JPH06142718A - 電縫鋼管の冷間圧延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電縫鋼管の冷間外径絞り圧延における溶接部
と母材部の肉厚精度を向上する。 【構成】 複数のロールスタンドを連続的に配置し、各
ロールスタンドの圧延パスラインまわりの円周方向に、
絞り圧延用の３個のロール１を１２０°間隔で配置する
と共に、相隣るロールスタンドのロールを圧延パスライ
ンに直交する面内で相互に６０°ずらして配置してなる
３ロールストレッチレデューサで電縫鋼管を冷間絞り圧
延する方法において、最終ロールスタンドのロールのみ
真円で、１番目から最終手前のロールスタンドのロール
１をロールエッジ部が長径で、溝底部が短径の楕円状と
し、電縫鋼管の溶接部をロールセンター２から２０〜４
０°または−２０〜−４０°をなす位置に配して絞り圧
延する。 【効果】 高外径圧下率での絞り圧延が可能となり、外
径に対する肉厚比ｔ／Ｄ値の高い小径厚肉管を製造でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電縫鋼管を複数のス
タンドからなる絞り圧延機で冷間絞り圧延する際、溶接
部の偏肉を抑制できる電縫鋼管の冷間圧延方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電縫鋼管は、素材の鋼帯を一群の成形ロ
ールによって円筒状に連続成形したのち、その継目部を
電気抵抗溶接法を用いて接合し製造される。この溶接
は、成形後のオープンパイプの両エッジ部を電流による
ジュール熱で集中的に加熱・圧接するもので、使用する
電流の周波数に応じて直流法、低周波法、高周波法に分
類される。電縫鋼管は、継目無鋼管に比較して生産性、
寸法精度、表面性状等に優れているが、厚肉品の製造が
困難であり、厚肉品の製造可能範囲において継目無鋼管
に劣っている。

【０００３】電縫鋼管の絶対肉厚については、主として
ミルの剛性に起因することとなるが、主として外径５０
ｍｍ以下の小径厚肉品については、ミル剛性が十分ある
にもかかわらず、オープンパイプの加熱時にエッジ部だ
けでなく、母材部も加熱され、溶接効率が著しく悪くな
り、生産性が悪化または内面冷却水の吹き返し等により
溶接が困難となる。また、内径が小さくなるため、内面
ビード切削が困難となり、生産性が著しく悪化したり、
内面ビードが残存したりする。さらに、内外径差が大き
くなるため、鋼帯をオープンパイプに成形する工程にお
いて、特に突き合わせのエッジ形状が悪化し、溶接が困
難となると共に、肉厚形状が悪化する。したがって、電
縫鋼管の小径厚肉品の製造可能範囲は、一般的に管肉厚
ｔ、管外径Ｄとすると、ｔ／Ｄ≦２０％程度である。

【０００４】一方、上記小径厚肉品製造時の問題点を解
決する方法としては、鋼帯を成形、溶接した電縫鋼管を
３ロールのストレッチレデューサ等による外径絞り工程
を付加し、外径絞りにより外径に対する肉厚比ｔ／Ｄ値
の高い小径厚肉管が製造できることが知られている。例
えば、電縫鋼管に溶接後、引続き冷間で３ロールレデュ
ーサによる外径絞りを行った場合、管肉厚は増肉し、管
径が小さくなるため、外径に対する肉厚比ｔ／Ｄが上昇
する。しかしながら、外径に対する肉厚比ｔ／Ｄが２０
％の母管からｔ／Ｄが２５％の管を製造する場合は、冷
間鋼管の特性上、溶接部の硬度が母材部の硬度より高く
変形抵抗が大きいため、溶接部の増肉代より母材部の増
肉代の方が大きく、肉厚精度の悪化による偏肉が生じ
る。

