with the punch 1, deformation such as a slight swelling of the billet tip surface may occur. It is based on the billet tip surface.

図6~図12は、本発明の製造方法の実施に供される製造設備の一実施形態と、この製造設備における本発明の製造方法の実施状況を模式的に示したものであり、図6は製造設備全体を示す側面図、図7はビレット移動手段5の一部(台車50など)を部分的に示す側面図、図8は同じく平面図である。また、図9~図12は製造設備の一部を構成する加工装置A(ビレットの先端面fに窪みxを形成するための加工装置)を部分的に示したものであり、図9は加工装置全体を示す側面図、図10は加工装置の一部(ポンチ1、ポンチストッパ6など)を部分的に示す側面図、図11は同じく加工装置の一部(ポンチ1、クランプ手段3、ポンチストッパ6など)を部分的に示す斜視図、図12は図9中のX-X線に沿う断面図である。なお、図6は加工装置Aの構成の一部(ポンチ1、ポンチ保持手段2、アーム13a,13b、油圧シリンダ53、アーム保持体55など)を省略して表わしており、図11はビレットストッパ6の支持部材12を省略して表わしている。 FIGS. 6 to 12 schematically show an embodiment of manufacturing equipment used for carrying out the manufacturing method of the present invention and the state of implementation of the manufacturing method of the present invention in this manufacturing equipment. 7 is a side view showing the entire manufacturing facility, FIG. 7 is a side view partially showing part of the billet moving means 5 (cart 50, etc.), and FIG. 8 is a plan view of the same. 9 to 12 partially show a processing device A (a processing device for forming a recess x on the tip end face f of a billet) that constitutes a part of the manufacturing equipment, and FIG. FIG. 10 is a side view partially showing a part of the processing device (punch 1, punch stopper 6, etc.), FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. 9. FIG. 6 omits part of the configuration of the processing apparatus A (the punch 1, the punch holding means 2, the arms 13a and 13b, the hydraulic cylinder 53, the arm holder 55, etc.), and FIG. 6, the supporting member 12 is omitted.

この製造設備は、ビレット100の穿孔圧延工程前の予備工程において熱間のビレット100の先端面fの中央部に窪みxを形成するための加工装置Aと、設備内に搬入されたビレット100を保持するビレット保持手段4と、このビレット保持手段4に保持されたビレット100の後端を押して、ビレット100を加工装置Aによる加工位置までスライド移動させるビレット移動手段5などを備えている。
加工装置Aは、ビレット100の先端面fに押し込まれることで窪みxを形成するための凸型のポンチ1と、このポンチ1を進退可能に保持し、ポンチ1をビレット先端面の中央部に押し込むポンチ保持手段2と、ポンチ1によるビレットの加工時にビレット100をクランプして拘束するクランプ手段3などで構成されており、装置全体が支持構造部である支持フレーム9に支持されている。この加工装置Aの具体的な構造については、後に詳述する。
This manufacturing facility includes a processing device A for forming a recess x in the central portion of the front end face f of the hot billet 100 in a preliminary process before the piercing-rolling process of the billet 100, and a billet 100 carried into the facility. Billet holding means 4 for holding billet 100 and billet moving means 5 for pushing the rear end of billet 100 held by this billet holding means 4 and slidingly moving billet 100 to the processing position by processing apparatus A are provided.
The processing apparatus A includes a convex punch 1 for forming a recess x by being pushed into the front end surface f of a billet 100, and holding the punch 1 so as to be able to move back and forth, and inserting the punch 1 at the center of the front end surface of the billet. It is composed of a punch holding means 2 for pushing and a clamping means 3 for clamping and restraining the billet 100 when the billet is processed by the punch 1, etc. The entire apparatus is supported by a support frame 9 which is a support structure. A specific structure of this processing apparatus A will be described in detail later.

ビレット保持手段4は、本実施形態では昇降トラフ40で構成されており、この昇降トラフ40は、ビレット100を保持した状態で昇降可能であり、加熱炉から搬送手段(例えば、V字型のコンベアやチェーンドッグ、キッカーなど)で搬送され、設備内に搬入(装入)されたビレット100を受け取って保持し、ビレット100を加工装置Aで加工できる高さまで持ち上げる。
ビレット移動手段5は、ビレット保持手段4の上方に架設されたガイドレール8(加工装置A方向に架設されたガイドレール)に沿って移動(走行)可能な台車50と、この台車50を移動させる駆動機構52と、台車50から垂下したビレット押圧用のプッシャーアーム51と、このプッシャーアーム51を台車50に対してスライド移動させることでビレット方向に移動させる油圧シリンダ53などで構成されており、台車50を移動させることにより、ビレット保持手段4(昇降トラフ40)に保持されたビレット100の後端にプッシャーアーム51を当接させ、この状態から油圧シリンダ53を作動させることにより、プッシャーアーム51がビレット100を押し、ビレット100を昇降トラフ40上で加工装置A方向にスライド移動させることができるようにしている。
In this embodiment, the billet holding means 4 is composed of an elevating trough 40. The elevating trough 40 can move up and down while holding the billet 100. , a chain dog, a kicker, etc.) and carried (charged) into the facility, receives and holds the billet 100, and lifts the billet 100 to a height at which the processing apparatus A can process it.
The billet moving means 5 includes a carriage 50 that can move (run) along a guide rail 8 (a guide rail laid in the direction of the processing apparatus A) installed above the billet holding means 4, and the carriage 50 is moved. It is composed of a drive mechanism 52, a billet pressing pusher arm 51 suspended from the truck 50, and a hydraulic cylinder 53 that slides the pusher arm 51 relative to the truck 50 to move it in the billet direction. By moving the pusher arm 50, the pusher arm 51 is brought into contact with the rear end of the billet 100 held by the billet holding means 4 (elevating trough 40). By pushing the billet 100, the billet 100 can be slid in the processing apparatus A direction on the elevating trough 40. - 特許庁

ビレット移動手段5の構成をより詳細に説明すると、ビレット保持手段4の上方には架台フレーム7が架設され、この架台フレーム7に加工装置A方向に向かってガイドレール8が設置され、このガイドレール8に沿って台車50(57は台車50の車輪)が移動できるようになっている。台車50の駆動機構52は、本実施形態ではボールねじ(スライドスクリュー)機構で構成されている。すなわち、この駆動機構52は、架台フレーム7上にガイドレール8と平行に配置され、支持部材524に回転可能に支持されたネジ軸520と、台車50に固定されるとともに、ネジ軸520のネジ部に外装されるナット部材521と、ネジ軸520を回転させるモータ522および減速機523などで構成され、モータ522および減速機523でネジ軸520を回転させることにより、台車50に固定されたナット部材521がネジ軸520の長手方向で移動することにより、台車50がガイドレール8に沿って移動できるようになっている。 To explain the structure of the billet moving means 5 in more detail, a gantry frame 7 is installed above the billet holding means 4, and a guide rail 8 is installed on the gantry frame 7 in the direction of the processing apparatus A. A carriage 50 (57 is a wheel of the carriage 50) can move along 8. The drive mechanism 52 of the carriage 50 is configured by a ball screw (slide screw) mechanism in this embodiment. That is, the drive mechanism 52 is arranged on the gantry frame 7 in parallel with the guide rails 8 and fixed to the screw shaft 520 rotatably supported by the support member 524 and the carriage 50 . A nut member 521 externally mounted on the carriage 50, a motor 522 that rotates the screw shaft 520, a reduction gear 523, and the like. By moving the member 521 in the longitudinal direction of the screw shaft 520 , the carriage 50 can move along the guide rail 8 .

