JPS6325844B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は管の連続延伸圧延方法に係り、特
に、成形が困難である高合金鋼継目無鋼管を圧延
するに好適な連続延伸圧延方法に関する。

継目無鋼管の製造工程は、大別すると、丸また
は角ビレツトを加熱後穿孔する穿孔工程と、穿孔
されたホロービレツトを延伸圧延する延伸工程
と、延伸された素管を所定仕上げ寸法に圧延する
定形圧延工程とからなる。

延伸工程における圧延機は、その代表的なもの
として、第１図に示されるプラグミルと、第３図
に示されるマンドレルミルがある。他に、延伸圧
延機としてマルチスタンドパイプミルがあるが、
これは、マンドレルバーの支持機構および圧延中
のマンドレルバーの速度制御方法において若干の
相違があるが、基本的にはマンドレルミルの圧延
態様と同一である。

前記第１図に示されるプラグミルは、一対の孔
形ロール１Ａ，１Ｂと該孔形ロール１Ａ，１Ｂ間
の中央にプラグバー２によつて支持配置されたプ
ラグ３と、を有し、素管４を前記孔形ロール１
Ａ，１Ｂとプラグ３との間で圧下をかけて減肉延
伸し、所要寸法の出側管５を得るものである。

このプラグミルにおける、前記孔形ロール１
Ａ，１Ｂの孔形は、溝定近傍を真円に形成されて
いるが、圧下方向と直角の方向は、孔形ロール１
Ａ，１Ｂと素管４の間で速度差が生じ、焼付疵が
発生することを防止するため、フランジ部近傍に
おいては、孔形の曲率半径を大きくしてこの部分
においては実質的に圧下が加わらないようにされ
るのが一般的である。

このプラグミルでは、素管４から一度圧延した
出側管５をもどしロール１Ｃにより孔形ロール１
Ａ，１Ｂのミル入側に戻し、管軸を中心に90゜回
転させて、１回目の圧延でロール溝底から直角方
向に相当する部分を２回目の圧延で圧下して管材
円周方向全体が均一な肉厚になるように仕上げる
２パス圧延とするものである。

前記プラグミルにおいては、プラグ３と素管４
の間で焼付が生じ易く、従つて、出側管５内面に
筋疵が発生する場合があるという問題点がある。

この筋疵は、圧延材料が普通鋼の場合にはその
発生率が低いが、合金鋼の場合には、プラグを頻
繁に交換したり、特別な潤滑剤を使用する等の対
策をとらなければ、出側管５に内面疵が発生して
しまうという問題点がある。特に、合金鋼の圧延
時にはプラグ３の摩耗が激しく、プラグ寿命の低
下、従つて工具原単位を著しくひき上げてしまう
という問題点がある。

また第３図に示されるマンドレルミルは、一対
の孔形ロール６Ａ，６Ｂを組み込んだロールスタ
ンドを、互に90゜ずつ配列を変えて、７〜９基連
続的に配置し、素管４の中にマンドレルバー７を
挿入したままで、前記連続するロールスタンド中
を通過させることによつて、連続的に素管４を減
肉、延伸して出側管５を得るものである。

このマンドレルミルは、マンドレルバー７の速
度を全く拘束しないフルフロート式、或いは強制
的に制御するセミフロート式、または固定式があ
るが、これらの種類を問わず、マンドレルミル圧
延において、素材が高合金鋼の場合は、素材表面
に微細割れが発生したり、管材とマンドレルバー
７が密着して引き抜き不能となるいわゆるストリ
ツピングミスが生じたり、管材とロールとの間で
焼付を生じ、これが製品外面に疵を生じるという
問題点がある。

