JPH05177220A - 傾斜圧延方法及びその装置 - Google Patents

傾斜圧延方法及びその装置

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JPH05177220A
JPH05177220A JP3359775A JP35977591A JPH05177220A JP H05177220 A JPH05177220 A JP H05177220A JP 3359775 A JP3359775 A JP 3359775A JP 35977591 A JP35977591 A JP 35977591A JP H05177220 A JPH05177220 A JP H05177220A
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雅義 秋山
Tomio Yamakawa
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 傾斜ロール及びディスクロール間のギャップ
を略零にして巻き込みを防止する傾斜圧延方法及びその
装置を提供する。 【構成】 傾斜角β,交叉角γ,出側面角αを成して配
設された穿孔用ロール1R,1L と、ディスクロール軸を中
心に出側にビレット6の回転方向と逆向きのスキュー角
を与え、更にその軸芯線を傾斜ロール夫々のゴージ部中
心点及びビレット6中心線を含む平面に交差させるよう
に傾けたディスクロール10U,10D を備えた傾斜圧延装置
によりビレット6を穿孔圧延する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は穿孔管を製造する穿孔圧
延方法又は延伸圧延方法等の傾斜圧延方法及びその装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は従来の傾斜穿孔圧延装置における
穿孔用ロールの配置を示す模式的平面図であり、図5は
図4V−V線における断面図である。図4に示すように
コーン型の穿孔用ロール1,1は出側面角αを有してお
り、パスセンタmに対して自軸が夫々交叉角γをなすよ
うに軸対称に配置されている。
【0003】図5に示すように穿孔用ロール1は傾斜角
βとなるように配置されている。また図示しない他方の
穿孔用ロール1も傾斜角βで配置され、夫々捩じれの位
置にある。ビレット6を穿孔するプラグ7はパスセンタ
mを中心軸として穿孔用ロール1,1間にその先端を穿
孔用ロール1のゴージ部あたりにして配置されている。
プラグ7は図示しないマンドレル支持装置にマンドレル
8により固定されている。
【0004】穿孔用ロール1,1は駆動軸2,2によっ
て駆動源3,3に夫々結合されている。これによって穿
孔用ロール1,1は自軸を中心に夫々回転させると図2
に示す方向に回転する。図4に示すように穿孔用ロール
1,1は互いに捩じれの位置にある。穿孔用ロール1,
1を図中矢印の向きに回転させると、ビレット6は穿孔
用ロールに噛み込まれ、パスセンタmを中心に出側方向
から見て時計回りに回転しながら穿孔される。こうして
ビレット6は、穿孔用ロール1,1の中央部分により両
側から圧押されながらプラグ7により穿孔され、穿孔管
9となる。
【0005】このように穿孔されるビレット6は穿孔用
ロール1,1に両側から圧されるために上下に揺れを起
こす。この揺れを押さえるために穿孔用ロール1,1の
上下に一対のディスクロールを配置する。
【0006】図6は穿孔用ロールおよびディスクロール
の配置を示す模式的平面図である。ディスクロール10は
ビレット6をはさんで穿孔用ロール1,1に近接させて
上下に対称に配設され、ディスクロール軸12を中心に夫
々回転する。このディスクロール10が圧延方向に追随回
転し、ビレット6の揺れを押さえて圧延がスムーズに行
われる。
【0007】ところが、穿孔用ロール1,1は、前述し
たように出側面角αを有し、さらにパスセンタmに対し
て交叉角γをとっているので、前記ディスクロール10と
穿孔用ロール1との間にギャップG,Gを生じている。
穿孔用ロール1,1が回転し、ビレット6がパスセンタ
m回りを回転しながら進行する。そのとき、ディスクロ
ール10表面に接触している穿孔管のメタルがギャップ
G,Gでビレット6の回転方向と同方向に押し出され、
ギャップG,Gに巻き込まれることがある。
【0008】この防止策として以下のような方法が提案
されている(特開昭63-90306号公報) 。図7は穿孔用ロ
ール及びディスクロールの配置を示す模式的平面図であ
る。ビレット6の出側方向に向かって右側に穿孔用ロー
ル1Rが、左側に穿孔用ロール1Lが、その自軸を互いに捩
じれの位置にして配置される。穿孔用ロール1Rは入側を
上に、出側を下に傾斜し、穿孔用ロール1Lはその逆に傾
斜している。
【0009】ディスクロール10U はビレット6の上方
に、ディスクロール10D はビレット6の下方に対称に配
