JPS5865503A - 継目無し管の製造方法 - 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】 本発明は継目無し管の製造方法に関する。

継目無し管としての非溶接金属を王として二つの連続工
程、すなわち加熱炉から出てくる素棒に軸方向に孔を穿
って厚みのある中空半加工品・Ｑを造９出す王権と、こ
の中空学加工品ｅＯｔ々ル内で圧延する王権とからなる
方法で通常製作され、この場合、上記ミルのロールの位
置付けは９０°ずらして配列してあり、かつ上記ミルは
中空半加工品ｃｏがンルの終端に到達するまでに行われ
る総厚み減少が所望管厚に一致するように該中空半加工
品ｅＱの厚みを減少せしめる・ 穿孔工＠Ｆｉ一般に所定位置に保持されるマンドレルＭ
が担持した穿孔ヘッドに回転する素棒Ｃを押しつける゛
ことにより行われる。かくして厚みのある中空半加工品
ｅ６は穿孔ヘッドを担持したマンドレルＭｕｓ１−押し
通さｎるわけである。

一方、傑来の圧延には二つの方法、すなわち自在マン８
．ドレル圧延法と固定マンドレル圧延法がある。

自在マンドレル圧延法の場合、長いマンドレルが中空半
加工品内に導入されて、推進部材がギル内で該マンドレ
ル上に上記中空半加工品を押しつけ係合させる。従って
ロールとマンドレル間で圧延される金属管がひきのばさ
れることになる。マンドレルは自在であって、ミルの各
ロールの位置付けでの金属管の速度から割り出されるこ
とになる平均速度をとる。

マンドレルと該マンドレルを一部蔽った圧延半加工品と
の組合せ体はミルの出０＠でマンドレル解離装置上に置
かれ、ここでマンドレルが解離される。圧延された中空
半加工品は１例えば加熱とか口径合せとかというような
工程域に移されて行く、他方、長いマンドレルはマンド
レル冷却製蓋並びに潤滑油塗り機構の方に運ばれ。

初めの引きのばし用ベンチへと戻さ九る。

一般的な用途の場せではあるけれども、この自在マンド
レル圧延法はいくつかの欠点を有する・限定さｎた厚み
の圧延半加工品の長さは直１１１００建り・メートルで
約２５メートル、直径約１４０ミリ・メートルで約３０
メートルに限定されることになる。このよ・うな限定が
必要なのはマンドレルの解離中、仕上９半加工品が落ち
こんだりするからである。更に、マンドレルが圧延半加
工品内を貫通する七長さ、従ってマンドレル解離長さは
非常に重要てあって、５メートルの圧延半加工品でＦ１
２１メートル、犯メートルの圧延半加工品では２６メー
トルということになる。これは相轟な長さであって、肉
厚の薄い圧延半加工品の落込みを促進することになる。

固定マンドレル圧延法もま几ミルの入口側で中９半加工
品にマンドレルを導入するというものである。中空半加
工品とマンドレルとの組合せ体＃′ｉミルの内部に押込
まれるわけであるが、マンドレルは固定されていて、最
後から三番目のロールの位置付けから最後のロールの位
置付けまでの距離よりも一般に短い距Ｓを移動するに過
ぎない。

圧延が完了すると、圧延半加工、品Ｅはギルの最後のロ
ールの付着付けから放出されて、マンドレルを解離する
。該マンドレルはその後、最終ケージからミルの初めの
ところへと戻され、次の中空半加工品ｅ０が所定付着に
来るのを待つことになる。

この固定マンドレル圧延法もま友いくつかの欠点を有す
る。マンドレルの作用部分は短いけれども、マンドレル
の速度に対して金属管の速度は速い・従って、マンドレ
ルが加熱されたり、過度にψ粍したりすることになる。

