JPH04231105A - マンドレルの上の中空鋳塊を延伸圧延するための圧延機 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はマンドレルの上の中空鋳
塊を延伸圧延するための圧延機に関する。

【０００２】

【従来の技術】シームレス鋼管の製造は通常は３つの成
形工程、すなわち、傾斜圧延機での穿孔、主延伸圧延工
程での延伸圧延、及びサイザ又はストレッチレデューサ
での仕上圧延加工で行われる。主延伸圧延として、例え
ばプラグミル圧延及びピルガーミル圧延等の多くの方法
が普及している。ここ数年では圧延棒の上での連続圧延
が特に重視されている。この場合には一連の５つから８
つの順次のロールスタンドで圧延材が、自由に伴走する
か又は案内されるマンドレルを介して成形される。ロー
ルスタンドは通常は２段ロールスタンドであり、このロ
ールスタンドのロール間隙はそれぞれ９０°だけ互いに
ずらされており、これは、この交互のずれ配置により可
及的に一様な壁厚の成形を実現するためである。ロール
スタンドの数は、主延伸圧延段での所要の延伸圧延と、
孔型設計とにより決まり、孔型設計はロールスタンドの
ロール数により決まる。

【０００３】２段ロールスタンドでの圧延方法の場合に
は孔型においてロール溝底での圧延と２つのロールフラ
ンジでの圧延とを区別する。ロール溝底においては圧延
材の壁が直接押圧されひいては成形され、これに対して
ロールフランジにおいてはかなり曖昧に成形が行われる
。孔型設計に依存してロールフランジ側で管壁が減肉さ
れることもあり、幅殺しされることもあり、孔型設計の
誤りにより圧延材が過剰充満するすなわちオーバーフィ
ルにより圧延材がロールのバレル状胴体の間に流れてか
み出し（ばり）が形成されることもある。

【０００４】この好ましくない現象を防止するために、
孔型における、圧延材壁に直接に押圧する部分を、オー
バーフィルの場合に圧延材がロール間隙の間に流れない
ように、そして圧延材とロールの間の高い相対速度によ
りロールフランジが磨耗することがないように形成する
。ロール周縁が管を囲繞する際にロールの囲繞周縁の開
き角が大すぎてかみ込み条件が悪い場合も改善が可能で
ある。通常はこのためにロールフランジを多少とも大き
く開く。

【０００５】圧延工程を正確に観察すると、圧延の前で
はマンドレルと中空体すなわち中空鋳塊との間にある程
度大きい遊びがあるとの前提に立つことができる。この
遊びは、一方では圧延棒を支障なしに挿入することを可
能にするために、他方では中空鋳塊が過剰に冷却されな
いように圧延棒と中空鋳塊との間の接触が密になること
を防止するために必要である。

【０００６】中空鋳塊を圧延する場合、中空鋳塊自身を
絞り圧延する前にロール溝底でこの遊びが押圧除去され
る。遊びの押圧除去により中空鋳塊の断面が楕円になる
、何故ならば壁はロールフランジすなわちロール間隙へ
向かって幅広がりするからである。中空鋳塊壁が孔型と
マンドレルとの間に入り、成形が開始するとただちにロ
ール溝底により直接押圧されている面が延伸圧延される
。直接押圧されているゾーンすなわちロール溝底側での
延伸圧延の間接的影響の度合いに依存してロールフラン
ジ側の中空鋳塊壁はより厚く又はより薄くされる。

【０００７】従って、公知の２段孔型設計の場合には、
許容囲繞開き角により溝底側の壁厚減少ひいては１つの
ロールスタンド当りの延伸圧延加工率が制限される。十
分な延伸圧延加工を行い、ロールフランジ側の圧延材の
成形における不規則性を克服するためにより多くの数の
ロールスタンドが必要であるが、これは投資及び維持の
ためのコストの面で欠点である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ロー
ルスタンドの数を可及的に最小に保持し、より小さい数
のロールスタンドで品質の劣化なしにできるだけ効率の
高い延伸圧延加工を実現することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明により、位置調整可能なロールを有するユニバ
ーサルロール配置の少なくとも１つの主成形ロールスタ
ンドと、主成形ロールスタンドに後置されている２段仕
上ロールスタンドと、場合に応じて設けられる、主成形
ロールスタンドに前置される駆動装置とを有する圧延機
が提案される。有利にはただ１つの主成形ロールスタン
ドである非常に少ない数のロールスタンドと、後置され
ている装置部品及び場合に応じて前置されている装置部
品とにより、優秀な圧延品質で非常に高い延伸圧延加工
率が、僅かな投資質量の圧延機で実現される。

