JPH08243B2 - 継ぎ目無管を長手方向で圧延するための方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内部工具とカリバー孔型
を備える２つのロールスタンドを用いて、連続的圧延工
程で継ぎ目なし管を長手方向に圧延する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】継ぎ目無管を作製するための公知の圧延
方式は傾斜ロールを用いる横方向圧延方式と孔型ロール
を用いる長手方向圧延方式に区別される。前者では、変
形圧延のカリバー孔型形状が管横断面に整合される必要
がないのに対して、長手方向圧延方式では、ほぼ円形す
なわち閉じている孔型形状の孔型ロールが必要である。

【０００３】本発明の圧延方式は長手方向圧延方式であ
る。長手方向圧延方式においては例えばシュティフェル
プラグミル等の単スタンド式圧延機と、例えば自由に貫
通走行するかまたは制御されて追従走行する圧延棒を有
する、公知の管連続圧延機等の多スタンド式圧延機に区
別される。

【０００４】連続圧延機の欠点は、高コストの１つの原
因である比較的多数のロールスタンドにある。２０年前
には８つものロールスタンドが必要であったが、時とと
もにその数は減少した。５つのロールスタンドを有する
圧延機列を形成することがすでに提案された（パルマ講
演、Ｔｕｂｅ ９１、シカゴ、１９９１年６月１７−１
９日、“継ぎ目無管製造における新傾向”）。この論文
では、ロールスタンドの数を４つまたは３つに減じる提
案も行われている。同時に、ロールスタンドの数が５つ
より少ないと約１５メートルの単一の管長しか可能でな
いことも記載されている。これに対して５つ以上のロー
ルスタンドを有する圧延機では薄肉または通常肉厚管の
場合に約３０メートルまでの管長が可能である。通常肉
厚管とは当業者間ではＤＩＮ２４４８に記載の寸法の管
のことである。薄肉管は通常肉厚管の９０％の肉厚であ
る。

【０００５】多数のロールスタンドを有する圧延機とし
て、２ロール式または４ロール式のロールスタンドを用
いる管の連続延伸圧延機が特開昭６４−２７０８号公報
に開示されている。この圧延機は中空素管を楕円状のロ
ールからなるカリバーロールを８段程度設けたものであ
る。圧延による管の脹らみ現象を防止するために、管端
部において管の長手方向に張力を付加することが、特開
昭６０−９９４２３号公報に開示されている。

【０００６】前置接続されている傾斜圧延機で十分に長
い中空鋳塊を製造することが可能であるという前提のも
とに、現在の傾斜圧延機は１２メートル以上の長さの中
空鋳塊を製造することが可能である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】より少ない数のロール
スタンドにすることによりコストを大幅に低くすること
が可能であるという事実から出発して、本発明の課題は
２つのロールスタンドにより、３０メートルの管長の管
を製造することができるように、十分に高い延伸圧延加
工率を得ることを可能にする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】上記課題を解決するため
に、内部工具とカリバー孔型を備える複数のロールスタ
ンドを用いて、連続的圧延工程で継ぎ目なし管を長手方
向に圧延する方法において、ロールスタンドの数が２で
あり、上記各ロールスタンドのカリバー孔型が開いたカ
リバー孔型であり、上記２つのロールスタンドのカリバ
ー孔型のカリバー溝底領域とカリバー側辺領域は管の軸
方向に関して互いにずれて配置され、最初のロールスタ
ンドのロールのカリバー溝底領域で管の最終管厚にほぼ
等しいかまたは最終管厚までの減肉より僅かに少い減肉
圧延が施され、最初のロールスタンドのカリバー孔型の
カリバー側辺領域で圧延された管部分は第２のロールス
タンドのカリバー溝底領域で管の最終管圧まで圧延さ
れ、第２の圧延による減肉の際に生じる管の周縁方向の
伸びを少くし第１のロールスタンドのカリバー孔型のカ
リバー溝底領域で圧延された部分の減肉なしにまたは僅
かな減肉とともに管を長手方向に延伸するように制御さ
れた引っ張り力を両ロールスタンドの間で管の長手方向
に印加することを特徴とする、継ぎ目無管を長手方向で
圧延するための方法が提案される。

【０００９】３０メートルの管を得るためには、１２メ
ートルの中空鋳塊の場合に連続圧延機列で２．５：１の
延伸加工率が必要である。これは、２つのロールスタン
ドを有する従来の孔型設計においては実現できない。何
故ならばこのような場合、カリバー孔型は従来技術にお
いては閉じているので、孔型のロール側辺におけるナイ
フ効果により減肉に限界があるからであり、さらには、
ロールスタンドを２つにすることは多スタンド式圧延機
に圧延素管を円形にするために通常は２つ設けられてい
るラウンド孔型式ロールスタンドが欠落していることを
意味するからである。

