JPH0455005A - クラツドパイプ圧延用ロール - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、傾斜圧延法に使用されるクラッドパイプ圧延
用ロールに関するものである。

〔従来の技術及びその課題〕

傾斜圧延法は、マンドレル又はプラグからなる芯部材を
金属製のパイプ素材に挿入し、このパイプ素材の外周面
に軸線を傾斜させた圧延用ロールを圧接させ、パイプ素
材に所定の送りを与えながら芯部材との間で圧延する方
法である。このような傾斜圧延法は、異種の金属を積層
したクラッドパイプの圧着圧延製造に適している。

従来のこの種のクラッドパイプ圧延用ロールは一般に、
第３図に示す構造を有している。符号５０はクラッドパ
イプ圧延用ロールを示し、機能的に分類して入側から順
次に、噛込部５０ａ、次第に拡径する肉厚圧下部５０ｂ
、リーリング部５０ｃ及びリリーフ部５０ｄが形成され
ている。このようなりラッドパイプ圧延用ロール５０は
、芯部材５１を挿入したクラッドパイプ素材５２の外周
に周方向に等間隔にて３個配置し、通常所定のコンバー
ジェンス角αを与えて回転駆動される。

ここで、コンバージェンス角αとは、クラッドパイプ圧
延用ロール５０の回転軸線が芯部材５１の中心軸線に対
して傾斜する角であり、第３図のようにリリーフ部５０
ｄ側が芯部材５１に向けて下り傾斜するものを負の角度
とする。しかして、リーリング部５０ｃは、リーリング
部５０ｃよりも入側において軸線方向に伸長すると共に
拡管変形を生じたクラッドパイプ素材５２に、縮管整形
を与える機能がある。

このような傾斜圧延法に使用されるクラッドパイプ素材
５２は、炭素鋼又は低合金鋼を母材管とし、ステンレス
、ニッケル、又はニッケル合金ヲ合材管とするものであ
り、特に、高ニッケル合金であるインコネル６２５、イ
ンコロイ８２５等の難加工性材を合材管とする高合金ク
ラッドパイプは、ラインパイプ用として需要が増大傾向
にあるが、低延性であり、適正な圧着圧延が容易でない
、すなわち、高合金クラッドパイプは、圧着圧延作業中
に母材管と合材管とのはく離及び割れを生じ易い。

従来、このはく離防止に関する技術としては、母材管及
び合材管の合せ面の清浄活性化を図ると共に合せ面間の
残留空気を排除し、充分な圧延比、具体的には伸長比で
１．８以上となる圧下率で圧延することが提案されてい
る。しかし、圧延比の増大は割れを促す。

一方、３０−ルの傾斜圧延機の使用によって所謂もみ割
れが防止できるため、クラッドパイプ素材の傾斜圧延に
おいて問題となる割れは、クラッドパイプ素材５２のね
じれに起因するものと考えられている。傾斜圧延法によ
れば、圧延前のクラッドパイプ素材５２の外径に対し、
圧延後のクラッドパイプ５３の外径は縮小される。この
ため、一般に、クラッドパイプ素材５２のロール５０へ
の入側と出側とのロール５０径対クラツドパイプ素材５
２径の比が異なり、クラッドパイプ素材５２の回転速度
が相違してねじれを生ずる。このねじれ防止の技術とし
ては、■、ロール５０の送りのための傾斜角（送り角）
を大きくし、かつ１バス当たりの圧下量を大きくして圧
延することが提案されているが、クラッドパイプ素材５
２が各ロール５０間に膨出するフレアリングの発生を招
来してかえって割れを助長する、■、ロール５０に負の
コンバージェンス角を付与してロール５０出側のロール
径を小さくし、クラッドパイプ素材５２のロール５０へ
の入側と出側との回転速度差を縮小して、ねじれ角を減
少することが提案されているが、同様にフレアリングの
発生を招来してかえって割れを助長する、００割れの原
因となるフレアリングの減少のために、ロール５０出側
の圧延速度を高めることが有効であるとし、ロール５０
に正のコンバージェンス角を付与してクラッドパイプ素
材５２のロール５０出側の圧延速度ひいては引張力を増
加させて膨出を抑制させているが前述のようにねしれひ
いては割れを助長している。

加えて、このような従来のクラッドパイプ圧延用ロール
５０にあっては、肉厚圧下部５０ｂから直線的にリーリ
ング部５０ｃを形成し、このり−リング部５０ｃのクラ
ッドパイプ素材５２との接触線を芯部材５１の軸線と平
行に配！している。

そして、クラッドパイプ素材５２の縮管変形に際し、肉
厚の増加を伴うため、このリーリング部５０ｃにおいて
も再圧延が繰り返されることとなり、リーリング部５０
ｃの縮管整形が円滑になされなかった。更に、リーリン
グ部５０ｃの入側と出側とにおけるロール５０と芯部材
５１との周速が不通正になるため、せん断力を生し、ク
ラッドパイプ５３のはく離、割れ等の原因となっていた
。

