JPS6245408A - マンドレルミル圧延方法 - 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、各偏部動式ロールスタンドを有するマンドレ
ルミルによるマンドレルミル圧延方法に関する。

［従来の技術］ 一般に、穿孔圧延工程、延伸圧延工程、及び絞り圧延工
程を経て製造される管、たとえば、継目無鋼管は、第２
図に示す如く、丸鋼１を、たとえば回転炉床式の加熱炉
？中で加熱した後、マンネスマンピアサ３の如き穿孔圧
延機で穿孔して中空素管４とし、次に、マンドレルミル
５の如き延伸圧延機でマンドレルバ−６を挿入した状態
で肉厚を減じ、その畏さを延ばしてレデューサ素管８と
し、更に、たとえば、ウオーキングビーム式の再加熱炉
９により再び加熱した後、ストレッチレデューサｌＯの
如き絞り圧延機により外径を定め、あるいは外径を絞っ
て小径とすることによって製造されている。

前記のような製管工程で延伸圧延機として用いられてい
るマンドレルミル５は、マンネスマンピアサ３で穿孔さ
れた中空素管４にマンドレル／＜−６を装入したまま延
伸する圧延機であり、通常８基のロールスタンドから構
成され、各ロールスタンドはそれらのロール軸を圧延軸
に垂直な面内で水平に対して４５度傾斜し、隣接するロ
ールスタンドの上記ロール軸を交互に９０度ずらして配
列したＸミルとされているのが一般的である。また、各
ロールスタンドのロール７は、直流電動機により独立に
駆動されており、上流２スタンドで、縮管減肉延伸され
た素管は、第３、第４スタンドで更に減肉延伸され、第
５、第６スタンドで肉厚が精度良く仕上げられる。第７
スタンドでは圧下をかけることもできるが、通常、第７
、第８スタンドは真円にするためのサイジングスタンド
として使われている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、このようなマンドレルミルを用いて圧延した
レデューサ素管８の後端部を見ると、第３図の１２に示
したように「後端フィン」と呼ばれる材料の「噛み出し
部」が認められる。後端フィンの幅および長さは、中空
素管４の外径、肉厚、マンドレルミル圧延における鋼管
量、減肉量などにより異なってくるが、通常１００〜２
００ｍｍ程度の長さにわたっており、次工程のストレン
チレデューサ１０での通管性に影響を及ぼす、１００＋
ａｍ程度が、再加熱炉に送られるまでの間で、クロップ
として切り捨てられている。

クロップ切り捨てによる歩止り低ドは、レデューサ素管
８の長さにもよるが、０．２〜０．５χ程度となってお
り、その改善が望まれている。

本発明の目的は、レデューサ素管の後端に生成される後
端フィンを完全に抑制するか、あるいは、多少のフィン
が残っていても、その幅を、次工程のストレッチレデュ
ーサにおける通管性を損なわない程度に抑制し、後端フ
ィン切り捨てによる歩止り低下を防１ヒする方法を提案
することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、複数のロールスタンドを連続配置するととも
に、隣接するロールスタンドのロール軸を圧延軸に垂直
な面内で相互に８０度ずらして配置しているマンドレル
ミルによってマンドレルバ−が挿入された中空素管を圧
延するに際し、中空素管の中央部より後端側が、第１ス
タンドもしくは第２スタンドを通過してから、上記素管
の後端が各スタンドを通り抜けるまでの間、第１スタン
ドもしくは第２スタンドのロールギャップを予め設定し
た値まで連続的に締め込んで上記素管の後端を薄肉に成
形し、次いで該素管の後端を後続の各スタンドで延伸圧
延するようにしたものである。

［作　用］ マンドレルミルを用いて圧延されたレデューサ素管にお
ける後端フィン生成の主原因は、第４図に示すように、
マンドレルミル圧延中に長手方向に延伸されている中空
素管４でのメタルフローが、中央部では、長手方向が主
であるのに対し、管後端近傍では、後端１３が自由面で
拘束力が弱まるため、フランジ方向１４にも起こり、材
料が噛み出してくることにある。

管後端での噛み出し具合は、管肉厚が厚い時には、はと
んど問題にならないが、肉厚が薄くなるにつれて顕著と
なる傾向にある。つまり、マンドレルミル圧延時、中段
から後段スタンドにかけて、後端フィンの生成が著しく
なってくるため、該スタンドにおける圧下廣（減肉量）
を、後端寄りで少なくすることが、フィンを抑制するた
めに必要不可欠な条件となってくる。

