JPS6033807A - 継目無管の製造方法及び穿孔機 - 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】 本発明は継目無管の製造方法及びその実施に使用する穿
孔機に関し、具体的には傾斜ロール穿孔機を利用する所
謂マンネスマン方式の継目無管の製造方法において、そ
の偏肉率を従来方法に比して低減し得る製造方法及びそ
の実施に使用する穿孔機を提案するものである。

所謂マンネスマン方式による継目無鋼管の製造方法は、
先ず、加熱炉にて所要の温度迄加熱されたビレツトを穿
孔機（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第２穿孔機（
エロンゲータ）に通し、拡径、薄肉化のための処理を施
した後、ホローシェルをプラグミル・マンドレルミル等
の延伸圧延機にて延伸圧延し、リーラ、サイプにて磨管
。

形状修正及びサイジングを行ない、精整工程を経て継目
無鋼管を得ることとしている。

しかしながら、上述の様なマンネスマン方式による継目
無鋼管の製造方法においては、穿孔中にビレットに振動
が発生する為、ビレットのパスセンタとプラグの軸心線
とがずれ、この結果偏心性偏肉の発生をきたす。

しかも、このような穿孔機で生じる偏心性偏肉はプラグ
ミル、リーラ、サイプ等の各圧延機にて次第にその偏肉
率を減じられるものの完全に消滅せしめることは不可能
であり、最終成品に迄残存してその品質を劣化するので
、継目無鋼管の品質上その偏肉率を各圧延機にて改善可
能な程度にまで低減することが重要である。

この為、従来の穿孔機はビレットが振動した場合でも、
そのパスセンタに、プラグの軸心線を追随せしめるべく
、例えば、第１図に示す様に傾斜圧延ロール１７！、１
ｒにより螺進移動せしめられるビレットＢのパスセンタ
に一致せしめたプラグ２０基端面中央に形成した連結孔
２ａ内にマンドレルバ−３の先端に設けた凸状連結部材
３ａを遊挿し、−そのクリアランスの範囲内にてプラグ
２に自由度を持たせる構成として、プラグ２の調心作用
により螺進移動中にビレットＢに振動が発生し、た場合
でもビレットＢのパスセンタに対してプラグ２の軸心線
を追随せしめることができるようにして偏肉率を低減せ
んとするものであった。

しかしながら、上述の如き従来の穿孔機においては、穿
孔中にクリアランスが一定量に固定されているため、例
えば、ビレットＢの長手方向中央部の偏肉率の低減を目
的として、クリアランスを比較的大きく選定する場合に
は、中央部の偏肉は低減できるものの、ビレットＢの噛
込時及び灰抜は時にはプラグ２の揺動量が大きくなるた
め、場合によってはその軸心線がパスセンタに対して大
きく傾斜し、ホローシェルＨの先端部及び後端部の偏肉
率を悪化させる。この結果最終工程において当該部分を
切り捨てる必要があり、歩留りが悪くなるという欠点が
あった。

一方、上述の場合に比し、クリアランスを比較的小さく
選定するときは、ホローシェルＨの先。

後端部の偏肉率は低減できるものの中央部の偏肉率が悪
化し、成品そのものが実用に供し得ない。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、マン
ドレルバ−の先端に備えた連結部材とプラグとの連結の
態様を両者により形成されるクリアランスが可変となる
ものとし、また、該クリアランスを穿孔の進行状態に応
じて変化せしめることとして、偏肉率を従来方法に比し
て低減し得る継目無管の製造方法及びその実施に使用す
る穿孔機を提供することを目的とする。

本発明に係る継目無管の製造方法は、傾斜圧延ロールに
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、マンドレルバ−に連結されたプラグを貫入せしめて
被圧延材を穿孔する継目無管の製造方法において、前記
プラグの基端面に穿った連結孔に遊挿され、該連結孔と
の間に形成するクリアランスをその進出退入により可変
とした連結部材をマンドレルバ−の先端に摺嵌し、穿孔
の進行状態に応じて該連結部材を進退せしめることを特
徴とする。

