JPH0224602B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、継目無鋼管の製造に用いられる傾斜
式圧延機に関する。

［背景技術］ 一般に、継目無鋼管の穿孔工程には、入側面角
と出側面角を有する２個の圧延ロールを、一定の
進み角で傾斜配置するとともに、圧延ロール間に
固定シユー、デイスクシユー、ローラシユー等の
ガイドシユーを配置してなる傾斜式圧延機が使用
される。

第１図は、傾斜式圧延機における圧延ロール
１、プラグ２、素管３、固定シユー４を示す正面
図である。素管３は、圧延ロール１の周速によつ
てその接線方向に引つ張られ、固定シユー４に衝
突して滑ることから、固定シユー４のシユー面に
は、第２図および第３図に示すような摩耗部５
Ａ，５Ｂ，５を生ずる。なお、第２図において、
５Ａは薄肉素管を圧延した場合における摩耗部分
を示し、５Ｂは厚肉素管を圧延した場合における
摩耗部分を示している。また、固定シユー４のシ
ユー面には、熱応力に基づくものと考えられる微
細なクラツクが生ずる。そこで、固定シユー４を
用いてなる傾斜式圧延機においては、固定シユー
４のシユー面に生ずる摩耗部あるいはクラツクが
素管３の表面を傷つけることを防止すべく、圧延
を度々停止し、固定シユー４のシユー面をグライ
ンダ等によつて手入れする必要がある。しかしな
がら、固定シユー４の寿命は短く、また、これら
の不都合を少しでも改善するために、耐摩耗性の
良好な高級材料によつて固定シユー４を形成して
おり、これが継目無鋼管の生産コストにしめる割
合は非常に大きなものとなつている。

第４図は、傾斜式圧延機におけるデイスクシユ
ー６を示す正面図であり、デイスクシユー６は、
軸７を介して軸受８に支持され、駆動モータ９に
よつて駆動可能とされている。このデイスクシユ
ー６は、素管３への当り面を適切なものにするた
め、その直径が非常に大きくなり例えば約３ｍに
も達し、設備全体が長大なものとなり、従来設備
への適用はスペース的にも不可能である。また、
圧延ロール１の周速度と素管３の前進速度を比較
すると約６対１前後であり、素管３の進行方向に
回転するデイスクシユー６を用いる場合には、素
管３とデイスクシユーとの間に85％が滑り現象と
しておこることになり、デイスクシユー６の寿
命、素管３の表面傷に関する不都合を充分に解決
することができない。

従来、特開昭55−54203号に開示されているよ
うにガイドローラがロール間隙方向の片側に１個
ずつしかない場合には、圧延ロールとガイドロー
ラ間の間隙へ管が進入し、辺部がへこんだ４角形
になつて回転できないか、又は管壁が破れてしま
う現象があつた。

これは全てアイドルローラを使用した場合に見
られる現象でありローラシユーが複数個入る場合
でもその強度が問題となる。シユーにかかる反力
は実験の結果によればシユー間隙で変化する。第
８図にこの関係を示す。シユーにかかる反力は、
シユー間隙がある値未満ではシユー間隙に反比例
し、ある値以上では一定値である。この一定値は
圧延ロールにかかる反力の20％位の値となる。ロ
ーラシユーの数を増やしてもシエルの当たるロー
ラは１ケのみの場合が考えられるので、その反力
は30トンにもなる。この強度を複数のローラで受
けようとするのは困難であることから、特開昭55
−54203号においては、第２図に見られる支持ブ
ロツク方式あるいは第３図に見られるバツクアツ
プロール方式を取らざるを得なかつた。

第５図は、実開昭56−60509号に開示される如
く傾斜式圧延機におけるローラシユー１０を示す
正面図であり、このローラシユー１０は、アイド
ルローラであり、自転はするが、強制駆動されて
いない。従つて、この場合には、ローラシユー１
０がアイドルローラであることから、素管３が圧
延ロール１とローラシユー１０との間隙に逃げ込
むと、ローラシユー１０が素管３を引つ張り出す
ことなく、圧延が停止してステイツカ現象を生ず
る恐れがある。上記ステイツカ現象の発生を防止
すべく、圧延ロール１とローラシユー１０との間
にガイド板１１を挿入することも考えられるが、
その場合には固定シユーにおけると同様の不都合
を生じ、ローラシユー１０を用いることによる効
果を得ることができない。また、ローラシユー１
０の長さを固定シユーにおけると同程度とする場
合には、ローラシユー１０に作用するスラスト力
に対する軸強度不足を生じ、バツクアツプロール
１２が必要となる。