【０００５】上記電縫鋼管の３ロールのストレッチレデ
ューサ等による外径絞りにおける肉厚精度の悪化を防止
する方法としては、素材厚みの変化に応じて、ストレッ
チレデューサのロール回転数を変化させるに際して、中
継部をストレッチレデューサミル各スタンドの電動機電
流で検出することにより素材厚みをミル内に高精度トラ
ッキングすることによって、複数段のスタンドからなる
ストレッチレデューサミルの単スタンド毎、あるいは数
スタンドのグループ毎にロール回転数を変化させること
により、仕上がり鋼管の厚みバラツキを抑制する方法
（特開平３−１９８９０１号公報）、一つのロール形状
が、ロール開口部と３つのロールからなる孔形中心点と
を結ぶ線上に中心点を持つ円弧２つと、この円弧に接す
る一つの円弧から構成されている、３つのロールから成
る孔形を複数個用いて、冷間状態で中空の金属管を連続
的に圧延する方法（特開昭６３−３３１０５号公報）等
が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記特開平３−１９８
９０１号公報に開示の方法は、仕上がり鋼管の長手方向
の厚みバラツキを抑制するもので、円周方向の厚みバラ
ツキを抑制することはできない。また、特開昭６３−３
３１０５号公報に開示の方法は、出来る限り大きな外径
縮小を行うもので、円周方向の厚みバラツキの抑制につ
いては述べられていない。

【０００７】この発明の目的は、電縫鋼管のストレッチ
レデューサによる絞り工程において、円周方向における
肉厚精度、すなわち溶接部と母材部の肉厚精度を向上で
きる電縫鋼管の冷間圧延方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく種々検討を重ねた。その結果、電縫鋼管の
外径絞りにおいて、最終スタンドのロールのみ真円で、
１番目から最終スタンド手前のスタンドのロールをロー
ルエッジ部が長径で、溝底部が短径の楕円状となし、こ
のロールに対して電縫鋼管の溶接部をロールセンターか
ら２０〜４０°または−２０〜−４０°の位置に配して
絞り圧延することによって、溶接部の肉厚精度の悪化を
防止できるとの結論に至り、この発明に到達した。

【０００９】すなわちこの発明は、複数のロールスタン
ドを連続的に配置し、各ロールスタンドの圧延パスライ
ンまわりの円周方向に、絞り圧延用の３個のロールを１
２０°間隔で配置すると共に、隣接するロールスタンド
のロールを圧延パスラインに直交する面内で相互に６０
°ずらして配置してなる３ロールストレッチレデューサ
で電縫鋼管を冷間絞り圧延する方法において、最終ロー
ルスタンドのロールのみ真円で、１番目から最終スタン
ド手前のロールスタンドのロールをロールエッジ部が長
径で、溝底部が短径の楕円状とし、電縫鋼管の溶接部を
ロールセンターから２０〜４０°または−２０〜−４０
°をなす位置に配して絞り圧延することを特徴とする電
縫鋼管の冷間圧延方法である。

【００１０】

【作用】金属管の３ロールストレッチレデューサによる
絞り圧延においては、楕円状ロールを使用するとフラン
ジ側で厚肉となり、溝底部で薄肉となる６角の内面角張
りが発生することが知られている。この発明において
は、複数のロールスタンドを連続的に配置し、各ロール
スタンドの圧延パスラインまわりの円周方向に、絞り圧
延用の３個のロールを１２０°間隔で配置すると共に、
隣接するロールスタンドのロールを圧延パスラインに直
交する面内で相互に６０°ずらして配置してなる３ロー
ルストレッチレデューサで電縫鋼管を冷間絞り圧延する
方法において、３ロールストレッチレデューサで電縫鋼
管を冷間絞り圧延するに際し、、最終ロールスタンドの
ロールのみ真円で、１番目から最終スタンド手前のロー
ルスタンドのロールをロールエッジ部が長径で、溝底部
が短径の楕円状とし、電縫鋼管の溶接部をロールセンタ
ーから２０〜４０°または−２０〜−４０°をなす位置
に配して絞り圧延するから、電縫鋼管の溶接部は、フラ
ンジ側での厚肉化および溝底部での薄肉化の影響の少な
い中間に位置する。また、電縫鋼管の溶接部は、２番目
以降のロールスタンドにおいても、常にロールセンター
から２０〜４０°または−２０〜−４０°をなす位置に
位置することとなる。