台車50は、スライドガイド54(例えば、被ガイド体がスライド移動できる溝状のガイドレール)と、プッシャーアーム51を保持し、スライドガイド54に沿って台車移動方向にスライド移動可能なアーム保持体55と、このアーム保持体55をスライド移動させる油圧シリンダ53などを備えている。
油圧シリンダ53は、その作動ロッド56がアーム保持体5に連結58され、アーム保持体55を台車移動方向(加工装置A方向)にスライド移動させる。
アーム保持体55にプッシャーアーム51の上端が固定され、アーム保持体55の上記スライド移動により、プッシャーアーム51がビレット100を押し、ビレット100を加工装置A方向にスライド移動させることができる。
The carriage 50 holds a slide guide 54 (for example, a groove-shaped guide rail on which the object to be guided can slide) and an arm holder 55 that holds a pusher arm 51 and can slide along the slide guide 54 in the movement direction of the carriage. , and a hydraulic cylinder 53 for sliding the arm holder 55 .
The operating rod 56 of the hydraulic cylinder 53 is connected 58 to the arm holder 5, and the arm holder 55 is slid in the carriage moving direction (processing apparatus A direction).
The upper end of the pusher arm 51 is fixed to the arm holder 55, and the slide movement of the arm holder 55 pushes the billet 100 so that the billet 100 can be slid in the processing apparatus A direction.

次に、加工装置Aについて説明する。
この加工装置Aが備える凸型のポンチ1の構成については、後に詳述する。
ポンチ保持手段2は、油圧シリンダなどのシリンダ装置20で構成され、そのシリンダ本体21が支持フレーム9に水平状態に支持されている。このシリンダ装置20の作動ロッド22の先端には、ポンチホルダ23を介してポンチ1が脱着可能に保持される。そして、このシリンダ装置20(ポンチ保持手段2)に保持されたポンチ1は、図10および図11に示すように、昇降トラフ40(ビレット保持手段4)に保持されたビレット100の先端面fに相対することになる。
Next, the processing apparatus A will be explained.
The configuration of the convex punch 1 provided in the processing apparatus A will be detailed later.
The punch holding means 2 is composed of a cylinder device 20 such as a hydraulic cylinder, and the cylinder body 21 is horizontally supported by the support frame 9 . A punch 1 is detachably held at the tip of the operating rod 22 of the cylinder device 20 via a punch holder 23 . Then, as shown in FIGS. 10 and 11, the punch 1 held by the cylinder device 20 (punch holding means 2) is placed on the tip surface f of the billet 100 held by the lifting trough 40 (billet holding means 4). will be opposed.

クランプ手段3は、ビレット先端面に窪みxを形成する加工中にビレット100をしっかりとクランプして動かないように拘束できるものであればその構成は問わないが、本実施形態では、上下からビレット100の先端部をクランプする上下1対のクランプアーム30a,30bを備えている。クランプアーム30a,30bは、その中間部を介して支持フレーム9に上下回動可能に枢支31されている。各クランプアーム30a,30bは、その先端にクランプ金具32a,32bを備えている。各クランプ金具32a,32bは半割円筒状のクランプ面320を有している。一方、両クランプアーム30a,30bの後端は、クランプアーム30a,30bを開閉動作させるための油圧シリンダ33で連結されている。すなわち、油圧シリンダ33のシリンダ本体34の端部がクランプアーム30bの後端に、油圧シリンダ33の作動ロッド35の先端がクランプアーム30aの後端に、それぞれ連結(枢着)36され、この油圧シリンダ33が伸縮することでクランプアーム30a,30bが上下に開閉し、クランプ金具32a,32bにより上下からビレット100の先端部をクランプできるようにしている。 The clamping means 3 may have any configuration as long as it can firmly clamp the billet 100 during the processing for forming the recess x on the tip end surface of the billet and constrain it so that it does not move. A pair of upper and lower clamp arms 30a and 30b are provided for clamping the distal end of 100. As shown in FIG. The clamp arms 30a and 30b are pivotally supported 31 on the support frame 9 through their intermediate portions so as to be vertically rotatable. Each clamp arm 30a, 30b has a clamp fitting 32a, 32b at its tip. Each clamp fitting 32a, 32b has a half-cylindrical clamping surface 320. As shown in FIG. On the other hand, the rear ends of both clamp arms 30a and 30b are connected by a hydraulic cylinder 33 for opening and closing the clamp arms 30a and 30b. That is, the end of the cylinder body 34 of the hydraulic cylinder 33 is connected (pivoted) 36 to the rear end of the clamp arm 30b, and the distal end of the operating rod 35 of the hydraulic cylinder 33 is connected (pivoted) to the rear end of the clamp arm 30a. As the cylinder 33 expands and contracts, the clamp arms 30a and 30b are vertically opened and closed so that the tip of the billet 100 can be clamped from above and below by the clamp fittings 32a and 32b.

加工装置Aは、さらに、ビレット移動手段5に押されて移動してきたビレット100の先端部が突き当たることでビレット100を加工位置に停止させるリング状のビレットストッパ6を備えている。このリング状のビレットストッパ6は、ポンチ1の先端部に相対するように配置され、支持部材12により支持フレーム9の側部に支持されている。ポンチ1によるビレット先端面の加工時には、このビレットストッパ6のリングの穴60を通してポンチ1の先端部がビレット100の先端面fに押し込まれるようにしてある。 The processing apparatus A further includes a ring-shaped billet stopper 6 that stops the billet 100 at the processing position by abutting the tip of the billet 100 moved by the billet moving means 5 . The ring-shaped billet stopper 6 is arranged so as to face the tip of the punch 1 and is supported on the side of the support frame 9 by a support member 12 . When the punch 1 is used to process the billet tip surface, the tip of the punch 1 is pushed into the tip surface f of the billet 100 through the hole 60 of the ring of the billet stopper 6 .

