JPH0871615A - マンドレルミルによる管圧延方法 - Google Patents
マンドレルミルによる管圧延方法Info
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- JPH0871615A JPH0871615A JP23418294A JP23418294A JPH0871615A JP H0871615 A JPH0871615 A JP H0871615A JP 23418294 A JP23418294 A JP 23418294A JP 23418294 A JP23418294 A JP 23418294A JP H0871615 A JPH0871615 A JP H0871615A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧延材の寸法精度を向上させるために、２ロ
ールスタンド列の入側に、２組の孔型ロール対の一方を
駆動する４ロールスタンドを配置した場合に問題となる
素管の噛み込み性を改善する。 【構成】 駆動ロール１ａ，１ａの孔型をパスセンター
から臨む角度φを１００〜１２０度とする。および／ま
たは、駆動ロール１ａ，１ａの公称ロール径ＤN1に対す
る非駆動ロール１ｂ，１ｂの公称ロールＤN2の比（ＤN2
／ＤN1）を0.９〜0.７とする。駆動ロール１ａ，１ａと
素管７の接触面積が増大する。
ールスタンド列の入側に、２組の孔型ロール対の一方を
駆動する４ロールスタンドを配置した場合に問題となる
素管の噛み込み性を改善する。 【構成】 駆動ロール１ａ，１ａの孔型をパスセンター
から臨む角度φを１００〜１２０度とする。および／ま
たは、駆動ロール１ａ，１ａの公称ロール径ＤN1に対す
る非駆動ロール１ｂ，１ｂの公称ロールＤN2の比（ＤN2
／ＤN1）を0.９〜0.７とする。駆動ロール１ａ，１ａと
素管７の接触面積が増大する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は継目無管、主に継目無鋼
管の製造に使用される管圧延方法に関し、更に詳しく
は、マンドレルミルを用いた管圧延方法、特に圧延材の
寸法精度を向上させるために、２ロールスタンド列の入
側に素管の外径を調整するための４ロールスタンドを配
置したマンドレルミルによる管圧延方法に関する。
管の製造に使用される管圧延方法に関し、更に詳しく
は、マンドレルミルを用いた管圧延方法、特に圧延材の
寸法精度を向上させるために、２ロールスタンド列の入
側に素管の外径を調整するための４ロールスタンドを配
置したマンドレルミルによる管圧延方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】継目無鋼管を製造する方法の一つとし
て、マンドレルミルを用いるものがある。この方法で
は、図１に示すように、丸鋼片１１を加熱炉１２で加熱
した後、穿孔機と呼ばれる粗圧延機１３により穿孔して
中空素管となす。引き続き中空素管を後続のマンドレル
ミル１４により延伸圧延して所定の肉厚に仕上げ、再加
熱後にレデューサーミル１５により外径を所定の寸法に
仕上げて、製品である継目無鋼管となす。延伸圧延後の
再加熱は省略する場合もある。
て、マンドレルミルを用いるものがある。この方法で
は、図１に示すように、丸鋼片１１を加熱炉１２で加熱
した後、穿孔機と呼ばれる粗圧延機１３により穿孔して
中空素管となす。引き続き中空素管を後続のマンドレル
ミル１４により延伸圧延して所定の肉厚に仕上げ、再加
熱後にレデューサーミル１５により外径を所定の寸法に
仕上げて、製品である継目無鋼管となす。延伸圧延後の
再加熱は省略する場合もある。
【０００３】ここでマンドレルミル１４は、パスライン
に沿って連続配置され、それぞれが一対の孔型ロールを
備えた４〜８基の２ロールスタンドにより構成される。
隣接するスタンド間では、それぞれの孔型ロールがパス
ラインに垂直な面内で圧下方向を９０°ずらせて交差配
置される。そして素管は、マンドレルバーが挿通された
状態で各スタンドの孔型ロール間を通過することにより
圧延される。
に沿って連続配置され、それぞれが一対の孔型ロールを
備えた４〜８基の２ロールスタンドにより構成される。
隣接するスタンド間では、それぞれの孔型ロールがパス
ラインに垂直な面内で圧下方向を９０°ずらせて交差配
置される。そして素管は、マンドレルバーが挿通された
状態で各スタンドの孔型ロール間を通過することにより
圧延される。
【０００４】このようなマンドレルミルを用いた管圧延
では、穿孔機が粗圧延材であるため、穿孔機で圧延され
た素管の寸法精度が悪く、素管の長手方向において外径
が変動する。特に、穿孔後の肉厚が薄い素管では、穿孔
圧延の最終段階において外径が大きくなる現象が発生す
る。穿孔機においてこのような素管の長手方向の外径変
動が生じると、その次の圧延機であるマンドレルミルに
おいても、圧延材の長手方向の寸法精度が悪化する。こ
の寸法精度の悪化は、マンドレルミルのスタンド数が少
ない場合に特に顕著であると言われている。
