WO2021145027A1 - 継目無金属管の製造方法 - Google Patents

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WO2021145027A1
WO2021145027A1 PCT/JP2020/036582 JP2020036582W WO2021145027A1 WO 2021145027 A1 WO2021145027 A1 WO 2021145027A1 JP 2020036582 W JP2020036582 W JP 2020036582W WO 2021145027 A1 WO2021145027 A1 WO 2021145027A1
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rolled
rolling
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seamless metal
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一宗 下田
康嗣 山根
黒田　浩一
祐二 井上
秀輔 下岡
和幸 邨上
康太 信藤
Original Assignee
日本製鉄株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a seamless metal tube by the Mannesmann method.
  • the method for manufacturing a seamless metal tube by the Mannesmann method includes the following steps.
  • the round billet is heated to a predetermined temperature.
  • a raw pipe (seamless metal pipe) is manufactured by drilling and rolling a round billet.
  • the raw pipe is further stretch-rolled and further constant-diameter rolled.
  • a drilling and rolling machine eg, piercer
  • a draw rolling mill eg, mandrel mill, elongator
  • the drilling and rolling mill is a tilt rolling mill.
  • An inclined rolling mill may be used as the stretching rolling mill.
  • Examples of the inclined rolling mill include Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-228514 (Patent Document 1), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-263506 (Patent Document 2), Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-3-1505 (Patent Document 3), and Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-231505. It is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-80716 (Patent Document 4).
  • the tilt rolling mill is equipped with a plug and two tilt rolls as rolling tools.
  • the tilt rolling mill may include three tilt rolls.
  • An inclined rolling mill having two inclined rolls is called a two-roll type inclined rolling mill.
  • An inclined rolling mill having three inclined rolls is called a three-roll type inclined rolling mill.
  • Each tilt roll is evenly spaced around the pass line.
  • the central axis of each tilt roll is tilted with respect to the pass line. That is, each tilt roll is given a tilt angle. An additional crossing angle may be given to each tilted roll.
  • the plugs are placed on the path line between the tilted rolls.
  • the inclined rolling is performed as follows.
  • the material to be rolled is a solid round billet.
  • the heated material to be rolled is placed on the pass line.
  • the material to be rolled is sent between the rotating inclined rolls by the pusher and bites into the inclined rolls.
  • the material to be rolled advances while rotating around its own axis on the pass line, and is perforated and rolled by an inclined roll and a plug.
  • a bare pipe sinless metal pipe
  • the situation of the inclined rolling is the same as the situation of drilling rolling except that the material to be rolled is a hollow raw pipe.
  • the piercer (perforation rolling mill) responsible for the first step (perforation rolling process) of each step was put into practical use by the Mannesmann brothers in 1885.
  • the piercers at that time were basic two-roll piercers.
  • Piasa has undergone various improvements even after its practical use, and is still in operation at factories around the world.
  • Many drilling machines other than Piasa have been put into practical use, but except for the Erhard drilling method and the Eugene extrusion method, punching machines other than Piasa have been almost eliminated. This is because the piercer is excellent in productivity and product dimensional accuracy. Therefore, it is no exaggeration to say that Piasa (drilling and rolling mill) is the only drilling machine that has achieved industrial success.
  • Mannesmann fracture is a phenomenon in which the central part of the material to be rolled becomes brittle and collapses.
  • a guide tool eg, plate shoe, disc roll
  • the guide tool plays a role of limiting the overhang of the material to be rolled.
  • compressive stress in the direction in which the tilted rolls face each other and tensile stress in the direction in which the guide members face each other act simultaneously on the central portion of the rotating material to be rolled.
  • Such stress is repeated every time the material to be rolled makes a quarter turn.
  • Mannesmann fracture occurs due to repeated stress loading. When Mannesmann destruction becomes significant, defects occur on the inner surface of the obtained raw pipe. This flaw is an internal flaw.
  • the Mannesmann fracture becomes remarkable according to the number of repetitions of the stress load described above, that is, the number of rotations of the material to be rolled. Therefore, increasing the entry side surface angle of the inclined roll and shortening the distance from the contact of the material to be rolled with the inclined roll to reaching the tip of the plug is one of the means for suppressing Mannesmann fracture.
  • an inclined roll having an entry side surface angle of about 3 ° is generally used. This is because in drilling and rolling with a two-roll type piercer, the material to be rolled tends to shift in the direction perpendicular to the opposite direction of the inclined rolls, which tends to cause biting defects. Because it is difficult.
  • the second issue is external defects caused by damage to the disc roll.
  • the disc roll is a guide tool provided on the 2-roll type piercer.
  • fixed plate shoes were used as guide tools.
  • drilling rolling gradient rolling
  • the plate shoe slides with the material to be rolled.
  • This sliding becomes remarkable, a flaw occurs on the outer surface of the obtained raw pipe. This flaw is an external flaw.
  • the rotation direction of the disc roll does not always match the rotation direction of the material to be rolled. Therefore, it is not possible to prevent seizure between the surface of the disc roll and the outer surface of the material to be rolled. Moreover, the deformation of the surface of the disc roll cannot be prevented. Then, it is necessary to regularly clean the surface of the disc roll and replace the disc roll on a regular basis.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-228514 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-263506 Japanese Unexamined Patent Publication No. 64-31505 JP-A-59-80716
  • the 3-roll type tilt rolling mill can solve the above two problems. Unlike the 2-roll type inclined rolling mill, the 3-roll type inclined rolling mill does not cause Mannesmann fracture because only the compressive stress acts on the central portion of the material to be rolled during the inclined rolling. Therefore, no internal flaw occurs. In addition, a guide tool is not used in the 3-roll type inclined rolling mill. Therefore, no external flaws occur. Therefore, in order to solve the quality problem inherent in the inclined rolling using the 2-roll type inclined rolling mill, the inclined rolling using the 3-roll type inclined rolling mill is extremely useful.
  • the 3-roll tilt rolling mill has not been put to practical use in the manufacture of all seamless metal pipes.
  • perforation rolling using a 3-roll type inclined rolling mill it is difficult to manufacture a seamless metal pipe having a small wall thickness. This is because no guide tool is used.
  • the installation of guide tools has been considered, it has not been realized yet. This is because it is structurally impossible to install a guide tool on a 3-roll type inclined rolling mill.
  • a 3-roll type inclined rolling mill is used as a drawing rolling mill such as an Assel mill specialized in manufacturing a seamless metal pipe having a large wall thickness from a hollow raw pipe.
  • One object of the present invention is to provide a method for manufacturing a seamless metal pipe capable of putting a 3-roll type inclined rolling mill into practical use.
  • a first seamless metal pipe having a first wall thickness and a second wall thickness different from the first wall thickness are used by using an inclined rolling mill.
  • a second seamless metalless tube having the above is manufactured.
  • the tilt rolling mill comprises plugs arranged on the pass line and three inclined rolls arranged around the pass line at equal intervals, each having an inlet side and an outlet side. The distance between the pass line and the entry side surface gradually decreases from the entry side to the exit side of the pass line, and the distance between the pass line and the exit side surface gradually increases from the entry side to the exit side of the pass line.
  • the manufacturing method includes a first inclined rolling step, a setting changing step, and a second inclined rolling step.
  • the first inclined rolling step the first material to be rolled is rolled by the inclined rolling mill.
  • the setting changing step the setting condition of the inclined rolling mill is changed to one of the following (a) and (b).
  • the second inclined rolling step the heated second material to be rolled is rolled by the inclined rolling mill whose set conditions have been changed.
  • the crossing angle of the inclined roll is made smaller than that in the first inclined rolling step.
  • the manufacturing method according to the embodiment of the present invention in the inclined rolling using the 3-roll type inclined rolling mill, there is no problem in quality, and the seamless metal pipe having a small wall thickness and the seamless metal pipe having a large wall thickness can be used. Both can be manufactured. Therefore, a 3-roll type inclined rolling mill can be put into practical use.
  • FIG. 1 is a perspective view of a 3-roll type inclined rolling mill.
  • FIG. 2 is a front view of a 3-roll type inclined rolling mill.
  • FIG. 3 is a top view of a 3-roll type inclined rolling mill.
  • FIG. 4 is a side view of the 3-roll type inclined rolling mill.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of an inclined roll having an entrance side surface of a convex curved surface.
  • FIG. 6 is a flow chart showing a method for manufacturing a seamless metal tube according to the present embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing the situation of the option (a) in the setting changing process.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing the situation of the option (b) in the setting changing process.
  • FIG. 9 is a diagram showing the appearance of the plug used in the drilling and rolling test.
  • FIG. 10 is a diagram showing the appearance of the inclined roll used in the drilling and rolling test.
  • FIG. 11 is a diagram showing the appearance of the inclined roll used in the drilling and rolling test.
  • FIG. 12 is a diagram summarizing the presence / absence of a defect in the first embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram summarizing the presence / absence of a defect in the third embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram summarizing the presence / absence of a defect in the fourth embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram showing the appearance of the inclined roll used in the drilling and rolling test.
  • FIG. 16 is a diagram summarizing the presence / absence of a defect in the fifth embodiment.
  • FIG. 17 is a diagram summarizing the presence / absence of a defect in the fifth embodiment.
  • FIG. 18 is a diagram showing the appearance of the inclined roll used in the drilling and rolling test.
  • FIG. 19 is a diagram showing the appearance of the inclined roll used in the drilling and rolling test.
  • FIG. 20 is a diagram summarizing the presence / absence of the occurrence of a defect in the sixth embodiment.
  • FIG. 21 is a diagram summarizing the presence / absence of a defect in the sixth embodiment.
  • FIG. 22 is a diagram for explaining the bite angle ( ⁇ ).
  • FIG. 23 is a diagram summarizing the presence / absence of a defect based on the relationship between the bite angle ( ⁇ ) and the gorge draft rate.
  • the present inventors have made extensive studies in order to solve the above problems, and as a result, the following findings have been obtained.
  • FIG. 1 shows a perspective view of the inclined rolling mill as viewed from the exit side of the pass line PL.
  • FIG. 2 shows a front view of the inclined rolling mill as viewed along the pass line PL from the entry side of the pass line PL.
  • FIG. 3 shows a top view of the inclined rolling mill.
  • FIG. 4 shows a side view of the inclined rolling mill.
  • the illustration of the plug 2 is omitted.
  • FIGS. 3 and 4 only one inclined roll 1 arranged vertically above the pass line PL is shown, and illustration of the two inclined rolls 1 arranged below is omitted.
  • FIG. 1 shows a perspective view of the inclined rolling mill as viewed from the exit side of the pass line PL.
  • FIG. 2 shows a front view of the inclined rolling mill as viewed along the pass line PL from the entry side of the pass line PL.
  • FIG. 3 shows a top view of the inclined rolling mill.
  • FIG. 4 shows a side view of the inclined rolling mill.
  • the illustration of the plug 2 is
  • the material to be rolled WP is shown in a cross section including a pass line PL. 1 to 4 illustrate the situation when the material to be rolled WP is a solid round billet. That is, the inclined rolling mills exemplified in FIGS. 1 to 4 are drilling rolling mills used for drilling rolling. In the present specification, the 3-roll type inclined rolling mill may be simply referred to as an inclined rolling mill.
  • the tilt rolling mill includes a plug 2 and three tilt rolls 1 as rolling tools.
  • the three tilt rolls 1 are evenly spaced around the pass line PL. That is, the three inclined rolls 1 are arranged at intervals of 120 ° from each other.
  • One of the three inclined rolls 1 is arranged directly above the pass line PL (upper in the vertical direction).
  • the positions of the three inclined rolls 1 are not limited as long as the three inclined rolls 1 are arranged around the pass line PL at equal intervals.
  • one inclined roll 1 may be arranged directly below the pass line PL (downward in the vertical direction).
  • the surface of each inclined roll 1 is divided into an entry side surface 1a and an exit side surface 1b along the pass line PL.
  • each inclined roll 1 is inclined with respect to the pass line PL. That is, each inclined roll 1 is given an inclined angle FA (see FIG. 3). A crossing angle CA is given to each inclined roll (see FIG. 4). The tilt angle FA and the cross angle CA are adjustable. Further, each inclined roll 1 is given an opening degree with respect to the pass line PL. This roll opening can also be adjusted.
  • the tilt angle FA means the swing angle of the central axis 1c of the tilt roll 1 in the circumferential direction centered on the pass line PL.
  • the crossing angle CA means a swing angle of the central axis 1c of the inclined roll 1 in the radial direction about the pass line PL.
  • the distance between the pass line PL and the entry side surface 1a gradually decreases from the entry side to the exit side of the pass line PL.
  • the distance between the pass line PL and the exit side surface 1b gradually increases from the entry side to the exit side of the pass line PL.
  • the entry side surface 1a is, for example, a tapered surface having a constant gradient.
  • the protruding side surface 1b is, for example, a tapered surface having a constant gradient.
  • the plug 2 is arranged on the path line PL between the inclined rolls 1.
  • the plug 2 is held by a core metal 3 extending along the pass line PL.
  • Inclined rolling (perforation rolling) using such an inclined rolling mill is performed as follows.
  • the material to be rolled WP which is a round billet, is heated.
  • the heated material WP to be rolled is arranged on the pass line PL.
  • the material to be rolled WP is sent between the rotating inclined rolls 1 by the pusher and bites into the inclined roll 1.
  • the material to be rolled WP advances while rotating around its own axis on the pass line PL, and is perforated and rolled by the inclined roll 1 and the plug 2.
  • a bare pipe (seamless metal pipe) having a predetermined wall thickness and outer diameter can be obtained.
  • the situation of the inclined rolling is the same as the situation of drilling rolling except that the material to be rolled is a hollow raw pipe. That is, the material to be rolled advances while rotating around its own axis on the pass line PL, and is stretch-rolled by the inclined roll 1 and the plug 2.
  • the production of a seamless metal tube having a small wall thickness may be referred to as a thin-walled tube.
  • the production of a seamless metal pipe having a large wall thickness may be referred to as a thick-walled pipe.
  • the present inventors tried to reduce the amount of wall thickness processing by the plug as the first countermeasure. This is because if the amount of wall thickness processed by the plug is small, the amount of material squeezed out between the inclined rolls is also small. As a means for this, a method of reducing the roll opening was adopted. By reducing the roll opening degree, the outer diameter of the material to be rolled becomes smaller by the time the material to be rolled reaches the tip of the plug, and then the outer diameter of the material to be rolled becomes larger. As a result, the amount of wall thickness processed by the plug can be reduced.
  • the material to be rolled having a smaller cross-sectional area (outer diameter) has a higher overall workability. It can be small.
  • the present inventors conducted various experiments and numerical analyzes, and examined a method for reducing the traveling speed of the material to be rolled on the entrance side of the inclined roll. As a result, it was confirmed that if the angle of the entry side surface of the inclined roll is increased, the traveling speed of the material to be rolled decreases on the entrance side surface of the inclined roll, and the change in the peripheral length of the material to be rolled is suppressed.
  • the angle of the entry side surface of the inclined roll may be referred to as the entry side surface angle.
  • the entry side surface angle means the maximum angle formed by the entry side surface and the pass line in the range of contact with the material to be rolled in the cross section including the pass line.
  • the present inventors attempted to control the direction in which the material to be rolled stretches during drilling and rolling.
  • the means is to increase the angle of the protruding side surface of the inclined roll. If the angle of the protruding side surface of the inclined roll is increased, the distance in the longitudinal direction of the range of contact with the material to be rolled becomes shorter on the protruding surface of the inclined roll, and the material constraint in the longitudinal direction is weakened. Then, the material to be rolled tends to stretch in the longitudinal direction, but the elongation in the circumferential direction of the material to be rolled decreases by that amount. As a result, the bite is reduced.
  • the angle of the protruding side surface of the inclined roll may be referred to as the protruding side surface angle.
  • the protruding side angle means the maximum angle formed by the protruding side and the pass line in the range of contact with the material to be rolled in the cross section including the pass line.
  • Plug clogging is a phenomenon that occurs due to insufficient peripheral length of the material to be rolled in the circumferential direction. In order to clear the plug clogging, it is necessary to increase the peripheral length of the material to be rolled in the circumferential direction, contrary to the case of thin-walled pipe making.
