JPH012708A

JPH012708A - 管の連続延伸圧延方法およびその圧延機

Info

Publication number: JPH012708A
Application number: JP62-157621A
Authority: JP
Inventors: 今江　敏夫
Original assignee: Iseki and Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd
Filing date: 1987-06-26
Publication date: 1989-01-06
Anticipated expiration: 2010-02-22

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、マンドレルミルを用いた管の連続延伸圧延方
法およびその圧延機に関する。

〈従来の技術〉従来から、継目無鋼管をマンドレルミルラインで製造す
る場合は、第３版鉄鋼便覧１１１（２）（日本鉄鋼協会
４％、　Ｐ９７０〜９８４）に詳しく述べられているよ
うに、第３図に示すような製造工程で行われるのが一般
的である。

すなわち、素材としての丸鋼片ｌは回転炉床式加熱炉２
で所要の温度に加熱された後、穿孔８！ｉ３で中空素管
１０Ａに穿孔される。この中空素管１０Ａはマンドレル
バ−４が挿入され、７〜９基連続配置された一対の孔型
ロール５を有するスタンド列からなるマンドレルミル６
を用いて、その外径と肉厚が減じられて管材１０Ｂが延
伸圧延される。マンドレルバ−４が引き抜かれた後、管
材１０Ｂは再加熱炉７にて加熱され、ストレッチレデュ
ーサ８で所要の外径と肉厚の製品１０ｃに仕上げられて
、冷却床９で冷却される。

上記一連の製造工程の中でマンドレルミル６の果たす役
割について、さらに詳し２く説明する。

隣接するスタンド間では、孔型ロール５が第４図のバス
スケジュールで示すように、パスラインを軸として互い
に直角に交叉するように配置されている。マンドレルミ
ル６における外径減少量は、通常２０〜３０ｍ１肉厚減
少量は、７〜１２ｍｍ程度である。なお、マンドレルミ
ルにおける最適外径減少量は、マンドレルミル入側中空
素管外径の従属変数であり、外径減少率で表せば、概ね
１０〜２５％の間の値に相当する。

〈発明が解決しようとする問題点〉ところで、上記のような従来技術には致命的欠陥がある
。それは、最小径の最終製品１０Ｃを製造する場合に、
ストレッチレデューサ８における外径減少率が必然的に
大きくなることである。一般に、ストレ・ンチレデュー
サにおいては、同一外径の母管から、できるだけ多水準
の外径の製品を製造して、その生産能率を向上させる方
が有利であり、またそのようにできることがストレッチ
レデューサのひとつの特長でもある。しかし、ストレッ
チレデューサ圧延において、外径減少率が大きくなれば
なるほど、製品の寸法精度および内面性状ともに劣化す
ることは、当業者内においては周知の事実でもある。実
際の操業条件は、生産能率の向上と製品品質の向上とい
う互いに矛盾する目的の妥協点に設定されている。具体
的には、ストレッチレデューサでの最大外径減少率を概
ね７５％程度以下に設定し、最低限度の品質を確保しな
がら同時にある程度の生産能率も確保している。このよ
うに、理想的な条件とは異なった妥協的な操業条件を強
いている最大の理由は、ストレッチレデューサ入側の母
管径、即ちマンドレルミル出側の管材外径を短時間で変
更するのが困難なことによるものである。

それ故、製品外径から逆算してみてストレッチレデュー
サ８の母管としてのマンドレルミル出側の管材１０Ｂの
外径が２〜３水準必要な場合には、従来は、この異なっ
た外径水準の管材１０Ｂをマンドレルミル６の出側で得
るために、マンドレルミル６の入側の中空素管１０Ａの
外径水準をそれに合わせて変えざるを得なかったのであ
る。

マンドレルミル入側において中空素管外径を変更するの
に現在用いられている代表的なものとしては、次の２つ
の方法が挙げられる。

■　丸鋼片の外径を変えて、穿孔機出側の中空素管径を
変える。

■　穿孔機とマンドレルミル間にサイプを設置して、中
空素管径を変える。

しかしながら、これらの方法には、いずれも欠点がある
。まず■については、数水準の外径の異なる丸鋼片を準
備しなければならず、また穿孔機の工具（穿孔プラグや
ガイドシュー等）も外径毎に準備しなければならない。

