JPH03128106A - 管の傾斜延伸圧延方法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はマンネスマン製管ラインにおいて、例えばピア
サにて得られた素管の肉厚を減じるべく、傾斜ロール及
び内面規制工具としてのマンドレルバ−を用いて行われ
る管の傾斜圧延方法に関する。

〔従来技術〕

管のパスライン周りに配された傾斜ロールと、該管の内
側に貫入された内面規制工具との間にて肉厚を減しるべ
く行われる管の傾斜延伸圧延方法には、前記内面規制工
具としてプラグを用いる方法と、同じくマンドレルバ−
を用いる方法とがあるが、圧延後の管の内面品質におい
て、−船釣に後者の方が優れている。これは、プラグが
砲弾形をなし、量た圧延中に移動操作されないのに対し
、マンドレルバ−は柱状をなし、また圧延中に移動操作
されるという相違により、圧延中の管との接触部分にお
ける熱負荷及び潤滑性において後者に優位性が生じるた
めである。

即ち、前記マンドレルバ−を管と同方向に移動させつつ
延伸圧延を行った場合、圧延中の管に対しマンドレルバ
ユの異なる部位が順次接触するため、前記熱負荷及び潤
滑性において優位性が得られることになり、製品管に高
い内面品質が要求される場合、マンドレルバ−を所定速
度にて移動させつつ行う傾斜延伸圧延方法が実施されて
いる。

この傾斜延伸圧延方法においては、マンドレルバ−の移
動速度を高め、単位圧延長さ当たりに管に接触するマン
ドレルバ−の長さが増すことにより内面品質の更なる向
上を図り得る。第５図はマンドレルバ−の移動速度を種
々に変化させ、得られた管の内面粗さを測定した結果を
示すグラフであり、図の横軸は、マンドレルバ−の移動
速度の管の入側速度に対する比（バー速度比）を、また
縦軸は管内面の十点平均粗さを夫々示している。

この図から、バー速度比の増大、即ちマンドレルバ−の
移動速度の増大に伴って内面品質が向上することが明ら
かである。

ところが、マンドレルバ−に高い移動速度を与えた場合
、管の全長に亘る圧延が終了するまでの間圧延ロールの
配設位置において前記管の内側に位置させるために、長
大なマンドレルバ−が必要となり現実的ではない。実際
には、マンドレルバ−の長さは、これの支承上の問題及
び工具費用の面から限定されるため、限定された長さの
マンドレルバ−を可及的に有効に用いることが前述の要
求に応えるための重要な課題となっている。

第６図（ａ）〜（Ｃ１は、従来の傾斜延伸圧延方法の実
施状態を示す模式図である。圧延前の素管Ｈは、パスラ
インＸ−Ｘ上を図中に白抜矢符にて示す向きに進行し、
これの内部に貫入されたマンドレルバ−２と、バスライ
ンＸ−Ｘ周りに配された圧延ロール１，１との間にて延
伸される。圧延ロール１．１の入側は、出側に至るに従
ってパスラインＸ−Ｘに近付く傾斜面にて構成された肉
厚圧下部１ａとなっており、また該肉厚圧下部１ａの出
側に連なる部分は、パスラインＸ−Ｘと略平行をなす面
にて構成されたり−リング部１ｂとなっていて、素管Ｈ
は、まず肉厚圧下部１ａとマンドレルバ−２との間に噛
込まれ、次いでリーリング部１ｂとマンドレルバ−２と
の間に挾持されて、夫々における延伸により肉厚を減じ
られ、所望の肉厚を有する管Ｐとなって送出される。即
ち、圧延ロール１の素管Ｈの延伸に関わる部分（ロール
バイト部）は、肉厚圧下部１ａとマンドレルバ−２との
間に噛込みが生じた位置からリーリング部１ｂの後端位
置までの間である。

第６図（ａ）は圧延開始時の状態であり、第６図（Ｃ）
は圧延終了直前の状態である。従来、圧延開始に際しマ
ンドレルバ−２は、これの有効部の進行方向前端を前記
ロールバイト部の終点、即ちリーリング部１ｂの後端に
一致させて、第６図（ａ）に示す如く位置決めされ、ロ
ールバイト部の始点に素管Ｈの先端が達し、該先端部が
肉厚圧下部１ａとマンドレルバ−２との間に噛込まれる
と共に移動を開始するようになしてあり、またこのマン
ドレルバ−２の移動速度は、これの有効部の後端と素管
Ｈの後端とが、第６図（Ｃ）に示す如く、前記ロールバ
イト部の始点に同時に達するように決定されている。