加工装置Aは、さらに、クランプアーム30a,30bの開閉(回動)範囲を規制するとともに、油圧シリンダ33の負荷を軽減するために、クランプアーム30a,30bが閉じた状態(ビレット100をクランプした状態)で機械的に保持されるようにした機構を備えている。
すなわち、上下のクランプアーム30a,30bの枢支部31には、2方向に延出したアーム部130,131を有する平面略L字形の板状のアーム13a,13bが、そのアーム部130,131の基端部(付け根)の部分で枢支されている。これらのアーム13a,13bは、それぞれクランプアーム30a,30bに係止(固定)され、クランプアーム30a,30bと一体で回動するように構成されている。なお、板状のアーム13a,13bは、クランプアーム30a,30bの両側に設けられている。
Further, the processing apparatus A regulates the opening/closing (rotating) range of the clamp arms 30a and 30b, and reduces the load on the hydraulic cylinder 33, so that the clamp arms 30a and 30b are closed (when the billet 100 is clamped). state).
That is, plate-like arms 13a and 13b having substantially L-shaped planar surfaces and having arm portions 130 and 131 extending in two directions are attached to the pivot portions 31 of the upper and lower clamp arms 30a and 30b. It is pivotally supported at the proximal end (root). These arms 13a and 13b are locked (fixed) to the clamp arms 30a and 30b, respectively, and are configured to rotate together with the clamp arms 30a and 30b. The plate-shaped arms 13a and 13b are provided on both sides of the clamp arms 30a and 30b.

支持フレーム9には、クランプアーム30a,30bと一体に回動するアーム13a,13bの各アーム部130をガイドするための長さの短いガイド穴14(短い円弧形状のガイド穴)が設けられている。アーム13a,13bの各アーム部130の先端にはピン15が支持され、このピン15がガイド穴14内に挿入され、アーム部130の回動に伴ってガイド穴14内を移動できるようにしてある。そして、ガイド穴14の両端がピン15のストッパとなり、アーム13a,13bと一体に回動するクランプアーム30a,30bの開閉範囲を規制している。すなわち、ピン15がガイド穴14の一端に係合する(図9の状態)ことにより、クランプアーム30a,30bは閉じた状態(ビレット100のクランプ状態)での所定回動位置に停止し、一方、ピン15がガイド穴14の他端に係合することにより、クランプアーム30a,30bは開いた状態(ビレットの非クランプ状態)での所定回動位置に停止する。また、上記のようにピン15がガイド穴14の一端に係合する(図9の状態)ことにより、クランプアーム30a,30bが閉じた状態(ビレットのクランプ状態)での所定回動位置に停止した際に、アーム13a,13bの両アーム部131が上下で縦一直線になるように、ガイド穴14の一端側の位置が決められている。このようにアーム13a,13bの両アーム部131が上下で縦一直線になることにより、油圧シリンダ33の駆動力で閉じた状態にあるクランプアーム30a,30bをその状態に機械的に保持する作用が得られるため、油圧シリンダ33の負荷を軽減することができる。 The support frame 9 is provided with a short guide hole 14 (a short circular guide hole) for guiding each arm portion 130 of the arms 13a and 13b rotating integrally with the clamp arms 30a and 30b. there is A pin 15 is supported at the tip of each arm portion 130 of the arms 13a and 13b. The pin 15 is inserted into the guide hole 14 so that it can move in the guide hole 14 as the arm portion 130 rotates. be. Both ends of the guide hole 14 serve as stoppers for the pin 15, thereby restricting the opening and closing ranges of the clamp arms 30a and 30b rotating together with the arms 13a and 13b. That is, when the pin 15 is engaged with one end of the guide hole 14 (the state shown in FIG. 9), the clamp arms 30a and 30b stop at a predetermined rotational position in the closed state (clamping state of the billet 100). , the pin 15 is engaged with the other end of the guide hole 14, so that the clamp arms 30a and 30b are stopped at a predetermined rotational position in the open state (the billet is not clamped). Further, by engaging the pin 15 with one end of the guide hole 14 as described above (the state shown in FIG. 9), the clamp arms 30a and 30b are stopped at the predetermined rotational position in the closed state (clamping state of the billet). The position of one end side of the guide hole 14 is determined so that both arm portions 131 of the arms 13a and 13b are vertically aligned when the two arms 13a and 13b are moved. Since the arm portions 131 of the arms 13a and 13b are vertically aligned in this way, the driving force of the hydraulic cylinder 33 mechanically holds the clamp arms 30a and 30b in the closed state. Therefore, the load on the hydraulic cylinder 33 can be reduced.

一方、両アーム13a,13bのアーム部131の先端どうしはピン16で連結されているが、各アーム13a,13bがクランプアーム30a,30bと一体で回動(ガイド穴14の短い長さ範囲で回動)できるようにするため、図12に示されるように、アーム13aのアーム部131の端部には、アーム13bのアーム部131の端部を挿入し、ピン16で軸支するための1対の板状部170からなるブラケット部17が設けられ、このブラケット部17にピン16が固定されている。アーム13bのアーム部131の端部には、長孔状のピン挿通孔18(上下方向に長いピン挿通孔)が設けられており、アーム13bのアーム部131の端部をブラケット部17に挿入した状態で、そのピン挿通孔18にピン16が挿通することで、アーム13a,13bの両アーム部131が連結されている。そして、アーム13bのアーム部131のピン挿通孔18内をアーム13aのアーム部131のピン16が移動できることにより、各アーム13a,13bはクランプアーム30a,30bと一体で回動(ガイド穴14の短い長さ範囲で回動)することができる。
なお、ビレット保持手段4やビレット移動手段5、加工装置Aを構成するポンチ保持手段2やクランプ手段3などは、本実施形態のものに限定されるものではなく、それぞれの機能を果たすことができる適宜な具体的手段で構成することができる。
On the other hand, the ends of the arms 131 of the arms 13a and 13b are connected by a pin 16, but the arms 13a and 13b rotate integrally with the clamp arms 30a and 30b (within the short length range of the guide hole 14). 12, the end portion of the arm portion 131 of the arm 13b is inserted into the end portion of the arm portion 131 of the arm 13a and pivoted by the pin 16. A bracket portion 17 consisting of a pair of plate-like portions 170 is provided, and the pin 16 is fixed to this bracket portion 17 . An end of the arm portion 131 of the arm 13b is provided with an elongated pin insertion hole 18 (a vertically long pin insertion hole), and the end of the arm portion 131 of the arm 13b is inserted into the bracket portion 17. By inserting the pin 16 into the pin insertion hole 18 in this state, both the arm portions 131 of the arms 13a and 13b are connected. Since the pin 16 of the arm portion 131 of the arm 13a can move in the pin insertion hole 18 of the arm portion 131 of the arm 13b, the arms 13a and 13b rotate integrally with the clamp arms 30a and 30b (the guide holes 14 can be rotated over a short length range).
Note that the billet holding means 4, the billet moving means 5, the punch holding means 2, the clamping means 3, and the like, which constitute the processing apparatus A, are not limited to those of the present embodiment, and can perform their respective functions. It can be configured by appropriate specific means.

