JPH0561003B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、マンネスマンプラグミル法による継
目無管の製造方法に関し、更に詳述すれば、前記
製造方法中の一過程であるピアサー、エロンゲー
タ等の傾斜圧延機により、圧延材を穿孔圧延又は
拡径、延伸圧延する方法に関する。

〔従来技術〕

継目無管の製造方法の一種であるマンネスマン
プラグミル法は、加熱炉にて1200℃前後の所定温
度にまで加熱された丸棒状の鋼片（ビレツト）
を、傾斜圧延機である穿孔圧延機（ピアサー）に
て穿孔圧延して中空素管を得、該素管を直接、又
は必要があれば、同様の傾斜圧延機である第２の
穿孔圧延機（エロンゲータ）にて拡径、延伸圧延
した後、後続のプラグミルにて更に縮径、延伸圧
延し、次いで、リーラ、サイザによる磨管、形状
修正、サイジングの各工程を経て、所定寸法の継
目無管に製造する方法であり、他のマンネスマン
製造法と同様、製管能率が高く、大量生産に適す
るという優れた特質を有し、継目無管の製造方法
の主流をなすものである。

さて、マンネスマンプラグミル法による継目無
管の製造工程においては、ピアサー又はエロンゲ
ータにおける穿孔圧延又は拡径、延伸圧延の際
に、圧延結果として得られる中空素管の内周面に
疵が生じることがある。この内面疵の発生の主因
は、ピアサー又はエロンゲータにおける圧延の際
に、圧延材たる前記ピレツト又は中空素管に、穿
孔又は内径の拡径のため貫入せしめられるプラグ
に付着するスケール、及び該プラグに生じる焼付
きにより、プラグ表面に形成される凹凸である。
そこで内面疵の発生を抑制するため、プラグの材
質を改善すること、及び圧延中の圧延材の内部に
黒鉛等の潤滑剤を投入すること等の対策が試みら
れている。しかしながらこれらの対策だけでは、
内面疵の発生を完全に防止することは不可能であ
るため、内面疵が最終製品たる継目無管の内面に
残留しないように、プラグミル直前のピアサー又
はエロンゲータにおいて、圧延結果として得られ
る中空素管に３mm〜４mmの余肉を与えるべく圧延
を行い、該素管に発生した内面疵を、プラグミル
において加えられる圧下によつて除去することが
必要であつた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、このような従来の対策は、プラグミ
ルの圧下量の増大を強いることになり、プラグミ
ルにおける圧延材の頭詰り及びプラグの損傷を招
来して、正常な圧延を阻害する要因となると共
に、プラグミルでの圧延に起因する内面疵の発生
を助長する虞がある。

また、ピアサー及びエロンゲータにおける内面
疵の発生挙動は前述の如くであるため、該疵の深
さは、中空素管の圧延方向後端側に至るに従つて
深くなる一方、ピアサー又はエロンゲータにおい
て与えるべき前記余肉は、中空素管全体の前記内
面疵が確実に除去可能となるように、該素管に生
じていると予想される最も深い疵の深さに応じて
前述の如く３mm〜４mmの厚さとしているから、プ
ラグミルは、その圧延材たる前記中空素管の圧延
進行方向前部において、余分な圧下を強いられる
ことになり、該ミルにおける仕事量の無益な増大
を招来するという難点がある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであ
り、プラグミルに送給される中空素管の内面疵を
該ミルにおいて確実に除去でき、しかも、プラグ
ミルにおける圧延時に前述の難点の発生を防止し
て、内面疵のない継目無管の製造を可能とする継
目無管の製造方法を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る継目無管の製造方法は、互いに対
向する一対の傾斜ロールの回転により圧延材を螺
進移動させつつ、該圧延材の軸心位置にプラグを
貫入せしめて、穿孔圧延又は拡径、延伸圧延を行
い、次いでプラグミルにて圧延を行う継目無管の
製造方法において、前記穿孔圧延又は拡径、延伸
圧延に際し、前記圧延材に、その圧延移動の後端
部から所定長の厚肉部を形成すべく、前記傾斜ロ
ールの開度又は、前記プラグの先進量を調節し、
プラグミルによる圧延に際し、圧延材の肉厚を均
一化すること前記肉厚の他部に対する肉厚増加量
を、圧延終了後の前記圧延材において、0.5mm乃
至3.0mmとすること、更に前記所定長を、ピアサ
ー、エロンゲータでの圧延終了後の前記圧延材に
おいて、その全長の８〜50％とすることを特徴と
する。