後端フィンを抑制するためには、主としてマンドレルミ
ルの後段スタンドにおける圧下場を、管橋端寄りで少な
くしてやる必要がある。それには、中段〜後段スタンド
入側での管肉厚分布が、後端側で薄くなっていなければ
ならない０本肉厚分布状態を達成する方法として、（１
）中空素管４の段階で後端側を薄肉に仕上げる方法、（
２）マンドレルミルの主として第１、第２スタンドにお
いて、圧延中にロールギャップを連続的に締め込んでい
き、後端側の肉厚を薄くしていく方法、の２方法が考え
られる。（１）の方−法については、例えば、ピアサ−
３で丸Ｗ４１の後端側を穿孔圧延する時点で徐々にゴー
ジ（２つのピアサ−ロールの最短距離）を狭めていき、
後端側の肉厚を薄くしていけば良いが、実際問題として
ピアサ−でゴージを狭めた場合、管は減肉されるととも
に拡管されるため、中空素管４の形状は第５図に示すよ
うに後端がフレア形状となってしまい。

穿孔時に外面キズ等の不具合を生ずる、さらに、マンド
レルミル圧延時の通管性が悪くなる、ピアサ−３からマ
ンドレルミル５に送られる間に管後端の薄肉部１５の温
度低下が著しくなる等の問題が発生し、実用には供し得
ない。したがって、未発明は、（２）の方法で、レデュ
ーサ素管８の後端に生じるフィン１２を抑制可能とする
ものである。

第６図に、マンドレルミル圧延時の溝底圧下率とフラン
ジ部外径の関係を示す。図中の破線で示したのが単スタ
ンド圧延、実線で示したのが２スタンド圧延で上澄スタ
ンドの圧下率を変えた時のフランジ部外径の変化を表わ
Ｉ７ている。図より明らかなように、圧下率の増加とと
もにフランジ部外径は減少しており、しかも、２スタン
ド圧延の場合、ｌ−流スタンドの圧下率を大きくすると
、スタンド間で材料に働く張力が大きくなるために、そ
の減少効果は、より大きくなる。したがって、本発明に
おけるようにロールキャップを締め込んでいくことによ
るフランジ部でのキズ発生の問題はない。

第７図に、単スタンドマンドレルミル圧延時の圧下率と
後端フィンの最大幅の関係を示す。主として問題になる
のは、後端フィン最大幅の大小であるが、同図から明ら
かなように、圧下率が増えるにしたがって、フィン最大
幅は増加する傾向にある。しかしながら、増加傾向が厚
肉と薄肉では異なっており、薄肉では、圧下率の増大に
伴なって著しく増加するが、厚肉の場合、それ程顕著で
ない。また、同一圧下率で見ても、薄肉になるに従い、
後端フィン最大幅は、急増する。通常のマンドレルミル
圧延の場合、中空素管４の肉厚が薄いものほど、各スタ
ンドでの圧下率は大きい。たとえば、肉厚１１ｍｍの中
空素管では、各スタンドの圧下率、入側肉厚外径比ｉ１
０　（ｔ＝肉厚、Ｄ＝外径）は、第８図のようになる。

同図より、第１、第２スタンドでは、多少圧下率を大き
くしても、後端フィン最大幅に影響しないことがわかる
。しかも、該スタンドにて圧下率を大きくとることによ
り、後続−スタンド入側での後端側肉厚が多少薄くなる
ものの、圧ｔ″率の減少効果の方が大きいため、後端フ
ィン最大幅は、小さくなってくる。

すなわち、定常圧延状態から中空素ｖ４の後端が第１ス
タンドを通り抜けるまでの適当なタイミングで、該スタ
ンドのロールキャンプを連続的に締めていき、第１スタ
ンド出側肉厚を後端側で薄くし、さらに、第１スタンド
ロールキヤツプの変化から一定時間後に、第２スタンド
のロールキャップを連続的に締めていくことにより、第
３スタンド以降の圧延における後端フィンの発生を抑え
ることができる。

本発明によれば、第１、第２スタンドのロールキャップ
の変更は、ある一定時間内に、徐々に行なっても効果が
あるため、圧下機構としては、油圧圧下のみならず、電
動圧下であっても十分対応できる。また、第３スタンド
以降の圧延で、予め薄肉化された後端部を減肉する場合
、定常部と比べて減肉率が小さくなることによる圧延荷
重低下起因でロールギャップが若干締まり、減肉率が−
１−昇して後端フィン抑制には不利となることも考えら
れるが、実際には、薄肉化による温度低下が有り、圧延
荷重は、定常部とほぼ同程度となり問題は無い。