設されている。ディスクロール10U はディスクロール中
心を軸にその出側を穿孔用ロール1Rに近接させ、穿孔用
ロール1Rの出側面と平行になるように配置する。ディス
クロール10D は、その出側を穿孔用ロール1Lに近接さ
せ、穿孔用ロール1Lの出側と平行になるように配置す
る。ディスクロール10U はパスセンタmに対してディス
クロールスキュー角δを生じ、同様にディスクロール10
D もディスクロールスキュー角δを生じている。
【0010】穿孔用ロール1,1を図中矢印方向に回転
させると、ビレット6は出側から見て時計回りに回転し
ながら圧延される。このとき押し出されようとするメタ
ルはディスクロール10U,10D により止められ、メタルの
巻き込みは防止される。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この傾斜穿
孔圧延装置を使用してビレット6を穿孔したところ、ギ
ャップGでのビレットの巻き込みが若干見られた。ディ
スクロールを穿孔用ロールの出側面角と平行に配置した
場合は、上方から見るとギャップGは零になって見える
が、実際は穿孔用ロールは傾斜角βを成していて、ギャ
ップGは零ではない。前述した方法は、傾斜穿孔圧延装
置を上方から見た時の2次元的思考に基づいて成されて
いるためである。
【0012】図8は、図5に示す傾斜穿孔圧延装置を出
側から見た模式的立面図である。穿孔用ロール1R,1L は
傾斜角βを成し、互いに捩れの位置にある。ディスクロ
ール10U,10D がスキュー角を有しない位置にある場合
は、ビレット6が押し出され巻き込まれるギャップG,
Gは、ディスクロール10U,10D と穿孔用ロール1R,1L と
の夫々の間隙となる。
【0013】このことを例えば穿孔用ロール1Rとディス
クロール10U とで形成されるギャップGについて説明す
ると、穿孔用ロール1Rは、入側を上に出側を下にして傾
斜しているため、出側面角を作る穿孔用ロールの周側縁
がディスクロール10よりも下方に位置する。このことに
より、この周側縁よりも上方に位置するディスクロール
10U の取り得るスキュー角は、出側面角αよりも大きく
なり、ディスクロール10U を穿孔用ロールに出側面と平
行よりもさらに近づけることができる。
【0014】本発明はかかる知見に基づいてなされたも
のであり、穿孔用ロール及びディスクロール間のギャッ
プを零に近づけ、管素材の巻き込みを防止し、また穿孔
延伸を行い得る対向ゴージ部からの距離、すなわち有効
ロール長の設定可能範囲を広くとることができる傾斜圧
延方法及びその装置を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明に係る傾斜圧延方
法は、軸長方向に移動する管素材を、対をなす傾斜ロー
ル及び対をなすディスクロールを用いて、穿孔又は拡径
する傾斜圧延方法において、前記ディスクロール軸芯線
を、前記対をなす傾斜ロールの夫々のゴージ部中心点を
含む平面に交差させて、前記管素材を圧延することを特
徴とする。本発明に係る傾斜圧延装置は、軸長方向に移
動する管素材を、対をなす傾斜ロール及び対をなすディ
スクロールを用いて、穿孔又は拡径する傾斜圧延装置に
おいて、前記ディスクロール軸芯線を、前記対をなす傾
斜ロールの夫々のゴージ部中心点を含む平面に交差させ
てあることを特徴とする。ここにおいて、ディスクロー
ルスキュー角は、傾斜ロール出側面角以上とすることが
望ましいが、ディスクロール軸芯線を、対をなす傾斜ロ
ールの夫々のゴージ部中心点を含む平面に交差させる、
即ちディスクロールに傾斜角を与えるだけでも効果があ
る。
【0016】
【作用】本発明の傾斜圧延方法及びその装置では、ディ
スクロールを、その軸芯線が傾斜ロールの夫々のゴージ
部中心点を含む平面と交差するように傾け、傾斜ロール
の側面に添わせているので、傾斜ロール及びディスクロ
ールのギャップを略零にすることができる。
【0017】
【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づき
具体的に説明する。図1は本発明の傾斜穿孔圧延装置を
その出側から見た模式的立面図である。説明の便宜上、
本発明の前段階として、図2は傾斜穿孔圧延装置にディ
スクロール傾斜角を与えた状態を、図3は傾斜穿孔圧延
装置にディスクロールスキュー角を与えた状態をその出
側から示した模式的立面図である。
【0018】まず、図2に示すように、コーン型の穿孔
用ロール1R,1L は夫々傾斜角βを成して配置される。更
に穿孔用ロール1R,1L はパスセンタmに対して自軸が夫
々交叉角γをなすように軸対称に配置され、出側面角α
を有している。エッジ径が左右異なるディスクロール10
U,10D が穿孔されるビレット6の上下に配設される。デ
ィスクロール10U は、ビレット6の上方に、小さい径の
エッジを穿孔用ロール1R側にして、ディスクロール10D
