JPH10328722A - 継目無鋼管の延伸圧延制御方法 - Google Patents

継目無鋼管の延伸圧延制御方法

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JPH10328722A
JPH10328722A JP9144114A JP14411497A JPH10328722A JP H10328722 A JPH10328722 A JP H10328722A JP 9144114 A JP9144114 A JP 9144114A JP 14411497 A JP14411497 A JP 14411497A JP H10328722 A JPH10328722 A JP H10328722A
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JP
Japan
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rolling
rear end
thickness
tube
elongation
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JP9144114A
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English (en)
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Tomohito Koseki
智史 小関
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】継目無鋼管を製造するにあたり、絞り圧延後の
素管の先端部及び後端部の肉厚が均一化するように、延
伸圧延工程で素管の先端部及び後端部の減肉を行う場合
の圧下制御技術を提供する。 【解決手段】延伸圧延工程で素管の先端部及び後端部圧
下位置を制御する際に、絞り圧延後の素管の先端部及び
後端部の肉厚分布を均一化するために、絞り圧延におけ
る増肉分を相殺するように、圧下制御量ΔS=a・(D
s/Dt)b のパターンで圧下制御を行う。ただしDs
は延伸圧延後の素管外径、Dtは絞り圧延後の素管外
径、a、bは定数である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、継目無鋼素管の延
伸圧延制御方法に関し、継目無鋼素管を製造する場合
に、延伸圧延での素管の先端部及び後端部の肉厚を減肉
するよう圧下位置を制御し、絞り圧延後の素管の先端部
及び後端部の長手方向肉厚が均一な素管を製造する技術
に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に小径の継目無鋼素管の製造には、
生産性及び寸法精度が優れたマンドレルミル圧延方式が
採用されている。図5にマンドレルミル圧延方式におけ
る一般的な製造工程を示す。回転式加熱炉1で加熱され
たビレット6はピアサー2でピアサーロール9とプラグ
7を用いて穿孔され素管8となる。次いで、マンドレル
ミル3において、マンドレルバー12を装着した素管1
1は多数のマンドレルロール10によって延伸圧延され
減肉される。次いで、素管11は再加熱炉4で再加熱さ
れ、ストレッチレデューサ5で絞り圧延され次の工程に
送られる。
【0003】上記のマンドレルミル圧延方式における一
般的な製造工程では、絞り圧延機5(ホットストレッチ
レデューサ)の圧延の際、素管の先端部及び後端部はス
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
御できない非定常な圧延となる。このため、素管の先端
部及び後端部は張力が付加される定常部に比べて肉厚が
比較的厚くなる。この時、素管の先端部及び後端部の肉
厚が製品に対して要求される肉厚公差を外れる場合は、
その部分をクロップとして切断除去しなければならない
ので、歩止低下の一因となっている。
【0004】このような絞り圧延後の素管の先端部及び
後端部の厚肉化を防止するために、あらかじめ絞り圧延
前の素管の先端部及び後端部の肉厚を上工程の延伸圧延