では、穿孔機が粗圧延材であるため、穿孔機で圧延され
た素管の寸法精度が悪く、素管の長手方向において外径
が変動する。特に、穿孔後の肉厚が薄い素管では、穿孔
圧延の最終段階において外径が大きくなる現象が発生す
る。穿孔機においてこのような素管の長手方向の外径変
動が生じると、その次の圧延機であるマンドレルミルに
おいても、圧延材の長手方向の寸法精度が悪化する。こ
の寸法精度の悪化は、マンドレルミルのスタンド数が少
ない場合に特に顕著であると言われている。
【０００５】このようなマンドレルミルでの圧延材の寸
法精度低下を抑えるために開発されたのが、２ロールス
タンド列の入側に外径調整用の４ロールスタンドを設置
したマンドレルミルであり、例えばInternatinal Tube
Association:Confernce pap-ers in Italy(1993.5.10)
"Revamping of Seamless Plant by Mini-MPM Technol-o
gy"に詳しく説明されている。そのミルの一例を図２，
３に示す。
法精度低下を抑えるために開発されたのが、２ロールス
タンド列の入側に外径調整用の４ロールスタンドを設置
したマンドレルミルであり、例えばInternatinal Tube
Association:Confernce pap-ers in Italy(1993.5.10)
"Revamping of Seamless Plant by Mini-MPM Technol-o
gy"に詳しく説明されている。そのミルの一例を図２，
３に示す。
【０００６】図２に示されたマンドレルミルは、スタン
ド列の最前段に１基の４ロールスタンド１を備える。４
ロールスタンド１の出側には４基の２ロールスタンド２
ａ〜２ｄが連続配置されている。２ロールスタンド２ａ
〜２ｄでは圧下方向が９０°ずつ順番にずれている。
ド列の最前段に１基の４ロールスタンド１を備える。４
ロールスタンド１の出側には４基の２ロールスタンド２
ａ〜２ｄが連続配置されている。２ロールスタンド２ａ
〜２ｄでは圧下方向が９０°ずつ順番にずれている。
【０００７】４ロールスタンド１は、図３に示されるよ
うに、圧下方向を直交させて組み合わせた２対の孔型ロ
ール１ａ，１ａおよび１ｂ，１ｂを有する。孔型ロール
１ａ，１ａおよび１ｂ，１ｂは、素管の外径を調整する
ために、独立した圧下機構３ａ，３ａおよび３ｂ，３ｂ
を備えている。また、２対の孔型ロールのうち、一方の
ロール対（ここでは孔型ロール１ａ，１ａ）は強制駆動
され、他方のロール対（ここでは孔型ロール１ｂ，１
ｂ）は非駆動とされている。駆動側ではモータ４の回転
が分配減速機５、シャフトドライブ６，６を介して孔型
ロール１ａ，１ａに伝えられる。
うに、圧下方向を直交させて組み合わせた２対の孔型ロ
ール１ａ，１ａおよび１ｂ，１ｂを有する。孔型ロール
１ａ，１ａおよび１ｂ，１ｂは、素管の外径を調整する
ために、独立した圧下機構３ａ，３ａおよび３ｂ，３ｂ
を備えている。また、２対の孔型ロールのうち、一方の
ロール対（ここでは孔型ロール１ａ，１ａ）は強制駆動
され、他方のロール対（ここでは孔型ロール１ｂ，１
ｂ）は非駆動とされている。駆動側ではモータ４の回転
が分配減速機５、シャフトドライブ６，６を介して孔型
ロール１ａ，１ａに伝えられる。
【０００８】穿孔機で製造された素管は、マンドレルが
挿通した状態で４ロールスタンド１を通り、引き続き２
ロールスタンド１ａ〜２ｄを通る。４ロールスタンド１
では素管の外径のみを若干減少させ、これによりその外
径を全長にわたって同一にする。こうして外径調整され
た素管が２ロールスタンド２ａ〜２ｄで減肉圧延され
る。
挿通した状態で４ロールスタンド１を通り、引き続き２
ロールスタンド１ａ〜２ｄを通る。４ロールスタンド１
では素管の外径のみを若干減少させ、これによりその外
径を全長にわたって同一にする。こうして外径調整され
た素管が２ロールスタンド２ａ〜２ｄで減肉圧延され
る。
【０００９】ここで、素管の外径調整に図３のような４
ロールスタンドが使用される理由について説明する。
ロールスタンドが使用される理由について説明する。
【００１０】素管の外径を減少させるスタンドでのロー
ル数については２個、３個、４個、５個以上が考えられ
る。ロール数が５個以上の場合は設備が複雑になるため
存在しない。３個のロールの場合は、ロールを駆動し、
なお且つ外径調整のためのロール圧下調整機構を付ける
と、設備が複雑となるので、採用されない。また、２個
のロールの場合には、平均外径の減少率を大きく取れな
いため、穿孔機で発生する外径変動を抑えきれない。２
個のロールの場合、素管の２方向からの圧下になり、圧
下方向とは９０度異なる方向に素管が張り出して逃げる
ため、大きな圧下を加えても平均外径は小さくならな
い。従って、４ロールスタンドが使われる。
ル数については２個、３個、４個、５個以上が考えられ
る。ロール数が５個以上の場合は設備が複雑になるため
存在しない。３個のロールの場合は、ロールを駆動し、
なお且つ外径調整のためのロール圧下調整機構を付ける
