JPS606208A - 継目無鋼管の圧延方法 - 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】 この発明は、マンネヌマン方式に代表でれるロール穿孔
方式による継目無鋼管の製造における中空素管の圧延方
法に関する。

例えばマンネヌマンブラグミル方式による鋼管の製造は
通常、第１図（イ）〜（ホ）に示した各工程を経て行わ
れる。簡単に説明すれば、まず（イ）の第１穿孔機にお
いて、一対の傾斜ロー／Ｉ／（１）（１）にて赤熱した
丸鋼（財）に回転送りをかけながらその中心軸上に位置
せしめたプラグ（２）によって穿孔を施し、いわゆるホ
ローシェルを得る（穿孔工程）。次いでこのホローシエ
／Ｌ’　（Ｍ／）を、（Ｉ：Ｉ）に示した上記と同形式
の第２穿孔機にかけ外径の拡大とともに肉厚を薄くする
圧延を行い、その後（ハ）のブラダミルにおいて肉厚を
ほぼ目標の肉厚まで圧延する（圧延工程）。

この圧延後はホローシェル（Ｍ／）を前記第２穿孔機と
同様の形式になるに）のリーフに通して管内外面を研摩
しく摩管工程）、引き続き（ホ）のサイザにより外径を
目標値まで絞る（堅管工程）。

さて、このような方式でばその製管過程において、ホロ
ーシェル内面は空気中に晒されるため、時間の経過に従
ってスケールの発生を来たすことになる。かかる内面ス
ケールが、製管過程において管の品質に悪影響を及ぼす
ものであるのは云う迄もなく、シたがって従来よりこの
ヌケール発生に対しては、圧延工程や摩管工程に入る前
にホローシェル内面に数秒間エアブロ−や高圧水の吹付
けを行い脱スケールする措置がとられている。

しかしながら、スケールはこの脱スケール処理後工程に
入ってからも時々刻々発生してくるものである。とりわ
け、第２穿孔機ではホローシェルの温度が高いことから
、その工程通過中のスケール発生Ｆ！、顕著であり、こ
のスケールは、作業の進行に従って次第にプラグ表面に
凝着してゆき、遂にばこれが素管内面へスタンプされる
現象を惹き起し、いわゆる中ピット疵（０，５〜１龍の
米粒状の内面価）をもたらす結果となる。かかる内面価
は、爾後の摩管工程においても消滅することがなく、そ
れどとるか焼付発生を惹き起す原因ともなるから、管の
品質上是非とも避けたいものである。

本発明は、スケールに起因するこのような内面価発生防
止の有効策を提供しようとするもので、具体的には第２
穿孔機或いはリーフへの適用を意図した圧延方法に関す
るものでるる。すなわち、１組の圧延ロールとプラグの
組合せで圧延を行う場合において、前記プラグ外周面の
実質圧下部位に周方向均等配置で複数の流体噴出孔を設
け、この噴出孔よりプラグを支持したマンドレル内の流
体通路から導いた冷却水または潤滑流体を素管内面の圧
延進行中の部位へ直接供給してやることによシ、圧延中
素管内面に生じたスケールを内面から剥離させるととも
にそのプラグ表面への圧着を防ぎ、もって管内面疵発生
を防止しようというものである。

以下、本発明の方法を、とくに第２穿孔機の圧延への適
用を例にとって具体的かつ詳細に説明する。

第２図（イ）、（ロ）は、木発゛明方法を実施する第２
穿孔機（マンネヌマン式）の最も簡単な一例についてそ
の要部を示すもので、（イ）は横断平面図、（ロ）は（
（イ）図Ａ−Ａ線断面矢視図である。（１）（１）は１
組の傾斜ロール、（２）はブラダ、（３）はこのプラグ
を支持するマンドレル、（１図（７）（７）は両ロール
（１’）　（１）　間にあってホローシェル（Ｍ／）の
動きを規制するガイドシューである。上記プラグ（２Ｊ
はその後端に開口する内腔（２）を有しており、一方マ
ンドレ／１／（３）はその先端に突出部（４）をもつ先
端金物（４）が付設でれ、その先端金物の突出部（４）
を前記プラグ（２）の内腔（２）にｔｌδせてプラグを
支持する構造になっている。