【００１０】２段ロールスタンドの代りに、それぞれ１
２０°互いにずれて配置されている２つのロールを有す
るロールスタンドを使用することも考慮されたことがあ
る。このようなロールスタンドは、小さい寸法から中間
の寸法までの管のためのサイザ及びストレッチレデュー
サではすでにその実用性が実証されている。しかし幾何
学的形状が原因でこのようなロールスタンドが、マンド
レルにより管を圧延する際に生じるような高い圧延力を
収容したり高い駆動回転トルクを伝達することは可能で
ない。従って公知のサイザ又はストレッチレデューサで
は中空材の圧延を内部工具なしに、すなわち小さい圧延
力で行う。３段ロールスタンドは、ユニバーサルロール
配置を有する主成形ロールスタンドとしての使用は適切
でない。

【００１１】本発明の１つの実施例では、主成形ロール
スタンドにおけるそれぞれ２つの互いに対向して位置す
るロールは駆動可能である。このようなロールスタンド
は、例えば幅広フランジのビーム等のプロフィル材の圧
延のために使用されることが公知である。中実材の圧延
に用いられるその他の圧延技術に起因して、このような
ロールスタンドを、マンドレルを有する素管圧延機へ使
用することは困難である。

【００１２】有利には、駆動されるロールの直径は、駆
動されないロールの直径より大きいことが提案される。 この提案により、駆動されるロールの間への圧延材のか
み込み条件は改善される。

【００１３】本発明の１つの別の提案では、駆動される
ロールのそれぞれが、９０°より大きい開き角の圧延材
周縁を覆う。これに対応して、駆動されないロールは圧
延材を９０°より小さい開き角で囲繞する。このロール
配置において生じる、ロールフランジにおける比較的小
さい幅広がりは、孔型を対応して広げるころにより収容
される。幅広がりは、それぞれ９０°より大きい囲繞開
き角を有する２つの駆動されるロールを有する後続のロ
ールスタンドで除去される。

【００１４】本発明の１つの別の提案では、主成形ロー
ルスタンドにおける駆動されるロールによるかみ込み条
件を改善するために、駆動されないロールの軸が圧延方
向で見て、駆動されるロールの軸を走行する平面の背後
に位置する。駆動されるロール対の原理により、駆動さ
れないロールは、駆動されないロールの間を圧延材を貫
通駆動するために必要な付加的な駆動力を負荷される。 壁厚減少が大きい場合にはとくに、かみ込み開始があま
りにも早い時点で、すなわち駆動されるロールのかみ込
み条件がまだ完全に作用しない時点で行われる。かみ込
み開始は、前述の提案にように駆動されないロールの軸
が圧延方向で見て、駆動されるロールの軸の後にずらし
て配置されることにより遅延することができる。

【００１５】１つの有利な実施例では、主成形ロールス
タンドに後置されている２段仕上ロールスタンドにおけ
る駆動されるロールの軸が、主成形ロールスタンドにお
ける駆動されるロールの軸に対して９０°で配置され、
圧延材の周縁における、２段仕上ロールスタンドにおけ
るロールにより加工される部分周縁が、圧延材の周縁に
おける、主成形ロールスタンドにおける駆動されない各
ロールにより加工される部分周縁より大きい。この提案
により、主成形ロールスタンドのロール間隙領域に生じ
る不均一性は後続の２段仕上ロールスタンドで補償され
る。

【００１６】主成形ロールスタンドに前置されている駆
動ロールスタンドが、主成形ロールスタンドにおける駆
動されるロールにおけるロール溝底を走行する長手中央
平面に対してずれて走行する少なくとも１つの長手中央
平面の中での中空鋳塊を成形するための装置であると有
利である。

