JPS58167004A - 継目無管の製造法及びその実施に用るプラグ - Google Patents

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】 本発明は傾斜圧延機を用いた継目無管の製造法及びその
実施に用いるプラグに関するものである。

マンネスマン・グラブミル方式による継目無管の製造方
法は先ず所要温度に加熱した素材たる例えば丸鋼片をピ
アサ−に通し、その中心部に穿孔してホローシェルを得
、必要があればホローシェルをエロンゲータに通して拡
径、薄肉化を施した後、プラグンルにて延伸圧延し、リ
ーラ、サイプにて磨管・形状修正、サイジングを行い。

精整工程を経て継目無管を得ることとしている。ところ
で上述した丸鋼片に対する穿孔工程で用いられるピアサ
−或いはホローシェルＯ拡径・延伸圧延工程で用いるエ
ロンゲータ、或いは延伸圧延後素管の磨管工程で用いる
リーラにおいてはいずれも被圧延材のパスセンターに対
して軸心線を傾斜させた樽形成いは円柱形の圧＠ｗ−ル
と、プラグとを組合せた構成がとられるｏｆｌＩＩえば
ピアサ−についてみると第１図に示す如く、軸長方向の
中間に直径が最大となるゴージ部１１を備え、こＯゴー
ジ部１１の両１ＩＩＫ夫々端末備に向うＫＩｌい直径が
漸減されて円錐台形をなす入ロ面ｌｉｔ、出口Ｆ１１１
ｓを備えた一対の圧延ロールｌ　ｌ　＠　ｌ　ｒと、全
体として弾頭形状をなし、先端側から略円錐台状をなす
圧延部２１、これに続く略円錐台状をなすリーりング都
２２及び基端末に向うに従って縮径された逃げ部２３を
具備するプラグ２とを組み合せて構成さｎており、両圧
延ロール１ｇ、ｌｒは鋼片Ｂのパスセンターの両髄に夫
々平面視では両軸心線が平行となるように、また側面視
ではパスセンターに対し一方入口面１２が上側を向き、
他方は下側を向くよう夫々所要角度傾斜せしめて配設さ
れ、一方プラグ２はその軸心線をパスセン１−ＶＣ一致
セしめて配設されている０加熱された丸鋼片Ｂは白抜矢
符で示す如く軸長方向に移送されてきて両圧延ロールｌ
／、ｌｒの入口面ｉｓ！、　Ｉｓ！間に噛み込まｎ１軸
心線回りに回転されつつ軸長方向に移送される、所謂螺
進移動せしめられつつその中心部にプラグ２が貫入せし
められ、圧延ロール１１．　ｌｒとプラグ２とによって
穿孔圧延さｎるようになっている０ ところでこのようにして製造される継目無管には圧延条
件によって種々の欠陥が発生するが、特にかぶれ疵の発
生が多く見らｎる０かぶれ疵の発生原因については十分
解明さｎてはいないが丸鋼片Ｂ自体の素材のばらつき、
表面疵等種々考えられている。

本発明者等はかぶｎ疵とその発生原因につき実験、研究
を行った結果、両圧延ロールとプラグとの間で圧延され
る丸鋼片Ｂはその圧延過程において捩れ、剪断変形等苛
酷な変形を受けるが、この過程における圧延ロールｌ／
、ｌｒとプラグ２との間に形成さｎる周速度差がかぶｎ
疵発生の重要な影蕃要素となっていること、ま几この周
速度差の解消又は低減に゛よシ剪断歪量が低減され、表
面疵の大幅な抑制が可能であること、更に周速度差の解
消にはプラグを分割構造とするのがよいこと等を知見し
た。

本発明はかかる知見に基いてなされたものであって、そ
の目的とするところは、複数の圧延ロールにて蝉進移動
される被圧ｊｔ＃の中心部に貫入せしめられるプラグに
おいて、軸心線方向に複数個に分割さ扛、且つ各分割部
分が軸心線−シに箇々独立して回転可能に軸支さｎてな
るプラグを用いることによってプラグと被圧延材との周
速度差が着しく低減され、周速度差に起因するかぶれ疵
の発生を大幅に抑制し得るようにした継目無管の製造法
及びその実施Ｋｍ・Ｗムプラグを提供するにある。

