WO2005061137A1 - 潤滑剤供給システム、継目無管の製造装置、及び継目無管の製造方法 - Google Patents

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WO2005061137A1
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lubricant
pipe
roll
piercing
disc
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PCT/JP2004/019391
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Inventor
Yusuke Hiraishi
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries, Ltd.
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B21B27/06—Lubricating, cooling or heating rolls
    • B21B27/10—Lubricating, cooling or heating rolls externally
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B19/00—Tube-rolling by rollers arranged outside the work and having their axes not perpendicular to the axis of the work
    • B21B19/02—Tube-rolling by rollers arranged outside the work and having their axes not perpendicular to the axis of the work the axes of the rollers being arranged essentially diagonally to the axis of the work, e.g. "cross" tube-rolling ; Diescher mills, Stiefel disc piercers or Stiefel rotary piercers
    • B21B19/04—Rolling basic material of solid, i.e. non-hollow, structure; Piercing, e.g. rotary piercing mills
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/02—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
    • B21B45/0239—Lubricating
    • B21B45/0245—Lubricating devices
    • B21B45/0248—Lubricating devices using liquid lubricants, e.g. for sections, for tubes
    • B21B45/0257—Lubricating devices using liquid lubricants, e.g. for sections, for tubes for wire, rods, rounds, bars

Definitions

  • the present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing a seamless pipe, and more particularly to a lubricant supply system for a piercing mill.
  • Seamless pipes (hereinafter referred to as “seamless pipes”) are used in many industrial fields such as energy, automobiles, chemistry, industrial machinery, and construction.
  • seamless pipe production is used for the transfer of oil well pipes and crude oil and gas, and plays an important role in the field of energy resource development related to the world.
  • FIG. 10 schematically shows an example of a typical production process of a seamless pipe.
  • a billet (hereinafter, referred to as a “slab”) 100 as a seamless pipe material is charged into a rotary hearth heating furnace 2 and heated.
  • the steel slab 100 heated in the rotary hearth heating furnace 2 is extracted from the furnace and then pierced and rolled by a piercer (hereinafter referred to as a “piercing and rolling mill”) 300 to form a raw tube 4.
  • the mandrel bar 5a is inserted into the inside of the raw tube 4 from the rear end side, and is rolled to a predetermined size by a mandrel mill 5 having 5 to 9 roll stands.
  • the mandrel bar inside the raw tube 4 is pulled out and adjusted to a predetermined outer diameter by an outer diameter adjuster 6 such as a sizer or a stretch reducer. Then, the seamless pipe is cooled by the cooling floor 7, cut into a predetermined length, and straightened. In addition, after receiving the test, they are marked, etc. and shipped as a product.
  • an outer diameter adjuster 6 such as a sizer or a stretch reducer.
  • FIG. 11 shows an example of a piercing mill.
  • a pair of main rolls 111, 111 opposed to each other are vertically arranged, and a pair of disc-shaped main rolls 111, 111 are disposed at positions 90 degrees around the piercing axis XI.
  • Disc rolls 112, 112 are provided horizontally.
  • disk rolls 112, 112 are arranged vertically and main rolls 111, 111 are arranged horizontally.
  • the axes of the main rolls 111, 111 are arranged so as to cross each other in plan view.
  • the disk blades 112, 112 In order to stably restrain the raw tube 4, the disk blades 112, 112 have circular arc-shaped guide surfaces 112a, 112a.
  • the disk roulettes 112, 112 are arranged near the main roulettes 111, 111 to maintain the shape of the hollow portion of the slab 100 being pierced and rolled (hereinafter sometimes referred to as "shell"). For this purpose, the shell is sandwiched between both ends of the guide surfaces 112a, 112a.
  • a cannon which is an entrance guide of the billet 100, is provided.
  • a plug bar 114 having the same axis as the drilling axis XI and supporting the plug at the tip is arranged.
  • the billet 100 is sent to the downstream side while rotating, and is pierced and rolled by the plug bar 114.
  • the billet 100 or the raw tube 4 (hereinafter, sometimes collectively referred to as "material") rotates around the piercing axis XI.
  • the disc holes 112 and 112 are rotated in a plane including the direction of travel of the material, a relative slip occurs between the two.
  • a method of spraying a lubricant onto the surfaces of the disk roll guide surfaces 112a, 112a is considered.
  • lubricant used herein refers to a so-called rolling oil, processing oil, or cooling oil for the purpose of reducing the coefficient of friction or cooling. Unlike ordinary "lubricating oils" such as runts, the main focus is only on seizure prevention. Therefore, in a pier mill, the "lubricant" applied between the disc roll and the material may increase the coefficient of friction between the disc roll and the material by using it.
  • main rolls 111, 111 are provided to prevent slippage between the billet 100 and the main rolls 111, 111.
  • a spray nozzle 115 for spraying a lubricant onto a drilling side end of a cannon 113 is disclosed, and a seamless steel pipe piercing and rolling machine (inclined rolling mill) 300 for piercing and rolling while spraying a lubricant is disclosed. .
  • Non-Patent Document 1 discloses, for example, a lubricant composed of two liquid solutions of a mixed aqueous solution of boric acid and a film-forming agent and an aqueous solution of an auxiliary agent, as a lubricant sprayed on the surface of the main roll.
  • a lubricant composed of two liquid solutions of a mixed aqueous solution of boric acid and a film-forming agent and an aqueous solution of an auxiliary agent, as a lubricant sprayed on the surface of the main roll.
  • Non-Patent Document 1 “Materials and Processes”, Japan Iron and Steel Association, Vol. 8 (1995), P1218 Disclosure of Invention
  • Lubricants in powerful fields have a higher viscosity than ordinary lubricants, and have a property that the lubricant itself is easily fixed in the supply pipe. Also, in order to efficiently manufacture high quality seamless pipes, the requirements for lubrication between the disc roll and the material and between the main roll and the material are different. It is necessary to inject the appropriate amount of lubricant into the appropriate part of the disk roll at the appropriate timing during piercing and rolling at the appropriate timing for lubrication.
  • the present invention provides a lubricant supply system necessary for efficiently producing a high-quality seamless pipe in a piercing mill, a seamless pipe production apparatus provided with the lubricant supply system, and a seamless pipe.
  • An object of the present invention is to provide a tubeless manufacturing method.
  • a first aspect of the present invention is a system for supplying a lubricant to a disc roll of a piercing mill provided with a pair of disc rolls, comprising: a storage tank for lubricant; Pipe extending to the vicinity of the pipe, an injection nozzle provided at the tip of the pipe, flow direction switching means provided in the middle of the pipe, piping from the flow direction switching means to the storage tank, and the switching means.
  • a lubricant supply system comprising: a pressure release means in a pipe provided between the lubricant supply system and an injection nozzle.
  • a flow control means for controlling a flow rate of the lubricant is provided for each pipe directly communicating with the injection nozzle.
  • the injection nozzle may be configured to be able to follow a change in the type or position setting of the disc roll.
  • a washing means may be provided in the pipe.
  • a means for supplying a hardening agent for hardening the lubricant may be separately provided.
  • a second aspect of the present invention includes a plug oriented in the drilling direction, a pair of disk rolls disposed on both sides of the axis in a plane passing through the axis of the plug, and an axis.
  • a rolling device having a pair of main rolls disposed on both sides of the axis at a predetermined inclination with respect to a plane perpendicular to the plane, a storage tank for lubricant supplied to the disc rolls, A pipe extending to the vicinity of the disc roll, and an injection nozzle provided at a tip of the pipe.
  • Flow direction switching means provided in the middle of the pipe, piping from the flow direction switching means to the storage tank, and piping provided between the flow direction switching means and the outlet of the pipe to the disk roll.
  • a lubricant supply system having an internal pressure release means.
  • a third aspect of the present invention is a method for producing a seamless pipe while supplying a lubricant to a disc roll using a piercing mill having a pair of disc rolls. Supplies lubricant to the disc roll, circulates the lubricant through the pipe when piercing and rolling is not performed, and releases the pressure in the pipe near the injection port of the lubricant to the disc roll. This is a method for producing a seamless tube.
  • the lubricant is injected toward the guide surface at an angle of 5 degrees or less with respect to a center plane parallel to the plane of the disk roll and passing through the center in the width direction of the guide surface. You can do it.
  • the lubricant may be injected from the material-entering side.
  • a fourth embodiment of the present invention is a seamless tube manufactured by the manufacturing method according to the third embodiment (including each of the modifications) of the present invention.
  • the lubricant injected between the disc roll and the material can be injected in an appropriate amount to an appropriate portion at an appropriate timing during piercing and rolling. Seamless pipes can be efficiently produced.
  • a lubricant having a property of being relatively easily clogged in the piping can be smoothly sent from the storage tank to a portion to be lubricated, and can be circulated in the piping.
  • the same injection nozzle can be used irrespective of the type of disk roll or a change in equipment conditions such as the position setting, and, at the time of lubricant injection, the guide surface is blocked by the arc shape.
  • Lubricant can be evenly applied to the guide surface without any parts . Since the lubricant can be uniformly applied to the guide surface of the disc roll, the occurrence of seizure on the guide surface and the trouble at the time of piercing and rolling due to the lubricant can be reduced. Furthermore, since a large number of injection nozzles are not required, the time required for replacing the injection nozzles when changing the perforation size can be shortened.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a piercing mill.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing a plan view of a central portion of a piercing mill cut in a horizontal direction.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram mainly showing a storage / supply side of a lubricant supply system for supplying a disk roll of a piercing mill.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram mainly showing an injection device in the vicinity of a disc hole of a lubricant supply system for supplying a disc roll of a piercing mill.
  • FIG. 5 is a plan view showing an arrangement position of a lubricant injection device in a piercing mill.
  • FIG. 6 is a front view in which a multi-axis arm is positioned on a perforation side of the carrying-in / out mechanism.
  • FIG. 7 is a plan view of FIG. 6.
  • FIG. 8 is a view showing an injection nozzle, (a) is a front view thereof, and (b) is a view taken in the direction of arrows B_B in FIG. (A).
  • FIG. 9 is an exaggerated front view showing the attitude of the disc roll.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a process for manufacturing a seamless pipe by a mandrel mill method.
  • FIG. 11 is a view showing one example of a piercing mill.
  • a lubricant supply system includes a lubricant storage tank, a pipe extending from the storage tank to the vicinity of the disk port, an injection nozzle provided at a tip of the pipe, and an arrangement.
