JPH0747410A - 管の連続延伸圧延装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧延管材の円周方向の温度むらが少なく、従
って温度差による管材表面の微細割れが生じることがな
く、孔形部分のロール周速差が少なくロールと材料表面
の焼付による外面疵を減少することができ、かつ圧延後
にマンドレルバーを容易に引き抜くことができる管の連
続延伸圧延装置を提供する。 【構成】 中空管材１の内側に挿入するマンドレルバー
２と、管材の外周面に接してマンドレルバーとの間で管
材を延伸圧延するロール５を有する複数の延伸圧延用ス
タンド１１〜１６とからなり、各スタンドはそれぞれ、
回転軸６が相互に６０°の角度で交差した３つのロール
を備え、少なくとも最終スタンド１６に先行する３台の
スタンド１３〜１５のロールの配列が、管材の軸心に対
して相互に４０°（θ）ずつずれており、かつこの３台
のスタンドのロールの外面７が、管材の軸心に対してそ
れぞれほぼ４０°の角度で管材の外周面に接するように
形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、管の連続延伸圧延装置
に係わり、更に詳しくは、マンドレルミル圧延装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】マンドレルミル圧延装置は、中・小径マ
ンネスマン製管ラインの主延伸圧延機として用いられる
熱間タンデム孔型圧延機であり、図４に示すように、中
空管材１（シェル）にマンドレルバー２を挿入した状態
で、交互に９０°ずつ傾けた複数基（図で３基）のスタ
ンドの孔形ロール３で延伸圧延するものである。このマ
ンドレルミル圧延装置により、管材１の中にマンドレル
バー２を挿入したままで連続的に管材１を減肉、延伸し
て所望の管４を得ることができる。

【０００３】しかし、かかる従来のマンドレルミル圧延
では、管材１の直角方向を交互に圧延するため、ロール
溝底部から４５°付近の材料が各スタンドで重複して圧
下を受け、他の部分に比較して圧延中の温度低下が著し
くなり、高合金鋼の場合に素材の変態が著しく、これに
よりこの部分の素材表面に微細割れを発生させる問題が
あった。また、従来のマンドレルミル圧延では、ロール
３の底部分とフランジ近傍部分とではロールの周速が著
しく異なるため、管材表面とロールとの相対速度により
部分的に焼付を生じ、最終製品の管４の外面に疵を残す
ことがある問題点があった。

【０００４】かかる問題点を解決するため、回転軸が相
互に６０°の角度で交差する３個のロールにより構成さ
れ、隣接スタンド間のロールの配列を６０°ずつ変えて
スタンド列を形成した管の連続延伸圧延方法（特公昭６
３−２５８４４号公報）が提案され、これにより、従来
のマンドレルミル圧延に比較して圧延管材の円周方向の
温度むらが少なく、従って温度差による管材表面の微細
割れが生じることもなく、かつ孔形部分のロール周速差
が減少しロールと材料表面の焼付による外面疵を減少す
ることができるようになった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した特公
昭６３−２５８４４号の管の連続延伸圧延方法（以下、
３ロールミルという）では、３個のロールの配列を６０
°ずつ変えて管材表面を圧延するため、３個のロールで
円周の半分ずつ圧延する必要があり、ロール間の圧延さ
れない角度は各ロールの端部に３０°ずつできるにすぎ
なかった。そのため、圧延中の管材の外方への逃げが少
なく、管材内面がマンドレルバー２に密着してしまい、
圧延後にマンドレルバーが引き抜けなくなることがある
問題点があった。

【０００６】すなわち、例えば５基のスタンドで管を延
伸する３ロールミルでは、図５に示すように、３つのロ
ール３（内方の外形線のみを示す）により第１及び第２
スタンドで斜線で示すほぼ６０°ずつの圧延をし、第３
及び第４スタンドで同様にほぼ６０°ずつの圧延をして
肉厚を所望の厚さに仕上げ、次いで第５スタンドで外径
を仕上げる工程が行われる。従って、最終の第５スタン
ドの前工程である第３及び第４スタンドにおける３個の
ロールの６０°の円弧部分（図に“Ａ”で示す）ではロ
ールの内面が最終製品の外径に一致し、残りの３０°の
円弧部分（図に“Ｂ”で示す）でロールの内面が最終製
品の外径から外方に徐々にそれ、圧延の際の逃げ部分を
形成している。しかし、ロール端部の圧延されない３０
°の範囲（Ｂ）では圧延中の管材の外方への逃げがほと
んどできず、管材がマンドレルバー２に密着した状態と
なりやすいことが試験によりわかった。このため、最終
工程の第５スタンドでマンドレルバーと管材内面との間
に隙間が出来ず、（この隙間は、外径を仕上げる際の外
方に逃げた部分の圧延により生じる）、圧延後にマンド
レルバーが引き抜けなくなることがある問題点があっ
た。