  • the method adopted in the case of thick-walled pipes is the opposite of that in the case of thin-walled pipes. That is, in the case of thick-walled pipes, the roll opening is increased in order to increase the material cross-sectional area of the material to be rolled on the entry side of the plug. In this case, in order to obtain a propulsive force on the material to be rolled, it is necessary to increase the distance of contact with the material to be rolled on the entrance side surface of the inclined roll. As a means of doing so, the entry side angle of the inclined roll must be reduced. Further, in order to allow the material of the material to be rolled to escape in the circumferential direction, it is necessary to reduce the protruding side angle of the inclined roll and strengthen the material restraint in the longitudinal direction.
  • inclined rolls having different shapes and dimensions may be used. Thereby, the wall thickness limit of each of the thick-walled pipe and the thin-walled pipe can be expanded.
  • the present inventors have conducted further diligent studies on means that do not require replacement of the inclined roll.
  • the means reached is to make the entrance surface of the inclined roll a convex curved surface.
  • the entrance surface of the inclined roll is a tapered surface having a constant gradient.
  • the present inventors use an inclined roll having a curved surface with a convex entry side surface, and further adjust the crossing angle CA of the inclined roll. I came up with that.
  • the housings that support both ends of the central shaft of the tilt roll are divided into an inlet side and an outlet side.
  • the tilt angle FA of the tilt roll is adjusted by rotating one or both of the two housings.
  • the support position of the inclined roll is adjustable in each of the inlet and outlet housings.
  • the crossing angle CA of the inclined roll is adjusted by adjusting each of the support positions. In line with this, the roll opening of each of the entry side and the exit side is adjusted.
  • both ends of the central axis of the inclined roll are supported by one housing.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of an inclined roll 1 having an entry side surface 1a of a convex curved surface.
  • the entrance side surface 1a of the inclined roll 1 is not a simple tapered surface, that is, a tapered surface having a constant gradient, but a convex curved surface.
  • the convex curved surface means a tapered surface in which the gradient changes continuously, a tapered surface in which the gradient changes stepwise, or a tapered surface in which these are combined.
  • the line that appears when the entrance side surface 1a is cut along the central axis 1c of the inclined roll 1 is, for example, a convex curve.
  • This convex curve is represented by, for example, a function that draws an arc with a constant radius of curvature.
  • This convex curve may be represented by a polynomial function.
  • the line that appears when the entrance side surface 1a is cut along the central axis 1c of the inclined roll 1 may be a combination of a convex curve and a straight line, or a combination of a plurality of straight lines having different inclinations. There may be.
  • the protruding side surface 1b of the inclined roll 1 is a tapered surface having a constant gradient.
  • the protruding side angle of the inclined roll is increased.
  • the entry side surface angle of the inclined roll hardly changes. This is because the entrance side surface of the inclined roll is a convex curved surface. In this case, if the entrance side surface of the inclined roll is a mere tapered surface and the slope of the entire entrance side surface is constant, it is necessary to lengthen the body length of the entrance side surface in advance. This is because as the crossing angle CA of the inclined roll increases, the entry side surface angle decreases, so that the roll opening degree at the entry side end of the entry side surface must be increased to be larger than the diameter of the material to be rolled.
  • the entrance side surface is a convex curved surface, it is not necessary. Further, even when the diameter of the material to be rolled is large, if the entrance side surface is a convex curved surface, there is no excessive pushing of the material, so that the peripheral length of the material to be rolled in the longitudinal direction is stable without fluctuation.
  • the plug may be replaced when the crossing angle CA is changed.
  • the roll opening degree may be adjusted after adjusting the crossing angle CA of the tilting roll, or may be performed before adjusting the crossing angle CA of the tilting roll. For fine adjustment, the adjustment of the roll opening degree and the adjustment of the crossing angle CA of the inclined roll may be repeated.
  • the protruding side angle of the tilted roll is reduced.
  • the entrance side surface of the inclined roll is a mere tapered surface and the gradient of the entire entrance side surface is constant, the entrance side surface angle increases as the crossing angle CA of the inclined roll decreases. Therefore, the contact distance between the inner side surface and the material to be rolled becomes short, and the biting of the material to be rolled becomes unstable.
  • the entry side surface is a convex curved surface, the entry side surface angle hardly changes, so that the material to be rolled does not bite poorly.
  • the plug may be replaced when the crossing angle CA is changed.
  • the entrance surface of the inclined roll is a convex curved surface in this way, it is possible to manufacture seamless metal pipes having different wall thicknesses using the same inclined roll simply by changing the setting conditions of the inclined roll. .. At that time, even when the diameter of the material to be rolled is large, fluctuations in the peripheral length of the material are suppressed, and rolling defects such as material squeezing out and plug clogging do not occur.
  • seamless metal pipes can be manufactured regardless of the wall thickness by inclined rolling (perforation rolling and draw rolling) using a 3-roll inclined rolling mill.
  • the degree of wall thickness of the seamless metal tube is expressed by the ratio of the wall thickness to the outer diameter. The value of this ratio is also called the wall thickness outer diameter ratio. The smaller the wall thickness outer diameter ratio, the smaller the degree of wall thickness of the seamless metal tube (that is, the thinner the wall thickness).
  • perforation rolling using a conventional 3-roll type inclined rolling mill it is difficult to produce a thin seamless metal pipe having a wall thickness outer diameter ratio of 0.07 or less.
  • a first seamless metal pipe having a first wall thickness and a second wall thickness different from the first wall thickness are used by using an inclined rolling mill.
  • a second seamless metalless tube having the above is manufactured.
  • the tilt rolling mill comprises a plug and three tilt rolls. The plug is placed on the path line. The three tilted rolls are evenly spaced around the pass line, each with an entry side and an exit side. The distance between the pass line and the entry side surface gradually decreases from the entry side to the exit side of the pass line. The distance between the pass line and the exit side surface gradually increases from the entry side to the exit side of the pass line.
  • the manufacturing method includes a first inclined rolling step, a setting changing step, and a second inclined rolling step.
  • the first inclined rolling step the first material to be rolled is rolled by the inclined rolling mill.
  • the setting changing step the setting condition of the inclined rolling mill is changed to one of the following (a) and (b).
  • the second inclined rolling step the heated second material to be rolled is rolled by the inclined rolling mill whose set conditions have been changed (first configuration).
  • the crossing angle of the inclined roll is made smaller than that in the first inclined rolling step.
  • the manufacturing method of the first configuration in the inclined rolling using the 3-roll type inclined rolling mill, there is no problem in quality, and either the seamless metal pipe having a small wall thickness or the seamless metal pipe having a large wall thickness is used. Can also be manufactured. Therefore, a 3-roll type inclined rolling mill can be put into practical use.
  • first wall thickness and the second wall thickness are the target wall thickness after the inclined rolling, and may be slightly different from the values of the actual wall thickness after the actual inclined rolling.
  • the inclined rolling mill is a drilling rolling mill.
  • the first inclined rolling step and the second inclined rolling step are drilling rolling steps.
  • the first material to be rolled and the second material to be rolled are solid round billets.
  • the tilt rolling mill is a stretching rolling mill.
  • the first inclined rolling step and the second inclined rolling step are draw rolling steps.
  • the first material to be rolled and the second material to be rolled are hollow raw pipes.
  • the outer surface is exposed in the contact range between the first material to be rolled and the second material to be rolled.
  • the side angle shall be 0 ° or more and 9 ° or less.
  • the angle of the protruding side surface is made larger than 3 °.
  • the angle of the protruding side surface is made larger than 3 ° (second). 2 configuration).
  • the manufacturing method of the second configuration is useful when the first seamless metal tube is a thin-walled seamless metal tube, or when the second seamless metal tube is a thin-walled seamless metal tube.
  • the protruding side angle is set in the above range, a thin-walled first seamless metal-free tube and a thin-walled second seamless metal-free tube can be manufactured without any problem in terms of quality.
  • the protruding side angle is preferably larger than 3 °.
  • the upper limit of the protrusion angle is not particularly limited. However, the upper limit of the protruding side angle is preferably 9 °, more preferably 6 °, in consideration of the design of the plug.
  • the curved surface having a convex entry side surface is preferable, and in the second inclined rolling step, the inclined roll used in the first inclined rolling step is used (third). Composition).
  • the manufacturing method of the third configuration it is not necessary to replace the inclined roll between the first inclined rolling process and the second inclined rolling process. That is, the first seamless metalless pipe and the second seamless metalless pipe having different wall thicknesses can be manufactured by one inclined rolling mill without exchanging the inclined rolls. Therefore, the operation efficiency is excellent.
  • the first material to be rolled and the second material to be rolled are solid. That is, the first inclined rolling step and the second inclined rolling step are drilling rolling steps.
  • the drilling ratio is 3.5 or more
  • the angle of the entry side surface (entry side surface angle) is 8 ° or more and 15 ° or less
  • the gorge draft rate is set to 30% or more (fourth configuration).
  • the manufacturing method of the fourth configuration is useful when the inclined rolling mill is a drilling rolling mill and the first inclined rolling step and the second inclined rolling step are drilling rolling steps.
  • the entry side angle and draft ratio are set within the above ranges, there is no problem in terms of quality, and the first seamless metalless pipe and the second It is possible to manufacture a seamless metal tube.
  • the entry side surface angle is preferably 8 ° or more and 15 ° or less.
  • the gorge draft rate is 30% or more.
  • the upper limit of the gorge draft rate is not particularly limited.
  • the reaction force to the inclined roll becomes large. Since the roll shaft is large in order to secure the bearing strength that supports the inclined roll shaft, it is necessary to increase the roll diameter as well. However, when the number of inclined rolls is three or more, the inclined rolls interfere with each other, so that the upper limit of the gorge draft rate is preferably 60%.
  • the drilling ratio means the ratio of the length of the seamless metal pipe after drilling and rolling to the length of the material to be rolled before drilling and rolling. That is, the drilling ratio in the first inclined rolling step means the ratio of the length of the first seamless metal pipe to the length of the first material to be rolled.
  • the drilling ratio of the second inclined rolling step means the ratio of the length of the second seamless metal pipe to the length of the second material to be rolled.
  • the drilling ratio means the ratio of the cross-sectional area of the material to be rolled before drilling and rolling to the cross-sectional area of the seamless metal pipe after drilling and rolling.
  • the drilling ratio is an index of the degree of workability by drilling and rolling. In the case of draw rolling, the drilling ratio is called the draw ratio.
  • the roll opening (RO) in the formula (A) means the roll opening at the roll gorge portion, that is, the boundary portion between the roll entering side surface and the roll exit side surface. More precisely, the roll opening (RO) is twice the shortest distance between the surface of the tilted roll (eg, the entry side surface) and the pass line.
  • the first material to be rolled and the second material to be rolled are solid. That is, the first inclined rolling step and the second inclined rolling step are drilling rolling steps.
  • the entry side surface is a convex curved surface
  • the entry side surface line appearing in the cross section including the central axis of the inclined roll is an arc.
  • the value obtained by dividing the radius of curvature of the arc by the outer diameters of the first material to be rolled and the second material to be rolled is 1.67 or more and 6.67 or less (fifth configuration).
  • the manufacturing method of the fifth configuration is useful when the inclined rolling mill is a drilling rolling mill and the first inclined rolling step and the second inclined rolling step are drilling rolling steps.
  • the entry side surface is a convex curved surface and the entry side surface line appearing in the cross section including the central axis of the inclined roll is an arc
  • the radius of curvature of the arc is defined as the outside of the round billet which is the material to be rolled.
  • the value divided by the diameter may be referred to as the curved surface index of the inner surface.
  • the curved surface index of the entrance surface of the first material to be rolled and the second material to be rolled is set in the above range, there is no problem in terms of quality. It is possible to manufacture the first seamless metalless tube and the second seamless metalless tube. From the viewpoint of exhibiting this effect, the curved surface index of the entrance surface is preferably 1.67 or more and 6.67 or less. However, if the radius of curvature in the curved surface index of the entrance surface is small, the material is rolled with a short contact length, and the surface of the inclined roll is significantly worn.
  • the radius of curvature is preferably 150 mm or more and 350 mm or less.
  • the curved surface index of the entrance surface is preferably 2.50 or more and 5.83 or less by conversion.
  • the first material to be rolled and the second material to be rolled are solid. That is, the first inclined rolling step and the second inclined rolling step are drilling rolling steps.
  • the conditions in which the gorge draft ratio (GD) and the bite angle ( ⁇ ) are expressed by the following formula (1) are satisfied (the first). 6 configuration). 0.12 x GD + 1.5 ⁇ ⁇ ⁇ 0.25 x GD + 6 (1)
  • the gorge draft rate (GD) in the above formula (1) is expressed by the above formula (A).
  • the bite angle ( ⁇ ) is determined as follows.
  • the tilt angle FA of the tilt roll is assumed to be 0 °.
  • a virtual plane including both the central axis of the tilted roll and the path line at this time is defined.
  • a straight line connecting the contact start position between the material to be rolled (round billet) and the inclined roll and the gorge position is drawn.
  • the contact start position between the material to be rolled and the inclined roll here corresponds to the biting position of the material to be rolled on the entry side surface of the inclined roll.
  • the angle formed by the straight line and the pass line is the bite angle ( ⁇ ).
  • the manufacturing method of the sixth configuration is useful when the inclined rolling mill is a drilling rolling mill and the first inclined rolling step and the second inclined rolling step are drilling rolling steps.
  • the bite angle ( ⁇ ) is preferably "0.12 x GD + 1.5" or more and "0.25 x GD + 6" or less.
  • the slope of the entry side surface may be set to be larger toward the entry side end of the entry side surface so as to satisfy the condition shown in the equation (1).
  • FIG. 6 is a flow chart showing a method for manufacturing a seamless metal tube according to the present embodiment.
  • the manufacturing method of the present embodiment includes a first inclined rolling step (# 5), a setting changing step (# 10), and a second inclined rolling step (# 15). ..
  • First inclined rolling step (# 5) In the first inclined rolling step (# 5), the first material to be rolled is rolled using a 3-roll type inclined rolling machine to produce a first seamless metal pipe having a first wall thickness. At that time, the first material to be rolled is preheated to a predetermined temperature by a heating furnace. The heating temperature of the first material to be rolled is, for example, in the range of 1150 to 1250 ° C.
  • the first material to be rolled is a round billet.
  • the inclined rolling mill is a drilling and rolling mill, and the round billet is drilled and rolled by the drilling and rolling mill.
  • the first material to be rolled may be a raw pipe.
  • This raw pipe may be a raw pipe manufactured by drilling and rolling, or may be a raw pipe manufactured by another method.
  • the inclined rolling mill is a stretching rolling mill, and the raw pipe is stretch-rolled by the stretching rolling mill.
  • the inner side surface of the inclined roll is a convex curved surface as shown in FIG. 5 above.
  • the entrance surface of the inclined roll may be a tapered surface having a constant gradient as shown in FIGS. 1 to 4 above.
  • the protruding side surface of the inclined roll is a tapered surface having a constant gradient as shown in FIGS. 1 to 5. The distance between the pass line and the entry side gradually decreases from the entry side to the exit side of the pass line. The distance between the pass line and the exit side gradually increases from the entry side to the exit side of the pass line.
  • the second material to be rolled is also a round billet. If the first material to be rolled is a round billet, the second material to be rolled is also a round billet. If the first material to be rolled is a raw pipe, the second material to be rolled is also a raw pipe. When the second material to be rolled is a round billet, the round billet is drilled and rolled by a drilling and rolling machine. When the second material to be rolled is a raw pipe, the raw pipe is stretch-rolled by a stretching rolling mill.
  • the shape and dimensions of the second material to be rolled are the same as those of the first material to be rolled. However, the shape and dimensions of the second material to be rolled may be different from those of the first material to be rolled.
  • the material of the second material to be rolled is the same as that of the first material to be rolled. However, the material of the second material to be rolled may be different from that of the first material to be rolled.
  • FIG. 7 and 8 are schematic views for explaining a specific example of the setting changing process.
  • FIG. 7 shows the situation of option (a).
  • FIG. 8 shows the situation of option (b).