  • a flow direction switching means provided in the middle of the pipe, a pipe from the flow direction switching means to the storage tank, and a pressure release means in the pipe provided between the switching means and the injection nozzle. .
  • the lubrication supply system according to the present invention is provided with the flow direction switching means and the piping from the means to the storage tank. Since the lubricant has a high viscosity and is easily clogged in the piping, it is necessary to spray the lubricant between the material and the disc roll from one piercing and rolling operation to the next piercing and rolling operation. This is also because the lubricant is circulated through the piping to suppress blockage in the piping.
  • the provision of the pressure release means in the pipe between the switching means and the injection nozzle is because the lubricant does not need to be injected between the material and the disc roll, and the lubricant is injected into the injection nozzle by the residual pressure.
  • Force Slip occurs between the main roll and the material during the next piercing and rolling due to dropping on the main roll, etc., or the working environment deteriorates due to the adhesion of lubricant to the surrounding area. This is to prevent it.
  • the flow control means for controlling the flow rate of the lubricant is provided for each pipe directly connected to the injection nozzle because the lubricant should be injected for each part where the lubricant is injected. This is because the optimum value of the amount of the lubricant is different, and this optimum value may also change over time.
  • the reason why the injection nozzle can follow the change in the setting of the type or the position of the disk roll is as follows.
  • piercing and rolling must be performed from a wide variety of materials into various sizes of raw tubes.
  • the type or position of the disc roll must be changed.
  • change in the type or position of the disc roll means that the disc roll is replaced with a disc having a different thickness or diameter, the setting of the angle of the rotating axis of the disc roll with respect to the vertical direction is changed, Changing the position in the direction of the rotation axis, or changing the distance between the rotation axes of the disc rolls.
  • the position and posture of the guide surface also change in various ways. Therefore, the direction of the injection nozzle that injects the lubricant must be changed in accordance with the change in the type or position of the disc roll.
  • the provision of the means for cleaning the inside of the pipe is provided when the piercing and rolling mill equipment is stopped for a long time, and the lubricant is kept in a non-flow state in the pipe. If it is left as it is, it may be solidified in the pipe and block the pipe. For this reason, a means for cleaning the inside of the pipes is provided, and when the equipment is to be shut down for a long time, the inside of the pipes is cleaned to remove the lubricant, thereby preventing a vigorous situation.
  • the provision of a separate means for supplying a hardening agent for hardening the lubricant is provided because the lubricant is reliably present at the lubricating portion and the anti-seizure performance is improved.
  • a two-component mixed type lubricant is effective.
  • a type of lubricant that mixes two liquids a main liquid and a second liquid as a curing agent for curing the main liquid are separately sprayed to a lubrication point. Then, the two are mixed at the lubrication point, and the main liquid is solidified, so that a strong lubricating film is formed.
  • a means for supplying a hardening agent as the second liquid is provided separately.
  • the apparatus for manufacturing a seamless pipe includes a plug oriented in the drilling direction, a pair of disk rolls disposed on both sides of the axis in a plane passing through the axis of the plug, and an axial center.
  • a rolling device including a pair of main rolls disposed on both sides of the axis at a predetermined inclination with respect to a plane perpendicular to the plane including the rolling roll, a storage tank for lubricant supplied to the disc roll, and the storage tank From the flow direction switching means provided in the middle of the pipe, the pipe from the flow direction switching means to the storage tank, and the flow Direction switching means and piping
  • a lubricant supply system having a pressure release means in the pipe provided between the injection port to the disk roll.
  • the flow direction switching means is provided, and the piping from the means to the storage tank is provided for the same reason as in the lubricant supply system. Things. That is, since the lubricant used in the seamless pipe manufacturing apparatus according to the present invention has a high viscosity and is easily clogged in the pipe, especially during the period from one piercing and rolling operation to the next piercing and rolling operation. In other words, even when it is not necessary to inject the lubricant between the material and the disc pallet, the lubricant is circulated through the piping to suppress blockage in the piping.
  • the provision of the pressure release means in the pipe between the switching means and the injection nozzle is because the lubricant does not need to be injected between the material and the disc roll, and the lubricant is lubricated by the residual pressure.
  • the spraying agent force drops onto the main roll, causing a slip between the main roll and the material during the next piercing and rolling, or a lubricant adhering to the surroundings, resulting in a poor working environment. This is to prevent deterioration.
  • a multi-axis arm to which an injection nozzle is attached and which can change the injection direction from the injection nozzle, and a multi-axis arm are provided.
  • a carry-in / out mechanism for moving the drum toward and away from the rolling device are provided.
  • the multi-axis arm for mounting the injection nozzle and the loading / unloading mechanism for moving the multi-axis arm toward and away from the rolling mill are provided to move the injection nozzle three-dimensionally.
  • it when moving forward and backward, it enables forward and backward movement without contacting other members in the limited space, and also injects lubricant in response to changes in the guide surface position when injecting lubricant. This is to make the attachment possible.
  • the method for producing a seamless pipe according to the present invention is a method for producing a seamless pipe while supplying a lubricant to the disc rolls using a perforation rolling mill provided with a pair of disc rolls. During rolling, supply lubricant to the disc rolls.When not rolling, circulate the lubricant through the pipes and release the pressure in the pipes near the injection port of the lubricant to the disc rolls. It is a feature.
  • a lubricant is added to a disc roll during rolling.
  • the reason is that the lubricant is circulated in the pipe when not being rolled because the lubricant used in the production method of the present invention has a high viscosity and is easily clogged in the pipe.
  • the lubricant is circulated through the piping and This is because it is intended to suppress the obstruction.
  • the pressure in the pipe near the injection port of the lubricant to the disc roll is released because the lubricant is used.
  • the residual pressure causes the lubricant to drop onto the injection nozzle force, etc. This is to prevent the occurrence of slip during the operation, or to prevent the lubricant from adhering to the surroundings from deteriorating the working environment.
  • the lubricant is applied to the guide surface at an angle of 5 degrees or less with respect to a center plane parallel to the plane of the disk roll and passing through the center in the width direction of the guide surface.
  • the reason for this is that the curvature of the circular arc in the section perpendicular to the guide surface is slightly larger than the curvature of the outer diameter of the shell.
  • the lubricant is sprayed at the guide surface at an angle of more than 5 degrees, there is a portion that is blocked by both ends of the guide surface, and the lubricant cannot be sufficiently and uniformly applied to the guide surface. .
  • the shell sandwiched between the guide surfaces is distorted on the outer surface and the helical force also advances spirally, so the guide surface and the shell are in complex surface contact during piercing and rolling. This is because the demand for anti-seizure property is stronger than any other part immediately after the occurrence of seizure.
  • the lubricant is sprayed from the material entering side because the lubricant spray direction is the same as the material advancing direction. This is because even if the lubricant scatters and adheres to the main roll or the material, it is immediately subjected to piercing and rolling by the disc roll or the main roll, so that it is not necessary to separately remove the lubricant.
  • a structure is adopted in which a lubricant injection nozzle is attached to a multi-axis arm, and a multi-axis arm is provided on a stand on the side where a cannon is arranged on the upstream side of the rolling mill via a carry-in / out mechanism. No need to replace the nozzle, and the force is reduced by using or not using the spray nozzle, The evacuation, forward / backward movement, and fine adjustment of the nozzle mounting position are facilitated.
  • the present invention is applicable to disc rolls with a diameter of 500 to 4000 mm, a disc roll width of 160 to 360 mm, and an arc radius of a disc hole guide surface of 160 to 360 mm.
  • a boron-based lubricant, a my-force lubricant, or the like can be used as the lubricant.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing a piercing and rolling mill according to an embodiment of the present invention viewed from above.
  • the illustrated piercing mill 3 is provided with a pair of main rolls 11, 11 facing each other on the upper and lower sides.
  • a pair of disc-shaped disk rolls 12, 12 are horizontally provided at 90-degree directions about the perforation axis X of the main rolls 11, 11.
  • the main rolls 11 rotate in the same direction.
  • the axes of the main rolls 11 and 11 are arranged so as to cross each other in a plan view.
  • the disc rolls 12, 12 have arcuate guide surfaces 12a, 12a in order to stably constrain the raw tube 4.
  • the disk knollers 12 and 12 are arranged near the main knollers 11 and 11. The shell is sandwiched between both ends of the guide surfaces 12a, 12a.
  • a cannon 13 is arranged on the upstream side of the main rolls 11 and 11, and a plug bar 14 having the same axis as the perforation axis X and supporting the plug at its tip is arranged on the downstream side.
  • the billet 1 advances while being helically rotated while being pierced and rolled, and is sent as a raw tube 4 to the downstream side.
  • FIG. 2 shows a schematic plan view of the piercing and rolling mill 3 when the center is cut in the horizontal direction.
  • the piercing mill 3 is provided with a housing framed by four columns 16,.
  • a pair of mutually opposing main rolls 11, 11 are provided vertically at the center of the struts 16,..., With the drilling axis X interposed therebetween (in FIG. 2, only the upper main roll 11 is shown).
  • the pair of disk rolls 12, 12 are horizontally arranged on both sides of the perforation axis X so that their respective end faces face each other and the axis is oriented in the vertical direction.
  • the billet is supplied from a cannon 13 arranged on the upstream side (left side in the drawing) of the piercing mill on the piercing axis X, and is pierced and rolled by the piercing mill 3 to become a raw tube. (On the right side of the drawing) It is carried out.
  • a plug bar (mandrel bar, not shown in FIG. 2) 14 for holding a plug used at the time of piercing rolling at its tip is arranged on the piercing axis X. .
  • FIG. 3 and FIG. 4 schematically show a lubricant supply system.
  • Reference signs A, B, and C shown on the right side of FIG. 3 and on the left side of FIG. 4 indicate that the pipes indicated by the respective reference signs in each figure are provided continuously.
  • the lubricant supply system provided in the piercing mill 3 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4 at the same time.
  • the lubricant supply system includes a lubricant tank 200 for storing a main lubricant, a hardener tank 201 for storing a hardener for hardening the main lubricant, a water tank 202 for storing water, It has a main lubricant receiving tank 203 for receiving the agent, a water receiving port 204 for receiving water from outside, and a compressed air receiving port 205 for receiving compressed air from outside.
  • the solid line represents the lubricant piping
  • the dashed line represents the water piping
  • the dashed line represents the compressed air piping.