これによりマンドレルバ−２の有効部の略全域が圧延に
寄与でき、高い内面品質を有する管Ｐが得られる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところがこの場合、圧延開始後、素管Ｈの前端がロール
バイト部終点、即ちリーリング部１ｂの後端に到達する
までの間においてもマンドレルバ−２は移動しているた
め、第６図（ｂ）に示す如く、マンドレルバ−２の有効
部前端からこの間の移動距離に相当する長さＬｌの部分
は、素管Ｈに接触せず圧延に寄与し得ない部分となって
おり、長さり。

なるこの無寄与部分の存在により、得られた管Ｐの内面
品質の向上に限界があるという難点があった。

本発、明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、τ
ンドレルバーの有効部会長を圧延に寄与させ、限られた
長さのマンドレルバ−にて可及的に高い内面品質を得る
ことを可能とする管の傾斜延伸圧延方法を提供すること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る管の傾斜延伸圧延方法は、所定速度にて進
行する管を、これの内側に貫入され、咳管の入側速度よ
りも低速度にて同方向に移動するマンドレルバ−と、前
記管のパスライン周りに配された傾斜ロールのロールハ
イド部との間にて延伸圧延する方法において、前記マン
ドレルバーの移動速度と圧延開始時の初期位置とを、前
記マンドレルバ−の有効部及び前記管夫々の進行方向前
端が前記ロールバイト部の終点に同時に達すると共に、
夫々の後端が前記ロールバイト部の始点に同時に達する
という条件下にて、前記管の進行速度に基づいて決定す
ることを特徴とする。

〔作用〕

本発明においては、圧延開始に際しマンドレルバ−は、
これの有効部の前端がロールバイト部の終点よりも上流
側に位置し、ロールバイト部への管の噛込みがなされる
と共に移動を開始して有効部前端がロールバイト部の終
点に達した時、これと同時に管の前端が同点に達するよ
うに位置決めされ、更にこの初期位置から移動を開始す
るマンドレルバ−の移動速度は、これの有効部の後端と
管の後端とがロールバイト部の始点に同時に達するよう
に決定される。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述する
。第１図は本発明に係る管の傾斜延伸圧延方法（以下本
発明方法１５　’ｒ　）”）　）の実施に使用する装置
のブロック図である。

圧延前の素管Ｈは、パスラインＸ−Ｘ上を図中に白抜矢
符にて示す向きに進行し、これの内部に貫入すしたマン
ドレルバ−２と、バスラインＸ−Ｘ周りに配された一対
の圧延ロール１，１との間にて延伸され、所望の肉ＩＩ
を有する管Ｐとなって送出される。圧延ロール１，１は
、パスラインＸ−Ｘに対して所定の交叉角γ及び所定の
傾斜角β（図示せず〉をなして配設され、図示しない駆
動源からの駆動力により、矢符方向に夫々回転するよう
になっており、素管１（の進行力は、主として圧延ロー
ル１．　１の回転により付与される。また圧延ロー　ル
１，１の配設位置における素管Ｈの両側には、圧延中に
これの半径方向の移動を規制するため、図示しないデイ
スクロール、又はプレート若しくはローラガイドシュー
等が配設されている。

前記マンドレルバ−２は、パスラインＸ−Ｘ上にて圧延
ロール１．　１の出側から延設されたリテーナ３の先端
に固設されており、該リテーナ３の基端は、例えば、モ
ータＭ及びこれにて駆動されるチェーンＲを備えてなる
バー駆動部４に連結されている。而してマンドレルバ−
２は、リテーナ３を介して伝達されるパー駆動部４の動
作に応して、パスラインＸ−Ｘに沿って素管Ｈと同方向
に移動せしめられる。バー駆動部４の駆動源、換言すれ
ばマンドレルバ−２の駆動源たるモータＭは、演算制御
部５から与えられる速度制御信号に従って駆動されるよ
うになしてあり、またこの駆動により得られるモータＭ
の回転速度は、これに装着された回転速度検出器１０に
て検出され、この検出結果は、フィードバック信号とし
て演算制御部５へ与えられている。これによりマンドレ
ルバ−２は、演算制御部５において後述する如く決定さ
れる所定速度にて、素管Ｈ及び管Ｐと同方向に移動する
。