  • 7 and 8 show a case where the entrance side surface 1a of the inclined roll 1 is a convex curved surface.
  • the entrance side surface 1a of the inclined roll 1 is a convex curved surface.
  • the line that appears when the entry side surface 1a is cut along the central axis 1c of the inclined roll 1 is a convex curve.
  • This convex curve is represented by a function that draws an arc with a constant radius of curvature.
  • the protruding side surface 1b of the inclined roll 1 is a tapered surface.
  • the distance between the pass line PL and the entry side surface 1a gradually decreases from the entry side to the exit side of the pass line PL.
  • the distance between the pass line PL and the exit side surface 1b gradually increases from the entry side to the exit side of the pass line PL.
  • Option (a) is selected when the second wall thickness is smaller than the first wall thickness. From another aspect, option (a) is selected when the thin-walled seamless metal pipe is manufactured in the second inclined rolling step. In this case, the crossing angle CA of the inclined roll 1 is made larger than that in the first inclined rolling step. As a result, the protruding side angle ⁇ b of the inclined roll 1 becomes large.
  • Option (b) is selected when the second wall thickness is larger than the first wall thickness. From another point of view, option (b) is selected when the thick seamless metal pipe is manufactured in the second inclined rolling step. In this case, the crossing angle CA of the inclined roll 1 is made smaller than that in the first inclined rolling step. As a result, the protruding side angle ⁇ b of the inclined roll 1 becomes small.
  • the shape and dimensions and the material of the second material to be rolled are the same as those of the first material to be rolled, it is useful in the following points.
  • the setting conditions of equipment (eg, transport equipment) located upstream of the tilt rolling mill can be shared. Therefore, the operation efficiency is excellent.
  • Example 1 a drilling and rolling test was carried out.
  • a round billet (material, material to be rolled) of carbon steel was drilled and rolled using a 3-roll type inclined rolling mill to manufacture a raw pipe (seamless metal pipe).
  • a plurality of plugs (plug Nos. A to F) having different dimensions and shapes were prepared.
  • a plurality of inclined rolls (rolls No. R60 to R600, O to Z) having different dimensions and shapes were prepared.
  • FIG. 9 is a diagram showing the appearance of the plug used in the drilling and rolling test.
  • the plug No. The shape of the plugs 2 of A to F was a general shell shape. Table 1 below shows the plug numbers. The dimensions of each of the plugs 2 of A to F are shown. L in Table 1 is the axial length from the tip to the portion having the maximum diameter in the plug 2 shown in FIG. D in Table 1 is the maximum diameter of the body of the plug 2 shown in FIG.
  • FIG. 10 and 11 are views showing the appearance of the inclined roll used in the drilling and rolling test.
  • FIG. 10 shows the roll No. Inclined rolls 1 of R60 to R600 are shown.
  • FIG. 11 the roll No. The tilted rolls 1 of O to Z are shown.
  • the inclined rolls 1 of R60 to R600 were divided into an entrance side surface 1a and an exit side surface 1b with the gorge G as a boundary.
  • the entry side surface 1a was a convex curved surface.
  • the line that appeared when the entrance side surface 1a was cut along the central axis 1c of the inclined roll 1 was a convex curve.
  • This convex curve was an arc having a constant radius of curvature (RG).
  • the protruding side surface 1b was a tapered surface.
  • the total length of the inclined roll 1 was constant.
  • the axial length of the protruding side surface 1b was constant.
  • the axial length of the entry side surface 1a was changed according to the radius of curvature (RG) of the arc forming the convex curved surface. Therefore, if necessary, an auxiliary cylindrical portion 1aa is provided at the entry side end of the entry side surface 1a.
  • Table 2 below shows the roll numbers.
  • the various dimensions of each of the inclined rolls 1 of R60 to R600 are shown.
  • FIG. 10 shows various dimensions common to each of those inclined rolls 1.
  • RG in Table 2 is the radius of curvature of the arc forming the convex curved surface of the entrance side surface 1a shown in FIG. H in Table 2 is the axial length of the auxiliary cylindrical portion 1aa shown in FIG.
  • the inclined rolls 1 of O to Z were divided into an entry side surface 1a and an exit side surface 1b with the gorge G as a boundary.
  • the entry side surface 1a was a tapered surface.
  • the protruding side surface 1b was a tapered surface.
  • the axial length of the entry side surface 1a was constant.
  • the axial length of the protruding side surface 1b was constant. Therefore, the total length of the inclined roll 1 was constant.
  • Roll No. The total length of the inclined rolls 1 of O to Z is the roll No. It was the same as the total length of the inclined roll 1 of R60 to R600.
  • Table 3 below shows the roll numbers. Various dimensions of each of the inclined rolls 1 of O to Z are shown. FIG. 11 shows various dimensions common to each of those inclined rolls 1. ⁇ a in Table 3 is the gradient of the entry side surface 1a shown in FIG.
  • the plug No. A to D plugs and roll No. Drilling was performed by combining various O, P, R and S inclined rolls. At that time, the heating temperature of the round billet was 1200 ° C. The tilt angle FA of the tilt roll was 10 °. Further, the crossing angle CA of the inclined roll and the roll opening degree were variously changed.
  • the wall thickness was changed variously while aiming for a constant outer diameter. This is because in actual operation, the raw pipe after drilling and rolling is supplied to the drawing and rolling mill, so in many cases it is necessary to keep the outer diameter constant.
  • condition 1 roll No. Inclined roll of O and plug No. Drilling was carried out under condition 1 using the plug of A. Subsequently, drilling and rolling was carried out under condition 2 in which the roll opening degree was smaller than that of condition 1.
  • Condition 2 was a condition in which the target wall thickness of the seamless metal tube to be obtained was made smaller than that of Condition 1.
  • the material was squeezed out. Therefore, the inclined roll is changed to the roll No. Replaced with the inclined roll of P, changed the protruding side angle from 0 ° to 3 °, and changed the plug to the plug No. Drilling was carried out under condition 3 in which the plug was replaced with the plug of B. In the drilling and rolling of the condition 3, a seamless metal pipe having a wall thickness smaller than that of the condition 1 could be obtained without causing problems such as material squeezing out.
  • both a seamless metal tube having a small wall thickness and a seamless metal tube having a large wall thickness can be manufactured without any problem in terms of quality.
  • FIG. 12 is a diagram summarizing the presence / absence of a defect in the first embodiment.
  • the horizontal axis represents the protruding side angle [°] of the inclined roll
  • the vertical axis represents the wall thickness outer diameter ratio (t / d) [unit: dimensionless] of the obtained seamless metal tube.
  • the “ ⁇ ” mark indicates that no defect has occurred
  • the “x” mark indicates that a defect has occurred.
  • A, B, C and D in FIG. 12 are plug No. Means.
  • the protruding side angle may be made larger than 3 °.
  • the upper limit of the protrusion angle is not particularly limited.
  • the wall thickness limit of the thin-walled pipe is almost the same depending on whether the protruding side angle is 6 ° or 9 °.
  • the protruding side angle is made larger than 9 °, the plug must be geometrically shortened. In this case, the design of the plug itself becomes difficult, and there is a concern that the dimensional accuracy, particularly the uneven thickness, may be deteriorated. Therefore, the upper limit of the protruding side angle is preferably 9 °, more preferably 6 °.
  • the protruding side angle is made smaller than 0 °, the roll opening becomes smaller toward the protruding side of the inclined roll. In this case, the clearance between the inner circumference of the manufactured seamless metal tube and the outer circumference of the plug becomes small, and it becomes difficult to pull out the plug from the seamless metal tube. Therefore, the protruding side angle is preferably 0 ° or more. In short, according to the manufacturing method of the second configuration described above, both a seamless metal tube having a small wall thickness and a seamless metal tube having a large wall thickness can be manufactured without any problem in terms of quality.
  • Example 2 a drilling and rolling test was carried out in the same manner as in Example 1.
  • the plug No. A to D plugs and roll No. Various combinations of V, P and R220 inclined rolls were performed for drilling and rolling.
  • Table 5 below shows the test conditions and test results of Example 2.
  • condition 17 corresponds to condition 1 of the first embodiment except for the angle of entry side surface of the inclined roll to be used. However, in the drilling rolling under condition 17, the round billet did not bite into the inclined roll.
  • the protruding side angle of the inclined roll was made the same as the condition 6 of the first embodiment, and the same wall thickness as the condition 6 of the first embodiment was aimed at.
  • the round billet collided with the end face on the entry side of the inclined roll, and the round billet could not be bitten into the inclined roll. This is because the entry side surface angle of the inclined roll was 1 °, so that the body length (length in the axial direction) of the entrance side surface of the inclined roll was insufficient.
  • the inward side angle is inevitably small because the outside angle of the inclined roll is large.
  • the roll opening is small in the thin-walled pipe, it is necessary to make the body length of the entrance side longer.
  • the body length of the entrance side surface required to bite the round billet into the inclined roll is 170 mm or more.
  • the body length of the entrance side surface of the inclined roll used in the actual test was 150 mm (see FIG. 11).
  • drilling and rolling was carried out under conditions 22 to 30.
  • the inclined roll is rolled into roll No. It was replaced with an inclined roll of R220, and the plug was replaced with another plug. Further, the crossing angle CA of the inclined roll and the roll opening degree were variously changed.
  • Drilling under conditions 22 to 30 was carried out in the same order as in Example 1. That is, in the order of each drilling and rolling, the wall thickness was once reduced and then the wall thickness was increased. In any of the drilling and rolling conditions 22 to 30, a seamless metal pipe could be obtained without causing problems such as poor biting.
  • the entrance surface of the inclined roll is a convex curved surface, there is no problem in quality without replacing the inclined roll, and both a seamless metal tube with a small wall thickness and a seamless metal tube with a large wall thickness can be manufactured. Can be done.
  • Example 3 a drilling and rolling test was carried out in the same manner as in Example 1.
  • the plug No. C and E plugs and roll No. Various combinations of S to Z and R220 inclined rolls were performed to perform drilling and rolling with a high workability having a drilling ratio of 3.5 or more.
  • the outer diameter of the round billet was 50 mm and 60 mm.
  • the crossing angle CA of the tilting roll was 3 °, and the tilting angle FA was 10 °.
  • the protruding side angle of the inclined roll was 6 °.
  • the roll opening was changed in various ways, and the presence or absence of defects (material biting, poor biting, and material peripheral length fluctuation) was investigated. This survey used the entry side angle of the inclined roll and the gorge draft rate as indicators.
  • FIG. 13 is a diagram summarizing the presence or absence of the occurrence of a defect in the third embodiment.
  • the horizontal axis represents the entry side surface angle [°] of the inclined roll, and the vertical axis represents the gorge draft rate [%].
  • the “ ⁇ ” mark indicates that no defect has occurred, and the “x” mark indicates that a defect has occurred.
  • Example 4 a drilling and rolling test was carried out in the same manner as in Example 1.
  • the plug No. A, E and F plugs and roll No. Drilling was performed by variously combining five types of inclined rolls R60 to R600.
  • As the base conditions three conditions, conditions 46 to 48, were set. In each of the conditions 46 to 48, the roll No. Each inclined roll of R60 to R600 was used.
  • Conditions 46, 47 and 48 were intended to produce thick, medium and thin seamless metal tubes, respectively.
  • the protruding side angles of conditions 46, 47 and 48 were 0 °, 3 ° and 6 °, respectively.
  • the contact start position can be calculated by two-dimensional geometry assuming that the tilt angle FA of the tilt roll is 0 °.
  • the indicators of the survey were the first distance in the direction along the pass line and the second distance in the direction perpendicular to the pass line.
  • the first distance was the distance from the gorge position to the contact start position.
  • the second distance was the distance from the pass line to the contact start position minus half of the roll opening.
  • the first distance may be referred to as a distance from the gorge.
  • the second distance may be referred to as (distance from the pass line)-(roll opening / 2).
  • FIG. 14 is a diagram summarizing the presence or absence of the occurrence of a defect in the fourth embodiment.
  • the horizontal axis represents the distance [mm] from the gorge, and the vertical axis represents (distance from the pass line) ⁇ (roll opening / 2) [mm].
  • the “ ⁇ ” mark indicates that no defect has occurred, and the “x” mark indicates that a defect has occurred.
  • roll No. In the drilling and rolling using the inclined roll of R60, a biting defect occurred under all of the conditions 46 to 48.
  • roll No. In addition, roll No. In the drilling and rolling using the inclined roll of R600, there was a problem that the peripheral length variation of the material became large under the conditions 47 and 48.
  • roll No. Of R60 to R600 roll No. It is preferable to use inclined rolls of R100 to R400. These roll Nos. Of R100 to R400, the smallest roll No. In the inclined roll of R100, the radius of curvature of the arc forming the convex curved surface of the entrance side surface was 100 mm. On the other hand, the largest roll No. In the inclined roll of R400, the radius of curvature of the arc forming the convex curved surface of the entrance side surface was 400 mm. The outer diameter of the round billet was 60 mm.
  • Example 5 a drilling and rolling test was carried out in the same manner as in Example 1. In Example 5, two types of inclined rolls (rolls No. A and B) were further prepared.
  • FIG. 15 is a diagram showing the appearance of the inclined roll used in the drilling and rolling test.
  • the roll No. The tilted rolls 1 of A and B are shown.
  • the inclined rolls 1 of A and B were divided into an entrance side surface 1a and an exit side surface 1b with the gorge G as a boundary.
  • the entry side surface 1a was a convex curved surface.
  • the line that appeared when the entrance side surface 1a was cut along the central axis 1c of the inclined roll 1 was a convex curve. This convex curve was represented by a polynomial function.
  • the protruding side surface 1b was a tapered surface.
  • the total length of the inclined roll 1 was constant.
  • the axial length of the protruding side surface 1b was constant.
  • the axial length of the entry side surface 1a was changed according to the polymorphic function of the convex curve forming the convex curved surface.
  • an auxiliary cylindrical portion 1aa is provided at the entry side end of the entry side surface 1a.
  • Roll No. The total length of the inclined rolls 1 of A and B is the roll No. 1 described above. It was the same as the total length of the inclined roll 1 of O to Z and R60 to R600.
  • Table 8 below shows the roll numbers.
  • the dimensions of each of the inclined rolls 1 of A and B are shown.
  • FIG. 15 shows various dimensions common to each of those inclined rolls 1.
  • a and b in Table 8 are coefficients in the polynomial expression function of the convex curve forming the convex curved surface of the entrance surface 1a shown in FIG. H in Table 8 is the axial length of the auxiliary cylindrical portion 1aa shown in FIG.
  • Example 5 In the drilling and rolling test of Example 5, the roll No. was found under each of the conditions 46 to 48 in Example 4. Each inclined roll of A and B was used. In the drilling and rolling under each condition, the presence or absence of defects was investigated in the same manner as in Example 4.
  • FIGS. 16 and 17 are diagrams summarizing the presence or absence of the occurrence of a defect in the fifth embodiment.
  • FIG. 16 shows the roll No.
  • the result using the inclined roll of A is shown.
  • FIG. 17 shows the roll No.
  • the result using the inclined roll of B is shown.
  • the horizontal axis represents the distance [mm] from the gorge
  • the vertical axis represents (distance from the pass line)-(roll opening / 2) [mm].
  • the “ ⁇ ” mark indicates that no defect has occurred
  • the “x” mark indicates that a defect has occurred.
  • 16 and 17 also show the conditions under which no defect occurred in the drilling and rolling of Example 4 and the range thereof.
  • roll No. In the drilling and rolling using the inclined roll of A, the contact between the round billet and the inclined roll is within the range in which the defect did not occur in Example 4 regardless of the protrusion side angle of 0 °, 3 ° and 6 °. Started, and no problems occurred. Further, with reference to FIG. 17, the roll No. In the drilling and rolling using the inclined roll of B, when the protruding side angle is 0 °, the contact between the round billet and the inclined roll may start outside the range in which the problem did not occur in Example 4. At this time, poor biting occurred.
  • Example 6 a drilling and rolling test was carried out in the same manner as in Example 1. In Example 6, two types of inclined rolls (rolls No. C and D) were further prepared.
  • FIG. 18 and 19 are views showing the appearance of the inclined roll used in the drilling and rolling test.
