JPS6199502A - 継目無管の圧延方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、継目無管の圧延方法に係り、特にマンネスマ
ン穿孔機、ステイーフィル穿孔機１円錐形穿孔機等の傾
斜穿孔機あるいはエロンゲータ−、リーラ−等の傾斜延
伸圧延機等に用いて好適な継目無管の圧延方法に関する
。

［従来の技術］ 継目無管の製造工程は、基本的には、素材丸ビレッ）Ｋ
孔を開ける穿孔工程と、穿孔された中空素管を減肉延伸
する延伸圧延工程と、延伸圧延された中空素管を所定の
外径にまで絞る仕上げ圧延工程の３工程からなる。

第７図は、継目無鋼管の製造工程における穿孔工程を示
す説明図である。ＩＡ、ＩＢは圧延ロールであり、２は
プラグである。ロールＩＡ、ＩＢは、丸ビレツトが中空
素管３となって通過するパスラインに対してそれらの回
転軸を互いに反対方向に角度βだけ傾斜配置され、同一
方向に回転可能とされている。これらロールＩＡ、１Ｂ
に挟まれる圧延領域の両側には２（１のガイドシュー４
Ａ　、４Ｂが配置され、穿孔圧延時に膨れ出てくる中空
素管３を押えるようになっている。

上記継目無鋼管の圧延時には、被圧延素材とガイドシュ
ー４Ａ　、４Ｂとが全面滑り摩擦の状態で圧延されるこ
ととなり、素材外表面に引掻き疵（シューマーク）が発
生しやすい、このような圧延状況は、管材品質の劣下を
招くのみならず。

シューの手入れやシューの交換等に要する圧延機のダウ
ンタイムを増大して生産性を低下する等、実操業上に重
大な不都合を引き起こす。

そこで、従来、Ｊ：、２不都合を解消するために、特開
昭５７−１６８７１１におけるように、丸ビレ７トおよ
び中空素管を回転式ディスクシューによって押圧しなが
ら穿孔圧延することにより、素材外表面の引Ｉ＆き疵発
生を防止する圧延方法が提案されている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記ディスクシューを用いる圧延方法に
おいても、依然として以下の問題点が残存する。

（ａ）　　素材の前進方向の滑りは改善され得るが、素
材円周方向の回転に対しては依然として全面滑り状態で
ある。

（ｂ）　　素材１回転当りの円周方向の滑り距離は、素
材の外径をＤとすると、πＤであるのに対し、素材１回
転当りの前進距離は、ロール傾斜角ｔ　　　　　をβ、
圧延効率をηとすると、πＤ　＋＋　ｓｉｎβ・（η／
＋００）である、ここで、ロール傾斜角βｅ　一般的な
値である１０度とし、圧延効率ηを８５％として、上記
前進滑り距離を計算すると、Ｏ，１５ＸπＤとなり、こ
の偵は上記円周方自消り距離の１５％でしかない、すな
わち、シュー表面における素材の滑り距離の大半は、円
周方向回転距離であり、素材の前進方向滑りの解消のみ
によって素材の表面に生ずる引掻き疵を本質的に改善す
ることはできない。

（Ｃ）　　素材の穿孔圧延時に、素材はガイドシュー側
へ膨出するのであるが、これをディスクロールによって
押圧しながら圧延するのであるから、ディスクロール面
における素材との接触面圧が高く、素材とディスクロー
ル面との焼付の問題が依然として残る。

本発明は、素材が圧延ロール間においてその軸直角方向
へ膨出する現象を制御することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために１本発明は、１組の圧延ロー
ルと、圧延ロールが形成する圧延領域の中心部に設電さ
れる芯金とにより、素材を穿孔または減肉延伸圧延する
ｊ１目無管の圧延方法において、圧延中の素材に軸方向
引張応力を付加することにより、各圧延ロール間におけ
る素材の軸直角方向膨出量を制御するようにしたもので
ある。

〔作　用〕

本発明によれば、圧延中の素材に軸方向引張応力を付加
することにより、減肉ひずみを直接的に管長手方向ひず
みに転化することにより、拡管傾向を延伸傾向に転化す
ることを可能とする。したがって、素材に付加する引張
応力の調整により、圧延ロール間から軸直角方向に膨出
する素材の膨出程度を制御することが可能となる。

［実施例］ 第１図は本発明の実施に用いられる圧延装置を示す側面
図、第２図は第１図の要部平面図１ｗ４３図はｆｉＳ１
図の要部を拡大して示す断面図、第４図は第３図のＩＴ
−ＩＴ線に沿う断面図である。

１１Ａ、ＬＩＢは１〜レル形の圧延ロールであり、丸ビ
レット１２が中空素管１３となって通過するパスライン
に対してそれらの回転軸を互いに反対方向に角度βだけ
傾斜配置され、Ｆリ−・方向に回転可能とされている。