〔作用〕

本発明においては、ピアサー、エロンゲータに
より穿孔圧延又は拡径、延伸圧延するに際し、圧
延材の後端部が他の部分よりも厚肉となるように
前記圧延を実施し、次いでこの圧延材をプラグミ
ルにて圧延する際に、該ミルにおける圧下により
圧延材に生じている内面疵を除去する。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて
詳述する。第１図は、エロンゲータによる圧延に
適用した場合の本発明に係る継目無管の製造方法
（以下本発明方法という）の実施状態を示す模式
的平面図である。

エロンゲータは、最大径部であるゴージ部１３
の両側に、端部に至るに従つて縮径された円錐台
状の入口部１４及び出口部１５を夫々延設して、
全体として樽形をなす一対の傾斜ロール１ａ，１
ｂ、並びに砲弾形をなすプラグ２等から構成され
ている。

図中に一点鎖線にて示すＸ−Ｘ線は、圧延材Ｓ
が、その軸心をこれに一致させて移動するパスセ
ンタであり、前記傾斜ロール１ａ，１ｂは、該パ
スセンタＸ−Ｘの両側に配設された夫々の支承部
１０ａ，１０ｂに、パスセンタＸ−Ｘに対して互
いに逆方向に傾斜された状態に枢支され、図示し
ない各別の駆動装置によつて、同方向且つ同期的
に回転駆動されるようになしてある。一方前記プ
ラグ２は、前記パスセンタＸ−Ｘにその軸心を一
致せしめるべくマンドレルバーＭの先端部に装着
してあり、該マンドレルバーＭと共に、図示しな
い直進駆動装置の駆動力によりパスセンタＸ−Ｘ
に沿つて移動するようになしてある。

前記支承部１０ａ，１０ｂは、共に平面視でコ
字形をなす部材であつて、夫々の両側縁間に前述
の如く傾斜ロール１ａ，１ｂを枢支していると共
に、各別の固定基台１２ａ，１２ｂに、直進駆動
部１１ａ，１１ｂを介して夫々支持され、該駆動
部１１ａ，１１ｂの動作に応じて、同期的に、前
記パスセンタＸ−Ｘに近接又は離反する方向に移
動するようになしてあり、この移動に応じて傾斜
ロール１ａ，１ｂ間の開度が変更されるようにな
つている。

而して、ピアサーにおいて穿孔圧延され厚肉の
中空沿管となつて、エロンゲータに送給される圧
延材Ｓは、図中に白抜矢符にて示す如く、入口部
１４側からパスセンタＸ−Ｘにその軸心を一致さ
せて移送され、両傾斜ロール１ａ，１ｂ間に噛み
込まれて、以後は、該傾斜ロール１ａ，１ｂの回
転によつてパスセンタＸ−Ｘに沿う方向に螺進移
動せしめられつつ、その軸心に貫入される前記プ
ラグ２と、両傾斜ロール１ａ，１ｂとの間にて所
定の圧下を加えられ、拡径、延伸圧延されるよう
になつており、これにより得られた中空素管は、
後続のプラグミルにて更に縮径、延伸圧延され、
磨管、形状修正等の各工程を経て、所定の寸法を
有する継目無管に製管される。

さて、前記支承部１０ａの傾斜ロール１ａの枢
支位置には、圧延材Ｓに圧下を加えた際に該ロー
ル１ａに加わる圧下荷重を検出すべく、ロードセ
ル４が装着してあり、また前記直進駆動部１１ａ
には、該駆動部１１ａにより駆動される傾斜ロー
ル１ａの移動方向位置、即ち該ロール１ａの圧下
位置を検出すべく、例えばセルシンを用いてなる
圧下位置検出器５が装着してある。更に、傾斜ロ
ール１ａの配設位置から、圧延の進行方向下流側
に適長離隔した位置には、パスセンタＸ−Ｘに向
けて圧延材検出器６が設置されている。該検出器
６は、その設置位置における圧延材Ｓの存否を検
出するものであり、例えば、パスセンタＸ−Ｘに
沿う方向に移動せしめられる圧延材Ｓの外表面に
光を投射し、該表面からの反射波を受光して、そ
の受光の有無によつて前記検出を行う。

前記ロードセル４、圧下位置検出器５及び圧延
材検出器６の夫々の出力信号は、圧延制御部７に
与えられており、該制御部７は、これらの信号に
応じて、前述の如く構成されたエロンゲータによ
り、本発明方法に従う圧延を行わせるべく動作し
て、設定器８に動作指令信号を発し、該設定器８
は、この指令信号に応じて傾斜ロール１ａ，１ｂ
間の開度を変更すべく、前記直進駆動部１１ａ，
１１ｂに所定の駆動信号を発するようにしてあ
る。

