JPH04158907A - 管の連続式紋り圧延機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３−１１発明の目的 ａ、産業上の利用分野 本発明は、ストレッチレデューサ等の管の連続式絞り圧
延機に関する。

ｂ、従来の技術 一般に、管の製造工程においては、最終的に所要の外径
に仕上げるために最終外径よりも大きな母管をサイザー
又はストレッチレデューサて圧延している。尚、サイザ
ー及びストレッチレデューサを総称して管の絞り圧延機
と称し、両者はほぼ同様の構成であるため以下ストレッ
チレデューサにて説明する。

ストレッチレデューサは第２図に示されるように一般に
３個の花形ロール４．４・・・より構成されたロールス
タンドか連続的に２０〜３０基配列された圧延機であり
、各スタンドのロール４．４・・・の各々の回転数は独
立に制御される。３０一ル式のストレッチレデューサに
おいては、第３図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示されるよ
うに、隣接するスタンドのロール軸かパスラインを軸に
して互いに６０度ずつ回転させて配設され、ロール花形
溝底中央部分と花形エツジ部分か交互に管外面に接触す
るようになっている。２０一ル式ストレッチレデューサ
においては隣接するスタンドのロール−がパスラインを
軸にして互いに９０度ずつ回転させて配設される。

Ｃ１発明か解決しようとする課題 然しなから、上記従来の花形を配置したストレッチレデ
ューサを用いると素管２の内面形状か真円にならない場
合が生しるという欠点があった。その理由は、素管２の
円周方向位置によって圧延開始から終了まての変形履歴
が規則的に異なるからである。即ち、第ｉ番目のスタン
ドてロール孔形溝底中央部に位置した素管２の部位は第
（ｉ＋１）番目のスタンドでロール花形エツジ部に位置
し、以下第（ｉ＋２）番目のスタンドではロール孔形溝
底中央部、第（ｉ＋３）番目のスタンドてはロール花形
エツジ部と交互にそのロールとの接触位置か規則的に変
化する。そのため、３０一ル方式のストレッチレデュー
サにおいては３軸性偏肉が２０一ル方式のストレッチレ
デューサにおいては２軸性偏肉が多く観察される。

そこて従来より、これらの偏肉を防止するため種々の方
法か考案されている。例を挙げると、特開昭［１Ｏ−１
０６６０５では、素管のパスラインに垂直な平面に対し
軸方向か所要傾斜角を有するロールを配設した管の絞り
圧延機が提案されている。然しなから、これを実現する
場合にはスタンド内の駆動機構か非常に複雑となり、メ
ンテナンスやロール交換などのオフライン作業面で多く
の問題の出てくることが予想される。また、素管に最適
な回転を与え上記偏肉の発生を防止するためには傾斜角
度の最適化、制御方案の確立等解決すべき点か多く残さ
れている。また、特開昭６０−２４７４０４では、ロー
ル花形形状をパスラインを中心に左右非対称に形成した
ロールを配置し素管に３軸或いは２軸の対称性偏肉か現
われることを防止する方法か示されているが、個々のロ
ールについて片側のフランジ部分か通常の花形ロールに
比べて径大かつ鋭角形状となっているため、ロールエツ
ジ疵の多発、ロールエツジ部の破損が懸念される。更に
、フランジ径か大きくなるため従来のスタンド間隔ては
セツティングか困難である、ロールの花形切削加工か複
雑化するなどの問題点も残されている。

本発明は上述の欠点を解消するために提案されたちのて
、ストレッチレデューサ等の管の連続式絞り圧延機にお
いて、簡素な構成により、内面形状の優れた管を製造す
ることかてきる管の連続式絞り圧延機を提供することを
目的とする。

３−２０発明の構成 ａ３発明の前提知見 まず、本発明が成立するための前提知見について説明す
る。

第２図にストレッチレデューサの圧延状態を模式的に示
す、各スタンドは３個の花形ロール４．４・・・により
構成され、３個のロール軸は互いに６０度の角度をなし
て正三角形を形成するように配置されている。

第３図（Ｂ）は第３図（Ａ）のＣ−Ｃ線及びＥ−Ｅ線断
面図、第３図（Ｃ）は第３図（Ａ）のＤ−Ｄ線及びＦ−
Ｆ線断面図である。つまり、第３図（Ｂ）と（Ｃ）は隣
接するスタンドを示し、これを比較すれば明らかなよう
に隣接するスタンド間てはパスラインを軸にしてロール
軸は互いに６０度ずつ回転して配設される。

スタンドは素管２の径と仕上がり管６Ａの径との比によ
り通常１０〜３０基が連続的に配設される。

その場合も互いに隣接するスタンド間ではロール軸をパ
スラインを軸にして互いに６０度ずつ回転して配設され
ることは同様である。即ち、任意の第ｉ番目のスタンド
について、その前後の第（ｉ−１）及び第（ｉ＋１）番
目スタンドはそれぞれ第ｉ番目のスタンドに対してロー
ル軸配列をパスラインを軸にして６０度回転させて配設
してあり、第（ｉ−１）及び第（ｉ＋１）番目のスタン
ドではロール軸配列は全く同様となっている。

