JPH05212416A - 熱間継目無鋼管の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】リーラのプラグ摩耗を軽減し寿命を延ばすこと
が可能な製管手段を提供する。 【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と軸方向温度勾配を検出する。
このプラグ温度のピーク位置のずれと軸方向温度勾配に
対応してロール交叉角変更量を求め、プラグ軸方向温度
がほぼ均一となるようにロール交叉角を調整する。

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方法に係り、特にプラグ摩耗を軽減
しプラグ寿命の大幅延長をはかる継目無鋼管の製造方法
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
ミル製管法におけるリーラのプラグ摩耗を軽減する方法
としては、工具の材質を改善する方法が一般的である。
通常、リーラのプラグは鋳鉄のような摩耗し易く焼付き
が生じ難い材質が用いられる。したがって、プラグの摩
耗が早くプラグ径は１本の材料が圧延されるごとに圧延
寸法に対する影響が無視できないほどプラグ径が小さく
なっていく。このプラグ径の減少に対してはロール開度
を小さくすることで肉厚が変動しないように対応してい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】リーラのプラグはプラ
グ全体にわたり均一に摩耗する場合が最も寿命が長いこ
とが知られている。すなわち、プラグと材料がなるべく
長く接触するような肉厚圧下率分布とすることが望まし
い。そのためには、プラグ摩耗量を測定しながら肉厚圧
下率分布の適正化をはからなければならない。しかし、
プラグ摩耗を材料１本圧延するごとに測定しながら製管
を行うことは現実的でないばかりでなく、プラグ摩耗が
均一に進行するか否かは相当数の材料を圧延した後でな
いとわからない。このため、従来はプラグ全体にわたり
均一に摩耗させることが困難で、プラグ摩耗を少なくし
プラグ寿命を延ばすことが十分にできなかった。

【０００４】この発明は、前に述べたような実状よりみ
て、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、ロール交叉角を調整することによって材料半回転
ごとの肉厚圧下率分布を適正にし、プラグ摩耗の軽減と
寿命の延長をはかる継目無鋼管の製造方法を提案しよう
とするものである。

【０００５】

【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、プラグ軸方向温度
がほぼ均一となるように、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。

【０００６】

【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。

【０００７】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。

【０００８】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、プラグ摩耗の軽減と均
一化をはかるもので、その手段として、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、プラグ軸方向
温度がほぼ均一となるようにロール面角を調整する手段
を用いたのである。

【０００９】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。しかも摩耗はプラグ全長に一定
ではなく、肉厚圧下量が大きい位置ほど摩耗量が大き
い。これにより、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。リーラのプラグ摩耗を
小さくしようとすれば、プラグ先端側すなわち圧延の上
流側から下流まで可及的に均一に肉厚圧下を分布させる
のが効果的である。

【００１０】すなわち、プラグが新品で摩耗していない
ときには、ロール交叉角を負として下流まで肉厚圧下が
行われるようにし、プラグの摩耗が進み上流側の肉厚圧
下が小さくなってくるとロール交叉角を正方向に動かし
て上流の圧下を大きくする。上記肉厚圧下の下流側への
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。また、肉厚圧下の最上流位置への肉厚圧
下の集中度合いが軸方向の温度勾配として検出される。
つまり、この発明ではプラグが新品のときには、軸方向
温度勾配に対応してロール交叉角を負の方向に変化さ
せ、プラグ表面温度のピーク位置のずれに対応してロー
ルの交叉角を正方向に変化させて肉厚圧下が常に軸方向
に均一に行われるようにすることにより、プラグ摩耗の
軽減と均一化がはかられるのである。

【００１１】この発明によれば、予めプラグが均一に摩
耗する圧延後のプラグ温度分布を求めておくことによ
り、リーラで容易に圧延材１本ごとのプラグ温度分布を
測定でき、１本ごとにロール交叉角調整に反映できる。
しかも、同一寸法材の最初の１本からプラグ温度分布を
測定でき、２本目からロール交叉角調整に反映できる。

【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
延時の軸方向の温度勾配とプラグ摩耗、および温度のピ
ーク位置変化と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
ーク位置のずれと軸方向の温度勾配を求める。プラグが
新品のときには、上記軸方向温度勾配に対応してロール
交叉角αを負の方向に変化させ、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を正方向に変
化させて肉厚圧下が常に軸方向に均一に行われるように
する。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。これによりプラグの摩耗が軽減さ
れるとともに軸方向全体にわたり均一に摩耗する。な
お、前回圧延時の軸方向の温度勾配とプラグ摩耗、およ
び温度のピーク位置変化とロール交叉角変更量を交叉角
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勾配の適正化および温度ピー
ク位置の適正化、すなわち肉厚圧下率分布の適正化が速
やかに行われ、プラグ寿命がより長くなる。

【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プラグ
寿命を、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、プラグ軸方向温度が可及的に均一になるようにロー
ル交叉角を変化させて圧延したことにより、リーラのプ
ラグ寿命が約２倍に向上した。

【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、プラグ軸方向温度がほぼ均一となるようにロール
の交叉角を変化させてやることにより、プラグ摩耗の軽
減と均一化がはかられ、プラグ寿命を延長できる結果、
プラグ原単位の低減および継目無鋼管の低コスト化がは
かられる。

【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、プラグ軸方向温度
   がほぼ均一となるように、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。