JPH05212415A - 熱間継目無鋼管の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】リーラにより偏肉のない継目無鋼管を製造し得
る手段を提供する。 【構成】リーラ圧延直後のプラグの軸方向表面温度を放
射温度計等により測定する。この実測表面温度より当該
プラグ温度のピーク位置を検出し所定のピーク位置との
ずれを算出する。このプラグ表面温度のピーク位置のず
れに対応してロールの交叉角変更量を求め、肉厚圧下の
大きい部分をプラグ前端側へずらしてやる。 【効果】製品の周方向偏肉を最小にできる。プラグ表面
温度を精度よく測定できる。継目無鋼管の品質および歩
留りを向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は管の内面仕上圧延機に
リーラを用いるマンネスマンプラグミル製管法による熱
間継目無鋼管の製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にマンネスマン製管法による継目無
鋼管は、先ず加熱した丸鋼片を穿孔機（ピアサ）に通
し、その中心部に穿孔してホローシェルを得、これを直
接、または必要に応じてホローシェルを傾斜ロール延伸
圧延機（エロンゲータ）に通し、拡径、延伸圧延を施し
た後、例えばプラグミルにてさらに延伸圧延し、リー
ラ、サイザにて磨管、形状修正、サイジングを行い、精
整工程を経て製造されている。このマンネスマンプラグ
ミル製管法において製品の肉厚精度を改善する方法とし
ては、製管終了後に例えば超音波肉厚計で肉厚分布を測
定し、そのデータをもとに例えばピアサまたはエロンゲ
ータの傾斜角を調整する方法がある。この方法はリーラ
にも適用可能であり、実際にもこの方法が用いられてい
る。しかし、実際には以下に述べる理由により、ピア
サ、エロンゲータ、リーラいずれの圧延機に適用して
も、十分な効果を得ることができない。

【０００３】すなわち、上記方法は製管終了後から肉厚
測定まで時間がかかるため、偏肉の測定結果を圧延条件
にフィードバックするのに時間がかかりすぎる。特に、
同一チャンスに製管する同一寸法の製品が少ない場合に
は、肉厚測定が終了した時点では製管が終了してしまう
場合があり、たとえ同一寸法の製品が大量に同一チャン
スにまとまって製管される場合でも製管開始からこの方
法を適用することはできない。

【０００４】このような問題を解決する方法として、例
えば特開昭６０−２０６５１４号公報には、ピアサまた
はエロンゲータの圧延直後の周方向肉厚分布を測定し、
その測定肉厚分布をもとにしてロール交叉角または傾斜
角を調整する方法が提案されている。この方法はリーラ
に適用することも可能である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記特開昭６
０−２０６５１４号公報に記載されている圧延方法は、
以下に述べる問題点がある。すなわち、この方法は熱間
肉厚計の測定精度と安定性に問題がある。少なくとも現
状では、材料温度が７００〜９００℃と高温であるばか
りでなく、材料が高速で回転し大きな振動を伴い、しか
も材料表面の酸化スケールが飛び散るという環境下に熱
間肉厚計が設置されるため、熱間肉厚計の測定精度、信
頼性が十分保証されるとは言い難い。測定精度の信頼性
が十分でなければ、この方法を適用しても十分な肉厚精
度が得られないのは当然である。また、このような苛酷
な使用環境であるためその保守点検、維持も容易ではな
く、肉厚計の安定性にも問題がある。さらに、管の熱間
肉厚計は設備投資も高額になるため経済的でない。

【０００６】この発明は、上記した従来の熱間肉厚計に
よる方法の問題点に鑑み、リーラを用いるマンネスマン
プラグミル製管法において、製品の肉厚に替えてリーラ
プラグの温度分布に基づいてロール交叉角を調整するこ
とによって肉厚精度の高い継目無鋼管を得る方法を提案
しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は内面仕上圧延
機にリーラを用いるマンネスマンプラグミル製管法にに
より継目無鋼管を製造するに際し、圧延直後のリーラプ
ラグの軸方向表面温度分布を測定し、周方向偏肉が最小
となるような位置にプラグ表面温度のピークが位置する
ように、ロール交叉角を変動させてロール面角を調整す
ることを要旨とするものである。