一般に、圧延スタンドの後段には外径を仕上げる目的か
ら真円カリバーが用いらているが、それ以外のスタンド
では最大６〜８％の縮管を行なフても管の噛み込み性、
管の外表面性状が悪影響を受けないよう、第４図に模式
的に示したような若干のオーパリティ−を持たせたカリ
バーロールが使用されている。図中の破線が真円状態を
表わしており、圧延パスライン７とロール孔形溝底中央
部８の距離ａと圧延パスライン７とロールエツジ部９の
距ｌ１ｌｂがａ＜ｂとなるように連続的に加工されてい
る。そのため、レデューサ圧延時の縮径ひずみの円周方
向分布は均一にはならず、第５図に模式的に示したよう
にロール孔形溝底中央部て最大、ロールエツジ部て最小
となっている。このカリバー形状を溝底強圧下型カリバ
ーと称する。

さて、このような規則的なロール４．４・・・の配列中
を圧延されて出てきた仕上がり管６Ａの円周方向の１点
に着目してその変形履歴を追ってみると、例えば第１番
目のスタンドでロール孔形溝底中央部に位置した素管２
の部位は、次に第（１＋１）番目のスタンドではロール
エツジ部を通過し、更に第（ｉ＋２）番目のスタンドで
はロール溝底中央部を通過する。このように、素管２の
円周方向の任意の１点は、圧延中規則的に２スタンド毎
にロール４．４の同じ部位と接触していく。

素管２の変形履歴は素管２の円周方向位置により異なる
が、　１２０度ピッチで全く同様の変形履歴を経ること
になる。

例えば、冷間引抜き加工のように材料か円周方向に均一
なひすみ状態にあれば、上記変形履歴の影響は無く断面
偏肉は生しないか、ストレッチレデューサでは上述の如
く円周方向に不均一なひずみを受けながら縮管加工か進
んでいくため、第６図（Ａ）に模式的に示すように円周
方向に６０度のピッチをもった対称性を有する断面偏肉
状態の仕上かり管となる。

対称性偏肉の典型である管内面角張り状況と圧延スタン
ドとの関係を詳細に調査したところ、第７図に示すよう
に縮管率か１％以上のスタンドて内面の角張り状況か顕
著となっていることか分かる。これは、縮管率か大きい
程カリバーロールのオーパリティ−を大きくする必要か
あることか主原因であると考えられる。

以上説明したように、従来のストレッチレデューサで素
管２を絞り圧延した場合には、ロールスタンドをそのロ
ール軸がパスラインを軸にして規則的に回転して配設し
てあり、その中を素管２か円周方向に不均一なひずみを
受けながら圧延されるため仕上がり管６Ａの断面に規則
的な対称性偏肉か現われる。

５１課題を解決するための手段 本発明は、以上の知見に基づいて成立するもので、管の
連続式絞り圧延機において、縮管率かロール孔形溝底中
央部とロールエツジ部との中間で最大となるようなデザ
インのカリバーを有するロールスタンド１基を、縮管率
がロール孔形溝底中央部で最大となりロールエツジ部で
最小となるようなデザインのカリバーを有するロールス
タンド２基と直列に組み合わせて１セットのロール群を
構成し、複数セットのそれらロール群を縮管率１％以上
のスタンドに順次配設するようにし、仕上がり管の断面
に規則的な対称性偏肉が現われることを防止するもので
ある。

Ｃ０発明の具体的構成 本発明の具体的構成を以下に説明する。

第１図は、本発明によるストレッチレデューサを構成す
る溝底軽圧下型カリバーの一例を表わしたものである。

この溝底軽圧下型カリバーは、ロール孔形溝底中央部８
とロールエツジ部９の中間部て縮管率か最大となるよう
デザインされている。図中の破線は真円状態を表わして
おり、圧延パスライン７とロール孔形溝底中央部８の距
離ａ、圧延パスライン７とロールエツジ９の距離ｂ、圧
延パスライン７とロール花形溝底中央部８〜ロールエツ
ジ部９間の任意の少なくとも１点での距１１１Ｃの間に
、ｃ＜ａ＜ｂ、ｃ＜ｂ＜ａ。

ｃ＜ａ＝ｂのいずれかの関係か成り立つようにロールプ
ロフィールは決定される。ロール孔形溝底中央部８とロ
ールエツジ部９が連続的に結ばれており、それらの中央
部て縮管率か最大となる条件が満足されていれば、曲率
半径の大小及び正負はそれぞれのケースに応じて適宜選
択可能である。第１図は、ｃ＜ａ＝ｂとなる関係式が、
ロール孔形溝底中央部８からロールエツジ部９のあらゆ
る位置と、圧延パスライン７との間で成り立つ例である
０本発明によるカリバーロールを使用することにより、
第８図にあるように縮径ひずみは、ロール孔形溝底中央
部、ロールエツジ部と比較しその中間領域て最大となる
ような状態が実現される。

