JPS5913283B2 - 管の連続圧延法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は継目無金属管を連続圧延する方法に関するもの
である。

継目無金属管、例えば継目無鋼管を製造する工程のうち
、マンドレルミル（又はフルフローティングマンドレル
ミル）とリテインドマンドレルミル（又はセミフローテ
ィングマンドレルミル）が管の連続圧延機と呼ばれてい
る。

これらの圧延機を用いた連続圧延法は、いづれも駆動し
たロール対により構成される略円形のカリバー列と圧延
せんとする管の内部に最初のロール対と最後のロール対
との間の距離より長く、かつ該管長より長いマンドレル
を用いて行なわれ、管の外径と肉厚が変化される。

両者の差異は要するに、圧延中のマンドレルの拘束状態
にあり、マンドレルミル圧延法では圧延中のマンドレル
に対して圧延力以外は作用しないが、リテインドマンド
レルミル圧延法では圧延中のマンドレルはスラストブロ
ックにより拘束され、一定の速度で前進をつづける。

その結果、マンドレルはマンドレルミル圧延法では管に
挿入されたまま圧延機出側へ進み、ストリッパーにより
管と分離されるが、リテインドマンドレルミル圧延法で
は連続圧延機の出側に３〜４組のロール対により構成さ
れるエスクトラクターにより管をマンドレルから引き離
し、圧延完了時にはマンドレルは後端をスラストブロッ
クを把持されて連続圧延機の中に残っている。

従って、マンドシル圧延法では管とマンドレルが圧延機
出側へ移るとただちに次の圧延を開始できるため１時間
当りの圧延本数は極めて大きくできるが、リテインドマ
ンドレルミル圧延法では圧延完了後スラストブロックを
後退させてマンドレルを入側テーブルへ戻し、次の圧延
せんとする管にマンドレルを挿入し、マンドレルを圧延
位置まで前進し、送りロールにより管を連続圧延機に送
り込み圧延を開始するのであるから、１時間当りの圧延
本数は少な（なる。

しかしながら、マンドレルミル圧延法においては管の前
端または後端がロール対間を通過する度にマンドレル速
度が急激に増大し、その都度、管の変形状態が急激に変
化するため、このとき管は局部的に異常変形を生じ、長
さ方向に均一な寸法の管を得ることは出来ない。

従って従来のマンドレルミル法では、圧延中の急激な寸
法変動を吸収するために、カリバーエツジ部を太き（逃
がさなければならず、さらには圧延後の管からマンドレ
ルを抜取る作業を容易にするために、仕上管の内径とマ
ンドレルの径差を数ミリメートル以上とする必要を生じ
、それによって管の横断面には、いわゆるリッジを生じ
て内面に４箇所が突起して長さ方向に稜を形成し、管の
寸法精度を悪くしている。

本発明は圧延能率が良く、成品の寸法精度の優れた管の
連続圧延法に関するものである。

本発明を実施するための装置は、従来のマンドレルミル
の入側に圧延中のマンドレルを所望の速度に拘束するマ
ンドレル移動装置を必要とする。

さらに本発明の成品寸法の優れた管を得るためにリテイ
ンドマンドレルミル法で採用する様な楕円率の小さい真
円に近いカリバー形状を採用するが、圧延中の肉厚圧下
配分はむしろマンドレルミル法に近いものとし、前半の
圧延カリバー列で連続圧延全体で計画する肉厚圧下の０
．８０倍以上を圧減してしまう。

すなわち一般に実用化されているマンドレルミルは８箇
のカリバーを連ねているから、最初の４箇のカリバーで
全体の０．８０倍以上に相当する肉厚圧下比をカリバー
底で与える。

さらには、最初の３箇のカリバーで全体の０．７５倍以
上に相当する肉厚圧下比をカリバー底で与えることが望
ましい。

ここで述べた全体の肉厚圧下に占める途中スタンドまで
の肉厚圧下比は次の式で定義されるものである。

ここで Ｒｋ：全スタンド（ｎ）の肉厚圧下に対するにスタンド
までの肉厚圧下比 ｔｏ：連続圧延前の管の肉厚 ｔｋ ：にスタンド後のカリバー底部肉厚ｔｎ：最終ス
タンド後のカリバー底部肉厚本発明は適宜方法によって
マンドレルミルの入側材料寸法に穿孔圧延した管の内部
に最初のロール対と最後のロール対との間の距離より長
（かつ該管長より長いマンドレルを両端が管から露出す
る様に挿入し、マンドレルの後端近傍をスラストブロッ
クにより把持してマンドレルを所望の速度に保持しなが
ら、少なくとも管の後端が入側から３番目のロール対を
通過するか、又は全ロール対の２分の１より１対少ない
ロール対を通過するまで圧延し、そののちマンドレルを
スラストブロックから解放して管の後端近傍を少なくと
も１対以上のロール対で引続き圧延を行う方法である。

