JPS59104203A - 継目無鋼管のマンドレルミルによる圧延方法 - 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、複数の各細部動式ロールスタンドを連続配置
し、隣接するロールスタンドのロール孔形溝底方向を相
互に略直交配置してなるマンドレルミルによって、マン
ドレルバ−が挿入された中空素管を延伸圧延する継目無
鋼管のマンドレルミルによる圧延方法に関する。

一般に、継目無鋼管の製造工程は、素材丸棒に穴をあけ
る穿孔工程と、穿孔された中空素管を減肉延伸する延伸
圧延工程と、延伸圧延された仕上圧延機素管を所要の外
径にまで絞る仕上圧延工程の３工程からなる。すなわち
、第１図に示すように、素材丸棒１１は回転炉床式加熱
炉１２において所要の温度にまで加熱された後、マンネ
スマンピアサ１３により穿孔圧延されて中空素管１４と
なる。この中空素管１４は厚内でかつ短尺であることか
ら、延伸圧延機としてのマンドレルミル１５によって減
肉延伸される。マンドレルミル１５は、中空素管１４に
マンドレルバ−１６を挿入した状態で延伸圧延する圧延
機であり、通常７基ないし８基のロールスタンドから構
成されている。各ロールスタンドは２組の孔形ロール１
７を備え、隣接するロールスタンド間ではこの孔形ロー
ル１７０回転軸を圧延軸に垂直な面内で相互に９０度ず
らして配置している。これらの孔形ロール１７は。

ロールスタンド毎に独立に駆動されるとともに、その圧
下位置を調整可能とされている。中空素管１４は、マン
ドレルミル１５で２倍ないし４倍の長さに延伸され、仕
上圧延機素管１８となる。仕上圧延機素管１８は、必要
に応じて再加熱炉１９において再加熱された後、仕上圧
延機としてのストレッチレデューサ２０において仕上圧
延される。

ストレッチレデューサ２０により、管材外径は最大で７
５チも絞られ、管材外表面はストレンチレデューサ２０
の最終側スタンドの真円孔形ロールによって定形され比
較的硬れた外形寸法精度の仕上がり管２１が得られる。

ここで、マンドレルミル１５による圧延においては、圧
延素管の先端が次々と各スタンドに噛み込んで行く過程
およびその後端が次々と各スタンドを尻抜けして行（過
程で、マンドレルバ−１６の速度が急激に変化し、各ス
タンドの材料流出速度に変動を生じ、スタンド間の材料
のマスフローにアンバランスを生じ、スタンド開力に変
動を生ずる。スタンド開力に変動を生ずると、−各孔形
ロール１７にスプリングバック量の変動を生じてその溝
底に接する部分の、圧延素管材料は厚みおよび外径に変
動を生じ、また各孔形ロール１７による圧下を受けてい
ない部分の圧延素管材料に作用する軸力も変動してその
部分の圧延素管材料にも厚みおよび外径の変動を生ずる
。すなわち、従来のマンドレルミル１５による圧延にお
いては、スタンド開力の変動により、外径および肉厚が
目標値から大きく外れるストマツク部を生ずる。

そこで従来、上記マンドレルミル１５による圧延におい
て、ストマツク部の発生を防止すべく、例えば、各スタ
ンドにおける材料流出速度を一定とすべ（各スタンドの
ロール回転速度を制御する方法、マンドレルバ−１６の
速度変動にともなうスタンド開力の発生を防止すべ（マ
ンドレルバ−１６の速度を強制拘束ないしは制御する方
法が提案されている。

しかしながら、上記すでに提案されている方法によって
は、特に高品質を要求される高合金鋼管等を高い寸法精
度で圧延することが困難である。

本発明は、高い寸法精度で、圧延素管の長手方向外径お
よび肉厚分布を均一化することができる継目無鋼管のマ
ンドレルミルによる圧延方法を提供することを目的とす
る。

上記目的を達成するために、本発明は、複数の各側部動
式ロールスタンドを連続配置し、隣接するロールスタン
ドのロール孔形溝底方向を相互に略直交配置してなるマ
ンドレルミルによって、マンドレルバ−が挿入された中
空素管を延伸圧延すル継目無鋼管のマンドレルミルによ
る圧延方法において、素管が噛み込んでいるロールスタ
ンドのうち、常に先頭２スタンドのみを駆動し、他のス
タンドを無駆動とするようにしたものである。