またマンドレ／ｌ／（３）そのものｆｄ筒状をなし、そ
の内部空間は、そこに挿通された給水管（５）から冷却
水を送υ込み、マンドレル後端側から排出させる流体通
路（６）に形成てれている。

さてここでまず、第２穿孔機における通常の圧延につい
て説明すると、上記１組の傾斜ロー／Ｌ／　（１）（１
ン間にホローシエ／Ｉ／ＣＭ／）を挾みその両ロールの
回転でホローシェルを（ロ）図に示すように両ガイドシ
ュー（７）（７）の間でもむようにして回転δせながら
軸方向に送り、このとき傾斜ロール間に当該ロールと所
定の位置関係で素管進行方向と逆向きにプラグ（２）を
配置してホローシェル内面の傾斜ロール通過中の部位を
規制し、これによってホローシェルの拡径と薄肉化を伴
う圧延を行うものである。この圧延の場合、ホローシェ
ル（Ｍ／）は、大別してカフモミ部（〃）、圧延部（ト
）そしてリーリング部（７７）を順に通過して加工を受
けることになる。カフモミ部（ｔ／）は、傾斜ロール面
上のホローシェル接触開始位置い）とプラグ外面上のホ
ローシェル接触開始位置（ト）間に当９、ホローシェル
に、いわゆるカフモミ加工を与える部分である。このカ
フモミ部（ｔ／）に続く圧延部（ト）とは、云う迄もな
く実質的な圧下を行う部分であシ、この部分は更に、前
記（Ｂ）位置からロールゴージ位置Ｇ）までの第１圧延
部（／−２）とロールゴージ以降の第２圧延部（ｈ）と
に分けられ、第１圧延部（ｔ／）ではホローシエ／Ｉ／
（Ｍ／）はその長手方向に張力を与えられた状態で大き
な圧下を受け、第２圧延部（ｈ）では、逆に長手方向へ
の圧縮力が付与δれた状態で比較的小さな圧下を受ける
。リーリング部（７７）は、上記第２圧延部（Ａｔ）を
通過したホローシエ／１／（Ｍ／）に対し最終的に肉厚
調整を施す部分である。

一般の第２穿孔機については以上のとおりであるが、本
発明ではこの第２穿孔機に、マンドレル内の流体通路（
６）の冷却水をプラグ外周面（２ａ）の突質圧延部に導
く構造が付加される。すなわち、プラグ外周面の前記圧
延部（ト）相当部位（実質圧延部位）に周方向均等へ置
で複数の流体噴出孔（６）が設けられる。この流体噴出
孔（δ）はプラグの内腔（２）に連通せしめられ、同時
にマンドレ／Ｌ／に付設の先端金物（４）には、マンド
レル（３）内の流体通路（６）とプラグ内腔（２）とを
連通ずる軸方向の貫通孔（９）が設けられる。

すなわち本発明の方法は、先述した圧延において、圧延
中連続的にマンドレル内の流体通路（６）からその先端
金物（４）に設けた貫通孔（９）を経てプラグの内腔（
２）に冷却水を導き、これを１フグ外周面（２ａ）の圧
延部（ト）相当部位に設けた流体噴出孔（８〕から周囲
に噴出きせるものである。この冷却水の噴射により、圧
延中に発生してくる内面ヌケ−／Ｌ／を剥離させ、同時
にその剥離スケールのフ”フグ表面への凝着を防いで、
内面疵の発生を抑制するものである。すなわち、ホロー
シェル内面の圧延部（Ｌ）通過中の部位に直接冷却水を
噴射きせると、圧延部（ト）に至るまでの間に生じたス
ケールは順次そこで噴射冷却水から冷却効果と物理的外
力を受け脱離、剥落を生じるものである。しかもこの場
合、プラグ外周面（２ａ）の圧延中の部位とホローシェ
ル内面ＣＭ；）との間にはつねに冷却水が薄い水膜のよ
うな形で存在することになるために上記剥離スケールの
プラグ外周面への圧着も効果的に防がれ、内面疵発生の
有効な抑制が達成されるものである。

