JPH08300028A - 鋼管の延伸圧延制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 延伸圧延及び絞り圧延を経て形成される鋼管
の製品形状に関する不適合発生率及びクロップロスを低
減させる。 【構成】 中空素管２４を延伸圧延機２０で延伸圧延す
る際に、中空素管２４先後端部の肉厚を減肉するため
の、第５及び第６スタンド２０Ｅ、２０Ｆでの圧下位置
制御量を、これらスタンドの出側に配置されたバルジ幅
測定装置３２Ｅ、３２Ｆで測定された中空素管２４のバ
ルジ幅が限界値を越えないように制御装置３４によって
決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、中空素管から延伸圧延
機及び絞り圧延機を経て継目無し鋼管を製造する際に、
延伸圧延機での管先後端部での素管形状不良を防止する
と共に、絞り圧延機における先後端厚肉化を抑制する鋼
管の延伸圧延制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、継目無し鋼管の製造には、マン
ドレルミル方式、プラグミル方式の圧延方法、あるいは
熱間押出方法が用いられているが、比較的小径サイズで
は、生産性、寸法精度のより優れたマンドレルミル圧延
方式が多い。

【０００３】まず、図４を参照してマンドレルミル圧延
方式による一般的な継目無し鋼管製造工程を説明する。

【０００４】製造設備は、加熱炉１、穿孔圧延機（マン
ネスマンピアサー）２、延伸圧延機（マンドレルミル）
３、再加熱炉４及び絞り圧延機（ストレッチレデュー
サ）５から構成されている。

【０００５】加熱炉１において加熱された中実素材６
は、穿孔圧延機２のピアサーロール７の間でプラグ８に
より穿孔され中空素管９となる。

【０００６】次に、中空素管９は、延伸圧延機３におい
てマンドレルバー１０を挿入した状態で、複数段のマン
ドレルミルロール（孔型ロール）１１の間で圧延され、
肉厚が低減されると共に、その長さが延ばされて、レデ
ューサ素管１２とされる。

【０００７】このレデューサ素管１２は再加熱炉４にお
いて再加熱された後に、絞り圧延機５において絞り圧延
することによって、その外径を定め、又は外径を絞って
小径とする。

【０００８】この最後の絞り圧延機５においては、スタ
ンド間張力を付加して長手方向へのメタルフローを制御
するものであるが、レデューサ素管１２の先後端部はス
タンド間張力を付加できないので非定常な圧延となり、
該先後端部の肉厚は、スタンド間張力が付加される定常
部に比較して厚くなってしまう。

【０００９】この先後端部の肉厚が、製品に対して要求
される肉厚公差を外れる場合は、クロップとして切断さ
れ、これが製品の歩留りを低下させる大きな原因となっ
ていた。

【００１０】この対策としては、絞り圧延前の延伸圧延
機で、中空素管先後端部の肉厚を、定常部に比較して薄
く減肉しておく方法が提案されている。

【００１１】例えば特公昭５１−４３８２５号公報に開
示される管の延伸圧延機、特にマンドレルミルにおける
油圧圧下制御方法においては、マンドレルミルの特定ス
タンドにおいて、従来のモータによるロール圧下装置に
比較して応答の速い油圧圧下機構を設け、管先後端の肉
厚が、次工程の絞り圧延機で生じる厚肉化を相殺する如
く油圧圧下機構で圧下制御して薄肉にするようにしてい
る。

【００１２】又、特公平５−２７４８２号公報に開示さ
れるマンドレルミルの圧延制御方法は、管の先後端部
で、延伸圧延機及び絞り圧延機による圧延での厚肉化量
を相殺するに必要なロール開度中の最小のロール開度位
置よりも開いた状態で制御するようにしている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
公昭５１−４３８２５号公報の油圧圧下制御方法では、
図２に示されるように、延伸圧延機２２における中空素
管２４先後端での孔型ロール２６の圧下に伴い、バルジ
２８と称される孔型ロール２６のフランジ部２６Ａ間の
ギャップ３０への材料の噛み出しが大きくなり、レデュ
ーサ素管の形状不良を招くという問題点がある。このバ
ルジ２８が大きくなると、絞り圧延機でのロール面圧が
増加して、材料が焼き付いて表面疵の要因を発生させる
という問題点がある。