と、設備が複雑となるので、採用されない。また、２個
のロールの場合には、平均外径の減少率を大きく取れな
いため、穿孔機で発生する外径変動を抑えきれない。２
個のロールの場合、素管の２方向からの圧下になり、圧
下方向とは９０度異なる方向に素管が張り出して逃げる
ため、大きな圧下を加えても平均外径は小さくならな
い。従って、４ロールスタンドが使われる。
【００１１】また、このような４ロールスタンドでは、
一方のロール対のみ駆動し、他方のロール対は非駆動と
するのが一般的である。それは設備上４個のロールとも
駆動を行うには構造が非常に複雑になり、かつ、高圧延
荷重には耐えられないという問題点があるためである。
さらに、このようなスタンドでは素管の外径を減少させ
るだけで、肉厚の圧下は行わない。肉厚の圧下を行うた
めには、モータ容量も大きなものが必要となり、そのた
め設備費が高価になる。従って、このようなスタンドで
は一方のロール対のみ駆動し、且つ素管の外径のみ減少
させるのが一般的である。
一方のロール対のみ駆動し、他方のロール対は非駆動と
するのが一般的である。それは設備上４個のロールとも
駆動を行うには構造が非常に複雑になり、かつ、高圧延
荷重には耐えられないという問題点があるためである。
さらに、このようなスタンドでは素管の外径を減少させ
るだけで、肉厚の圧下は行わない。肉厚の圧下を行うた
めには、モータ容量も大きなものが必要となり、そのた
め設備費が高価になる。従って、このようなスタンドで
は一方のロール対のみ駆動し、且つ素管の外径のみ減少
させるのが一般的である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、４ロー
ルスタンドにおいて、２組の孔型ロール対のうちの一方
を駆動し、他方を非駆動とした場合は、両方を駆動した
場合に比べて素管の噛み込み性が著しく悪化する。圧延
材の寸法精度を向上させるために、４ロールスタンドを
併用した前述のマンドレルミルでは、その４ロールスタ
ンドがスタンド列の最前段に配置されるので、その噛み
込み性の悪化が問題になる。従って、そのマンドレルミ
ルによる管圧延では、素管の噛み込み性を改善すること
が必要になる。
ルスタンドにおいて、２組の孔型ロール対のうちの一方
を駆動し、他方を非駆動とした場合は、両方を駆動した
場合に比べて素管の噛み込み性が著しく悪化する。圧延
材の寸法精度を向上させるために、４ロールスタンドを
併用した前述のマンドレルミルでは、その４ロールスタ
ンドがスタンド列の最前段に配置されるので、その噛み
込み性の悪化が問題になる。従って、そのマンドレルミ
ルによる管圧延では、素管の噛み込み性を改善すること
が必要になる。
【００１３】また、穿孔機によって製造された素管は、
外面の真円度が悪い。一般には楕円率が１％程度の楕円
形状となるのが普通である。このような素管が４ロール
スタンドに進入する際、その楕円の長径方向が非駆動ロ
ール対の圧下方向に一致すると、素管が駆動ロールと接
触する前に非駆動ロールと接触するため、ロール間に噛
み込まれない。従って、前述のマンドレルミルによる管
圧延では、このような素管の楕円に対しても噛み込み性
を損なわない方法の開発が必要になる。
外面の真円度が悪い。一般には楕円率が１％程度の楕円
形状となるのが普通である。このような素管が４ロール
スタンドに進入する際、その楕円の長径方向が非駆動ロ
ール対の圧下方向に一致すると、素管が駆動ロールと接
触する前に非駆動ロールと接触するため、ロール間に噛
み込まれない。従って、前述のマンドレルミルによる管
圧延では、このような素管の楕円に対しても噛み込み性
を損なわない方法の開発が必要になる。
【００１４】このように、圧延材の寸法精度を向上させ
るために２ロールスタンド列の入側に４ロールスタンド
を配置して行う管圧延では、その４ロールスタンドがス
タンド列の最前段に位置すること、２組の孔型ロール対
のうちの一方のみを駆動すること、更にはミルに供給さ
れる素管が楕円化していることなどに起因して、素管の
噛み込み性の悪さが大きな問題になっている。
るために２ロールスタンド列の入側に４ロールスタンド
を配置して行う管圧延では、その４ロールスタンドがス
タンド列の最前段に位置すること、２組の孔型ロール対
のうちの一方のみを駆動すること、更にはミルに供給さ
れる素管が楕円化していることなどに起因して、素管の
噛み込み性の悪さが大きな問題になっている。
【００１５】本発明の目的は、圧延材の寸法精度を向上
させるために、一対の孔型ロール対のみが駆動される４
ロールスタンドをスタンド列の最前段に配置したマンド
レルミルを使用するにもかかわらず、素管の噛み込み性
に優れる管圧延方法を提供することにある。
させるために、一対の孔型ロール対のみが駆動される４
ロールスタンドをスタンド列の最前段に配置したマンド
レルミルを使用するにもかかわらず、素管の噛み込み性
に優れる管圧延方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は、圧下方向を直