次に、ビレット加工用工具であるポンチ1の構成について説明する。
ポンチ1は、ビレット加工を担う本体部10と、ポンチ保持手段2(ポンチホルダ23)と連結するために本体部10の端部に連成される取付部11で構成される。
ポンチ1は、基本的に凸型の形状であればよく、そのなかでも特に、ポンチ1の本体部10が略円錐形または略円錐台形であって、先端が凸曲面状であることが好ましい。ここで、略円錐形または略円錐台形とは、本発明で使用するポンチ1の本体部10は、円錐形または円錐台形の傾斜面(テーパー面)の軸方向の途中に谷状の折曲部(谷状凹部)を有する場合や、傾斜面の一部または全部が軸方向で湾曲している場合などがあることから、通常の円錐形や円錐台形以外に、そのような形状のものも含まれることを意味する。
さらに、本発明者らによる検討の結果、ポンチの本体部10をより限定的な形状に最適化することにより、そのポンチによる窪みxの加工を特に適正化・効率化でき、ポンチの寿命も向上できることが判った。
Next, the configuration of the punch 1, which is a billet working tool, will be described.
The punch 1 is composed of a main body 10 for billet processing and a mounting portion 11 continuously connected to the end of the main body 10 to be connected to the punch holding means 2 (punch holder 23).
The punch 1 may basically have a convex shape, and it is particularly preferable that the main body 10 of the punch 1 has a substantially conical or substantially truncated conical shape and the tip has a convex curved shape. Here, the substantially conical shape or substantially truncated conical shape means that the body portion 10 of the punch 1 used in the present invention is a conical or truncated conical inclined surface (tapered surface) with a valley-like bent portion in the middle of the axial direction. (Valley-shaped concave portion), or part or all of the inclined surface is curved in the axial direction. It means that
Furthermore, as a result of studies by the present inventors, by optimizing the body portion 10 of the punch to a more limited shape, the machining of the recess x by the punch can be particularly optimized and efficient, and the life of the punch can be improved. It turned out to be possible.

本発明を実施する場合、加工装置Aのポンチ1によるビレット先端面の加工(窪みxを形成する加工)は、短い時間間隔で何本ものビレットに対して連続して行われるが、このように連続的に行われる加工中、ポンチ1の先端温度は500℃前後にまで上昇する。図13は、1本目(1回目)のビレットの加工後と2本目(2回目)のビレットの加工後のポンチ1のサーモグラフィであり、2本目のビレットの加工後のポンチ1の先端温度は、ビレット側からの入熱により500℃前後にまで上昇していることが判る。一方、ポンチの基端部(根元部分)の温度は200℃程度であり、先端部と大きな温度差を生じていることが判る。なお、図13において、上部画像のポンチ1の上下に、また下部画像のポンチ1の右側に、それぞれ写っている上下1対の部材は、クランプアーム30a,30bである。 When carrying out the present invention, the machining of the tip end surface of the billet by the punch 1 of the machining apparatus A (machining to form the recess x) is continuously performed on a number of billets at short time intervals. The tip temperature of the punch 1 rises up to around 500° C. during continuous working. FIG. 13 is a thermography of the punch 1 after processing the first (first) billet and after processing the second (second) billet, and the tip temperature of the punch 1 after processing the second billet is It can be seen that the temperature rises to around 500° C. due to heat input from the billet side. On the other hand, the temperature of the base end portion (root portion) of the punch is about 200° C., and it is found that a large temperature difference is generated from the tip portion. In FIG. 13, clamp arms 30a and 30b are a pair of upper and lower members shown above and below the punch 1 in the upper image and on the right side of the punch 1 in the lower image.

そして、このように高温状態でビレットを連続加工すると、ポンチによっては、その表面に図14に示すような皺や割れが発生して比較的早期に交換する必要が生じ(寿命が比較的短い)、また、この皺や割れが起点となってポンチ表面に凹凸が生じ、このポンチ表面の凹凸によって、ビレット先端面に押し込んだポンチ先端が引き抜けなくなる現象(その結果、ポンチ1がビレット100を加工装置A側に引き込むことになるので、以下、この現象を「ビレット引き込み」という)が生じてしまうことが判った。このようなビレット引き込みが生じると、操作を手動に切り替えてオペレーターによる手作業によりポンチを前進・後退させ、引き込みが解消するための操作を行う必要があり、その時間が長引くと当該ビレットや待機している次の熱間ビレットの温度低下が避けられず、予定していた圧延が不可能になるなど、生産性を大幅に低下させる事態となる。 When the billet is continuously machined at such a high temperature, wrinkles and cracks may occur on the surface of some punches as shown in FIG. In addition, the wrinkles and cracks cause irregularities on the punch surface, and due to the irregularities on the punch surface, the punch tip pushed into the billet tip surface cannot be pulled out (as a result, the punch 1 processes the billet 100). Since the billet is drawn into the apparatus A side, this phenomenon is hereinafter referred to as "billet drawing". When such billet pull-in occurs, it is necessary for the operator to manually move the punch forward or backward and perform an operation to eliminate the billet pull-in. A drop in the temperature of the next hot billet cannot be avoided, and the planned rolling becomes impossible, resulting in a drastic drop in productivity.