［実施例］ 本発明による後端フィン抑制のためのマンドレルミル圧
延の実施例を以下に示す。薄肉サイズである外径１４８
ｍ１　、肉厚５．０ｍｍのレデューサ素管８を造管する
場合であり、第１、第２スタンドのロールキャップの変
更状況を第１図に示す。中空素管４の後端から２ｍ中央
寄りの部分が第１スタンドを通過する時点で、該スタン
ドのロールギャップ変更を開始した。

本発明を実施した場合としない場合の各スタンドでの溝
底圧下率、入側肉厚外径比ｔ／Ｄ及び最大フィン幅は、
第９図に示すとおりであり、今回の圧延では、中空素管
４の後端が第１スタンドを通り抜ける時点で、第１スタ
ンドロールキヤツプが定常部より３．０ｍｍ小さくなる
ようにしているため、（第２スタンドは、２．０■であ
る）後段スタンドでの後端部圧延時のメタルフローは、
本発明を実施しない場合と比較して、フランジ部方向へ
起こらず、表１に示すように、より後端フィンの少ない
レデューサ素ｖ８が得られた。これにより、ストレッチ
レデューサ１０の通管性が確保され、従来法によるスト
レッチレデューサ圧延後に仕上がり管１１の後端クロッ
プとして切り捨てられていた箇所を製品とすることが可
能となり、歩１１り向トが図られた。

表１ 本発明の実施によれば、マンドレルミル５から再加熱炉
９の間で、レデューサ素管８の後端フィン発生部を、ホ
ットソーで切断する必要が無くなり、特に薄肉品の造管
時に著しい効果が認められる。

［発明の効果］ 以トのように、本発明は、複数のロールスタンドを連続
配置するとともに、隣接するロールスタンドのロール軸
を圧延軸に垂直な面内で相互に８０度ずらして配置して
いるマンドレルミルによってマンドレルバ−が挿入され
た中空素管を圧延するに際し、中空素管の中央部より後
端側が、第１スタンドもしくは第２スタンドを通過して
から、ト記素管の後端が各スタンドを通り抜けるまでの
間、第１スタンドもしくは第２スタンドのロールキャッ
プを予め設定した値まで連続的に、締め込んで上記素管
の後端を薄肉に成形し、次いで該素管の後端を後続の各
スタンドで延伸圧延するようにしたものである。したが
って、レデューサ素管の後端に生成される後端フィンを
完全に抑制するか、あるいは、多少のフィンが残ってい
ても、その幅を、次工程のストレッチレゾユーザにおけ
る通管性を損なわない程度に抑制し、後端フィン切り捨
てによる妻止り低下を防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるマンドレルミルの第１、第２スタ
ンドのロールキャップ変更方法を示す線図、第２図はマ
ンネスマン−マンドレルミル方式による継目無鋼管の製
造工程を示す工程図、第３図はレデューサ素管の後端フ
ィンの形状を示す斜視図、第４図はマンドレルミル圧延
における管後端（＝１近のメタルフローを表わす斜視図
、第５図はピアサ−で後端を薄肉化した時の中空素管の
形状を表わす斜視図、第６図はマンドレルミル圧延時の
フランジ部外径と溝底圧下率との関係を示す線図、第７
図はマンドレルミル圧延時のフィン最大幅と溝底圧下率
との関係を示す線図、第８図はマンドレルミル圧延時の
各スタンドでの溝底圧下率及び該スタンド入側肉厚を示
す線図、第９図は本発明を実施した場合における各スタ
ンドでの溝底圧下率及び該スタンド入側肉厚を示す線図
である。 ４・・・中空Ｚｔ、５・・・マンドレルミル、６・・・
マンドレルバ−１７・・・ロール、８・・・レデューサ
素管、１３・・・管後端。 代理人　　弁理士　　塩　川　修　治 第３図 第　４　図 第　５　既 第　６　口 溝底圧下率（ｚ） 第　７　図 溝底圧下’４’　（Ｚ） 第８図 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のロールスタンドを連続配置するとともに、
   隣接するロールスタンドのロール軸を圧延軸に垂直な面
   内で相互に９０度ずらして配置しているマンドレルミル
   によってマンドレルバーが挿入された中空素管を圧延す
   るに際し、中空素管の中央部より後端側が、第１スタン
   ドもしくは第２スタンドを通過してから、上記素管の後
   端が各スタンドを通り抜けるまでの間、第１スタンドも
   しくは第２スタンドのロールギャップを予め設定した値
   まで連続的に締め込んで上記素管の後端を薄肉に成形し
   、次いで該素管の後端を後続の各スタンドで延伸圧延す
   ることを特徴とするマンドレルミル圧延方法。