以下、本発明の実施例を図面な参照して説明する。

第２図は本発明の実施に用いられるマンドレルミル１５
を示す制御系統図である。このマンドレルミル１５にあ
って−は、各スタンドの孔形ロール１７をそれぞれ独立
の電動機３１および減速機３２によって駆動可能として
おり、最終側２スタンドを除（各スタンドにおいて、孔
形ロール１７と電動機３１および減速機３２との間にク
ラッチ３３を介装している。なお、マンドレルミル１５
におイテ、隣接するロールスタンドのロール孔形溝底方
向は相互に略直交配置せしめられている。

すなわち、このマンドレルミル１５による圧延において
は、マンドレルミル１５の前工程におし翫て穿孔圧延を
施され、十分な潤滑剤を塗布したマンドレルバ−１６が
挿入された圧延素管１４が第１スタンドから噛み込みを
開始される。この圧延素管１４の第１スタンドへの噛み
込み当初には、第１スタンドないし最終（第８）スタン
ドの全スタンドとも、各スタンドに個有な各所定ロール
回転速度で駆動されている。この圧延の進行により、圧
延素管１４の先端は第２スタンドを抜は第３スタンドに
噛み込むと同時に、第１スタンドのクラッチ３３な連結
状態から解除し、第１スタンドの孔形ロール１７を無駆
動とする。以下、順次、圧延Ｘ管１４の先端が次スタン
ド（ｉ）、に噛み込むと同時に、（ｉ−２）スタンドの
クラッチ３３を連結状態から解除し、（ｉ−２）スタン
ドの孔形ロール１７を無駆動とする。したがって、圧延
素管１４の先端が最終スタンドを抜け、定常圧延状態に
至った後、圧延素管１４の後端が最終スタンドを抜け。

圧延を終了するまでの間にあっては、最終１１１１２ス
タンドのみが駆動され、他のスタンドは無駆動とされる
状態で、圧延素管１４に所定の圧延が施される。

したがって、上記マンドレルミル１５の先頭２スタンド
は、両スタンドの孔形ロール１７とマンドレルバ−１６
との間で材料を圧下して前方へ流出させるとともに、マ
ンドレルバ−１６をも前方へ移動させる。先頭２スタン
ドに後続する他のスタンドにおいては、各孔形ロール１
７が無駆動となっているため、材料はマンドレルバ−１
６との摩擦力によって前方へ押し出されるとともに、先
頭２スタンドの駆動によって生ずる牽引力に基づ（張力
によって前方へ押し出され、孔形ロール１７とマンドレ
ルバ−１６との間で圧下される。

ここで、先頭駆動スタンドの牽引力が後続無駆動スタン
ドにある材料に及ぼす張力は、先頭駆動スタンドの孔形
ロール１７における溝底部分に集中して発生する。とこ
ろが、この実施例においては、先頭２スタンドの溝底方
向が互いに直交する２方向に位置し、かつ常に先頭２ス
タンドを駆動スタンＶとしているので、無駆動スタンド
にある材料に及ぼす張力はその円周方向において均一と
なる。なお、先頭２スタンドを駆動することによって、
マンドレルバ−１６に十分な移動力を与えろことも可能
となる。

上記実施例に係るマンドレルミル１５＆Ｃよる圧延によ
れば、圧延素管１４の先端が最終スタンドに噛み込むま
での間にマンドレルバ−１６の速度は変動するものの、
先頭２スタンドに後続するスタンドは無駆動とされるこ
とから、それら無駆動スタンドの各孔形ロール１７の回
転速度およびそれら無駆動スタンドにおいて圧下を受け
る材料の流出速度は、マンドレルバ−１６の速度変動に
ともなって自然に変化して、各スタンドに材料流出速度
のアンバランスを生ずることのない状態に適応変化する
。したがって、圧延素管１４の先端が最終スタンＶに噛
み込むまでの間においては、先頭２スタンド間以外のス
タンド間にバー速度変動にともなうスタンド開力変動の
発生がなく、圧延素管１４に生ずる先端ストマツクを非
常に小とすることが可能となる。なお、先頭２スタンド
に次々と噛み込む圧延素管１４の最先端部には、マンド
レルバ−１６の速度変動にともなうスタンド開力が作用
する可能性があるが、先頭２スタンドのみの影響に基づ
くマンドレルバー１６の速度変動は精度良く予想可能で
あり、また圧延素管１４の上記最先端部における材料流
出速度変動は先頭２スタンドのみのロール回転速度制御
によって比較的容易且つ高精度で抑制可能であり、この
圧延素管１４の最先端部に生ずるストマツクは高精度で
抑制可能となる。