  • the lubricant tank 200 includes a motor 211 and a stirring device 212 driven by the motor 211. With these configurations, the lubricant in the tank 200 is constantly agitated to prevent sedimentation and solidification inside the tank, and the main lubricant is always supplied in a uniform state. Have been. Further, although not shown, the lubricant tank 200 is provided with a temperature sensor, a heater, a cooler, and the like. As a result, the main lubricant is always maintained at a predetermined temperature and supplied to the lubrication point. The lubricant tank 200 is used to remove all the lubricant inside if necessary.
  • the main lubricant is guided from the lower part of the lubricant tank 200 to the pump 216 by the pipe 214 via the filter 215, and the lubrication is performed by the pump 216 via the pipes indicated by A and B in each figure. It is pumped to the place.
  • FIG. 4 is a schematic plan view showing the lubricant supply system of the disk trays 12 and 12 and the vicinity thereof.
  • the main lubricant pumped by the pump 216 is shown in FIG.
  • the four nozzles that are placed on the entry side of the disc nozzles 12 and 12 through the pipes indicated by the signs A and B at the left end of 4 The two jet nozzles 24, 24 located on the Ikutsuku J of J, and the guide of each disc roll from the jet nozzles 25, 25 arranged on the side of each disc roll 12, 12, respectively. Injected towards surfaces 12a, 12a.
  • the main lubricant may be injected only from the injection nozzles 21, 21, 21, 21 on the entry side.
  • a curing agent is used. As shown in FIG. 3, the curing agent is guided from the curing agent tank 201 to a pump 217, and is pumped by a pump 217 to a lubrication point via a pipe C. In FIG. 4, the hardener is injected from the injection nozzles 26, 26 toward the scroll guide surfaces 12a, 12a. At this time, the main lubricant is already sprayed and applied to the guide surface 12a, and the hardener is sprayed onto the main lubricant layer formed on the guide surface 12a.
  • the main lubricant is jetted from the jet nozzle 21 to the disc roll guide surface 12a as described above, and the hardener is jetted from the jet nozzle 26 as needed. Injected onto the roll guide surface 12a.
  • flow meters 218a, 219a, 220a, and 221a are provided in the rooster pipes 218, 219, 220, and 221 that directly communicate with the four injection nozzles 21, 21, 21, and 21 on the entrance side.
  • Injection rod J is provided with vanoleb 218b, 219b, 220b, 221b force respectively so that the flow rate can be adjusted according to the measurement results of these flow meters.
  • the main lubricant is circulated through the pipes 214, 224, 225, and 226 from the lubricant tank 200 when the injection to the disc roll guide surface 12a is not performed. Therefore, even when the main lubricant has the property of being easily solidified, A situation in which the pipe stays in the pipe and blocks the pipe is prevented.
  • washing with water is performed via a hydraulic pipe 228, a three-way valve 229, which is pumped from the water tank 202 by a pump 227, and a diverter pipe 230, 231 branched at the end, and a three-way valve 232, 233 at the end. It is performed by supplying to pipes A and B. If necessary, compressed air (supplied to the pipe indicated by a broken line in the figure) may be used to discharge the main lubricant and water remaining in the pipe from the injection port. .
  • the lubricant remaining between the pipes A and B and the injection port uses compressed air guided to the system.
  • the pipes A and B follow the reverse path to the above, are guided to the three-way valve 229 via the three-way valves 232 and 233, the pipes 230 and 231, and from the three-way valve 229 via the pipe 234 to the lubricant tank 200. Is returned to.
  • FIG. 5 is a plan view showing an arrangement of the lubricant injection device 20 in the piercing mill 3 described above.
  • the lubricant injection device 20 includes an injection nozzle 21 capable of injecting a lubricant with its tip force, a multi-axis arm 22 capable of changing the injection direction of the injection nozzle 21, and a multi-axis arm 22 moving back and forth into the drilling mill. And a loading / unloading mechanism 23 which enables the loading and unloading. Further, the lubricant injection device 20 is provided so as to be able to advance and retreat in a direction parallel to the perforation axis X (the left-right direction in the drawing) through the opening of the housing 17 between the perforation upstream supports 16.
  • FIG. 5 shows an example in which the lubricant injection device 20 is provided only on the entry side of the piercing mill 3. In addition to this, four columns 16,..., 16 of the rolling mill housing are provided.
  • the lubricant injection device 20 may be arranged so as to inject the disc roll guide surfaces 12a, 12a from the exit side of the piercing mill 3, the drive side of the rolling mill, and the Z or operator side.
  • FIG. 6 shows a front view in which the multi-axis arm 22 is positioned on the punching side of the carrying-in / out mechanism 23.
  • FIG. 7 shows a plan view of FIG.
  • the carrying-in / out mechanism 23 includes a guide plate 23a fixed horizontally on a gantry parallel to the drilling axis X on the inner surface of the column 16 on the upstream side of the drilling, a guide plate 23a fixed on the guide plate 23a and along the guide plate 23a. And a ball screw 23c that moves a pedestal 23g on which the multi-axis arm 22 is located between the rails 23b and 23b, a motor 23d that rotates the ball screw 23c, and a motor. A sensor 23e for measuring the rotation speed of the motor 23d.
  • the front end of the guide panel 23a on the perforation side is located on the inner surface of the column 16, but its rear end is injected into the four columns 16, ... 16 when the injection nozzle 21 is retracted. It extends outward to such an extent that the nozzle 21 is not located.
  • a motor 23d is fixed to a rear end of the guide panel 23a, and a front end of the motor 23d and a rear end of the ball screw 23c are connected to each other through a coupling 23f through an opening of the guide panel 23a.
  • the rotation of the motor 23d rotates the ball screw 23c.
  • a sensor 23e is connected to the rear end of the motor 23d to measure the number of rotations of the motor 23d.
  • the multi-axis arm 22 is mounted on a pedestal 23g. When the pedestal 23g moves on the guide board 23a, the multi-axis arm 22 moves along the guide board 23a.
  • a pedestal guide groove fitted to the rail 23b and a screw nut positioned between the pedestal guide groove and screwed into the ball screw 23c are fixed.
  • the multi-axis arm 22 has a base end attached to the pedestal 23g, and includes six arms from a first arm 22a to a sixth arm 22f.
  • the first arm 22a has a short cylindrical shape, and has a lower end rotatably attached to the pedestal 23g.
  • the upper portion has a small-diameter two-stage cylindrical shape, and the upper-stage small-diameter cylindrical portion fits in the bottom arc of the U-shaped second arm 22b in plan view.
  • the second arm 22b is configured to be rotatable in a planar direction about the first arm 22a in plan view, and to be rotatable left and right by, for example, 315 degrees with respect to the pedestal 23g.
  • the proximal end of the third arm 22c which is Y-shaped in plan view, is fitted to the distal end of the second arm 22b.
  • the third arm 22c is vertically rotatable within a range of, for example, 225 degrees.
  • a fourth arm 22 having a frontal pyramid shape at the front and a prismatic rear portion is provided.
  • the back of d is fitted. Both are rotatably stopped by a horizontal shaft, and the tip of the fourth arm 22d is configured to be vertically movable with respect to the third arm 22c, similarly to the movement of the third arm 22c.
  • the fifth arm 22e has substantially the same width in plan view as the distal end of the fourth arm 22d, and is formed in a U-shape in plan view.
  • the flat surface of the bottom of the arm 22e abuts, and is connected to the tip end surface of the fourth arm 22d so as to be rotatable in the axial direction of the fourth arm 22d.
  • the rear portion of the sixth arm 22f enters the "U" -shaped portion of the distal end of the fifth arm 22e, and is centered on the axis bridged in the direction toward the distal end of the "U". It is constituted so that it may be rotated.
  • the multi-axis arm 22 is composed of the six arms from the first arm 22a to the sixth arm 22f, and has a structure in which each arm is rotatably connected by one axis. . With such a structure, it is possible to rotate left and right in the horizontal plane and up and down in the vertical plane. Each of these rotating shafts has a built-in servomotor. Each arm is operated by a predetermined amount by this servo motor.
  • FIG. 8 is a diagram showing the injection nozzle 21 attached to the tip of the multi-axis arm 22.
  • FIG. 8 (a) is a front view thereof, and FIG. FIG.
  • the power injection nozzles 24 and 25 described for the injection nozzle 21 can also have the same configuration.
  • the injection nozzle 21 is formed of a small-diameter pipe, and a predetermined nozzle tip 21b is screwed into the tip thereof.
  • the base end is fixedly supported by a sixth arm 22f, and is provided with a joint 21a for connection to lubricant supply pipes A and B.
  • the base end of the injection nozzle 21 and the sixth arm 22f are connected via an intermediate member 21c in order to stably mount the injection nozzle 21.
  • the intermediate member 21c is fixed to the sixth arm 22f with four screws.
  • the direction in which the sixth arm 22f faces is the direction of the injection nozzle 21, and the lubricant can be injected toward the injection nozzle 21 in any of the upper, lower, left, and right directions.
  • the operation of the lubricant injection device 20 is performed in an operation room where the piercing mill 3 is operated.
  • a switch provided on the mill operation panel allows automatic operation and manual operation to be switched.
  • the position of the injection nozzle 21 corresponding to the previously stored position information is obtained according to the position information of the disc roll 12 and the like from the process computer, and the injection nozzle 21 is located at that position. Is controlled by the control unit 50 (see Fig. 3).
  • the entry / exit of the injection nozzle 21 does not simply proceed forward or backward.
  • the connection part of each arm of the multi-axis arm 22 is operated, and the injection nozzle 21 moves forward and backward while moving three-dimensionally. Avoid contact with other members.
  • the main rolls 11, 11 in the piercing mill 3 may change the inclination angle and the crossing angle in various ways. Accordingly, the disk rolls are adjusted in accordance with the spiral progression of the shell.
  • the position of the disc roll or the type of disc roll is variously changed in a direction in which friction between the guide surfaces 12a, 12a and the shell 12 and 12 is small. Therefore, the position and orientation of the guide surface will be variously changed.
  • FIG. 9 is a front view in which the position of the disc roll 12 is exaggerated for better understanding.
  • the left side of the paper in Fig. 9 is the upstream side of the piercing, and the billet is pierced and rolled while moving from the left to the right.
  • a billet (not shown) exists on the near side of the disk roll 12 in the drawing, and the billet spirals forward while rotating clockwise.
  • FIG. 9A shows a state where the disc roll 12 is set in a horizontal state.
  • (b) shows a state in which the tube is in a horizontal state but lower than the standard position in (a) due to, for example, a reduction in the size of the raw tube.