工程(マンドレルミル3)で定常部の肉厚に比べて減肉
しておくことが考えられている。例えば、特公昭51−
43825号公報ではマンドレルミルの2スタンドで従
来のモーターによるロール圧下装置に比べて応答の早い
油圧によるロール圧下装置を導入し、素管の先端部及び
後端部での肉厚が定常部に比べて薄くなるようなロール
圧下制御を行う技術が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、素管の先端
部及び後端部の肉厚を均一化するために、延伸圧延工程
(マンドレルミル)でどのような圧下制御パターンを実
施すればよいかということについては触れておらず、素
管の先端部及び後端部の増肉抑制が不十分になる可能性
がある。
【0006】また、延伸圧延工程で前記ロール圧下制御
を実施する場合、マンドレルミルの各スタンドのマスフ
ローが変化するため、それに伴う張力変動により延伸圧
延時の素管形状不良発生を招くことが懸念される。ま
た、延伸圧延工程での上記ロール圧下制御では、実際に
はマンドレルバーの潤滑剤塗布状態や摩耗状態が肉厚に
影響を及ぼし、肉厚変動が生じる。
【0007】本発明は、これらの問題点を解決した延伸
圧延工程の圧下制御技術を提供することを目的とする。
すなわち、継目無鋼素管を製造するにあたり、延伸圧延
工程(マンドレルミル)での素管の先端部及び後端部の
肉厚を定常部肉厚に対して減肉するよう圧下位置を制御
する際に、 (a)絞り圧延後の素管の先端部及び後端部の肉厚を均
一化するように延伸圧延工程で素管の先端部及び後端部
の減肉を行うこと (b)延伸圧延工程におけるマンドレルミルのスタンド
間で、素管の形状不良を招くような、長手方向に過大な
圧縮応力あるいは引張応力が作用しないように圧延を行
うこと (c)圧延荷重実績に基づいて、圧下位置制御を行うに
あたり、外乱となるマンドレルバーの潤滑剤塗布状況及
び摩耗状態などを制御に反映させること を課題とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、延伸圧延工程
で素管の先端部及び後端部圧下位置を制御する際に、絞
り圧延後の素管の先端部及び後端部肉厚分布を均一化す
るために、増肉分を相殺するようなパターンで圧下制御
を行う技術の具体的な手段を提案するものである。
【0009】通常、延伸圧延工程で素管の先端部及び後
端部の圧下変化を行わないと、絞り圧延後には図1に例
示すような長手方向肉厚変化となる。図1は横軸に素管
の先端からの長さをとり、縦軸に素管の肉厚分布を示し
たものである。素管端部では肉厚公差限界を越える厚肉
となっており、クロップとして切り捨てる。この肉厚分
布は減径率(絞り圧延機入側素管外径Ds/出側素管外
径Dt)に依存する。したがって、素管端部の増肉分Δ
tは次式で表現することができる。
【0010】 Δt=c・(Ds/Dt)b …(1) ここで、b、cは定数である。したがって、この素管の
先端部及び後端部に生ずる増肉分Δtを延伸圧延工程で
減肉するように素管の先端部及び後端部の圧下制御量Δ
Sを次式のよって決定する。 ΔS=a・(Ds/Dt)b …(2) ただし ΔS:素管の先端部及び後端部の圧下制御量 Ds:延伸圧延後の素管外径 Dt:絞り圧延後の素管外径 a、b:定数(aはミル伸びを考慮している) である。この素管の先端部及び後端部の圧下制御量ΔS
に基づいて、延伸圧延工程で素管の先端部及び後端部の
減肉を行う。
【0011】また、本発明の第2の発明は、上記第1の
発明と同様に、マンドレルバーを挿入した中空素管を複
数のスタンドで連続延伸圧延するに当たり、後工程の絞
り圧延工程における素管の先端部及び後端部の厚肉化を
抑制するために延伸圧延工程であらかじめ素管の先端部
及び後端部の肉厚を減肉するように圧下位置を制御する
方法に適用されるものであって、その特徴とするところ
は、素管の先端部及び後端部の圧下に伴う各スタンド間
の張力分布を検出しあるいは計算し、この検出した値あ
るいは計算した値に基づいて次材圧延時の各ロールスタ
ンドのロール回転数を変更することを特徴とし、素管の
形状不良の発生を防止する、継目無鋼素管の延伸圧延制
御方法である。