交させて組み合わせた２組の孔型ロール対を備え、その
全ロールに圧下機構を設け、２組の孔型ロールのうちの
一方を駆動し他方を非駆動とした４ロールスタンドを２
ロールスタンド側の入側に配置し、マンドレルバーを挿
通した状態で素管をこれらのスタンドに通し、４ロール
スタンドで素管の外径を調整した後、２ロールスタンド
列でその素管の肉厚を減少させる管圧延方法を対象とす
る。
交させて組み合わせた２組の孔型ロール対を備え、その
全ロールに圧下機構を設け、２組の孔型ロールのうちの
一方を駆動し他方を非駆動とした４ロールスタンドを２
ロールスタンド側の入側に配置し、マンドレルバーを挿
通した状態で素管をこれらのスタンドに通し、４ロール
スタンドで素管の外径を調整した後、２ロールスタンド
列でその素管の肉厚を減少させる管圧延方法を対象とす
る。
【００１７】このような管圧延において、その４ロール
スタンドでの素管の噛み込み性を良くするには、非駆動
ロールと素管の接触面積より、駆動ロールと素管の接触
面積を大きくすることが有効である。この考えに立って
開発されたのが本発明の管圧延方法である。その管圧延
方法は次の２つである。
スタンドでの素管の噛み込み性を良くするには、非駆動
ロールと素管の接触面積より、駆動ロールと素管の接触
面積を大きくすることが有効である。この考えに立って
開発されたのが本発明の管圧延方法である。その管圧延
方法は次の２つである。
【００１８】第１の管圧延方法は、駆動ロールの各孔型
をパスセンターから臨む角度φが１００〜１２０度であ
る４ロールスタンドを使用するものである。
をパスセンターから臨む角度φが１００〜１２０度であ
る４ロールスタンドを使用するものである。
【００１９】第２の管圧延方法は、駆動ロールの公称ロ
ール径ＤN1に対する非駆動ロールの公称ロール径ＤN2の
比（ＤN2／ＤN1）が0.９〜0.７である４ロールスタンド
を使用するものである。
ール径ＤN1に対する非駆動ロールの公称ロール径ＤN2の
比（ＤN2／ＤN1）が0.９〜0.７である４ロールスタンド
を使用するものである。
【００２０】
【作用】第１の管圧延方法に使用される４ロールスタン
ドの特徴点と、第２の管圧延方法に使用される４ロール
スタンドの特徴点とを兼ね備えた４ロールスタンドを図
４に示す。以下の説明では、第１の管圧延方法に使用さ
れる４ロールスタンドを第１の４ロールスタンドと称
し、第２の管圧延方法に使用される４ロールスタンドを
第２の４ロールスタンドと称す。また、図中、１ａ，１
ａは駆動ロール、１ｂ，１ｂは非駆動ロール、７は素
管、８はマンドレルバーである。
ドの特徴点と、第２の管圧延方法に使用される４ロール
スタンドの特徴点とを兼ね備えた４ロールスタンドを図
４に示す。以下の説明では、第１の管圧延方法に使用さ
れる４ロールスタンドを第１の４ロールスタンドと称
し、第２の管圧延方法に使用される４ロールスタンドを
第２の４ロールスタンドと称す。また、図中、１ａ，１
ａは駆動ロール、１ｂ，１ｂは非駆動ロール、７は素
管、８はマンドレルバーである。
【００２１】４ロールスタンドでの噛み込み性は、駆動
ロールの孔型をパスセンターから臨む角度（図４にφで
示す角度）によって大きく影響される。この角度φが大
きければ大きいほど素管と駆動ロールの接触面積が大き
くなり、噛み込み性は良くなる。そのため、この角度φ
は９０度（３６０度／４）を超えることが必要である。
しかし、実際にはバラツキを考慮して１００度以上が必
要である。従って、第１の４ロールスタンドでは、この
角度を１００度以上とした。
ロールの孔型をパスセンターから臨む角度（図４にφで
示す角度）によって大きく影響される。この角度φが大
きければ大きいほど素管と駆動ロールの接触面積が大き
くなり、噛み込み性は良くなる。そのため、この角度φ
は９０度（３６０度／４）を超えることが必要である。
しかし、実際にはバラツキを考慮して１００度以上が必
要である。従って、第１の４ロールスタンドでは、この
角度を１００度以上とした。
【００２２】駆動ロールの孔型をパスセンターから臨む
角度φが１００度以上である第１の４ロールスタンドで
は、次のような圧延が行われる。
角度φが１００度以上である第１の４ロールスタンドで
は、次のような圧延が行われる。
【００２３】素管は図４（Ａ）に示すように長方形に近
い形に変形する。これは４ロールスタンドではロール数
が増大したことにより個々のロール幅が狭くなり、その
結果ロールとロールの間から材料がはみ出す噛み出しと
呼ばれる現象が問題となることから、パスセンターから
孔型ロールのフランジ部までの距離Ｒｆが、進入してく
る素管の外径Ｒｓより大きくされ、フランジ部では外径
の減少が全く行われないからである。
い形に変形する。これは４ロールスタンドではロール数
が増大したことにより個々のロール幅が狭くなり、その
結果ロールとロールの間から材料がはみ出す噛み出しと
呼ばれる現象が問題となることから、パスセンターから
孔型ロールのフランジ部までの距離Ｒｆが、進入してく
る素管の外径Ｒｓより大きくされ、フランジ部では外径
の減少が全く行われないからである。