  • FIG. 18 shows the roll No. The tilt roll 1 of C is shown.
  • FIG. 19 the roll No. The tilt roll 1 of D is shown.
  • the inclined rolls 1 of C and D were divided into an entrance side surface 1a and an exit side surface 1b with the gorge G as a boundary.
  • the entry side surface 1a was composed of a three-step tapered surface. That is, the entrance side surface 1a is a tapered surface (convex curved surface) whose gradient changes in three stages along the central axis 1c.
  • the protruding side surface 1b was a tapered surface having a constant gradient.
  • the axial length of the entry side surface 1a was constant.
  • the axial length of the protruding side surface 1b was constant. Therefore, the total length of the inclined roll 1 was constant.
  • the total length of the inclined rolls 1 of C and D is the roll No. 1 described above. It was the same as the total length of the inclined rolls 1 of A, B, O to Z and R60 to R600.
  • Example 6 In the drilling and rolling test of Example 6, the roll No. was found in each of the conditions 46 to 48 in Example 4 as in Example 5. Each inclined roll of C and D was used. In the drilling and rolling under each condition, the presence or absence of defects was investigated in the same manner as in Example 4.
  • FIGS. 20 and 21 are diagrams summarizing the presence or absence of the occurrence of a defect in the sixth embodiment.
  • FIG. 20 shows the roll No.
  • the result using the inclined roll of C is shown.
  • FIG. 21 shows the roll No.
  • the result using the inclined roll of D is shown.
  • the horizontal axis represents the distance [mm] from the gorge, and the vertical axis represents (distance from the pass line)-(roll opening / 2) [mm].
  • the “ ⁇ ” mark indicates that no defect has occurred
  • the “x” mark indicates that a defect has occurred.
  • 20 and 21 also show the conditions under which no defect occurred in the drilling and rolling of Example 4 and the range thereof.
  • roll No. In the drilling and rolling using the inclined roll of C, the contact between the round billet and the inclined roll is within the range in which the defect did not occur in Example 4 regardless of the protrusion side angle of 0 °, 3 ° and 6 °. Started, and no problems occurred. Further, with reference to FIG. 21, the roll No. In the drilling and rolling using the inclined roll of D, when the protruding side angle was 6 °, the contact between the round billet and the inclined roll may start outside the range in which the problem did not occur in Example 4. At this time, the perimeter of the material fluctuated.
  • FIG. 22 is a diagram for explaining the bite angle ( ⁇ ).
  • the horizontal axis represents the distance [mm] from the gorge, and the vertical axis represents (distance from the pass line) ⁇ (roll opening degree / 2) [mm].
  • the “ ⁇ ” mark indicates the contact start position.
  • the origin corresponds to the gorge position.
  • the horizontal axis corresponds to the pass line.
  • the angle formed by the straight line and the pass line is the bite angle ( ⁇ ). This is as described above.
  • FIG. 23 is a diagram summarizing the presence or absence of defects based on the relationship between the bite angle ( ⁇ ) and the gorge draft rate.
  • the horizontal axis represents the gorge draft rate [%]
  • the vertical axis represents the bite angle ( ⁇ ) [°].
  • the “ ⁇ ” mark indicates that no defect has occurred
  • the “x” mark indicates that a defect has occurred.
  • the bite angle ( ⁇ ) is preferably "0.12 x GD + 1.5" or more and "0.25 x GD + 6" or less.
  • the slope of the entry side surface may be set to be larger toward the entry side end of the entry side surface so as to satisfy the condition shown in the equation (1).
  • the manufacturing method of the present invention can be effectively used for manufacturing a seamless metal tube by the Mannesmann method.
  • Inclined roll 1a Entering side surface 1b: Outer side surface 1c: Central axis 2: Plug PL: Pass line WP: Material to be rolled CA: Crossing angle FA: Inclined angle

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Abstract

本開示の製造方法は、３ロール式傾斜圧延機を用いて、第１の肉厚を有する第１の継目無金属管、及び第１の肉厚と異なる第２の肉厚を有する第２の継目無金属管を製造するものであり、第１の傾斜圧延工程（＃５）と、設定変更工程（＃１０）と、第２の傾斜圧延工程（＃１５）と、を含む。第１の傾斜圧延工程は、傾斜圧延機によって第１の被圧延材を圧延する。設定変更工程は、傾斜圧延機の設定条件を下記（ａ）及び（ｂ）のいずれかに変更する。第２の傾斜圧延工程は、設定条件を変更された傾斜圧延機によって第２の被圧延材を圧延する。（ａ）第２の肉厚が第１の肉厚よりも小さい場合、傾斜ロールの交叉角を第１の傾斜圧延工程のときよりも大きくする、（ｂ）第２の肉厚が第１の肉厚よりも大きい場合、傾斜ロールの交叉角を第１の傾斜圧延工程のときよりも小さくする。

Description

継目無金属管の製造方法
　本発明は、マンネスマン法による継目無金属管の製造方法に関する。
　一般に、マンネスマン法による継目無金属管の製造方法は、以下のステップを含む。丸ビレットを所定の温度に加熱する。丸ビレットを穿孔圧延して、素管（継目無金属管）を製造する。素管をさらに延伸圧延し、さらに定径圧延する。穿孔圧延工程では穿孔圧延機（例：ピアサ）が用いられる。延伸圧延工程では延伸圧延機（例：マンドレルミル、エロンゲータ）が用いられる。穿孔圧延機は傾斜圧延機である。延伸圧延機として傾斜圧延機が用いられる場合もある。
　傾斜圧延機は、例えば、特開平５－２２８５１４号公報（特許文献１）、特開平２－２６３５０６号公報（特許文献２）、特開昭６４－３１５０５号公報（特許文献３）、及び特開昭５９－８０７１６号公報（特許文献４）に開示される。
　傾斜圧延機は、圧延工具として、プラグと２つの傾斜ロールとを備える。傾斜圧延機が３つの傾斜ロールを備える場合もある。２つの傾斜ロールを備える傾斜圧延機は２ロール式傾斜圧延機と称される。３つの傾斜ロールを備える傾斜圧延機は３ロール式傾斜圧延機と称される。各傾斜ロールは、パスラインの周りに等間隔に配置される。各傾斜ロールの中心軸はパスラインに対して傾いている。つまり、各傾斜ロールには傾斜角が与えられている。各傾斜ロールにさらに交叉角が与えられる場合もある。プラグは、傾斜ロール同士の間のパスライン上に配置される。
　傾斜圧延機を穿孔圧延機として用いる場合、その傾斜圧延（穿孔圧延）は次のように行われる。被圧延材は中実の丸ビレットである。加熱された被圧延材がパスライン上に配置される。被圧延材は、プッシャによって、回転する傾斜ロール同士の間に送られて、傾斜ロールに噛み込む。そして、被圧延材は、パスライン上で自身の軸心回りに回転しながら前進して、傾斜ロールとプラグによって穿孔圧延される。これにより、所定の肉厚と外径を有する素管（継目無金属管）が得られる。
　傾斜圧延機を延伸圧延機として用いる場合、その傾斜圧延（延伸圧延）の状況は、被圧延材が中空の素管である以外は、穿孔圧延の状況と同じである。
　ここで、マンネスマン法による継目無金属管の製造方法において、各ステップのうちの最初のステップ（穿孔圧延工程）を担うピアサ（穿孔圧延機）は、１８８５年にマンネスマン兄弟によって実用化された。当時のピアサは、基本的な２ロール式ピアサであった。ピアサは、実用化後も種々の改良を施されて、現在も世界各国の工場で稼働している。これまでピアサ以外の穿孔機が数多く実用化されてきたが、エルハルト穿孔法やユジーン押出法を除いて、ピアサ以外の穿孔機はほぼ淘汰されている。これは、ピアサが生産性及び製品寸法精度に優れるためである。したがって、工業的な成功を収めた穿孔機は、ピアサ（穿孔圧延機）のみと言っても過言ではない。
　しかしながら、現在の２ロール式ピアサは解決すべき問題を抱えている。主に以下に示す２つの課題がある。
　１つ目の課題は、マンネスマン破壊に起因する内面疵である。マンネスマン破壊とは、被圧延材の中心部が脆化して崩壊する現象である。２ロール式ピアサの場合、パスラインの周りの傾斜ロール同士の間にガイド工具（例：プレートシュー、ディスクロール）が設けられている。ガイド工具は、被圧延材の張り出しを制限する役割を担う。穿孔圧延（傾斜圧延）中、回転する被圧延材の中心部には、傾斜ロール同士の向き合う方向の圧縮応力と、ガイド部材同士の向き合う方向の引張応力と、が同時に作用する。このような応力は、被圧延材が１／４回転する度に繰り返される。繰り返しの応力負荷により、マンネスマン破壊が発生する。マンネスマン破壊が著しくなると、得られた素管の内面に疵が発生する。この疵が内面疵である。
　従来、長期にわたり、マンネスマン破壊をむしろ利用し、被圧延材の崩壊した中心部にプラグを押し当てて穿孔していた。容易に穿孔を行えるからである。ただし、この方法では内面疵が発生する。
　近年では、マンネスマン破壊を抑制するための対策が採られている。その対策は、例えばコーン型の傾斜ロールを用いることである。しかしながら、マンネスマン破壊を完全に防ぐことはできない。このため、内面疵の発生は根絶できていない。特に、被圧延材が鋳造ビレットや、ステンレス鋼等の難加工性材料である場合、マンネスマン破壊が助長され、内面疵の発生頻度が高くなる。
　なお、マンネスマン破壊は、前述した応力負荷の繰り返し回数すなわち被圧延材の回転回数に応じて著しくなる。そのため、傾斜ロールの入側面角を大きくして、被圧延材が傾斜ロールに接触してからプラグの先端に到達するまでの距離を短くすることが、マンネスマン破壊を抑制する手段の一つとなる。ただし、２ロール式ピアサでは一般的に３°前後の入側面角を有する傾斜ロールが用いられている。それは、２ロール式ピアサによる穿孔圧延では、被圧延材が傾斜ロール同士の対向する方向とは垂直な方向にずれやすくて、噛み込み不良を生じやすいため、あまりに大きい入側面角を採用することは難しいからである。
　２つ目の課題は、ディスクロールの損傷に起因する外面疵である。ディスクロールは、２ロール式ピアサに設けられるガイド工具である。当時は、ガイド工具として固定式のプレートシューが用いられていた。穿孔圧延（傾斜圧延）中、プレートシューは被圧延材と摺動する。この摺動が著しくなると、得られた素管の外面に疵が発生する。この疵が外面疵である。
　近年では、プレートシューに替えて回転式のディスクロールが用いられている。ディスクロールの使用により、外面疵の発生頻度が少なくなっている。
