JPS6216809A - 継目無管の外径制御方法 - 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外径を全長に亘って目標値に一致せ
しめ得る継目無管の外径制御方法に関する。

〔従来技術〕

継目無管の製造工程は一般的には第６図に示す如く穿孔
された素管をプラグミル等の延伸圧延機にて圧延し、圧
延後の仕上管を定径機にて定径したのち冷却床にて所定
温度まで冷却した管を温間又は冷間で矯正機にて曲がり
矯正、真円度矯正し、温間矯正した管は再度冷却床へ搬
送し、継目無管を製造するように編成している。

このように定径機の後段に矯正機を配したのは、定径機
は継目無管の外径を決定すべく圧延するためのものであ
り、一方矯正機は定径機での圧延までに管に発生した曲
がり等を矯正し、真直ぐな継目無骨とするのに有効であ
り、外径寸法を調整する如き圧延を行い得ないためであ
る。

上記定径機及び矯正機は、熱処理により外径変化が生じ
た管のその外径変化を矯正すべく、第７図に示すように
熱処理炉の後段に定径機及び矯正機をこの順に配して用
いることもある。

このように用いられる矯正機には例えば第８図に示す如
＜　２−２−２−１型等のものがあり、これらの矯正機
は管の曲がり矯正等のためにロール対及び出側片ロール
の高低差いわゆるオフセット量、ロール対での管圧上置
いわゆるクラッシュ量及びロールの管軸長方向に対する
角度つまりロール傾斜角等を調整できるようになってい
る。

矯正された継目無管、例えば継目無鋼管は、その外径、
肉厚、材質等によって矯正前と比べて外径が変化してお
り、これは従来より経験的に知られている。例えば第９
図は横軸に管番号をとり、縦軸に外径平均値（ｎ）をと
って、定径機にて外径が目標の２０５．０　ｍに圧延さ
れた厚みが１２層ｍ１成分がＣ：０．４％、　Ｍｎ：　
０．５％の高炭素鋼管（ＩＣ材）を５本、厚みが１２ｍ
ｍ、成分がＣ：０．２％、Ｍｎ：１．３％の高マンガン
炭素鋼管（Ｍｎ材）を６本及び厚みが２（ｌｆｌ、成分
がＣ：　０．２％、Ｍｎ：０．５％の低炭素鋼管（ＬＣ
材）を７本この順に矯正機にて夫々の鋼管の曲がり矯正
に通した条件で矯正した場合における矯正後の管の両端
を除いた中間部での外径平均値を示したグラフである。

この図より理解される如く外径平均値は高炭素鋼管で２
０３．０５ｗ程度、高マンガン炭素鋼管で２０３．３鶴
程度、低炭素鋼管で２０２．８　ｆｉ程度であり、定径
機で同一外径に圧延しても、材質、肉厚により矯正条件
が相違するため矯正後の管外径は異なっている。

そして、この外径変化の防止はそれを適切に行いうるオ
フセット量、クラッシュ量、ロール例斜角を計算により
求めてそのように調整制御することにより防止できるよ
うに考えられるが、実際には矯正機は本来真直ぐな管を
得るためのものであって圧延により外径を一定にさせる
ためのものでなく、外径変化を防止できる機能を有して
いない。

このため、従来においては矯正機での外径変化量に基づ
き定径機にて圧延する際にそのロールギャップを管全長
に亘って一律に大きく或いは小さくするように制御をし
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、この制御はロフト毎にしか行なわれておらず、
仮に管１本毎に行ったとしても、管１本内での軸長方向
全長に亘る仕上管外径の変動或いは仕上管の材質、肉厚
等に応じた肌理の絹かい外径調整をすることができず、
十分でなかった。つまり、管端部は軸長方向の拘束がな
いため軸長方向に長さが変化し、またオフセントによる
矯正が働かずクラッシュのみの作用を受け、第１０図〔
横軸に管端からの距離（１自）をとり、縦軸に外径（ｆ
ｌ）をとっている〕に示す如く外径制御により均一な外
径となった管中間部に比べて外径が管端寄りとなる程小
さくなっていた。

このため管端部が目標外径よりも小径となった場合は、
その管端部に微小欠陥が存在していて、これを肉厚公差
内で除去しても径不足となることがあり、また管端部外
周面にネジを切って使用するときにネジ山に黒皮が残り
、外観不良となることがあった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、矯正
機により矯正される前・後での管の軸長方向の同一位置
での外径及びその変化量と、定径機での管外径調整量と
について予め定めている関係により定径機での管外径調
整量を定めて定径機による管外径の圧下量を制御した後
矯正することにより、軸長方向全長に亘って外径が目標
値に一致しており、また真円度が高く、真直ぐな継目無
管を製造し得る継目無管の外径制御方法を提供すること
を目的とする。