【００２４】このような状況下で素管の外径を減少させ
るために、パスセンターから孔型ロールの溝底部までの
距離Ｒｍが、素管の外半径Ｒｓより小さくされる。ただ
し、素管の内側にはマンドレルバーが挿入されているの
で、マンドレルバーの外半径Ｒｂと素管の肉厚Ｔｓを加
えたもの（Ｒｂ＋Ｔｓ）より、前記距離Ｒｍは大きくす
る必要がある。（Ｒｂ＋Ｔｓ）よりＲｍが小さい場合に
は素管に減肉加工が加わり、スタンドの強度やモーター
パワーを増強しなければならないので、設備コストが高
くつく。４ロールスタンドでは、素管の外径のみを減少
させ肉厚を減少させないことも重要である。
るために、パスセンターから孔型ロールの溝底部までの
距離Ｒｍが、素管の外半径Ｒｓより小さくされる。ただ
し、素管の内側にはマンドレルバーが挿入されているの
で、マンドレルバーの外半径Ｒｂと素管の肉厚Ｔｓを加
えたもの（Ｒｂ＋Ｔｓ）より、前記距離Ｒｍは大きくす
る必要がある。（Ｒｂ＋Ｔｓ）よりＲｍが小さい場合に
は素管に減肉加工が加わり、スタンドの強度やモーター
パワーを増強しなければならないので、設備コストが高
くつく。４ロールスタンドでは、素管の外径のみを減少
させ肉厚を減少させないことも重要である。
【００２５】一方、駆動ロールの孔型をパスセンターか
ら臨む角度φについては、次のような理由から上限も存
在する。図５でもってその上限を説明する。
ら臨む角度φについては、次のような理由から上限も存
在する。図５でもってその上限を説明する。
【００２６】４ロールスタンドでの外径減少率は、外径
調整効果を高めるため、出来るだけ大きくすることが望
ましい。そのため、パスセンターから駆動ロールの溝底
部までの距離Ｒｍは、マンドレルバーの外半径Ｒｂと素
管の肉厚Ｔｓを加えた値（Ｒｂ＋Ｔｓ）に近いものが採
用される。また、パスセンターから非駆動ロールの溝底
部までの距離Ｒｍ′についても、Ｒｍと同じまで小さく
することが、大きな外径減少率を確保するために必要と
なる。その場合に、パスセンターからフランジ部までの
距離Ｒｆを確保しながら、Ｒｍ′を最小とするには、図
５のように非駆動ロールを直線の孔型形状とする必要が
ある。このとき、 Ｒｍ′＝Ｒｆ×Ｓｉｍ（φ／２） φ＝２×Ｓｉｎ-1（Ｒｍ′／Ｒｆ） が成立する。また、圧延後の平均外径は（Ｒｆ＋Ｒｍ）
／２となる。但し、Ｒｍ＝Ｒｍ′の場合である。
調整効果を高めるため、出来るだけ大きくすることが望
ましい。そのため、パスセンターから駆動ロールの溝底
部までの距離Ｒｍは、マンドレルバーの外半径Ｒｂと素
管の肉厚Ｔｓを加えた値（Ｒｂ＋Ｔｓ）に近いものが採
用される。また、パスセンターから非駆動ロールの溝底
部までの距離Ｒｍ′についても、Ｒｍと同じまで小さく
することが、大きな外径減少率を確保するために必要と
なる。その場合に、パスセンターからフランジ部までの
距離Ｒｆを確保しながら、Ｒｍ′を最小とするには、図
５のように非駆動ロールを直線の孔型形状とする必要が
ある。このとき、 Ｒｍ′＝Ｒｆ×Ｓｉｍ（φ／２） φ＝２×Ｓｉｎ-1（Ｒｍ′／Ｒｆ） が成立する。また、圧延後の平均外径は（Ｒｆ＋Ｒｍ）
／２となる。但し、Ｒｍ＝Ｒｍ′の場合である。
【００２７】そして、このとき、すなわちＲｍ′が最小
のときの外径減少率は 〔２×Ｒｓ−（Ｒｆ＋Ｒｍ）〕／（２×Ｒｓ） で表わされる。これは最小外径減少率である。この最小
外径減少率を５％とし、パスセンターからフランジ部ま
での距離Ｒｆを素管の外半径Ｒｓと同じにすると、φ≒
１２８度となる。これが角度φの上限であり、バラツキ
を考えると角度φは１２０度まで許容される。角度φと
して更に大きな値を採用した場合には、非駆動ロールの
孔型が直線を超えて逆曲率になり、圧延された素管が凹
形状となるために、続く２ロールスタンドでの圧延に支
障をきたす。
のときの外径減少率は 〔２×Ｒｓ−（Ｒｆ＋Ｒｍ）〕／（２×Ｒｓ） で表わされる。これは最小外径減少率である。この最小
外径減少率を５％とし、パスセンターからフランジ部ま
での距離Ｒｆを素管の外半径Ｒｓと同じにすると、φ≒
１２８度となる。これが角度φの上限であり、バラツキ
を考えると角度φは１２０度まで許容される。角度φと
して更に大きな値を採用した場合には、非駆動ロールの
孔型が直線を超えて逆曲率になり、圧延された素管が凹
形状となるために、続く２ロールスタンドでの圧延に支
障をきたす。
【００２８】よって、第１の４ロールスタンドでは、駆
動ロールの孔型をパスセンターから臨む角度φを１００
〜１２０度とした。
動ロールの孔型をパスセンターから臨む角度φを１００
〜１２０度とした。
【００２９】次に、第２の４ロールスタンドで駆動ロー
ルの公称ロール径ＤN1に対する非駆動ロール対の公称ロ
ール径ＤN2の比（ＤN2／ＤN1）を0.９〜0.７とした理由
について説明する。
ルの公称ロール径ＤN1に対する非駆動ロール対の公称ロ
ール径ＤN2の比（ＤN2／ＤN1）を0.９〜0.７とした理由
について説明する。
【００３０】マンドレルミルに装備される孔型ロールス
タンドでは、４ロールスタンドを含め、ロール径が図９