【００１０】閉式カリバー孔型の場合、すなわちほぼ円
形のカリバー孔型の場合、第１のロール対のカリバー溝
底で形成された部分の肉厚は第２のロール対のカリバー
孔型間隙領域内でさらに不確定の厚さだけ減肉されるこ
とに注意すべきことである。第２のロールスタンドにお
いて延伸加工の大部分は管を延伸するように作用し僅か
な部分のみしか幅を広げるように作用しない。管のこの
延伸により第２のロールスタンドのカリバー孔型間隙領
域内の管壁も管の長手方向で延伸され、このときこの部
分が減肉されるからである。管の周縁全体の肉厚を一様
にすることは、第２のロールスタンドでの管壁の減肉の
程度を第１の孔型の肉厚形成の際に考慮することによっ
てのみ達成できる。

【００１１】本発明では第１のロールスタンドのカリバ
ー孔型を比較的広く開き、すなわちカリバー側辺領域の
半径をカリバー溝底領域内の半径より大きくすることに
より、カリバー溝底領域内で圧延された部分の第２のロ
ールスタンドにおける減肉の程度を大きくできることに
より、一様な肉厚を得る。これにより第１の圧延孔型の
カリバー溝底領域内ですでに仕上り肉厚または少なくと
もそれに近い仕上り肉厚が得られる。

【００１２】変形圧延の全部または少なくとも大部分が
長手方向延伸としてではなく幅広げとして作用する程度
に広く第２のカリバー孔型のカリバー側辺が開かれるこ
とにより、第２のロール対のカリバー側辺領域内で圧延
される部分の肉厚が延伸により減肉されることを回避す
ることが可能となった。

【００１３】このままでは楕円形に近似の形状の管横断
面が形成されるであろう。しかしこれは、後続の仕上げ
圧延装置への搬入には適していない。これを回避するた
めに本発明では、双方のロールスタンドの間に所定の引
っ張り力を調整して印加する。換言すれば、管が僅かな
遊びでマンドレル等の内部工具に接触するまで管を延伸
するために必要な程度まで第２のロールスタンドのロー
ル回転数を高める。このようにして制御された延伸は、
管周縁を短縮するように作用するが、減肉するようには
作用せず、従ってこの本発明の方法で圧延された管は周
縁全体にわたり一様な肉厚を有することが分かった。

【００１４】本発明の１つの実施例では、圧延された管
の楕円度が第２の圧延孔型の後で測定され、目標値から
のずれが、双方ロールスタンドの駆動電動機のロール回
転数差を制御するためのパルス信号として用いられる。
この場合、固定回転数で一方の動電動機をパイロット電
動機として駆動し、この固定回転数を第２のロールスタ
ンドを制御可能に駆動するための案内量として用いるこ
とが推薦される。

【００１５】本発明は、自由に走行するマンドレル等の
圧延棒にも制御されて追従走行するマンドレル等の圧延
棒を有する連続圧延機にも利用できるので有利である。

【００１６】

【実施例】次に、本発明の連続圧延機に前置されている
傾斜圧延機と、本発明の圧延機の間の可能な延伸分布を
示す１つの実施例を説明する。

【００１７】１７７ｍｍの直径と３４６０ｍｍの長さを
有する鋳塊から出発して、１８３．７ｍｍの直径及び１
３．２５ｍｍの肉厚で１２０００ｍｍの長さを有する中
空鋳塊が形成される。延伸加工率は約３．４７：１であ
る。

【００１８】１２０００ｍｍの長さの中空鋳塊は次いで
本発明の２スタンド式圧延機で延伸加工率２．４８：１
で圧延され、出てくる管は肉厚５．７０ｍｍで１５４ｍ
ｍの直径を有する。出てくる管の長さは約３００００ｍ
ｍである。

【００１９】可能な孔型設計が図に略示されている。

【００２０】図１において１により上部ロールの一部が
示され、２は内部工具を示す。図示のロールスタンドは
２ロール型ロールスタンドである。下部ロールは上部ロ
ールに対して鏡対称に形成されている。

【００２１】カリバー孔型４はカリバー側辺５の領域内
で開いている、すなわちカリバー側辺領域内のカリバー
孔型の半径はカリバー溝底６の中のカリバー孔型の半径
より大きい。内部工具２とカリバー溝底６の中の内部工
具２とロール１の間隙３は仕上げ肉厚にほぼ対応する
か、それよりやや大きい。カリバー側辺５の開きに起因
して、カリバー側辺５の領域内において内部工具２と孔
型４の間の間隙が大きい。従ってこの領域内では、カリ
バー溝底５の領域内より大きい肉厚が形成される。

【００２２】図２は第２の圧延孔型のカリバー孔型設計
を示す。図２のロールの組込位置は図１のロールの組込
位置に対して９０゜ずれている。図２は２つの代替可能
なカリバー孔型設計の実施例を右及び左の図半部に示
し、いずれもカリバー孔型４のカリバー側辺５において
顕著な開きがあり、カリバー溝底６の領域内においては
内部工具２とロール１の間隔が仕上げ肉厚に調整されて
いることが分かる。

【００２３】カリバー側辺５の領域内での顕著な開き
は、次のように作用する。すなわち第１の圧延孔型（図
１）のカリバー側辺領域で圧延された部分７が第２の圧
延孔型のカリバー溝底領域６の中で変形され、カリバー
側辺領域内のカリバー孔型の側方の開きに起因して、材
料流れがほぼ管の周方向のみで行われようとする。この
ままでは、図２に示されているように管の周縁が顕著に
大きくなる。これにより略楕円形が生じる。

【００２４】これを阻止するために本発明では２つの孔
型（図１及び図２）の間で図示のように管が楕円形に広
げられるのではなく、周方向に流れる傾向を有する材料
が長手方向で延伸されるように引っ張り力が印加され
る。このようにして管８は円形になり、図３に示されて
いるように第１のカリバー孔型から到来した管のカリバ
ー溝底領域内の一定の仕上り肉厚は、延伸により減肉さ
れることなしに、僅かな遊びで内部工具に接触する。

【００２５】第１の圧延孔型（図１）のカリバー溝底６
の領域内の仕上り肉厚は第２の圧延では僅かな減肉しか
許容されない。すなわち第１のカリバー孔型での仕上り
肉厚は、第２の圧延での僅かな延伸圧延の後に仕上り肉
厚と同じ肉厚に到達するために、僅かに大きく選択され
る。

【００２６】予想外なことにこの方法により、ただ２つ
のロールスタンドしか有しない連続圧延機を２．５：１
までの高い延伸加工率のために使用することができ、そ
の際に同時に良好な円形性の管を得ることができること
が分かった。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１のカリバー孔型のカリバー孔型設計を示す
横断面図である。

【図２】第２のカリバー孔型のカリバー孔型設計を示す
横断面図である。

【図３】第２のカリバー孔型を出た後の管の横断面図で
ある。

【符号の説明】

１ 上部ロールの一部 ２ 内部工具 ３ 内部工具とカリバー孔型の間の間隙 ４ カリバー孔型 ５ カリバー孔型のカリバー側辺領域 ６ カリバー孔型のカリバー溝底領域 ７ 第１のカリバー孔型のカリバー側辺領域で圧延され
た部分 ８ 管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロルフ・キュンマーリンク ドイツ連邦共和国、ヴェー 4100 デュイ スブルク 28、アルテンブルヒャー・ダム 52アー (72)発明者 ヨッヒェン・フォッホゼン ドイツ連邦共和国、ヴェー 4050 メンヒ ェングラートバッハ ５、アム・ジッター ホフ 75 (72)発明者 カール・ハインツ・ホイスラー ドイツ連邦共和国、ヴェー 4052 コルシ ェンブロイヒ １、リーフェンシュテーク ５ (56)参考文献 特開 昭64−2708（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−99423（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−47517（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部工具とカリバー孔型を備える複数の
   ロールスタンドを用いて、連続的圧延工程で継ぎ目なし
   管を長手方向に圧延する方法において、ロールスタンド
   の数が２であり、上記各ロールスタンドのカリバー孔型
   が開いたカリバー孔型であり、上記２つのロールスタン
   ドのカリバー孔型のカリバー溝底領域とカリバー側辺領
   域は管の軸方向に関して互いにずれて配置され、最初の
   ロールスタンドのロールのカリバー溝底領域で管の最終
   管厚にほぼ等しいかまたは最終管厚までの減肉より僅か
   に少い減肉圧延が施され、最初のロールスタンドのカリ
   バー孔型のカリバー側辺領域で圧延された管部分は第２
   のロールスタンドのカリバー溝底領域で管の最終管圧ま
   で圧延され、第２の圧延による減肉の際に生じる管の周
   縁方向の伸びを少くし第１のロールスタンドのカリバー
   孔型のカリバー溝底領域で圧延された部分の減肉なしに
   または僅かな減肉とともに管を長手方向に延伸するよう
   に制御された引っ張り力を両ロールスタンドの間で管の
   長手方向に印加することを特徴とする、継ぎ目無管を長
   手方向で圧延するための方法。
2. 【請求項２】 圧延された管の楕円度が第２のロールス
   タンドの後に測定され、目標値からのずれが、両ロール
   スタンドの駆動電動機のロール回転数差を制御するため
   のパルス信号として用いられることを特徴とする請求項
   １に記載の継ぎ目無管を長手方向で圧延するための方
   法。