本発明において、流体噴出孔（８）はプラグ外周面（２
ａ）の実質圧延部位に設けることを必須としたが、これ
は、冷却水の供給はホローシェル内面の実質的に圧延中
の部位に対し直かに行うことによってこそ上記のような
内面疵防止の効果が期待できるものでメジ、圧延部（ト
）通過中以外のところでは顕著な効果は望み得ないから
である。

第２図図示例では、流体噴出孔（８）がプラグの第１圧
延部（ｔ２）相当部位に設けられているが、流体噴出孔
（８）は圧延部（ト）の中でもとくにこの第１圧延部に
開口せしめるのが効果上好ましい。すなわち、この部分
は大きな圧下を行う部分で、最も大きな加工熱を発生す
るところであシ、ここが最もプラグへのスケール凝着が
生じ易い箇所となるからである。なお流体噴出孔（８）
の数は、とぐに限定するものではなく、その必要噴出テ
、孔径等との兼ね合いで適宜法めればよい。

この流体噴出孔（８）は、第２図図示のように単なる円
柱状の透孔でも熱論よいわけでおるが、プラグ外周面の
開口部（８）は圧延を重ねるに従ってプラグの摩耗によ
り僅かすってはあるが次第に塞がれてゆくことになシ、
もともとプラグ外周面の開口径として余り大きなものを
確保しづらい上記円柱孔では、長期に亘って十分な噴出
量を保ち難い面がある。したがって、長期間安定した効
果を維持しつづける意味において、実際上流体噴出孔（
８）は、例えば第３図に示すようにプラグ外周面開口部
を孔径の大きな、いわゆるサラモミ状αＯ等に形成する
ことが推奨てれる。

流体噴出孔（８）としてはこの他、第４図、第５図に示
すようなものがその好ましい例として挙げることができ
る。すなわち、第４図に示したものは、（ロ）図（（イ
）図（横断平面図）Ａ−Ａ線矢視断面図）に明らかなよ
うにプラグ外周面開口部位に周方向に連続した凹溝部０
１）を設けたもので、この場合には、冷却水が周方向に
万遍なく供給され、その分より高い効果が望み得るもの
である。とくに、上記凹溝部α１）の巾（ロ）をホロー
シェル回転のピッチ（ｐ）（＝ηπｄ、２ｔａｎＯ１但
し、η：効率、ｄコニホローシェルのロールゴージ対応
位置外径、θ：傾斜角）の〃以上の大きさにしてやれば
、通過するホローシェル内面の全域に対口冷却水の噴射
が確実に行え、最も効果的である。なおこの場合、第１
圧延部（ｔ２）においては先に述べたとおりホローシエ
／ｌ／（Ｍ／）には長手方向への引張応力が作用する形
となるため、ホローシェル内面ＣＭ／）が凹溝部０１）
の底面位置まで圧下されるようなことはなく、通常どお
りの圧延が支障なく遂行できるものである。

第５図の例は、周方向均等配置の流体噴出孔（３）（サ
ラモミ状開口部００付）を軸方向に複数段設けたもので
、第１圧延部（ム）のみならず第２圧延部（７！Ｊ）も
含めた圧延部全域において冷却水の噴射を行うもので、
第３図図示のものよυも更に高い効果が期待できる。

次に本発明の実施効果を、従来法との比較において具体
的に示す。低炭素−マンガン鋼、直径２８１１Ｑ’の丸
鋼材を素材として用い、これを第１図（イ）に示した第
１穿孔機でホローシェル素管となし、この素管を同図（
ロ）の形式の第２穿孔機において外径８５０ＭＷｊ、肉
厚１５．１９３１１＋に圧延するに際し、本発明に従っ
て第４図に示した方式でプラグからの冷却水の噴射を圧
延中継続的に行う方法と冷却水噴射なしの従来法とを実
施して内面疵の発生状況を比較調査したところ、従来法
では内面疵発生率１９．６％であったのに対し、本発明
法ではこれが５．０％と大巾に低い値に止められた。ま
た、管内面あらδチェックとして、上記で得た第２穿孔
機圧延放し材（第２穿孔機圧延後次工程へ進めずに冷間
パイプとした生成品）についてその内面あらぢを調べた
が、その結果は第６図に示すとおってめった。この調査
結果から、本発明法を適用すれば管のトップからボトム
まで安定かつヌムーズな内面精度の得られることが分る
。

更にまた、今一つの実験として、素材に高炭素鋼、直径
２８２０／の丸鋼材を用い、これを第１穿孔機にて外径
２９５ｎｆ、肉厚４５ｆｌｌの素管とし、次いで第２穿
孔機において外径３５０ｍｊ；。

肉厚１５．１４Ｊｆｆに圧延する際、第５図に示した冷
却水噴射方式の本発明法と従来法とを実施し、同様に内
面疵発生率を比較調査したが、この場合も内面疵発生率
は従来法で１２，５％であったのに対し、本発明法では
３，５％ときわめて低いレベルを示した。また、これら
の第２穿孔機放し材について前出の実験のときと同様内
面めらさを調査したところ、結果は第７図に示したとお
りとなり、ここでも本発明法の適用が管内面精度を確保
する上で有効なことが確認された。

なお、本発明の方法は、第２穿孔機と同型式のリーフに
）（第１図参照）に対しても同じ要領にて適用し得るも
のでアク、また噴射流体としても、突施例に示した冷却
水の他に、例えば水溶性黒鉛粉末を水に溶し込んだ如き
潤滑流体の使用が可能である。このような潤滑流体でも
当然冷却効果はあり、冷却水使用と同様の効果が期待で
きるものである。

以上のように本発明の方法は、とくにマンネスマンプラ
グミル方式による継目無鋼管の製造における第２穿孔機
圧延に適用して内部疵発生防止、内面精度の向上に高い
効果を挙げ得るものであり、したがって本発明は継目無
鋼管の品質向上並びに製造歩留りの改善に資するところ
大なるものと云うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）〜（ホ）はマンネスマンプラグミル方式に
よる継目無鋼管の製造手順を示す工程図、第２図は本発
明方法を実施するだめの第２穿孔機の構造例を示し、に
）は横断平面図、（に）は（６）図Ａ−Ａ線断面矢視図
である。第３図〜第５図は本発明の方法を実施する第２
穿孔機の他の構造例を示すもので、第３図、第４図につ
いて（イ）は横断平面図、（ロ）は各対応する（イ）図
のＡ−Ａ線断面矢視図、第５図は横断平面図、第６図お
よび第７図は本発明法と従来法で得た第２穿孔機放し材
の管内面めらさを示す線図である。 図中、ｌ：傾斜ロール、２：プラグ、３：マンドレル、
４：先端金物、５：給水管、６：流体通路、７：〃イド
シュー、８：流体噴出孔、９：貫通孔、１０：サラモミ
状開口部、１１：凹溝部第　１　図 特開昭ＧＯ−６２０８（５） 第　２　図 （イ）「−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）中空素管を１組の圧延ロールと素管内周を規制す
   るブラダの組合せで圧延する場合において、前記プラグ
   外周面の実質圧延部位に周方向均等配置で複数の流体噴
   出孔を設け、ここよりプラグを支持するマントノル内の
   流体通路から導いた冷却水または潤滑流体を素管内面の
   圧延進行中の部位に供給することを特徴とする継目無鋼
   管の圧延方法。