本発明に係る継目無管の製造法は複数の圧延ロールにて
被圧延材をその軸心線方向に螺進移動させつつ中心部に
プラグを買入せしめ、被圧延材を穿孔し、又は拡径・延
伸圧延する過程において、軸心線方向に複数に分割され
、且つ各分割部分が軸心線間りに箇々独立して回転可能
とされたプラグを用いることを特徴とする０ 次に本発明に係る継目無管の製造法の原理について説明
する。一般にプラグ社既述した如く略弾頭形に形成さｎ
ており、その機能上、先端部が丸味を帯びた略円錐台形
をなす圧延部２１と、この圧延部２１に連らなる略円錐
台形をなす１３−ＩＪング部２２と、このリーリングｓ
２２に連らなり、基端末が若干縮径された逃げ部２３と
に分けられるが、プラグ自体は一体物であるからその軸
長方向各部における周速度は夫々の直径に応じた値とな
シ、逃げｓ２３を除く圧延部２１．リーリングｓ２２に
着目する限り、先端側から基端側に向うに従って大きく
なる単調増加関数にて表わさ扛る〇一方、圧延ロールｌ
ｌ、ｌｒについても同様に夫々一体物として構成さｎて
いるから軸長方向各部の周速度は夫々の位置における直
径に相応した値となる。そして各圧延ロールｌｌ、ｌｒ
は駆動源によって同方向に回転駆動されてお夛、これに
従って　　２ホローシエル■、更にはプラグ怠が追従回
転せしめられることとなるが、プラグ２０回転はその局
ｌｌｌ１に働く摩擦力によるモーメントに従い、このモ
ーメントの最も大きくなる部分ではプラグがホローシェ
ル五と共同りし、更にホローシェル五と圧延ロールｌｌ
＊　ｌｒとの関係も同様に圧嬌ａ−ル１７゜１ｒによる
最も大きいモーメントが作用する位置で両者が滑ること
表〈共同に状−となると考えられることから圧延む一ル
１１．ｌｒとプラグ２とはその軸長方向の少なくとも一
箇所で周速度が一致すると推測さ扛る０事実、本発明者
等の実験によっても１箇所においてのみ相互に周速度が
−散し、他の部分については大きな周速度差が形成され
ることが確認された。この関係を示したのが＃Ｉ８図の
グラフである０このグラフは横軸にプラグ、圧延ロール
の軸長方向位置を、また縦軸に夫々の周速度をとって示
しておシ、グラフ中実１ｉ１ａはプラグの、ｉた実＠ｂ
は圧延ロールの周速度を示している。このグラフから明
らかな如く、プラグと圧電ロールとはその軸長方向にお
ける１箇所０点においてのみ、周速度が一致し、プラグ
の先端側、基端＠に向うに従って両者の周速度差が増大
していることが解る。

ところで上述した如きプラグと圧延ロールとの間に形成
される周速度差は双方の構造並びに形状に起因している
ことは勿論であるが、夫々の形状の変更にはその機能上
一定の制限があることから周速度差の軽減若しくは解消
には各部分の自由度を高めること、換言すれば分割する
ことが考えら几る０しかし圧延ロールは機能上分割が奏
しいことからプラグ自体を分割して各部分の自由度を増
し、ホローシェル、換言すれば圧延クールに対する軸長
方向各部の周速度差を低減しようとするのが本発明の基
本的な思想である◎ちなみにプラグをその軸長方向の２
箇所にて分割し、全体を第５図（イ）に示す如く箇々独
立して回転可能な３部分Ａ９、ムｆｆｉ　Ｉ　Ａｍに分
割構成したとすると、各部分Ａ、、ム、。