【０００８】

【作用】リーラのような傾斜圧延機では、図３、図４、
図５に示すごとく、傾斜ロール１から材料Ｗに対して軸
方向の推進力と周方向の回転力が与えられる結果、材料
Ｗは螺旋状に回転しながらロール１とプラグ２の間を繰
返し通過して肉厚加工を受ける。これは材料Ｗが半回転
するとき温度分布が半回転の肉厚圧下率分布を表してい
るためで、半回転ごとの肉厚圧下が大きくなればその部
分のプラグと材料の周方向接触弧長が長くなり、その部
分のプラグに対する入熱、熱負荷が大きくなる。逆に、
半回転の肉厚圧下が小さければプラグと材料の周方向接
触弧長が短くなり、その部分のプラグに対する入熱、熱
負荷が小さくなる。半回転の肉厚圧下が全くない場合に
はその部分で外部からプラグ表面への入熱は材料表面か
らの輻射によるだけで入熱量は材料と接触している部分
と比較して極めて小さくなる。

【０００９】したがって、軸方向の肉厚圧下率の大小は
プラグに対する入熱量の大小に対応することになり、プ
ラグの軸方向温度分布を測定すれば、逆に肉厚圧下率の
相対的な大小を知ることが可能となる。肉厚圧下の絶対
値が必要な場合には、圧延前後の材料外径と長さの変化
を測定することにより容易に求めることができる。

【００１０】この発明では材料半回転ごとの肉厚圧下率
分布を適正にすることによって、周方向偏肉を小さくす
るもので、その手段として、プラグの軸方向温度分布を
測定する手段を用いたのである。

【００１１】リーラにより材料を圧延していくとプラグ
が次第に摩耗してくるため、肉厚圧下率の分布が設計の
肉厚圧下分布からずれてくる。これは、リーラでは一般
に肉厚圧下量が高々数百μｍであるため、プラグの摩耗
が肉厚圧下率に大きく影響するためである。リーラの肉
厚圧下はプラグ先端側すなわち圧延の上流側で集中的に
圧下し、それより下流では肉厚圧下量を極微小なものと
するのが周方向偏肉を小さくするのによい。しかるに、
プラグの摩耗は肉厚圧下の大きいところで最も進むた
め、次第にロールとプラグの間隙が大きくなっていき、
肉厚圧下が下流側へずれていく。この肉厚圧下の大きい
部分の下流側への移動が、軸方向プラグ表面温度分布の
ピークのずれとして検出される。このプラグ表面温度の
ピーク位置のずれに対応してロールの交叉角を変化させ
て肉厚圧下の大きい部分を上流側へずらしてやることに
より、製品の周方向偏肉が改善されるのである。

【００１２】

【実施例】図１はこの発明方法を実施するための装置構
成例を示す概略図で、３はロール駆動軸、４はプラグ支
持芯金、５は温度計、６は交叉角変更量制御演算装置、
７はロール交叉角変更装置である。

【００１３】温度計５は例えば非接触型の放射温度計を
使用することができる。放射温度計は熱間肉厚計に比較
して安価であり経済的である。交叉角変更量制御演算装
置６は前記温度計により測定された軸方向プラグ表面温
度より当該プラグ温度のピーク位置を検出して、所定の
ピーク位置とのずれを算出し、温度のピーク位置が所定
の位置となるロール交叉角の変更量を求め、かつ前回圧
延時のプラグ温度のピーク位置変化とロール交叉角変更
量を記憶するようになっている。なお、ロール交叉角変
更装置７の構造の説明はここでは省略する。