　しかしながら、ディスクロールの回転方向は被圧延材の回転方向と必ずしも一致しない。このため、ディスクロールの表面と被圧延材の外面との焼き付きを防ぐことはできない。また、ディスクロールの表面の変形を防ぐことはできない。そうすると、定期的にディスクロールの表面を手入れしたり、定期的にディスクロールを交換したりすることが必要になる。
特開平５－２２８５１４号公報 特開平２－２６３５０６号公報 特開昭６４－３１５０５号公報 特開昭５９－８０７１６号公報
　３ロール式傾斜圧延機は上記の２つの課題を解決できる。３ロール式傾斜圧延機では、２ロール式傾斜圧延機とは異なり、傾斜圧延中、被圧延材の中心部に圧縮応力のみが作用するため、マンネスマン破壊が生じない。このため、内面疵は発生しない。また、３ロール式傾斜圧延機では、ガイド工具を使用しない。このため、外面疵も発生しない。したがって、２ロール式傾斜圧延機を用いた傾斜圧延に内在する品質上の課題を解消するために、３ロール式傾斜圧延機を用いた傾斜圧延は極めて有用である。
　しかしながら、３ロール式傾斜圧延機はあらゆる継目無金属管の製造に実用化されているわけではない。例えば、３ロール式傾斜圧延機を用いた穿孔圧延では、肉厚の小さい継目無金属管を製造することが困難である。ガイド工具を使用しないからである。このため、ガイド工具の設置が検討されてきたものの、実現には至っていない。３ロール式傾斜圧延機にガイド工具を設置することは構造的に無理があるからである。現在のところ、中空の素管から肉厚の大きい継目無金属管を製造することに特化したアッセルミル等の延伸圧延機として、３ロール式傾斜圧延機が利用されているにすぎない。
　したがって、あらゆる継目無金属管の製造で３ロール式傾斜圧延機を実用化することが望まれる。このため、３ロール式傾斜圧延機を用いた傾斜圧延において、品質上で問題なく、肉厚の小さい継目無金属管、及び肉厚の大きい継目無金属管のいずれも製造できることが重要である。
　本発明の１つの目的は、３ロール式傾斜圧延機を実用化できる、継目無金属管の製造方法を提供することである。
　本発明の実施形態による継目無金属管の製造方法は、傾斜圧延機を用いて、第１の肉厚を有する第１の継目無金属管、及び第１の肉厚と異なる第２の肉厚を有する第２の継目無金属管を製造する。傾斜圧延機は、パスライン上に配置されたプラグと、パスラインの回りに等間隔に配置され、各々が入側面及び出側面を有する３つの傾斜ロールと、を備える。パスラインと上記入側面との距離がパスラインの入側から出側に向かって漸減し、パスラインと上記出側面との距離がパスラインの入側から出側に向かって漸増する。
　上記製造方法は、第１の傾斜圧延工程と、設定変更工程と、第２の傾斜圧延工程と、を含む。第１の傾斜圧延工程は、傾斜圧延機によって、加熱された第１の被圧延材を圧延する。設定変更工程は、傾斜圧延機の設定条件を下記（ａ）及び（ｂ）のいずれかに変更する。第２の傾斜圧延工程は、設定条件を変更された傾斜圧延機によって、加熱された第２の被圧延材を圧延する。
（ａ）第２の肉厚が第１の肉厚よりも小さい場合、傾斜ロールの交叉角を第１の傾斜圧延工程のときよりも大きくする、
（ｂ）第２の肉厚が第１の肉厚よりも大きい場合、傾斜ロールの交叉角を第１の傾斜圧延工程のときよりも小さくする。
　本発明の実施形態による製造方法によれば、３ロール式傾斜圧延機を用いた傾斜圧延において、品質上で問題なく、肉厚の小さい継目無金属管、及び肉厚の大きい継目無金属管のいずれも製造することができる。このため、３ロール式傾斜圧延機を実用化することができる。
図１は、３ロール式傾斜圧延機の斜視図である。 図２は、３ロール式傾斜圧延機の正面図である。 図３は、３ロール式傾斜圧延機の上面図である。 図４は、３ロール式傾斜圧延機の側面図である。 図５は、凸の曲面の入側面を有する傾斜ロールの一例を示す図である。 図６は、本実施形態の継目無金属管の製造方法を示すフロー図である。 図７は、設定変更工程における選択肢（ａ）の状況を示す模式図である。 図８は、設定変更工程における選択肢（ｂ）の状況を示す模式図である。 図９は、穿孔圧延試験で用いたプラグの外観を示す図である。 図１０は、穿孔圧延試験で用いた傾斜ロールの外観を示す図である。 図１１は、穿孔圧延試験で用いた傾斜ロールの外観を示す図である。 図１２は、実施例１における不具合の発生有無をまとめた図である。 図１３は、実施例３における不具合の発生有無をまとめた図である。 図１４は、実施例４における不具合の発生有無をまとめた図である。 図１５は、穿孔圧延試験で用いた傾斜ロールの外観を示す図である。 図１６は、実施例５における不具合の発生有無をまとめた図である。 図１７は、実施例５における不具合の発生有無をまとめた図である。 図１８は、穿孔圧延試験で用いた傾斜ロールの外観を示す図である。 図１９は、穿孔圧延試験で用いた傾斜ロールの外観を示す図である。 図２０は、実施例６における不具合の発生有無をまとめた図である。 図２１は、実施例６における不具合の発生有無をまとめた図である。 図２２は、噛み込み角（α）を説明するための図である。 図２３は、噛み込み角（α）とゴージドラフト率との関係に基づいて不具合の発生有無をまとめた図である。
　上記の課題を解決するために本発明者らは鋭意検討を重ね、その結果下記の知見を得た。
　［３ロール式傾斜圧延機の基本構成］
　図１～図４は、３ロール式傾斜圧延機の構成を示す図である。これらの図のうち、図１は、その傾斜圧延機をパスラインＰＬの出側から見たときの斜視図を示す。図２には、その傾斜圧延機をパスラインＰＬの入側からパスラインＰＬに沿って見たときの正面図を示す。図３は、その傾斜圧延機の上面図を示す。図４は、その傾斜圧延機の側面図を示す。図１では、プラグ２の図示は省略される。図３及び図４では、パスラインＰＬの鉛直方向上方に配置された１つの傾斜ロール１のみを示し、下方に配置された２つの傾斜ロール１の図示は省略される。図４では、被圧延材ＷＰはパスラインＰＬを含む断面で示される。図１～図４には、被圧延材ＷＰが中実の丸ビレットであるときの状況が例示される。つまり、図１～図４に例示する傾斜圧延機は、穿孔圧延に用いられる穿孔圧延機である。本明細書において、３ロール式傾斜圧延機を単に傾斜圧延機と言う場合がある。
　図１～図４を参照して、傾斜圧延機は、圧延工具として、プラグ２と３つの傾斜ロール１とを備える。３つの傾斜ロール１は、パスラインＰＬの周りに等間隔に配置される。つまり、３つの傾斜ロール１は、互いに１２０°の間隔で配置される。３つの傾斜ロール１のうちの１つの傾斜ロール１がパスラインＰＬの真上（鉛直方向上方）に配置される。ただし、３つの傾斜ロール１がパスラインＰＬの周りに等間隔に配置される限り、３つの傾斜ロール１の位置は限定されない。例えば、１つの傾斜ロール１がパスラインＰＬの真下（鉛直方向下方）に配置されてもよい。各傾斜ロール１の表面は、パスラインＰＬに沿って入側面１ａと出側面１ｂに区分される。
　各傾斜ロール１の中心軸１ｃはパスラインＰＬに対して傾いている。つまり、各傾斜ロール１には傾斜角ＦＡが与えられている（図３参照）。各傾斜ロールには交叉角ＣＡが与えられている（図４参照）。傾斜角ＦＡ及び交叉角ＣＡは調整可能である。また、各傾斜ロール１には、パスラインＰＬに対して開度が与えられている。このロール開度も調整可能である。
　傾斜角ＦＡとは、パスラインＰＬを中心とする周方向における傾斜ロール１の中心軸１ｃの振れ角を意味する。交叉角ＣＡとは、パスラインＰＬを中心とする径方向における傾斜ロール１の中心軸１ｃの振れ角を意味する。
　パスラインＰＬと入側面１ａとの距離はパスラインＰＬの入側から出側に向かって漸減する。一方、パスラインＰＬと出側面１ｂとの距離はパスラインＰＬの入側から出側に向かって漸増する。入側面１ａは、例えば勾配が一定のテーパ面である。出側面１ｂは、例えば勾配が一定のテーパ面である。
　プラグ２は、傾斜ロール１同士の間のパスラインＰＬ上に配置される。プラグ２は、パスラインＰＬに沿って延びる芯金３によって保持される。
　このような傾斜圧延機を用いた傾斜圧延（穿孔圧延）は次のように行われる。丸ビレットである被圧延材ＷＰを加熱する。加熱された被圧延材ＷＰがパスラインＰＬ上に配置される。被圧延材ＷＰは、プッシャによって、回転する傾斜ロール１同士の間に送られて、傾斜ロール１に噛み込む。そして、被圧延材ＷＰは、パスラインＰＬ上で自身の軸心回りに回転しながら前進して、傾斜ロール１とプラグ２によって穿孔圧延される。これにより、所定の肉厚と外径を有する素管（継目無金属管）が得られる。
　傾斜圧延機を延伸圧延機として用いる場合、その傾斜圧延（延伸圧延）の状況は、被圧延材が中空の素管である以外は、穿孔圧延の状況と同じである。つまり、被圧延材はパスラインＰＬ上で自身の軸心回りに回転しながら前進して、傾斜ロール１とプラグ２によって延伸圧延される。
　［３ロール式傾斜圧延機の実用化への検討］
　本発明者らは、まず、３ロール式傾斜圧延機を用いた傾斜圧延（穿孔圧延及び延伸圧延）のうちの穿孔圧延に着目した。穿孔圧延の加工条件は延伸圧延よりもはるかに厳しいからである。そして本発明者らは、３ロール式傾斜圧延機（３ロール式ピアサ）を用いた穿孔圧延において、弱点とされてきた肉厚の小さい継目無金属管の製造に取り組んだ。
　なお、本明細書において、肉厚の小さい継目無金属管の製造を薄肉製管と言う場合がある。また、肉厚の大きい継目無金属管の製造を厚肉製管と言う場合がある。
　３ロール式傾斜圧延機を用いた穿孔圧延において、薄肉製管を行えば、傾斜ロール同士の間に被圧延材の一部の材料が噛み出して、被圧延材の回転が止まる。これが薄肉製管を困難にする原因である。
　本発明者らは、第１の対策として、プラグによる肉厚加工量を小さくすることを試みた。プラグによる肉厚加工量が小さければ、傾斜ロール同士の間への材料の噛み出しも小さくなるからである。その手段として、ロール開度を小さくする方法を採用した。ロール開度を小さくすることによって、被圧延材がプラグの先端に到達するまでに被圧延材の外径が小さくなり、その後に被圧延材の外径が大きくなる。これにより、プラグによる肉厚加工量を小さくすることができる。例えば、断面積（外径）が異なる２つの被圧延材から、外径と肉厚が共通する素管を得る場合、断面積（外径）の小さい被圧延材の方が全体の加工度は小さくて済む。
　しかしながら、被圧延材の外径に対してロール開度を小さくしすぎると、穿孔圧延によって得られた素管の外径が長手方向で不均一になることが判明した。これは、被圧延材全体の加工度が大きくなり、傾斜ロールの入側での材料流量と傾斜ロールの出側での材料流量との平衡が崩れることによる。傾斜ロールの入側での材料流量を傾斜ロールの出側での材料流量と等しくするためには、入側での被圧延材の進行速度を下げる必要がある。なお、材料流量は、対象となる位置における被圧延材の断面積と進行速度との積で表わされる。
　そこで、本発明者らは、各種の実験及び数値解析を実施し、傾斜ロールの入側での被圧延材の進行速度を下げる手法を検討した。その結果、傾斜ロールの入側面の角度を大きくすれば、傾斜ロールの入側面において、被圧延材の進行速度が下がり、被圧延材の周方向の周長変動が抑制されることを確認した。
　本明細書において、傾斜ロールの入側面の角度を入側面角と言う場合がある。入側面角は、パスラインを含む断面において、被圧延材と接触する範囲の入側面とパスラインとの成す角度のうちの最大の角度を意味する。
　次に、本発明者らは、第２の対策として、穿孔圧延中に被圧延材が伸びる方向を制御することを試みた。その手段は傾斜ロールの出側面の角度を大きくすることである。傾斜ロールの出側面の角度を大きくすれば、傾斜ロールの出側面において、被圧延材と接触する範囲の長手方向の距離が短くなり、長手方向の材料拘束が弱まる。そうすると、被圧延材は長手方向に伸びやすくなるが、被圧延材の周方向の伸びはその分減少する。これにより、噛み出しが小さくなる。
　本明細書において、傾斜ロールの出側面の角度を出側面角と言う場合がある。出側面角は、パスラインを含む断面において、被圧延材と接触する範囲の出側面とパスラインとの成す角度のうちの最大の角度を意味する。
　以上の対策及びその対策のための手段を採用することにより、従来困難とされていた３ロール式傾斜圧延機による薄肉製管が可能となる。
　ただし、上記の対策及び手段は、薄肉製管に特化したものである。上記の対策及び手段を厚肉製管に採用した場合、得られた素管の後端にプラグの最大径部が残り、プラグが素管から抜けきれないという問題が生じる。この問題は圧延不具合の一つであり、プラグ詰まりと称される。プラグ詰まりは、被圧延材の周方向の周長が不足するために起きる現象である。プラグ詰まりを解消するには、薄肉製管時とは逆に、被圧延材の周方向の周長を大きくしなければならない。
　したがって、厚肉製管の場合に採用する手段は薄肉製管の場合と逆になる。つまり、厚肉製管時には、プラグよりも入側の被圧延材の材料断面積を大きくするため、ロール開度は大きくする。この場合、被圧延材への推進力を得るため、傾斜ロールの入側面において、被圧延材と接触する距離を長くする必要がある。その手段として、傾斜ロールの入側面角を小さくしなければならない。また、周方向に被圧延材の材料を逃がすために、傾斜ロールの出側面角を小さくし、長手方向の材料拘束を強くしなければならない。
　厚肉製管と薄肉製管を一つの傾斜圧延機で実施する場合、相互に形状寸法が異なる傾斜ロールを用いればよい。これにより、厚肉製管及び薄肉製管それぞれの肉厚限界を拡大することができる。
　もっとも、得ようとする継目無金属管の肉厚に応じて傾斜ロールを交換することになれば、操業能率が低下することは否めない。このため、可能ならば傾斜ロールの交換を回避することが望まれる。
　本発明者らは、傾斜ロールの交換が不要となる手段についてさらに鋭意検討を重ねた。その結果、辿り着いた手段が、傾斜ロールの入側面を凸の曲面にすることである。通常、傾斜ロールの入側面は、勾配が一定のテーパ面である。本発明者らは、同一の傾斜ロールを用いて肉厚の異なる継目無金属管を製造する手段として、入側面が凸の曲面である傾斜ロールを用い、さらに傾斜ロールの交叉角ＣＡを調整することを思い至った。
　ここで、３ロール式傾斜圧延機の構造について説明する。３ロール式傾斜圧延機は、傾斜ロールの中心軸の両端を支えるハウジングが入側と出側に分かれている。その２つのハウジングのうちのいずれか一方又は両方が回動することにより、傾斜ロールの傾斜角ＦＡが調整される。また、入側と出側の各ハウジングにおいて、傾斜ロールの支持位置は調整可能に構成される。支持位置それぞれの調整により、傾斜ロールの交叉角ＣＡが調整される。これと合わせて、入側及び出側それぞれのロール開度が調整される。なお、傾斜ロールの中心軸の両端が１つのハウジングによって支えられる場合もある。
　図５は、凸の曲面の入側面１ａを有する傾斜ロール１の一例を示す図である。図５を参照して、入側面１ａと出側面１ｂとの境界がゴージＧである。傾斜ロール１の入側面１ａは、単なるテーパ面、すなわち勾配が一定のテーパ面ではなくて、凸の曲面である。本明細書において、凸の曲面とは、勾配が連続的に変化するテーパ面、勾配が段階的に変化するテーパ面、又はこれらを組み合わせたテーパ面を意味する。入側面１ａを傾斜ロール１の中心軸１ｃに沿って切断したときに現われる線は、例えば凸の曲線である。この凸の曲線は、例えば曲率半径が一定の円弧を描く関数で表わされる。この凸の曲線は多次項式関数で表わされるものでもよい。また、入側面１ａを傾斜ロール１の中心軸１ｃに沿って切断したときに現われる線は、凸の曲線と直線との組合せであってもよいし、傾きが相互に異なる複数の直線の組合せであってもよい。一方、傾斜ロール１の出側面１ｂは、勾配が一定のテーパ面である。
　入側面が凸の曲面である傾斜ロールを用いた穿孔圧延により、薄肉製管及び厚肉製管を実施する方法を以下に説明する。
　薄肉製管の場合、傾斜ロールの交叉角ＣＡを大きくする。続いてロール開度を小さくする。つまり、傾斜ロールをパスラインに近づける。これにより、被圧延材と傾斜ロールとの接触開始位置がパスラインの入側に向けて移動する。このため、被圧延材は、傾斜ロールの入側面の勾配が大きい位置で入側面と接触するようになる。これは被圧延材の直径を大きくして高縮径する場合も同様の効果をもたらす。