即ち、第２図に示す様にプラグ２ｏの基端面中火にその
先端側に向けて縮径してなる適法の連結孔２１を形成し
、また、マンドレルバ−３０に進出退入可能に摺嵌され
た連結部材３５を連結孔２１と同一のテーバにて先端側
に縮径してなる円錐体状として、この連結部材３５を連
結孔２１内に遊挿する。

一方、穿孔進行状態、つまりビレットＨの先端面から貫
入したプラグ２０の先端面の貫入位置を検知する。そし
て、該貫入位置がビレッｌ−Ｂの先。

後端近傍位置にある場合は連結部材３５と連結孔２１と
の間に形成するクリアランスが小さくなる様、換言すれ
ば連結部材３５の連結孔２１に対する挿入量を大きく、
一方、貫入位置がビレッ）Ｂの中間部にあるときはクリ
アランスが大きくなる様、換言すれば前記挿入量を小さ
くすることにょリビレソトＢの軸長方向の全長に亘り、
従来方法に比して偏肉率を低減せんとするものである。

以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述する
。第３図は本発明方法の実施に使用する穿孔機Ａの略示
正面図、第４図はその平面断面図である。

図示しない加熱炉にて所要の温度まで加熱されたビレッ
トＢはその穿孔先端面にセンタ穴加工を施された後、穿
孔機Ａに通される。穿孔機Ａは軸長方向の中間に直径が
最大となるゴージ部１１を備え、また、このゴージ部１
１の両側に夫々端末側に向かうに従い直径が漸減されて
円錐台形をなす入口面１２．出口面１３を備え、ビレソ
）Ｂを螺進移動せしめる一対の圧延ロール１１　Ｉｔ　
、ｌｌｒと、全体として砲弾形状をなす穿孔用のプラグ
２０と、穿孔中にビレットＢからプラグ２０に与えられ
るスラスト力を支承する管状のマンドレルバ−３０と、
ビレットＢのパスセンタの上下に対設され、ビレットＢ
の上下方向への変位を規制するガイドシュー６からなっ
ている。

両ｆｆ［ロール１１１　、ＩｌｒはビレットＢのパスセ
ンタの両側に夫々平面視では両軸心線が平行となるよう
に、また、正面視ではパスセンタに対し一方の入口面１
２が上側を向き、他方のそれは下側を向くように夫々所
要角度傾斜せしめて配設されている。

一方、プラグ２０の基端面ばプラグ２０の軸心線に対し
て垂直な面に形成してあり、その中央にはプラグ２０の
先端側に向けて縮径してなる遡源の連結孔２１が形成さ
れている。マンドレルバ−３０の本体３１は管状をなし
、その基端側は図示しないスラストブロックに連結され
ており、プラグ２０がビレットＢより受けるスラスト力
を支承するようにしてあり、中途にはバーステープイア
が配設されており、マンドレルバ−３０の撓み及び回転
を防止している。

本体３１の先端には有底筒状の案内筒３２がその底面外
側に形成された連結ボス部３２ａをこれに嵌合して溶接
固着されている。案内筒３２の底部から先端開口側に適
長離隔した位置には、その底部に穴３４ａを形成された
有底筒状の゛ストッパ３４がその開口部を先端側に向け
て、案内筒３２に同心的に内嵌固着されている。ストッ
パ３４の先端側には前記連結孔２１と同様のテーバを形
成された円錐体状先端部を備え、また、その基端側が案
内筒３２の内径と同径の円柱状に形成された連結部材３
５が摺嵌されている。

連結部材３５の基端面中央には長手方向寸法の略半分に
到る深さのロッド挿入口３５ａが形成されており、この
挿入口３５ａの内奥部は小径としである。

また、連結部材３５の円柱部の中央部には適長分だけの
逃げ部３５ｂが形成されており、摺動時の摩擦を低減し
ている。

一方、ストソバ３４の基端側には油圧ピストン３３が油
密に嵌合されており、油圧ピストン３３と案内筒３２の
内奥部とで単動油圧シリンダを構成している。油圧ピス
トン３３と案内筒３２の内奥部との間の油室は油圧制御
回路３８を介して図示しない圧油供給源に接続されてお
り、この油室への圧油供給によって油圧ピストン３３に
同心固着したロッド３３ａを進出せしめる。ロッド３３
ａは前記穴３４ａを挿通してロッド挿入口３５ａの先端
小径部に遊挿又は螺着・ピン結合等適宜手段により固着
されている。