【００１１】この結果、母材部に比較して変形抵抗の大
きい電縫鋼管の溶接部は、母材部のようにフランジ側で
の厚肉化および溝底部での薄肉化の影響が抑制され、肉
厚精度の悪化が防止される。また、１番目から最終スタ
ンド手前のロールスタンドのロールは、ロールエッジ部
が長径で、溝底部が短径の楕円状としているので、絞り
圧延時のロールエッジ部からの噛み出しがなく、ひいて
は電縫鋼管表面の疵発生もなく、品質上安定している。
なお、電縫鋼管の溶接部をロールセンターから２０〜４
０°または−２０〜−４０°をなす位置に配したのは、
３ロールストレッチレデューサの場合は、隣接するロー
ルスタンドのロールが圧延パスラインに直交する面内で
相互に６０°ずらして配置されているから、ロールセン
ターから２０〜４０°または−２０〜−４０°の範囲を
外れると、フランジ側での厚肉化または溝底部での薄肉
化のいずれかの影響を受けることとなるからである。

【００１２】

【実施例】外径３８．１ｍｍ、肉厚７．０ｍｍ（外径に
対する肉厚比ｔ／Ｄ＝１８．４％）の電縫鋼管を、６ス
タンドからなる図１に示す３ロールストレッチレデュー
サを用い、外径圧下率１６％で、図２に示すとおり、１
番目から５番目のロールスタンドのロールとして、フラ
ンジ部長径ａ、溝底部短径ｂの楕円状ロール１を使用
し、ロールセンター２に対する電縫鋼管の溶接部位置α
を０〜６０°に１０°間隔で変化させて冷間外径絞り圧
延し、ロールセンター２に対する溶接部位置角度αと溶
接部と母材部の肉厚差との関係を測定した。その結果を
図３に示す。

【００１３】図３に示すとおり、ロールセンター２に対
する電縫鋼管の溶接部位置αが２０〜４０°の場合は、
いずれも溶接部と母材部との肉厚差が許容値である０．
１０ｍｍ以下であるが、０〜１０°および５０〜６０°
の場合は、いずれも溶接部と母材部との肉厚差が許容値
の０．１０ｍｍを超えている。これはロールセンター２
に対する電縫鋼管の溶接部位置αが２０〜４０°の場合
は、２番目以降のロールスタンドにおいてもロールセン
ター２に対する電縫鋼管の溶接部位置αが２０〜４０°
の位置を保持するため、母材部のようにフランジ部で肉
厚化、溝底部で薄肉化を繰り返すことが防止されて常に
安定した絞りが負荷され、溶接部と母材部との肉厚差が
抑制されたものである。

【００１４】

【発明の効果】以上述べたとおり、この発明方法によれ
ば、電縫鋼管の３ロールストレッチレデューサによる冷
間外径絞り圧延における肉厚精度を向上でき、高外径圧
下率での絞り圧延が可能となり、外径に対する肉厚比ｔ
／Ｄ値の高い小径厚肉管を製造できると共に、母管サイ
ズを大きくできるから溶接効率の向上を図ることがで
き、製管速度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】３ロールストレッチレデューサのロールの配置
を示す部分斜視図である。

【図２】１番目のロールスタンドのロールを示す部分正
面図である。

【図３】ロールセンターに対する溶接部位置角度αと溶
接部と母材部の肉厚差との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 楕円状ロール ２ ロールセンター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩永 博己 和歌山県和歌山市湊1850番地 住友金属工 業株式会社和歌山製鉄所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のロールスタンドを連続的に配置
   し、各ロールスタンドの圧延パスラインまわりの円周方
   向に、絞り圧延用の３個のロールを１２０°間隔で配置
   すると共に、隣接するロールスタンドのロールを圧延パ
   スラインに直交する面内で相互に６０°ずらして配置し
   てなる３ロールストレッチレデューサで電縫鋼管を冷間
   絞り圧延する方法において、最終ロールスタンドのロー
   ルのみ真円で、１番目から最終スタンド手前のロールス
   タンドのロールをロールエッジ部が長径で、溝底部が短
   径の楕円状とし、電縫鋼管の溶接部をロールセンターか
   ら２０〜４０°または−２０〜−４０°をなす位置に配
   して絞り圧延することを特徴とする電縫鋼管の冷間圧延
   方法。