　傾斜ロールの交叉角ＣＡを大きくすることにより、傾斜ロールの出側面角を大きくする。このとき、傾斜ロールの入側面角はほとんど変化することはない。傾斜ロールの入側面が凸の曲面であるからである。この場合、仮に、傾斜ロールの入側面が単なるテーパ面であって、入側面全域の勾配が一定であれば、入側面の胴長を予め長くしておく必要がある。傾斜ロールの交叉角ＣＡが大きくなるのに伴って、入側面角が小さくなることから、入側面の入側端におけるロール開度を被圧延材の直径以上に拡げなければならないためである。これに対して、入側面が凸の曲面であれば、その必要がない。また、被圧延材の直径が大きい場合であっても、入側面が凸の曲面であれば、材料の押し込み過多がないため、被圧延材の長手方向の周長は変動なく安定する。なお、交叉角ＣＡの変更と合わせて、プラグを交換してもよい。
　なお、ロール開度の調整は、傾斜ロールの交叉角ＣＡの調整後に実施されてもよいし、傾斜ロールの交叉角ＣＡの調整前に実施されてもよい。微調整のため、ロール開度の調整と傾斜ロールの交叉角ＣＡの調整が繰り返されてもよい。
　厚肉製管の場合は薄肉製管の場合と逆の操作を行う。具体的には、まず傾斜ロールの交叉角ＣＡを小さくする。続いてロール開度を大きくする。つまり、傾斜ロールをパスラインから遠ざける。これにより、被圧延材と傾斜ロールとの接触開始位置がパスラインの出側に向けて移動する。このため、被圧延材は、傾斜ロールの入側面の勾配が小さい位置で入側面と接触するようになる。
　ロール開度の調整前に傾斜ロールの交叉角ＣＡを小さくすることにより、傾斜ロールの出側面角を小さくする。この場合、仮に、傾斜ロールの入側面が単なるテーパ面であって、入側面全域の勾配が一定であれば、傾斜ロールの交叉角ＣＡが小さくなるのに伴って、入側面角が大きくなる。このため、入側面と被圧延材との接触距離が短くなり、被圧延材の噛み込みが不安定となる。これに対して、入側面が凸の曲面であれば、入側面角がほとんど変化することはないため、被圧延材の噛み込み不良は生じない。なお、交叉角ＣＡの変更と合わせて、プラグを交換してもよい。
　このように傾斜ロールの入側面が凸の曲面であれば、傾斜ロールの設定条件を変更するだけで、同一の傾斜ロールを用いて肉厚の異なる継目無金属管を製造することが可能になる。その際、被圧延材の直径が大きい場合であっても、材料の周長変動が抑制され、さらに材料噛み出しやプラグ詰まりといった圧延不具合は生じない。
　以上の対策及び手段を適宜適用すれば、３ロール式傾斜圧延機を用いた傾斜圧延（穿孔圧延及び延伸圧延）によって、肉厚の大小を問わずに継目無金属管を製造できる。継目無金属管の肉厚の度合いは、外径に対する肉厚の比で表わされる。この比の値は、肉厚外径比とも称される。肉厚外径比が小さいほど、継目無金属管の肉厚の度合いが小さい（すなわち薄肉である）ことを意味する。従来の３ロール式傾斜圧延機を用いた穿孔圧延では、肉厚外径比が０．０７以下である薄肉の継目無金属管を製造することは困難である。上記の対策及び手段の適用により、肉厚外径比が０．０７以下である薄肉の継目無金属管を製造できるし、厚肉の継目無金属管も当然に製造できる。
　また、上記の対策及び手段の適用により、被圧延材として大きい外径を有する丸ビレットを用いて、高加工度の穿孔圧延を行うことも可能である。この場合、丸ビレットの外径を大きい方に集約できるため、製鋼及び分塊圧延に要する製造コストを大幅に削減できるという有益な利点がある。
　本発明の継目無金属管の製造方法は、上記の知見に基づいて完成されたものである。
　本発明の実施形態による継目無金属管の製造方法は、傾斜圧延機を用いて、第１の肉厚を有する第１の継目無金属管、及び第１の肉厚と異なる第２の肉厚を有する第２の継目無金属管を製造する。傾斜圧延機は、プラグと、３つの傾斜ロールと、を備える。プラグは、パスライン上に配置される。３つの傾斜ロールは、パスラインの回りに等間隔に配置され、各々が入側面及び出側面を有する。パスラインと上記入側面との距離がパスラインの入側から出側に向かって漸減する。パスラインと上記出側面との距離がパスラインの入側から出側に向かって漸増する。
　上記製造方法は、第１の傾斜圧延工程と、設定変更工程と、第２の傾斜圧延工程と、を含む。第１の傾斜圧延工程は、傾斜圧延機によって、加熱された第１の被圧延材を圧延する。設定変更工程は、傾斜圧延機の設定条件を下記（ａ）及び（ｂ）のいずれかに変更する。第２の傾斜圧延工程は、設定条件を変更された傾斜圧延機によって、加熱された第２の被圧延材を圧延する（第１の構成）。
（ａ）第２の肉厚が第１の肉厚よりも小さい場合、傾斜ロールの交叉角を第１の傾斜圧延工程のときよりも大きくする、
（ｂ）第２の肉厚が第１の肉厚よりも大きい場合、傾斜ロールの交叉角を第１の傾斜圧延工程のときよりも小さくする。
　第１の構成の製造方法によれば、３ロール式傾斜圧延機を用いた傾斜圧延において、品質上で問題なく、肉厚の小さい継目無金属管、及び肉厚の大きい継目無金属管のいずれも製造することができる。このため、３ロール式傾斜圧延機を実用化することができる。
　なお、第１の肉厚及び第２の肉厚は、傾斜圧延後の狙い肉厚であって、実際に傾斜圧延された後の実肉厚の値とは若干異なる場合もある。
　典型的な例では、傾斜圧延機は穿孔圧延機である。この場合、第１の傾斜圧延工程及び第２の傾斜圧延工程は穿孔圧延工程である。第１の被圧延材及び第２の被圧延材は中実の丸ビレットである。
　別の典型的な例では、傾斜圧延機は延伸圧延機である。この場合、第１の傾斜圧延工程及び第２の傾斜圧延工程は延伸圧延工程である。第１の被圧延材及び第２の被圧延材は中空の素管である。
　第１の構成の製造方法において、好ましくは、第１の傾斜圧延工程及び第２の傾斜圧延工程では、出側面のうち第１の被圧延材及び第２の被圧延材との接触範囲における出側面の角度（出側面角）を０°以上、９°以下とする。特に、第１の傾斜圧延工程では、第１の継目無金属管の外径に対する第１の肉厚の比が０．０７以下の場合、出側面の角度を３°よりも大きくする。同様に、第２の傾斜圧延工程では、第２の継目無金属管の外径に対する第２の肉厚の比が０．０７以下の場合、出側面の角度を３°よりも大きくする（第２の構成）。
　第２の構成の製造方法は、第１の継目無金属管が薄肉の継目無金属管である場合、又は第２の継目無金属管が薄肉の継目無金属管である場合に有用である。出側面角が上記の範囲に設定されれば、品質上で問題なく薄肉の第１の継目無金属管及び薄肉の第２の継目無金属管を製造することができる。この効果を発現する観点から、出側面角は３°よりも大きいことが好ましい。出側面角の上限は特に限定されない。ただし、プラグの設計との兼ね合いのため、出側面角の上限は、好ましくは９°であり、より好ましくは６°である。
　第１の構成又は第２の構成の製造方法において、好ましくは、入側面が凸の曲面であり、第２の傾斜圧延工程では、第１の傾斜圧延工程で用いた傾斜ロールを用いる（第３の構成）。
　第３の構成の製造方法によれば、第１の傾斜圧延工程と第２の傾斜圧延工程との間で傾斜ロールの交換が不要となる。つまり、傾斜ロールの交換なしで、相互に肉厚の異なる第１の継目無金属管と第２の継目無金属管を一つの傾斜圧延機で製造することができる。このため、操業能率が優れる。
　第１の構成又は第２の構成の製造方法において、例えば、第１の被圧延材及び第２の被圧延材が中実である。つまり、第１の傾斜圧延工程及び第２の傾斜圧延工程が穿孔圧延工程である。この場合、好ましくは、第１の傾斜圧延工程及び第２の傾斜圧延工程では、穿孔比を３．５以上とし、入側面の角度（入側面角）を８°以上、１５°以下とし、かつゴージドラフト率を３０％以上とする（第４の構成）。
　第４の構成の製造方法は、傾斜圧延機が穿孔圧延機であって、第１の傾斜圧延工程及び第２の傾斜圧延工程が穿孔圧延工程である場合に有用である。穿孔比を３．５以上とする高加工度の穿孔圧延を行う場合、入側面角及びドラフト率が上記の範囲に設定されれば、品質上で問題なく第１の継目無金属管及び第２の継目無金属管を製造することができる。この効果を発現する観点から、入側面角は８°以上、１５°以下とすることが好ましい。同様の観点から、ゴージドラフト率を３０％以上とすることが好ましい。ゴージドラフト率の上限は特に限定されない。ただし、ゴージドラフト率を大きくして材料の断面積を小さくすると傾斜ロールへの反力が大きくなる。傾斜ロール軸を支えるベアリング強度を確保するためにロール軸は大きくなるので、ロール径も大きくする必要がある。しかし、傾斜ロールの数が３つ以上の場合、傾斜ロール同士が干渉するため、ゴージドラフト率の上限は、６０％とすることが好ましい。
　本明細書において、穿孔比は、穿孔圧延前の被圧延材の長さに対する穿孔圧延後の継目無金属管の長さの比を意味する。つまり、第１の傾斜圧延工程の穿孔比は、第１の被圧延材の長さに対する第１の継目無金属管の長さの比を意味する。第２の傾斜圧延工程の穿孔比は、第２の被圧延材の長さに対する第２の継目無金属管の長さの比を意味する。別の観点では、穿孔比は、穿孔圧延後の継目無金属管の断面積に対する穿孔圧延前の被圧延材の断面積の比を意味する。要するに、穿孔比は、穿孔圧延による加工度の指標となる。なお、延伸圧延の場合、穿孔比は延伸比と称される。
　本明細書において、ゴージドラフト率（ＧＤ）［％］は、被圧延材である丸ビレットの外径（ＤＢ）、及びロール開度（ＲＯ）をパラメータとする下記の式（Ａ）により表わされる。
　ＧＤ＝（ＤＢ－ＲＯ）／ＤＢ×１００　（Ａ）
　式（Ａ）中のロール開度（ＲＯ）は、ロールゴージ部、つまりロール入側面とロール出側面の境界部におけるロール開度を意味する。より正確には、ロール開度（ＲＯ）は、傾斜ロールの表面（例えば入側面）とパスラインとの最短距離の２倍の値である。
　第１の構成～第３の構成の製造方法において、例えば、第１の被圧延材及び第２の被圧延材が中実である。つまり、第１の傾斜圧延工程及び第２の傾斜圧延工程が穿孔圧延工程である。この場合、好ましくは、入側面が凸の曲面であって、傾斜ロールの中心軸を含む断面に現れる入側面の線が円弧である。円弧の曲率半径を第１の被圧延材及び第２の被圧延材の外径で除した値が１．６７以上、６．６７以下である（第５の構成）。
　第５の構成の製造方法は、傾斜圧延機が穿孔圧延機であって、第１の傾斜圧延工程及び第２の傾斜圧延工程が穿孔圧延工程である場合に有用である。本明細書において、入側面が凸の曲面であって、傾斜ロールの中心軸を含む断面に現れる入側面の線が円弧である場合、その円弧の曲率半径を被圧延材である丸ビレットの外径で除した値を、入側面の曲面指数と言う場合がある。
　第１の傾斜圧延工程及び第２の傾斜圧延工程において、第１の被圧延材及び第２の被圧延材に関する入側面の曲面指数が上記の範囲に設定されれば、品質上で問題なく第１の継目無金属管及び第２の継目無金属管を製造することができる。この効果を発現する観点から、入側面の曲面指数は１．６７以上、６．６７以下であることが好ましい。ただし、入側面の曲面指数における上記曲率半径が小さいと、短い接触長さで材料を圧延することになり、傾斜ロールの表面の摩耗が著しくなる。また、上記曲率半径が大きいと、被圧延材を噛み込ませるために傾斜ロールの入側面の胴長は長くせざるを得ず、設備費ならびに傾斜ロールの製造コストが嵩む。したがって、外径６０ｍｍの丸ビレットを用いる場合、上記曲率半径は好ましくは１５０ｍｍ以上、３５０ｍｍ以下である。この場合、換算により、入側面の曲面指数は好ましくは２．５０以上５．８３以下である。
　第１の構成～第３の構成の製造方法において、例えば、第１の被圧延材及び第２の被圧延材が中実である。つまり、第１の傾斜圧延工程及び第２の傾斜圧延工程が穿孔圧延工程である。この場合、好ましくは、第１の傾斜圧延工程及び第２の傾斜圧延工程では、ゴージドラフト率（ＧＤ）と噛み込み角（α）が下記の式（１）で表わされる条件を満足する（第６の構成）。
　０．１２×ＧＤ＋１．５≦α≦０．２５×ＧＤ＋６　（１）
　上記式（１）中のゴージドラフト率（ＧＤ）は、上記式（Ａ）により表わされる。一方、噛み込み角（α）は次のようにして定められる。傾斜ロールの傾斜角ＦＡを０°に仮定する。このときの傾斜ロールの中心軸及びパスラインの両方を含む仮想平面を定める。この仮想平面において、被圧延材（丸ビレット）と傾斜ロールとの接触開始位置と、ゴージ位置と、を結ぶ直線を描く。ここでの被圧延材と傾斜ロールとの接触開始位置は、傾斜ロールの入側面における被圧延材の噛み込み位置に対応する。その直線とパスラインとの成す角度が噛み込み角（α）である。
　第６の構成の製造方法は、傾斜圧延機が穿孔圧延機であって、第１の傾斜圧延工程及び第２の傾斜圧延工程が穿孔圧延工程である場合に有用である。ゴージドラフト率（ＧＤ）と噛み込み角（α）が式（１）の条件を満足すれば、品質上で問題なく第１の継目無金属管及び第２の継目無金属管を製造することができる。この効果を発現するために、式（１）に示すとおり、噛み込み角（α）は「０．１２×ＧＤ＋１．５」以上、「０．２５×ＧＤ＋６」以下であることが好ましい。別の観点では、式（１）に示す条件を満足するように、入側面の入側端に向かうほど入側面の勾配が大きく設定されればよい。
　以下に、図面を参照しながら、本実施形態の製造方法の具体例を説明する。図６は、本実施形態の継目無金属管の製造方法を示すフロー図である。図６を参照して、本実施形態の製造方法は、第１の傾斜圧延工程（＃５）と、設定変更工程（＃１０）と、第２の傾斜圧延工程（＃１５）と、を含む。
　［第１の傾斜圧延工程（＃５）］
　第１の傾斜圧延工程（＃５）は、３ロール式傾斜圧延機を用いて第１の被圧延材を圧延し、第１の肉厚を有する第１の継目無金属管を製造する。その際、第１の被圧延材は、予め、加熱炉によって所定の温度に加熱される。第１の被圧延材の加熱温度は、例えば１１５０～１２５０℃の範囲内である。
　第１の被圧延材は丸ビレットである。この場合、傾斜圧延機は穿孔圧延機であり、穿孔圧延機によって丸ビレットは穿孔圧延される。ただし、第１の被圧延材は素管であってもよい。この素管は、穿孔圧延によって製造された素管であってもよいし、他の方法によって製造された素管であってもよい。この場合、傾斜圧延機は延伸圧延機であり、延伸圧延機によって素管は延伸圧延される。
　［第２の傾斜圧延工程（＃１５）］
　第２の傾斜圧延工程（＃１５）は、３ロール式傾斜圧延機を用いて第２の被圧延材を圧延し、第１の肉厚と異なる第２の肉厚を有する第２の継目無金属管を製造する。その際、第１の傾斜圧延工程と同様に、第２の被圧延材は、予め、所定の温度に加熱される。
　第２の傾斜圧延工程では、第１の傾斜圧延工程と同一の傾斜圧延機が用いられる。第１傾斜圧延工程及び第２傾斜圧延工程で用いられる傾斜圧延機において、傾斜ロールの入側面は、上記の図５に示すような凸の曲面である。ただし、傾斜ロールの入側面は、上記の図１～図４に示すような、勾配が一定のテーパ面であってもよい。一方、傾斜ロールの出側面は、図１～図５に示すような、勾配が一定のテーパ面である。パスラインと入側面との距離はパスラインの入側から出側に向かって漸減する。パスラインと出側面との距離はパスラインの入側から出側に向かって漸増する。
　第１の被圧延材が丸ビレットであれば、第２の被圧延材も丸ビレットである。第１の被圧延材が素管であれば、第２の被圧延材も素管である。第２の被圧延材が丸ビレットである場合、穿孔圧延機によって丸ビレットは穿孔圧延される。第２の被圧延材が素管である場合、延伸圧延機によって素管は延伸圧延される。
　第２の被圧延材の形状寸法は第１の被圧延材と同じである。ただし、第２の被圧延材の形状寸法が第１の被圧延材と異なってもよい。第２の被圧延材の材質は第１の被圧延材と同じである。ただし、第２の被圧延材の材質が第１の被圧延材と異なってもよい。
　［設定変更工程（＃１０）］