はビレット6の下方に、小さい径のエッジを穿孔用ロー
ル1L側にして、即ちビレット6の回転上流に小さい径の
エッジ, 回転下流に大きい径のエッジとなるように配置
される。そしてディスクロール10U の小さい径のエッジ
が、穿孔用ロール1Rに最も近接している点を通る鉛直
線、即ち、ディスクロールの小径側の面の直径を中心と
して、穿孔用ロール1R側にκだけ傾ける。同様にしてデ
ィスクロール10D を穿孔用ロール1L側にκだけ傾ける。
【0019】次に図3に示すように、上述したような配
置のコーン型の穿孔用ロール1R,1Lにより、穿孔される
ビレット6の上下に、エッジ径が左右異なるディスクロ
ール10U,10D が配設される。ディスクロール10U は、ビ
レット6の上方に、小さい径のエッジを穿孔用ロール1R
側にして、ディスクロール10D はビレット6の下方に、
小さい径のエッジを穿孔用ロール1L側にして配置され
る。そしてディスクロール中心を軸にディスクロール軸
を水平にして、その出側がビレット6の回転方向と逆の
向きに傾くスキューが夫々与えられる。
【0020】上述したように図2,図3で説明したディ
スクロール傾斜角κ,ディスクロールスキュー角δを、
傾斜穿孔圧延装置に同時に与えることにより、図1に示
す本発明の最も効果が大きい傾斜穿孔圧延装置となる。
但し、後述するようにディスクロール傾斜角κだけを与
える場合でも、効果が充分認められる。
【0021】穿孔用ロールが図に示す方向に回転する場
合は、穿孔されるビレット6はOを中心に出側から見て
時計回りに回転しながら圧延される。そしてビレット6
は、穿孔用ロール1,1のゴージ部により両側から圧押
されながらプラグ7によって穿孔され、穿孔管9が形成
される。
【0022】以下この装置を使って穿孔を行った例を具
体的な数値を挙げて説明する。ゴージ直径410mm の穿孔
用ロールを、出側面角α=4゜,傾斜角β=12゜, 対向
ゴージ部間隔62mmに配置する。そしてディスクエッジ直
径( ビレット回転上流側)1200mm のディスクロールを、
ディスクエッジ間隔35mmに配置する。穿孔用ロールの交
叉角10゜及び30゜の場合について、ディスクスキュー角
δを0゜,2°,4゜,6゜に変化させ、その夫々についてデ
ィスク傾斜角κを0゜,10゜,最大ディスク傾斜角(Ma
x) に変化させて、ビレット6を外径90mm, 肉厚2mmに
穿孔する。ここで、最大ディスク傾斜角(Max) は、ディ
スクロールが穿孔用ロールの側面に、物理的に接触する
限界のκで、規定される。このような条件で穿孔を行っ
た場合に、穿孔用ロールとディスクロールとのギャップ
Gが2mmを越える位置が対向ゴージ部から何mm出側であ
るかを測定し、これを評価基準とする。
【0023】
【表1】
【0024】表1は前述した夫々の条件により穿孔を行
い、ギャップGが2mmを越える位置が対向ゴージ部より
何mm出側であるかの結果を示した表である。肉厚2mmの
穿孔管を形成する場合は、ギャップGが2mm以上で巻き
込みを発生することから、この距離はビレット6がプラ
グ7により穿孔され始めてから、穿孔材として形成完了
するまでの対向ゴージ部からの距離、即ち有効ロール長
の設定可能範囲を示している。
【0025】表1に示す結果から、ディスクスキュー角
δが一定である場合、ディスク傾斜角κが大きい程、有
効ロール長の設定可能範囲が広くなることが解る。ま
た、ディスクスキュー角δを与えない場合でも、ディス
ク傾斜角κが大きい程、有効ロール長の設定可能範囲が
広くなっている。有効ロール長が短かい場合は、有効ロ
ール長の単位長当たりの加工度が大きく、ビレット6に
かかる負荷が大きくなり、安定した穿孔圧延を行い難く
なる。また、ディスクスキュー角δが大きい程、有効ロ
ール長の設定可能範囲は広くなり、出側面角α=4°以
上のディスクスキュー角δを与えることにより、さらに
効果は大きくなる。
【0026】また交叉角γが大きい方が有効ロール長の
設定可能範囲は大きくなる。出側面角αを一定にして交
叉角γを大きくすることにより、穿孔用ロールのゴージ
部直径及び出側部直径が大きくなり、穿孔用ロールの出
側面が平面に近くなる。出側面が平面に近くなる程、ギ
ャップGは出側方向へ向かって大きくなり難いため、有
効ロール長の設定可能範囲は大きくなる。穿孔用ロール
直径の実現性を考慮に入れるとγは略5゜〜30゜が実際
的である。
【0027】更に交叉角γ=30゜, ディスクスキュー角
δ=4゜,ディスク傾斜角κ=10゜の穿孔結果である75
mmは、ディスクスキュー角δ=4゜だけを与えた結果60
mm及びディスク傾斜角κ=10゜だけを与えた結果28mmを
単純に加えた値よりもはるかに高い値を示している。即
ち、75>60+( 28−25 )=63であり、単純な代数的加算
以上の効果が現れていることが分かる。このことからデ
ィスクスキュー角δ及びディスク傾斜角κの両方を与え
ることにより、その効果は単独効果より更に大きくなる