［発明の目的］ 本発明は、コンパクトな構造によつて圧延中の
素管を安定支持し、円滑な圧延を行うことを可能
とする傾斜式圧延機を提供することを目的とす
る。

［発明の開示］ 上記目的を達成するために、本発明は、入側面
角と出側面角を有する圧延ロールを一定の進み角
で傾斜配置してなる傾斜式圧延機において、入側
面角と出側面角を有する駆動可能な１対のドライ
ブローラシユーを圧延ロールに隣接する位置に一
定の進み角を与えるが如く傾斜配置するようにし
たものである。

［発明の実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

第６図は本発明の一実施例に係る傾斜式圧延機
を示す側面図、第７図は同傾斜式圧延機による圧
延状態を示す正面図である。

この傾斜式圧延機においては、２個の圧延ロー
ル２１が左右に配置され、両圧延ロール２１の間
に、プラグバー２２に支持されるプラグ２３が配
置されている。圧延ロール２１は、入側面角と出
側面角を有するとともに、例えば10度〜12度の進
み角で傾斜配置され、トラフ２４上の丸鋼片２５
を周方向に回転する状態で軸方向に前進可能とし
ている。なお、トラフ２上の丸鋼片２５は、キヤ
ノン２６上に案内される状態で、プツシヤ２７に
よつて押込まれ、両圧延ロール２１に噛込み可能
とされいる。

しかして、両圧延ロール２１の間の上下２位置
には、ドライブローラシユー２８が配置されてい
る。ドライブローラシユー２８は、その軸方向の
中央部から、入側端に向けて外径を縮径する入側
面角を有するとともに、その軸方向の中央部から
出側端に向けて外径を縮径する出側面角を有して
いる。

また、ドライブローラシユー２８は、その中心
軸を素管２９の軸方向に対して、一定例えば３度
〜４度の進み角で傾斜配置し、その周面に素管２
９の前進方向に沿う速度成分を得ることを可能と
している。

シユーの進み角は実験によれば、３度以下のと
きはステイツカとか圧延不具合現象が起きやすい
が、３度を越えるとこれらは一掃され、進み角が
大きければ大きいほど、穿孔効率は良くなり良い
結果をもたらす。しかしながら、限られたスペー
スであり、その角度にはおのずと限界を生じる。
実用的には強度上から許される範囲で最も大きな
進み角を取るのが良い。

また、ドライブローラシユー２８は、圧延ロー
ル２１と同様に入側面角と出側面角を備えている
ことから、同じシユー位置で圧延ロール２１より
先にドライブローラシユー２８に接触するのを防
止し、ステイツカ現象の発生を抑制可能としてい
る。また、ドライブローラシユー２８は一定の進
み角で傾斜配置されていることから、滑り現象が
10％以下となり、従来の固定シユー、デイスクシ
ユーに比して滑り現象が小となり、穿孔効率が良
好となつて、サイクルタイムの短縮を図ることが
可能となる。滑り現象が10％以下であることは滑
り摩耗の発生が少なく、シユーの寿命が向上可能
となる。また、ドライブローラシユー２８のシユ
ー面が素管２９の表面を傷つけることなく素管２
９を得ることが可能となる。

なお、上記傾斜式圧延機において、ドライブロ
ーラシユー２８は以下のようにして設置される。
即ち、ドライブローラシユー２８の設置部は、圧
延ロール２１に挟まれて、入側にはキヤノン２
６、圧延ロール駆動用ユニバーサルジヨイント等
があり、出側にはプラグ２３、プラグバーサポー
ト等があり、非常に狭いスペースとなつている。
従つて、このような狭いスペースにドライブロー
ラシユー２８およびその駆動装置を設置すること
は非常な困難をともなう。しかしながら、現在使
用されている固定シユーの摩耗部分を調査する
と、前記第２図に示したように、実際に素管と直
接接触する部分はかなり狭いことが認められた。
即ち、第２図にＬで示すように、ガイドシユーの
最小必要長さは、素管厚みが薄い場合にも従来必
要とされている長さの2/3程度でよいこととなる。
このように、ドライブローラシユー２８の長さが
短くなれば、細いシヤフトでもその曲げ強度が充
分なものとなり、前記第５図に示したロールシユ
ー１０におけるようなバツクアツプロールが不要
であるとともに、軸受も小となり、入側のキヤノ
ン２６との取り合いにも余裕を生じて駆動容易と
なる。また、ドライブローラシユー２８と自在継
手３０との接続にともない、キヤノン２６との取
り合いがきびしく、キヤノン２６の孔径を辛うじ
て丸鋼片２５を通過可能とする程度に設定すると
ともに、自在継手３０と近接する部分の肉厚を薄
くすれば、キヤノン２６と自在継手３０との緩衝
を防止することが可能となる。

ドライブローラシユー２８の軸４４は軸受３
２、支持台３３によつて固定され、支持台３３の
ベース４３は取りはずし容易になるようにクサビ
３４をボルト４１にて固定する。油圧モータ３９
によりネジシヤフト４５を回動し、テーパ台３７
を移動させ下部フレーム３５を昇降させることに
より、ドライブローラシユー２８の上面位置を微
調整可能である。また、調整後のロツクは油圧シ
リンダ４２（２ケ）により行なう。