更に、この方法は、マンドレルが次の中空半加工品内に
導入される前に完全に戻りを行っていなければならない
、更に、連続した中空半加工品に通常。

同一マンドレルが使用されるので、該マンドレルは二つ
の連続圧延間で適嶺に冷却されないという結果になる。

本発明は、特に継目無し管としての溶接工種のない金属
管の製造において、製品とマンドレルの解離工程とに関
して上述した先行技術のもつ。

製品の長さと製品特性とを限定することになるマンドレ
ルＭで穿孔され、その後、このマンドレルＭと中空半加
工品ｅ□との組合せ体は連続建白に入９．蚊マンドレル
ＭＦｉその有効長さが圧嬌行＠に是非とも必要な長さに
少なくとも等しいように算出された速度に圧延行機中保
たれる。

換言すれば、中空半加工品ｅと該中空半加工品〜内に挿
通している所定長さのマンドレルＭとの組合せ体１　ミ
ル１２内に導入してその圧延工鴨中、伸張されながら軸
方向に移動する中空生加工＆ｅ６の先端部が、ミル１２
内の最後のロール位置付け１部分（スタンドともいう）
を通過する時、前記マンドレルＭの先端部が少なくとも
前記、最後のロールの位置付け１部分にあるように算出
された速度を該マンドレルＭに与えるということであり
、該マンドレルＭは、中空半加工品・。の圧延が完了す
ると、圧延半加工品Ｅと共にギル１２の外へ送り出さｎ
マンドレル解離装置１５により、該、マンドレルＭＦｉ
圧延牛加工品Ｅから畷り除かれ、圧延半加工品Ｅは更に
通常の処理工程域に送られ、他方上記マンドレルＭＦｉ
冷却さ九２９点検さＡ、１ｌＩｌ滑油を塗られ。

次の素棒を穿孔するための装置の先端へと戻される。

而して、本発明の穿孔ヘッドを担持したマンドレルＭは
製造の第一工程域では素棒−に軸方向に穿孔する穿孔ロ
ッドとして機能し、次いで第二王権域の、圧延工程域で
は圧延マンドレルとしての働きをする。このマンドレル
ＭＫ穿孔ロンドとしての働ｅをさせるためには、工程周
期の初めに、穿孔ヘッドｆ：債着しなければならない・
而して、穿孔ヘッドは全周期中、マンドレルＭに装着さ
れたままであってもよいし、あるいは工程周期中の成る
工程硫でヘッド解離装置２３によりマンドレルＭから解
嗜しそれ自体の冷却チェック周期を構成して再びマンド
レルＭに装着してもよいし、あるいはマンドレルＭの周
期の成る王権域で別なマンドレルＭに装着してもよい。

本発明に係る方法を達成するための装置は、素棒＠の穿
孔の友めの穿孔装置４におけるロールの位置付けと該ロ
ールの位置付けの方向に、前進又は後退し、且つ穿孔ヘ
ッドを備え九マンドレルＭｆ収容するようにし次支持ス
トップ部材７と、ロールの位置付けと支持ストップ部材
７との間に配設した処のｉンドレルＭｔ−支持し且つマ
ンドレルＭが落込んだりしないようにするための・マン
ドレル案内装置８と、マンドレルＭがその支持ストップ
装置７から解離され九時。

マンドレルＭと中空半加工品・。との組合せ体を射出す
る念めの射出装置９と、中空半加工品・０をマンドレル
Ｍに対して軸的に位置づけるためのダクト１０と、圧延
中、マン、ドレルＭの後端管捕捉機構１３と、入口ダク
ト１１と、角度的にずらして複数のロールを適宜位置付
けした該ロールを有するし１２と、圧延半加工品Ｅをマ
ンドレル解離装置１５に向けて射出する機構のついたミ
ル用の出ロダク）１３Ａと、圧延半加工品排除機構とマ
ンドレル排除１磯構とを備゛えたマンドレル′ｐｓｌＩ
Ｍ装置１５と、マンドレル冷却用めて再び最初の工程の
とζろに−９で戻すための装置と、圧延半加工品Ｅｔ−
更に従来の処理工程域の装置のところへと運んで行く装
置とからなる。