本発明に係る継目無管の外径制御方法は金属管の外径を
定径機にて圧延調整したのち矯正機にてその曲がり又は
真円度を矯正する継目無管製造工程において、矯正機通
過後の管外径を管軸長方向全長に亘って所定値とすべく
、管の矯正前・後火々における軸長方向の同一位置での
管外径に基づき定径機の圧延条件を制御することを特徴
とする。

〔実施例〕 以下本発明を図面に基づき具体的に説明する。

第１図は本発明を前述の延伸圧延機一定径機−矯正機の
製造ラインに適用し、冷間（常温）で矯正する場合の実
施状態を示す模式図であり、図中Ｐは図示しない延伸圧
延機にて所定の圧延が施された仕上管を示す。仕上管Ｐ
は複数のロール２．２対を有する定径機１にて管軸長方
向く白抜矢符方向）に圧延温度が約９００℃で圧延され
たのち冷却床（図示せず）にて常温まで冷却され、然る
後２−２−２−１型のロータリ一式矯正機１１にて曲が
り矯正されて成品たる継目無鋼管ｓｐとなる。

矯正機１１の入側及び出側には、夫々外径測定装置２０
及び３０が設けられており、外径測定装置２０゜３０は
夫々２組の光学式外径測定器２１，２２．３Ｌ３２を有
している。光学式外径測定器２１，２２．３１．３２は
継目無鋼管ｓｐの外径よりも広幅の光束を有する光線を
発生する平行光線発生源２１ａ、３１ａ及びそれより管
周方向に９０度ずれ、また圧延方向に適当な長さずれた
位置に設けられた同様の光線を発生する平行光線発生源
２２ａ　、　３２ａを備えており、またこの光線が遮断
された暗部の長さを捉える受光部２１ｂ。

３１ｂ　、２２ｂ、３２ｂが平行光線発生源２１ａ、３
１ａ　、２２ａ。

３２ｂに対設せられている。

受光部２１ｂ等にて捉えられた暗部の長さに関する信号
は演算装置２３．３３へ与えられ、ここで管外径０１　
、　Ｄ２．　Ｄ３．０４が算出され、ＤＩ、Ｄ２．Ｄ３
．Ｄ４は演算制御装置４０へ与えられる。演算装置４０
へは目標外径設定器６からの目標外径に関する信号Ｄ５
が入力されており、演算制御装置４０はこの信号Ｄ５及
び信号０１　、　Ｄ２．　Ｄ３．０４に基づいて定径機
１の各スタンドに設けられた駆動モータ３，３．３によ
り圧下量を制御すべく、圧下制御装２４，４．４へ圧下
量制御信号を出力する。

このように構成された装置による本発明の制御内容を以
下に説明する。定径機１にて所定の外径に圧延された管
は冷却床にて一旦常温まで冷却されたのち、矯正機１１
へ搬送される。矯正機１１へ搬送されてきた管は、まず
入側の外径測定装置２０によりその外径が測定されたの
ち、矯正機１１にて曲がり、真円度向上のために所期の
矯正が施され、出側の外径測定装置３０により矯正後の
管外径が測定される。この測定の際、入側の外径測定装
置２０の外径測定器２１．２２により測定された信号は
、演算装置２３へ与えられて管外径ＤＩ、Ｄ２として算
出され、演算制御装置４０へ与えられ、また出側の外径
測定装置３０の外径測定器３１．３２により測定された
信号は、演算装置３３へ与えられて管外ｉｏ３．ｏ４と
して算出され、同じく演算制御装置４０へ与えられる。

演算制御装置４０は管軸長方向全長におけるＤＩ、Ｄ２
の平均値、０３．０４の平均値及びその差を算出し、入
力される目標外径に関する信号Ｄ５と０３．Ｄ４の平均
値の管軸長方向中間部での値との差を解消するヨウに、
定径機１のロール２，２対の基準ロールギャップ量り。

を予め定めている関係式により求める。この関係式は矯
正機により矯正される前・後における管の軸長方向の同
一位置での外径及びその変化量と、定径機での管外径調
整量つまりロールギャップ調整量とについて定まってい
る。次いで管軸長方向端部での値とＤ５との差を解消す
るように管端部圧延の際のロールギャップ量Ｌ１を基準
ロールギャップ量Ｌｏに基づいて求め、Ｌ。

及びＬｌを圧下量制御装置４，４．４へ出力する。

なおこのとき基準ロールギャップ量Ｌｏ、Ｌ。

はｉ、、、ｔ、、が変化するとＤＩ、　Ｄ２の平均値が
同一でも矯正ｆｉｌｌでの外径縮小量が若干変化するた
め、この変化量を考慮して決定する。

例えば管中間部の制御では、第９図に示した如く高炭素
鋼管の場合のように矯正後の管外径が目標値２０３．０
鰭に対して０．０５ｎ程度大きい２０３．０５ｍｍ程度
であり、高マンガン炭素鋼管の場合はそれが目標値に対
して０．３０１ａ程度大きい２０３．３　ｍｍ程度、低
炭素鋼管の場合はそれが目標値に対して０．２０ｍｍ程
度小さい２０２．８　ｖａであるため、定径機１で圧延
する際の管外径を、第２図〔横軸に管番号をとり縦軸に
外径（璽１）をとっている〕に示す如く夫々Ｏ，ＯＳ龍
減少、０．３０龍減少、０．２０龍増加せしめるように
定径機１の基準ロールギャップＦｉｋ　Ｌ　ｏを変更す
る。