このときカリバーの寸法および形状は前記条件に定めら
れているので、圧延後の寸法精度はマンドレルをスラス
トブロックから解放した時圧延機内に残っていた後端近
傍以外はリテインドマンドレルミル法と同等程度の優れ
た寸法精度が得られ、後端近傍はすでに計画された全肉
厚圧下の７５％以上がすでに完了しており、従来のマン
ドレルミル法よりは優れた寸法精度を得ることが出来る
。

圧延中のマンドレルの速度は、入側から３番目のロール
カリバー底周速度以下の速度に保持しなければならない
。

こうしないと従来のマンドレルミル圧延法の場合より長
いマンドレルが必要となり、不経済となるばかりかマン
ドレルの抜取りが困難となり、本発明の効果を発揮出来
ない。

圧延中のマンドレル移動速度の下限値はマンドレルの寿
命とマンドレル移動装置の建設費によって決定され、最
初のスタンドのロールカリバー底周速度より大きいこと
が望ましい。

本発明に用いる圧延中のマンドレルの速度パターンは次
の３種が適当である。

■、最初のスタンドのロールカリバー底周速度以上で、
入側から３番目のロールカリバー底周速度以下の一定値
に固定する。

この場合は強固なマンドレル保持装置と外乱を十分カバ
ーするに十分な容量の移動装置を必要とし、設備費は高
価となるが本発明の効果は最も顕著である。

２、入側から３番目のロールカリバー底周速度以下の速
度で、管の前進とともに次第に増大する速度とする。

この場合はマンドレル移動装置の設備容量は１の場合よ
りかなり小さく出来、本発明の効果もほとんど損なわれ
ることはない。

■と比較すれば圧延された管の寸法は長さ方向にゆるや
かに変動するが、従来法の様な局部的な著るしい寸法変
動は解消できる。

３、管の後端部が最初の３スタンドを通過するまでマン
ドレルの前進速度の上昇を抑制する。

この時間帯のマンドレルの最大速度は、入側から３番目
のロールカリバー底周速度を超えない値とする。

この場合のマンドレルの移動装置は最も簡単で安価とな
り、例えば第３図に示す様なマンドレル後端近傍の小径
部１６をチェーン１７上に突起した爪１８の窪部に嵌合
せしめて、スプロケット１９０回転を電動機等により拘
束する。

マンドレルを支えるチェーン上の爪１８が圧延機１寄り
のスプロケット１９′まで進むと、該爪１８はスプロケ
ット１９′の外輪に清ってパスラインから離れ、マンド
レルを解放する。

このとき、管の後端は入側から３番目のロール対を通過
していなければならないが、こうするために圧延開始時
に管とマンドレルの位置関係はあらかじめ所定の範囲内
に位置決めしておく。

この後端近傍の寸法精度をさらに良くするために、マン
ドレルと圧延後の管の内径との径差（クリアランス）を
従来のアンドレルミル圧延法の場合より小さくする。

こうすることによってマンドレルミル圧延品の内面に形
成されているリッジを軽減し、寸法精度を向上すること
ができる。

このクリアランスを従来のマンドレルミル圧延法に対し
て小さく出来るのは、従来法では圧延後の管内にはかな
りの長さのマンドレルが挿入されたままとなっており、
次工程でマンドレルを抜き取るのが困難となるので大き
なりリアランスが必要であるが、本発明法では圧延中に
マンドレルを握持してその速度を遅くしているため、マ
ンドレルはかなりの部分がすでに圧延中に抜取られてお
り、次工程までのマンドレルの抜取りが容易だからであ
る。

本発明の他の目的である圧延能率が良いことは、リテイ
ンドマンドレルミル法の様にマンドレルを後退する必要
がないことからマンドレルミル法と同等程度となること
は明らかである。

スラストブロックの後退は、管の後端部が後半のカリバ
ー列で圧延される時間や、次の圧延を受ける管が圧延機
に接近する時間内に十分可能であり、圧延サイクルタイ
ムを長くすることにはならない。

スラストブロックが後退中に同位置を管が前進すること
は可能で、管のパスラインとスラストブロックのパスラ
インを外し、マンドレル後端部を握持する部分は開いて
管の通路をつ（ることかできる。

第１図は本発明の圧延機とスラストブロックの配置例を
示している。

第１図において圧延機１０入側にはそのパスライン２に
沿ってローラーテーブル３が直線上に配設されており、
管とマンドレルを圧延機１に向って送る。

ローラーテーブル２の上にはスラストブロック４が圧延
方向に摺動できる様に配置されており、該スラストブロ
ック４はラック５と連結されピニオン６により前進後退
させられる。

１はピニオンの減速機８はモーターである。

ローラーテーブル３に平行してローラーテーブル９を配
設し、ここでマンドレルを管内〆挿入したのち、管内に
マンドレルを挿入したままスキッド１０上を転送してロ
ーラーテーブル３上へ送る。