【０００７】本発明はかかる問題点を解決するために創
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、圧延
管材の円周方向の温度むらが少なく、従って温度差によ
る管材表面の微細割れが生じることがなく、孔形部分の
ロール周速差が少なくロールと材料表面の焼付による外
面疵を減少することができ、かつ圧延後にマンドレルバ
ーを容易に引き抜くことができる管の連続延伸圧延装置
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、中空管
材の内側に挿入するマンドレルバーと、前記管材の外周
面に接してマンドレルバーとの間で管材を延伸圧延する
ロールを有する複数の延伸圧延用スタンドとからなり、
各スタンドはそれぞれ、回転軸が相互に６０°の角度で
交差した３つのロールを備え、少なくとも最終スタンド
に先行する３台のスタンドのロールの配列が、管材の軸
心に対して相互に４０°ずつずれており、かつ前記３台
のスタンドのロールの外面が、管材の軸心に対してそれ
ぞれほぼ４０°の角度で管材の外周面に接するように形
成されている、ことを特徴とする管の連続延伸圧延装置
が提供される。

【０００９】

【作用】上記本発明の構成によれば、各スタンドがそれ
ぞれ、回転軸が相互に６０°の角度で交差した３つのロ
ールを備えているので、従来の２ロールによる延伸圧延
に比較して圧延管材の円周方向の温度むらが少なくな
り、従って温度差による管材表面の微細割れが生じるこ
とがなく、かつ孔形部分のロール周速差が減少しロール
と材料表面の焼付による外面疵を減少することができ
る。

【００１０】また、少なくとも最終スタンドに先行する
３台のスタンドのロールが、管材の軸心に対して相互に
４０°ずつずれて配列されているので、各々のスタンド
の３個のロールで円周の１／３（１２０°）ずつ圧延す
れば管材の全周を圧延できる。これにより、ロール間の
圧延されない角度を各ロールの端部に４０°ずつ設ける
ことができる。従って、前記３台のスタンドのロールの
外面が、管材の軸心に対してそれぞれほぼ４０°の角度
で管材の外周面に接するように形成されていれば、各ロ
ールの端部の４０°の円弧部分でロールの内面を最終製
品の外径から徐々に外方にそらし、圧延の際の逃げ部分
を従来の３０°より大きく形成することができる。これ
により、少なくとも最終スタンドに先行する３台のスタ
ンドで圧延中の管材の外方への逃げを大きくし、管材が
マンドレルバーに密着した状態となるのを防止し、最終
工程のスタンドでマンドレルバーと管材内面との間に適
切な隙間を形成し、圧延後にマンドレルバーを容易に引
き抜くことができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を図１乃至３
を参照して説明する。なお、各図において、共通する部
分には同一の符号を付して使用する。図１は、本発明に
よる管の連続延伸圧延装置、すなわちマンドレルミル圧
延装置の全体構成図である。この図において、本発明に
よる管の連続延伸圧延装置は、中空管材１（シェル）の
内側に挿入するマンドレルバー２と、前記管材１の外周
面に接してマンドレルバー２との間で管材１を延伸圧延
するロール５を有する６台の延伸圧延用スタンド１１〜
１６とからなる。

【００１２】図２は各スタンドにおける管材１とロール
５との関係を示す図である。各スタンド１１〜１６はそ
れぞれ、回転軸６が相互に６０°の角度で交差した３つ
のロール５を備え、各ロールの外面７が管材１の外周面
に接してマンドレルバー２との間で管材１を延伸圧延す
るようになっている。

【００１３】図３は第１スタンド１１から第６スタンド
１６までの６台の延伸圧延用スタンドにおける管材１と
ロール５の外面７との関係を示す図である。この図にお
いて、第１及び第２スタンド１１、１２で斜線で示すほ
ぼ６０°ずつの圧延をし、第３〜第５スタンド１３〜１
５でほぼ４０°ずつの圧延をして肉厚を所望の厚さに仕
上げ、次いで第６スタンド１６で外径を仕上げる工程が
行われる。