【００１４】又、前記特公平５−２７４８２号の圧延制
御方法では、中空素管先後端での孔型ロールのロール開
度調整量を具体的に決定する方法が未開示であり、この
ため中空素管先後端部での厚肉化を抑制するための最適
な圧下一時制御ができないという問題点がある。

【００１５】この発明は上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであって、延伸圧延の際の管の先後端部を減肉
するロール圧下位置制御のとき、孔型ロール圧下に伴う
該孔型ロールのフランジ部ギャップへの材料噛み出し量
が最適となるようにして、レデューサ素管形状不良を防
止する鋼管の延伸圧延制御方法を提供することを目的と
する。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明は、マンドレル
バーを挿入した中空素管を、孔型ロールを備えた複数の
スタンドによって構成される連続延伸圧延機により延伸
圧延を行う際に、後工程の絞り圧延機における管先後端
部の厚肉化を抑制するために前記延伸圧延機で予め管の
先後端部の肉厚を減肉するように圧下位置を制御する管
の延伸圧延制御方法において、前記圧下位置制御を実施
する延伸圧延機のスタンド出側で、前記管先後端部での
圧下に伴う前記孔型ロールのフランジ部のギャップ間へ
の材料の噛み出し量を測定し、この測定値に基づいて、
前記噛み出し量が限界値以下になるように管先後端部で
の圧下位置制御量を決定することを特徴とする鋼管の延
伸圧延制御方法により、上記目的を達成するものであ
る。

【００１７】

【作用】この発明においては、延伸圧延機における圧下
制御位置を実施するスタンドの出側でのバルジ幅を測定
し、この測定値に基づいて素管先後端での圧下位置制御
量を決定して、バルジ幅が限界値内になるようにしてい
るので、素管先後端部でのバルジ増加に起因する形状不
良を防止すると共に、孔型ロール開度調整量を最適にし
て、素管先後端部での厚肉化を抑制し、クロップロス低
減による歩留り向上を図る。

【００１８】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

【００１９】この実施例は、図１に示されるように、第
１〜８スタンド２０Ａ〜２０Ｈの複数段の孔型ロールか
ら構成される延伸圧延機２０の第５及び第６スタンド２
０Ｅ、２０Ｆの出側にバルジ幅測定装置３２Ｅ、３２Ｆ
をそれぞれ設け、該バルジ幅測定装置３２Ｅ、３２Ｆの
測定値に基づき、制御装置３４により、バルジ幅が限界
値以下となるように、前記第５スタンド２０Ｅ及び第６
スタンド２０Ｆの、素管先後端の減肉を行うための孔型
ロール２６の圧下位置制御をするものである。図１の符
号３６はマンドレルバーを示す。

【００２０】前記バルジ幅測定装置３２Ｅ、３２Ｆは高
温の材料を非接触で幅測定できる光学式測定装置が望ま
しい。

【００２１】前記制御装置３４は、延伸圧延機２０によ
る圧延後に形状不良となる限界の第５及び第６スタンド
２０Ｅ、２０Ｆでのバルジ幅Ｂｍａｘ５及びＢｍａｘ６
が既知の値として記録され、これと、第ｉスタンドで管
先後端を減肉するために定常部に比べてロールギャップ
をΔＳｔｉだけ締め込んだ場合、前記バルジ幅測定装置
３２Ｅ、３２Ｆにおいて測定された素管先後端のバルジ
幅Ｂｔｉ、及び中空素管２４の定常部におけるバルジ幅
Ｂｍｉに基づき、次の（１）式によって、中空素管２４
先後端のバルジ幅Ｂｔｉが限界バルジ幅Ｂｍａｘｉ以下
となるような圧下位置制御量ΔＳｔ′ｉを求め、該求め
られた圧下位置制御量ΔＳｔ′ｉにより、第５スタンド
２０Ｅ及び第６スタンド２０Ｆの孔型ロール２６の圧下
位置を制御するようにされている（ａは定数）。