〔課題を解決するための手段） 本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもの
であり、その構成は、入側から順次に、噛込部、次第に
拡径する肉厚圧下部及びリーリング部が形成され、芯部
材を挿入したクラッドパイプ素材を傾斜圧延法によって
クラッドパイプに圧延するクラッドパイプ圧延用ロール
において、前記リーリング部に、該肉厚圧下部の大径端
に接続し、該芯部材の軸線に対してクラッドパイプ素材
との接触線がほぼ平行をなす大径部、該接触線が次第に
離間する逃がし部及び該接触線がほぼ平行をなす小径部
を順次に形成し、クラッドパイプ素材の縮管整形に伴う
肉厚増加を該逃がし部によつて吸収するタララドパイプ
圧延用ロールである。

〔作用〕

このようなりラッドパイプ圧延用ロールは、３０−ルの
傾斜圧延機に備えさせて、クラッドパイプ素材の圧着圧
延に供される。芯部材を挿入したクラッドパイプ素材が
圧延用ロールの噛込部に進入すると、クラッドパイプ素
材は噛込力を受けて順次に押し込まれる。このように噛
込力を受けたクラッドパイプ素材が、肉厚圧下部を通過
して圧延され、リーリング部の大径部に至って充分に圧
下され、母材管と合材管とが圧着する。その際、クラッ
ドパイプ素材は、軸線方向に伸長すると共に周方向の拡
管変形を生ずる。

次いで、リーリング部、つまり大径部、逃がし部及び小
径部を通過して縮管整形され、圧着圧延成形されたクラ
ッドパイプが送り出される。このような縮管圧延過程に
おいて、大径部を通過したクラッドパイプ素材は、接触
線が次第に離間する逃がし部に進入し、過大な圧下から
解放されるので、クラッドパイプ素材の肉厚増加が良好
に許容され、縮径変形が円滑に進行する。その結果、フ
レアリングが軽減し、割れが抑制される。

そして、クラッドパイプ素材は、肉厚増加量が良好に吸
収された状態で、大径部とほぼ同様に傾斜する小径部に
入り、整形される。このように、リーリング部、特に逃
がし部以降での強度の再圧延が抑制されるので、縮管整
形が良好になされ、また、リーリング部全体における圧
延用ロールとマンドレルとの周速をほぼ一致させること
ができ、クラッドパイプ素材にせん断力が作用せず、旦
圧着した母材管と合材管との間にはく離を生ずることが
良好に抑制されると共に、割れが抑制される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１．２図は、ｌ実施例を示す０図中において符号１は
、圧延用ロール（最大径が４００■）を示し、入側から
出側に向けて順次に、はぼ同径の噛込部１ａ、ｉ、激に
゛拡径する肉厚圧下部１ｂ、リーリング部ＩＣ及び次第
に縮径するリリーフ部１ｄが形成されている。ｈはハン
プ高さ（約７醜）であり、肉厚圧下部１ｂの最大半径と
噛込部１ａの半径との差である。そして、リーリング部
１ｃは、肉厚圧下部１ｂの大径端に接続し、緩徐に縮径
する大径部１ｅと、大径部１ｅから角度を増大させて次
第に縮径する逃がし部１ｆと、逃がし部１ｆの小径端に
接続し、大径部１ｅと同程度の角度で緩徐に縮径する小
径部１ｇとからなる。ここで、肉厚圧下部１ｂの大径端
の最大径を前記のように４００−として、大径部１ｅの
軸線方向長さは、１０〜３０閣程度を確保すべきである
。また、逃がし部１ｒは、その半径縮小量ｔが０．７閣
程度（第１図では誇張して示す、）、かつ軸線方向長さ
しが０．５〜１．　７−程度を確保すべきであり、軸線
方向長さＬを短縮すると圧延成形後のクラッドパイプ２
表面に段をなす欠陥部を形成する原因となる。

クラッドパイプ素材２０は、炭素鋼又は低合金鋼を母材
管とし、ステンレス、ニッケル、又はニッケル合金を合
材管とするものであり、芯部材であるマンドレル３を予
め挿入しである。

上記の圧延用ロールｌは、周方向に等間隔にて３個配置
し、負のコンバージェンス角α（約５゜）を与える。こ
の状態で、リーリング部１ｃの大径部１ｅ及び小径部１
ｇのクラッドパイプ素材２０との接触線がマンドレル３
の軸線とほぼ平行をなし、逃がし部１ｆの接触線が入側
から次第に離間し、噛込部１ａ及びリリーフ部１ｄの接
触線が傾斜の緩いＶ字状をなしている。この圧延用ロー
ル１が、それぞれ図外の駆動源にて回転駆動されて３０
−ルの傾斜圧延機を構成する。