本発明によるストレッチレデューサにおいて、スタンド
配列は、上述の溝底軽圧下型カリバーを持つロールスタ
ンド１基と第４図に示した溝底強圧下型カリバーを持つ
ロールスタンド２基を、それぞれ、ロール軸配列をパス
ラインを軸にして６０度回転させて直列に配設させるの
を基本としている。溝底強圧下型ロールを組み込んだス
タンド２基と溝底軽圧下型ロールを組み込んだスタンド
１基をこの順序で配設したストレッチレデューサで圧延
した時の円周方向縮管ひずみを第９図に示すが、本発明
を適用することにより素管２が当該３スタンドを通過し
た時点での累積円周方向縮管ひすみ分布は著しく改善さ
れることが認められる。

本発明では、このような３つのスタンドを１セットとし
、縮管率１％以上のスタンドに順次配設していくことに
より、内面角張りに起因した偏肉状態が改善される。尚
、溝底強圧下型ロールスタンド２基と溝底軽圧下型ロー
ルスタンド１基をセットとして配列していく限りにおい
ては、その順序は問わない。

ｄ、実施例 本発明の効果を確認するため、表１に示すスケジュール
にてストレッチレデューサ圧延を行なった。各スタンド
のカリバーロール配列を表２に示す。本実施例ては、２
種類の溝底軽圧下型カリバーロール配列を取り上げてい
る。尚、表２中、従来ロールとは第４図に示した溝底強
圧下型カリバーを有するロールである。

表２中に仕上かり管の内面角張り度を併記した。従来法
では４．０％もあった仕上かり管の内面角張りは本発明
法を適用することにより　１．０％以下に抑えられてお
り、その効果は著しい、尚、溝底軽圧下型カリバーロー
ルを使用した場合でも本発明の配役によらない比較例で
は、内面角張りの改善効果は少ない、仕上がり管６の断
面を第６図に示す。従来の圧延では仕上がり管６Ａの断
面には六角形状の角張りか見られるか、本実施例て圧延
された仕上がり管６Ｂの断面は詳細に観察すれば十三角
形状に近いか、はぼ真円て寸法精度に優れていることは
一目瞭然である。

３−３１発明の効果 本発明は、以上説明したように、縮管率がロール孔形溝
底中央部とロールエツジ部の中間て最大となるようなデ
ザインの溝底軽圧下型カリバー形状を有するロールスタ
ンド１基を溝底強圧下型カリバーロールスタンド２基と
任意の順序で直列に組み合わせ、それらを縮管率１％以
上のスタンドに順次配設しているため、管円周方向の肉
厚分布に規則的対称性か現われず、仕上がり管の内面が
ほぼ真円にかつ寸法精度が高く仕上げられるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による溝底軽圧下型ロール花形形状を示
す模式図、第２図はストレッチレデューサによる圧延状
態を示す模式図、第３図（Ａ）はストレッチレデューサ
のロール配置状態を示す模式図、第３図（Ｂ）はストレ
ッチレデューサにおける第３図（Ａ）のＣ−Ｃ線及びＥ
−Ｅ線に沿う断面図、第３図（Ｃ）はストレッチレデュ
ーサにおける第３図（Ａ）のＤ−Ｄ線及びＦ−Ｆ線に沿
う断面図、第４図は従来の溝底強圧下型ロール花形形状
を示す模式図、第５図は従来の溝底強圧下型カリバーロ
ールによる縮管ひずみの円周方向分布を示す線図、第６
図（Ａ）は従来のストレッチレデューサによる仕上がり
管を示す断面図、第６図（Ｂ）は本発明のストレッチレ
デューサによる仕上かり管を示す断面図、第７図は従来
のストレッチレデューサによる内面角張り発生状況を示
す線図、第８図は本発明の溝底軽圧下型カリバーロール
による圧縮ひずみの円周方向分布を示す線区、第９図は
本発明によるストレッチレデューサの累積縮管ひずみを
示す線図である。 ２　　　　　　：素管 ４．４Ａ、４Ｂ：ロール ６Ａ、６Ｂ　　：仕上がり管 ７　　　　　　：圧延バスライン ８　　　　　　：ロール孔形溝底中央部９　　　　　　
　：ロールエッシ部 代理人　弁理士　　塩　川　修　治 第１図 第２図 第３図 （Ａ） （Ｂ）　　　　（Ｃ） 第４図 第５図 市 第６図 （Ａ）　　　　　　　　　　　ＣＢ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）管の連続式絞り圧延機において、縮管率がロール
   孔形溝底中央部とロールエッジ部との中間で最大となる
   ようなデザインのカリバーを有するロールスタンド１基
   を、縮管率がロール孔形溝底中央部で最大となりロール
   エッジ部で最小となるようなデザインのカリバーを有す
   るロールスタンド２基と直列に組み合わせて１セットの
   ロール群を構成し、複数セットのそれらロール群を縮管
   率１％以上のスタンドに順次配設したことを特徴とする
   管の連続式絞り圧延機。