【００１７】この提案により、ユニバーサルロールスタ
ンドの中への中空鋳塊のかみ込みのための条件を、後続
のロールスタンドにおける孔型設計により形成されるか
み込み条件と同一に形成することができる。これにより
、主成形ロールスタンドにおける延伸圧延加工率を高め
ることができ、従ってロールスタンドの数をただ１つに
減少することができる重要な利点が得られる。この目標
は、ドイツ特許出願第３９１４０１６．４Ａ１号明細書
に素管連続圧延機の前に記載されているように、駆動ロ
ールスタンドで中空鋳塊が例えば楕円に成形されること
により達成することができる。ユニバーサルロールスタ
ンドにおける駆動されるロールのロールフランジ側の中
空鋳塊の内面が圧延棒に密に接触するように成形加工率
を選択することが推奨される。

【００１８】予測しなかったことであるが本発明は、１
つのマンドレルの上で中空鋳塊を延伸圧延するための圧
延機、すなわち多数の順次に配置されている連続ロール
スタンドが不要であり、しかも本発明の目標を小さい投
資コストの装置で実現する、非常に高い延伸圧延加工効
率の圧延機を提供する。

【００１９】

【実施例】図１において１により、ユニバーサル圧延機
の中に組込られている主成形ロールスタンドが示されて
いる。この実施例では水平−縦配置が選択されている。 しかし公知のようにロールを４５°傾斜して取付ること
も可能である。水平ロールは２及び３により示され、縦
ロールは４及び５により示されている。図１から、主成
形ロールスタンドが基礎プレート１１の上に配置され、
基礎プレート１１の上には出口側の２段仕上ロールスタ
ンド６が配置されている。２段仕上ロールスタンド６は
公知の構成で、ロールスタンド６の上の駆動電動機１５
により駆動されるロール１４を備えている。

【００２０】付加的に基礎プレート１１の上には、駆動
電動機１５′により駆動されるロール１３を備えている
駆動ロールスタンド１２が配置されている。これらのロ
ール１３は、ロール１３のロール溝底を水平に走行して
いる長手中央平面の中でロール１３が、７により示され
ている中空鋳塊を成形するように孔型設計されている。

【００２１】更に図１に誇張されて示されているように
、垂直ロール４及び５は、駆動されるロール２及び３の
軸を通って走行する平面から出口側に向かって値ｘだけ
、ずれて組込られていることが分かる。

【００２２】図２には主成形ロールスタンド１のロール
の配置が概略的に示されている。水平ロール２及び３が
、ロール２及び３のジャーナルと１０の場所で結合され
ているスピンドル９を介して駆動可能であることが分か
る。縦ロール４及び５は一緒に自由回転する、すなわち
縦ロール４及び５は駆動されない。

【００２３】駆動されるロール２及び３は、管における
９０°より大きく開いている扇形部分を囲繞し、駆動さ
れないロール４及び５は、より小さい角度だけ開いてい
る扇形部分を囲繞していることが図から分かる。鋳塊に
おける比較的小さい幅広がりを収容するために、従来の
技術に従ってロールフランジの中にに対応する広がりを
設けることもできる。本発明の範囲内で、必要ならばユ
ニバーサル圧延機の中に第２の主成形ロールスタンドを
設けることも可能である。

【００２４】駆動されるロール２及び３は、圧延材をか
み込み、駆動されないロールの間を通して駆動する役目
を有するので、特に良好なかみ込み条件が形成されなく
てはならない。圧延材の壁厚を非常に大幅に減少させる
場合にはかみ込み開始は通常は早すぎる時点で、すなわ
ち駆動されるロールスタンドのかみ込み条件がまだ完全
に整っていない時点で行われる。初めの衝撃を軽減する
ために、そしてその時点を遅らせるために、縦ローラ４
及び５は圧延方向で値ｘだけずらされる、すなわち駆動
されるロールの軸の平面の背後に配置される。