ストッパ３４の底面〜ロッド挿入口３５ａの大径部と小
径部との境界段部間にはロッド３３ａを囲繞するコイル
バネ３６が張設されており、連結部材３５をストッパ３
４側へ牽引付勢するようになっている。

斯かる機構にあっては、ロッド３３ａに連結された連結
部材３５は圧油供給源から圧力制御回路３８を介して案
内筒３２内の油室に圧油が供給されると先端側へ進出せ
しめられ、また、油圧が開放されるとコイルバネ３６に
より基端側へ退入せしめられる。

また、案内筒３２のボス部３２ａ中心から案内筒３２の
側壁には冷却水給排孔３９ａ及び３９ｂが形成されてお
り、案内筒３２内の油圧ピストン３３〜ストッパ３４間
の空間４０に連通している。冷却水給孔３９ａは本体３
１内を挿通した冷却水供給管３１ａに連なり、該冷却管
３１ａは図示しない冷却水供給源に連なっている。冷却
水供給源から供給される冷却水は空間４０内を通流して
その近傍を冷却し、本体３１内に冷却水排孔３９ｂを通
って排出される。なお、穴３４ａ、ストッパ３４の外周
及び油圧ピストン３３の外周にはシール部材が介装され
ており、空間４ｏを水密状態にしている。

ロール１１Ｌ１１ｒの入側におけるビレットＢの移動域
の上方にはビレットＢの通過を検出するＨＭＤ４１が設
置されており、ビレッ）Ｂの先端検知信号を計数開始信
号としてプリセットカウンタ４３に入力する。また、図
示しない出側搬送系のローラにはロークリエンコーダ４
２が取付られており、該ローラにより移動せしめられる
ビレットＢ（又はホローシェルＨ）の移動量に応じた数
だけのパルスを発し、これをプリセットカウンタ４３に
計数対象として入力する。

なお穿孔開始当初は、ロッド３３ａ、連結部材３５を圧
油にて進出せしめ連結部材３５と連結孔２１との間のク
リアランスを小さく設定しておく。そして、プリセット
カウンタ４３は■ＭＤ　４１からビレット先端検知信号
が入力されると、ロータリエンコーダ４１の出力パルス
の計数を開始し、プラグ２０のビレットＢに対する貫入
位置を計数する。そして、該貫入位置がビレッ）Ｂの先
端から適長進入した位置となった時点で、計数値がプリ
セットカウンタ４３に予め設定した値になるとプリセッ
トカウンタ４３は圧力制御回路３８に対して所定信号を
発し、油圧ピストン３３への油圧の付与を解除する。従
って、連結部材３５はコイルバネ３６により基端側に牽
引されてストッパ３４に当接し、その先端部と連結孔２
１との間のクリアランスを増大する。このようにしてク
リアランスが大きい状態での穿孔が進行し、プラグ２０
の貫入位置がビレソＩ−Ｂ（７）後端に近い位置になっ
た時点で、計数値がプリセットカウンタ４３に予め設定
された値になると、プリセットカウンタ４３は圧力制御
回路３８に対して所定信号を発し、油圧ピストン３３へ
の油圧の付与を再開し、連結部材３５を進出せしめてク
リアランスを縮小する。そして、このクリアランスにて
ビレットＢの後端部の穿孔を行ない穿孔が終了するとプ
リセットカウンタ４３はＨＭＤ４１によるビレット後端
末検知信号等を利用してリセフトされる。

以上のようにして本発明においては、連結部材３５と連
結孔２１との間に形成されるクリアランスをビレソ）Ｈ
の先端部及び後端部の穿孔時に小さく、また、その中間
部において大きくするのでビレットＢの先、後端におい
てはプラグ２０の揺動量が少なくなり、これに起因する
先、後端部の偏肉率の悪化を防止でき、また、中間部に
おいてはプラグ２０に充分な調心作用が得られるので、
ホローシェルＨの全長に亘って従来方法に比して偏肉率
を低減できる。

