JPS5947605B2 - 管の傾斜ロ−ル圧延機および圧延方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は継目無金属管、例えば継目無鋼管の傾斜ロール
圧延法およびその装置に関するものである。

傾斜ロール圧延法とはミルセンターラインの回りに複数
の駆動圧延ロールを傾斜させて被圧延材料にスパイラル
状の運動を与えて圧延する方法であり、例えばマンネス
マン穿孔法、ステイーフェル・マンネスマン穿孔法、３
０−ル穿孔法、エロンゲータ圧延法、アラセルミル圧延
法、ディラシャ−ミル圧延法、リーラ圧延法などを総称
する。

本発明の圧延法および装置はこれらのいづれとも異なる
ものであるが、駆動圧延ロール対がミルセンターライン
を隔てて傾斜していることから傾斜ロール圧延法および
傾斜圧延装置に分類する。

本発明に最も類似している従来装置はステイーフェル・
マンネスマン穿孔機とディラシャ−ミルである。

ステイーフェル・マンネスマン穿孔機は駆動圧延ロール
対をミルセンターラインを隔てて傾斜させ、該圧延ロー
ル対とほぼ垂直な方向にミルセンターラインを隔ててガ
イドシュ一対を対座させているが、前進効率（管の出側
前進速度成分／圧延ロール最大径部の前進速度成分×１
００％）が低い。

ティラシャ−ミルはガイドシューの代りに駆動円盤ロー
ル対を対座させており、該円盤により被圧延材料を出側
へ押し出すので前進効率は高くなるが円盤ロールの作用
面がパスライン方向に円弧を描いているため、被圧延材
の外面に該円弧の軌跡が描かれ寸法精度が悪化し、プラ
グ又はマンドレルの振動によってこれが助長され、かつ
、駆動円盤ロールは圧延反力の最大値に備えて強固にす
る必要があった。

このために、従来の傾斜ロー＃圧延機ｆＬｔバスティー
フェル・マンネスマン穿孔機のガイドシューの一つを駆
動円盤ロールに改造することは検討されたことはなく、
従来のディラシャ−ミルの圧延法と同じ方法、すなわち
ミルセンターラインとパスセンターラインを等しくする
方法をとる限り、駆動円盤ロールは最初からディラシャ
−ミルとして設計された圧延機においてのみ可能である
ことは検討結果を待つまでもなく明らかなことであった
。

本発明は高品質の管を高能率で製造する傾斜ロール圧延
機およびその圧延方法を提供することを目的とする。

本発明の傾斜ロール圧延機は第１図〜第７図に示す様に
ロール回転軸１をミルセンターライン２に対して４度以
上２５度以下互に逆方向に傾斜した駆動圧延ロール対３
と、該駆動圧延ロール対と共にミルセンターライン２を
包囲する如く該駆動圧延ロール対とほぼ垂直な方向にミ
ルセンターラインに対してほぼ垂直な平面５内に回転軸
をもつ１本の駆動円盤ロール６と該駆動円盤ロールにミ
ルセンターライン２を隔てて対座するガイド装置７．８
によって圧延パスを構成することを特徴とする。

一本発明の傾斜ロール圧延機に使用する駆動円盤ロール
６の支持機構とその駆動装置は従来のディラシャ−ミル
と同じものを使用でき、その他は従来のステイーフェル
・マンネスマン穿孔機又はリーラと同じものを使用でき
る。

第１図は本発明傾斜ロール圧延機の出側から見た立面図
例、第２図は同平面図例、第３図は第２図Ａ−Ａ断面の
側面図例であって、左右に並べた駆動圧延ロール対３は
ロール傾斜角調整装置２１によって円筒形クレードル２
２を回転させて設定し、そのロール間隔はロール圧下ス
クリュー２３により設定し、プルバック２４でその遊び
をなくしている。

駆動圧延ロール対とほぼ垂直な方向にミルセンターライ
ンに対してほぼ垂直な平面内に回転軸をもつ１本の駆動
円盤ロール６は円盤ロールホルダ２５によって懸案し、
円盤ロール圧下スクリュー２６によって位置調整する。