【００２５】本発明の圧延機により、可及的に最小の構
造コストで販売可能な管を得るために、有利にはただ１
つである僅かな数の主成形ロールスタンドにより同一の
壁厚においてより高い壁厚減少率を実現することが可能
である。この場合に駆動ローススタンドが、主成形ロー
ルスタンドの中への導入動作を改善することができるが
、これは必要不可欠な措置ではない。本発明の圧延機に
おいて生じる、駆動されるロールと駆動されないロール
との間のロール間隙における小さい残留幅広がりは、ロ
ール間隙を対応して形成することによりこのロール間隙
領域の中に収容される。この幅広がりは、２段仕上げロ
ールスタンドの中の後続の仕上工程で、ロール１４の周
縁における、９０°を大幅に越える開き角の囲繞部分周
縁により除去される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のロールスタンドの側面図である。

【図２】図１の主成形ロールスタンドの横断面図である
。

【符号の説明】

１　　主成形ロールスタンド ２、３　　位置調整可能なロール（駆動されるロール）
４、５　　駆動されないロール ６　　２段仕上ロールスタンド ７　　中空鋳塊 ９　　スピンドル １０　　ジャーナル １１　　基礎プレート １２　　駆動ロールスタンド １３　　ロール １４　　駆動されるロール １５　　駆動電動機

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　マンドレルの上の中空鋳塊を延伸圧延
   するための圧延機において、位置調整可能なロール（２
   、３）を有するユニバーサルロール配置の少なくとも１
   つの主成形ロールスタンド（１）と、主成形ロールスタ
   ンド（１）に後置されている２段仕上ロールスタンド（
   ６）と、場合に応じて設けられる、主成形ロールスタン
   ド（１）に前置される駆動装置（１２）とを有すること
   を特徴とするマンドレルの上の中空鋳塊を延伸圧延する
   ための圧延機。
2. 【請求項２】　　主成形ロールスタンド（１）における
   ２つの互いに対向して位置するロール（２、３）が駆動
   可能であることを特徴とする請求項１に記載のマンドレ
   ルの上の中空鋳塊を延伸圧延するための圧延機。
3. 【請求項３】　　駆動されるロール（２、３）の直径が
   、駆動されないロール（４、５）の直径より大きいこと
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のマンドレル
   の上の中空鋳塊を延伸圧延するための圧延機。
4. 【請求項４】　　駆動されるロール（２、３）のそれぞ
   れが、圧延材周縁における、開き角が９０°を越える部
   分周縁を覆うことを特徴とする請求項１から請求項３の
   うちの１つの請求項に記載のマンドレルの上の中空鋳塊
   を延伸圧延するための圧延機。
5. 【請求項５】　　駆動されないロール（４、５）の軸が
   圧延方向で見て、駆動されるロール（２、３）の軸を通
   って走行する平面の背後に位置することを特徴とする請
   求項１から請求項４のうちの１つの請求項に記載のマン
   ドレルの上の中空鋳塊を延伸圧延するための圧延機。
6. 【請求項６】　　主成形ロールスタンドに後置されてい
   る２段仕上ロールスタンド（６）における駆動されるロ
   ール（１４）の軸が、主成形ロールスタンド（１）にお
   ける駆動されるロール（２、３）の軸に対して９０°で
   配置され、圧延材の周縁における、２段仕上ロールスタ
   ンド（６）におけるロール（１４）により加工される部
   分周縁が、圧延材の周縁における、主成形ロールスタン
   ド（１）における駆動されない各ロール（４、５）によ
   り加工される部分周縁より大きいことを特徴とする請求
   項１から請求項５のうちの１つの請求項に記載のマンド
   レルの上の中空鋳塊を延伸圧延するための圧延機。
7. 【請求項７】　　駆動ロールスタンド（１２）が、主成
   形ロールスタンド（１）における駆動されるロール（２
   、３）におけるロール溝底を走行する長手中央平面に対
   してずれて走行する少なくとも１つの長手中央平面の中
   での中空鋳塊（７）を成形するための装置であることを
   特徴とする請求項１に記載のマンドレルの上の中空鋳塊
   を延伸圧延するための圧延機。