ことが言える。
【0028】また本実施例における肉厚外径比は略2.2
%であり、これは"Developments inthe Field of Pierc
ing Billets for Seamless Tubemaking" (TPT-USA,Marc
h-April,1991 p.20-p.32)に記載されている薄肉限界値
3.6 %を大幅に向上している。即ち、 2.2÷3.6 =0.61
であり、39%もの薄肉化が達成されていることになる。
【0029】なお、本実施例においては水平型穿孔圧延
機を例に挙げて説明しているが、これに限られたもので
はなく、竪型穿孔圧延機又はその中間型の圧延機等を使
用してもよい。また本実施例においては、ビレットを穿
孔する穿孔圧延機を例に挙げて説明しているが、中空丸
棒を拡径する延伸圧延機に適用することも可能である。
【0030】
【発明の効果】以上の如く本発明の傾斜圧延方法及びそ
の装置においては、穿孔用ロール及びディスクロール間
のギャップを限りなく零に近づけることが出来るので、
管素材の巻き込みを防止し、有効ロール長を長く設定す
ることが出来るため、安定した穿孔圧延を行うことがで
きる。また、薄肉限界値を大幅に向上出来るなど、本発
明は優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の傾斜穿孔圧延装置をその出側から見た
模式的立面図である。
【図2】本発明の傾斜穿孔圧延装置の前段階状態とし
て、ディスクロール傾斜角を与える説明をする模式的立
面図である。
【図3】本発明の傾斜穿孔圧延装置の前段階状態とし
て、ディスクロールスキュー角を与える説明をする模式
的立面図である。
【図4】従来の傾斜穿孔圧延装置における穿孔用ロール
の配置を示す模式的的平面図である。
【図5】図4のV−V線における模式的断面図である。
【図6】従来の傾斜穿孔圧延装置における穿孔用ロール
及びディスクロールの配置を示す模式的平面図である。
【図7】従来の傾斜穿孔圧延装置における穿孔用ロール
及びディスクロールの配置を示す模式的平面図である。
【図8】図5の傾斜穿孔圧延装置をその出側から見た模
式的立面図である。
【符号の説明】
1,1R,1L 穿孔用ロール 6 ビレット 7 プラグ 9 穿孔管 10,10U,10D ディスクロール β 穿孔用ロール傾斜角 γ 穿孔用ロール交叉角 α 穿孔用ロール出側面角 δ ディスクロールスキュー角 κ ディスクロール傾斜角 G 穿孔用ロール及びディスクロールの
出側ギャップ Q 穿孔用ロールゴージ部中心点 m パスセンタ A Q点及びパスセンタmを含む平面

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軸長方向に移動する管素材を、対をなす
    傾斜ロール及び対をなすディスクロールを用いて、穿孔
    又は拡径する傾斜圧延方法において、前記ディスクロー
    ル軸芯線を、前記対をなす傾斜ロールの夫々のゴージ部
    中心点を含む平面に交差させて、前記管素材を圧延する
    ことを特徴とする傾斜圧延方法。
  2. 【請求項2】 軸長方向に移動する管素材を、対をなす
    傾斜ロール及び対をなすディスクロールを用いて、穿孔
    又は拡径する傾斜圧延装置において、前記ディスクロー
    ル軸芯線を、前記対をなす傾斜ロールの夫々のゴージ部
    中心点を含む平面に交差させてあることを特徴とする傾
    斜圧延装置。
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EP92311765A EP0550256B1 (en) 1991-12-28 1992-12-23 Inclined-rolling method and inclined-rolling apparatus
DE69208443T DE69208443T2 (de) 1991-12-28 1992-12-23 Schrägwalzverfahren und Schrägwalzwerk
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7578157B2 (en) * 2007-05-21 2009-08-25 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Piercing-rolling method and piercing-rolling apparatus for seamless tubes
WO2022152558A1 (de) * 2021-01-18 2022-07-21 Sms Group Gmbh Walzgerüst mit variabler seitlicher führungseinrichtung

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