JPH0775727B2 - 傾斜圧延方法 - Google Patents

傾斜圧延方法

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JPH0775727B2
JPH0775727B2 JP1085559A JP8555989A JPH0775727B2 JP H0775727 B2 JPH0775727 B2 JP H0775727B2 JP 1085559 A JP1085559 A JP 1085559A JP 8555989 A JP8555989 A JP 8555989A JP H0775727 B2 JPH0775727 B2 JP H0775727B2
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rolling
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剛 浦山
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B19/00Tube-rolling by rollers arranged outside the work and having their axes not perpendicular to the axis of the work
    • B21B19/02Tube-rolling by rollers arranged outside the work and having their axes not perpendicular to the axis of the work the axes of the rollers being arranged essentially diagonally to the axis of the work, e.g. "cross" tube-rolling ; Diescher mills, Stiefel disc piercers or Stiefel rotary piercers
    • B21B19/06Rolling hollow basic material, e.g. Assel mills

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は主としてマンネスマン製管ラインにおいてピア
サーの次段に設けられ、内面規制工具としてマンドレル
バーを用いたエロンゲータによる傾斜圧延方法に関す
る。
〔従来の技術〕
一般に、ピアサーにより中実ビレットに穿孔圧延を施し
て得たホローシェルの外径,肉厚を減ずべく延伸圧延す
る場合には2個の傾斜ロールと板状ガイドシュー,ロー
ラガイドシュー,又はディスクロール及びマンドレルバ
ーとを組み合せた2ロール・エロンゲータ、或いは3個
の傾斜ロールとマンドレルバーとを組み合せた3ロール
・エロンゲータ等が用いられている。ところで内面規制
工具としてマンドレルバーを用いる傾斜延伸圧延法はホ
ローシェルの内,外径を縮径する圧延法であるからガイ
ドシュー,ディスクロール等の外面規制工具による外径
の拘束力が大きく、外面に表面疵,肌あれ等が発生し、
外面品質が悪化し易い傾向がある。
また薄肉圧延では肉厚圧下によって生じる周方向伸び率
が厚肉圧延の場合よりも大きく、それだけ周長が増加し
易い傾向もあり、これを抑制するために外面規制工具
(ディスクロール等)による外径拘束周長が大きく、圧
延材料の後端形状不良、これに伴う尻詰まり等が発生し
易い。外面規制工具(ディスクロール等)に依らずに周
方向伸び比率を下げ、しかも軸方向伸び比率を大きくす
るには傾斜ロールの入側面角を大きくすればよいが、入
側面角を大きくすると、外面品質の低下、肉厚精度の低
下を免れ得ない。
この対策として、傾斜ロールの入側部を2段構造にする
ことが行なわれている。
第7図は入側部を2段構造とした傾斜ロールの半截図で
あり、圧延材料の入側にロール直径が大きくなる比率が
2段階に変化する(2段面角)入側部A、中間にロール
直径が略一定のリーリング部B、出側にロール直径が漸
次小さくなる出側部Cを備え、入側部Aは更に夫々ロー
ル直径を2段に夫々直線的に増大せしめてロール軸心線
に対する面角が夫々α,αの導入部A1,加工部A2
2部分で構成してある。
なお、例えばα,αは下記の条件に設定されてい
る。
4°<α<5° 2°<α<3° (Pozsgay,P“ACCU-ROLL:Anew Typeot Seamlesstube mi
ll"、Iron&steel Engineer,1986-6,36)。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしこのような2段面角は両面の境界部に稜線が形成
されるため圧延材料の表面性状を悪化させるという不都
合が生じ、また面角の小さい加工部A2を長くするとロー
ル入側長を長くしなければならず、また面角の大きい導