マンドレルを集めてこｎｌ最初の工程域の装置のところ
まで戻す装置はマンドレル冷却用のタンク１７と、マン
ドレル点検プラットフォーム２０と、塗油装置２１と、
穿孔装置４の前でマンドレルＭｆ：整合するためのダク
ト２２と、ｖンドレルＭｆ、穿孔装置４に送り出す装置
とからなる１本発明は素棒ｅの穿孔が別個に行われる場
合にも適用出来るものであることに注意すべきである。

本発明から生じる利点は多い。それらは連続圧延技術並
びに穿孔技術に関連し友ものであり、また生産性あるい
は投資面に関連し友ものであり、更には設備の運転費に
関連したものである。

すなわち、マンドレルＭ’に穿孔ロッドとして又同時に
圧延マンドレルとしても使用することによりマンドレル
Ｍと中空半加工品ｅ０　　の内径との間のクリアランス
を減少させることが可能であると共に中空半加工品・。

の外径の一定の減少即ち肉厚の一定の減少を可能にし、
且つミル１２内に於ける一対の第一ロールのローラ関で
中空半加工品・。の一部が圧潰されて、側面に突出する
パリ状の突出縁部上減少し、ミル１２の第一ロールの位
置付けでの中空半加工品ｅ０の係合を簡単にすることが
出来る。更に、マンドレルは圧延中、変化する速度とい
６よりむしろ一定速度のものであるから、チャンネル即
ち中空半加工品もがロールの位置付は関を通過するため
の通路内での金属管の変形条件はマンドレルの速度変化
によって変化することはなく、速度変化というこの現象
による金輌管の「変形」はどの場合にも見られ々くなる
し、金属管の肉厚を均質性のあるものにする処の前記チ
ャンネルを有するロールめ位置付けでの圧延が可能であ
るし、マンドレル解離は変形を生じさせることもなくよ
り簡単に行われる。

マンドレルＭが中空半加工品ｅ５内を貫通するその限度
は自在マンドレル圧延法におけるよりもはるかに低いが
故に、マンドレル解離時間はより短く、かつマンドレル
を最適条件のもとで解離することが出来る。

上述し九ような連続圧延技術１１Ｃ＠連し九利点に加え
て、本発明による方法は、マンドレルＭがその保持する
中空半加工品もと共に瞬時に排除されることから、高速
穿孔機の使用を可能にする。これに工程周期のある時期
−にマンドレルＭに装着さｎかつ常に冷却の必要な穿孔
ヘッドの冷却を簡単なものにしてしまう・ 生産性という面について云うと、本発明による方法は穿
孔工程の間隔を半分に短縮してしまうし、同時にこの場
合、マンドレルを前以って付着づけしたり引きのばし工
１ｉｔ−行ったりすることから従来製電の場合に必要で
あった圧延率の限定を不要なものとしてしまう−同じよ
うに、磯り出されるマンドレルＭの長さが短いｔめマン
ドレル解離がはるかに簡ｊＩＬ″′Ｃあることから。

ンドレル雫噛工＠ｉＦｉ生貴能率を少しも低下させるも
のとはならない、更に、本発明による方法の場合、圧延
工程の全蛾を最大長さの圧延半加工品で占めることが可
能である。

マンドレルの長さを短かく出来ること、穿孔ヘッドを担
持したマンドレル案内装置するのでドリル棒が不要であ
ること、マンドレルＭｔ−循環移動させるのに必要な機
構の数が少なくてすむこと、マンドレル解離ベンチ１５
の動力が小さくてすむことなどは投資並びに運営費の面
からみた利点である。

