JPH07284816A - 継目無金属管の製造方法 - Google Patents

継目無金属管の製造方法

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JPH07284816A
JPH07284816A JP7516494A JP7516494A JPH07284816A JP H07284816 A JPH07284816 A JP H07284816A JP 7516494 A JP7516494 A JP 7516494A JP 7516494 A JP7516494 A JP 7516494A JP H07284816 A JPH07284816 A JP H07284816A
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hole shape
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修一 浜渦
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康裕 和田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 押し込み穿孔圧延法において、噛出しを防止
することにより、タンデム化によらず1パスで高延伸を
実現し、良好な形状の継目無金属管をシンプルな構造の
ミルにより製造する。 【構成】 穿孔プラグをロール直下より後方に位置さ
せ、プラグによる内面からの拡管域とロールによる外面
からの縮管域が重ならないよう分離することにより噛出
しを防止する。また出側で拡管した被圧延材がロールか
ら離れる位置の孔形形状が円形になるような孔形形状と
する。かつ4ロールを用いる場合に、対向するロール対
を一つ飛びに従動としミル構造を簡素化、従動ロールの
胴幅を駆動ロールより小さくして噛み込み性を維持す
る。 【効果】 例えば現状2倍程度の高延伸が、容易に可能
となる。また4ロールの場合には、形鋼用のユニバーサ
ルミル形式とすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は角断面を有するビレット
から継目無金属管あるいはその中間素材を1パスにて高
精度に製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】傾斜穿孔機を用いず、押し込み穿孔方式
にて継目無金属管を得る方法に関して、2Hi圧延機に
円形孔形を設け、パスライン上のロール軸直下近傍にプ
ラグの平行部がくるようにプラグをマンドレルバーにて
保持し、入側から押し込み穿孔する方法が特公昭42−
9260号公報に示されている。この方法では噛出しの
問題から延伸比は高々1.2程度しか得られない。
【0003】噛出しを防止し高延伸を得る方法として、
特公昭58−56646号公報には、水平(H)ロール
−竪(V)ロールタンデム構造で水平(H)ロールと竪
(V)ロール配置位置の間隔をプラグ直径の2倍以下、
プラグ位置は先端を水平(H)ロールのパスラインに直
交する軸心面(以後ロール直下と記述する)より圧延方
向上流側前方に突き出し、かつ後続の竪(V)ロール直
下ではプラグ径がその平行部径の0.9以上となるよう
に設定し、水平(H)ロールの孔形形状を長円状にして
故意に水平(H)ロール出側の被圧延材断面形状を長円
形とした後、円形孔形を有する竪(V)ロールにて形状
矯正を兼ねて延伸させる継目無金属管の製造方法が示さ
れている。この方法では高延伸が可能であるが、プラグ
が長くコスト高で、ミル構造も複雑である。
【0004】特開昭55−112107号公報には、楕
円形状の孔形を有する2Hiの押し込み穿孔機にて楕円
形状の中空素管を成形し、後方に円形孔形を有しロール
直下にプラグを配した縦形2Hi圧延機(あるいは複数
のV−H−V−…に配した後続圧延機群)にて円形中空
素管を製造する連続式穿孔圧延方法が示されている。こ
れら特公昭58−56646号公報、特開昭55−11
2107号公報はいずれも楕円形状孔形にてまず楕円形
状の中空素管を成形し、連続して後段のミルにて円形形
状に修正する方法により、高延伸を実現するものであ
り、ただ長いプラグを1個用いる(特公昭58−566
46号公報)か、2個ないしそれ以上をタンデムに連結
使用する(特開昭55−112107号公報)の違いで
ある。
【0005】プラグ位置に関して、特公昭58−566
46号公報には、その平行部位置をロール直下より後方
に位置させると高延伸が達成できると記述されている
(同公報コラム3,7〜19行目)。しかしながら、こ
のことを説明する第3図のプラグ先端位置はロール直下
より前方となっている。特公昭55−36402号公報
では、2Hiのプレス穿孔機におけるプラグ位置に関し
て、プラグリード(ロール直下からプラグ先端までの距
離:ロール直下より圧延入側方向前方を正)をロールと
被圧延材との最大接触長の0.4〜0.85と正値を規
定してる。特開昭55−112107号公報の第6図に
は、先頭の穿孔機に用いるプラグの位置が例示されてい
るが、その設置位置に関して、技術的な作用、効果は明
確ではない。
【0006】特公昭59−27642および特開昭58
−176008号公報には、パスラインに直交する同一
面内に軸心を配したと思われる複数(2〜4)ロール方
式の押し込み穿孔方法が示されているが、これらは何れ
も孔形形状やプラグのパスライン方向の位置を規定する