に示される公称ロール径ＤN で表わされる。公称ロール
径ＤN を大きくすると、素管と孔型ロールの接触長が、
圧延方向について長くなる。従って、第２の４ロールス
タンドでは、駆動ロールの公称ロール径ＤN1を非駆動ロ
ールの公称径ＤN2より大きくする。具体的には、ＤN1に
対するＮD1の比（ＤN2／ＤN1）で表わして0.９以下とす
る。この比が0.９を超える場合には、駆動ロールの孔型
をパスセンターから臨む角度φが９０度の場合に、素管
の噛み込み性が改善されない。
タンドでは、４ロールスタンドを含め、ロール径が図９
に示される公称ロール径ＤN で表わされる。公称ロール
径ＤN を大きくすると、素管と孔型ロールの接触長が、
圧延方向について長くなる。従って、第２の４ロールス
タンドでは、駆動ロールの公称ロール径ＤN1を非駆動ロ
ールの公称径ＤN2より大きくする。具体的には、ＤN1に
対するＮD1の比（ＤN2／ＤN1）で表わして0.９以下とす
る。この比が0.９を超える場合には、駆動ロールの孔型
をパスセンターから臨む角度φが９０度の場合に、素管
の噛み込み性が改善されない。
【００３１】穿孔機で製造された素管の外面が楕円であ
る場合を図４（Ｂ）に示す。Ｄ0 は短径、Ｄ1 は長径で
ある。この図では素管の楕円が誇張して示されている。
その楕円は通常楕円率〔２×（Ｄ1 −Ｄ0 ）／（Ｄ1 ＋
Ｄ0 ）〕で１％程度である。図のように駆動ロールを非
駆動ロールより大径としておくと、楕円の長径方向が非
駆動ロール１ｂ，１ｂの圧下方向に一致した場合にも、
圧延開始時に非駆動ロール１ｂ，１ｂよりも先に駆動ロ
ール１ａ，１ａを素管６に接触させることができる。Ｄ
N2／ＤN1が0.９以下であれば、通常の楕円が生じた素管
なら、その楕円の長径方向が非駆動ロールの圧下方向に
一致しても、素管が駆動ロールの方に先に接触し、問題
のない噛み込みが行われる。
る場合を図４（Ｂ）に示す。Ｄ0 は短径、Ｄ1 は長径で
ある。この図では素管の楕円が誇張して示されている。
その楕円は通常楕円率〔２×（Ｄ1 −Ｄ0 ）／（Ｄ1 ＋
Ｄ0 ）〕で１％程度である。図のように駆動ロールを非
駆動ロールより大径としておくと、楕円の長径方向が非
駆動ロール１ｂ，１ｂの圧下方向に一致した場合にも、
圧延開始時に非駆動ロール１ｂ，１ｂよりも先に駆動ロ
ール１ａ，１ａを素管６に接触させることができる。Ｄ
N2／ＤN1が0.９以下であれば、通常の楕円が生じた素管
なら、その楕円の長径方向が非駆動ロールの圧下方向に
一致しても、素管が駆動ロールの方に先に接触し、問題
のない噛み込みが行われる。
【００３２】しかし、ＤN2／ＤN1が小さすぎることは問
題である。非駆動ロールの公称ロール径ＤN2を小さくす
ることにより、ＤN2／ＤN1は小さくなるが、そのロール
の強度が低下する。そのため、通常は駆動ロールの公称
ロール径ＤN1を大きくすることで、ＤN2／ＤN1を小さく
する。しかし、駆動ロールの大径化は設備費を高くする
原因になる。そのため、駆動ロールをいくらでも大径に
できるというわけではなく、ＤN2／ＤN1で0.７が限度と
なる。従って、第２の４ロールスタンドでは、ＤN2／Ｄ
N1を0.９以下で且つ0.７以上とした。
題である。非駆動ロールの公称ロール径ＤN2を小さくす
ることにより、ＤN2／ＤN1は小さくなるが、そのロール
の強度が低下する。そのため、通常は駆動ロールの公称
ロール径ＤN1を大きくすることで、ＤN2／ＤN1を小さく
する。しかし、駆動ロールの大径化は設備費を高くする
原因になる。そのため、駆動ロールをいくらでも大径に
できるというわけではなく、ＤN2／ＤN1で0.７が限度と
なる。従って、第２の４ロールスタンドでは、ＤN2／Ｄ
N1を0.９以下で且つ0.７以上とした。
【００３３】第１の４ロールスタンドと第２の４ロール
スタンドは基本的には独立するものであるが、図４のよ
うにそれぞれの特徴点を兼ね備えた４ロールスタンドを
用いることが望ましい。楕円化した素管の長径方向が非
駆動ロールの圧下方向に一致する場合にその素管を確実
に噛み込む効果は、第２の４ロールスタンドでのみ得ら
れる。
スタンドは基本的には独立するものであるが、図４のよ
うにそれぞれの特徴点を兼ね備えた４ロールスタンドを
用いることが望ましい。楕円化した素管の長径方向が非
駆動ロールの圧下方向に一致する場合にその素管を確実
に噛み込む効果は、第２の４ロールスタンドでのみ得ら
れる。
【００３４】なお、図３に示された４ロールスタンド
は、駆動ロールの孔型をパスセンターから臨む角度φが
１００〜１２０度であり、本発明の管圧延方法に使用さ
れるものである。
は、駆動ロールの孔型をパスセンターから臨む角度φが
１００〜１２０度であり、本発明の管圧延方法に使用さ
れるものである。
【００３５】
【実施例】以下に本発明の実施例を示し、比較例と対比
させることにより、本発明の効果を明らかにする。
させることにより、本発明の効果を明らかにする。
【００３６】図３に示された４ロールスタンドを用い、
素管の噛み込み性等を調査した。素管の寸法は外径１８
４ｍｍ×肉厚１５ｍｍ、使用したマンドレルバーの外径