また、ドライブローラシユー２８は、自在継手
３０を介して駆動装置例えば、油圧モータ３１に
よつて強制駆動可能とされている。駆動装置は電
動モータでもよい。

次に、上記実施例の作用について説明する。

トラフ２４上の丸鋼片２５は、プツシヤ２７の
押込み下で、圧延ロール２１に噛込み可能とさ
れ、更に、プラグ２３に突き当つて穿孔圧延され
る。穿孔圧延された素管２９は、拡径して上下の
ドライブローラシユー２８に当接する。そこで、
ドライブローラシユー２８は、圧延ロール２１の
周速より速い速度で、強制駆動されており、従つ
て、素管２９が薄肉である場合にも、素管２９が
ドライブローラシユー２８と圧延ロール２１との
間に逃げ込んでステイツカ現象を生ずることがな
い。即ち、一般に圧延された素管２９は圧延ロー
ル２１の接線方向に引つ張られて、圧延ロール２
１とドライブローラシユー２８の間の間隙に逃げ
込もうとするが、ドライブローラシユー２８は圧
延ロール２１の周速より幾分速い速度で回転して
おり、素管２９はドライブローラシユー２８に当
り、この時生ずる素管２９とドライブローラシユ
ー２８との摩耗により、素管２９はドライブロー
ラシユー２８の周速になるまでに至らず、むしろ
シユー２８の周速が素管２９の速度となる。しか
し、シユーは素管より速い速度で回転しているの
でシユーの接線力は素管を引つ張る形となる。こ
のため素管は反対側の圧延ロール２１側へ持つて
行かれることとなり、円滑な圧延が可能となる。
これにより、従来の素管が圧延ロールとシユーと
の間に逃げ込んで圧延停止を生ずるステイツカ現
象の発生が回避可能となる。又、素管の最終端に
は、前側は既に圧延されているので素管軸方向の
力が働かず、その分円周方向応力が高く、径が広
がる傾向があり、スキマに逃げ込みやすく、フレ
アは発生しやすい。実験によれば、ステイツカ発
生、フレア発生と接線力／シユー反力とは一定の
関係があることがわかつた。

ここで、シユー反力とは、第７図に示すＡ方向
のシエルによる押付力であり、また接線力は、ロ
ーラシユーによるシエルとの摩擦力でトルク／ロ
ーラシユーの半径で定義され、第７図のＢ方向の
力である。

実験の結果によれば第９図からわかるように接
線力／シユー反力＝３％を越えると急激にステイ
ツカの発生、フレアの発生が減少することがわか
る。

［発明の効果］ 以上のように、本発明に係る傾斜式圧延機は、
入側面角と出側面角を有する駆動可能なドライブ
ローラシユーを、圧延ロールに隣接する位置に、
一定の進み角で傾斜配置したものである。従つ
て、コンパクトな構造により、圧延中の素管を安
定支持し、円滑な圧延を行うことが可能となる。

また、既設の傾斜式圧延機にも極めて容易に適
用可能であるから設備投資を少なくすることがで
き、経済的メリツトは大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は傾斜式圧延機における固定シユーを示
す正面図、第２図は第１図の固定シユーを取り出
して示す側面図、第３図は第２図の−線に沿
う断面図、第４図は傾斜式圧延機におけるデイス
クシユーを一部破断して示す正面図、第５図は傾
斜式圧延機におけるローラシユーを示す正面図、
第６図は本発明の一実施例に係る傾斜式圧延機を
示す側面図、第７図は同傾斜式圧延機による圧延
状態を示す正面図、第８図は複数個のローラシユ
ーを配置した場合のシユー間隙とシユーにかかる
反力の関係図、第９図は接線力／シユー反力とス
テイツカ発生率とフレア発生率との関係を示す線
図である。 ２１……圧延ロール、２８……ドライブローラ
シユー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入側面角と出側面角を有する圧延ロールを、
   一定の進み角で傾斜配置してなる傾斜式圧延機に
   おいて、入側面角と出側面角を有する駆動可能な
   １対のドライブローラシユーを、圧延ロールに隣
   接する位置に、一定の進み角を与えるが如く傾斜
   配置したことを特徴とする傾斜式圧延機。 ２ 前記ドライブローラシユーの進み角を３度以
   上とした特許請求の範囲第１項に記載の傾斜式圧
   延機。 ３ 前記ドライブローラシユーの回転速度を圧延
   ロールの周速よりも速い速度で強制駆動する特許
   請求の範囲第１項に記載の傾斜式圧延機。 ４ 前記ドライブローラシユーの強制駆動力を、
   素管に対するシユー接線力がシユー反力の３％以
   上となるように設定する特許請求の範囲第１項に
   記載の傾斜式圧延機。