これらロールＩＩＡ。

１１Ｂに挟まれる圧延領域の両側には、ガイドシュー１
４Ａ、１４Ｂが配置可能とされ、穿孔圧延時に膨出する
中空素管１３を押えることを可能としている。なお、本
発明においては、ｔ＆述するように、穿孔圧延時におけ
る中空素管１３のと２膨出量を制御することにより、中
空素管１３をガイドシュー１４Ａ、１４Ｂによって押え
ることが不要となり、上記ガイドシュー１４Ａ、１４Ｂ
を必ずしも必要としないやまた、１５は１本発明におけ
る芯金としてのプラグであり、プラグ１５はプラグパー
１５Ａの先端に支持され、プラグパー１５Ａはスラスト
ブロック台車１６に取り付けられている。

ロールＩＩＡ、ＩＩＢの出口側には、素材用張装Ｗ１１
７が配置されている。素材用張装Ｗ１１７は、中空素管
１３の進行方向の２位置に配設されるスプロケット１８
Ａ、１８Ｂと、両スプロヶッ）１８Ａ、１８Ｂに巻き回
され、中空素管１３の進行方向に平行配置されるチェー
ン１９と、チェーン１９に一体的に結合される支持台２
０と、支持台２０に回−転自在に支持され、ロール１１
Ａ、ＩＩＢから送り出されてくる中空素管１３の先端部
を把持するチャック部２１と、スプロケッ）１８Ａ、１
８Ｂに回転力を付与する不図示のモーター等の駆動部と
からなっている。すなわち、素材用張装ａ１１７は、ス
プロケット１８Ａ、１８Ｂ、チェーン１９の駆動によっ
て、支持台２０を第１図の右方向に移動することにより
、チャック部２１を介して、中空素管１３の軸方向に、
該中空素管１３の材料の降伏応力σｍよりも小さい引張
応力σｔを加えることを可能としている。

なお、中空素管１３の軸方向に加える引張応力σｔを、
材料の降伏応力σｍ未満とする理由は。

材料の降伏応力以上の引張応力で引っ張る場合にｊ　　
　　　　　、よ、材８ヵ（ｉ＋ｋＬ　ｒｌｔｌ！Ｗ！’
ｌ　ｌ　３　ｏｔＮＪｌ：ＳＳ　＜　＊す、ネッキング
現象を生じ、造管が不可能になることに基づく。

ここで、穿孔延伸加工後の中空素Ｉｉ？１３の外枠りは
、第４図に示すように、圧延ロールＩＩＡ。

１１Ｂの方向の外径Ｄｌと、上記ＤＩに直交するガイド
シュー１４Ａ、１４Ｂの方向の外１０２とのそれぞれの
重み付き平均によって決定され、たとえば下記（１）式
のように表される。

Ｄ＊ａＤｌ＋ｂＤ２ ＝Ｄｌ　（ａ＋ｂ　（Ｄ２／ＤＩ）ｌ・・　（１）上記
（１）式において、パラメータａ、ｂは重み付は係数で
あり、使用される工具形状や、減肉パターン等によって
定まる操業上における固有の値である。また、外径Ｄ１
は、プラグ１５の直径と中空素管１３の仕上げ肉厚とか
ら決定される値である。これら種々の値は既知であるか
ら、目標外径りを設定した時、上記（１）式から素管１
３の楕円度指数０２／Ｄ　Ｉの設定値が定まる。

ところで、穿孔、延伸加工前後の素材の外径変化、すな
わちパススケジュールは、出側素材外径が入側素材外径
よりも大きく拡管される場合（エキスパンディングパス
）、出側素材外径が入側素材外径とほぼ平行なパラレル
パスの場合、および出側素材外径が入側素材外径よりも
縮径するレデューシングパスの場合がある１本発明者は
、上記３つのパススケジュールについて、第５図に示す
ように、素材に軸方向引張応力を付加しながら穿孔圧延
を行ないガイドシューに作用する圧延反力を測定し、引
張応力の付加作用によるシュー反力の激減現象を見いだ
したものである。＋５５図の縦軸に示すガイドシュー荷
重比は、引張応力を付加しない場合のシューに働く基準
圧延反力に対して、引張応力を付加した場合のシューに
働く圧延反力がなす比である。なお、シュー間隔なＨ１
素材外径をＤとする時、第３図の拡管パスはＨ／Ｄ−１
，１であり、パラレルパスはＨ／Ｄ　＝１．０であり、
レデューシングパスはＨ／Ｄ＝０．＋１３である。