【００１４】図３において少なくとも最終スタンド（第
６スタンド１６）に先行する３台のスタンド（第３〜第
５スタンド１３〜１５）のロール５の配列が、管材１の
軸心に対して相互に４０°（図にθで示す）ずつずれて
おり、かつ３台のスタンド１３〜１５のロールの外面７
が、管材１の軸心に対してそれぞれほぼ４０°の角度で
管材１の外周面に接するように形成されている。すなわ
ち、従来の３ロールミル（図５）と相違し、最終の第６
スタンド１６の前工程である第３〜第５スタンド１３〜
１５における３個のロール５の４０°の円弧部分（図に
“Ａ”で示す）ではロールの内面７が最終製品の外径に
一致し、残りの４０°の円弧部分（図に“Ｂ”で示す）
でロールの内面７が最終製品の外径から外方に徐々にそ
れ、圧延の際の逃げ部分を形成している。従って、ロー
ル端部の圧延されない４０°の範囲（Ｂ）では圧延中の
管材１の外方への逃げを従来より大きく形成することが
でき、管材１がマンドレルバー２に密着した状態となる
のを回避することができる。これにより、少なくとも最
終スタンドに先行する３台のスタンド１３〜１５で圧延
中の管材１の外方への逃げを大きくし、管材１がマンド
レルバーに密着した状態となるを防止し、最終工程の第
６スタンド１６でマンドレルバー２と管材内面との間に
適切な隙間（好ましくは０．５〜１ｍｍ）を形成し、圧
延後にマンドレルバー２を容易に引き抜くことができ
る。

【００１５】

【発明の効果】上述したように、本発明によれば、各ス
タンドがそれぞれ、回転軸が相互に６０°の角度で交差
した３つのロールを備えているので、従来の２ロールに
よる延伸圧延に比較して圧延管材の円周方向の温度むら
が少なくなり、従って温度差による管材表面の微細割れ
が生じることがなく、かつ孔形部分のロール周速差が減
少しロールと材料表面の焼付による外面疵を減少するこ
とができる。

【００１６】また、少なくとも最終スタンドに先行する
３台のスタンドのロールが、管材の軸心に対して相互に
４０°ずつずれて配列されているので、各々のスタンド
の３個のロールで円周の１／３（１２０°）ずつ圧延す
れば管材の全周を圧延できる。これにより、ロール間の
圧延されない角度を各ロールの端部に４０°ずつ設ける
ことができる。従って、３台のスタンドのロールの外面
が、管材の軸心に対してそれぞれほぼ４０°の角度で管
材の外周面に接するように形成されていれば、各ロール
の端部の４０°の円弧部分でロールの内面を最終製品の
外径から徐々に外方にそらし、圧延の際の逃げ部分を従
来の３０°より大きく形成することができる。これによ
り、少なくとも最終スタンドに先行する３台のスタンド
で圧延中の管材の外方への逃げを大きくし、管材がマン
ドレルバーに密着した状態となるを防止し、最終工程の
スタンドでマンドレルバーと管材内面との間に適切な隙
間を形成し、圧延後にマンドレルバーを容易に引き抜く
ことができる。

【００１７】従って、本発明の管の連続延伸圧延装置
は、圧延管材の円周方向の温度むらが少なく、従って温
度差による管材表面の微細割れが生じることがなく、孔
形部分のロール周速差が少なくロールと材料表面の焼付
による外面疵を減少することができ、かつ圧延後にマン
ドレルバーを容易に引き抜くことができる、等の優れた
効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による管の連続延伸圧延装置の全体構成
図である。

【図２】図１の各スタンドにおける管材とロールとの関
係を示す図である。

【図３】図１の延伸圧延用スタンドにおける管材とロー
ルとの関係を示す図である。

【図４】従来の管の連続延伸圧延装置の全体構成図であ
る。

【図５】従来の３ロールミルの各スタンドにおける管材
とロールとの関係を示す図である。

【符号の説明】

１ 中空管材（シェル） ２ マンドレルバー ３ ロール ４ 管 ５ ロール ６ ロールの回転軸 ７ ロールの外面 １１〜１６ スタンド Ａ 延伸圧延範囲 Ｂ 逃げ範囲

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空管材の内側に挿入するマンドレルバ
   ーと、前記管材の外周面に接してマンドレルバーとの間
   で管材を延伸圧延するロールを有する複数の延伸圧延用
   スタンドとからなり、 各スタンドはそれぞれ、回転軸が相互に６０°の角度で
   交差した３つのロールを備え、少なくとも最終スタンド
   に先行する３台のスタンドのロールの配列が、管材の軸
   心に対して相互に４０°ずつずれており、かつ前記３台
   のスタンドのロールの外面が、管材の軸心に対してそれ
   ぞれほぼ４０°の角度で管材の外周面に接するように形
   成されている、ことを特徴とする管の連続延伸圧延装
   置。