次に、作用について説明する。

クラッドパイプ素材２０にマンドレル３を挿入して傾斜
圧延法によってクラッドパイプ２が圧着圧延成形される
。圧延用ロール１の噛込部１ａに進入したクラッドパイ
プ素材２０は、図上にて右方に押し込まれる。その際、
圧延用ロール１に負のコンバージェンス角αを与えると
共に噛込部１ａが入側に向けて次第に離間してタラツド
パイプ素材２０との接触長が長く確保されているので、
噛込力つまりクラッドパイプ素材２０の押込力が強力に
得られる。このように強力な噛込力を受けたクラッドパ
イプ素材２０が、肉厚圧下部１ｂを通過して圧延され、
リーリング部１ｃの大径部ｌｅに至って充分に圧下され
、母材管と合材管とが圧着する。その際、クラッドパイ
プ素材２０は、軸線方向に伸長すると共に周方向の拡管
変形を生ずる０次いで、リーリング部１ｃ、つまり大径
部１ｅ、逃がし部１ｆ及び小径部１ｇを順次に通過して
縮管整形され、リリーフ部１ｄから圧延成形されたクラ
ッドパイプ２が送り出される。

このような縮管圧延過程において、各圧延用ロール１に
負のコンバージェンス角αを付与してあり、大径部１ｅ
はこの角αにほぼ対応して次第に縮径しているため、ク
ラッドパイプ素材２０の外径の縮小に対応して、大径部
１ｅが各圧延用ロールｌの出側に向けて次第に縮小して
いる。このため、圧延後のクラッドパイプ素材２０の回
転周速度が次第に減速され、ねじれ角が減少した状態で
良好に縮管圧延される。その結果、割れが抑制される。

更に、大径部１ｅを通過したクラッドパイプ素材２０は
、接触線が次第に離間する逃がし部１ｆに進入し、過大
な圧下から解放されるので、クラッドパイプ素材２０の
肉厚増加が良好に許容され、縮径が円滑に進行する。そ
の結果、フレアリングが、第２図に仮想線にて示す従来
例のものから、実線にて示すフレアリング２０ａへと軽
減され、割れが抑制される。

そして、クラッドパイプ素材２０は、肉厚増加量が良好
に吸収された状態で、大径部１ｅとほぼ同様に傾斜する
小径部１ｇに入り、整形される。

このように、リーリング部１ｃ、特に逃がし部１ｆ以降
での強度の再圧延が抑制されるので、縮管整形が良好に
なされ、また、リーリング部１ｃ全体における各圧延用
ロール１とマンドレル３との周速をほぼ一致させること
ができ、負のコンバージェンス角αを付与したこととも
相俟って、クラッドパイプ素材２０にせん断力が作用せ
ず、−旦圧着した母材管と合材管との間にはく離を生ず
ることが良好に抑制されると共に、割れが抑制される。

〔発明の効果〕

以上の説明によって理解されるように、本発明によれば
、フレアリングの発生が著しく軽減されると共に、圧延
によるねしれ変形も減少する。その結果、簡素な構造に
より、従来のクラッドパイプ圧延用ロールでは圧着圧延
が困難であったインコネル６２５などの高合金クラツド
鋼管にはく離及び割れを伴わない良好な圧着圧延を施す
ことが可能になった。

【図面の簡単な説明】

第１．２図は本発明の１実施例を示し、第１図は傾斜圧
延機の要部を一部断面にて示す正面図、第２図は同しく
側面図、第３図は従来例を示す概略図である。 ｌ：圧延用ロール、ｌａ：噛込部、ｉｂ：肉厚圧下部、
１ｃ：リーリング部、ｌｄ：リリーフ部ｌｃ：大径部、
１ｆ：逃がし部、Ｉｇ：小径部、２：クラッドパイプ２
３：マンドレル（芯部材）、２０：クラッドパイプ素材
、ｈ：ハンプ高さｔ１４［小量、α：コンバージェンス
角。 代理人　弁理士　前　１）宏　之 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、入側から順次に、噛込部、次第に拡径する肉厚
   圧下部及びリーリング部が形成され、芯部材を挿入した
   クラッドパイプ素材を傾斜圧延法によつてクラッドパイ
   プに圧延するクラッドパイプ圧延用ロールにおいて、前
   記リーリング部に、該肉厚圧下部の大径端に接続し、該
   芯部材の軸線に対してクラッドパイプ素材との接触線が
   ほぼ平行をなす大径部、該接触線が次第に離間する逃が
   し部及び該接触線がほぼ平行をなす小径部を順次に形成
   し、クラッドパイプ素材の縮管整形に伴う肉厚増加を該
   逃がし部によつて吸収することを特徴とするクラッドパ
   イプ圧延用ロール。