入部A1を長くするとロール入側長は短くできるが、薄肉
材料に対する噛み込み性が悪化する等の問題があった。
なお入側面を円弧状とした傾斜ロールも存在するが(実
開昭57-141805号)、これは砲弾型のプラグを用いたエ
ロンゲータについての構造であり、マンドレルバーと組
み合せたエロンゲータの傾斜ロールについてはその入側
面を曲面に形成した技術は存在しない。
本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、その
目的とするところは薄肉素材の噛み込み性を損なうこと
なく薄肉圧延を安定して行い得、高い肉厚精度が得られ
るようにした傾斜圧延法を提供するにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明に係る傾斜圧延方法は、内面に軸長方向に同一外
径のマンドレルバーを位置させた状態でホローシェルを
パスラインとの最短距離が入側から出側に向かうに従っ
て減少する面を有する入側部、パスラインとの最短距離
が入側から出側に向かって略一定の面を有するリーリン
グ部及びパスラインとの最短距離が入側から出側に向か
うに従って増大する面を有する出側部を具備する複数の
傾斜ロールにて螺進移動させつつ延伸圧延する方法にお
いて、前記入側部の面をロールバレル方向の各部とパス
ラインとの最短距離F(z)の微分値のうち最大値;Max
{−F′(z)}が下式を満足する曲面に形成した傾斜
ロールを用いることを特徴とする。
tan6°≦Max{−F′(z)}≦tan20° 但し、パスラインをz軸とし、圧延方向 をz軸の正方向とする。
〔作用〕
本発明はこれによって、傾斜ロールにおけるサイジング
を司るリーリング部長さを延長することが可能となり、
肉厚寸法精度の向上を図れることとなる。
〔実施例〕
以下本発明に係る傾斜圧延方法を図面に基づき具体的に
説明する。
第1図は本発明にかかる傾斜圧延法の実施状態を示す部
分破断平面図、第2図は第1図のII−II線による拡大断
面図、第3図は第1図のIII−III線による側面図であ
り、図中1,2は主ロール、3,4はディスクロール、5はマ
ンドレルバーを示している。
主ロール1,2は第4図に示すように軸長方向の中間部に
後に詳述するF(z)が一定のリーリング部Bを備え、
このリーリング部Bよりも先端側には先端側に向かうに
従って直径が滑らかに変化、具体的には前記F(z)が
滑らかに漸増されて母線が円弧状をなし、これをロール
軸心線周りに回転させた態様の筒面(入側面)とした入
側部Aが、また後端側には後端側に向かうに従って前記
F(z)が漸増されて母線が直線状をなし円錐台形をな
す出側部Cが夫々形成されており、ホローシェルHが通
過するパスラインを隔てて対向配置され、ホローシェル
Hが搬入される入側の端部はパスライン周りに所要角度
β(傾斜角という)傾斜させると共に、パスライン側に
向けて接近させ、パスラインに対して所要角度γ(交叉
角という)傾斜させて配設してあり、夫々図示しない駆
動源にて矢符方向に回転駆動せしめられるようになって
いる。
入側部Aは主として肉厚の圧下機能を、またリーリング
部Bは肉厚を一定に整える機能を、更に出側部Cは減肉
されたホローシェルH′に対する空もみによって形状を
円形に整える機能を夫々司るようになっている。
ディスクロール3,4はパスラインを隔ててその両側
(左,右又は上,下)の主ロール1,2間に夫々位置させ
て配設され、ホローシェルH(H′)の移動を助長すべ
く図示しない駆動源にて回転駆動せしめられるようにな
っている。
マンドレルバー5はホローシェルHの心孔内に挿通せし
められた状態でホローシェルHと共に傾斜ロール1,2の
入側に向けパスライン上に沿って給送されるようになっ
ている。
第4図(イ)は前記交叉角r=0の場合の傾斜ロールの
拡大半截図であり、傾斜ロールにおける入側部Aは母線
が円弧状をなし、その曲率中心はリーリング部Bと入側
部Aとの境界線を含む平面上にあって曲率半径はRとな
っている。またリーリング部Bは軸心線と平行な直線状
に、更に出側部Cの出側面は軸心線に対し出側面角α
で交叉する直線状に形成してある。
第4図(ロ)は第4図(イ)に示す傾斜ロールの周面に
おける軸長方向の各部と圧延材料のパスラインとの間の
距離F(z)とその微分値、即ちF′(z)の最大値Ma
x{−F′(z)}を示すグラフであり、これから明ら
かなように入側部AではMax{−F′(z)}は所定の
勾配(例えば−tan15°)に、またリーリング部Bの微
分値は零,出側部Cの微分値は所定の一定値となってい
る。本発明者の実験によれば従来の2段面角の傾斜ロー
ルでは、入側面角が10°で圧延材料の噛み込み限界とな
るが入側面を円弧状とした傾斜ロールを用いる本発明方
法ではMax{−F′(z)}=tan20°まで噛み込みが可
能である。
なお、傾斜ロールの入側面の形状は円弧状曲面に限らず
傾斜ロールの入側面が下記条件を満足するように設定さ
れておればよい。