また、管端部の制御については第１０図に示した如（、
管端部の外径は矯正機１１のスタンド間距離（図中の白
抜矢符の長さ）に相当する部分で中間部の外径２０３．
０　ｗ程度に対して管端に近くなるほど略直線的に小さ
くなっており、最も小径の管端で２．０■■程度も小さ
い２０１鶴程度であるため、そのときのロールギャップ
は定径機１で圧延する際の管外径が第３図〔横軸に管端
からの距離（龍）をとり縦軸に外径（寵）をとっている
〕に示す如く管中間部の外径２０５．０１１よりも管端
で２．０　ｍｍ程度大きくなるように基準ロールギャッ
プｆＬｏよりも大きい値で変化するロールギャップ量Ｌ
１に調整する。

これにより継目無鋼管ｓｐの外径は第４図に示すように
管全長に亘って目標の２０３．ｏ　ａｍに略一致し、ま
た材質が異なっていても第５図に示すように目標の外径
となった。

なお、上記実施例では冷間（常温）矯正におけるオンラ
イン制御に適用させているが、本発明はこれに限らず温
間矯正の場合或いはオフライン制御の場合にも適用でき
ることは勿論である。温間矯正の場合は、矯正温度に応
じて温度補正した値を目標外径とすればよい。この時は
外径測定装置と共に測温計を設ＬＪることが好ましい。

またオフライン制御の場合には、予め鋼種、管外径、肉
厚。

圧延温度等の圧延条件別に、矯正前・後での管外径変化
量を求めておき、該当する圧延条件の場合の圧延パター
ン（基準ロールギャップｉＬｏ、管端部圧延の際のロー
ルギャップ量Ｌ＋）に従って定径機にて仕上管を圧延す
ることにより目的を達成できる。この場合は矯正機前・
後の外径測定装置２０，３０　、演算制御装置４０及び
目標外径設定器５０等が不要である。

また上記実施例では矯正機１１の入側に外径測定装置２
０を設けて矯正前の冷間（常温）での管外径を測定して
いるが、本発明はこれに限らす定径機の出側に外径測定
装置を設げて定径圧延後のまだ高温の管の外径を測定し
、その測定値を温度補正して用いるようにしてもいこと
は勿論である。

そして、また上記実施例では延伸圧延機一定径機−矯正
機の製造ラインに適用しているが、本発明はこれに限ら
ず熱処理炉一定径機−矯正機の製造ライン等にも同様に
適用できることは勿論である。

更に、本発明は継目無鋼管に拘わらず、他の金属材の継
目無管一般の製造にも適用できる。

〔効果〕

以上詳述した如く本発明は矯正機前・後での管外径の変
化量を測定してその変化量に基づいて定径機のロールギ
ャップを調整するので、矯正後の継目無管の外径を材質
、肉厚等の相異に拘わらず軸長方向全長に亘って目標値
に一致させることが可能であり、このため微小欠陥を除
去しても径不足となることを抑制でき、またネジ部を形
成させても黒皮が残りで外観不良となるのを防止でき、
更に曲がりがなく、真円度の高い継目無管の製造が可能
である等優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施状態を示す模式図、第２図は本発
明の管中間部でのロールギャップ制御内容説明図、第３
図は本発明の管端部でのロールギャップ制御内容説明図
、第４図、第５図は本発明にて外径制御した場合の結果
例を示すグラフ、第６図、第７図は継目無鋼管の製造ラ
イン説明図、第８図は矯正機を示す模式的正面図、第９
図、第１０図は従来技術の問題説明図である。 Ｐ・・・仕上管　　ｓｐ・・・継目無鋼管　　１・・・
定径機１１・・・矯正機　　２０　、３０・・・外径測
定装置　　４０・・・演算制御装置 特　許　出願人　住友金属工業株式会社代理人　弁理士
　河　　野　　登　　夫簀各号 第　３　図 第　４　図 １ｔ、１１ｒＪ５ 第　５１１ｆ；！ｉ 第　６　図 第　７［２］ 智番号 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属管の外径を定径機にて圧延調整したのち矯正機
   にてその曲がり又は真円度を矯正する継目無管製造工程
   において、 矯正機通過後の管外径を管軸長方向全長に 亘って所定値とすべく、管の矯正前・後夫々における軸
   長方向の同一位置での管外径に基づき定径機の圧延条件
   を制御することを特徴とする継目無管の外径制御方法。