該円盤ロール６は減速機２７、スピンドル２８、歯車２
９．３０を介してモータ３１により駆動する。

該円盤駆動ロール６にミルセンターライン２を隔てて対
座せしめるガイド装置はガイドホルダ３４によって支持
し、位置調整装置３２によってミルセンターラインから
の距離を調整する。

該ガイド装置がガイドシュー７である場合にはクランプ
３３によってこれをガイドホルダ３４に固定し、ガイド
ローラ８の場合にも同様にガイドローラを組込むブロッ
ク（記載せず）を固定する。

該ブロック内のガイドローラ本数は特に限定されるもの
ではないが１本ないし３本が望ましい。

本発明の傾斜ロール圧延機はミルセンターライン２に対
してパスセンターライン９をガイド装置７．８側へ大き
くずらすことを第２の特徴とする。

両センターラインのずれは傾斜ロール圧延機本体にとど
まらず、入側装置３４，３５、出側装置３６．３７にも
及ぶものである。

本発明における駆動円盤ロール６とガイド装置７，８の
位置関係は、駆動圧延ロール３を左右に並べる場合には
第３図、第６図に示す様に駆動円盤ロール６を上方に、
ガイド装置７を下方に配設し、駆動圧延ロール３を上下
に重ねる場合には第７図に示す様に下駆動圧延ロールが
被圧延材Ｐを押しやる方向すなわち矢印Ａ３の方向にガ
イド装置８を、ミルセンターラインを隔てて他方に駆動
円盤ロール６を配設する。

これは重力の作用によってプラグ又はマンドレルが本来
偏りやすい方向にセンターラインをずらし、プラグ又は
マンドレルの圧延中の位置を安定させ、本発明の効果を
得るために意図したものである。

本発明の入側および出側装置はミルセンターラインとパ
スセンターラインをずらす以外は従来装置と同じものを
用いることが出来る。

すなわち、ステイーフェル・マンネスマン穿孔機の様に
出側にスラストブロックにより進退するマンドレルやマ
ンドレル支持装置および被圧延材跳出装置を具えること
、又はアラセルミルの様に入側において被圧延材の内部
にマンドレルを挿入し、マンドレルの前進速度を制御し
ながら圧延する装置あるいはマンドレルを圧延機のまわ
りを循環する装置を具えることができる。

本発明の傾斜ロール圧延法は以上の装置を用いて次の様
に実施する。

ロール傾斜角θ１を４度以上２５度以下の適宜値、例え
ば１０度に設定し、駆動圧延ロール周速度を例えば６
ｍ ７秒とし、駆動圧延ロール間隔Ｇを入側の被圧延材
の外径Ｄ１より小さく設定し、パスセンターライン９を
ミルセンターライン２に対して０．１Ｇ以上０．４ Ｇ
以下ガイド装置側へ寄せ、駆動円盤ロール６とガイド装
置７の距離Ｓを１．０５Ｇ以上１．４Ｇ以下とし、駆動
円盤ロールのカリバー底周速度をＡ１方向に回転する駆
動圧延ロール対の最大径部の前進速度成分以上、すなわ
ち駆動圧延ロール対の最大径部の周速度のｃｏｓθ１倍
以上で倍圧上材を出側へ向って押出す方向（矢印Ａ２の
方向）に駆動する。

管Ｐの内部には駆動圧延ロール対間にプラグ１３を支持
するかマンドレルを挿入し、該プラグ又はマンドレルと
駆動圧延ロール対３間において被圧延材Ｐの断面積を圧
減する。

ただし、ミルセンターラインは駆動圧延ロール対間の最
小距離Ｇの２等分点Ｍ（駆動圧延ロール中心を通る直線
１６上にある）上を通るパスセンターラインに平行な直
線であり、パスセンターラインはＭを含むミルセンター
ラインに垂直な平面内で両駆動圧延ロールから等距離に
あり、かつガイド間隔Ｓの２等分点Ｃを通るミルセンタ
ーラインに平行な直線である。

また、ガイド間隔ＳはＭ点を含むミルセンターラインに
垂直な断面内で両駆動ロールから等距離の位置の駆動円
盤ロールとガイド装置の間隔（第６図の場合、駆動円盤
ロールカリバー底１４とガイドシュー溝底１５との間の
間隔）であり、θｌはミルセンターラインに対する駆動
圧延ロール対の傾斜角である。