tan6°<Max{−F′(z)}=tan20° Max{−F′(z)}をtan6°以上とする理由はtan6°
未満では平均の面角が小さくなり、薄肉圧延に対する優
位性が発揮出来ず、またMax{−F′(z)}をtan20°
以下とする理由はこれを越えると圧延材料の噛み込み角
が大きくなり、圧延材料の噛み込み不良を招くこととな
るからである。
〔試験例〕
第5図に示す形状で主要部の寸法諸元が下記の傾斜ロー
ルを用いた本発明方法と 傾斜ロールの主要部寸法諸元 傾斜ロールの入側端縁とパスラインとの距離F(−50) :31.3mm 入側部長さ :50mm リーリング部長さ :60mm 第7図に示す形状で主要部の寸法諸元が下記の傾斜ロー
ルを用いた従来方法と ロール寸法諸元 傾斜ロールの入側端縁とパスラインとの距離F(−10
0) :30.4mm 入側部長さ :100mm 入側面角 α :5° α :3° を用いた傾斜延伸圧延機を用いて下記寸法のホローシェ
ルHを傾斜延伸圧延した。
表1 ホローシェル寸法 外径60 mm 肉厚7mm 圧延目標寸法 外径55 mm 肉厚2 mm マンドレルバー 直径44 mm ロール開度 45.5mm この結果、従来の傾斜ロールを用いた傾斜圧延機による
延伸圧延では圧延材料の後端部が角張り、尻抜け不良が
発生したが、本発明方法を適用した傾斜延伸圧延では圧
延材料の後端部にも四角張りが発生せず、尻抜けも良好
であった。
また表面形状,偏肉率(%)について比較したところ、
第6図(イ),(ロ)、第8図(イ),(ロ)に示す如
くであった。
第6図(イ),(ロ)は本発明方法を適用したときの、
また第8図(イ),(ロ)は従来方法を適用したときの
各表面形状,偏肉率を示しており、夫々横軸に圧延材料
の先端から後端側に向けて距離(mm)を、また縦軸には
表面形状,偏肉率(%)を夫々とってある。
このグラフから明らかな如く、本発明方法に依った場合
は従来方法によった場合と比較して表面形状,偏肉率と
も大幅に改善されていることが解る。
なお、表面形状は得られた圧延材料を半割りして測定し
た値である。
また、両傾斜ロールは最大ロール直径及び全胴長が同一
であり、各傾斜ロールのリーリング部長さと出側部長さ
とはそれぞれ前記全胴長から入側部長さを除いた残部長
を約3:4の長さに比例配分したものである。
〔効果〕
以上の如く本発明方法にあっては、パスラインとの最短
距離が入側から出側に向かうに従って減少する面を有す
る入側部、パスラインとの最短距離が入側から出側に向
かうに従って増大する面を有する出側部、パスラインと
の最短距離が入側から出側に向かって略一定の面を有す
るリーリング部を有し、しかも入側部の面をロールバレ
ル方向の各部とパスラインとの最短距離F(z)の微分
値のうち、最大値;Max{−F′(z)}がtan6°≦Max
{−F′(z)}≦tan20°を満足するよう設定した傾
斜ロールとマンドレルバーとを組合せて傾斜圧延を行う
から、入側部の軸長方向寸法を短かく、リーリング部を
長く出来て、限られた傾斜ロールのロールバレル方向寸
法を有効に利用して管外面疵,偏肉を効果的に防止する
ことが出来て肉厚寸法の精度を大幅に向上することが出
来る優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法の実施状態を示す部分破断平面図、
第2図は第1図のII−II線による部分拡大断面図、第3
図は第1図のIII−III線による側面図、第4図は傾斜ロ
ールの形状を示す説明図、第5図は本発明に用いる傾斜
ロールの主要部寸法例を示す説明図、第6図(イ),
(ロ)は本発明方法の試験結果を示すグラフ、第7図は
従来の傾斜ロールの主要部寸法例を示す説明図、第8図
(イ),(ロ)は従来方法の試験結果を示すグラフであ
る。 1,2……傾斜ロール、3,4……ディスクロール、5……マ
ンドレルバー、A……入側部、B……リーリング部、C
……出側部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内面に軸長方向に同一外径のマンドレルバ
    ーを位置させた状態でホローシェルをパスラインとの最
    短距離が入側から出側に向かうに従って減少する面を有
    する入側部、パスラインとの最短距離が入側から出側に
    向かって略一定の面を有するリーリング部及びパスライ
    ンとの最短距離が入側から出側に向かうに従って増大す
    る面を有する出側部を具備する複数の傾斜ロールにて螺
    進移動させつつ延伸圧延する方法において、 前記入側部の面をロールバレル方向の各部とパスライン
    との最短距離F(z)の微分値のうち最大値;Max{−
    F′(z)}が下式を満足する曲面に形成した傾斜ロー
    ルを用いることを特徴とする傾斜圧延方法。 tan6°≦Max{−F′(z)}≦tan20° 但し、パスラインをz軸とし、圧延方向をz軸の正方向
    とする。
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