ム、はホローシェル内において、その軸長方向における
外周面のうち摩擦力によるモーメントが最も大きく作用
する部分に従ってホローシェルと共回りすることとなっ
て、前述した場合と同様に３部分ム１．ム２．Ａ、夫々
の部分につきホローシェル、換言すれば圧延ロールと少
なくともｌ筒所周速度が一致する部分が存在し得ること
とな夛、両者の周速度の関係は第３図←）に示す如くに
なる。第３図のグラフは横軸に圧延ロール、プラグの軸
長方向の位置を、また縦軸に周速度をとって示しており
、グラフ中ａ１　、　Ｊ　拳＆［は夫々プラグ２の各ム
８．ム、ｔム３部分の、またｂは圧延ロール周速度を示
している。このグラフから明らかなように圧ｌＩ＆ロー
ルとプラグとは軸長方向において各部分ムｌ　ｅ　Ａｌ
　＊ム畠につ１１１１１所ずつ計３箇所０．　、０．　
、０．で周速度が一致し、また周速度が一致しない部分
においても第２図と比較してその周速度差が大幅に低減
されていることが解る〇 次に本発明に係る継目無管の製造法に用いるプラグの１
１成をピアサ−に適用し几場合につき具体的に説明する
。第４図は本発１１に係る継目無管の製造法（以下本発
明方法という）を本発明に係るプラグ（以下本発明品と
いう）を用いて実施している状態を示す平面図、ｆ１ｇ
５図は本発明品の鉱内断面図であり、図中１１．ｌｒは
圧延ロール、Ｓはプラグ、Ｂは被圧砥材たる丸鋼片、■
はホローシェルを示している０ 各圧延ロールｌ／、ｌｒはその軸長方向の中間部に直径
が最大となるゴージ部１１を備え、またこの両側には夫
々ロール端側に向うに従って直径が縮小されて円錐台形
をなす入ロ向１ｇ、出口面１３を備えており、丸鋼片Ｂ
のパスセンターのｉｉＩＩ１ｇＩ４において、平面視で
は軸心線をパスセンターに対して平行に、また側面視で
は圧延ロール１ｒｔｉその入口面１２を上方に、圧延ロ
ール１１はその出口面１３を下方に向けてパスセンター
に対し互いに上、下逆向きに傾斜させて配設され、夫々
図示しない駆動源にて矢符で示す如く同方向に回転駆動
せしめらｎている◎この圧延ロール１１．ｌｒの構成は
従来と全く同じである０そして本発明品であるグラフ３
は弾頭状に形成され、その尖端Ｓ側を丸鋼片Ｂの移送さ
れてくる側に向けた状態でそのパスセンターに沿わせた
状態でマンドレル輩の先＠部に軸心綜目りに回転自在に
枢支されている０プラグ３は第４．５図に示す如く先端
部が丸味を帯びた略円錐台形をなす圧延部３１．この圧
延部３１に連らなｐ略同柱状をなすリーりング部３２及
びこのリーりングｓ３２に連らな多基端末側が縮径さｎ
た逃げ部３３を備えておシ、そして前記圧延部３１にお
ける軸長方向の中間部において、その前、後に２分割さ
れている０前ｆＩａ側部分３４０基端面、即ちｊノ後端
ｌｉｔ部分３Ｉｓと対向する冑にはその中心部に軸ｓ３
４　ａが適長集め形成されておシ、ま九この基端面と対
向する後端側部分３５の先端面にはその中心部に所要深
さの凹孔３１５ａが形成されておシ、前記軸部３４ａは
この凹孔３５ａ内に相互の間に軸受３６，３’Ｆを介在
せしめて軸心ｌｉｍ（ロ）すに回転自在に枢嵌され、ま
た両部会３番。

３５の外周面は相互の間に若干の隙間が形成されてはい
るが、相互に段差のない状態で路面−となるよう位置せ
しめられている＠ 前端側部分３４の軸部３４ａは端末側に向うに従ってβ
段階にわたって縮径形成されて円周面３４ｂ。

３４ａ、３４４が夫々軸長方向に所要の長さに形成され
ており、−１後端側部分３５の凹孔３ｆＳａは岡じくそ
の内奥側に向うに従って４段階にわたって縮径されて円
周ＷＪ３５ｂ、３５（１，３５＋１，３５・が夫々軸長
方向に所要の寸法で形成さｎており、前記円周１ｆ１３
４ｏと３５ｏとの間には前記軸受３６が、また円周面３
４（ｌと３５６との間には前記軸受３〕が介装されてい
る０ 軸受３６はラジアル軸受であって、その外輪はその外周
面を円周＠３６０に密着させ、後端面を円周面３５ｃと
３Ｓｄとの間に形成さｎている段差部に当接させ、一方
向軸はその円８面を円周面３４ｃに密着させ、前端１ｊ
ｌｉｔ−円周面３４ｂと３４０との間に形成さ牡ている
段差部に当接させた状態で介装さｎている。また軸受３
フはスラスト軸受であって、その後端側の側輪を円周面
３５１と３５ｅとの間に形成されている段差部に当接さ
せた状態で介装さｎている０円周面３４１）と３８１）
との間にはリテーナ３日が、ｔた軸受３６とＳ〒との間
にはスペーサ３９が、更に軸１１３４ａＯ端末と凹孔３
５ａの内奥部との間にはシールリング４０が介在せしめ
られている。リテーナ３日は内径が円周面３４ｂの直径
よシも若干大きく、ｔた外極は円ｊＩＩＷＪ３５′ｂの
直径と略等しいリング状に形成され、後面には外径が円
周面３５ｏの直径と略轡しいストッパ部３８ａを備えて
おり、前端面を後端１１部分３５の前ｍｍと面一とし次
状態で、且つ前記ストッパ部３８ａを軸受３６の１外輪
前端１ｌｉＫ央＊ｍて次状態で１ねじ３８ｂによシ後端
ＩＩｓ分３心に一体的に固定されている０ま友スベーｔ
３９は外径が円周面３５（１よりも小さく、内径が円周
［ｉｌ　３４（ｌの直径と略等しいりング状に形成さｎ
てお）、前面に円径が円周面３４０の直径Ｋｌｉ％等し
いストッパ部５９ｍを備えており、このストッパ＄　３
９　ａを軸受３６の内輪後端面に突き当てた状態で軸受
３？の内輪前端面と、円周面３４ａと３４（ｌとの関に
形成されている段部との間に介装せしめられている０な
お、マンドレル輩に対するプラグ３の後端側部分３５の
枢支連結態様については従来と同様である０また局面に
は示していないがプラグｓ用の冷却水の通流路をマンド
レル輩及びプラグの各中心部を通って前端側部材３４内
に迄延在するよう形成することによって本発明品プラグ
を水冷可能な構成とし得ることは勿論である。