ロール傾斜角θｌの範囲は下限は管の前進速度が遅く実
用的でなくなること、上段はロールと被圧延材間のスリ
ップが増大し実用的でなくなることにより設けたもので
本発明法の限界を示すものではない。

ミルセンターラインとパスセンターラインの差Ｈの下限
は本発明法の効果を発揮するために必要な限界値で、０
．１Ｇ未満では圧延中にプラグ又はマンドレルを安定し
て所望の位置に保つことが困難となる。

その上限はガイド装置の負荷を工業的な範囲内に留め、
かつ駆動円盤ロールの前進速度向上効果を保つ限界値で
ある。

駆動円盤ロールとガイド装置との距離Ｓの下限は駆動円
盤ロールの圧延反力を上昇させないためであり、上限は
駆動円盤ロールの前進速度向上効果を保つ限界値である
。

以上の限界値は厳密には駆動圧延ロール対と被圧延材の
寸法の影響を受けるのであるが、工業的に用いられてい
る範囲、例えば駆動ロール対の半径が４００〜８００閣
、被圧延材の半径が５０〜２００ｗｎでは前記の通り簡
単に表現しても支障は生じない。

以上述べた様な傾斜ロール圧延機および圧延方法によっ
て次の効果を得ることが出来る。

（１）駆動円盤ロール６の圧延反力を低位に安定させる
こと。

（２）管の長さ方向の変形を容易にし前進効率を向上さ
せること。

（３）管の変形を全長にわたって均一にし、外径および
肉厚精度を向上させること。

（１）の効果はパスセンターラインをミルセンターライ
ンに対して大きくガイド装置側へずらすことによって生
ずる。

プラグ又はマンドレルは駆動圧延ロール対との間隙が最
も小さくなり、圧延力が最も大きくなる位置、すなわち
ミルセンターライン２位置から圧延力と重力の影響によ
りガイド装置側へずれ、管の内面と接した状態で安定す
る。

従来法ではミルセンターラインとパスセンターラインは
等しいか、あるいは工業的には等しいとみなせる様なわ
ずかな値、例えば６門以下の差しかなく、プラグ又はマ
ンドレルの中心は圧延中にミルセンターラインを越えて
振動し、駆動円盤ロールには大きな圧延反力が断続的に
作用した。

（２）の効果は第５図、第６図、第７図に示す様に駆動
円盤ロール６側の被圧延材の内面とプラグ又はマンドレ
ルとの間に空隙１７を形成することによってプラグ又は
マンドレルの抵抗をなくし、駆動円盤ロールによって管
の外径の膨出を長さ方向に変換し、同時に出側へ押し出
すことによって生ずる。

（３）の効果はプラグ又はマンドレル中心を圧延中にミ
ルセンターラインからガイド装置側へ偏よらせることに
よってその振動を防止することのほか、駆動円盤ロール
が管から離れた後も駆動圧延ロール対とガイド装置間で
管を均整圧延とすることにより生ずる。

この様な均整圧延の長さＬは管が核部において１回転に
進む距離以上とすることが望ましい。

すなわち管の出側外径をＤ２とすればＬを０．９πＤ２
ｓｉｎθ、より大きくすることが望ましい。

ここで０．９は前進効果である。この様な均整圧延効果
は従来の１対の駆動円盤ロールを用いる場合、又は本発
明の傾斜ロール圧延機を用いる場合でも前記本発明の圧
延法を採用しない場合、例えばパスセンターラインをミ
ルセンターラインに等しくした場合又はパスセンターラ
インをミルセンターラインに対し駆動円盤ロール側へず
らした場合には駆動円盤ロールの円弧が管の外面にスバ
ルライン状に残り、管の寸法精度と外観を損なうことに
なる。

本発明の実施例を（１）従来のステイーフェルマンネス
マン法、（２）本発明の傾斜ロール圧延機を用いた場合
でパスセンターラインをミルセンターラインに等しくし
た場合、（３）本発明の傾斜ロール圧延機および圧延法
を採用した場合について第１表に比較して示した。