また、■については、サイプを設置することそれ自体に
膨大な建設費用がかかり、既設設備に適用するには設備
スペースの確保などの制約があり、技術的な困難さを伴
うのである。

本発明は、上記のような問題点を解消すべくなされたも
のであって、同一外径の中空素管がら水準の異なる外径
の管材をマンドレルミルにて圧延するのに好適な管の連
続延伸圧延方法およびその圧延機を提供することを目的
とする。

〈問題点を解決するための手段〉本発明者は、マンドレルミル圧延における外径減少率を
高める手段について鋭意検討した結果、楕円形状とすれ
ば強圧下が可能であることを見出し、本発明を完成させ
るに至った。

すなわち、本発明は、中空素管を複数のスタンドで構成
されるマンドレルミルを用いて圧延するに際し、前記中
空素管を楕円形状に圧延し、ついでこの楕円形状の長径
側から強圧下して縮径延伸圧延を行うことを特徴とする
管の連続延伸圧延方法であり、また、カリバロールを用いて中空素管を延伸圧延する複
数スタンドで構成されるマンドレルミルの圧延機であっ
て、前記マンドレルミルの上流側の少なくとも２スタン
ドのカリバロールの孔型がそれぞれ長径方向の異なる楕
円形状を有してなることを特徴とする管の連続延伸圧ｔ
ｉである。

以下に、本発明の構成を具体的に説明する。

本発明に用いる楕円形状を存する孔型ロールの構成につ
いて第１図に基づいて説明する。

第１図は、孔型ロールを模式的に示した正面図であり、
（ａ）は第１スタンド用、（ロ）は第２スタンド用であ
る。この図において、従来例と同一部材は同一符号を付
して説明を省略する。

第１図（ａ）に示すように、第１スタンドの孔型ロール
５Ａの孔型形状は、楕円状であって、孔型幅Ａ−Ｂが長
径に、孔型溝底間隔Ｃ−Ｄが短径に相当する。このとき
の長径ＷＩ　と短径Ｈ１から求められる楕円率α１（−
Ｗｌ　／Ｈ１）は、１．０１〜３．００とするのが望ま
しい、　下限値の限定理由は、従来から知られているよ
うにロールエツジ疵を防止するために必要な値であり、
また上限値については、次スタンドにおいて楕円形状の
長径側から強圧下を付加する上で、管壁の倒れ込み（座
屈）現象の生じない実用上の範囲と、中空素管１０Ａ中
に挿入されるマンドレルバ−４の径から制限される幾何
学的ロール溝底間隔とより定められる。

つぎに、第２スタンドの孔型ロール５Ｂの形状は、第１
図伽）に示すようにやはり楕円状とするが、孔型幅Ａ−
Ｂを短径に、孔型溝底間隔Ｃ−Ｄを長径に相当させる。

この長径Ｗ、と短径Ｈ２から求められる楕円率αｔ　　
（＝　Ｗｚ　／　Ｈｚ　）は、０．３５〜１．５０とす
るのが望ましい。

下限値については、前スタンドにおいて最大の楕円率（
αｌ　−３，００）形状に成形した場合に当スタンドに
おいてロールエツジ疵を出さないための条件から決定し
、上限値については、楕円形状の長径側から強圧下する
場合に、当スタンドにおいて中空素管のロールギャップ
部に当接する管壁が座屈しない条件より求める。

なお、上記の説明は２０一ル式を用いて行ったが、例え
ば第１図（Ｃ）に・示すような上下駆動ロール５Ｂ、５
Ｂ間にアイドルロール５Ｃ，５Ｃを有する４０一ル式の
ロールスタンドにも適用することが可能である。