さて、本発明方法の実施手順につき、前記圧延
制御部７の動作に従つて説明する。圧延制御部７
は、前記圧延材検出器６からの信号によつて、圧
延材Ｓの存否を認識し、圧延材Ｓの存在が認識さ
れている間は、前記傾斜ロール１ａ，１ｂ間の開
度を所定開度に維持すべくその制御動作を行わな
い。従つてその間、圧延材Ｈには、傾斜ロール１
ａ，１ｂとプラグ２との間において所定の圧下が
加えられ、圧延後の中空素管の肉厚は一定に保た
れる。

圧延の進行に伴つて圧延材Ｓが移動し、その後
端部が圧延材検出器６の設置位置を通過して、該
検出器６からの入力信号が変化すると、制御部７
は、内蔵する図示しないタイマによつて所定時間
の計時を開始し、この計時終了後、設定器８に動
作開始信号を発する。設定器８は、この信号に応
じて、直進駆動部１１ａ，１１ｂに駆動信号を発
し、該駆動部１１ａ，１１ｂを傾斜ロール１ａ，
１ｂ間の開度を増す方向に駆動せしめる。この間
圧延制御部７は、圧下位置検出器５からの入力信
号によつて前記開度を認識しており、これが予め
設定されたロール開度の設置値と等しくなつた時
点において、直進駆動部１１ａ，１１ｂの駆動を
停止せしめるべく、前記設定器８に動作停止信号
を発し、圧延終了時点まで傾斜ロール１ａ，１ｂ
間の開度を現状に維持する。

この一連の圧延制御部７の動作により、圧延結
果として得られる中空素管の後端部近傍の肉厚
は、前記タイマの計時終了後から、前記動作停止
信号が発せられるまでの間に圧延された部分にお
いて徐々に増大し、該信号が発せられた時点以
後、圧延材Ｓの後端部に至るまでの間に、所定長
の厚肉部が形成される。そして、圧延材Ｓの軸長
方向へのこの厚肉部の長さは、圧延制御部７に内
蔵された前記タイマの計時長さの設定値を変更す
ることによつて増減せしめることが可能であり、
また前記厚肉部の肉厚増加量は、圧延制御部７に
おける前記ロール開度の設定値の変更、又は前記
設定器８における直進駆動部１１ａ，１１ｂの駆
動信号の設定変更によつて増減せしめることが可
能である。

さて、圧延材Ｓの圧延進行方向後端部が、傾斜
ロール１ａ，１ｂとプラグ２との間を通過し、ロ
ードセル４からの入力信号が変化すると、圧延制
御部７は、圧延が終了したことを認識し、設定器
８に再度動作開始指令信号を発する。設定器８
は、この信号に応じて、直進駆動部１１ａ，１１
ｂに、これらを傾斜ロール１ａ，１ｂ間の開度を
減少する方向に駆動すべく駆動信号を発する。こ
の間圧延制御部７は、圧下位置検出器５からの入
力信号によつて前記開度を認識しており、これ
が、先に開度変更を行う以前の前記所定開度とな
つた時点において、直進駆動部１１ａ，１１ｂの
駆動を停止せしめるべく、前記設定器８に動作停
止信号を発して、次なる圧延材Ｓの送給に備え
て、傾斜ロール１ａ，１ｂ間の開度を前記所定開
度に維持する。

第２図は、前述の如き構成のエロンゲータによ
つて以下の圧延条件のもとで本発明方法を実施し
た場合の、圧延結果として得られた中空素管の肉
厚実測結果を示す図である。

圧延材仕上寸法 外径245mm 肉厚12.0mm 長さ6000mm 肉厚増加量 2.0mm 本図に示す如く、中空素管の圧延進行方向後端
から２ｍの位置より徐々に肉厚が増加され、後端
から１ｍの範囲において、他部よりも２mm厚肉と
なる厚肉部が形成されている。なお本図において
は、１ｍの圧延の進行に対して２mmの増肉を実現
して、肉厚変化率（肉厚増加量／圧延進行量）を
２／1000としてある。この肉厚変化率は、前記設
定器８における駆動信号の設定変更により、直進
駆動部１１ａ，１１ｂの動作速度を変更せしめる
ことによつて変更可能であり、後続のミルにおけ
る負荷の急増を避けるため、１／1000〜４／1000
の範囲とするのが望ましい。