ものではなく、プラグや素材の形状および孔形開口部と
の位置関係に関するものである。また4本のロールを用
いる押し込み穿孔法におけるロールの駆動に関して、対
向する2組の内の片方のみを駆動する技術はまだない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は押し込み穿孔
法において、噛出しを防止することにより、タンデム化
によらず1パスで高延伸を実現し、かつ偏肉や長円形状
化を防止した継目無金属管の製造を可能とするととも
に、あわせて4個の圧延ロールにより孔形を構成した場
合、全ロール駆動とすることによる駆動系の複雑化や設
備費の高騰を抑制できる穿孔方法を提供することを目的
とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、(1)軸心を
パスラインに直交する同一面内に設置した複数の圧延ロ
ールにより孔形を構成し、パスライン上の孔形の中央部
に穿孔プラグを配置し、入側に設置した押し込み装置に
より素材を孔形間隙に押し込み中空円管を製造する装置
において、穿孔プラグの先端を圧延ロール軸心面より圧
延出側後方に位置させるとともに、穿孔後の形状が円形
となるように各ロールの孔形形状が(1)式を満たすも
のであることを特徴とする継目無金属管の製造方法であ
り、さらに好ましくは、(2)前記(1)において、孔
形を4個の圧延ロールにより構成し、該圧延ロールを一
つ置きに無駆動の従動ロールとするとともに、前記従動
ロールの孔形幅/駆動ロールの孔形幅=1.0〜0.2
の範囲とするものである。
【数2】 ここで、 θは孔形中心から圧延ロール軸心におろした垂線と、孔
形中心と孔形の任意の点とを結ぶ線とのなす角度 rは角度θの位置における孔形半径 lP は圧延ロール軸直下からプラグ平行部開始位置まで
の距離 rO はlP =0で圧延する場合の孔形半径である。
【0009】
【作用】押し込み穿孔圧延において高圧下を実現するた
めには、噛出しを防止する必要がある。図2に示すよう
にプラグ先端をロール直下より前方(入側)に位置させ
て穿孔すると、プラグによる押し拡げ(内部からの拡
管)作用域(図2のB域)とロールによる外径縮小(外
部からの縮管)作用域(図2のA域)がラップする領域
が存在することになる。このとき両作用により排除され
る体積が全て長さ方向に延伸できれば噛出しは発生しな
いことになる。ところが当然ながらロールフランジ部で
は、ロール直下までギャップは減少し、直下すぎてから
拡大する。従って、このロールによる材料拘束が極大と
なるロール直下近傍で、内からの拡管と外からの縮管域
が重なり排除される体積が急激に増大することになるた
め、長さ方向に流れ切れないわずかな体積がロールフラ
ンジ間隙方向への材料流れとなって大きな噛出しを生じ
る。
【0010】従って、噛出しを防止するには図1(a)
に示すように、この内外からの拡管域Bと縮管域Aをラ
ップさせないようにするか、あるいはラップして排除体
積が急増してもそれがロールフランジ間隙方向に逃げて
も噛出しとならないように十分に余裕を持たせた長円形
孔形を用いれば良い。従来技術である特公昭58−56
646号公報あるいは特開昭55−112107号公報
はこの後者を指向したものと考えられるが、結果として
これらの方法では出側における被圧延材形状も長円形と
なるため、形状修正が必要であり、形状修正を兼ねた延
伸パスが追加されている。
【0011】本発明では、穿孔プラグの先端を圧延ロー
ル軸心面より圧延出側後方に位置させて、前者の内外
拡,縮管域を分離する手段により高延伸下でも噛出しを
防止するものである。また本発明の更なる効果として、
ロール直下より出側後方ではプラグによる拡管作用によ
り被圧延材はロール孔形面に押しつけられ、ロールもま
た拡管の方向に回転するため、孔形フランジ近傍の被圧
延材は擦り上げ状態となり、ますます噛出しが生じ難く
なる作用も期待できる。
【0012】ところが、円形形状の孔形を用いて、上述
のようにプラグ先端を位置させてロール直下より後方で
拡管させると、被圧延材がロールから離れる位置の孔形
形状はロール直下とは異なり縦長の長円形になり、その
結果被圧延材も縦長の長円形となる。以下このことを2
Hiロールの場合を例に説明する。ロール直下からプラ
グ平行部開始位置までの距離をlP 、ピッチ径をDP
し、外径2rO の中空管を得ようとして、半径rO の円
形孔形で圧延した場合には、プラグによる拡管作用と上
述のロールによる被圧延材擦り上げ作用により拡管完了
位置がほぼ圧延出側にlP だけ後方にずれた位置とな
る。そのためその位置における上下の圧延ロールのギャ
ップ即ち孔形形状はロール直下の円形形状とは異なり、
図3に示すように孔径中央からの角度θの位置では、
(2)式で近似される量Δrだけ元の円形孔形からずれ
ることになる。
【数3】
【0013】ここで、プラグ平行部開始位置とは、プラ
グが先端の丸まった円錐と円柱により構成される場合に
は、その両者の境界点で定義し、また円柱部分がなく、
先端から連続的に外径が増加するような形状の場合には
外径が最大外径の95%の位置と定義する。またピッチ
径DP は孔形中心とロール軸心の間の距離の2倍であ
る。
【0014】従って、図1(b)に示すように、この上
記ずれを考慮し、予め孔形を小さく、即ち溝底深さから
見れば浅くしておけば、ロールによる被圧延材拘束が終
了する時点の実質孔形形状をほぼ円形に保てる。具体的