　設定変更工程（＃１０）は、第１の傾斜圧延工程（＃５）の後、第２の傾斜圧延工程（＃１５）の前に、傾斜圧延機の設定条件を（ａ）及び（ｂ）のいずれかに変更する。つまり、設定変更工程は、第１の傾斜圧延工程での傾斜圧延機の設定条件を踏まえて、第２の傾斜圧延工程に適した傾斜圧延機の設定条件を設定する。
（ａ）第２の肉厚が第１の肉厚よりも小さい場合、傾斜ロールの交叉角を第１の傾斜圧延工程のときよりも大きくする、
（ｂ）第２の肉厚が第１の肉厚よりも大きい場合、傾斜ロールの交叉角を第１の傾斜圧延工程のときよりも小さくする。
　図７及び図８は、設定変更工程の具体例を説明するための模式図である。これらの図のうち、図７は、選択肢（ａ）の状況を示す。図８は、選択肢（ｂ）の状況を示す。図７及び図８には、傾斜ロール１の入側面１ａが凸の曲面である場合が示される。
　図７及び図８を参照して、傾斜ロール１の入側面１ａは、凸の曲面である。入側面１ａを傾斜ロール１の中心軸１ｃに沿って切断したときに現われる線は、凸の曲線である。この凸曲線は、曲率半径が一定の円弧を描く関数で表わされる。一方、傾斜ロール１の出側面１ｂは、テーパ面である。
　このような傾斜ロール１では、パスラインＰＬと入側面１ａとの距離はパスラインＰＬの入側から出側に向かって漸減する。一方、パスラインＰＬと出側面１ｂとの距離はパスラインＰＬの入側から出側に向かって漸増する。
　［選択肢（ａ）］
　選択肢（ａ）は、第２の肉厚が第１の肉厚よりも小さい場合に選択される。別の観点では、第２の傾斜圧延工程で薄肉の継目無金属管を製造する場合に、選択肢（ａ）が選択される。この場合、傾斜ロール１の交叉角ＣＡを第１の傾斜圧延工程のときよりも大きくする。これにより、傾斜ロール１の出側面角θｂが大きくなる。
　このように、傾斜圧延機の設定条件を選択肢（ａ）に変更すれば、第２の傾斜圧延工程で第２の継目無金属管を製造する際、材料の押し込み過多がないため、第２の被圧延材ＷＰの長手方向の周長は変動なく安定する。これにより、品質上で問題なく、肉厚の小さい継目無金属管を製造することができる。
　［選択肢（ｂ）］
　選択肢（ｂ）は、第２の肉厚が第１の肉厚よりも大きい場合に選択される。別の観点では、第２の傾斜圧延工程で厚肉の継目無金属管を製造する場合に、選択肢（ｂ）が選択される。この場合、傾斜ロール１の交叉角ＣＡを第１の傾斜圧延工程のときよりも小さくする。これにより、傾斜ロール１の出側面角θｂが小さくなる。
　このように、傾斜圧延機の設定条件を選択肢（ｂ）に変更すれば、第２の傾斜圧延工程で第２の継目無金属管を製造する際、被圧延材の噛み込み不良は生じない。これにより、品質上で問題なく、肉厚の大きい継目無金属管を製造することができる。
　特に、第２の被圧延材の形状寸法及び材質が第１の被圧延材と同じ場合、以下の点で有用である。傾斜圧延機の上流に配置された設備（例：搬送設備）の設定条件を共用できる。このため、操業能率が優れる。
　実施例１では、穿孔圧延試験を実施した。この穿孔圧延試験では、３ロール式傾斜圧延機を用いて、炭素鋼の丸ビレット（素材、被圧延材）を穿孔圧延し、素管（継目無金属管）を製造した。傾斜圧延機の構成要素として、相互に寸法形状の異なる複数のプラグ（プラグＮｏ．Ａ～Ｆ）を準備した。また、相互に寸法形状の異なる複数の傾斜ロール（ロールＮｏ．Ｒ６０～Ｒ６００、Ｏ～Ｚ）を準備した。
　図９は、穿孔圧延試験で用いたプラグの外観を示す図である。図９を参照して、プラグＮｏ．Ａ～Ｆのプラグ２の形状は一般的な砲弾形状であった。下記の表１に、プラグＮｏ．Ａ～Ｆのプラグ２それぞれの諸寸法を示す。表１中のＬは、図９に示すプラグ２において、先端から最大径の部分までの軸方向の長さである。表１中のＤは、図９に示すプラグ２の胴部の最大径である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　図１０及び図１１は、穿孔圧延試験で用いた傾斜ロールの外観を示す図である。これらの図のうち、図１０には、ロールＮｏ．Ｒ６０～Ｒ６００の傾斜ロール１が示される。図１１には、ロールＮｏ．Ｏ～Ｚの傾斜ロール１が示される。
　図１０を参照して、ロールＮｏ．Ｒ６０～Ｒ６００の傾斜ロール１は、ゴージＧを境界にして入側面１ａと出側面１ｂに区分されていた。入側面１ａは凸の曲面であった。入側面１ａを傾斜ロール１の中心軸１ｃに沿って切断したときに現われる線は、凸の曲線であった。この凸曲線は、曲率半径（ＲＧ）が一定の円弧であった。出側面１ｂはテーパ面であった。傾斜ロール１の全長は一定であった。出側面１ｂの軸方向の長さは一定であった。入側面１ａの軸方向の長さは、凸曲面を形成する円弧の曲率半径（ＲＧ）に応じて変更された。このため、必要に応じて、入側面１ａの入側端に補助円筒部１ａａが設けられた。
　下記の表２に、ロールＮｏ．Ｒ６０～Ｒ６００の傾斜ロール１それぞれの諸寸法を示す。図１０には、それらの各傾斜ロール１に共通する諸寸法を示す。表２中のＲＧは、図１０に示す入側面１ａの凸曲面を形成する円弧の曲率半径である。表２中のＨは、図１０に示す補助円筒部１ａａの軸方向の長さである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　図１１を参照して、ロールＮｏ．Ｏ～Ｚの傾斜ロール１は、ゴージＧを境界にして入側面１ａと出側面１ｂに区分されていた。入側面１ａはテーパ面であった。出側面１ｂはテーパ面であった。入側面１ａの軸方向の長さは一定であった。出側面１ｂの軸方向の長さは一定であった。このため、傾斜ロール１の全長は一定であった。ロールＮｏ．Ｏ～Ｚの傾斜ロール１の全長は、ロールＮｏ．Ｒ６０～Ｒ６００の傾斜ロール１の全長と同じであった。
　下記の表３に、ロールＮｏ．Ｏ～Ｚの傾斜ロール１それぞれの諸寸法を示す。図１１には、それらの各傾斜ロール１に共通する諸寸法を示す。表３中のαａは、図１１に示す入側面１ａの勾配である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　実施例１の穿孔圧延試験では、プラグＮｏ．Ａ～Ｄのプラグと、ロールＮｏ．Ｏ、Ｐ、Ｒ及びＳの傾斜ロールとを種々組み合わせて、穿孔圧延を行った。その際、丸ビレットの加熱温度は１２００℃であった。傾斜ロールの傾斜角ＦＡは１０°であった。また、傾斜ロールの交叉角ＣＡ、及びロール開度を種々変更した。
　なお、得ようとする素管（継目無金属管）について、外径は一定の値を目標としつつ、肉厚を種々変更した。これは実操業において穿孔圧延後の素管は延伸圧延機に供給されるため、多くの場合は外径を一定に保つ必要があるからである。
　下記の表４に、実施例１の試験条件及び試験結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　まず、ロールＮｏ．Ｏの傾斜ロールとプラグＮｏ．Ａのプラグを用いた条件１で穿孔圧延を実施した。続いて、条件１よりロール開度を小さくした条件２で穿孔圧延を実施した。条件２は、得ようとする継目無金属管の目標肉厚を条件１よりも小さくしたものであった。しかし、条件２の穿孔圧延では、材料の噛み出しが発生した。そこで、傾斜ロールをロールＮｏ．Ｐの傾斜ロールに取り替えて出側面角を０°から３°に変更するとともに、プラグをプラグＮｏ．Ｂのプラグに取り替えた条件３で穿孔圧延を実施した。条件３の穿孔圧延では、材料の噛み出し等の不具合が発生することなく、条件１よりも肉厚が小さい継目無金属管を得ることができた。
　条件４及び５では、条件３よりもロール開度を小さくして、肉厚を小さくする穿孔圧延を実施した。条件４の穿孔圧延では、問題無く条件３よりも薄肉になった。一方、条件５の穿孔圧延では、材料の噛み出しが発生した。そこで、傾斜ロールをロールＮｏ．Ｒの傾斜ロールに取り替えて出側面角を６°に変更するとともに、プラグをプラグＮｏ．Ｃのプラグに取り替えた条件６で穿孔圧延を実施した。条件６の穿孔圧延では、条件４よりも肉厚が小さい継目無金属管を得ることができた。
　条件７及び８では、条件６よりもロール開度を小さくして、肉厚をさらに小さくする穿孔圧延を実施した。条件７の穿孔圧延では、条件６よりも薄肉になった。一方、条件８の穿孔圧延では、材料の噛み出しが発生した。そこで、傾斜ロールをロールＮｏ．Ｓの傾斜ロールに取り替えて出側面角を９°に変更するとともに、プラグをプラグＮｏ．Ｄのプラグに取り替えた条件９で穿孔圧延を実施した。条件９の穿孔圧延では、条件７よりも肉厚が小さい継目無金属管を得ることができた。続いて、条件９よりロール開度を小さくした条件１０で穿孔圧延を実施した。条件１０の穿孔圧延では、材料の噛み出しが発生した。
　次に、条件１１及び１２では、条件９よりもロール開度を大きくして、肉厚を大きくする穿孔圧延を実施した。条件１１の穿孔圧延では、条件９よりも肉厚が大きい継目無金属管を得ることができた。条件１２の穿孔圧延では、プラグ詰まりが発生した。そこで、傾斜ロールをロールＮｏ．Ｒの傾斜ロールに取り替えて出側面角を９°から６°に変更するとともに、プラグをプラグＮｏ．Ｃのプラグに取り替えた条件１３で穿孔圧延を実施した。しかし、条件１３では、プラグ詰まりは解消されなかった。
　そこで、傾斜ロールをロールＮｏ．Ｐの傾斜ロールに取り替えて出側面角を小さくするとともに、プラグをプラグＮｏ．Ｂのプラグに取り替えた条件１４で穿孔圧延を実施した。条件１４の穿孔圧延では、条件１１よりも肉厚が大きい継目無金属管を得ることができた。条件１５では、条件１４のプラグリードを小さくして、肉厚をさらに大きくする穿孔圧延を実施した。条件１５の穿孔圧延では、プラグ詰まりが発生した。そこで、傾斜ロールをロールＮｏ．Ｏの傾斜ロールに取り替えて出側面角をさらに小さくするとともに、プラグをプラグＮｏ．Ａのプラグに取り替えた条件１６で穿孔圧延を実施した。条件１６の穿孔圧延では、条件１４よりも肉厚が大きい継目無金属管を得ることができた。
　以上の結果より、下記のことが示される。穿孔圧延によって第１の肉厚を有する第１の継目無金属管を製造した後、同じく穿孔圧延によって第１の肉厚と異なる第２の継目無金属管を製造するプロセスについて考える。第２の継目無金属管を製造するとき、第２の肉厚が第１の肉厚よりも小さい場合、傾斜ロールの出側面角を大きくすれば、品質上で問題なく薄肉の第２の継目無金属管を製造できる。傾斜ロールの出側面角を大きくするには、傾斜ロールの交叉角を大きくすればよい。これとは逆に、第２の肉厚が第１の肉厚よりも大きい場合、傾斜ロールの出側面角を小さくすれば、品質上で問題なく厚肉の第２の継目無金属管を製造できる。傾斜ロールの出側面角を小さくするには、傾斜ロールの交叉角を小さくすればよい。要するに、上記した第１の構成の製造方法により、品質上で問題なく、肉厚の小さい継目無金属管、及び肉厚の大きい継目無金属管のいずれも製造することができる。
　また、条件１～１６の穿孔圧延について、不具合（材料の噛み出し、及びプラグ詰まり）の発生有無を整理した。この整理は、傾斜ロールの出側面角、及び継目無金属管の肉厚外径比を指標とした。図１２は、実施例１における不具合の発生有無をまとめた図である。図１２において、横軸は傾斜ロールの出側面角［°］を示し、縦軸は得られた継目無金属管の肉厚外径比（ｔ／ｄ）［単位：無次元］を示す。図１２において、「〇」印は、不具合の発生がなかったことを示し、「×」印は、不具合が発生したことを示す。なお、図１２中のＡ、Ｂ、Ｃ及びＤはプラグＮｏ．を意味する。
　図１２の結果より、下記のことが示される。傾斜ロールの出側面角が大きくなるのに伴って、噛み出しが発生する肉厚外径比が小さくなる。これは、傾斜ロールの出側面角を大きくすれば、噛み出しが抑制されて、薄肉製管での肉厚限界が広がることを意味する。これとは逆に、傾斜ロールの出側面角が小さくなるのに伴って、プラグ詰まりが発生する肉厚外径比が大きくなる。これは、傾斜ロールの出側面角を小さくすれば、プラグ詰まりが抑制されて、厚肉製管での肉厚限界が広がることを意味する。
　そして、肉厚外径比が０．０７以下である薄肉の継目無金属管を、不具合（噛み出し）の発生なく製造するには、出側面角を３°よりも大きくすればよい。出側面角の上限は特に限定されない。ただし、出側面角が６°の場合と９°の場合とで、薄肉製管での肉厚限界はほぼ等しくなる。また、出側面角を９°よりも大きくする場合、プラグを幾何学的に短くせざるを得ない。この場合、プラグの設計自体が困難になり、寸法精度、特に偏肉の悪化が懸念される。このため、出側面角の上限は、好ましくは９°であり、より好ましくは６°である。
　また、薄肉製管及び厚肉製管のいずれの場合でも、出側面角を０°より小さくすれば、傾斜ロールの出側に行くほどロール開度が小さくなる。この場合、製造される継目無金属管の内周とプラグの外周のクリアランスが小さくなって、プラグを継目無金属管から引き抜くことが困難になる。そのため、出側面角は０°以上であることが好ましい。要するに、上記した第２の構成の製造方法により、品質上でより問題なく、肉厚の小さい継目無金属管、及び肉厚の大きい継目無金属管のいずれも製造することができる。
　傾斜ロールの交換は長時間の停機を要し、生産量を低下させる。そのため、傾斜ロールの交換は極力回避するべきである。
　実施例２では、実施例１と同様に穿孔圧延試験を実施した。実施例２の穿孔圧延試験では、プラグＮｏ．Ａ～Ｄのプラグと、ロールＮｏ．Ｖ、Ｐ及びＲ２２０の傾斜ロールとを種々組み合わせて、穿孔圧延を行った。
　下記の表５に、実施例２の試験条件及び試験結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　まず、ロールＮｏ．Ｖの傾斜ロールとプラグＮｏ．Ａのプラグを用いた条件１７で穿孔圧延を実施した。条件１７は、使用する傾斜ロールの入側面角以外は、実施例１の条件１に対応していた。しかし、条件１７の穿孔圧延では、丸ビレットが傾斜ロールに噛み込まなかった。
　そこで、条件１８～２１で穿孔圧延を実施した。条件１８～２１では、傾斜ロールをロールＮｏ．Ｐに取り替えて、条件１とほぼ同じ寸法の材料が穿孔可能であることを確認した。特に、条件１９及び２０は、それぞれ実施例１の条件３及び４に対応する条件であった。これらの条件１９及び２０の穿孔圧延により、徐々に肉厚を小さくしても穿孔可能であることを再確認した。ここで、実施例１の条件５では、ロールＮｏ．Ｐの傾斜ロールとプラグＮｏ．Ｂのプラグの組合せでは、さらに肉厚を小さくすることができなかった。このため、条件２１では、ロールＮｏ．Ｐの傾斜ロールとプラグＮｏ．Ｃのプラグの組合せを採用し、傾斜ロールの出側面角を実施例１の条件６と同じにし、実施例１の条件６と同じ肉厚を狙った。しかし、この条件２１の穿孔圧延では、傾斜ロールの入側の端面に丸ビレットが衝突して、丸ビレットを傾斜ロールに噛み込ませることができなかった。これは、傾斜ロールの入側面角が１°であったため、傾斜ロールの入側面の胴長（軸方向の長さ）が不足したからである。
　そもそも薄肉製管の場合、傾斜ロールの出側面角を大きくするため、入側面角は必然的に小さくなる。それに加えて薄肉製管ではロール開度が小さいため、入側面の胴長をより長くすることが必要である。条件２３の穿孔圧延において、傾斜ロールに丸ビレットを噛み込ませるために必要な入側面の胴長は１７０ｍｍ以上になる。実際の試験で用いた傾斜ロールの入側面の胴長は１５０ｍｍであった（図１１参照）。
　傾斜ロールの入側面の胴長が長すぎれば、傾斜圧延機の建設コスト、及び工具の製造コストが悪化する。このため、傾斜ロールの入側面の胴長を長くすることは好ましくない。
　そこで、条件２２～３０で穿孔圧延を実施した。条件２２～３０では、傾斜ロールをロールＮｏ．Ｒ２２０の傾斜ロールに取り替え、さらにプラグを別のプラグに取り替えた。さらに傾斜ロールの交叉角ＣＡ、及びロール開度を種々変更した。条件２２～３０の穿孔圧延を実施例１と同じ順番で実施した。つまり、各穿孔圧延の順に、一旦肉厚を小さくしたあと肉厚を大きくした。条件２２～３０のいずれの穿孔圧延でも、噛み込み不良等の不具合が発生することなく、継目無金属管を得ることができた。