第５図によれば、被圧延素材の軸方向に引張応力を付加
することにより、シュー反力を０または極めて軽微な範
囲に低減可能であることが認めろれる。なお、従来の圧
延方法においては、特にパラレルパスやレデューシング
パスで、素管に対するガイドシューの抑圧が大きく、シ
ューに作用する圧延反力はロール圧延反力よりわずかに
低い程度であるに過ぎない。

第６′図は、外径１１０１ｍの丸ビレ−／　トから肉厚
ＩＱｍｍの素管を得る場合の、穿孔時における素管の楕
円度指数と、素管に付加した軸方向引張応力との関係を
示す線図である。ここで、上記楕円度指数におけるＤｌ
は、両ロールの間隔を示し、Ｄ２はガイドシューが設置
可能とされる方向に対する膨出量に相当している。また
、上記素管の寸法Ｄｉ、Ｄ２は、穿孔圧延を途中で急激
停止して得られた素管について測定されたものであり、
楕円度指数の評価はプラグのリーリング部後端位置の素
管形状について得られたものである。第６図において、
引張応力Ｏの場合が従来の圧延方法によるものであり、
この場合のシュー間隔は十分広く設定し、両ガイドシュ
ーが穿孔時のホローピースの膨出を押圧することのない
ように設定している、なお、第６図における穿孔条件は
、ビレ７ト材料が０２％Ｃの普通鋼、ビレットの加熱温
度が１．２００℃、両ａ−）しのゴージが９３震會、プ
ラグ直径が８０震會、素材に付加した軸方向引張力が最
大３０トノである。

すなわち、第６図によれば、素材の膨出量と軸方向引張
応力とは一義的な関係をなすものであることが認められ
る。したがって１本発明の実施によれば　穿孔、延伸加
工中の素材に所定の軸方向引張応力を付加することによ
り、ロール間からその直角方向へ膨出する楕円状の素管
長軸径を制御することが可能となり、素管の圧延後の出
側外径をｌｌ７１ｍすることが可能となる。これにより
、従来の圧延機において用いられているガイドシュー、
またはそれに類似する補助工具の使用を不要とすること
が可能となり、素管表面に生ずる引掻き疵（シューマー
ク）の発生を本質的に回避することが可能となる。

ψ １１　　　　　　　まだ、ロール形状は前述のバレル形
に限られるものではなく、コーン形その他の傾斜圧延ロ
ール全般に対して、本発明の効果が発揮されることは自
明である。

なお、本発明によれば、上記以外の効果として、 （ａ）　　穿孔、延伸圧延中における素管の振動、プラ
グの芯捩れ等を抑制し、偏肉率を低減し１寸法蹟度を向
上することが可能となる。また。

（ｂ）　　素材とロール間のスリップ率が低減し、穿孔
効率の向上とそれによる生産性の増大を図ることが可能
となる。また、 （Ｃ）　穿孔、延伸圧延終了間際に発生する素材の尻抜
は不良のトラブルが皆無となる。また、（ｄ）　　ロー
ル反力が軽減され、消費動力の原単位を改善することが
可能となる。

［発明の効果］ 以上のように１本発明は、１組の圧延ロールと、圧延ロ
ールが形成する圧延領域の中心部に設定される芯金とに
より、素材を穿孔または減肉延伸圧延する継目無管の圧
延方法において、圧延中の素材に軸方向引張応力を付加
することにより、各圧送ロール間における素材の軸直角
方向膨出鷲を制御するようにしたものである。したがっ
て、素材が圧延ロール間においてその軸直角方向へ膨出
する現象を確実に制御することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に用いられる圧延装置の一例を一
部破断して示す側面図、第２図は第１図の要部を示す平
面図、第３図は第１図の要部を拡大して示す断面図、第
４図は第３図のｆｆ−ＩＴ線に沿う断面図、第５図は素
材へ加える引張応力とがイドシュー荷重比との関係を示
す線図、第６図は素材に加える引張応力と楕円度指数と
の関係を示す１１図、第７図は従来の圧延方法を示す断
面図である。 １１Ａ、１１Ｂ・・・圧延ロール。 １２・・・丸ビレ−／　）、１３・・・中空素管、１５
・・・プラグ、１７・・・素材引張装置。 代理人　　弁理士　　塩　川　修　治 第５図 第６図 ０１．０ ずノＪ昂２．万一、ｙ’）／づ＝ＰＩｔ、、＊ｔｉ第７
図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）１組の圧延ロールと、圧延ロールが形成する圧延
   領域の中心部に設定される芯金とにより、素材を穿孔ま
   たは減肉延伸圧延する継目無管の圧延方法において、圧
   延中の素材に軸方向引張応力を付加することにより、各
   圧延ロール間における素材の軸直角方向膨出量を制御す
   ることを特徴とする継目無管の圧延方法。