  • the center position of the disc roll 12 is the same as that in (a), but since the material of the billet has become harder, the piercing and rolling method has been set to increase the clockwise rotation more than the advance amount. Also shows a tilted state.
  • the position and posture of the disk roll 12 are also adjusted depending on the shell size and the material of the billet. Even if the position and inclination of the guide surface 12a change accordingly, the present embodiment is performed.
  • the injection nozzle 21 can be directed to the guide surface 12a, and the lubricant can be uniformly applied to the guide surface 12a. Can be sprayed and applied.
  • 12b indicates a plane of the disc roll 12, and a center plane parallel to this plane 12b and passing through the center in the width direction of the guide surface 12a is represented by Y. ing. It is preferable that the injection direction of the injection nozzle 21 be within 5 degrees as an angle (h, h ') with respect to the center plane Y. For example, in the case of FIG. 9, since the inclination of the ejection nozzle 21 is adjusted to the inclination of the disc roll 12, all the angles with respect to the center plane Y are 0 degrees.
  • Disk width 225, 310, 360mm
  • Disk roll speed 16-25 rpm
  • Lubricant of the application a mixture of iron oxide (Fe O) and water glass
  • Lubricant injection amount 4 liters per disc roll Z minutes
  • Spray nozzle direction 1 7 ° to the center plane passing through the center in the width direction — + 7 °
  • the distance in the evaluation column indicates the distance between the end of the injection nozzle and the id surface.
  • the slab was pierced and rolled in the following manner using a piercing mill in the process of manufacturing a seamless tube of the mandrel mill system.
  • a lubricant was injected from the upstream side of the piercing mill toward the guide surface of the disk roll using the above-described lubricant injection device under the following conditions.
  • the same amount of the lubricant was sprayed onto the main roll as the spray nozzle force attached to the cannon instead of spraying the lubricant toward the guide surface under the same piercing and rolling conditions.
  • Lubricant component a mixture of iron oxide (Fe O) and water glass Lubricant injection amount: 4 liters per disc roll Z minutes
  • the number of piercing rolls before the disk roll burn-in was increased from 50 to 200 compared to the device according to the comparative example.
  • the ratio of piercing and rolling troubles such as clogging of the front and back ends of the billet was reduced from 5% to 1% or less.
  • the number of spare parts for the injection nozzle was reduced from 12 to 2 units.
  • the replacement work of spray nozzles due to the change in drilling size was reduced by about 45 minutes each time.
  • the number of axes of the multi-axis arm, the length of the arm forming each arm, the rotation angle of the arm, and the like can be changed without being limited to the above embodiment.

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Abstract

　穿孔圧延機において、効率よく高品質の継目無管を製造するために必要な、潤滑剤供給システム、該供給システムを備えた継目無管の製造装置、及び継目無管の製造方法を提供する。潤滑剤の貯蔵槽、該貯蔵槽からディスクロール近傍まで延設された配管、及び該配管先端に設けられた噴射ノズル、並びに配管途中に備えられた流れ方向切り替え手段、該流れ方向切り替え手段から貯蔵槽への配管、及び該切り替え手段と噴射ノズルとの間に備えられた配管内圧力解放手段を備える。

Description

明 細 書
潤滑剤供給システム、継目無管の製造装置、及び継目無管の製造方法 技術分野
[0001] 本発明は、継目無管の製造方法、製造装置、特に穿孔圧延機の潤滑剤供給シス テムに関する。
背景技術
[0002] シームレスパイプ（以下において「継目無管」という。）は、エネルギー、 自動車、化 学、産業機械、建設など多くの産業分野で使用されている。特に、継目無管の生産 量の多くは、油井管や原油'ガスの移送用に使用されており、世界のエネルギー資 源開発関連分野にぉレ、て重要な役割を果たしてレ、る。
[0003] 図 10には、継目無管の代表的な製造工程の一例が概略的に示されている。図 10 において、継目無管の素材であるビレット（以下において「鋼片」という。） 100は、回 転炉床式加熱炉 2に装入されて加熱される。回転炉床式加熱炉 2にて加熱された鋼 片 100は、炉内から抽出された後、ピアサー（以下において「穿孔圧延機」という。 ) 3 00で穿孔圧延されて素管 4となる。次いで、素管 4は、その内部に後端側からマンド レルバー 5aが揷入され、 5— 9段のロールスタンドからなるマンドレルミル 5によって所 定の寸法に圧延される。
[0004] さらにその後、素管 4は、内部のマンドレルバ一が引き抜かれ、サイザ一又はストレ ッチレデューサ等の外径調整機 6で所定の外径に調整される。そして、継目無管は、 冷却床 7で冷却されて所定の長さに切断され、曲がりを矯正される。さらに、試験検 查を受けて、マーキング等が施され、製品として出荷される。
[0005] 図 11は穿孔圧延機の一例を示すものである。図示の穿孔圧延機 300は、互いに 対向した一対のメインロール 111、 111が上下に配置され、このメインロール 111、 11 1の穿孔軸 XIを中心にして 90度方向の位置に一対の円盤状のディスクロール 112 、 112を水平に設けている。また、ディスクローノレ 112、 112が上下に配置され、メイン ロール 111、 111が水平に配置されているような穿孔圧延機もある。それぞれのメイン ロール 111、 111の軸心は平面視で互いに交叉してレ、る状態に配置されてレ、る。 [0006] ディスクローノレ 112、 112は、素管 4を安定的に拘束するために、円弧形状のガイド 面 112a、 112aを有してレヽる。ディスクローノレ 112、 112を上記メインローノレ 1 11、 11 1の近傍に配置して、穿孔圧延されつつある鋼片 100 (以下において「シェル」と称す ることがある。 )の中空部分の形状を保持するために、ガイド面 112a、 112aの両側端 でシェルを挟み込んでレ、る。
[0007] さらに、メインローノレ 111、 111の上流側には、鋼片 100の入側ガイドであるキャノン
113を、下流側には、穿孔軸 XIと軸心を同じくし、その先端でプラグを支えるための プラグバー 114を配置してレ、る。
[0008] そして、メインローノレ 111、 111が同方向に回転することにより、鋼片 100を回転さ せながら下流側に送り出され、プラグバー 114により穿孔圧延される。
[0009] このように、穿孔圧延作業中は、鋼片 100、あるいは素管 4 (以下において両者をま とめて「材料」ということがある。）は、穿孔軸 XIを中心に回転しており、一方ディスク口 ール 112、 112は材料の進行方向を含む面内に回転されているので、両者の間には 相対的なすべりが発生している。