すなわち、マンドレルミル圧延においては、素
管４を連続するロールスタンド列で管材円周上の
直角方向の部分を交互に圧延するため、ロール溝
底部から45゜付近に相当する部分の材料は、奇数
および偶数の両スタンドで重複して圧下を受け、
他の部分、すなわち溝底部またはフランジ部付近
に相当する部分に比較して、圧延中における温度
低下が著しい。この温度低下部分は、管の長手方
向全長にわたつて、円周上４箇所に連続的に生
じ、これは、普通鋼或いは低合金鋼の場合は圧延
阻害要因とはならないが、高合金鋼の場合には、
前記低温部の素材の変形態が著しく低下するため
に、素材表面に微細割れを発生するものである。

また、マンドレルミルにおいては、圧延後に出
側管５からマンドレルバー７を解離する必要があ
るが、合金鋼を圧延した場合にはしばしば出側管
５とマンドレルバー７が密着して引き抜き不能と
なることがある。

更に、マンドレルミルにおいては前記プラグミ
ルに比較して、１スタンド当りの圧下率を大きく
とれるという利点があるが、孔形ロール６Ａ，６
Ｂの孔形中央溝底部分と孔形両側の孔形の浅い部
分すなわちフランジ部近傍とでは、ロール周速が
著しく異なるため、管材表面とロールの一部（特
にフランジ部近傍）との相対速度により、管材と
孔形ロール６Ａ，６Ｂの間で焼付を生じ、これが
最終製品外面に疵を残すことがある。

これらの問題点を解消するために、継目無管特
に高合金鋼或いは超合金の製造に、熱間押し出し
成型法を採用することが考えられ、かつこれが一
般的であるが、熱間押し出し成型法は、生産性お
よびその製品寸法に限界があるという問題点があ
る。

この発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされ
たものであつて、高合金鋼或いは超合金であつて
も、圧延法によつて、内面疵、外面疵或いは管材
表面の微細割れまたは圧延後の管材とマンドレル
バーの解離不能を伴なうことなく、管を製造でき
るようにした管の連続延伸圧延方法を提供するこ
とを目的とする。

この発明は、各スタンドを、回転軸が相互に
60゜の角度で交叉する３個のロールにより構成す
るとともに、各スタンド毎に独立駆動とし、か
つ、隣接スタンド間のロールの配列を60゜ずつ変
えてスタンド列を形成し、このスタンド列によ
り、マンドレルバーを挿入した状態の素管を減肉
延伸することにより上記目的を達成するものであ
る。

またこの発明は、前記管の連続延伸圧延方法に
おいて、圧延中にマンドレルバー速度を、出側管
の長手方向偏肉および圧延後の管材からのマンド
レルバーの解離が容易となるよう制御することに
より上記目的を達成するものである。

以下本発明の方法を実施するための連続延伸圧
延装置を図面を参照して説明する。

この実施例は、第６図〜第８図に示されるよう
に、各スタンド８Ａ〜８Ｃを、その回転軸９Ａ〜
９Ｃが相互に60゜の角度で交叉する３個のロール
１０Ａ〜１０Ｃより構成し、各スタンド８Ａ〜８
Ｃを独立駆動式とするとともに、隣接スタンド間
のロールの配列を60゜ずつ変えてスタンド列８を
形成し、このスタンド列８により素管４にマンド
レルバー７を挿入したまま減肉延伸する管の連続
延伸圧延装置を構成したものである。

前記ロール１０Ａ〜１０Ｃは、素管４の中心軸
廻りの120゜の円弧状の孔形を有する孔形ロールと
され、そのフランジ部１１が隣接するロール間に
おいて素管４の中心を通る法線上において転接
し、これによつて、素管４の周囲に連続的に孔形
を形成するようにされている。

この実施例においては、プラグミルに比較して
出側管５の内面に疵が少なく、圧延後の管材の内
面手入工数を大幅に削減できる。又、従来のマン
ドレルミルに比較して、３ロールミルであるので
圧延管材円周方向の温度むらが少なく、従つて、
温度差による管材表面の微細割れが生じることも
なく、高合金継目無鋼管も軟鋼と同程度の能率で
圧延することができる。更にまた、孔形部分のロ
ール周速差が従来の２ロールミルと比較して大幅
に減少されるので、ロールと材料表面の焼付によ
る外面疵を著しく減少させることができ、また、
管材円周方向全面にわたつて、より均一な圧下を
かけることができるため圧廷中の材料の塑性変形
を円滑に行わせることができるという利点があ
る。