第１図において参照番号１は回点炉床炉の如き加熱炉を
示し、核加熱炉１から素棒ｅが押出されて心合せ装置２
を通って斜めミルの如き穿孔装置４に、素棒ｅを送り込
むための公知の送込み装置３に運ばれる・ 前記穿孔装［４のロールは伸長シャフト６を介してモー
タ５で駆動される。穿孔装置４と関連して支持ストップ
部材７が配設されていて、該支持ストップ部材７Ｆｉ穿
孔装置４に於けるロール位置付けの方向に前進又は後退
し、且つ穿孔ヘッドを備えたマンドレルＭｔ−収容する
よう設計しである。穿孔装置４と支持ストップ部材７と
の間に参照番号８で概略的に示しであるのは従来のマン
ドレル案内装置、すなわち管状半加工品も用の案内装置
であって、該案内装置８はマンドレルＭの心合せを行い
、かつマンドレルＭが落込んだりしないようにする。マ
ンドレルＭと中空半加工品ｅＱとの組合せ体はそれ自体
公知の射出装置９を通って、マンドレルＭがその支持ス
トップ部材７ｔ−離れた後、射出される・マンドレル解
離対する中空半加工品もの長手方向の位置づけはフィー
ダとエジェクタとを備えた位置付はダクト１０内で調整
される。

角度的に９０６ずらして配列し、複数のロールを位置付
けした宅ル１２のヘロダクト１１は位置付はダクト１０
に隣接しかつ並行に配設しである。

入口ダクト１１の後端に位置し九捕捉機構１３はマンド
レルＭの後端を捕捉しかつローリング操作完了時に皺！
ンドレルＭを嶋すように設計してあって、該捕捉機構１
５は機械的、または水力的、”または電気的装置を使用
して中空半加工品ｅ□の圧延中、所定速度へと調節され
る。

ζル１２の出口ダクト１３Ａは射出装置１４を有してい
て、皺射出装置１４は部分的に係合したマンドレルＭと
圧延半加工品Ｅとの組合せ体をマンドレル解離装置１５
に送り出す。例えば移動機構を備えたマンドレル解離装
置ｔ１５からなる該装置ｆは圧延半加工品Ｅ′ｔ−プラ
ットフォーム１６へ且つまたマンドレルＭを冷却タンク
１７へと移動させる・ 圧延半加工品ＥＩＩ′ｉ切断部材１８によりその先端を
切断さｎるわけであるが、その後、該圧延半加工品Ｅは
従来の加熱炉１９に送られて、ここで仕上げをまつばか
９の状態のものにされる・冷却タンク１７内で冷却され
たマンドレルＭはその後、点検ブラットフオーム２０上
に移動し、続いてダク）２２に到達する前に塗油装置２
１のところで潤滑油ｔ＊らｎて１．ダクト２２では穿孔
装置４ζ再び整合させられる。このようにマンドレルＭ
ｙｂＥ穿孔装置４．ｔル１２．マンドレル解離装置１５
ｔ−通過する単一周期を構成することは明らかであろう
。

最も有利なものと考える図示の実施例では穿孔ヘッドを
担持するマンドレルＭの先端がミル１２に導入されるマ
ンドレルの先端と対向している。

しかしながら逆の装置、すな枦ち穿孔ヘッドを担持する
マンドレルＭの先端がそのままミル１２に導入されるマ
ンドレルＭの先端となるような可逆の装置を採用するこ
ともｔ＋可能であろう・参照番号２３は穿孔ヘッドをマ
ンドレルＭから解離するためのヘッド解離装置を示す、
もつとも穿孔ヘッドは一周期中、マンドレルＭに装着し
九ままでもよいし、あるいはマンドレルＭが構成する周
期の他の適当な工椙域でマンドレルＭから解離さ几ても
よい。

ｗｉ２図は時間の函数としての半加工品の移動を実線で
かつ時間の函数としてのマンドレルの移動を破線で示し
九三つのグラフであって、グラフＡＦｉ従来の自在マン
ドレル圧延法に関するものであり、グラフＢは従来の固
定マンドレル圧延法に関するものであり、グラフＣは本
発明による新規な圧延法に関するものである。

方法Ａの場合、圧延後、圧延された半加工品胞の殆んど
全長と係合す為相当な長さのマンドレルＭｔｉ使用する
。方法Ｂの場合マンドレルＭｌは固定されていて、圧延
中ミルの最後から三番目の位置（参照符合笥で示す）か
ら最後の位置（（資）までの距離に殆んど相当する距離
を移動するにすぎない、圧延された半加工品ｇｓが最後
の位置（■）ｅｌｌれると、マンドレルＭｘは別な中空
半加工品と保合出来るように戻り移動を行う。

グラフＣに示す本発明による方法の場合、自在！ンドレ
ル圧延法で使用するマンドレルＭ１よりも明らかに短い
マンドレルＭを使用するだけで充分である。骸マ／ドレ
ルＭは中空半加工品もがミル１２ｔ−通過する間、一定
速度に保たれ、その後、マンドレルＭと圧延された半加
工品Ｅとの組合せ体はマンドレル解離装置ｔ１５へと移
されて解離される。マンドレルＭが一定の長さだけ圧延
半加工品Ｅ内へと係合するにすぎないことは明らかであ
って、このことは前に述べたいくつかの利点を証明する
ものである。

圧延された半加工品Ｅから引き出されるマンドレルＭの
長さは自在マンドレル圧延法における如く一つの拘束管
構成することにはならないが故に、半加工品の長さ′ｆ
：２５ｍ１７には３０ｍに限定しなければならないとい
うが如き先行技術で必要であった処の限定を行う必４ｊ
！はない。

例えば、５．８ｍの素棒から直径１００■の圧延された
半加工品を製造するミルにおいて、長さ１６．５ｍのマ
ンドレルで長さ４４ｍの圧延された半加工品を製造する
ことが可能である。該半加工品は引抜き型の径違いソケ
ットで変形されて直径２１．３ｍ、長さ２．３ｍ、長さ
３００１１１ノ管トナル・以下に本発明に於けるマンド
レルＭの長さと速度に関する基本的な計算式を第３図に
基いて説明する。

（１）　　マンドレルＭの最小長さＬＭ□の計算につい
て、又最小−へ一〜暢を−と略称する。

閘、各記号を下記の如く定義付けるものとする。

ＶＤ　””マンドレルＭの速度 ＬＭ　・・・マンドレルＭの長す 一　・・・圧延前の中空半加工品ｅ６の長さＬＬ・・・
ミル１２の長さ Ｌｌ　・・・圧ｇ後の圧延牛加工品Ｅの長さＴＲ”・中
空半加工品ｅｌ□の先端部がミル１２に入つ九時から該
先端部がミル１２を横 切る時までの時間 ＴＳ　　・・・中空半加工品もの先端部がミル１２ｔ″
横切った時から該中空半加工品ｅＱの後端部がミル１２
を横切るまでの時間 ＴＴ−・・総圧延時間 Ｔ７　”’　Ｔｇ　十Ｔｓ ｔ　・・・ロールの位置付け１部分とロールの位置付け
１１＠１分との間の距離又は２つのロールの位置付は部
分間の距離 ｔｌ・・・圧延前に中空半加工品ｃ０の先端部から突出
しているマンドレルＭの長さ ｔ４・・・圧延前に中空半加工品この後端部から突出し
ているマンドレルＭの長さ ｔ３・・・圧延後に圧延半加工品Ｅの内にあるマンドレ
ルＭの長さ ＶＥ・・・ミル１２の入口での中空半加工品ｃ０の速度
■・・・ミル１２の出口での中空半加工品ｅ□の速度Ｗ
・・・空になる時間 α・・・中９半加工品ｅ□の伸長度 Ａ・・・中空半加工品句のミル内での総伸長度面して、
マンドレルＭの長さＬＭの最小長さＬＭ−の計算はマン
ドレルＭの後端 部カ中空牛加工品への後端部を合致することを前提とし
て行う。

第６図に於いて、 ＡＤ＝ＣｒＫ＝（ＸＦ十Ｈ１＜ ＝　ＬＬ　＋　’Ｖ”ｔ−・） となる。

そして、ミル１２め入口での中空半加工品ｅ６の速度は
°−である。

もし、０＜ｘがロールの位置付け１部分に於ける中空半
加工品ｅ・の伸長度であるなら該位置付け１部分の出口
又は位置付は置部分の入口での中空半加工品ｅ、の速度
−四は τ”ｒ　−ＶレベＩ−・・・（２） となる・ もしＬがロールの位置付け１部分と位置付は画部分との
間の距離とすると、この距＠ｔを横切る時間へＴは となる。

一方、ロールの位置付けｉｓ分の出口での中空半加工品
もの速度Ｖ＝は ”ｋ　＝Ｖ−・べ１１−、メ、・６　　・・・・・・・
・・・・（４又ロールの位置付は海部分と位置付け■部
分との間の距離を横切る時間ΔＴは 等々・・・・・・・・・ 結局、中空半加工品もの先端部がξル１２ｔ−通過する
のに要する総時間−しは １帆；ＡＴ（ｌ、１ｒ）士ゐＴ（ｌ・ｘ）士−ａＴ（ｍ
・ｉ）’？°゛゛となる。

ｌ！に、もしＡが建ル１２内の中空半加工品ｃ０の総伸
長度であれば ］！４Ｖｔ−（三角形ＥＬＨをか照） そして。

１°−”−）　　　　・・・・・・・・・・・・（ｅそ
して 敗Ｋ　ゴ昭−Ｔ、、山　　　　であるから結局 −−−・・（９） となる。

即ちマンドレルＭの最小限必要な長さＬ　Ｍ　−ｔｊ（
ｑ）式で表わされることとなる。

（Ｉ）マンドレルＭの速度Ｍの計算について。

第３図に於いて 三角形ＥＨＫにおいて。

羽＝踊４ｉ＝訃−゛句＝Ｌ呂−ＬＬ 三角形ＥＬＨにおいて 即ちＣマンドレルＭに与えられる譚出され九速度は（１
０）式で表わされることとなる。尚、ロールの位置付は
部分内での中空半加工品・０の伸長度αはロールの位置
付は部分の入口における中空半加工品もの厚さの平均値
の、ロールめ位置付は部分の出口における中空半加工品
への厚さの平均値に対する率として計算出来る。

示したものであり、第２図は時間の函数としてのマンド
レルと半加工品との相対変位を従来の連続圧延法と本発
明方法とに分けて比較し７たグラフである。第６図は本
発明の要旨に対応する具体的実施例を説明するためのグ
ラフである・１・・・加熱炉　　２・・・心合せ装置４
・・・穿孔装置　　１１・・・入口ダクト１２・・・ミ
ル　　　１４・・・射出装置１８・・・切断部材　　Ｍ
・・・マンドレルＥ・・・圧延半加工品　　ｅ・・・素
棒旬・・・中空半加工品

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. マンドレルＭが担持し念穿孔其で素棒・を穿孔して前記
   マンドレルＭｔ−包む中空半加工品句を形成すべく前記
   素棒ｅｔ−前記マンドレルＭ上で伸張し、前記穿孔具を
   有するマンドレルＭと中空半加工品幻との組合せ体を連
   続ミル１２の入口へ移送し、次いで前記マンドレルＭと
   中空半加工品もとの組合せ体會連続ミル１２に挿入し、
   前記中空半加工品ｅ□が連続し１２０入ロスタンドに挿
   入された時点でマンドレルＭの先端が連続ミル１２の出
   口スタンドの前方で連続ミル１２内に在るようＫすると
   共に伸張され且つ軸方向に移動する中空半加工品句０の
   先端が連続ミル１２の最終スタン、ド（Ｖ厘）部分を通
   倉する時、少なくともマンドレルＭの先端が最終スタン
   ド（Ｖｌ）部分内に在るように算出された速度ｔ１１記
   マンドレルＭに与える仁とを特徴とする継目無し管の製
   造方法