[0010] 材料が普通鋼である場合、前工程の加熱時に材料表面に十分な量の酸化スケー ルが生成され、これが穿孔圧延中に材料とディスクロール 112、 112との間に介在す るので、両者の間には焼き付きが発生しにくい。
[0011] 一方、 13Crなどの高合金鋼や、ステンレス鋼の場合、これらの材料表面は高温下 においても上記酸化スケールの十分な生成が期待できない。従って 13Crなどの高 合金鋼や、ステンレス鋼の穿孔圧延時には、穿孔圧延中の鋼片 100とディスクロール 112、 112との焼き付きに起因する外面疵が素管 4表面に発生しやすレ、。焼き付きが 発生すると、継目無管の商品価値を失い、あるいは表面研削等の追加の工程を要し て、時間、費用の面で不利である。またディスクロールのガイド面も焼き付きにより損 傷を受けるので、再研磨が必要になり、装置からの着脱、及び研磨作業を必要とし、 その間の設備休止や作業コストも無視できなレ、ものになる。
[0012] 材料とディスクロールとの間の焼き付き防止策として、ディスクロールガイド面 112a 、 112aの表面に潤滑剤を噴き付ける方法が考えられる。なお、ここでいう「潤滑剤」と は、摩擦係数を低減し、あるいは冷却を目的としたいわゆる圧延油、加工油剤、クー ラントなど通常の「潤滑油」とは異なり、焼き付き防止のみに主眼をおいたものである 。従って、穿孔圧延機において、ディスクロールと材料との間に適用される「潤滑剤」 は、それを使用することによって、ディスクローノレ、材料間の摩擦係数がむしろ増加 する場合もある。
[0013] 穿孔圧延機において、例えば、特許文献 1では、図 11にも表されているように、鋼 片 100とメインロール 111、 111表面との間のスリップ防止のためにメインロール 111 、 111に潤滑剤を噴き付けるスプレーノズル 115を、キャノン 113の穿孔側端部に取 り付け、潤滑剤を噴き付けながら穿孔圧延する継目無鋼管の穿孔圧延機 (傾斜圧延 装置） 300が開示されている。
[0014] また、非特許文献 1には、メインロールの表面に噴き付ける潤滑剤として、例えば硼 酸と被膜形成剤の混合水溶液と補助剤水溶液の 2液からなるものが開示されている 特許文献 1 :特許第 2641834号公報 (第 2頁、図 1、及び図 2)
非特許文献 1：「材料とプロセス」（社）日本鉄鋼協会、 Vol. 8 (1995 )、 P1218 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0015] 力かる分野の潤滑剤は、通常の潤滑剤と比較して高粘度で、かつ潤滑剤自体が供 給配管内に固着しやすい性質がある。また、効率よく高品質の継目無管を製造する ためには、ディスクロールと材料間、メインロールと材料間の潤滑に対する要求はそ れぞれ相違する。ディスクロールには、その潤滑上の要求に適した潤滑剤を、穿孔圧 延中の適切なタイミングで、適切な部位に適切な量を噴射する必要がある。
[0016] しかし、力かる要求を満たす潤滑剤の供給システム全般にわたって、具体的にどの ように構成すれば良いかについて、これまで開示されたものはな力つた。
[0017] また、上記特許文献 1の場合には、
1)キャノン 113は鋼片 100の寸法ごとに異なるため、各寸法の鋼片 100ごとにキヤノ ン 113を取り付ける必要があり、噴き付けるスプレーノズル 115も多数作製して、多数 のキャノンに設置しなければならない、
2)キャノン交換時には、潤滑剤供給系統やその他の潤滑剤供給に付随する制御系 の接続変更を余儀なくされ時間を要する、
3)また、潤滑剤の噴き付け位置は、メインロール 111の表面であるため、ガイド面 11 2aには間接的に少量しか付着せず、ガイド面 112aの焼き付きや摩耗が発生しやす くなる、
等の問題がある。
[0018] そこで本発明は、穿孔圧延機において、効率よく高品質の継目無管を製造するた めに必要な、潤滑剤供給システム、該供給システムを備えた継目無管の製造装置、 及び継目無管の製造方法を提供することを課題とするものである。
課題を解決するための手段
[0019] 本発明の第一の態様は、一対のディスクロールを備えた穿孔圧延機のディスクロー ルに潤滑剤を供給するシステムであって、潤滑剤の貯蔵槽、該貯蔵槽からディスク口 ール近傍まで延設された配管、及び該配管先端に設けられた噴射ノズル、並びに配 管途中に備えられた流れ方向切り替え手段、該流れ方向切り替え手段から貯蔵槽へ の配管、及び該切り替え手段と噴射ノズルとの間に備えられた配管内圧力解放手段 、を備えたことを特徴とする潤滑剤供給システムである。
[0020] 上記本発明の第一の態様において、噴射ノズノレに直接通じる配管ごとに潤滑剤の 流量を制御する流量制御手段が備えられてレ、てもよレ、。
[0021] また、上記第一の態様 (変形例を含む。 )において、噴射ノズノレはディスクロールの 種類又は位置設定の変化に追従可能に構成してもよい。
[0022] さらに上記本発明の第一の態様 (各変形例を含む。 )において、配管内に洗浄手 段を備えてもよい。
[0023] また、上記本発明の第一の態様 (各変形例を含む。 )において、潤滑剤を硬化させ る硬化剤の供給手段を別途備えるように構成してもよい。
[0024] 本発明の第二の態様は、穿孔方向に向けられるプラグと、該プラグの軸心を通る平 面内に軸心の両側に配置される一対のディスクロールと、軸心を含むとともに平面に 直交する面に対して所定の傾斜をもって、軸心の両側に配置される一対のメインロー ルとを具備する圧延装置と、ディスクロールに供給される潤滑剤の貯蔵槽、該貯蔵槽 力 ディスクロール近傍まで延設された配管、及び該配管先端に設けられた噴射ノズ ル、並びに配管途中に備えられた流れ方向切り替え手段、該流れ方向切り替え手段 から貯蔵槽への配管、及び該流れ方向切り替え手段と配管のディスクロールへの噴 射口との間に備えられた配管内圧力解放手段を具備する潤滑剤供給システムと、を 備えたことを特徴とする、継目無管の製造装置である。
[0025] 上記本発明の第二の態様において、噴射ノズノレが取り付けられるとともに噴射ノズ ルからの噴射方向を変化させることが可能な多軸アームと、多軸アームを圧延装置 に向けて進退させる搬出入機構と、をさらに備えるように構成してもよレ、。
[0026] 本発明の第三の態様は、一対のディスクロールを備えた穿孔圧延機を使用して、 ディスクロールに潤滑剤を供給しつつ継目無管を製造する方法であって、穿孔圧延 中は潤滑剤をディスクロールに供給し、穿孔圧延をしていないときは潤滑剤を配管中 に循環させるとともに、潤滑剤のディスクロールへの噴射口近傍の配管内圧力を解 放することを特徴とする、継目無管の製造方法である。
[0027] 上記本発明の第三の態様において、ディスクロールの平面に平行で、ガイド面の幅 方向中心を通る中心面に対し、 5度以内の角度でガイド面に向けて潤滑剤を噴射す ることとしてもよレ、。
[0028] また、上記本発明の第三の態様において、潤滑剤を材料入り側から噴射することに してもよい。
[0029] 本発明の第四の態様は、上記本発明の第三の態様 (各変形例を含む。 )にかかる 製造方法により製造された継目無管である。
発明の効果
[0030] 本発明によれば、ディスクロールと材料との間に噴射する潤滑剤を、穿孔圧延中の 適切なタイミングで、適切な部位に適切な量を噴射することができるので、高品質の 継目無管を効率よく生産することが可能となる。また、比較的配管中に閉塞しやすい 性質を持つ潤滑剤を、円滑に貯蔵槽から潤滑すべき部位へ送り、また配管中を循環 させることができる。
[0031] また、本発明によれば、ディスクロールの種類、又は位置設定等の設備条件の変化 に関係なく同一の噴射ノズルを使用でき、しかも潤滑剤噴射の際にガイド面の円弧 形状による遮り部分が生じることなくガイド面に均一に潤滑剤を塗布することができる 。ディスクロールのガイド面に均一に潤滑剤を塗布することができるのでガイド面の焼 き付き発生や、それに起因する穿孔圧延時のトラブルが減少する。さらに、多数の噴 射ノズルが不要であることにより、穿孔サイズ替え時の噴射ノズルの取り替え作業時 間も短縮可能となる。
図面の簡単な説明
[0032] [図 1]穿孔圧延機を示す斜視図である。
[図 2]穿孔圧延機の中心部を水平方向に切断して示した平面図の概略を示す図であ る。
[図 3]穿孔圧延機のディスクロールに供給する潤滑剤供給システムの、主に貯蔵 ·供 給側を示す概念図である。
[図 4]穿孔圧延機のディスクロールに供給する潤滑剤供給システムの、主にディスク口 ール近傍の噴射装置を示す概念図である。
[図 5]穿孔圧延機における潤滑剤噴射装置の配置位置を示した平面図である。
[図 6]搬出入機構の穿孔側に多軸アームを位置させた正面図である。
[図 7]図 6の平面図である。
[図 8]噴射ノズノレを示す図であり、（a)はその正面図、（b)は図（a)の B_B矢視図であ る。
[図 9]ディスクロールの姿勢を誇張して示した正面図である。
[図 10]マンドレルミル方式による継目無管の製造工程の一例を示す図である。
[図 11]穿孔圧延機の 1例を示す図である。
符号の説明
[0033] 1 鋼片
2 回転炉床式加熱炉
3 穿孔圧延機
4 素管
5 マンドレルミノレ
6 外径調整機 メインロール
ディスクローノレa ガイド面
b 平面
キャノン
プラグパー
スプレーノズノレ 支柱
ハウジング
潤滑剤噴射装置 、 24、 25、 26 噴射ノス'ノレa 継手
b ノズルチップ
c 中間部材
多軸アーム
a 第一アーム
b 第二アーム
c 第三アーム
d 第四アーム
e 第五アーム
f 第六アーム
搬出入機構
a 案内盤
b レール
c ボーノレねじ
d モータ
e センサー
f カップリング 23g 台座
50 制御部
X 穿孔軸
Y 中心面
発明を実施するための最良の形態
[0034] 本発明にカゝかる潤滑剤供給システムは、潤滑剤の貯蔵槽、該貯蔵槽からディスク口 ール近傍まで延設された配管、及び該配管先端に設けられた噴射ノズル、並びに配 管途中に備えられた流れ方向切り替え手段、該流れ方向切り替え手段から貯蔵槽へ の配管、及び該切り替え手段と噴射ノズルとの間に備えられた配管内圧力解放手段 を備えたことを特徴とする。
[0035] 本発明にかかる潤滑剤供給システムにおいて、流れ方向切り替え手段を備え、該 手段から貯蔵槽への配管を備えることとしたのは、本発明にかかる潤滑剤供給システ ムに供される潤滑剤は、粘度が高く配管中に閉塞されやすいため、一の穿孔圧延作 業から次の穿孔圧延作業までの間、つまり、潤滑剤を材料とディスクロールとの間に 噴射する必要がない間においても、潤滑剤を配管中に循環させて、配管内の閉塞を 抑制するためである。また、切り替え手段と噴射ノズルとの間に配管内圧力解放手段 を設けたのは、潤滑剤を材料とディスクロールとの間に噴射する必要がない間におい て、残留圧力によって潤滑剤が噴射ノズル力 メインロール上にたれ落ちる等して、 次に穿孔圧延する際にメインロールと材料との間にスリップが発生すること、または周 囲に潤滑剤が付着して、作業環境が悪化することを防止するためである。
