JPS58119416A - 継目無管の肉厚制御方法 - Google Patents

継目無管の肉厚制御方法

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JPS58119416A
JPS58119416A JP57002392A JP239282A JPS58119416A JP S58119416 A JPS58119416 A JP S58119416A JP 57002392 A JP57002392 A JP 57002392A JP 239282 A JP239282 A JP 239282A JP S58119416 A JPS58119416 A JP S58119416A
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pipe
rolled
piercer
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Yasuyuki Hayashi
林 保之
Kiyoshi Okumura
奥村 精
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/78Control of tube rolling
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    • B21B17/00Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling
    • B21B17/02Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling with mandrel, i.e. the mandrel rod contacts the rolled tube over the rod length
    • B21B17/04Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling with mandrel, i.e. the mandrel rod contacts the rolled tube over the rod length in a continuous process
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B19/00Tube-rolling by rollers arranged outside the work and having their axes not perpendicular to the axis of the work
    • B21B19/02Tube-rolling by rollers arranged outside the work and having their axes not perpendicular to the axis of the work the axes of the rollers being arranged essentially diagonally to the axis of the work, e.g. "cross" tube-rolling ; Diescher mills, Stiefel disc piercers or Stiefel rotary piercers
    • B21B19/04Rolling basic material of solid, i.e. non-hollow, structure; Piercing, e.g. rotary piercing mills

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、継目無管の肉厚制御方法に係り、特に、マン
ドレルミルを用いて継目無鋼管を製造する際に適用する
のに好適な、ピアサで穿孔圧延された後、マンドレルミ
ルで延伸圧延され、更に、ストレッチレデューサで絞り
圧延されて圧延仕上管とされる継目無管の肉厚制御方法
の改良に関する。
継目無鋼管を製造する方法の一つに、第1図に示す如く
、素材としての丸棒鋼〔ビレットと称する110k、回
転炉床式の加熱炉12で連続的に加熱し、ついで、マン
ネスマン方式を利用したクロスロール方式のピアサ14
で穿孔し、更に、穿孔径の中空粗素管(ホローと称する
)16をマンドレルバ−18と共にマンドレルミル20
に送り込んで連続的に延伸圧延し、圧延後、マンドレル
バ−18’(cシェル22から引き抜いて、シェル22
を再加熱炉24で再加熱した後、ストレッチレデューサ
26により管軸方向に引張力を付加しながら、順次外径
を絞って製品寸法を有する圧延仕上管(チューブと称す
る)28とする、いわゆる、マンドレルミル圧延方式に
よるものがある。
このマンドレルミル圧延方式においては、前記マンドレ
ルミル20の延伸圧延に際して、マンドレルバ−18の
速度が、噛み込み時、灰抜は時に変化するため、シェル
22の先後端に、第2図に示す如く、ストマツク部と呼
ばれる、外径(実線A)がふくらみ、肉厚(破線B)が
増大した部分が生じる。又、前記ストレッチレデューサ
26の絞り圧延に際して、引張力が十分に働らかないチ
ューブ28の先後端の肉厚が、第3図に示す如く、増大
するという問題点を有する。従って、これらの部分は、
製品寸法許容範囲を満足しないため、クロップとして切
捨てられ、歩留り低下の大きな要因ともなっている。
このような欠点を解消し、管長手方向に均一な肉厚分布
の製品を得るための圧延制御方法として。
例えば、特公昭54−28305号で示される如く、ス
トレッチレデューサ26の回転数パターンを変化させる
方式が提案されているが、ロールと材料の接触面間で全
面すべりが起きると、それ以上の引張力は生じrfix
いので、ストレッチレデューサ26において到達可能な
引張力にはふ・のすから限界があり、従って、回転数調
整による管端減肉効果にも限界があった。
本発明は、前記従来の欠点を解消するべくなされたもの
で、ストレッチレデューサの引張力の限界等に拘らず、
容易に且つ確実に、均一な長手方向肉厚分布を有する圧
延仕上管を得ることができる継目無管の肉厚制御方法を
提供することを目的とする。
本発明は、ピアサで穿孔圧延された後、マンドレルミル
で延伸圧延され、更に、ストレッチレデューサで絞り圧
延されて圧延仕上管とされる継目無管の肉厚制御方法に
おいて、ストレッチレデューサ出側の圧延仕上管の肉厚
分布を予め予想し、該肉厚分布を均一化するのに必要な
、穿孔圧延後の管長手方向目標肉厚分布を求め、該目標
肉厚分布が得られるようにピアサを制御することによっ
て、絞り圧延後に均一な長手方向肉厚分布を有する圧延
仕上管が得られるようにして、前記目的を達成したもの
である。
又、前記圧延仕上管の肉厚分布を、圧延条件に応じて予
めパターン化されている、マンドレルミル単体でのスト
マツクによる肉厚分布パターンと、ストレッチレデュー
サ単体による管端増肉分布パターンとを、圧延条件に応
じて適宜組み合わせることによって予想するようにした
ものである。
或いは、前記ピアサを、クロスロールの間隔(ゴージ)
、及び/或いは、プラグ先端のゴージ部からの先進量(
リード)を変化させることによって制御するようにした
ものである。
以下図面を参照して、本発明の詳細な説明する。
(5) まず、継目無鋼管製造ラインにおいて、各種製品サイズ
に対して一中間製品であるシェル、チューブの長手方向
肉厚分布を実測し、各々、マンドレルミル単体、ストレ
ッチレデューサ単体による肉厚分布の変化を予測する。
最終製品の予測方法としては、各ミル単体の肉厚分布を
圧延条件に応じて予めパターン化し、必要に応じて適宜
これらのパターンを組み合せる手法を用いる。パターン
化には様々な方法があるが、−例として、肉厚分布を屈
曲点を有する折れ線で近似する方法を用いた場合につい
て説明する。
まず、マンドレルミル単体による肉厚変化を折れ線で近
似してパターン化すると、第4図に示す如くとなる。各
々の屈曲点01〜C6は、肉厚比ケ縦軸、長さ比を横軸
にとった座標系を用いると、次のように表わせる。
(6) ここで、パラメータl1Mは一次式により定義される。
ここで−Skは、第にスタンド出側の材料断面積(通常
に=3)、Dsは、シェル外径−Tsは、シェル肉厚、
Lsl”l:、シェル長、6Mバーマンドレルミルのス
タンドセンター間隔、K、ば、カリバー形状により決ま
る定数〔0,2≦に、≦1.0)である。
又、各屈曲点における肉厚比Yiば、次式のよY2 =
Kn ’ Y・ ・ ・・・・・・・・・・・・・・・
(5)ここで、GU、マンドレルミルのロールギャップ
(標準設定値)、ΔGは、マンドレルミルのロールギャ
ップの標章設定値からの補正量、K2は、シェル厚の補
正係数(通常Kz= 1 ) 、 K3は、シェル厚の
影響係数(0,2≦に3≦0.3)、K、は、ギャップ
補正の影響係数(1≦に4≦1.5 ) + Kiは、
カリバー形状によって決まる定数(0,l≦にδ≦0.
5 + 、 Kn U、先端形状効果係数であり、この
先端形状効果係数に6は、例えばシェル外径DS=14
61111Nの時、下記第1表に示すような値となる。
第1表 一方、ストレッチレデューサ単体による肉厚変化を折れ
線で近似してパターン化すると、第5図(屈曲点数が8
の場合)に示す如くとなる。従って、各々の屈曲点Q1
〜Q2nは、肉厚比を縦軸、長さ比を横軸にとった座標
系を用いると、次のように表わせる。
Q、(0,、Z、I、Q2(A!R,Z2)−−Qn(
(yr−t)lR,Zn)。
Qn+l  C1−(yt−t>Ih、Zn+1  )
 −” ・Qyn  (1,Zyn)ここで、パラメー
タ1lnFi、次式により定義される。
IJR=にり・(dR/L、3)  ・・・・・・・・
・・・・(6)ここで、dRは、ストレッチレデューサ
のスタンドセンター間隔、K7は、カリバー形状によっ
て決まる定数(通常に7=1)である。
このストレッチレデューサにおげろ増肉範囲は、平均ス
トレッチ係数XT、Mに対して、下記第2表に示すよう
な範囲となる。
第2表 なお、前記平均ストレッチ係数XI、Mは、次式により
定義されている。
(9) ζr = ln (Ts/ TT )   ・・・・・
・・・・・・・・・・・・・(8)ここで、 DTに、
チューブ外径、TTば、チューブ肉厚である。
又、各屈曲点における肉厚比Ziは、次式によって表わ
される。
Zi = Kb十に、・Zi  ・・・・・・・・・・
・・・・・・・・(11)ここで、K8ニ、チューブ厚
の補正係数(通常に6=1)−)(oは、ストレッチ係
数の影響係数(0,2≦に0≦0,6)である。又、Z
iは、第6図に示すように、噛み込み〔或いは尻抜け〕
時の各スタンドにおけるストレッチ係数XLjと定常圧
延状態におけるストレッチ係数XLmaxの差分δjの
総和として、次式のように表わされる。
(10) Δi−:、δj  ・・・・・・・・・・・・・・・・
・・ (+2)J:1 δj= x’LmaX  X L、j  ・・”−・・
(13)ここで、ストレッチ係数X t、jは、前出(
7)式において、Ds−”Dj −1、DT−Dj 、
 Ts−+ Tj−1、TT→Tj (Dj−Tjば、
第j 7. タン)” 出flf VCk ’d 、6
 外径、肉ノ草)で置き換えたものである。
以上要するに、圧延条件に(−たがって各種7<ラメー
タ(マンドレルミル単体の肉厚分布予測の場合は、Ts
、G、ΔG、dM−k、ストレッチレデューサ単体の肉
厚分布予測の場合は、X LM 、 X J、dR)を
設定し、屈曲点Cl−C1或いはQ、〜Q、nを求めて
、各々の重ね合せで製品肉厚分布を予測する。直径14
.4.5朋、肉厚7闘のシェルを、直径88.91++
11、肉厚6.45能のチューブに圧延する場合につい
て、製品肉厚分布を予測した結果の一例を第7図に示す
次に、以上のような手順に従って求めた製品肉厚分布の
予測結果、 Y = F (x) (Yは肉厚比、又は長さ比)に基
づいて、これを打消すようにピアサ14の穿孔条件をピ
ース内で変化させる。ホロー肉厚に反映すべき変化量△
THは、次式に示す如くとなる。
△Tl(= TH(1−F(x) )  ・=−=−・
−04)通常、ピアサ14. Kおけるホロー16の肉
厚は、第8図及び第9図に示す如く1、クロスロール1
4aの間隔E(ゴージと称する)、及び、プラグ14b
先端のゴージi6からの先進(tb(リードと称する)
によって決定される。pljち、ビレッIll。
径’kDB、ホロー肉厚kTH、プラグ径k D p、
プラグ先端位置からビレット10がクロスロール14a
に噛み込むまでの長さ、即ちグリップ長をX、ロール出
仙1面角をαとすれば、ホロー肉厚THは、次式により
決定される。
Tel =  (E+2 (Lp−b)tan α−D
p ] ・−(15)従って、ホロー肉厚T)Iの決定
因子であるゴージE、或いは/及び、リードbk変化さ
せることによって、ホロー肉厚THを変化させることが
できる。具体的には、ホロー肉厚T)Iの決定因子ゴー
ジE、リードbの変化量△THの関係式は、次式に示す
如くとなる。
=に、1・±・△E KIz・tanα・△b・・・・
・・・・・(16)ここで、K1□+ KIzは、ゴー
ジ、リード配分係数であり、Kn + KIz = 1
である。この配分係数は、ピアサの安定圧延を考慮して
、例えば、下記第3表に示すような、ゴージ、リードの
限界値範囲内であれば、配分係数Kn = L2= 0
.5とし、ゴージの限界値に到達した場合には、Kn 
= 0、K、、=1とし、リードの限界値に到達した場
合には、Kl+==l、に、、=Q  とすることがで
きる。
本実施例においては、圧延仕上管の肉厚分布を、圧延条
件に応じて予めパターン化されているマンドレルミル単
体でのストマツクによる肉厚分布パ(13) ターンと、ストレッチレデューサ単体による管端増肉分
布パターンとを、圧延条件に応じて適宜組み合わせるこ
とによって予想するようにしているので、比較的少ない
パラメータで、精げよく圧延仕上管の肉厚分布を予想す
ることができる。なお、圧延仕上管の肉厚分布の予想方
法は、これに限定されず、例えば、熱間肉厚計で実測し
7た同一サイズの肉厚実績を蓄積して、他の方法でパタ
ーン化したり、或いは、マンドレルミル、ストレッチレ
デューサにおける肉厚分布変化パターンを、コンピュー
タによりシミュレーションして予想することも可能であ
る。
以上説明した通り1本発明によれば、ストレッチレデュ
ーサにおける引張力の限界等による制限を受けることな
く、容易に且つ確実に、均一な長手方向肉厚分布を有−
する圧延仕上管を得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】
第1図は、マンドレルミル圧延方式による継目無鋼管の
製造工程を示す工程図、第2図は、マンドレルミルにお
ける、外径、肉厚の長手方向変化の一例を示す線図、第
3図は、ストレッチレデューサにおける管端増肉現象を
示す線図、第4図は、本発明に係る継目無管の肉厚制御
方法の実施例で採用されている、マンドレルミル単体の
肉厚分布予想方法を示す線図、第5図は、同じくストレ
ッチレデューサ単体の肉厚分布予測方法を示す線図、第
6図は、第5図の屈曲点における肉厚比全算出する際に
用いられるストレッチ係数の変化状態を示す線図、第7
図は、前記実施例による製品肉厚分布の予測例を示す線
図、第8図は、ピアサの設定条件を説明するための、ピ
アサの断面図、第9図は、同じく、ピアサのプラグを示
す正面図である。 10・・・ビレット、14・・・ピアサ、]4a・・・
クロスロール、14b・・・プラグ、16・・・中空粗
素管〔ホロー)、I8・・・マンドレルバ−120・・
・マンドレルミル、22・・・シェル、26・・・スト
レッチレデューサ、28・・・圧延仕上管(チューブ)
。 (15) f       1座 87− 1イ會−

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  ピアサで穿孔圧延された後、マンドレルミル
    で延伸圧延され、更に−ストレッチレデューサで絞り圧
    延されて圧延仕上管とされる継目無管の肉厚制御方法に
    おいて、ストレッチレデューサ出側の圧延仕上管の肉厚
    分布を予め予想し、該肉厚分布を均一化するのに必要な
    、穿孔圧延後の管長手方向目標肉厚分布を求め、該目標
    肉厚分布が得られるようにピアサを制御することによっ
    て、絞り圧延後に均一な長手方向肉厚分布を有すL圧延
    仕上管が得られるようにしたことを特徴とする継目無管
    の肉厚制御方法。
  2. (2)前記圧延仕上管の肉厚分布が、圧延条件に応じて
    予めパターン化されている、マンドレルミル単体でのス
    トマツクによる肉厚分布パターンと、ストレッチレデュ
    ーサ単体による管端増肉分布パターンとを、圧延条件に
    応じて適宜組み合わせることによって予想されている特
    許請求の範囲第1項に記載の継目無管の肉厚制御方法。
  3. (3)前記ピアサが、クロスロールの間隔(ゴージ)、
    及び/或いは、プラグ先端のゴージ部からの先進量(リ
    ード)を変化させることによって制御されている特許請
    求の範囲第1項に記載の継目無管の肉厚制御方法。
JP57002392A 1982-01-11 1982-01-11 継目無管の肉厚制御方法 Granted JPS58119416A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62124007A (ja) * 1985-11-20 1987-06-05 Kawasaki Steel Corp ストレツチレデユ−サの伸し長さ制御方法
EP1764167A1 (de) * 2005-09-20 2007-03-21 SMS Meer GmbH Verfahren und Walzwerk zur Herstellung eines nahtlosen Rohres

Cited By (3)

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JPS62124007A (ja) * 1985-11-20 1987-06-05 Kawasaki Steel Corp ストレツチレデユ−サの伸し長さ制御方法
JPH0471606B2 (ja) * 1985-11-20 1992-11-16 Kawasaki Steel Co
EP1764167A1 (de) * 2005-09-20 2007-03-21 SMS Meer GmbH Verfahren und Walzwerk zur Herstellung eines nahtlosen Rohres

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