かく構成した本発明品にあってはマンドレルＭの軸心線
に対しプラグＳの前端側部分３４．後端側部分３５の８
部分が夫々独立して回転自在に構成さ扛ているから、各
部分が丸鋼片１円に貫入せしめられた場合において、夫
々圧延ロールと少なくとも軸長方向の一箇所において周
速度が一致し、相互の周速度差に起因゛するかぶれ疵の
発生が著しく低減せしめられることとなる。

次に本発明品を用いた本発明方法の試験結果について説
明する。試験は予め用意した第６図０）。

（Ｃ４に示す如き供試材ｌ　（ピアサ−用）、供試材８
（エロンゲータ用）を夫々第１図（へ）に示す如き寸法
仕様の本発明品たる１ラグを装備したピアサ−と第１図
（ロ）に示す如き寸法仕様の本発明品たるプラグを装備
したエロンゲータを用いて穿孔並びに拡径・延伸圧砥を
行い、第８図に示す如くホローシェルの肉厚令、半径ｒ
及び局方向の変位量Ｉを検出し、夫々の剪断歪量０、即
ちｒｍｌ／ｌを算出し友０ 〔１〕供試材ｌの寸法論元 ｆｉ＋　　材質　ＪＩＢ−８４５０ （り寸法仕様：長さ１５００１１１１、直径２１６ｍ（
３）半径方向に２０５ｍ１間隔で長さ５ＱＱＩ１１．直
径２鱈のステンレスビン４本を軸長方向の一端面から軸
心と平行に打込んである。

〔２〕供試材２０寸法諸元 ＋１１　　材質　Ｊ工Ｓ−８４５０ （２）寸法仕様：長さ３０００１ｍ、外径２３２１１１
ｍ、肉厚４０■ （３）　　半径方向に８１間隔で長さ６００■、直径２
ｍのステンレスピン４本を軸長方向の一端面から軸長方
向と平行に打込んである。

〔３〕ピアサ−用プラグの寸法諸元 〜０．２６〜０．７〜０．１〜１．８　〜０．１２〜１
．２（り　　寸法性＊　：分割面から先端部迄の長さＩ
ＷＳ■分割面から基端部迄の長さｌ）０腸 最大部直径　１４６　ｇ 〔４〕エロンゲータ用プラグの寸法諸元＋１１　　寸法
仕様二分割面から先端部迄の長さ　２１５１１１１分割
面から基端部迄の長さ　２００■ ）１最大部直径　２１１５　ｇ ミルセツティング条件及び結果は表１に示す通りである
。

表１から明らかな如く、同じ々ルセッティング条件にお
いても従来品では周方向剪断歪量がピアサ−の場合で５
０ｇ、エロンゲーＩの場合で６．６であるのに対し、本
発明品を用いるとピアサ−の場合で２．０、エロンゲー
タの場合で２．５といずれも従来品の場合よりも半分以
下に低減されていることが解る。