[0036] 本発明に力かる潤滑剤供給システムにおいて、噴射ノズルに直接通じる配管ごとに 潤滑剤の流量を制御する流量制御手段を設けたのは、潤滑剤を噴射する部位ごと に、噴射すべき潤滑剤の量の最適値が異なり、さらにこの最適値が時間的にも変化 することがあるので、これに対応しょうとするためである。
[0037] また、本発明に力かる潤滑剤供給システムにおレ、て、噴射ノズルをディスクロール の種類又は位置の設定の変化に追従可能としたのは、次の理由による。すなわち、 穿孔圧延機では、多種類の材料から多種サイズの素管に穿孔圧延しなければならな レ、。そのためには、互いに対向した一対のメインロールの交叉角や傾斜角等の設定 を変更する必要がある。これに対応して、ディスクロールについても、種類又は位置 の設定を変化させなければならなレ、。ここで、「ディスクロールの種類又は位置の設 定の変化」とは、厚さや直径が異なるものに交換すること、ディスクロールの回転軸の 鉛直方向に対する角度の設定を変更すること、ディスクロールの回転軸方向の位置 を変更すること、ディスクロールの回転軸間の距離を変更することをいう。これにより、 そのガイド面の位置や姿勢も様々に変化する。よって、潤滑剤を噴射する噴射ノズル は、その方向をディスクロールの種類又は位置の設定変化に追従して変更しなけれ ばならない。
[0038] また、本発明にかかる潤滑剤供給システムにおいて、配管内の洗浄手段を備えるこ ととしたのは、穿孔圧延機設備を長時間休止する場合に、配管内に潤滑剤を非流動 状態のまま残留させておくと、配管内に固化して、配管を閉塞させるおそれがある。こ のため、配管内の洗浄手段を設け、設備を長時間休止する場合には配管内を洗浄 して潤滑剤を除去し、力かる事態を未然に防止しようとするものである。
[0039] さらに、本発明にかかる潤滑剤供給システムにおいて、潤滑剤を硬化させる硬化剤 の供給手段を別途備えることとしたのは、潤滑箇所に確実に潤滑剤を存在させ、焼き 付き防止性能を発揮させるためには、二液混合型の潤滑剤が有効だ力 である。か 力る 2液を混合するタイプの潤滑剤は、主液と、主液を硬化させる硬化剤としての第 二液とを別個に潤滑箇所に噴射する。すると、潤滑箇所において両者が混合されて 、主液の固化が行われ、強固な潤滑皮膜が形成される。このような二液混合型の潤 滑剤を用いる場合、第二液を主液と別個に潤滑箇所に供給する必要があり、第二液 たる硬化剤の供給手段を別途備えることとしたものである。
[0040] 本発明にかかる継目無管の製造装置は、穿孔方向に向けられるプラグと、該プラグ の軸心を通る平面内に軸心の両側に配置される一対のディスクロールと、軸心を含 むとともに平面に直交する面に対して所定の傾斜をもって、軸心の両側に配置される 一対のメインロールとを具備する圧延装置と、ディスクロールに供給される潤滑剤の 貯蔵槽、該貯蔵槽からディスクロール近傍まで延設された配管、及び該配管先端に 設けられた噴射ノズル、並びに配管途中に備えられた流れ方向切り替え手段、該流 れ方向切り替え手段から貯蔵槽への配管、及び該流れ方向切り替え手段と配管の ディスクロールへの噴射口との間に備えられた配管内圧力解放手段を具備する潤滑 剤供給システムと、を備えたことを特徴とする。
[0041] 本発明にかかる継目無管の製造装置において、流れ方向切り替え手段を備え、該 手段から貯蔵槽への配管を備えることとしたのは、上記潤滑剤供給システムにおける 場合と同様の理由によるものである。すなわち、本発明にかかる継目無管の製造装 置に使用される潤滑剤は、高粘度でありかつ配管中に閉塞されやすいため、特に一 の穿孔圧延作業から次の穿孔圧延作業までの間、つまり、潤滑剤を材料とディスク口 ールとの間に噴射する必要がない間においても、潤滑剤を配管中に循環させて、配 管内の閉塞を抑制しょうとするためである。また、切り替え手段と噴射ノズルとの間に 配管内圧力解放手段を設けたのは、潤滑剤を材料とディスクロールとの間に噴射す る必要がない間におレ、て、残留圧力によって潤滑剤が噴射ノズル力 メインロール上 にたれ落ちる等して、次に穿孔圧延する際にメインロールと材料との間にスリップが 発生すること、又は、周囲に潤滑剤が付着して、作業環境が悪化したりすることを防 止するためである。
[0042] また、本発明に力かる継目無管の製造装置にぉレ、て、噴射ノズルが取り付けられる とともに噴射ノズルからの噴射方向を変化させることが可能な多軸アームと、多軸ァ ームを圧延装置に向けて進退させる搬出入機構とをさらに備えることとした。噴射ノズ ルを取り付ける多軸アーム、及び多軸アームを圧延装置に向けて進退させる搬出入 機構を設けたのは、噴射ノズノレを 3次元的に移動させるためであって、噴射ノズルを 穿孔位置に対し前後進させる際、限られた空間内を他の部材に接触させず前後進を 可能とさせ、また、潤滑剤の噴射の際に、ガイド面位置の変化に対応して潤滑剤の噴 き付けを可能とさせるためである。
[0043] 本発明にかかる、継目無管の製造方法は、一対のディスクロールを備えた穿孔圧 延機を使用して、ディスクロールに潤滑剤を供給しつつ継目無管を製造する方法で あって、圧延中は潤滑剤をディスクロールに供給し、圧延をしていないときは潤滑剤 を配管中に循環させるとともに、潤滑剤のディスクロールへの噴射口近傍の配管内 圧力を解放することを特徴とするものである。
[0044] 本発明にかかる継目無管の製造方法において、圧延中は潤滑剤をディスクロール に供給し、圧延をしていないときは潤滑剤を配管中に循環させることとしたのは、本 発明の製造方法に使用される潤滑剤は、高粘度でありかつ配管中に閉塞されやす いため、一の穿孔圧延作業から次の穿孔圧延作業までの間、つまり、潤滑剤を材料 とディスクロールとの間に噴射する必要がない間においても、潤滑剤を配管中に循環 させて、配管内の閉塞を抑制しょうとするためである。
[0045] また、本発明にかかる継目無管の製造方法において、圧延をしていないときは、潤 滑剤のディスクロールへの噴射口近傍の配管内圧力を解放することにしたのは、潤 滑剤を材料とディスクロールとの間に噴射する必要がない間において、残留圧力によ つて潤滑剤が噴射ノズル力 メインロール上にたれ落ちる等して、次に穿孔圧延する 際にメインロールと材料との間にスリップが発生すること、又は、周囲に潤滑剤が付着 して、作業環境が悪化することを防止するためである。
[0046] さらに、本発明にかかる継目無管の製造方法において、潤滑剤をディスクロールの 平面に平行で、ガイド面の幅方向中心を通る中心面に対し、 5度以内の角度でガイド 面に向けて噴射することにしたのは、ガイド面垂直方向断面の円弧の曲率は、シェル の外径の曲率よりやや大きいが、小径乃至中径鋼管用のディスクロールガイド面に 対し、その中心面に対し 5度を超えた角度でガイド面を狙って潤滑剤を噴射した場合 、ガイド面の両端により遮られる部分ができ、ガイド面に潤滑剤を十分かつ均一に付 着させることができないからである。また、ガイド面に向けて噴射するのは、ガイド面で 挟み込まれるシェルはその外面で歪んでおり、し力も螺旋状に進むため、穿孔圧延 中ガイド面とシェルとは複雑な面接触状態にあり、焼き付きが発生しやすぐ他のどの 部位よりも焼きつき防止性に対する要求が強いためである。
[0047] また、本発明に力かる継目無管の製造方法にぉレ、て、潤滑剤を材料入り側から噴 射することとしたのは、潤滑剤の噴射方向が材料の進行方向と同じ方向であり、潤滑 剤が飛散してメインロールや材料に付着してもすぐにディスクロールやメインロールに よる穿孔圧延に供されるため、別途除去する必要がないからである。
[0048] 本発明において、潤滑剤の噴射ノズルを多軸アームに取り付け、搬出入機構を介 して圧延機上流側の、キャノンを配置する側の架台に多軸アームを設けた構造にす ると、ノズルの取り替えが不要となり、し力も、噴射ノズノレの使用 ·不使用、噴射位置か らの退避や前後進さらにノズルの取り付け位置の微調整が容易となる。
[0049] 本発明は、ディスクローノレ径カ 500— 4000mm、ディスクロール幅が 160— 360 mm、ディスク口—ルのガイド面円弧半径が 160— 360mmに対して適用可能である。 また、潤滑剤については硼素系やマイ力系等のものでも使用可能である。
[0050] 以下、本発明を図面に基づいて説明する。
[0051] 図 1は、本発明の一実施形態に力かる穿孔圧延機を上方からの視点から示す概略 的な斜視図である。図示の穿孔圧延機 3は、互いに対向した一対のメインロール 11、 11を上下に備えている。このメインロール 11、 11の穿孔軸 Xを中心にして 90度方向 の位置に一対の円盤状のディスクロール 12、 12が水平に設けられている。メインロー ル 11は、それぞれ同じ方向に回転する。それぞれのメインロール 11、 11の軸心は平 面視で互いに交叉して配置されてレ、る。
[0052] ディスクロール 12、 12は、素管 4を安定的に拘束するために、円弧形状のガイド面 12a、 12aを有してレヽる。ディスクローノレ 12、 12を上記メインローノレ 11、 11の近傍に 配置して、穿孔圧延されつつある鋼片 1 (以下において「シェル」と称することがある。 )の中空部分の形状を保持するために、ガイド面 12a、 12aの両側端でシェルを挟み 込んでいる。
[0053] メインロール 11、 11の上流側には、キャノン 13を、下流側には、穿孔軸 Xと軸心を 同じくし、その先端でプラグを支えるためのプラグバー 14を配置している。鋼片 1は、 螺旋状に回転しながら穿孔圧延されつつ前進し、素管 4となって下流側に送られる。
[0054] 図 2は、穿孔圧延機 3の、中心部を水平方向に切断した場合の概略的な平面図を 示す。図 2において穿孔圧延機 3は、 4本の支柱 16、 · ·、 16で枠組されたハウジング を備えている。この支柱 16、 · ·、 16内の中央部に一対の互いに対向するメインロー ル 11、 11が、穿孔軸 Xを挟んで上下に設けられている（図 2においては、上側メイン ロール 11のみ表されている。）。一対のディスクロール 12、 12は穿孔軸 Xの両側に、 それぞれの端面同士が対向するように、かつ、軸心が鉛直方向を向くよう水平に配 置されている。
[0055] 鋼片は、穿孔軸 X上の穿孔圧延機上流側（図面で左側）に配設されたキャノン 13か ら供給され、この穿孔圧延機 3で穿孔圧延されて素管となり、下流側（図面で右側）に 搬出される。なお、下流側には、穿孔圧延の際に使用するプラグをその先端で保持 するプラグバー（マンドレルバ一、図 2においては図示されていなレ、。）14が穿孔軸 X 上に配置されている。
[0056] 図 3及び図 4は、潤滑剤の供給システムの概略を示したものである。なお、図 3の右 側、及び図 4の左側に示される符号 A、 B、 Cは、各図のそれぞれの符号により示され る配管が連続して設けられていることを示している。以下図 3及び図 4を同時に参照し つつ、本実施形態の穿孔圧延機 3に備えられた潤滑剤の供給システムについて説 明する。