【００１４】上記装置において、圧延後のリーラプラグ
２の温度を図中破線で示す位置で温度計５により測定す
る。測温値は交叉角変更量制御演算装置６に入力され、
プラグの軸方向表面温度分布を求め当該プラグの温度ピ
ーク位置のずれを検出する。このプラグ表面温度のピー
ク位置のずれに対応してロールの交叉角αを変化させて
肉厚圧下の大きい部分を上流側にずらしてやる。そし
て、圧延後に軸方向プラグ表面温度を再度測定してプラ
グ温度のピーク位置を検出し、所定のピーク位置とのず
れを算出し再度温度のピーク位置が所定の位置（プラグ
の前部位置）となるようにロール交叉角αを交叉角変更
装置７により変化させてやる。これにより製品の周方向
偏肉を小さくできる。なお、前回圧延時の温度のピーク
位置変化とロール交叉角変更量をこの交叉角変更量制御
演算装置６に記憶させておき、次の圧延の参考値とする
ことにより温度ピーク位置すなわち肉厚圧下率分布の適
正化が速やかに行われ、次の圧延製品の周方向偏肉が改
善される。

【００１５】実施例１ 表１はマンネスマンピアサ、ロータリーエロンゲータ、
プラグミル、リーラ、サイザで構成されるマンネスマン
プラグミルライン工程に本発明法を適用した際の継目無
鋼管の偏肉率を、従来法と比較して示したものである。
また、本実施例におけるプラグ摩耗形状、肉厚圧下率、
プラグ温度をそれぞれ図２(A)(B)(C) に従来と比較して
示す。

【００１６】すなわち、本発明法では図２に示すごと
く、プラグ温度のピーク位置がプラグ前部に位置するよ
うに肉厚圧下の大きい部分を上流側にずらして圧延する
ことにより、表１に示すごとく周方向の偏肉率が大幅に
改善され製品の肉厚精度が向上しているのがわかる。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【発明の効果】以上説明したごとく、この発明方法によ
れば、プラグ表面温度のピーク位置にずれに対応してロ
ールの交叉角を変化させて肉厚圧下の大きい部分を上流
側（プラグ前部）へずらしてやることにより、周方向偏
肉を大幅に改善することができるので、高品質の継目無
鋼管を得ることができる。また、この発明方法は、プラ
グ表面温度の測定に放射温度計を用いることができるの
で、材料温度が７００〜９００℃と高温でかつ材料が高
速で回転し大きな振動を伴い、しかも材料表面の酸化ス
ケールが飛び散るという悪環境下にあっても、放射温度
計の測定精度、信頼性が十分に保証され、かつ保守点検
も容易であり、プラグ表面温度を高精度に安定して測定
することができ、継目無鋼管の品質および歩留り向上に
多大な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明方法を実施するための装置構成例を示
す概略図である。

【図２】この発明の実施例におけるプラグ摩耗形状、肉
厚圧下率、プラグ温度を示す図で、（Ａ）はプラグ摩耗
形状、（Ｂ）は肉厚圧下率、（Ｃ）はプラグ温度をそれ
ぞれ示す。

【図３】リーラ圧延の模式図で、（Ａ）は模式的縦断正
面図、（Ｂ）は模式的縦断側面図である。

【図４】同上リーラ圧延における肉厚圧下率と間隙の関
係を例示したもので、（Ａ）はロール最小間隙、（Ｂ）
はロールとプラグの最小間隙、（Ｃ）は肉厚圧下率をそ
れぞれ示す。

【図５】同上リーラ圧延における肉厚圧下率分布と圧延
後軸方向プラグ表面温度分布の関係を例示したもので、
（Ａ）は肉厚圧下率、（Ｂ）は材料との接触面、（Ｃ）
はプラグ表面からの入熱量、（Ｄ）は表面プラグ温度を
それぞれ示す。

【符号の説明】

１ 傾斜ロール ２ プラグ ３ ロール駆動軸 ４ プラグ支持芯金 ５ 温度計 ６ 交叉角変更量制御装置 ７ ロール交叉角変更装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内面仕上圧延機にリーラを用いるマンネ
   スマンプラグミル製管法において、圧延直後のリーラプ
   ラグの軸方向表面温度分布を測定し、周方向偏肉が最小
   となるような位置にプラグ表面温度のピークが位置する
   ように、ロール交叉角を変動させてロール面角を調整す
   ることを特徴とする熱間継目無鋼管の製造方法。