前進速度は駆動円盤ロールを使用することによって上昇
し、（３）の本発明装置本発明法により（１）の従来法
の１．１８倍となる。

駆動円盤ロールの最大圧延反力比は（３）の本発明法に
より（２）の従来法すなわちＨ＝０の場合に対し０．４
５倍へ低減され、横断面内の最大肉厚差は本発明法によ
り１．３０ｒｒｒｍから０．６０ｗＩｎへ、外面平たん
度は１．０ｍｍから０．２ ｒｒｕｎへと改善される。

本発明は中実ブルームを穿孔する場合にも適用でき、同
様の効果を得ることが出来る。

本発明において第４図に示す様に駆動円盤ロールの回転
軸を被圧延材の回転を助ける方向（図示の方向）に中心
軸４に対してθ２傾斜させることが出来る。

θ２は１０度以下が設備設計上好ましく管の前進効率を
上昇させる効果を得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明傾斜ロール圧延機の出側から見た立面図
、第２図は同平面図、第３図は第２図Ａ−Ａ断面の側面
図、第４図〜第７図は本発明性説明のための圧延パス構
成要素の図で第４図は駆動円盤ロール側から見た図、第
５図は第４図Ｂ−Ｂ断面図でガイドシューを用いた場合
、第６図は第４図Ｃ−Ｃ断面図で駆動圧延ロール対を横
に並べ、ガイドシューを用いた場合、第７図は第４図の
Ｃ−Ｃ断面で駆動圧延ロール対を重ね、ガイドローラを
用いた場合である。 １・・・・・・ロール回転軸、２・・・・・ベルセンタ
ーライン、３・・・・・・駆動圧延ロール対、６・・・
・・・駆動円盤ロール対、７，８・・・・・・ガイド装
置、９・・・・・・パスセンターライン、Ｐ・・・・・
・被圧延材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ロール回転軸をミルセンターラインに対して４度以
   上２５度以下互いに逆方向に傾斜した駆動圧延ロール対
   と、該駆動圧延ロール対と共にミルセンターラインを包
   囲する如く駆動圧延ロール対とほぼ垂直な方向にかつミ
   ルセンターラインに対してほぼ垂直な平面内に回転軸を
   もつ１本の駆動円盤ロールと該駆動円盤ロールにミルセ
   ンターラインを隔てて対座するガイド装置によって圧延
   パスを構成することを特徴とする管の傾斜ロール圧延機
   。 ２ ロール回転軸をミルセンターラインに対して４度以
   上２５度以下互に逆方向に傾斜した駆動圧延ロール対と
   、該駆動圧延ロール対と共にミルセンターラインを包囲
   する如く該駆動圧延ロール対とほぼ垂直な方向にかつミ
   ルセンターラインに対してほぼ垂直な平面内に回転軸を
   もつ１本の駆動円盤ロールと該駆動円盤ロールにミルセ
   ンターラインを隔てて対座するガイド装置によって圧延
   パスを構成する管の傾斜ロール圧延機において、パスセ
   ンターラインを該ミルセンターラインに対して０．１Ｇ
   以上０．４Ｇ以下ガイド装置側へ寄せ、駆動円盤ロール
   とガイド装置間の距離Ｓを１．０５ Ｇ以上１．４Ｇ以
   下とし、駆動円盤ロールのカリバー底周速度を駆動圧延
   ロール対の最大径部のロール周速度のｃｏｓθ、倍以上
   で被圧延材を出側へ向って押出す方向に駆動しながら圧
   延する管の傾斜ロール圧延方法。 ただしＧは駆動圧延ロール対間の最短距離であり、ミル
   センターラインは該Ｇの２等分点Ｍ上を通るパスセンタ
   ーラインに平行な直線であり、パスセンターラインはＭ
   を含むミルセンターラインに垂直な平面内で面駆動圧延
   ロールから等距離にありかつガイド間隔Ｓの２等分点Ｃ
   を通るミルセンターラインに平行な直線であり、ガイド
   間隔ＳはＭ点を含むミルセンターラインに垂直な断面内
   で両圧延駆動ロールから等距離の位置の駆動円盤ロール
   とガイド装置の間隔であり、θ１はミルセンターライン
   に対する駆動圧延ロール対の傾斜角である。