また、圧延素管１４の先端が最終スタンドを抜けてから
、圧延素管１４の後端が第１スタンドを抜けるまでの定
常圧延の間は、マンドレルバ−１６の速度変動がなく、
圧延素管１４はスタンド開力の変動に基づく寸法変動を
生ずることがない。なお、圧延素管１４の圧延前寸法の
変動等に基づき、マンドレルミル１５が圧延素管１４に
加える圧延状態を調整する必要がある場合には、全スタ
ンドのロール回転速度を制御することな（、先頭２スタ
ンドのロール回転速度のみを制御すれば足り。

制御精度を高精度とすることが可能となる。

また、圧延素管１４の先端が最終スタンドに噛み込んで
から後においては、圧延素管１４の後端が最終直前の駆
動スタンドを抜けるまでの間、マンドレルバ−１６に速
度変動を生ずることがない。

また、圧延素管１４の後端が最終直前の駆動スタンドを
抜けた段階で、マンドレルバ−１６に速度変動を生ずる
ものの、この場合の材料は最終スタンドのみに噛み込ん
でいることから、材料流出速度にアンバランスを生ずる
ことがない。すなわち。

圧延素管１４の後端にはストマツクを生ずることがない
。

なお、上記実施例による場合には、マンドレルバ−１６
と無駆動スタンドの孔形ロール１７との間の全圧下領域
において、材料は、相互に異なる方向ノマンドレルバ−
１６との間に生ずる摩擦力と無駆動スタンドの孔形ロー
ル１７との間に生ずる摩擦力による剪断変形によって、
減肉変形せしめられるために、通常の駆動ロールの圧延
による場合に比して、非常に小さな圧下刃で圧延するこ
とが可能となる。また、スタンド間の材料ｆ、スタンド
間開力変動に基づく圧縮力の付加がなく、そのような圧
縮力に抗するための圧下刃の増大がな（、小さな仕事量
で圧延可能となり、マンドレルミル１５の駆動に必要と
される動力及単位を低減することが可能となる。

次に１本発明の具体的実施結果について説明する。この
具体的実施例においては１３Ｃｒ鋼管を、外径２０５ｍ
ｍ、肉厚３５朋、長さ６０００ｍＴＩＬ）中空素管に穿
孔圧延した後、直径１１０＋＋ｏａのマンドレルバ−を
用いた本発明方法により、外径１８０ｍｍ、肉厚２５ｎ
％長さ８４３０ｍｇの管に圧延したものである。この具
体的実施結果によれば、圧延後の管表面は割れ、ロール
疵などもな（良好であり、寸法変動も最大偏肉率８．５
％、平均偏肉率５．１係であり、特にストマツクもない
良好な状態となることが認められた。また、圧延動力も
従来方法に比して約１２チ削減可能となることが認めら
れた。

以上のように、本発明は、複数の各細部動式ロールスタ
ンドを連続配置し、隣接するロールスタンドのロール孔
形溝底方向を相互に略直交配置してなるマンドレルミル
によって、マンドレルバ−が挿入された中空素管を延伸
圧延する継目無鋼管のマンドレルミルに圧延方向におい
て、素管が噛み込んでいるロールスタンドの５ち、常に
先頭２スタンドのみを駆動し、他のスタンドを無駆動と
するようにしたので、高い寸法精度で、圧延素管の長平
方向外径および肉厚変動を均一化することが可能となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な継目無鋼管の製造工程を示す工程図、
第２図は本発明の実施に用いられるマンドレルミルを示
す制御系統図である。 １４゛・°圧延素管、１５・・・マンドレルミル、１６
・・・マンドレルバ−，１７・・・孔形ロール、３１・
・・電動機、３３・・・クラッチ、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の各細部動式ロールスタンドを連続配置し、
   隣接するロールスタンドのロール孔形溝底方向を相互に
   略直交配置してなるマンドレルミルによって、マンドレ
   ルバ−が挿入された中空素管を延伸圧延する継目無鋼管
   のマンドレルミルによる圧延方法において、素管が噛み
   込んでいるロールスタンドのうち、常に先頭２スタンド
   のみを駆動し、他のスタンドを無駆動とすることを特徴
   とする継目無鋼管のマンドレルミルによる圧延方法。