第２図は第１図のＡ−Ａ断面である。マンドレルの後端
は管の前端が圧延開始される前にスラストブロックの爪
１１によってマンドレルの後端部を握み、マンドレルを
所定の速度で圧延機に送り込み、圧延中のマンドレル速
度をコントロールする。

スラストブロックの爪はシリンダー１２によりラック１
３を移動してピニオン１５を回転して開閉できる。

管の後端が入側から３番目のスタンドを通過するとシリ
ンダー１２によりマンドレル後端部を握持する爪１１′
まで開いてマンドレルを解放するとともにスラストブロ
ックを後退せしめる。

このときの爪の開度は前進しつつある次材に干渉しない
程度に十分太き（することができる。

第１表は本発発法と従来のマンドレルミル法を生産用の
２分の１の大きさのモデルミルで比較実験を行なった結
果である。

使用スタンド数は６台で、本発明法では圧延開始から管
の後端が入側から３番目のロール対で圧延を終るまでス
ラストブロックによりマンドレル速度を３００ｍｍ１秒
に保ち、その後スラストブロックからマンドレルを解放
した。

３番目のロール対まででカリバー底の肉厚は計画した肉
厚の０．９２５倍を圧下していた。

圧延後の管の外径精度はいづれの指標を見ても本発明法
の方が優れている。

表中のＤｍａＸ−Ｄｍｉｎは１本の管の最大外径と最小
外径の差を示し、Ｄ・ −Ｄ・ ・ はｔｍａｘ
１ｍ１ｎ １本の管の１横断面内の径差を示し、平均楕円量は１本
の管のＤ・ −Ｄ・ ・ の全長の平均値１ｍａＸ
１ｍＩｎ を示している。

圧延後の管の肉厚精度もいづれの指標を較べても本発明
法の方が優れている。

ｔｍａｘ−ｔｍｉｎは１本の管の最大肉厚と最小肉厚の
差を示し、ｔ・ −ｔ・ ・ は１本の管の１１ｍａ
Ｘ １ｍ１ｎ 横断面内の肉厚差を示し、平均偏肉率は１本の管の偏肉
率を全長にわたり平均した値である。

ただし偏肉率はｔｉｍａｘ−ｔｉｍｉｎをその断面の平
均肉厚で除した百分率である。

以上の本発明の効果は圧延本数を増加しても失なわれる
ものではなく、第１表の例は両圧延法を代表するもので
ある。

以上詳述した様に、本発明の管の連続圧延法は従来のマ
ンドレルミル圧延法とリティンドマンドレルミル圧延法
の長所を融合し、各々の短所を消滅させた優れた方法で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施する装置の一例を示すもの
で、圧延機とスラストブロックの配置図、第２図は第１
図のＡ−Ａ線にＥ５断面図、および第３図はマンドレル
移動装置の一例を示す概略図である。 １・・・・・・圧延機、３・・・・・・ローラーテーブ
ル、４・・・・・・スラストブロック、５・・・・・・
ラック、６・・・・・・ピニオン、７・・・・・・減速
機、８・・・・・・モーター、９・・・・・・ローラー
テーブル、１０・・・・・・スキッド、１１・・・・・
・スラストブロックの爪、１２・・・・・・シリンダー
、１３・・・・・・ラック、１５・・・・・・ピニオン
、１６・・・・・・マンドレル小径音氏 １７・・・・
・・チェーン、１８・・・・・・チェーンの爪、１９・
・・・・・スプロケット。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 駆動したロール対により構成される略円形のカリバ
   ー列により管を連続圧延するに際し、圧延せんとする管
   の内部に最初のロール対と最後のロール対との間の距離
   より長くかつ該管長より長いマンドレルを両端が管から
   露出する様に挿入し、マンドレルの後端近傍をロール対
   列の入側に設けたスラストブロックにより把持してマン
   ドレルの速度を入側から３番目のロールカリバー底周速
   以下に保持しながら少なくとも管の後端が入側から３番
   目のロール対を通過するまで圧延し、そののちマンドレ
   ルをスラストブロックから解放して管の後端近傍を少な
   くとも１対以上のロール対で引続き圧延を行なう管の連
   続圧延法。 ２ 駆動したロール対により構成される略円形のカリバ
   ー列により管を連続圧延するに際し、圧延せんとする管
   の内部に最初のロール対と最後のロール対との間の距離
   より長くかつ該管長より長いマンドレルを両端が管から
   露出する様に挿入し、マンドレルの後端近傍をロール対
   列の入側に設けたスラストブロックにより把持してマン
   ドレルの速度を最初のロールカリバー底周速度以上で入
   側から３番目のロールカリバー底周速以下に保持しなが
   ら少なくとも管の後端が入側から３番目のロール対を通
   過するまで圧延し、そののちマンドレルをスラストブロ
   ックから解放して管の後端近傍を少なくとも１対以上の
   ロール対で引続き圧延を行なう管の連続圧延法。