また第３図は、本発明方法に従い、前記厚肉部
の肉厚増加量を種々に異ならせて圧延した中空素
管の内面疵の発生状態を、前記エロンゲータに後
続するプラグミル通過後の時点において調べた結
果を示す図である。

図中○印は、エロンゲータにおける圧延に起因
する内面疵の発生事例を、また△印は、プラグミ
ルにおける圧延に起因する内面疵の発生事例を
夫々示している。本図は、エロンゲータに起因す
る疵が肉厚増加量の増大に伴つて減少する一方、
プラグミルにおける圧延に起因する疵が肉厚増加
量が３mmを超えると大幅に増加することを示して
おり、圧延材Ｓの圧延方向後端部における肉厚増
加量を0.5mm乃至3.0mmとして前記エロンゲータに
おいて圧延を行うことが、継目無管の内面疵を減
少せしめるために有効であることが本図から明ら
かである。

また、圧延材の軸長方向の前記厚肉部の形成長
さは、これが長くなるに伴つてプラグミルにおけ
る圧延負荷が増大することになるため、圧延終了
後の圧延材において、１ｍ乃至３ｍの範囲とする
のが適当であり、圧延材の全長に応じて前記制御
部７のタイマの計時時間の設定値を変更して、前
記範囲内において適宜に設定すればよい。

ちなみに、圧延材の長さは通常６〜12ｍが一般
的であるから、前記した厚肉部の長さ３ｍは圧延
材の全長が前述した如く６ｍとすると50％に相当
する領域である。また前記厚肉部の長さ１ｍは圧
延材の全長が12ｍとすると全長の８％に相当する
領域となる。

なお本実施例においては、厚肉部の形成を、傾
斜ロール１ａ，１ｂ間の開度の調節によつて行う
構成としたが、前記プラグ２の先端部の、傾斜ロ
ール１ａ，１ｂのゴージ部１３，１３に対する圧
延進行方向下流側への突出量（プラグ先進量）を
調節して、前記厚肉部の形成を行う構成としても
よいことは言うまでもない。

また本実施例においては、エロンゲータによる
拡径、延伸圧延に本発明方法を適用した場合につ
いて述べたが、ピアサーよる穿孔圧延後の中空素
管を後続のプラグミルに直接送給する場合には、
該ピアサーによる穿孔圧延に本発明方法を適用
し、前記中空素管の圧延進行方向下流側の端部に
厚肉部を形成することによつて、該素管の内面疵
がプラグミルによる圧延の際に除去され、内面疵
のない継目無管の製造が可能となる。

〔効果〕

以下詳述した如く本発明方法においては、圧延
材に、その圧延終了後の圧延材後端部に圧延後に
圧延材長さの８〜50％の範囲にわたつて肉厚を
徐々に厚くし、肉厚増加量を0.5〜3.0mmとした厚
肉部を形成すべく圧延するから、前記圧延材が後
続のプラグミルにて圧延される際に、頭詰り及び
プラグの損傷の発生により、該ミルにおける正常
な圧延が阻害されることがなく、しかも該ミルの
仕事量を無益に増大せしめることなく、内面疵の
ない継目無管の製造が可能となる等優れた効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであり、第
１図は本発明方法の実施状態を示す模式図、第２
図は本発明方法による圧延後の肉厚の実測結果を
示す図、第３図は肉厚増加量と内面疵の発生状態
との関係を示す図である。 １ａ，１ｂ……傾斜ロール、２……プラグ、４
……ロードセル、５……圧下位置検出器、６……
圧延材検出器、７……圧延制御部、８……設定
器、１１ａ，１１ｂ……直進駆動部、Ｓ……圧延
材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 互いに対向する一対の傾斜ロールの回転によ
   り圧延材を螺進移動させつつ、該圧延材の軸心位
   置にプラグを貫入せしめて、穿孔圧延又は拡径、
   延伸圧延を行い、次いでプラグミルにて圧延を行
   う継目無管の製造方法において、 前記穿孔圧延又は拡径、延伸圧延に際し、前記
   圧延材に、その圧延終了後の圧延材後端部に圧延
   後の圧延材長さの８〜50％の範囲にわたつて肉厚
   を徐々に厚くし、肉厚増加量を0.5〜3.0mmとした
   厚肉部を形成すべく、前記傾斜ロールの開度又
   は、前記プラグの先進量を調節することを特徴と
   する継目無管の製造方法。