は１４３ｍｍ、４ロールスタンド通過後の素管平均外径
は１７５ｍｍである。孔型ロールについては、駆動ロー
ルおよび非駆動ロールの各孔型をパスセンターから臨む
角度を種々変更すると共に、駆動ロールの公称ロール径
ＤN1を種々変更した。なお、非駆動ロールの公称ロール
径ＤN2は４００ｍｍ（一定）とした。調査結果を表１に
示す。
素管の噛み込み性等を調査した。素管の寸法は外径１８
４ｍｍ×肉厚１５ｍｍ、使用したマンドレルバーの外径
は１４３ｍｍ、４ロールスタンド通過後の素管平均外径
は１７５ｍｍである。孔型ロールについては、駆動ロー
ルおよび非駆動ロールの各孔型をパスセンターから臨む
角度を種々変更すると共に、駆動ロールの公称ロール径
ＤN1を種々変更した。なお、非駆動ロールの公称ロール
径ＤN2は４００ｍｍ（一定）とした。調査結果を表１に
示す。
【００３７】
【表１】
【００３８】No. １〜５は駆動ロールの公称ロールＤN1
に対する非駆動ロールの公称ロール径ＤN2の比（ＤN2／
ＤN1）が1.０の場合である。駆動ロールの孔型をパスセ
ンターから臨む角度φが９０度の場合（No. １）は、噛
み込み性が良くない。角度φが１００度、１１０度、１
２０度、１３０度の場合（No. ２，３，４，５）は、２
組の駆動ロール対のうちの一方のみを駆動するにもかか
わらず、噛み込み性が良好である。ただし、角度φが１
３０度の場合（No. ５）は、圧延された素管の非駆動ロ
ールで圧下された面が凹形状となった。
に対する非駆動ロールの公称ロール径ＤN2の比（ＤN2／
ＤN1）が1.０の場合である。駆動ロールの孔型をパスセ
ンターから臨む角度φが９０度の場合（No. １）は、噛
み込み性が良くない。角度φが１００度、１１０度、１
２０度、１３０度の場合（No. ２，３，４，５）は、２
組の駆動ロール対のうちの一方のみを駆動するにもかか
わらず、噛み込み性が良好である。ただし、角度φが１
３０度の場合（No. ５）は、圧延された素管の非駆動ロ
ールで圧下された面が凹形状となった。
【００３９】No. ６〜１０，１１〜１５，１６〜２０
は、ＤN2／ＤN1が0.９，0.８，0.７の場合である。角度
φが９０度の場合（No. ６，１１，１６）も、良好な噛
み込み性が得られた。ただし、角度φが１３０度の場合
（No. １０，１５，２０）は、非駆動ロールで圧下され
た面が凹形状となった。
は、ＤN2／ＤN1が0.９，0.８，0.７の場合である。角度
φが９０度の場合（No. ６，１１，１６）も、良好な噛
み込み性が得られた。ただし、角度φが１３０度の場合
（No. １０，１５，２０）は、非駆動ロールで圧下され
た面が凹形状となった。
【００４０】No. ２１〜２５はＤN2／ＤN1が0.６の場合
である。角度φにかかわらず、噛み込み性は良好である
が、駆動ロールが極端に大径となり、その製作コストが
非常に高くなる。角度φが１３０度の場合（No. ２５）
は、圧延後の素管に凹形状も生じた。
である。角度φにかかわらず、噛み込み性は良好である
が、駆動ロールが極端に大径となり、その製作コストが
非常に高くなる。角度φが１３０度の場合（No. ２５）
は、圧延後の素管に凹形状も生じた。
【００４１】
【発明の効果】以上に説明した通り、本発明の管圧延方
法は、圧延材の寸法精度向上のために、２ロールスタン
ド列の入側に４ロールスタンドを配置したマンドレルミ
ルを用いるので、圧延材の寸法精度に優れる。４ロール
スタンドでは設備費削減等のために２組の孔型ロール対
のうちの一方のみを駆動するので、経済性に優れる。そ
して、一方の孔型ロール対のみを駆動するにもかかわら
ず、素管の噛み込み性が良好であり、安定な操業を保証
し得る。
法は、圧延材の寸法精度向上のために、２ロールスタン
ド列の入側に４ロールスタンドを配置したマンドレルミ
ルを用いるので、圧延材の寸法精度に優れる。４ロール
スタンドでは設備費削減等のために２組の孔型ロール対
のうちの一方のみを駆動するので、経済性に優れる。そ
して、一方の孔型ロール対のみを駆動するにもかかわら
ず、素管の噛み込み性が良好であり、安定な操業を保証
し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】マンドレルミルを用いた管圧延方法を示す模式
図である。
図である。
【図２】２ロールスタンド列の入側に４ロールスタンド
を配置したマンドレルミルの構成例を示す側面図であ
る。
を配置したマンドレルミルの構成例を示す側面図であ
る。
【図３】４ロールスタンドの構成例を示す正面図であ
る。
る。
【図４】４ロールスタンドでの圧延状況を示す正面図
（Ａ）および断面図（Ｂ）である。
（Ａ）および断面図（Ｂ）である。
【図５】４ロールスタンドでの孔型形状を示す正面図で
ある。
ある。
１ ４ロールスタンド １ａ 駆動ロール １ｂ 非駆動ロール ２ａ〜２ｄ ２ロールスタンド ３ａ，３ｂ 圧下機構 ４ モータ ７ 素管 ８ マンドレルバー
Claims (2)
- 【請求項１】 圧下方向を直交させて組み合わせた２組
の孔型ロール対を備え、その全ロールに圧下機構を設