【0012】この制御方法の具体的な流れについて図6
を参照して説明すると、次の通りである。 (1)マンドレルミルで当該素管の先端部及び後端部が
定常部に対して減肉されるようにロール圧下制御を行
う。 (2)当該素管圧延時の実績モータ電流及び圧延荷重よ
り張力を算出する。
【0013】(3)目標張力になるようマスフロー計算
からロール回転数を求める。 (4)次材圧延でのロール回転数設定に反映させる。 次に本発明の第3の発明について説明する。本発明の第
3の発明も、上記第1の発明と同様に、マンドレルバー
を挿入した中空素管を複数のスタンドで連続延伸圧延す
るに当たり、後工程の絞り圧延工程における素管の先端
部及び後端部の厚肉化を抑制するために延伸圧延工程で
あらかじめ素管の先端部及び後端部の肉厚を減肉するよ
うに圧下位置を制御する方法に適用されるものである。
そして、その技術手段は、延伸圧延工程で圧下位置を制
御する際に、マンドレルバーの潤滑剤塗布状況、摩耗状
態を反映させることによって、肉厚の均一化をはかるこ
とを特徴とする。
【0014】図6にマンドレルミルでの圧下制御の概略
を示す。マンドレルミルでは圧延荷重を測定し、これに
基づいてミル伸び変化分のロール圧下制御を行う。この
とき、次式に基づき素管の先端部及び後端部の圧下制御
量ΔSを決定する。 ΔS=S+ΔP/M …(3) ただし ΔS:素管の先端部及び後端部の圧下制御量 S:ロールフランジ間ギャップ ΔP:圧延荷重の変化量 M:ミル定数 である。本発明の第3の方法は、これに対して、マンド
レルバーの状態を表す係数ΔSbを設定し、これに基づ
いて下式により素管の先端部及び後端部の圧下制御量Δ
Sを決定する。
【0015】 ΔS=S+ΔP/M+ΔSb …(4) ただし、ΔSbは、マンドレルバーの状態を表す係数
で、マンドレルバーの潤滑剤塗布量及びマンドレルバー
の摩耗量に応じて定められるものである。
【0016】
【発明の実施の形態】
(実施例−1)外径175mmの0.3%炭素鋼の中実
素材を用いて8スタンドからなるマンドレルミルで外径
158mm、肉厚6mmの素管を延伸圧延するにあたっ
て、本発明を適用した。マンドレルミルの第5,6スタ
ンドは油圧圧下装置を備えている。また、絞り圧延後の
製品寸法は外径60.5mm、肉厚5.5mmである。
【0017】本発明法を適用するにあたり、延伸圧延工
程で素管の先端部及び後端部の圧下位置制御では次式の
パターンを用いた。すなわち素管の先端部及び後端部の
圧下制御量ΔSは ΔS=a・(Ds/Dt)b …(4) ただし、 Ds:延伸圧延後の素管外径、 Dt:絞り圧延後の素管外径、 a=0.3、b=2.0 である。また、比較として延伸圧延工程でテーパー状に
圧下位置制御する圧延も行った。図2に肉厚分布を比較
した結果を示す。図2より、本発明法では比較例に比べ
素管端部及び素管中間部における肉厚の均一化がはから
れていることが明らかである。
【0018】(実施例−2)外径175mmの0.3%
炭素鋼の中実素材を用いて8スタンドから成るマンドレ
ルミルで外径158mm、肉厚6mmの素管を本発明の
第2の発明方法によって延伸圧延した。マンドレルミル
の第5、6スタンドは油圧圧下装置を備えている。絞り
圧延後の製品寸法は外径60.5mm、肉厚5.5mm
である。
【0019】比較として、次材のロール回転数制御に前
材の実績を反映させない方法でも圧延を行った。図3に
比較を示した。図3に示すように、本発明法の適用によ
り形状不良の発生を抑制することができる。 (実施例−3)外径175mmの0.3%炭素鋼の中実
素材を用いて8スタンドから成るマンドレルミルで外径
158mm、肉厚6mmの素管を延伸圧延するにあたっ
て、本発明の第3の発明を適用した。マンドレルミルの
第5、6スタンドは油圧圧下装置を備えている。絞り圧
延後の製品寸法は外径60.5mm、肉厚5.5mmで
ある。第5、6スタンドの操業条件を表1に示した。
【0020】
【表1】
【0021】図4に本発明法と従来法での肉厚精度の比
較を示す。図4に示すように、本発明の第3の発明を適
用することにより従来に比べて肉厚精度の向上を図るこ
とができた。
【0022】
【発明の効果】絞り圧延後の長手方向肉厚分布を考慮し
て延伸圧延工程で素管の先端部及び後端部の圧下制御を
行うことによって、絞り圧延後も均一な肉厚の製品を得
ることができ、形状不良発生を防止することができ、先
端部及び後端部でのクロップ発生を抑制し、歩止向上が
はかられた。
【図面の簡単な説明】
【図1】絞り圧延後の素管の端部の長手方向肉厚分布の
例を示すグラフである。
【図2】本発明法と従来法による素管の端部の増肉抑制
効果の比較である
【図3】本発明の効果を示すグラフである。
【図4】本発明の効果を示すグラフである。
【図5】継目無鋼素管のマンドレルミル圧延方式の製造
工程の模式図である。
【図6】マンドレルミルでの圧下制御の概略を示す系統
図である。
【符号の説明】
1 回転式加熱炉 2 ピアサー 3 マンドレルミル(延伸圧延機) 4 再加熱炉 5 ストレッチレデューサ(絞り圧延機) 6 ビレット 7 プラグ 8 素管 9 ピアサーロール 10 マンドレルロール 11 素管 12 マンドレルバー 13 ストレッチ・レデューサロール 14 素管

Claims (3)

    【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複
    数のスタンドで連続延伸圧延するに当たり、後工程の絞
    り圧延工程における素管の先端部及び後端部の厚肉化を
    抑制するために延伸圧延工程であらかじめ素管の先端部
    及び後端部の肉厚を減肉するように圧下位置を制御する
    方法において、後工程の絞り圧延後の素管の先端部及び
    後端部の長手方向肉厚変化を測定し、この測定結果に基
    づいて先端部及び後端部の増肉を相殺する素管長手方向
    肉厚変化になるように、下記式を用いて素管の先端部及
    び後端部の圧下制御を行うことを特徴とする継目無鋼管
    の延伸圧延制御方法。 ΔS=a・(Ds/Dt)b ただし ΔS:素管の先端部及び後端部の圧下制御量 Ds:延伸圧延後の素管外径 Dt:絞り圧延後の素管外径 a、b:定数
  2. 【請求項2】 マンドレルバーを挿入した中空素管を複
    数のスタンドで連続延伸圧延するに当たり、後工程の絞
    り圧延工程における素管の先端部及び後端部の厚肉化を
    抑制するために延伸圧延工程であらかじめ素管の先端部
    及び後端部の肉厚を減肉するようにロール間隙を制御す
    る方法において、素管の先端部及び後端部の圧下に伴う
    各スタンド間の張力分布を検出あるいは計算し、この検
    出した値あるいは計算した値に基づいて次材圧延時の各
    ロールスタンドのロール回転数を変更することを特徴と
    する請求項1記載の継目無鋼素管の延伸圧延制御方法。
  3. 【請求項3】 マンドレルバーを挿入した中空素管を複
    数のスタンドで連続延伸圧延するに当たり、後工程の絞
    り圧延工程における素管の先端部及び後端部の厚肉化を
    抑制するために延伸圧延工程であらかじめ素管の先端部
    及び後端部の肉厚を減肉するよう圧下位置を制御する方
    法において、マンドレルバーの潤滑剤塗布量及びマンド
    レルバーの摩耗量を検出し、この検出した値に基いて、
    圧下制御を行うことを特徴とする請求項1又は2記載の
    継目無鋼素管の延伸圧延制御方法。
JP9144114A 1997-06-02 1997-06-02 継目無鋼管の延伸圧延制御方法 Withdrawn JPH10328722A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7707865B2 (en) * 2005-08-02 2010-05-04 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Flaw detection apparatus and method for tubes
CN103752625A (zh) * 2014-01-20 2014-04-30 中南大学 一种多目标的无缝钢管连轧过程轧制规程优化方法

Cited By (3)

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