【００２２】 ΔＳｔ′ｉ＝ａ・（Ｂｍａｘｉ−Ｂｍｉ）／（Ｂｔｉ−Ｂｍｉ）・ΔＳｔｉ …（１）

【００２３】本発明者は、外径１５８ｍｍの０．３％炭
素鋼の中実素材を用いて、スタンド数８の延伸圧延機
で、外径１５８ｍｍ、肉厚４．５ｍｍの中空素管に延伸
圧延するにあたって、第５、第６スタンドに油圧圧下装
置を備え、又絞り圧延後の製品寸法を外径６０．５ｍ
ｍ、肉厚４．１ｍｍ、第５、第６スタンド出側での管先
後端の限界バルジ幅Ｂｍａｘｉ＝２１０ｍｍとして、前
記実施例方法及び装置で第５、第６スタンドの管先後端
の圧下位置制御量を決定し、延伸圧延をした。

【００２４】一方、比較法として、延伸圧延機の第５、
第６スタンドにおいて管先後端で最大２ｍｍの減肉とな
るよう圧下位置制御を行い、又従来法としては管先後端
の圧下位置制御をすることなく延伸圧延をした。

【００２５】その結果、図３に示されるように、本発明
方法による場合は、管先後端部でのバルジ増加に起因す
る形状不良、絞り圧延後の製品形状に関する不適合発生
率が、比較法の場合の９．５％に対して約１％と大幅に
低減できた。

【００２６】又、従来法と比較しても、管先後端での厚
肉化を抑制できたため、クロップロス低減により約２％
の歩留り向上を得ることができた。

【００２７】なお、上記実施例では、延伸圧延機２０の
第５及び第６スタンド２０Ｅ、２０Ｆの出側にバルジ幅
測定装置３２Ｅ、３２Ｆを設け、且つこれら第５、第６
スタンド２０Ｅ、２０Ｆを油圧圧下できるようにしたも
のであるが、本発明は、延伸圧延機のスタンド数及びバ
ルジ幅測定装置を設けるスタンドが、上記実施例に限定
されるものではない。

【００２８】

【発明の効果】本発明は上記のように構成したので、延
伸圧延機による中空素管先後端での素管形状不良を抑制
すると共に、絞り圧延時の先後端厚肉化を抑制して、製
品の歩留りを向上させることができるという優れた効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る鋼管の延伸圧延制御方法を実施す
るための延伸圧延機を示す模式図

【図２】図１のII−II線に沿う拡大断面図

【図３】本発明方法により延伸圧延した後にしたレデュ
ーサ素管を絞り圧延後の製品形状不適合発生率及びクロ
ップス率を比較法及び従来法と比較して示す線図

【図４】継目無し鋼管の延伸圧延方式の製造工程を示す
模式図

【符号の説明】

２０…延伸圧延機 ２０Ｅ…第５スタンド ２０Ｆ…第６スタンド ２４…中空素管 ２６…孔型ロール ２６Ａ…フランジ部 ２８…バルジ ３０…ギャップ ３２Ｅ、３２Ｆ…バルジ幅測定装置 ３４…制御装置 ３６…マンドレルバー

フロントページの続き (72)発明者 梅田 昌治 愛知県半田市川崎町一丁目１番地 川崎製 鉄株式会社知多製造所内 (72)発明者 木村 智充 愛知県半田市川崎町一丁目１番地 川崎製 鉄株式会社知多製造所内 (72)発明者 清水 哲雄 愛知県半田市川崎町一丁目１番地 川崎製 鉄株式会社知多製造所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マンドレルバーを挿入した中空素管を、孔
   型ロールを備えた複数のスタンドによって構成される連
   続延伸圧延機により延伸圧延を行う際に、後工程の絞り
   圧延機における管先後端部の厚肉化を抑制するために前
   記延伸圧延機で予め管の先後端部の肉厚を減肉するよう
   に圧下位置を制御する管の延伸圧延制御方法において、
   前記圧下位置制御を実施する延伸圧延機のスタンド出側
   で、前記管先後端部での圧下に伴う前記孔型ロールのフ
   ランジ部のギャップ間への材料の噛み出し量を測定し、
   この測定値に基づいて、前記噛み出し量が限界値以下に
   なるように管先後端部での圧下位置制御量を決定するこ
   とを特徴とする鋼管の延伸圧延制御方法。