[0057] 本潤滑剤供給システムは、主潤滑剤を貯蔵する潤滑剤用タンク 200、主潤滑剤を 硬化させるための硬化剤を貯蔵する硬化剤タンク 201、水を貯蔵する水タンク 202、 主潤滑剤を受け入れるための主潤滑剤受け入れタンク 203、及び外部からェ水を受 け入れるためのェ水受け入れ口 204、外部から圧縮空気を受け入れるための圧空 受け入れ口 205を備えている。各図で、実線は潤滑剤の配管を、一点鎖線は水の配 管を、破線は圧空の配管を示している。
[0058] 図 3にも示されるとおり、潤滑剤用タンク 200は、モータ 211、及び該モータ 211に より駆動される攪拌装置 212を備えている。これらの構成により、タンク 200中の潤滑 剤は常に攪拌を受けており、沈殿が生じたり、タンク内部で固化したりすることが防止 され、主潤滑剤が常に均一な状態で供給されるよう構成されている。さらに図示され ていないが潤滑剤用タンク 200には、温度センサー、ヒーター、クーラー等が備えら れている。これらにより、主潤滑剤が常に、所定温度に保たれて、潤滑箇所に供給さ れる。なお、潤滑剤用タンク 200には必要に応じて内部の潤滑剤を全量除去するた
[0059] 主潤滑剤は、潤滑剤用タンク 200の下部から、配管 214によりフィルタ 215を介して ポンプ 216に導かれ、ポンプ 216により、各図で A、 Bにより示される配管を介して各 潤滑箇所に圧送される。
[0060] 図 4は、ディスクローノレ 12、 12及びその近傍の潤滑剤供給システムを表す、概略的 平面図である。図 4では潤滑箇所を明示するため、ディスクローノレ 12、 12間の距離を 実際よりも長く誇張して表している。上記ポンプ 216により圧送される主潤滑剤は、図 4の左端に符合 A、 Bにより表されている配管を通じ、ディスクローノレ 12、 12の入り側 に酉己置された 4本の噴射ノス、ノレ 21、 21、 21、 21 ;ディスクローノレ 12、 12の出佃 Jに酉己 置された 2本の噴射ノズル 24、 24 ;及び、各ディスクロール 12、 12の側方にそれぞ れ配置された噴射ノズル 25、 25から各ディスクロールのガイド面 12a、 12aに向けて 噴射される。
[0061] なお、メインロールと材料との間のスリップが問題となる場合には、入り側の噴射ノズ ノレ 21、 21、 21、 21のみから主潤滑剤を噴射するようにしてもよい。
[0062] 一方、主潤滑剤を硬化する必要がある場合には硬化剤が使用される。図 3に示す ように、硬化剤は、上記硬化剤タンク 201からポンプ 217に導かれ、ポンプ 217により 配管 Cを介して潤滑箇所に圧送される。図 4においては、噴射ノズノレ 26、 26からディ スクロールガイド面 12a、 12aに向けて硬化剤が噴射される。このときガイド面 12aに はすでに主潤滑剤が噴射、塗布されており、ガイド面 12a上に形成された主潤滑剤 層の上に硬化剤が噴射されることになる。
[0063] 継目無管の穿孔圧延加工中は、上記のように、ディスクロールガイド面 12aへと主 潤滑剤が噴射ノズル 21から噴射され、さらに必要に応じて硬化剤が噴射ノズノレ 26か らディスクロールガイド面 12a上に噴射される。このとき、入り側 4本の各噴射ノズル 2 1、 21、 21、 21に直接通じる酉己管 218、 219、 220、 221には、流量計 218a、 219a 、 220a, 221aが設けられている。これら流量計の計量結果に応じて流量を調整でき るように、噴射ロ彻 Jにバノレブ 218b、 219b, 220b, 221b力それぞれ設けられてレヽる
[0064] 継目無管の穿孔圧延加工が終了すると、あるいは穿孔圧延中であっても所定の場 合には、主潤滑剤の噴射ノズル 21からの噴射は中断される。このとき、図 3の配管 A 、 Bに設けられている三方弁 222、 223により潤滑剤の流れ方向が噴射ノズル 21、 2 1、 21、 21 ; 24、 24 ; 25、 25佃 J力ら戻り酉己管 224、 225佃 Jに切り替えられる。これら戻 り配管 224、 225は 1本の戻り管 226にまとめられて、潤滑剤用タンク 200へと通じて いる。ポンプ 216は常に作動しているので、ディスクロールガイド面 12aへの噴射が 行われないとき、主潤滑剤は潤滑剤用タンク 200から配管 214、 224、 225、 226内 を循環流通される。従って、主潤滑剤が固化しやすい性質を有する場合であっても、 配管内に滞留して配管を閉塞する事態が防止される。
[0065] さらに比較的長時間穿孔圧延機 3を停止する場合には、配管 A、 Bから噴射ノズノレ
21、 21、 21、 21 ; 24、 24 ; 25、 25噴射口までの間に潤滑剤が残留して、配管内を 閉塞する事態を防止するため、水による洗浄を行うことが可能とされている。水による 洗浄は、水タンク 202からポンプ 227により圧送されるェ水力 配管 228、三方弁 22 9、さらにその先で分岐された酉己管 230、 231、その先の三方弁 232、 233を介して、 配管 A、 Bに供給されることにより行われる。なお、必要に応じ、圧空（図中破線で示 される配管に供給されている。）を利用して、配管中に残留する主潤滑剤、ェ水を噴 射口から吐き出すようにしてもよい。
[0066] また、噴射を停止して、主潤滑剤を配管内に循環させるときは、配管 A、 Bから噴射 口までの間に残留する潤滑剤は、当該システムに導かれた圧空を利用して、配管 A 、 Bから上記とは逆の経路をたどり、三方弁 232、 233、配管 230、 231を経て三方弁 229に導かれ、三方弁 229から、配管 234を経て、潤滑剤用タンク 200に戻される。
[0067] 図 5は、前述の穿孔圧延機 3における潤滑剤噴射装置 20の配置を示した平面図で ある。潤滑剤噴射装置 20は、その先端力も潤滑剤を噴射可能な噴射ノズノレ 21と、噴 射ノズル 21の噴射方向を変更可能にする多軸アーム 22と、多軸アーム 22を穿孔圧 延機内に進退可能にする搬出入機構 23とを備えている。また、潤滑剤噴射装置 20 は、穿孔上流側支柱 16間のハウジング 17の開口部を通って穿孔軸 Xと平行な方向（ 図面では左右方向）に進退可能に設けられている。力 る構成によって、噴射ノズル 21の先端力 キャノン 13先端近くのディスクロール 12のガイド面においてシェルと接 触するガイド位置に向けて潤滑剤を噴射するようにしている。本実施形態においては 、噴射ノズノレ 21をディスクロール 12の下方に位置させ、噴射ノズル 21とディスクロー ル 12の接触を避けている。なお、図 5においては、穿孔圧延機 3入り側にのみ潤滑 剤噴射装置 20が配設された例を示している力 これに加えて、圧延機ハウジングの 4 本の支柱 16、 · ·、 16を手がかりとして、穿孔圧延機 3出側や、圧延機ドライブサイド、 及び Z又はオペレーターサイド方向からディスクロールガイド面 12a、 12aに噴射す るように潤滑剤噴射装置 20を配設してもよい。
[0068] 図 6は搬出入機構 23の穿孔側に多軸アーム 22を位置させた正面図を示すもので あり、図 7は図 6の平面図を示している。
[0069] 搬出入機構 23は、穿孔上流側の支柱 16の内側面に穿孔軸 Xに平行な架台上に 水平に固定された案内盤 23aと、案内盤 23a上に固定され案内盤 23aに沿って延び る 2本のレール 23b、 23bと、レーノレ 23b、 23b間に位置し多軸アーム 22を載せた台 座 23gを移動させるボールねじ 23cと、ボールねじ 23cを回転させるモータ 23dと、モ ータ 23dの回転数を計測するセンサー 23eとを備えている。
[0070] 案内盤 23aの穿孔側の先端部は支柱 16の内面に位置しているが、後端部は噴射 ノズル 21を後退させた際に 4本の支柱 16、 · ·、 16内に噴射ノズル 21が位置しない 程度まで外側に延びている。
[0071] 案内盤 23aの後端にモータ 23dが固定され、案内盤 23aの開口部を貫通してモー タ 23dの前端側とボールねじ 23cの後端がカップリング 23fにて接続されている。モ ータ 23dの回転でボールねじ 23cが回転する。モータ 23dの後端側にはセンサー 23 eが接続されモータ 23dの回転数が計測される。
[0072] 多軸アーム 22は台座 23g上に搭載されている。台座 23gが案内盤 23a上を移動す ることにより、多軸アーム 22が案内盤 23aに沿って移動する。
[0073] 台座 23gの下方は、レール 23bに嵌る台座案内溝と、台座案内溝の間に位置しボ ールねじ 23cに螺合するスクリューナットが固定されている。
[0074] 多軸アーム 22は、その基端部が台座 23gに取り付けられ、第一アーム 22aから第 六アーム 22fの 6つのアームで構成されている。
[0075] 第一アーム 22aは、短円柱形状をして下端が台座 23gに回動自在に取り付けられ ている。上方部は小径の 2段円柱形状となり、上段の小径円柱部が平面視で U字状 の第二アーム 22bの底部円弧に嵌っている。また、第二アーム 22bは、平面視で第 一アーム 22aを中心に平面方向に回動可能となり、台座 23gに対し例えば 315度左 右に回動可能に構成されている。
[0076] 第二アーム 22bの先端部には、平面視で Y字状の第三アーム 22cの基端部が嵌り
、互いに回動自在に水平軸で止められ、第三アーム 22cの先端部が例えば 225度の 範囲を上下動可能である。
[0077] 第三アーム 22cの先端には、前部が載頭角錐状で後部が角柱状の第四アーム 22 dの後部が嵌っている。両者は互いに回動自在に水平軸で止められ、第三アーム 22 cの動きと同様に、第三アーム 22cに対し第四アーム 22dの先端が上下動可能に構 成されている。
[0078] 第五アーム 22eは第四アーム 22dの先端部と平面視が略同幅で、平面視で「コ」の 字状に形成され、第四アーム 22dの先端面の平面部と第五アーム 22eの底部の平面 部とが突き合わされ、第四アーム 22dの軸心方向で第四アーム 22dの先端面に対し 回動可能に接続されている。
[0079] さらに、第六アーム 22fの後部は第五アーム 22eの先端部の「コ」の字状の部位内 に入り、「コ」の字の先端部側方向に架け渡された軸を中心に回動されるよう構成され ている。
[0080] このように、多軸アーム 22は第一アーム 22aから第六アーム 22fまでの 6つのァー ムで構成され、各アーム間は一つの軸で回動自在に接続された構造である。かかる 構造により、水平面方向に左右の回動と垂直面方向に上下の回動とが可能になって いる。これらの各回動軸には、それぞれサーボモータが内蔵されている。このサーボ モータにより各アームを所定量作動させる。