ここで、前記実施例に係る管の連続延伸圧延装
置により圧延する際に、圧延中にマンドレルバー
７の速度を、出側管の長手方向偏肉および圧延後
の管材からのマンドレルバー７の解離が容易とな
るように制御することによつて、出側管の長手方
向および円周方向の偏肉を従来に比較して著しく
改善することができるとともに、圧延後の管材か
らのマンドレルバー７の解離を容易にすることが
できる。

これは、前記マンドレルバー７の速度制御に加
えて、ロール１０Ａ〜１０Ｃの回転速度を同時に
制御すると、このロール回転速度の制御とマンド
レルバー速度制御は互に干渉するため、両者を組
合せて管材の長手方向および円周方向の偏肉を最
小とし、かつ出側管５からのマンドレルバー７の
解離を更に容易とすることができる。

すなわち、マンドレルバー速度は、外部からこ
れを制御しなかつた場合、圧延の進行に伴つて増
大し、この速度変化が圧延後の管材長手方向肉厚
分布の変動に影響する。このことは従来より「ス
トマツク」として周知の現象であり、これに対し
て、２ロール式のマンドレルミルにおいて、マン
ドレルバー速度を外部から強制的に制御すること
により、出側管の長手方向肉厚分布を改善し、ひ
いては、出側管からのマンドレルバーの解離を容
易とすることが周知技術とされていて、３ロール
式にも同様の原理が適用されるので、更に詳細な
説明は省略する。

なお上記実施例において、ロール１０Ａ〜１０
Ｃは各々がフランジ部１１で転接するものである
が、これは従来の２個の孔形ロールマンドレルミ
ルにおけると同様に、ロール面の転動疲労の防
止、材料が孔形からはみ出した場合の逃げ、のた
めに、実際上は0.5〜5.0mm程度のロール間ギヤツ
プを設けるようにしてもよい。

本発明は上記のように構成したので、従来高合
金鋼または超合金には適用困難であつた圧延法に
より、管の内外面の疵、表面の微細割れ、出側管
からのマンドレルバーの解離不能の防止を図ると
ともに、管の長手方向および円周方向の偏肉発生
を抑制して均一な肉厚の管を製造できるという優
れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はプラグミルおよびこれによる圧延状態
を示す略示断面図、第２図は第１図の―線に
沿う断面図、第３図はマンドレルミルおよびこれ
による圧延状態を示す略示断面図、第４図は第３
図の―線に沿う拡大断面図、第５図は第３図
の―線に沿う拡大断面図、第６図は本発明に
係る管の連続延伸圧延装置およびこれによる管の
圧延状態を示す略示断面図、第７図は第６図の
―線に沿う断面図、第８図は第６図の―線
に沿う断面図である。 ２…プラグバー、４…素管、５…出側管、７…
マンドレルバー、８…スタンド列、８Ａ〜８Ｃ…
スタンド、９Ａ〜９Ｃ…回転軸、１０Ａ〜１０Ｃ
…ロール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 各スタンドを、回転軸が相互に60゜の角度で
   交叉する３個のロールにより構成するとともに、
   各スタンド毎に独立駆動とし、かつ、隣接スタン
   ド間のロールの配列を60゜ずつ変えてスタンド列
   を形成し、このスタンド列により、マンドレルバ
   ーを挿入した状態の素管を減肉延伸することを特
   徴とする管の連続延伸圧延方法。 ２ 圧延中にマンドレルバー速度を、出側管の長
   手方向偏肉および圧延後の管材からのマンドレル
   バーの解離が容易となるよう制御することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の管の連続延伸
   圧延方法。