には、任意のθに対して元の孔形からずれた後の孔形半
径が、lP =0で圧延する場合の孔形半径rO に等しく
なるように(3)式を満足する孔形半径rで孔形を製作
すればよい。
【数4】
【0015】本発明は孔形の形状を上述のようにするこ
とにより、被圧延材が孔形の拘束を外れる時点での被圧
延材の形状が円形形状からずれないように工夫するもの
である。
【0016】上記作用を有する押し込み穿孔法におい
て、孔形を構成する圧延ロール数は2以上いくらでもと
ることが可能であるが、四角断面のビレットを素材とす
る場合、ビレットの角部が孔形ロールの溝底にくるよう
に4個の圧延ロールで構成することが望ましい。しかし
ながら、4個の圧延ロールで構成するとその駆動機構が
複雑になる。そこで、本発明では点対称に相対向する圧
延ロール対を一つ飛び、即ちロールを一つ置きに駆動す
るものである。その場合、ロールのグリップ力を確保す
るため、無駆動となる圧延ロールの孔形の幅を駆動ロー
ルより小さくすることにより従動抵抗を小さくし駆動ロ
ールによるグリップ力とのバランスをとる必要がある。
4ロールの場合には、例えば水平ロール対を駆動し、竪
ロール対を無駆動にすることができる。その際、図1
(c)のように無駆動とする竪ロールの孔形の幅を水平
ロールより小さくする。その程度は圧延サイズや素材サ
イズにより適切に選定されるものである。発明者らは実
験により無駆動ロールの孔形幅/駆動ロールの孔形幅が
0.2〜1.0の間にあれば、ほとんどの場合問題なく
圧延できることを経験的に見いだしている。
【0017】
【実施例】発明者らのプラスチシン実験により、72mm
角ビレットを水平ロールのみ駆動した4個の圧延ロール
にて構成し、ロール径400mm、孔形平均径85mm、孔
形溝底をロール中央部で最大1.5mm浅くし、プラグ先
端位置をロール直下後方5mmとして、肉厚8.6mmの穿
孔を行った。その結果、竪ロール孔形幅/水平ロール孔
形幅=1.0〜0.2の範囲で噛込み不良、噛出しなど
の問題もなく良好な穿孔が可能であった。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば延伸を大きくしても噛出
しのない、形状良好な継目無金属管を角ビレットから成
形することができる。また、孔形を4個の圧延ロールに
て構成し、駆動する水平ロール対と無駆動の竪ロール対
を有したH形鋼用ユニバーサルミル形式が可能となり、
設備構造も簡単で安価に設備を設置できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を説明する図であって、(a)はプラグ
位置をロール直下後方に置くことによる噛出し防止メカ
ニズムの説明図、(b)は被圧延材がロールによる拘束
から離れる位置での孔形形状が円形形状からずれるのを
防止し、被圧延材が長円形となることを防止するための
孔形形状を説明する図、(c)は4個の圧延ロールで構
成した孔形の一部のロール(竪ロール)を無駆動にした
場合の説明図である。
【図2】従来技術における噛出し発生原因を説明する
図。
【図3】ロール直下の孔形形状と被圧延材がロールによ
る拘束から離れる位置での実質的孔形形状のずれを説明
する図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軸心をパスラインに直交する同一面内に
    設置した複数の圧延ロールにより孔形を構成し、パスラ
    イン上の孔形の中央部に穿孔プラグを配置し、入側に設
    置した押し込み装置により素材を孔形間隙に押し込み中
    空円管を製造する装置において、穿孔プラグの先端を圧
    延ロール軸心面より圧延出側後方に位置させるととも
    に、穿孔後の形状が円形となるように各ロールの孔形形
    状が(1)式を満たすものであることを特徴とした継目
    無金属管の製造方法。 【数1】 ここで、 θは孔形中心から圧延ロール軸心におろした垂線と、孔
    形中心と孔形の任意の点とを結ぶ線とのなす角度 rは角度θの位置における孔形半径 lP は圧延ロール軸直下からプラグ平行部開始位置まで
    の距離 rO はlP =0で圧延する場合の孔形半径である。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記孔形を4個の圧
    延ロールにより構成し、該圧延ロールを一つ置きに無駆
    動の従動ロールとし、他の圧延ロールを駆動ロールとす
    るとともに、前記従動ロールの孔形幅/駆動ロールの孔
    形幅=1.0〜0.2の範囲とすることを特徴とする継
    目無金属管の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103357661A (zh) * 2013-08-01 2013-10-23 中冶赛迪工程技术股份有限公司 一种圆钢的万能法轧制工艺

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103357661A (zh) * 2013-08-01 2013-10-23 中冶赛迪工程技术股份有限公司 一种圆钢的万能法轧制工艺
CN103357661B (zh) * 2013-08-01 2016-07-20 中冶赛迪工程技术股份有限公司 一种圆钢的万能法轧制工艺

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