　以上の結果より、下記のことが示される。傾斜ロールの入側面が凸の曲面であれば、傾斜ロールの交換なしで、品質上で問題なく、肉厚の小さい継目無金属管、及び肉厚の大きい継目無金属管のいずれも製造することができる。
　実施例３では、実施例１と同様に穿孔圧延試験を実施した。実施例３の穿孔圧延試験では、プラグＮｏ．Ｃ及びＥのプラグと、ロールＮｏ．Ｓ～Ｚ及びＲ２２０の傾斜ロールとを種々組み合わせて、穿孔比を３．５以上とする高加工度の穿孔圧延を行った。丸ビレットの外径は５０ｍｍと６０ｍｍの２種類であった。
　傾斜ロールの交叉角ＣＡは３°であり、傾斜角ＦＡは１０°であった。また、傾斜ロールの出側面角は６°であった。ロール開度を種々変更し、不具合（材料の噛み出し、噛み込み不良、及び材料の周長変動）の発生有無を調査した。この調査は、傾斜ロールの入側面角、及びゴージドラフト率を指標とした。
　下記の表６に、実施例３の試験条件及び試験結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　図１３は、実施例３における不具合の発生有無をまとめた図である。図１３において、横軸は傾斜ロールの入側面角［°］を示し、縦軸はゴージドラフト率［％］を示す。図１３において、「〇」印は、不具合の発生がなかったことを示し、「×」印は、不具合が発生したことを示す。
　表６及び図１３を参照して、傾斜ロールの入側面角が７°以下であれば、材料の長手方向の周長変動が大きくなった。一方、傾斜ロールの入側面が１６°以上であれば、噛み込み不良が発生した。また、ゴージドラフト率が３０％未満であれば、材料の噛み出しが発生した。したがって、穿孔比を３．５以上とする穿孔圧延の場合、傾斜ロールの入側面角は８°以上、１５°以下とし、かつドラフト率は３０％以上に設定すればよいことがわかった。
　また、ロールＮｏ．Ｒ２２０の傾斜ロールを用いた場合、すなわち入側面が凸の曲面である傾斜ロールを用いた場合であっても、穿孔比を３．５以上とする穿孔圧延でゴージドラフト率を３０％未満にすれば噛み出しが発生することを確認した。
　実施例４では、実施例１と同様に穿孔圧延試験を実施した。実施例４の穿孔圧延試験では、プラグＮｏ．Ａ、Ｅ及びＦのプラグと、ロールＮｏ．Ｒ６０～Ｒ６００という５種類の傾斜ロールとを種々組み合わせて、穿孔圧延を行った。ベースとなる条件として、条件４６～４８という３つの条件を設定した。条件４６～４８の各条件において、ロールＮｏ．Ｒ６０～Ｒ６００の各傾斜ロールを用いた。条件４６、４７及び４８はそれぞれ厚肉、中肉及び薄肉の継目無金属管を製造することを意図したものであった。条件４６、４７及び４８の出側面角はそれぞれ０°、３°及び６°であった。
　各条件の穿孔圧延において、不具合の発生有無を調査した。この調査は、丸ビレットと傾斜ロールとの接触開始位置を指標とした。接触開始位置は、傾斜ロールの傾斜角ＦＡを０°と仮定したときの二次元幾何学によって算出できる。調査の指標は、パスラインに沿った方向の第１距離、及びパスラインに垂直な方向の第２距離であった。第１距離は、ゴージ位置から接触開始位置までの距離であった。第２距離は、パスラインから接触開始位置までの距離からロール開度の半分を減じた距離であった。本明細書において、第１距離をゴージからの距離と言う場合がある。第２距離を（パスラインからの距離）－（ロール開度／２）と言う場合がある。
　下記の表７に、実施例４の試験条件を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　図１４は、実施例４における不具合の発生有無をまとめた図である。図１４において、横軸はゴージからの距離［ｍｍ］を示し、縦軸は（パスラインからの距離）－（ロール開度／２）［ｍｍ］を示す。図１４において、「〇」印は、不具合の発生がなかったことを示し、「×」印は、不具合が発生したことを示す。
　図１４を参照して、ロールＮｏ．Ｒ６０の傾斜ロールを用いた穿孔圧延では、条件４６～４８の全てで噛み込み不良が発生した。また、ロールＮｏ．Ｒ６００の傾斜ロールを用いた穿孔圧延では、条件４７及び４８の場合に材料の周長変動が大きくなる不具合が生じた。
　以上の結果より、下記のことが示される。不具合の発生を抑制するためには、ロールＮｏ．Ｒ６０～Ｒ６００のうち、ロールＮｏ．Ｒ１００～Ｒ４００の傾斜ロールを用いることが好ましい。これらのロールＮｏ．Ｒ１００～Ｒ４００のうち、最小のロールＮｏ．Ｒ１００の傾斜ロールにおいて、入側面の凸曲面を形成する円弧の曲率半径は１００ｍｍであった。一方、最大のロールＮｏ．Ｒ４００の傾斜ロールにおいて、入側面の凸曲面を形成する円弧の曲率半径は４００ｍｍであった。丸ビレットの外径は６０ｍｍであった。したがって、入側面の凸曲面を形成する円弧の曲率半径を丸ビレットの外径で除した値（入側面の曲面指数）が、１．６７以上、６．６７以下であれば、不具合の発生を抑制することができる。
　実施例５では、実施例１と同様に穿孔圧延試験を実施した。実施例５では、さらに２種類の傾斜ロール（ロールＮｏ．Ａ及びＢ）を準備した。
　図１５は、穿孔圧延試験で用いた傾斜ロールの外観を示す図である。図１５には、ロールＮｏ．Ａ及びＢの傾斜ロール１が示される。
　図１５を参照して、ロールＮｏ．Ａ及びＢの傾斜ロール１は、ゴージＧを境界にして入側面１ａと出側面１ｂに区分されていた。入側面１ａは凸の曲面であった。入側面１ａを傾斜ロール１の中心軸１ｃに沿って切断したときに現われる線は、凸の曲線であった。この凸曲線は、多次項式関数で表わされるものであった。出側面１ｂはテーパ面であった。傾斜ロール１の全長は一定であった。出側面１ｂの軸方向の長さは一定であった。入側面１ａの軸方向の長さは、凸曲面を形成する凸曲線の多次項式関数に応じて変更された。このため、必要に応じて、入側面１ａの入側端に補助円筒部１ａａが設けられた。ロールＮｏ．Ａ及びＢの傾斜ロール１の全長は、上記したロールＮｏ．Ｏ～Ｚ及びＲ６０～Ｒ６００の傾斜ロール１の全長と同じであった。
　下記の表８に、ロールＮｏ．Ａ及びＢの傾斜ロール１それぞれの諸寸法を示す。図１５には、それらの各傾斜ロール１に共通する諸寸法を示す。表８中のａ及びｂは、図１５に示す入側面１ａの凸曲面を形成する凸曲線の多次項式関数における係数である。表８中のＨは、図１５に示す補助円筒部１ａａの軸方向の長さである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　実施例５の穿孔圧延試験では、実施例４における条件４６～４８の各条件において、ロールＮｏ．Ａ及びＢの各傾斜ロールを用いた。各条件の穿孔圧延において、実施例４と同様に不具合の発生有無を調査した。
　図１６及び図１７は、実施例５における不具合の発生有無をまとめた図である。これらの図のうち、図１６は、ロールＮｏ．Ａの傾斜ロールを用いた結果を示す。図１７は、ロールＮｏ．Ｂの傾斜ロールを用いた結果を示す。図１６及び図１７において、横軸はゴージからの距離［ｍｍ］を示し、縦軸は（パスラインからの距離）－（ロール開度／２）［ｍｍ］を示す。図１６及び図１７において、「◇」印は、不具合の発生がなかったことを示し、「×」印は、不具合が発生したことを示す。図１６及び図１７には、実施例４の穿孔圧延で不具合が発生しなかった条件及びその範囲も示している。
　図１６を参照して、ロールＮｏ．Ａの傾斜ロールを用いた穿孔圧延では、出側面角が０°、３°及び６°のいずれの場合でも、実施例４で不具合が発生しなかった範囲内で丸ビレットと傾斜ロールとの接触が開始し、不具合が発生しなかった。また、図１７を参照して、ロールＮｏ．Ｂの傾斜ロールを用いた穿孔圧延では、出側面角が０°の場合、実施例４で不具合が発生しなかった範囲外で丸ビレットと傾斜ロールとの接触が開始することがあった。このときに、噛み込み不良が発生した。
　実施例６では、実施例１と同様に穿孔圧延試験を実施した。実施例６では、さらに２種類の傾斜ロール（ロールＮｏ．Ｃ及びＤ）を準備した。
　図１８及び図１９は、穿孔圧延試験で用いた傾斜ロールの外観を示す図である。これらの図のうち、図１８には、ロールＮｏ．Ｃの傾斜ロール１が示される。図１９には、ロールＮｏ．Ｄの傾斜ロール１が示される。
　図１８及び図１９を参照して、ロールＮｏ．Ｃ及びＤの傾斜ロール１は、ゴージＧを境界にして入側面１ａと出側面１ｂに区分されていた。入側面１ａは３段のテーパ面からなるものであった。つまり、入側面１ａは、勾配が中心軸１ｃに沿って３段階に変化するテーパ面（凸の曲面）であった。出側面１ｂは勾配が一定のテーパ面であった。入側面１ａの軸方向の長さは一定であった。出側面１ｂの軸方向の長さは一定であった。このため、傾斜ロール１の全長は一定であった。ロールＮｏ．Ｃ及びＤの傾斜ロール１の全長は、上記したロールＮｏ．Ａ、Ｂ、Ｏ～Ｚ及びＲ６０～Ｒ６００の傾斜ロール１の全長と同じであった。
　実施例６の穿孔圧延試験では、実施例５と同様に、実施例４における条件４６～４８の各条件において、ロールＮｏ．Ｃ及びＤの各傾斜ロールを用いた。各条件の穿孔圧延において、実施例４と同様に不具合の発生有無を調査した。
　図２０及び図２１は、実施例６における不具合の発生有無をまとめた図である。これらの図のうち、図２０は、ロールＮｏ．Ｃの傾斜ロールを用いた結果を示す。図２１は、ロールＮｏ．Ｄの傾斜ロールを用いた結果を示す。図２０及び図２１において、横軸はゴージからの距離［ｍｍ］を示し、縦軸は（パスラインからの距離）－（ロール開度／２）［ｍｍ］を示す。図２０及び図２１において、「◇」印は、不具合の発生がなかったことを示し、「×」印は、不具合が発生したことを示す。図２０及び図２１には、実施例４の穿孔圧延で不具合が発生しなかった条件及びその範囲も示している。
　図２０を参照して、ロールＮｏ．Ｃの傾斜ロールを用いた穿孔圧延では、出側面角が０°、３°及び６°のいずれの場合でも、実施例４で不具合が発生しなかった範囲内で丸ビレットと傾斜ロールとの接触が開始し、不具合が発生しなかった。また、図２１を参照して、ロールＮｏ．Ｄの傾斜ロールを用いた穿孔圧延では、出側面角が６°の場合、実施例４で不具合が発生しなかった範囲外で丸ビレットと傾斜ロールとの接触が開始することがあった。このときに、材料の周長変動が発生した。
　実施例４～６の結果から、上述した噛み込み角（α）とゴージドラフト率との関係を整理した。
　図２２は、噛み込み角（α）を説明するための図である。図２２において、横軸はゴージからの距離［ｍｍ］を示し、縦軸は（パスラインからの距離）－（ロール開度／２）［ｍｍ］を示す。図２２において、「〇」印は、接触開始位置を示す。原点がゴージ位置に対応する。横軸がパスラインに相当する。接触開始位置とゴージ位置とを結ぶ直線を描く。その直線とパスラインとの成す角度が噛み込み角（α）である。これは上述したとおりである。
　図２３は、噛み込み角（α）とゴージドラフト率との関係に基づいて不具合の発生有無をまとめた図である。図２３において、横軸はゴージドラフト率［％］を示し、縦軸は噛み込み角（α）［°］を示す。図２３において、「〇」印は、不具合の発生がなかったことを示し、「×」印は、不具合が発生したことを示す。
　図２３の結果より、下記のことが示される。ゴージドラフト率を大きくするほど、大きな噛み込み角（α）を必要とする。ゴージドラフト率を大きくするには、ロール開度を小さくする。ロール開度が小さければ、穿孔比の高い穿孔圧延となる。これに対して、ゴージドラフト率を小さくするほど、小さな噛み込み角（α）を必要とする。ゴージドラフト率を小さくするには、ロール開度を大きくする。ロール開度が大きければ、穿孔比の低い穿孔圧延となる。
　したがって、上記の式（１）に示すとおり、噛み込み角（α）は「０．１２×ＧＤ＋１．５」以上、「０．２５×ＧＤ＋６」以下であることが好ましい。別の観点では、式（１）に示す条件を満足するように、入側面の入側端に向かうほど入側面の勾配が大きく設定されればよい。
　その他、本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能であることは言うまでもない。
　本発明の製造方法は、マンネスマン法による継目無金属管の製造に有効に利用できる。
　　１：傾斜ロール
　　１ａ：入側面
　　１ｂ：出側面
　　１ｃ：中心軸
　　２：プラグ
　　ＰＬ：パスライン
　　ＷＰ：被圧延材
　　ＣＡ：交叉角
　　ＦＡ：傾斜角
 

Claims (6)

  1. 　傾斜圧延機を用いて、第１の肉厚を有する第１の継目無金属管、及び前記第１の肉厚と異なる第２の肉厚を有する第２の継目無金属管を製造する、継目無金属管の製造方法であって、
    　前記傾斜圧延機は、
    　パスライン上に配置されたプラグと、
    　前記パスラインの回りに等間隔に配置され、各々が入側面及び出側面を有する３つの傾斜ロールであって、前記パスラインと前記入側面との距離が前記パスラインの入側から出側に向かって漸減し、前記パスラインと前記出側面との距離が前記パスラインの入側から出側に向かって漸増する、前記傾斜ロールと、を備え、
    　前記製造方法は、
    　前記傾斜圧延機によって、加熱された第１の被圧延材を圧延する第１の傾斜圧延工程と、
    　前記傾斜圧延機の設定条件を下記（ａ）及び（ｂ）のいずれかに変更する設定変更工程と、
    　設定条件を変更された前記傾斜圧延機によって、加熱された第２の被圧延材を圧延する第２の傾斜圧延工程と、を含む、継目無金属管の製造方法。
    （ａ）前記第２の肉厚が前記第１の肉厚よりも小さい場合、前記傾斜ロールの交叉角を前記第１の傾斜圧延工程のときよりも大きくする、
    （ｂ）前記第２の肉厚が前記第１の肉厚よりも大きい場合、前記傾斜ロールの交叉角を前記第１の傾斜圧延工程のときよりも小さくする。
  2. 　請求項１に記載の継目無金属管の製造方法であって、
    　前記第１の傾斜圧延工程及び前記第２の傾斜圧延工程では、前記出側面のうち前記第１の被圧延材及び前記第２の被圧延材との接触範囲における前記出側面の角度を０°以上、９°以下とし、
    　前記第１の傾斜圧延工程では、前記第１の継目無金属管の外径に対する前記第１の肉厚の比が０．０７以下の場合、前記出側面の前記角度を３°よりも大きくし、
    　前記第２の傾斜圧延工程では、前記第２の継目無金属管の外径に対する前記第２の肉厚の比が０．０７以下の場合、前記出側面の前記角度を３°よりも大きくする、継目無金属管の製造方法。
  3. 　請求項１又は２に記載の継目無金属管の製造方法であって、
    　前記入側面が凸の曲面であり、
    　前記第２の傾斜圧延工程では、前記第１の傾斜圧延工程で用いた前記傾斜ロールを用いる、継目無金属管の製造方法。
  4. 　請求項１又は２に記載の継目無金属管の製造方法であって、
    　前記第１の被圧延材及び前記第２の被圧延材が中実であり、
    　前記第１の傾斜圧延工程及び前記第２の傾斜圧延工程では、穿孔比を３．５以上とし、前記入側面の角度を８°以上、１５°以下とし、かつゴージドラフト率を３０％以上とする、継目無金属管の製造方法。
  5. 　請求項１から３のいずれか１項に記載の継目無金属管の製造方法であって、
    　前記第１の被圧延材及び前記第２の被圧延材が中実であり、
    　前記入側面が凸の曲面であって、前記傾斜ロールの中心軸を含む断面に現れる前記入側面の線が円弧であり、
    　前記円弧の曲率半径を前記第１の被圧延材及び前記第２の被圧延材の外径で除した値が１．６７以上、６．６７以下である、継目無金属管の製造方法。
  6. 　請求項１から３のいずれか１項に記載の継目無金属管の製造方法であって、
    　前記第１の被圧延材及び前記第２の被圧延材が中実であり、
    　前記第１の傾斜圧延工程及び前記第２の傾斜圧延工程では、ゴージドラフト率（ＧＤ）と噛み込み角（α）が下記の式（１）で表わされる条件を満足する、継目無金属管の製造方法。
    　０．１２×ＧＤ＋１．５≦α≦０．２５×ＧＤ＋６　（１）
     
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