次に、本発明の効果を明らかにする。第５図は本発明方
法による偏肉率（図中破線で示す）と従来方法による偏
肉率（図中実線で示す）とを対比して示すグラフであり
、縦軸は偏肉率〔％〕を横軸はホローシェルＨの先端か
らの距離（’ｍ）を夫々表わしている。

なお、供試材は下記のものを用いた。

材質：炭素鋼 ビレット寸法：１８７φＸ　４３２０　Ｊホローシェル
寸法：１８６φｘ２０ｔ　ｘ　１１２００７！また、穿
孔機仕様は下記の通りである。

プラグ寸法：１４１φ 穿孔速度＝８３０１１■／秒 従来方法における クリアランス：３１（全長に亘り一定）本発明方法にお
ける クリアランス：ビレットＢの先、後端部１．５＋ｎビレ
ツトＢの中間部４．５１１ グラフから読取れるように、本発明による場合はホロー
シェルＨの略全長に亘り、従来方法に比して偏肉率が数
ポイント改善されている。

なお、上述の実施例では連結部材３５を油圧駆動したが
、水圧、空圧によって駆動することとしてもよいことは
勿論である。また、連結部材３５を案内筒３２から螺条
送りにより進退させてクリアランスを調整するものとし
てもよい。

また、第６図に示すようにピストン５０の背面側の空間
５１に所定圧の油、水、空気等を供給管５２を介して供
給し、その圧力により連結部材３５′を進出せしめ、ま
た、その圧力を減少せしめて、押バネ３６′の付勢力に
より連結部材３５′を退入せしめ、そのクリアランスを
調整するものとしてもよい。

なお、上述の実施例では連結孔の形状及び連結部材の先
端部の形状を共に先端側に縮径してなるものとしたが、
連結孔の形状を真直なものとし、連結部材の形状を先端
側に縮径してなるものとしてもよく、また、逆に連結孔
を縮径してなるものとし、連結部材の先端を真直なもの
としてもよい。

以上詳述した如く本発明は継目無管の全長に亘り、従来
方法に比してその偏肉率を低減でき、成品の品質向上が
図れる等、本発明は優れた効果を奏する。

なお、本発明は上述の２０一ル板状ガイドシユー型穿孔
機に限らず、周知の種々穿孔機等、他の傾斜圧延機を使
用する場合にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来方法の実施状態を示す平面断面図、第２図
は本発明の原理説明図、第３図は本発明に使用する穿孔
機の略示正面図、第４図はその平面断面図、第５図は偏
肉率の比較を示すグラフ、第６図は他のクリアランス調
整機構を示す平面断面図である。 １１１、．１１ｒ・・・圧延ロール　２０・・・プラグ
　２１・・・連結孔　３０・・・マンドレルバ−３２・
・・案内筒　３３・・・油圧ピストン３５・・・連結部
材　３６・・・コイルバネ　４１・・・ＨＭＤ　４２・
・・ロータリエンコーダ　４３・・・プリセットカウン
タ　Ａ・・・穿孔機　Ｂ・・・ビレ７ト　Ｈ−・ボロー
シェル 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

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、傾斜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、マンドレルバ−に連結された
   プラグを貫入せしめて被圧延材を穿孔する継目無管の製
   造方法において、前記プラグの基端面に穿った連結孔に
   遊挿され、該連結孔との間に形成するクリアランスをそ
   の進出退入により可変とした連結部材をマンドレルバ−
   の先端に摺嵌し、穿孔の進行状態に応じて該連結部材を
   進退せしめることを特徴とする継目無管の製造方法。 ２、傾斜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、マンドレルバ−に連結された
   プラグを貫入せしめて被圧延材を穿孔する穿孔機におい
   て、 マンドレルバ−の先端に進出退入自在に摺嵌してあり、
   また、前記プラグの基端面に穿った連結孔に遊挿し、そ
   の進出退入により連結孔との間に形成するクリアランス
   を可変とした連結部材と、穿孔の進行状態を検知する検
   知器とを具備し、該検知器の検知結果に基づき前記連結
   部材の進退量を制御すべく構成したことを特徴とする穿
   孔機。