く作　用〉中空素管１０Ａに、パスラインレベルＰＬに対して４５
°傾けた第１スダンドの楕円形状の孔型ロール５Ａを用
いて偏平化圧延を施して−たん楕円化した後、第１スタ
ンドの孔型ロール５Ａに対して９０”傾けた第２スタン
ドの楕円形状の孔型ロール５Ｂによって楕円形状の長径
側から強圧下を加えると、中空素管１０Ｂの外周長を大
幅に減することが可能である。その結果、マンドレルミ
ル６における外径減少率を最大５０％程度まで高めるこ
とができるから、マンドレルミルの入側における中空素
管外径に対する出側における管材外径の比を約０．９０
〜０．５０の間に任意に設定することが可能である。こ
れによって、マンドレルミル入側の中空素管外径を、実
用上１水準に集約化することが可能である。

〈実施例〉〔実施例１〕外径：　　１１５．Ｏｍ×肉厚：　１３．Ｏａｍの中空
素管を２０−ル弐８スタンドマンドレルミルヲ用いて、
外径：９０．ＯｍｍＸ肉厚＝３．０閤の管材に圧延する
のに、本発明を適用した。このときのマンドレルミルの
パススケジュールを第２図に示した。これらのロールの
孔型形状寸法と圧延結果とを第１表に併せて示した。な
お、ここで使用したマンドレルバ−の径は、８２．０ａ
ｕ＊である。

第１表から明らかなように、全外径減少率は約４８．６
％であり、従来例に対して著しく大きいことがわかる。

なお、前記のような寸法の管材は、従来、外径：　１１
０．ＯＭｔＸ肉厚：　１１．Ｏｍｍの中空素管から製造
されていたものである。

〔実施例２〕外径：　１１０．０鴫×肉厚：　１１．０ｍｍの中空素
管から、第２表に示したロール孔型配列で、外径：６０
．０ｍ１１１×肉厚：　　３．０ｍｍの管材を圧延する
のに本発明を適用した。その圧延結果を第２表に併せて
示した。

なお、ここで用いたマンドレルバ−の径は５２．Ｏａｗ
ｎである。

この表から明らかなように、全外径減少率は４５．５％
である。

なお、上記のような寸法の中空素管を用いて従来例で圧
延する場合の管材外径は、せいぜい９０．０鴫までであ
る。

また、ストレンチレデューサ出側の最終製品の外径寸法
が３０．０ｍｍの場合を想定すると、外径９０ｎｕｍの
母管を使用したときの外径減少率が６６．７％であるの
に対し、外径６０．０ｍｍの母管を使用したときの外径
減少率は約５０．０％であるから、ストレッチレデュー
サにおける外径減少率の小さい後者の方が、前者に比較
して製品の寸法精度および内面性状が優れることは、当
業者の容易に理解し得るところである。

なお、本発明方法によって圧延される管材は、寸法精度
および内外面の性伏ともに従来例で圧延される管材のそ
れらと同等水準であることを付は加えておく。

〈発明の効果〉以上説明したように、本発明によれば、同一外径の中空
素管から水準の異なる外径の管材を延伸圧延することが
できるから、素材寸法の集約化が可能であり、素材のコ
ストダウンが期待できる。

また、ストレッチレデューサの外径減少率を小さくする
ことができるから、製品品質の向上を図ることが可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に用いる孔型ロールの主要部を模式に
示す正面図、第２図は、本発明に係るマンドレルミルの
パススケジュールの実施例を模式的に示す部分正面図、
第３図は、マンドレルミルラインによる継目無鋼管の製
造工程を模式的に示す説明図、第４図は、マンドレルミ
ルのパススケジュールを模式的に示す平面図である。・
１・・・素材（丸鋼片）、　　　５・・・孔型ロール。６・・・マンドレルミル。１０Ａ・・・中空素管、　　　　１０Ｂ・・・管材特許
出願人　　　川崎製鉄株式会社第　　４　　図２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）中空素管を複数のスタンドで構成されるマンドレ
ルミルを用いて圧延するに際し、前記中空素管を楕円形
状に圧延し、ついでこの楕円形状の長径側から強圧下し
て縮径延伸圧延を行うことを特徴とする管の連続延伸圧
延方法。
（２）カリバロールを用いて中空素管を延伸圧延する複
数スタンドで構成されるマンドレルミルの圧延機であっ
て、前記マンドレルミルの上流側の少なくとも２スタン
ドのカリバロールの孔型がそれぞれ長径方向の異なる楕
円形状を有してなることを特徴とする管の連続延伸圧延
機。