[0081] 図 8は、多軸アーム 22の先端に取り付けられた噴射ノズル 21を示す図であり、図 8 ( a)はその正面図、図 8 (b)は図 8 (a)の B— B矢視図である。なお、以下の説明では噴 射ノズル 21について説明している力 噴射ノズル 24、 25についても同様な構成をと ることが可能である。
[0082] 噴射ノズル 21は小径管からなり、先端には所定のノズルチップ 21bがねじ込まれて いる。基端部は第六アーム 22fに固定支持されるとともに、潤滑剤の供給配管 A、 B に接続するための継手 21aが取り付けられている。
[0083] 噴射ノズル 21の基端部と第六アーム 22fとは、噴射ノズノレ 21を安定して取り付ける ために中間部材 21cを介在させて接続されている。そして、中間部材 21cは、 4本の ビスで第六アーム 22fに固定されている。
[0084] 上記の構成により第六アーム 22fの向く方向が噴射ノズノレ 21の方向となり、上下左 右方向のいずれの方向にも噴射ノズル 21を向けて潤滑剤を噴射することができる。
[0085] 例えば、このような潤滑剤噴射装置 20の操作は、穿孔圧延機 3を操作する操作室 のミル操作盤に設けたスィッチにより、 自動作動と手動作動とを切り替えて行うことが できる。 自動作動の場合は、プロセスコンピュータからのディスクロール 12等の位置 情報に従レ、、予め設定 '記憶されているこれらの位置情報に対応する噴射ノズル 21 の位置を求め、その位置に噴射ノズル 21が位置するように制御部 50 (図 3参照）が 制御を行う。
[0086] 噴射ノズル 21の進入'退出は単に前進、後進をするのではな 多軸アーム 22の 各アームの接続部が作動して噴射ノズル 21が 3次元に移動しながら前進、後進し、 他の部材に接触することを避けてレ、る。
[0087] 手動による作動の場合、噴射ノズル 21の進入'退出量、左右'上下方向の移動量 をボタン等の操作で指示することができる。また、潤滑剤の噴射やその停止をさせる ことも可能である。操作盤を 2つのディスクロール 12、 12それぞれの近傍に設け、操 作者が噴射ノズノレ 21を目視しながら操作盤を操作するようにしてもよい。
[0088] 前述のように穿孔圧延機 3におけるメインロール 11、 11は、傾斜角や交叉角を種々 変更させる場合があり、これに伴ってシェルの螺旋状の進行に合わせて、ディスク口 ール 12、 12のガイド面 12a、 12aとシェルとの摩擦が少ない方向にディスクロールの 位置、又はディスクロールの種類を種々変更させる。従ってガイド面の位置や向きが 種々変更することになる。
[0089] 図 9は判り良いようにディスクロール 12の位置を誇張して示した正面図である。図 9 の紙面左側が穿孔上流側であって、鋼片が紙面左から右方向に移動して穿孔圧延 される。このディスクロール 12の紙面手前側に鋼片（不図示）が存在し、鋼片が右回 転しながら螺旋状に前進する。
[0090] 図 9の（a)はディスクロール 12が水平状態にセットされている状態を示している。 (b )は素管のサイズが例えば小さくなることによって、水平状態ではあるが（a)の標準位 置よりも下方になつた状態を示す。 （c)はディスクロール 12の中心位置は（a)と同じ 位置ではあるが、鋼片の材質が硬くなつたことにより前進量よりも右回転を上げる穿 孔圧延方法に設定したため、ディスクロール 12も傾けた状態を示すものである。
[0091] このように、シェルのサイズや鋼片の材質によってディスクロール 12の位置、姿勢も 調整されるが、これに伴ってガイド面 12aの位置、傾きが変化した場合でも、本実施 形態に力かる穿孔圧延機 3によれば、穿孔方向に進退可能で多軸アーム 22を備え ているので、噴射ノズル 21をガイド面 12aに向けることができ、均一に潤滑剤をガイド 面 12aに噴射、塗布することができる。
[0092] 図 9の標準位置（a)を示すディスクロール 12において、 12bはディスクロール 12の 平面を示し、この平面 12bに平行でガイド面 12aの幅方向の中心を通る中心面を Y で表している。噴射ノズノレ 21の噴射方向は中心面 Yに対する角度（ひ、 ひ '）で 5度以 内とすることが好ましい。例えば、図 9の場合は、ディスクロール 12の傾きに対して噴 射ノズル 21の傾きを合わせているので、中心面 Yに対する角度は全て 0度である。 実施例
[0093] (実施例 1)
本発明にかかる継目無管の製造装置において、ガイド面への潤滑剤の噴射角度が 、圧延後のガイド面の荒れにどのように影響するかを調査した。鋼片 50本を穿孔圧 延し、圧延終了後のガイド面の荒れ領域の発生状況を評価した。実験条件は下記の 通りである。
ディスクロール直径： 3300— 3350mm
ディスクローノレ幅：225、 310、 360mm
ガイド面円弧半径： 225、 310、 360mm
ディスクロール回転数： 16— 25rpm
塗布潤滑剤の成分:酸化鉄 (Fe O )と水ガラスの混合物
2 3
潤滑剤の噴射量：ディスクロール 1つ当たり 4リットル Z分
噴射ノズル方向：幅方向中心を通る中心面に対し一 7° — + 7°
噴射ノズル端とガイド面との距離： 150、 250mm
潤滑剤の噴射圧力： 0. 2MPa
潤滑剤の噴射角：円錐状に円錐角 15度
[0094] この結果を表 1に示す。表 1において、中心面に対する噴射の角度欄の「十」は中 心面に対して上向き噴射、「一」は中心面に対して下向き噴射を示し、評価欄におけ る「〇」は、鋼片 50本穿孔圧延終了後のガイド面の荒れ発生領域が全体の 10%未 満、「△」は、同じく 30%未満、「X」は、同じく 30%以上を示す。 [0095] この表 1から、中心面に対する噴射の角度が ± 5度内であると、ガイド面に対し均一 に潤滑剤を塗布でき、ガイド面の荒れを低減できることが判る。
[0096] [表 1]
Figure imgf000022_0001
評価欄の距離は、噴射ノ ル端と イド面との間の距離を示す。
[0097] (実施例 2)
マンドレルミル方式の継目無管の製造工程における穿孔圧延機を使用し、下記内 容で鋼片の穿孔圧延を行った。
[0098] 本実施例では穿孔圧延機上流側からディスクロールのガイド面に向け、前述の潤 滑剤噴射装置を使用して下記条件で潤滑剤を噴射した。一方、比較例では、同穿孔 圧延条件でガイド面に向け潤滑剤を噴射するのではなぐキャノンに取り付けた噴射 ノズル力 メインロールに対し同潤滑剤を同量噴射して実施した。
1)穿孔圧延条件
鋼片の外径： 225mm
鋼片の材質:ステンレス鋼
穿孔圧延シェルの外径： 225mm
ディスクロール直径： 3350mm
ディスクロール幅： 200mm
ガイド面円弧半径： 225mm
ディスクロール回転数： 15ι·ρπι
2)潤滑剤の噴射条件
潤滑剤の成分:酸化鉄 (Fe O )と水ガラスの混合物 潤滑剤の噴射量：ディスクロール 1つ当たり 4リットル Z分
噴射ノズル方向：ひ =0°
噴射ノズル端とガイド面との平均距離： 150mm
潤滑剤の噴射圧力： 0. 2MPa
潤滑剤の噴射角：円錐状に円錐角 15度
3)実施結果
[0099] 本発明の潤滑剤噴射装置を用いることにより、比較例にかかる装置に比べディスク ロールの焼き付き発生までの穿孔圧延本数が 50本から 200本へと向上した。また、 鋼片の先端詰まりや後端詰まり等の穿孔圧延トラブル比率が 5%から 1%以下に減少 した。さらに、比較例の装置に比べ、噴射ノズルの予備品を 12台から 2台に削減する ことができた。また、穿孔サイズの変更に伴う噴射ノズノレの取り替え作業が 1回あたり 約 45分短縮できた。
[0100] 本発明においては、上記実施例に限らず多軸アームの軸数や各アームを形成する アームの長さ、アームの回動角度等を変えることも可能である。

Claims

請求の範囲
[1] 一対のディスクロールを備えた穿孔圧延機の、前記ディスクロールに潤滑剤を供給 するシステムであって、
前記潤滑剤の貯蔵槽、該貯蔵槽カら前記ディスクロール近傍まで延設された配管
、及び該配管先端に設けられた噴射ノズル、並びに前記配管途中に備えられた流れ 方向切り替え手段、該流れ方向切り替え手段から前記貯蔵槽への配管、及び該切り 替え手段と前記噴射ノズルとの間に備えられた配管内圧力解放手段、を備えたこと を特徴とする潤滑剤供給システム。
[2] 前記噴射ノズルに直接通じる配管ごとに前記潤滑剤の流量を制御する流量制御手 段が備えられていることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の潤滑剤供給システ ム。
[3] 前記噴射ノズルは前記ディスクロールの種類又は位置設定の変化に追従可能に構 成されている請求の範囲第 1項又は第 2項に記載の潤滑剤供給システム。
[4] 前記配管内の洗浄手段を備えたことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の潤滑剤 供給システム。
[5] 前記潤滑剤を硬化させる硬化剤の供給手段を別途備える請求の範囲第 1項に記載 の潤滑剤供給システム。
[6] 穿孔方向に向けられるプラグと、該プラグの軸心を通る平面内に前記軸心の両側に 配置される一対のディスクロールと、前記軸心を含むとともに前記平面に直交する面 に対して所定の傾斜をもって、前記軸心の両側に配置される一対のメインロールとを 具備する圧延装置と、
前記ディスクロールに供給される潤滑剤の貯蔵槽、該貯蔵槽カら前記ディスクロー ル近傍まで延設された配管、及び該配管先端に設けられた噴射ノズル、並びに前記 配管途中に備えられた流れ方向切り替え手段、該流れ方向切り替え手段から前記貯 蔵槽への配管、及び該流れ方向切り替え手段と前記配管の前記ディスクロールへの 噴射口との間に備えられた配管内圧力解放手段を具備する潤滑剤供給システムと、 を備えたことを特徴とする、継目無管の製造装置。
[7] 前記噴射ノズルが取り付けられるとともに、前記噴射ノズルからの噴射方向を変化さ せることが可能な多軸アームと、
前記多軸アームを前記圧延装置に向けて進退させる搬出入機構と、をさらに備え た、請求の範囲第 6項に記載の継目無管の製造装置。
[8] 一対のディスクロールを備えた穿孔圧延機を使用して、前記ディスクロールに潤滑剤 を供給しつつ継目無管を製造する方法であって、
穿孔圧延中は前記潤滑剤を前記ディスクロールに供給し、穿孔圧延をしていないと きは前記潤滑剤を配管中に循環させるとともに、前記潤滑剤の前記ディスクロールへ の噴射口近傍の配管内圧力を解放することを特徴とする、継目無管の製造方法。
[9] 前記ディスクロールの平面に平行で、ガイド面の幅方向中心を通る中心面に対し、 5 度以内の角度で前記ガイド面に向けて前記潤滑剤を噴射することを特徴とする請求 の範囲第 8項に記載の継目無管の製造方法。
[10] 前記潤滑剤を材料入り側から噴射することを特徴とする請求の範囲第 8項に記載の 継目無管の製造方法。
[11] 請求の範囲第 8— 10項のいずれ力 1項に記載された製造方法により製造された継目
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