なお上述の実施例はプラグを軸長方向に２分割した構成
を示したが多数個に分割形成して本よく各分割部分相互
の連結ｍｓは第５図に示した構成と一様とすｎばよい。

以上の如く本発明方法にあっては、圧延ロールとプラグ
との周速度をプラグの軸長方向の複数箇所で圧延ロール
のそれと一致させつつ圧延することとしているから、被
圧延材が受ける穿孔又は拡径・延伸圧延過程での剪断歪
量が著しく低減し得てかぶ６疵等の表面欠陥の発生を大
幅に抑制出来る０ま九本発明品にあってはプラグと圧延
ロールとの周速度を軸長方向の複数箇所にて一致させる
手段として、プラグをその軸長方向の複数部分に分割形
成し、各分割部分を相互に独立して回転可能に構成しで
あるから比較的簡単な構成で製作も容易であるなど本発
明は優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はマンネスマン方式による一般的な製管態様を示
す模式図、第２図は従来におけるプラグと圧延ロールと
の１速度の関係を示すグラフ、第３図（イ）は本発明に
俳るプラグの原理説明図、第３図（ロ）は本発明に侮る
プラグと圧延ロールとの周速度の関係を示すグラフ、第
１図は本発明方法の冥施状態を示す模式図、第５図は本
発明に係るプラグの拡大断面図、第６ＷＡ（（）、（ロ
）は本発明方法の試験に用い友供試材の説明図、第１図
０）、仲）は本発明方法の試験に用い友ピアサー用プラ
グとエロンゲータ用プラグとを示す寸法説明図、＠＠図
は剪断歪量の説明図である。 １／、ｌｒ・・・圧延ロール　３・・・プラグ　１１・
・・コーツｓ　１ｇ・・・入口向　Ｌ３・・・出口向　
３１・・・先端１ｌ１１部分　３４ｍ・・・軸ｓ　３５
・・・基端側部分　３１５ａ・・・凹孔　３６・・・ラ
ジアル軸受　３’Ｆ・・・スラスト軸受　３８・・・リ
テーナ　３９・・・スペーサ　４０・・・シールリング
　Ｂ・・・１１１片　Ｈ・・・ホａ　−シＸ　ｋＭ…マ
ンドレル 特許出願人　住友金属工業株式会社 代理人　弁理士　河　　野　　登　　夫秦　５　図 （ロ）　　　　　阜　　７　　図 ２６− （ロン 菓　６　図 券　８　図 手続補正書　（方式） 昭和５７年７月１３日 特許庁長官殿 ／　事件の表示 昭和５７年特許願第４９２９１号 ２６　　発明の名称 継目無管の製造法及びその実施に用るプラグ３　補正を
する者 事件との関係　特許出願人 ダ１代理人 ｊ、　補正館令の日付 昭和５７年６月１１日　（発送日５７．６．２９）、４
．　７Ｉ＠正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」「図面の簡単な説明」の
掴及び図面 ２、　補正の内容 ７−１　「発明の詳細な説明」の欄 ＋１１　　明細書の第８頁の５行目乃至６行目に「第３
図（イ）に示す如く」とあるヲ、「第３図の上側に示す
如く」と訂正する。 （２）明細書の第８頁１５行目Ｋ「第３図（ロ）に示す
如く」とあるを「第３図の下側に示す如く」と訂正する
。 （３）明細書の第８頁１５行目乃至１６６行目「第３図
のグラフ」とあるを「第３図の下側に示すグラフ」と訂
正する。 グー２　「図面の簡単な説明」の欄 明細嘗の第１７頁１８行目乃至第１８頁第１行目に［第
３図（イ）は・・・（中略）・・・示すグラフ」とある
を、［第３図は本発明に係るプラグの周速度と圧延ロー
ルの周速度との関係を示すグラフｊと訂正する。 ７−３図　面 別紙のとおり　・ ！、　添付書類の目録 （１）訂正図面　　　１．ｊｌｍ ｔ １　軸長方向のべ 部 第３図 ２７− ？ 【履

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １・複数の圧延ロールにて被圧延材をその軸心線方向に
   螺進移動させつつ中心部にプラグを買入せしめて被圧延
   材を穿孔し、又は拡径９延伸圧延する過程において、軸
   心線方向に複数に分割さｎ１且つ各分割部分が軸心纏回
   シに箇々独立して回転可能とされたプラグを用いること
   を特徴とする継゛目無管の製造法０２、複数の圧延ロー
   ルにて螺進移動せしめられる被圧延材の中心に貫入せし
   めらｎるプラグにおいて、軸心線方向に複数個に分割さ
   れ、且つ各分割部分が軸心線回シに箇々独立して回転可
   能に軸支されてなることを特徴とする継目無管の製造法
   の実施に用いるプラグ。