ポンチ表面に上記のような皺や割れが生じる理由は必ずしも明らかではないが、ポンチ1の先端部がビレット先端面に押し込まれたときに、図13に示されるように、ビレット側からの入熱によりポンチ1の最先端近傍のみが昇温し、その部分が膨張すること、ビレットと接触していないポンチ部分との間で大きな温度差を生じること、ビレットに押し込まれたポンチ部分についても窪みxの深さ方向で温度勾配生じること、操業中は連続使用で高温状態になる一方で、ツール替えなどが発生した場合はその間操業が止まってポンチ先端が冷えてしまい、このような熱膨張と収縮が繰り返し作用すること、などが関係している可能性がある。
このような課題を解決すべく検討を重ねた結果、ポンチ1を特定の形状とすることにより、連続加工しても表面の皺や割れが生じにくく、高い耐用性(高寿命)が得られ、ビレット引き込みの発生も抑えられることが判った。
Although the reason why such wrinkles and cracks occur on the punch surface is not necessarily clear, when the tip of the punch 1 is pushed into the billet tip surface, heat input from the billet side as shown in FIG. , the temperature rises only in the vicinity of the tip of the punch 1, and that portion expands; a large temperature difference occurs between the punch portion that is not in contact with the billet; The temperature gradient occurs in the depth direction of the punch, and while it is in a high temperature state due to continuous use during operation, when a tool change occurs, the operation stops during that time and the tip of the punch cools down, resulting in such thermal expansion and contraction. may be related to the repeated action of
As a result of repeated studies to solve these problems, it was found that by making the punch 1 into a specific shape, surface wrinkles and cracks are less likely to occur even during continuous processing, and high durability (long life) can be obtained. It was found that the occurrence of billet entrainment was also suppressed.

図15は、そのような形状を有するポンチの一実施形態を示している。この最適形状のポンチ1の本体部10は、先端が凸曲面状(好ましくは球面状)のポンチ頭部10aと、このポンチ頭部10aに連なるテーパー状基体部10bからなる2段型であり、ポンチ頭部10aとテーパー状基体部10bの境界は谷状の折曲部10c(谷状凹部)を構成する。また、テーパー状基体部10bの斜面傾斜角度θが50~60°である構成を有する(図15の実施形態は約56°)。
本発明者らによる試験の結果では、ビレット引き込みは特にビレット径300~350mmのビレットを加工した場合に生じやすく、したがって、上記のような最適形状のポンチ1は、そのようなサイズのビレットを加工する場合に特に有用である。
Figure 15 shows one embodiment of a punch having such a shape. The body portion 10 of this optimally shaped punch 1 is a two-stage type consisting of a punch head portion 10a having a convex (preferably spherical) tip end and a tapered base portion 10b connected to the punch head portion 10a, The boundary between the punch head portion 10a and the tapered base portion 10b constitutes a valley-shaped bent portion 10c (valley-shaped concave portion). Also, the tapered base portion 10b has a slope inclination angle θ of 50 to 60° (approximately 56° in the embodiment of FIG. 15).
According to the results of tests conducted by the present inventors, billet pull-in is particularly likely to occur when processing a billet with a billet diameter of 300 to 350 mm. It is particularly useful when

ポンチ頭部10aの先端部は凸曲面状であればよいが、一般には球面状に構成するのが好ましい。本実施形態のポンチ頭部10aは、先端側の曲面部a1とこれに連なるテーパー部a2からなるが、テーパー部a2は無くてもよい。
また、溶損や損耗を抑えるためにポンチ頭部10aはある程度のボリュームを有することが好ましく、この観点から、ポンチ頭部10aの先端の凸曲面(好ましくは球面)は曲率半径Rが30mm以上であることが好ましい。
ポンチの硬度や材質(成分組成)は特に制限はないが、熱間で使用される加工工具に適した硬度や材質が用いられる。具体的には、硬度(HS)は65以上が好ましく、材質としては、例えばSCM435、SKD61などが用いられる。
The tip of the punch head 10a may have a convex curved shape, but it is generally preferable to have a spherical shape. The punch head 10a of this embodiment comprises a curved surface portion a1 on the tip side and a tapered portion a2 connected thereto, but the tapered portion a2 may be omitted.
In addition, the punch head 10a preferably has a certain amount of volume in order to suppress erosion and wear. From this point of view, the convex curved surface (preferably spherical surface) at the tip of the punch head 10a should have a radius of curvature R of 30 mm or more. Preferably.
The hardness and material (component composition) of the punch are not particularly limited, but the hardness and material suitable for working tools used in hot conditions are used. Specifically, the hardness (HS) is preferably 65 or more, and SCM435, SKD61, or the like is used as the material.

図15に示すポンチ1と他の形状のポンチ1を用いて本発明法を実施し、ポンチ1の平均寿命とビレット引き込みの有無を調べた結果を表1に示す。表1において、ポンチ(iv)が図15に示す最適形状のポンチであり、ポンチ(i)~(iii)が図16に示す形状のポンチである。
ポンチ(iv)は、テーパー状基体部10bの斜面傾斜角度θが約56°である。
ポンチ(i)~(iii)は、ポンチ(iv)のようなポンチ頭部10a・テーパー状基体部10bという区別がなく(したがって谷状の折曲部10cも無い)、そのテーパー部の斜面傾斜角度は、ポンチ(i)は約70°、ポンチ(ii)およびポンチ(iii)は約65°である。また、ポンチ(i)~(iii)によって、テーパー部の下側部分の形状がそれぞれ異なっている。
この製造試験では、ビレット径が260~350mmのビレット(炭素鋼)を対象とし、ポンチ1の打ち込み時間を5秒とした。また、窪みxの深さtは67mmとした。
The method of the present invention was carried out using the punch 1 shown in FIG. In Table 1, punch (iv) is the punch having the optimum shape shown in FIG. 15, and punches (i) to (iii) are punches having the shape shown in FIG.
The punch (iv) has a tapered base portion 10b with an inclination angle θ of about 56°.
Punches (i) to (iii) have no distinction between the punch head portion 10a and the tapered base portion 10b (therefore, there is no valley-shaped bent portion 10c) as in the punch (iv), and the slope inclination of the tapered portion is The angles are about 70° for punch (i) and about 65° for punches (ii) and (iii). Moreover, the shape of the lower part of the tapered portion differs depending on the punches (i) to (iii).
In this manufacturing test, a billet (carbon steel) with a billet diameter of 260 to 350 mm was used, and the driving time of the punch 1 was 5 seconds. Also, the depth t of the depression x was set to 67 mm.

Figure 0007319598000001
Figure 0007319598000001

表1によれば、ポンチ(i)~(iii)は、表面に生じた皺や割れによりビレット引き込みが生じ、平均寿命(交換までに1つのポンチで加工できたビレット本数の1年間当たりの平均値)は最大でも約8000本強である。これに対して、ポンチ(iv)は平均寿命が8300本以上であり、ビレット引き込みも生じていない。
この結果、ポンチ(i)~(iii)は損傷(皺や割れなど)により平均15日程度が使用限界であったのに対して、ポンチ(iv)では使用限界を平均70日にまで向上させることができた。また、ポンチ(iv)では、ポンチ先端の皺や割れの発生が生じにくいことから、ビレット引き込みの発生頻度も、ポンチ(i)~(iii)が20回/年であったのに対して、0回/年にまで改善することができた。このようにトラブルの発生回数を低減できることで、生産性を1Hr/月向上することができた。また、工具寿命の向上により、工具コストも低減することができた。
According to Table 1, punches (i) to (iii) cause billet retraction due to wrinkles and cracks on the surface. value) is a little over 8000 at maximum. On the other hand, the punch (iv) has an average life of 8,300 or more, and no billet pull-in occurs.
As a result, while punches (i) to (iii) had an average usage limit of about 15 days due to damage (wrinkles, cracks, etc.), punch (iv) has an average usage limit of 70 days. I was able to In addition, with punch (iv), wrinkles and cracks at the tip of the punch are less likely to occur. It was able to improve to 0 times/year. By reducing the number of occurrences of trouble in this way, the productivity was able to be improved by 1Hr/month. In addition, the tool cost was reduced due to the improvement of the tool life.

次に、図6~図12の製造設備の使用方法(本発明法の一実施形態)を説明する。図17(a)~(f)は加工装置Aによるビレット100の加工手順を示す説明図である。
熱間(通常、1200~1300℃程度)のビレット100は製造設備の側方から設備内に搬入され、昇降トラフ40(ビレット保持手段4)の上に載せられる。この昇降トラフ40を上昇させて、ビレット100を加工装置A(ポンチ1)による加工位置の高さまで持ち上げ(上昇させ)た後、プッシャーアーム51でビレット後端を押してビレット100を加工装置A方向に移動させる(図17(a))。移動したビレット100の先端がビレットストッパ6に突き当たることでビレット100が停止し(図17(b))、この位置でビレット100の加工が行われる。
Next, a method of using the manufacturing equipment shown in FIGS. 6 to 12 (an embodiment of the method of the present invention) will be described. 17A to 17F are explanatory diagrams showing the processing procedure of the billet 100 by the processing apparatus A. FIG.
A hot billet 100 (usually about 1200 to 1300° C.) is carried into the manufacturing facility from the side and placed on the lifting trough 40 (billet holding means 4). After the elevating trough 40 is raised to lift (raise) the billet 100 to the height of the processing position by the processing device A (punch 1), the pusher arm 51 pushes the rear end of the billet to move the billet 100 in the direction of the processing device A. Move (FIG. 17(a)). The tip of the moved billet 100 abuts against the billet stopper 6 to stop the billet 100 (FIG. 17(b)), and the billet 100 is machined at this position.

開放した状態にあるクランプアーム30a,30bを油圧シリンダ33で閉じ、クランプ金具32a,32bによりビレット100の先端側部分をクランプする(図17(c))。この状態でシリンダ装置20(ポンチ保持手段2)を駆動させてポンチ1を前進させ、ポンチ1の先端部をビレットストッパ6の内側(リングの穴60)を通過させてビレット100の先端面fに押し込むことで窪みxを形成(加工)する(図17(d))。ビレット100の先端面fへのポンチ1の押込み(打ち込み)は、例えば、0.4~0.7m/sec程度の速度でなされる。その後、ポンチ1を後退させ、ポンチ1の先端部をビレット100の先端面f(形成された窪みx)から引き抜き(図17(e))、さらに、クランプ金具32a,32bによるビレット100のクランプ状態を解除する(図17(f))ことで加工が完了する。この加工されたビレット100を保持する昇降トラフ40を下降させた後、ビレット100を設備外に搬出する。このビレット100は穿孔圧延工程に送られて穿孔圧延されるが、その際、図3に示すようにビレット100の先端面fに形成された窪みx内に穿孔プラグ200の先端を位置させた状態で圧延を開始する。ビレット100は穿孔圧延で素管に加工され、その後、この素管は延伸圧延工程などの一連の工程を経て製品鋼管となる。 The open clamp arms 30a and 30b are closed by the hydraulic cylinder 33, and the tip side portion of the billet 100 is clamped by the clamp metal fittings 32a and 32b (Fig. 17(c)). In this state, the cylinder device 20 (punch holding means 2) is driven to advance the punch 1, and the tip of the punch 1 is passed through the inside of the billet stopper 6 (the ring hole 60) to reach the tip face f of the billet 100. A depression x is formed (processed) by pressing (FIG. 17(d)). The pushing (driving) of the punch 1 into the tip surface f of the billet 100 is performed, for example, at a speed of about 0.4 to 0.7 m/sec. After that, the punch 1 is retracted, the tip of the punch 1 is pulled out from the tip face f (formed recess x) of the billet 100 (FIG. 17(e)), and the billet 100 is clamped by the clamp fittings 32a and 32b. is released (FIG. 17(f)) to complete the machining. After the elevating trough 40 holding the processed billet 100 is lowered, the billet 100 is carried out of the facility. This billet 100 is sent to the piercing-rolling process and is pierced-rolled. At this time, as shown in FIG. Start rolling at . The billet 100 is processed into a steel pipe by piercing-rolling, and then the steel pipe is made into a product steel pipe through a series of processes such as an elongation-rolling process.

図6~図12に示すような設備において本発明法によりビレットを加工し、次いで穿孔圧延した後、一連の工程を経て継目無鋼管を製造した。このようにして製造された鋼管と、従来法(ビレット先端端面に窪みxを形成する予備工程なし穿孔圧延を行う方法)で製造された鋼管の偏肉率を測定した。その結果を図18に示す。なお、偏肉率とは、製品鋼管の周方向での最大肉厚、最小肉厚、平均肉厚に基づき、下式で求められるものである。
偏肉率=[(最大肉厚-最小肉厚)/平均肉厚]×100
図18は製品鋼管の先端位置と、管長手方向で管先端から15mm、30mm、45mmの各位置での偏肉率を示している。
A billet was processed by the method of the present invention in the equipment shown in FIGS. 6 to 12, followed by piercing-rolling, and then through a series of steps to produce a seamless steel pipe. The steel pipe thus manufactured and the steel pipe manufactured by a conventional method (a method of performing piercing-rolling without a preliminary step of forming a depression x on the end face of the billet) were measured for uneven wall thickness ratios. The results are shown in FIG. The wall thickness deviation ratio is obtained by the following formula based on the maximum wall thickness, minimum wall thickness and average wall thickness of the product steel pipe in the circumferential direction.
Thickness deviation ratio = [(maximum thickness - minimum thickness) / average thickness] x 100
FIG. 18 shows the tip position of the product steel pipe and the wall thickness deviation ratio at each position of 15 mm, 30 mm, and 45 mm from the pipe tip in the longitudinal direction of the pipe.

本発明法(本発明例)では、加工装置Aのポンチ1として図15に示す形状のもの(テーパー状基体部10bの斜面傾斜角度θ:56°)を使用し、このポンチ1により深さが67mmの窪みxを形成し、穿孔圧延時には、穿孔プラグ200の先端を図18の(a)に示すような態様で窪みx内に位置させた状態で圧延を開始した。一方、従来法(従来例)では、穿孔プラグ200の先端を図18の(b)に示すような態様で位置させた状態で圧延を開始した。
ビレットの材質は炭素鋼、ビレット径は300~350mm、ビレット加熱温度は1230~1290℃であり、製品径は316~432mmであった。
図18に示されるように、本発明例では従来例に較べて製品鋼管の偏肉が効果的に低減されていることが判る。
なお、本発明法(本発明例)ではd/D=0.24で試験したが、図5に示す通りd/Dを0.3~0.8、好ましくは0.4~0.6とすれば、偏肉率はより低減するものと考えられる。
In the method of the present invention (example of the present invention), the punch 1 of the processing apparatus A having a shape shown in FIG. A recess x of 67 mm was formed, and during piercing-rolling, the tip of the drilling plug 200 was positioned in the recess x as shown in FIG. 18(a), and rolling was started. On the other hand, in the conventional method (conventional example), rolling was started with the tip of the drilled plug 200 positioned as shown in FIG. 18(b).
The billet material was carbon steel, the billet diameter was 300-350 mm, the billet heating temperature was 1230-1290° C., and the product diameter was 316-432 mm.
As shown in FIG. 18, it can be seen that the uneven wall thickness of the product steel pipe is effectively reduced in the example of the present invention as compared with the conventional example.
In addition, in the method of the present invention (example of the present invention), d/D was tested at 0.24, but as shown in FIG. Then, it is considered that the uneven thickness ratio is further reduced.

1 ポンチ
2 ポンチ保持手段
3 クランプ手段
4 ビレット保持手段
5 ビレット移動手段
6 ビレットストッパ
7 架台フレーム
8 ガイドレール
9 支持フレーム
10 本体部
10a ポンチ頭部
10b テーパー状基体部
10c 折曲部
11 取付部
12 支持部材
13a,13b アーム
14 ガイド穴
15 ピン
16 ピン
17 ブラケット部
18 ピン挿通孔
20 シリンダ装置
21 シリンダ本体
22 作動ロッド
23 ポンチホルダ
30a,30b クランプアーム
31 枢支部
32a,32b クランプ金具
33 油圧シリンダ
34 シリンダ本体
35 作動ロッド
36 連結部
40 昇降トラフ
50 台車
51 プッシャーアーム
52 駆動機構
53 油圧シリンダ
54 スライドガイド
55 アーム保持体
56 作動ロッド
57 車輪
58 連結部
60 穴
100 ビレット
130,131 アーム部
170 板状部
200 穿孔プラグ
320 クランプ面
520 ネジ軸
521 ナット部材
522 モータ
523 減速機
524 支持部材
x 窪み
f 先端面
A 加工装置
a1 曲面部
a2 テーパー部
Reference Signs List 1 punch 2 punch holding means 3 clamping means 4 billet holding means 5 billet moving means 6 billet stopper 7 mount frame 8 guide rail 9 support frame 10 body portion 10a punch head portion 10b tapered base portion 10c bent portion 11 mounting portion 12 support Member 13a, 13b Arm 14 Guide hole 15 Pin 16 Pin 17 Bracket portion 18 Pin insertion hole 20 Cylinder device 21 Cylinder body 22 Operating rod 23 Punch holder 30a, 30b Clamp arm 31 Pivot portion 32a, 32b Clamp fitting 33 Hydraulic cylinder 34 Cylinder body 35 Operating rod 36 Connecting part 40 Lifting trough 50 Carriage 51 Pusher arm 52 Drive mechanism 53 Hydraulic cylinder 54 Slide guide 55 Arm holder 56 Operating rod 57 Wheel 58 Connecting part 60 Hole 100 Billet 130, 131 Arm part 170 Plate-shaped part 200 Perforated plug 320 clamp surface 520 screw shaft 521 nut member 522 motor 523 speed reducer 524 support member x recess f tip surface A processing device a1 curved surface portion a2 tapered portion

Claims (12)

ビレットの穿孔圧延工程前の予備工程として、熱間のビレットの先端面の中央部に凸型のポンチ(1)を押し込んで窪み(x)を形成する加工工程を有し、
ビレットの穿孔圧延工程では、窪み(x)内に穿孔プラグの先端部を位置させた状態で穿孔圧延を開始し、
ポンチ(1)の本体部(10)は、略円錐形または略円錐台形であって、先端が凸曲面状のポンチ頭部(10a)と、該ポンチ頭部(10a)に連なるテーパー状基体部(10b)からなり、
ポンチ頭部(10a)とテーパー状基体部(10b)の境界は谷状の折曲部(10c)を構成し、
テーパー状基体部(10b)の斜面傾斜角度θが50~60°であることを特徴とする継目無鋼管の製造方法。
As a preparatory step before the billet piercing-rolling step, a processing step of pressing a convex punch (1) into the central portion of the front end surface of the hot billet to form a depression (x),
In the billet piercing-rolling step, piercing-rolling is started with the tip of the piercing plug positioned in the recess (x) ,
The main body (10) of the punch (1) has a substantially conical or substantially frusto-conical shape, and includes a punch head (10a) having a convex surface at the tip and a tapered base body connected to the punch head (10a). (10b) consisting of
The boundary between the punch head portion (10a) and the tapered base portion (10b) constitutes a valley-like bent portion (10c),
A method for producing a seamless steel pipe, characterized in that the tapered base portion (10b) has an inclination angle θ of 50 to 60° .
窪み(x)の深さが50mm超であることを特徴とする請求項1に記載の継目無鋼管の製造方法。 The method for manufacturing a seamless steel pipe according to claim 1, characterized in that the depth of the depression (x) is greater than 50 mm. ビレット先端面における窪み(x)の径dとビレット径Dの比率d/Dが0.3~0.8を満足す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。 3. The method for manufacturing a seamless steel pipe according to claim 1 or 2, wherein the ratio d/D between the diameter d of the recess (x) on the tip end face of the billet and the billet diameter D satisfies 0.3 to 0.8. . 穿孔圧延工程では、穿孔圧延開始時における穿孔プラグの先端と窪み(x)の底部との距離Lを50mm以上とすることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の継目無鋼管の製造方法。 4. The seamless steel pipe according to any one of claims 1 to 3, characterized in that in the piercing-rolling step, the distance L between the tip of the piercing plug and the bottom of the recess (x) at the start of piercing-rolling is 50 mm or more. Production method. ポンチ頭部(10a)の先端の凸曲面は曲率半径Rが30mm以上であることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の継目無鋼管の製造方法。 The method for manufacturing a seamless steel pipe according to any one of claims 1 to 4, wherein the convex curved surface at the tip of the punch head (10a) has a radius of curvature R of 30 mm or more. ビレットの穿孔圧延工程前の予備工程において熱間のビレットの先端面の中央部に窪み(x)を形成するための加工装置(A)を備え、
該加工装置(A)は、ビレットの先端面に押し込まれることで窪み(x)を形成するための凸型のポンチ(1)と、該ポンチ(1)を進退可能に保持し、ポンチ(1)をビレット先端面の中央部に押し込むポンチ保持手段(2)と、ポンチ(1)によるビレット先端面の加工時にビレットをクランプして拘束するクランプ手段(3)を備え、
ポンチ(1)の本体部(10)は、略円錐形または略円錐台形であって、先端が凸曲面状のポンチ頭部(10a)と、該ポンチ頭部(10a)に連なるテーパー状基体部(10b)からなり、
ポンチ頭部(10a)とテーパー状基体部(10b)の境界は谷状の折曲部(10c)を構成し、
テーパー状基体部(10b)の斜面傾斜角度θが50~60°であることを特徴とする継目無鋼管の製造設備。
Equipped with a processing device (A) for forming a depression (x) in the central portion of the tip surface of the hot billet in a preliminary step before the billet piercing-rolling step,
The processing device (A) includes a convex punch (1) for forming a recess (x) by being pushed into the tip surface of a billet, and holding the punch (1) so as to be able to move back and forth. ) into the center of the billet tip surface, and a clamping means (3) for clamping and restraining the billet when the billet tip surface is processed by the punch (1) ,
The main body (10) of the punch (1) has a substantially conical or substantially frusto-conical shape, and includes a punch head (10a) having a convex surface at the tip and a tapered base body connected to the punch head (10a). (10b) consisting of
The boundary between the punch head portion (10a) and the tapered base portion (10b) constitutes a valley-like bent portion (10c),
Equipment for manufacturing a seamless steel pipe, characterized in that the inclination angle θ of the tapered base portion (10b) is 50-60° .
ポンチ頭部(10a)の先端の凸曲面は曲率半径Rが30mm以上であることを特徴とする請求項に記載の継目無鋼管の製造設備。 7. The facility for manufacturing seamless steel pipes according to claim 6 , wherein the convex curved surface at the tip of the punch head (10a) has a radius of curvature R of 30 mm or more. さらに、設備内に搬入されたビレットを保持するビレット保持手段(4)と、該ビレット保持手段(4)に保持されたビレットの後端を押して、ビレットを加工装置(A)による加工位置までスライド移動させるビレット移動手段(5)を備えることを特徴とする請求項6または7に記載の継目無鋼管の製造設備。 Further, billet holding means (4) for holding the billet carried into the facility, and pushing the rear end of the billet held by the billet holding means (4) to slide the billet to the processing position by the processing device (A). 8. Equipment for manufacturing seamless steel pipes according to claim 6 or 7, characterized by comprising billet moving means (5) for moving. 加工装置(A)は、さらに、ビレット移動手段(5)に押されて移動してきたビレットの先端部が突き当たることでビレットを加工位置に停止させるリング状のビレットストッパ(6)を備え、
加工装置(A)によるビレット先端面の加工時には、ビレットストッパ(6)のリングの穴を通してポンチ(1)の先端部がビレット先端面に押し込まれるようにしたことを特徴とする請求項に記載の継目無鋼管の製造設備。
The processing apparatus (A) further comprises a ring-shaped billet stopper (6) that stops the billet at the processing position by abutting the front end of the billet pushed by the billet moving means (5),
Claim 8 , characterized in that the tip of the punch (1) is pushed into the tip of the billet through the hole of the ring of the billet stopper (6) when processing the tip of the billet by the processing device (A). production facilities for seamless steel pipes.
ポンチ保持手段(2)はシリンダ装置(20)で構成され、該シリンダ装置(20)の作動ロッド(22)の先端に、ポンチホルダ(23)を介してポンチ(1)が脱着可能に保持され、
クランプ手段(3)は、長手方向の中間部を介して支持フレーム(9)に回動可能に支持され、先端にビレットを両側から挟んでクランプするためのクランプ金具(32a),(32b)を備えた1対のクランプアーム(30a),(30b)と、該1対のクランプアーム(30a),(30b)の後端間に連結され、その伸縮によりクランプアーム(30a),(30b)を開閉動作させる油圧シリンダ(33)を備えることを特徴とする請求項6~9のいずれかに記載の継目無鋼管の製造設備。
The punch holding means (2) comprises a cylinder device (20), and the punch (1) is detachably held at the tip of an operating rod (22) of the cylinder device (20) via a punch holder (23),
The clamping means (3) is rotatably supported by the support frame (9) via the longitudinal middle portion, and has clamping metal fittings (32a) and (32b) at its tip for sandwiching and clamping the billet from both sides. A pair of clamp arms (30a), (30b) provided and connected between the rear ends of the pair of clamp arms (30a), (30b). The seamless steel pipe manufacturing facility according to any one of claims 6 to 9, further comprising a hydraulic cylinder (33) for opening and closing.
熱間のビレットの端面に押し込んで窪みを形成するためのポンチであって、
その本体部(10)は、略円錐形または略円錐台形であって、先端が凸曲面状のポンチ頭部(10a)と、該ポンチ頭部(10a)に連なるテーパー状基体部(10b)からなり、
ポンチ頭部(10a)とテーパー状基体部(10b)の境界は谷状の折曲部(10c)を構成し、
テーパー状基体部(10b)の斜面傾斜角度θが50~60°であることを特徴とするビレット加工用工具。
A punch for pressing into the end face of a hot billet to form a depression,
The main body (10) has a substantially conical or substantially truncated conical shape, and consists of a punch head (10a) with a convex curved tip and a tapered base (10b) connected to the punch head (10a). become,
The boundary between the punch head portion (10a) and the tapered base portion (10b) constitutes a valley-like bent portion (10c),
A billet processing tool characterized in that a tapered base portion (10b) has an inclination angle θ of 50 to 60° .
ポンチ頭部(10a)の先端の凸曲面は曲率半径Rが30mm以上であることを特徴とする請求項11に記載のビレット加工用工具。 12. The billet working tool according to claim 11 , wherein the convex curved surface at the tip of the punch head (10a) has a radius of curvature R of 30 mm or more.
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