け、２組の孔型ロールのうちの一方を駆動し他方を非駆
動とした４ロールスタンドを２ロールスタンド列の入側
に配置し、マンドレルバーを挿通した状態で素管をこれ
らのスタンドに通し、４ロールスタンドで素管の外径を
調整した後、２ロールスタンド列でその素管の肉厚を減
少させる管圧延方法において、 駆動ロールの各孔型をパスセンターから臨む角度φが１
００〜１２０度である４ロールスタンドを使用すること
を特徴とするマンドレルミルによる管圧延方法。 - 【請求項２】 圧下方向を直交させて組み合わせた２組
の孔型ロール対を備え、その全ロールに圧下機構を設
け、２組の孔型ロールのうちの一方を駆動し他方を非駆
動とした４ロールスタンドを２ロールスタンド側の入側
に配置し、マンドレルバーを挿通した状態で素管をこれ
らのスタンドに通し、４ロールスタンドで素管の外径を
調整した後、２ロールスタンド列でその素管の肉厚を減
少させる管圧延方法において、 駆動ロールの公称ロール径ＤN1に対する非駆動ロールの
公称ロール径ＤN2の比（ＤN2／ＤN1）が0.９〜0.７であ
る４ロールスタンドを使用することを特徴とするマンド
レルミルによる管圧延方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6234182A JP3064822B2 (ja) | 1994-09-02 | 1994-09-02 | マンドレルミルによる管圧延方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6234182A JP3064822B2 (ja) | 1994-09-02 | 1994-09-02 | マンドレルミルによる管圧延方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0871615A true JPH0871615A (ja) | 1996-03-19 |
| JP3064822B2 JP3064822B2 (ja) | 2000-07-12 |
Family
ID=16966967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6234182A Expired - Fee Related JP3064822B2 (ja) | 1994-09-02 | 1994-09-02 | マンドレルミルによる管圧延方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3064822B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008050627A1 (fr) * | 2006-10-16 | 2008-05-02 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Laminoir continu et processus de fabrication de tube sans soudure |
| CN103785686A (zh) * | 2013-12-19 | 2014-05-14 | 太原磬泓机电设备有限公司 | 一种二辊四机架连轧机组 |
-
1994
- 1994-09-02 JP JP6234182A patent/JP3064822B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008050627A1 (fr) * | 2006-10-16 | 2008-05-02 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Laminoir continu et processus de fabrication de tube sans soudure |
| JP4873012B2 (ja) * | 2006-10-16 | 2012-02-08 | 住友金属工業株式会社 | マンドレルミル及び継目無管の製造方法 |
| US8122749B2 (en) | 2006-10-16 | 2012-02-28 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Mandrel mill and process for manufacturing a seamless pipe |
| CN103785686A (zh) * | 2013-12-19 | 2014-05-14 | 太原磬泓机电设备有限公司 | 一种二辊四机架连轧机组 |
| CN103785686B (zh) * | 2013-12-19 | 2015-11-18 | 太原磬泓机电设备有限公司 | 一种二辊四机架连轧机组 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3064822B2 (ja) | 2000-07-12 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |