JPH081210A - 継目無管製造装置及び継目無管製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高拡管比でも欠陥を生ぜしめずに継目無管を
製造する。 【構成】 ビレットＢが軸長方向に送給され、両主ロー
ル１，１の回転により螺旋回転移動せしめられる。そし
て所定寸法，形状のプラグ２がビレットＢに貫入されて
ホローシェルＨが引き出され、拡管比1.15以上の穿孔圧
延が安定して行われる。プラグ２の形状, 寸法は、プラ
グ圧延部Ｌ₁ とプラグリーリング部Ｌ₂との長さの和が
ビレットＢの直径Ｂ_d の２〜４倍であり、Ｌ₁ ／Ｌ₂ が
0.1 〜3.0 であり、プラグ表面とパスセンタとがなす角
度θ_P から傾斜ロール表面とパスセンタとがなす角度θ
_R を減じた角度差が−0.65°〜 0.2°である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マンネスマン製管法に
おいて広く採用されている穿孔機（ピアサ）に代表され
る継目無管製造装置及びこの装置を用いた継目無管製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にマンネスマン製管法による継目無
鋼管は、先ず加熱した丸鋼片をピアサに通し、その中心
部を穿孔してホローシェル（中空体）を得、これを直接
または必要があればエロンゲータに通して拡径，延伸圧
延を施した後、例えばプラグミルにて更に延伸圧延し、
リーラ，サイザにて摩管、形状修正及びサイジングを行
い、更に、精整工程を経て製品化される。

【０００３】ところで、上述のピアサにおいては、被圧
延材のパスラインに対して軸芯線を傾斜させた樽型（バ
レル型）またはコーン型の傾斜ロール（以下主ロールと
いう）とプラグとを組み合わせた所謂傾斜圧延機が用い
られる。

【０００４】以上の如きマンネスマン製管法に用いられ
る傾斜圧延機であるピアサについてその構成を説明す
る。図８は、通常のピアサの構造を示す模式的平面図で
あり、図９はピアサの模式的側面図であり、図１０は図
８のＩ−Ｉ線から見た横断面図である。図中、１０，１
０は主ロールであり、主ロール１０は軸長方向中間部に
直径が最大となるゴージ部１１を備え、ゴージ部１１の
両側は夫々端部側に向かって直径が漸減されて円錐台形
をなし、入口面１２と出口面１３とを備えて全体として
バレル形状を有している。主ロール１０，１０は、パス
ラインＸ−Ｘの両側で被圧延材であるビレットＢを挟ん
で、軸芯線が平面視でパスラインＸ−Ｘと平行に（図
８）配設されており、また側面視で一方の主ロール１０
は入口面１２が上側を向くようにまた他方は下側を向く
ように、互いに逆向きの所定の傾斜角β（図９）を有す
る各別の回転軸回りに回転駆動されるようになってい
る。

【０００５】図１１は上記の如き主ロール１０の入口面
角及び出口面角を説明する模式図である。傾斜角βが零
の状態で、主ロール１０の入口面１２の表面またはその
接線がパスラインＸ−Ｘとなす角度が入口面角θ₁ であ
り、出口面１３の表面またはその接線がパスラインＸ−
Ｘとなす角度が出口面角θ₂ である。

【０００６】そして図１０に示すように、大径のディス
クロール３，３がパスラインＸ−Ｘを挟んでその長手方
向を径方向にして主ロール１０，１０と整合する位置に
配設されている。ディスクロール３，３はパスラインＸ
−Ｘに対向する外周面が凹面に形成された円盤であり、
パスラインＸ−Ｘを含む面内にて各別の回転軸回りに図
示しない駆動モータにより回転駆動されるようになって
いる。

【０００７】内面規制部材であるプラグ２が、その基端
部をマンドレルバーＭの先端部に接続させて、主ロール
１０，１０及びディスクロール３，３の間でパスライン
Ｘ−Ｘ上に保持されている。プラグ２は全体として弾頭
形状をなし、先端側から略円錐体状をなす圧延部２１、
これに続く略円錐台状をなすリーリング部２２及び基端
部に向かって縮径される逃げ部２３を備えている。マン
ドレルバーＭの基端部は図示しない前進後進装置が備え
るスラストブロックに連結されており、パスラインＸ−
Ｘをその軸としてプラグ２を回転可能にしている。

【０００８】以上の如きピアサを用いてビレットを穿孔
圧延する場合は、加熱炉にて所定の温度に加熱された丸
棒状のビレットＢが図中白抜き矢符に示す如き軸長方向
に送給され、両主ロール１０，１０の入口面１２，１２
間に噛み込まれる。そして主ロール１０，１０の回転に
より螺旋回転移動すると共にプラグ２に貫入せしめら
れ、ホローシェルＨが引き出される。この際、追随回転
駆動されるディスクロール３，３の周面がビレットＢの
揺動及び管肉の半径方向の膨れを押さえて圧延をスムー
ズに行う。

【０００９】なお、主ロールにはコーン型ロールも一般
的に使用されている。図１２はコーン型ロールを用いた
通常のピアサの構造を示す模式的平面図である。図中１
は主ロールであり、ゴージ部１１を基準に入側端部に向
かって直径が漸減し、出側端部に向かって直径が漸増す
る形状である。パスラインＸ−Ｘに対して互いに逆向き
の所定の傾斜角βと交叉角γが与えられている。その他
の構成及びビレットの穿孔圧延動作の様子は図８に示す
ピアサと同様であり、対応する部分に同符号を付してそ
の説明を省略する。図１３は、コーン型ロールを用いた
場合の入口面角及び出口面角を説明する模式図である。
傾斜角βが零の状態で、主ロール１の入口面１２の表面
またはその接線がパスラインＸ−Ｘとなす角度が入口面
角θ₁ であり、出口面１３の表面またはその接線がパス
ラインＸ−Ｘとなす角度が出口面角θ₂ である。

【００１０】また、上述のピアサでは、引き出されるホ
ローシェルＨの揺動を抑制し管肉の膨れを押さえるため
に案内部材としてディスクロールを用いているが、ディ
スクロールの代わりに板状のガイドシューをホローシェ
ルＨの上下に摺接するように配する場合もある。

【００１１】このような傾斜圧延機を用いて製造される
継目無管は、穿孔圧延条件により種々の欠陥が生じるこ
とがある。この欠陥を防止するために、理論的に決定さ
れた適正穿孔条件式に基づいて主ロール間隔，プラグ直
径，プラグ先進量，ガイドシュー間隔等を設定し、被圧
延材の噛み込み性、尻抜け性等を良好にする方法が特公
昭59−44927 号公報にて提案されている。

【００１２】また、本願出願人は従来の穿孔圧延におい
て、コーン型ロールを用いて傾斜角β及び交叉角γの範
囲を所定値に設定することにより、管の内外面のかぶれ
疵を防止する方法を特公昭60−59042 号公報にて提案し
ている。また、主ロール, プラグ及びガイドシューが夫
々パスラインとなす角度範囲を所定値に設定することに
よりホローシェルの偏肉を改善する方法を特公平５−55
62号公報にて提案している。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで穿孔圧延にお
いては、拡管比が大きい程小径ビレットから製造される
製管の直径は大きい。拡管比とは中実ビレットの外径Ｂ
_d に対する穿孔圧延後のホローシェルの外径Ｈ_d の比で
ある。同一サイズのホローシェルを得るとき拡管比が大
きくなる程外径の小さいビレットが使用できるので主ロ
ールと被圧延材との接触面積が小さくなるので、ピアサ
における負荷特性 (ロール荷重, ロールトルク) が小さ
くなり、これがさらに大径管の製造を容易にする。ま
た、拡管比が大きい程ホローシェルＨの肉厚Ｈ_t に対す
るその外径Ｈ_d も大きく、一度の穿孔圧延工程で所望の
肉厚の薄肉管が得られる。また、肉厚が極めて薄い継目
無管を得ることもできる。このような理由から高拡管比
での穿孔圧延が重要視されてきている。

【００１４】ところが低拡管比で穿孔圧延を行う場合に
は、前述した提案により良品質の継目無管を製造するこ
とができるが、拡管比が1.15以上であるような高拡管比
の穿孔圧延を行う場合には、上述の方法では欠陥を防止
しきれない場合があった。表１は本願出願人が図８に示
すピアサを用いて以下の条件にて穿孔圧延した結果を示
したものである。 被圧延材：Ｓ４５Ｃ， 中実丸ビレット， 直径７０mm 穿孔比（ビレットの長さＬ_B に対する穿孔圧延後のホロ
ーシェルの長さＬ_Hとの比Ｌ_H ／Ｌ_B ）：4.0 拡管比：0.95〜1.35 ロール：バレル型ロール 傾斜角β：８°〜14° ロール入口面角θ₁ ： 3.0°〜 4.0° ロール出口面角θ₂ ： 2.5°〜 6.0° プラグ圧延部の長さＬ₁ ：77mm〜80mm プラグリーリング部の長さＬ₂ ：40mm〜43mm ロール出口面角θ₂ ＝プラグリーリング部がパスライン
となす角θ_P

【００１５】

【表１】

【００１６】表１中、偏肉が悪化した場合は偏肉の欄に
“×”を記し、尻抜け不良またはプラグ詰まりが生じた
場合は尻詰まりの欄に“×”を記し、尻抜け時にホロー
シェルのボトム部の外径の周長増加によりボトム形状が
悪化した場合はボトム形状の欄に“×”を記し、ホロー
シェル内面にプラグマーク疵が生じた場合にプラグマー
ク疵の欄に“×”を記し、ホローシェル外表面に波打ち
が生じた場合に波打ちの欄に“×”を記している。ま
た、夫々の欠陥が生じず安定して穿孔を行えた場合は
“○”を記している。

【００１７】表１から判るように、拡管比が1.15以上の
穿孔では偏肉の悪化、ボトム形状の悪化及び尻詰まりの
欠陥が生じ、さらに管内面のプラグマーク疵が発生して
内外面の波打ちが大きくなっており、高拡管比になる程
欠陥が多く生じている。

【００１８】また、上述したように傾斜圧延機には、被
圧延材の螺旋回転移動に伴う揺動を抑制する案内部材と
してガイドシューまたはディスクロールが配設されてい
る。ガイドシューが固定式であり螺旋回転移動する被圧
延材に摺接するのに対し、ディスクロールは被圧延材の
圧延方向に追随回転駆動するので、ディスクロールを用
いて製管したホローシェルの方が外面品質が良好にな
る。このような理由からガイドシューに替わりディスク
ロールが用いられることが多くなっている。

【００１９】しかし、拡管比が大きくなればなる程被圧
延材がロールから離脱する点はロール出側面の後半部に
位置することになる。このときガイドとしてディスクロ
ールを使用していると一対のディスクロール間隙はロー
ル出側に向かう程その大きさは大きくなる。これによっ
て穿孔中の被圧延材の膨らみを十分抑えることができな
くなる。

【００２０】これによって穿孔圧延が不安定となり拡管
比を大きくすればする程従来以上にホローシェルの偏肉
率が悪化し、さらには自由端であるボトム部の形状が悪
化し、管肉のはみ出しが生じ圧延停止となるなどの問題
点があった。

【００２１】上述の特公昭59−44927 号公報で提案され
た方法は、ガイドシューを用いたもので、拡管比が 1.0
〜1.05程度の穿孔圧延において噛み込み性、尻抜け不良
に対して効果が得られる方法であって、ディスクロール
を用いたり、高拡管穿孔圧延を行う場合においては充分
な効果が得られない。

【００２２】また、上述の特公昭60−59042 号公報は従
来の拡管比 1.0〜1.1 程度の拡管比で穿孔する場合の提
案であり、高拡管穿孔圧延を行う場合にはディスクロー
ルにより管肉のはみ出しを生じ、また特公平５−5562号
公報の提案では、ガイドシューの面角度に応じてプラグ
の面角度設定するようになっており、ディスクロールを
用いてはその効果を得ることができない。

【００２３】これらの問題を解決するために、本願出願
人は既に特公平５−23842 号公報を提案している。この
提案は拡管比1.15以上の穿孔を良好なものにするため
に、主ロールにコーン型ロールを用い、主ロールの傾斜
角及び交叉角を所定の範囲とし、さらに被圧延材におけ
る長手方向, 半径方向及び周方向の歪の配分を調整する
方法である。ここでコーン型ロールを用いたのは、高拡
管比の穿孔圧延ではバレル型ロールでは内面疵が多発
し、ボトム形状や偏肉率が悪化するからである。この提
案により高拡管比の穿孔圧延の際に、噛み込み不良また
は尻詰まり等のミスロール、ホローシェルの偏肉及びボ
トム部の周長増大等の欠陥を防止することができる。

【００２４】しかしながら、高拡管比の穿孔圧延におい
てはプラグ形状の影響を受け易い。表２は、本願出願人
が特公平５−23842 号公報の提案に準じて以下の条件に
て穿孔圧延した結果を示したものである。 被圧延材：Ｓ４５Ｃ， 中実丸ビレット， 直径７０mm 穿孔比（Ｌ_H ／Ｌ_B ）：4.0 拡管比：0.95〜1.35 ロール：コーン型ロール 傾斜角β：８°〜14° ロール入口面角θ₁ ： 3.0°〜 4.0° ロール出口面角θ₂ ： 2.5°〜 6.0° プラグ圧延部の長さＬ₁ ：77mm〜80mm プラグリーリング部の長さＬ₂ ：40mm〜43mm ロール出口面角θ₂ ＝プラグリーリング部がパスライン
となす角θ_P

【００２５】

【表２】

【００２６】表２中の“○”，“×”の表記説明は上述
の表１と同様である。表２から判るように、拡管比が1.
15以上の穿孔でも尻詰まり及び内面疵の欠陥は生じてい
ないが、管内面のプラグマーク疵が発生し、内外面の波
打ちが大きく、高拡管比における穿孔圧延が不安定にな
っている。このように、特公平５−23842 号公報の提案
においても、プラグ形状によっては、ホローシェル内面
のプラグマーク疵及び内外面の波打ち等を生じて、継目
無管の形状を粗悪なものにするという問題があった。

【００２７】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であり、高拡管比の穿孔圧延を行う場合に、コーン型ロ
ール, バレル型ロールの何れのロールを用いても、また
ガイドシュー, ディスクロールの何れの案内部材を用い
てもプラグマーク疵及び外内面の波打ちを防止でき、さ
らに高拡管比での穿孔圧延でも欠陥を生じない継目無管
製造装置及びその製造方法を提供することを目的とす
る。

【００２８】

【課題を解決するための手段】第１発明に係る継目無管
製造装置は、パスライン周りに配された複数の傾斜ロー
ルの間に被圧延材を噛み込ませ、その軸芯線方向に螺進
移動させつつ、前記被圧延材に軸芯線に沿ってプラグを
貫入せしめて継目無管を製造する装置において、前記プ
ラグは、プラグ圧延部及びプラグリーリング部のパスラ
イン方向の長さの和が前記被圧延材の噛み込み以前の直
径の２〜４倍であり、前記プラグリーリング部に対する
プラグ圧延部の長さの比が 0.1〜3.0 であり、前記プラ
グリーリング部の母線がパスラインとなす角度θ_P 及び
前記プラグリーリング部に対向する傾斜ロールの周面が
パスラインとなす角度θ_R が θ_P −θ_R ＝−0.65°〜 0.2° の範囲にあることを特徴とする。

【００２９】第２発明に係る継目無管製造装置は、第１
発明において、前記プラグリーリング部に対向する傾斜
ロールの周面がパスラインとなす角度θ_R は、前記プラ
グリーリング部の最前部及び最後部での前記パスライン
に直交する面内においてパスラインから最短距離にある
傾斜ロール表面上の夫々の点を通る直線がパスラインと
なす角度であることを特徴とする。

【００３０】第３発明に係る継目無管製造方法は、パス
ライン周りに配された複数の傾斜ロールの間に被圧延材
を噛み込ませ、その軸芯線方向に螺進移動させつつ、前
記被圧延材に軸芯線に沿ってプラグを貫入せしめて継目
無管を製造する方法において、プラグ圧延部及びプラグ
リーリング部のパスライン方向の長さの和が前記被圧延
材の噛み込み以前の直径の２〜４倍であり、前記プラグ
リーリング部に対するプラグ圧延部の長さの比が 0.1〜
3.0 であり、前記プラグリーリング部の母線がパスライ
ンとなす角度θ_P 及び前記プラグリーリング部に対向す
る傾斜ロールの周面がパスラインとなす角度θ_R が θ_P −θ_R ＝−0.65°〜 0.2° の範囲にあるプラグを前記被圧延材に貫入せしめて穿孔
圧延することを特徴とする。

【００３１】第４発明に係る継目無管製造方法は、第３
発明において、前記プラグリーリング部に対向する傾斜
ロールの周面がパスラインとなす角度θ_R は、前記プラ
グリーリング部の最前部及び最後部での前記パスライン
に直交する面内においてパスラインから最短距離にある
傾斜ロール表面上の夫々の点を通る直線がパスラインと
なす角度であることを特徴とする。

【００３２】

【作用】本発明の継目無管製造装置及び継目無管製造方
法では、プラグリーリング部とこれよりも前方部分即ち
被圧延材入側部分のプラグ圧延部との長さの比を所定範
囲とし、プラグリーリング部及びこれに対向する傾斜ロ
ールの表面の夫々がパスラインとなす角度を所定範囲と
した形状寸法のプラグを被圧延材に貫通せしめることに
より、例えば1.15以上の高拡管比で穿孔圧延する場合
に、コーン型ロール, バレル型ロールのいずれのロール
を用いても、安定な穿孔圧延工程を行える。

【００３３】

【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
き具体的に説明する。図１は、本発明に係るピアサの構
造を示す模式的平面図であり、図２はこのピアサの模式
的側面図であり、図３は図１の III−III 線から見た横
断面図である。図中１, １は主ロールであり、主ロール
１は軸長方向中間部に直径が最大となるゴージ部１１を
備え、ゴージ部１１を基準に入側端部に向かって直径が
漸減する入口面１２と、出側端部に向かって直径が漸増
する出口面１３とを備え、全体としてコーン形状を有し
ている。そしてパスラインＸ−Ｘの両側で直径Ｂ_d を有
する被圧延材であるビレットＢを挟んで、軸芯線が平面
視でパスラインＸ−Ｘと交叉角γをなすように配設され
ており、また側面視で一方の主ロール１が入口面１２が
上側を向きまた他方は下側を向くように互いに逆向きの
所定の傾斜角βが与えられ、各別の回転軸回りに回転駆
動されるようになっている。

【００３４】また、傾斜角βが零の状態で、主ロール１
の入口面１２の表面またはその接線がパスラインＸ−Ｘ
となす角度が入口面角θ₁ であり、出口面１３の表面ま
たはその接線がパスラインＸ−Ｘとなす角度が出口面角
θ₂ である。両主ロール１，１のゴージ部間隙はロール
開度Ｒ_g である。

【００３５】図３に示すように、大径のディスクロール
３，３がパスラインＸ−Ｘを挟んでその長手方向を径方
向にして主ロール１，１と整合する位置に配設されてい
る。ディスクロール３，３はパスラインＸ−Ｘに対向す
る外周面が凹面に形成された円盤であり、パスラインＸ
−Ｘを含む面内にて各別の回転軸回りに図示しない駆動
モータにより回転駆動されるようになっている。

【００３６】そして内面規制部材であるプラグ２が、そ
の基端部をマンドレルバーＭの先端部に接続させて、主
ロール１，１及びディスクロール３，３の間でパスライ
ンＸ−Ｘ上に保持されている。図４は、このプラグの形
状を示した縦断面図である。図中、ライン１４はパスラ
インＸ−Ｘと直交する面内にてパスラインＸ−Ｘから主
ロール１の出口面１３への最短距離を幾何学的に算出
し、この断面図上に算出値を２次元平面にプロットされ
たものである。プラグ２は全体として弾頭形状をなし、
先端側から略円錐体状をなす圧延部２１、これに続く略
円錐台状をなすリーリング部２２及び基端部に向かって
縮径される逃げ部２３を備えている。これらの夫々の長
さをＬ₁ ，Ｌ₂ ，Ｌ₃ とする。マンドレルバーＭの基端
部は図示しない前進後進装置か備えるスラストブロック
に連結されており、パスラインＸ−Ｘをその軸としてプ
ラグ２を回転可能にしている。

【００３７】内面規制部材であるプラグ圧延部２１は断
面形状が砲弾型であり、先端部分は半径ｒ_P のＲ形状を
有している。プラグ圧延部２１は被圧延材に肉厚加工を
施す部分であり、ここで肉厚寸法の大部分が決定され
る。プラグリーリング部２２の表面はパスラインＸ−Ｘ
と略一定角度θ_P （プラグリーリング面角）を有してお
り、被圧延材の肉厚加工を完全にして軽圧下で偏肉を修
正する。プラグリーリング面角θ_P は以下の式で求めら
れる。 θ_P ＝ tan^-1（（ｒ_B −ｒ_A ）／Ｌ₂ ） ｒ_A ：プラグリーリング部２２の最前部における半径 ｒ_B ：プラグリーリング部２２の最後部における半径

【００３８】傾斜角β及び交叉角γを付与した場合の主
ロール１の出口面１３がパスラインＸ−Ｘとなす実効面
角θ_R は以下の(1) 式で求められる。 θ_R ＝ tan^-1（（ｒ_b −ｒ_a ）／Ｌ₂ ） …(1) ｒ_a ：プラグリーリング部２２の最前部でのパスライン
Ｘ−Ｘと直交する面内においてパスラインＸ−Ｘから主
ロール１の周面までの最短距離 ｒ_b ：プラグリーリング部２２の最後部でのパスライン
Ｘ−Ｘと直交する面内においてパスラインＸ−Ｘから主
ロール１の周面までの最短距離

【００３９】また、プラグ圧延部２１の先端はライン１
４とゴージ部１１との交点から距離（プラグ先進量）Ｌ
_d だけ前方に位置している。プラグ先進量Ｌ_d は、特開
昭61−3605号公報に記載されているように、プラグ先進
量Ｌ_d を小さくしてプラグ先端ドラフト率を大きくする
とマンネスマン効果によりプラグ前でもみ割れが発生
し、管内面疵が多発するなどの問題が生じ、逆にプラグ
先進量Ｌ_d を大きくするとかみ込み不良が生じるなどの
問題がある。以上の理由から、プラグ先進量Ｌ_d はビレ
ット径Ｂ_d に対してＢ_d ／Ｌ_d の比が２〜８としプラグ
先端ドラフト率は２％〜10％に設定することが望まし
い。

【００４０】また、プラグ圧延部２１の先端部分の半径
ｒ_P は、ビレットＢへの噛み込み性とプラグ圧延部２１
の溶損とを考慮すると、ビレットＢの直径Ｂ_d に対する
比が0.12〜0.3 となることが望ましい。半径ｒ_P が過小
の場合はプラグ圧延部２１の先端部分の体積が小さく、
熱間穿孔圧延時の熱影響を受けて損傷し易い。半径ｒ _P
が過大の場合はビレットＢの噛み込み不良を生じ易い。

【００４１】以上の如き構成のピアサを用いてビレット
Ｂを穿孔圧延する場合は、ビレットＢが図１に示すよう
に白抜き矢符に示す如き軸長方向に送給され、両主ロー
ル１，１の入口面１２，１２間に噛み込まれて主ロール
１，１の回転により螺旋回転移動せしめられる。同時に
プラグ２がビレットＢの軸芯位置に貫入し、主ロール
１，１及びディスクロール３，３が、管肉が半径方向外
向きに膨れ出すことを抑制しながらホローシェルＨを引
き出す。この際、ビレットＢは半回転につき１回の間欠
的な圧下を受けて穿孔圧延され、圧下を受けていない部
分では図３に示すように管肉が半径方向外向きに膨れ出
るが、ディスクロール３，３が膨れ出た部分の外周に転
接することによって膨れ出しを抑制し、またビレットＢ
の螺旋回転移動に伴う揺動を抑える。ビレットＢの断面
形状は楕円形状から圧延出側に従い円形に成形される。

【００４２】本願出願人は以上の如きピアサを用いて、
拡管比または穿孔比とプラグ寸法の形状との関係が穿孔
圧延に及ぼす影響について調べた。まず、ビレット直径
に対するプラグの長さ（Ｌ₁ ＋Ｌ₂ ）／Ｂ_d と拡管比Ｅ
_XPとの関係を調べるための穿孔圧延条件及び部材寸法を
表３に示し、穿孔圧延結果を図５に示す。次にプラグ圧
延部に対するプラグリーリング部の長さの比Ｌ₂ ／Ｌ₁
と穿孔比ＥＬとの関係を調べるための穿孔圧延条件及び
部材寸法を表４に示し、穿孔圧延結果を図６に示す。そ
してプラグリーリング面角から主ロールの実効面角を減
じた角度θ_P −θ_R と穿孔比ＥＬとの関係を調べるため
の穿孔圧延条件及び部材寸法を表５に示し、穿孔圧延結
果を図７に示す。

【００４３】

【表３】

【００４４】

【表４】

【００４５】

【表５】

【００４６】グラフ中、“○”は安定した穿孔の実施を
示し、“●”は尻詰まり（プラグがビレットのボトム部
に残存するプラグ詰まり、ビレットのボトム部が主ロー
ルから離脱せずにロール間に残存する尻抜け不良等）の
発生を示し、“×”は尻詰まりの発生、ボトム形状の悪
化（ビレットのボトム部の外径周長の増加）及び偏肉悪
化の発生を示している。

【００４７】図５の縦軸は拡管比Ｅ_XPであり、横軸はビ
レット直径に対するプラグの長さ（Ｌ₁ ＋Ｌ₂ ）／Ｂ_d
である。図から明らかなように、ビレット直径に対する
プラグの長さ（Ｌ₁ ＋Ｌ₂ ）／Ｂ_d が 2.0〜4.0 の場合
に高拡管比即ち拡管比が1.15以上で安定した穿孔圧延を
実施できると言える。

【００４８】図６の縦軸はプラグ圧延部に対するプラグ
リーリング部の長さの比Ｌ₂ ／Ｌ₁であり、横軸は穿孔
比ＥＬである。例えばＬ₂ ／Ｌ₁ の最小値を回帰式で表
わすと、 Ｌ₂ ／Ｌ₁ ＝−7.819 ×10^-2＋1.293 ×10^-1×ＥＬ＋9.
468 ×10^-3×ＥＬ² であり、Ｌ₂ ／Ｌ₁ の最大値を回帰式で表わすと、 Ｌ₂ ／Ｌ₁ ＝4.363 ×10^-2＋2.586 ×10^-1×ＥＬ＋1.89
7 ×10^-3×ＥＬ² となる。このように、穿孔比が１〜５程度の範囲ではプ
ラグ圧延部に対するプラグリーリング部の長さの比Ｌ₂
／Ｌ₁ が 0.1〜3.0 の場合に安定した穿孔圧延を実施で
きる。

【００４９】図７の縦軸はプラグリーリング面角から主
ロールの実効面角を減じた角度θ_P−θ_R であり、横軸
は穿孔比ＥＬである。例えばθ_P −θ_R の最小値を回帰
式で表わすと、 θ_P −θ_R ＝−0.1184×ＥＬ−0.008 であり、θ_P −θ_R の最大値を回帰式で表わすと、 θ_P −θ_R ＝−0.0658×ＥＬ＋0.329 となる。このように、穿孔比が 1.2〜５程度の範囲では
プラグリーリング面角と主ロールの実効面角との差θ_P
−θ_R が、−0.65°〜 0.2°の場合に安定した穿孔圧延
を実施できる。

【００５０】以上の結果に基づいて穿孔圧延を実施し
た。その条件及び結果を比較例と共に表６に示す。 （実施例１） 被圧延材：１３Ｃｒステンレス鋼，中実丸ビレット 直径：70mm 拡管比：1.4 穿孔比：4.0 サンプル数： 100本 主ロール：コーン型ロール 傾斜角β：６°〜16° 交叉角γ：20° ロール入口面角θ₁ ： 3.0°〜 4.0° ロール出口面角θ₂ ： 2.5°〜 6.0° プラグ先進量：20〜50mm θ_P −θ_R ＝−0.25°〜０°

【００５１】

【表６】

【００５２】表６から明らかなように、1.15以上の高拡
管比の穿孔圧延において本実施例では、尻詰まり, 内面
疵及びボトム形状の悪化は見られず、比較例の高拡管比
の場合に生じたようなプラグマーク疵, 波打ち及び偏肉
の悪化も生じていない。

【００５３】なお、実施例では主ロールにコーン型ロー
ルを用いた場合を説明したが、これに限るものではな
く、バレル型のロールを用いても良い。バレル型のロー
ルを使用して穿孔圧延を実施した条件及び結果を、比較
例と共に表７に示す。 （実施例２） 被圧延材：１３Ｃｒステンレス鋼，中実丸ビレット 直径：70mm 拡管比：1.4 穿孔比：4.0 サンプル数： 100本 主ロール：バレル型ロール 傾斜角β：６°〜16° 交叉角γ：０° ロール入口面角θ₁ ： 3.0°〜 4.0° ロール出口面角θ₂ ： 2.5°〜 6.0° プラグ先進量：20〜50mm θ_P −θ_R ＝−0.25°〜０°

【００５４】

【表７】

【００５５】表７から明らかなように、1.15以上の高拡
管比の穿孔圧延において本実施例では、比較例の高拡管
比の場合に見られたような尻詰まり、プラグマーク疵,
内面疵, 波打ち, 偏肉の悪化及びボトム形状の悪化は生
じていない。

【００５６】なお、本実施例では中実ビレットを穿孔圧
延する場合について説明しているが、これに限るもので
はなく、中空ビレットを拡管延伸する場合についても本
実施例が適用され、同様の効果が得られる。

【００５７】

【発明の効果】以上のように、本発明においては所定範
囲の寸法及び形状のプラグを用いることによって、例え
ば1.15以上の高拡管比で、噛み込み不良, 尻詰まり等の
ミスロールを生じることなく、またボトム部の形状不
良, 偏肉悪化を来すことなく穿孔圧延を実施でき、生産
能率の向上と穿孔材寸法範囲の拡大を図ることができ
る。また、形状及び寸法を所定範囲に設定したプラグを
従来から用いられている傾斜圧延機に取り付けて穿孔圧
延ができ、製管コストの低減を実現できる等、本発明は
優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施例のピアサの構造を示す
模式的平面図である。

【図２】図１に示すピアサの模式的側面図である。

【図３】図１に示す III−III 線から見た横断面図であ
る。

【図４】第１実施例のプラグの形状を示した縦断面図で
ある。

【図５】ビレット直径に対するプラグの長さと拡管比と
の関係を示すグラフである。

【図６】プラグ圧延部に対するプラグリーリング部の長
さの比と穿孔比との関係を示すグラフである。

【図７】プラグリーリング面角から主ロールの実効面角
を減じた角度と穿孔比との関係を示すグラフである。

【図８】通常のピアサの構造を示す模式的平面図であ
る。

【図９】図８に示すピアサの模式的側面図である。

【図１０】図８に示すＩ−Ｉ線から見た横断面図であ
る。

【図１１】図８に示す主ロールの入口面角及び出口面角
を説明する模式図である。

【図１２】コーン型ロールを用いた通常のピアサの構造
を示す模式的平面図である。

【図１３】図１２に示す主ロールの入口面角及び出口面
角を説明する模式図である。

【符号の説明】 １，１０ 主ロール ２ プラグ ３ ディスクロール １１ ゴージ部 １２ 入口面 １３ 出口面 ２１ プラグ圧延部 ２２ プラグリーリング部 Ｂ ビレット Ｈ ホローシェル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パスライン周りに配された複数の傾斜ロ
   ールの間に被圧延材を噛み込ませ、その軸芯線方向に螺
   進移動させつつ、前記被圧延材に軸芯線に沿ってプラグ
   を貫入せしめて継目無管を製造する装置において、 前記プラグは、プラグ圧延部及びプラグリーリング部の
   パスライン方向の長さの和が前記被圧延材の噛み込み以
   前の直径の２〜４倍であり、前記プラグリーリング部に
   対するプラグ圧延部の長さの比が 0.1〜3.0 であり、前
   記プラグリーリング部の母線がパスラインとなす角度θ
   _P 及び前記プラグリーリング部に対向する傾斜ロールの
   周面がパスラインとなす角度θ_R が θ_P −θ_R ＝−0.65°〜 0.2° の範囲にあることを特徴とする継目無管製造装置。
2. 【請求項２】 前記プラグリーリング部に対向する傾斜
   ロールの周面がパスラインとなす角度θ_R は、前記プラ
   グリーリング部の最前部及び最後部での前記パスライン
   に直交する面内においてパスラインから最短距離にある
   傾斜ロール表面上の夫々の点を通る直線がパスラインと
   なす角度である請求項１記載の継目無管製造装置。
3. 【請求項３】 パスライン周りに配された複数の傾斜ロ
   ールの間に被圧延材を噛み込ませ、その軸芯線方向に螺
   進移動させつつ、前記被圧延材に軸芯線に沿ってプラグ
   を貫入せしめて継目無管を製造する方法において、 プラグ圧延部及びプラグリーリング部のパスライン方向
   の長さの和が前記被圧延材の噛み込み以前の直径の２〜
   ４倍であり、前記プラグリーリング部に対するプラグ圧
   延部の長さの比が 0.1〜3.0 であり、前記プラグリーリ
   ング部の母線がパスラインとなす角度θ_P 及び前記プラ
   グリーリング部に対向する傾斜ロールの周面がパスライ
   ンとなす角度θ_R が θ_P −θ_R ＝−0.65°〜 0.2° の範囲にあるプラグを前記被圧延材に貫入せしめて穿孔
   圧延することを特徴とする継目無管製造方法。
4. 【請求項４】 前記プラグリーリング部に対向する傾斜
   ロールの周面がパスラインとなす角度θ_R は、前記プラ
   グリーリング部の最前部及び最後部での前記パスライン
   に直交する面内においてパスラインから最短距離にある
   傾斜ロール表面上の夫々の点を通る直線がパスラインと
   なす角度である請求項３記載の継目無管製造方法。