演算制御部５には、圧延ロール１．１に装着された荷重
検出器１１．１１から、該ロール１，１における圧延荷
重の検出結果が、図示しないこれらの駆動源に装着され
た動力検出器１２から圧延動力の検出結果が夫々与えら
れており、また、例えばリテーナ３の一部に装着された
位置検出器１３から、マンドレルバ−２の移動位置の検
出結果が与えられている。更に演算制御部５には、素管
Ｈの寸法及び進行速度（入側速度）、圧延後の管Ｐの寸
法及び進行速度（出側速度）、並びに圧延ロール１゜１
の各部寸法及びロール間隔等、圧延状態に関連する種々
の圧延データが、図示しない外部入力装置から予ア゛与
えられている。

第２図（ａ）〜（Ｃ）は本発明方法の実施状態を示す模
式図である。本図及び第１図に示す如く、前記圧延ロー
ル１，１の入側は、出側に至るに従ってパスラインＸ−
Ｘに近付く傾斜面にて構成された肉厚圧下部１ａとなっ
ており、また該肉厚圧下部１ａの出側に連なる部分は、
パスラインＸ−Ｘと平行をなす面にて構成されたり−リ
ング部１ｂとなっている。而してパスラインＸ−Ｘ上を
進行する素管、Ｈは、まず肉厚圧下部１ａとマンドレル
バ−２との間に噛込まれ、更なる進行により、リーリン
グ部１ｂとマンドレルバ−２との間に挟持されて、前記
噛込みが生じる位置からリーリング部１ｂの後端に至る
までの間（ロールバイト部）にて延伸される。

第２図（ａ）は、素管Ｈの前端が前記ロールバイト部の
始点に達し、肉厚圧下部１ａとマンドレルバ−２との間
に噛込まれた状態、即ち圧延開始時の状態を示しており
、また第２図（ｂ）は、素管Ｈが更に進行し、これの前
端がロールバイト部の終点、即ちリーリング部１ｂの後
端に達した時の状態を示しており、更に第２図（Ｃ）は
、圧延終了直前の状態であって、素管Ｈの後端がロール
バイト部の始点に達した状態を示している。

本発明方法においては、圧延開始時、即ち第２図（ａｌ
の状態にある時のマンドレルバ−２の初期位置を、この
時点において移動を開始して第２図（ｂ）の状態に至っ
た時、該マンドレルバ−２の有効部の移動方向前端が素
管Ｈの前端と共にロールバイト部の終点に達するように
定め、更に、第２図（Ｃ）に示す状態に至った時、有効
部後端が素管Ｈの後端と共にロールバイト部の始点に同
時に達するように前記初期位置に位置決めされたマンド
レルバ−２の移動速度を定めである。

以上のことは次の如〈実施される。マンドレルバ−２の
初期位置を、これの有効部前端のロールバイト部始点か
らの移動方向への突出し長さＬｔ（第２図参照）にて代
表させ、前記移動速度を■。

とした場合、マンドレルバ−２の有効部前端と素管Ｈの
前端とがロールバイト部の終点に同時に達するという条
件から下記（１）式が威立ち、Ｌｔ　−Ｌ−Ｖｔ、’　
Ｔ＋　　　・・・（１）また、マンドレルバ−２の有効
部後端と素管Ｈの後端とがロールバイト部の始点に同時
に達するという条件から下記（２）式が成り立つ。

Ｌ、＝Ｌ、＋Ｖ、　　・Ｔ２　　・・・（２）これらの
式（１１，（２１中、Ｌ、はロールバイト部の長さ、Ｌ
、はマンドレルバ−２の有効部長である。

またＴ１は素管Ｈの先端がロールバイト部を通過するの
に要する時間であり、Ｔ２は素管Ｈの先端がロールバイ
ト部に噛込まれてから後端が噛込まれるまでの時間であ
る。

これらの内、ｔ、ｂはマンドレルバ−２に固有の値であ
り、またＴ２は素管Ｈの長さとこれの進行速度（入側速
度）とにより容易に求め得る。またり、、は、肉厚圧下
部１ａにおける圧延に寄与する部分の長さとり−リング
部１ｂの長さとの和であり、未知の前者は、肉厚圧下部
１ａにおける軸長方向のロール間隔分布、マンドレルバ
−２の有効部外径、及び素管Ｈの寸法とから算出でき、
更にＴ、は、算出されたロールバイト部長さり、と、入
側速度及び出側速度とにより求め得る。従って前記（１
）式及び（２）式は、マンドレルバ−２の移動速度Ｖ、
及び突出し長さＬｔを未知数とする２元連立方程弐とな
り、例えば、これらからＬＬを消去して得られる下記（
３）式により移動速度■、が求められ、Ｔ　ｚ　　　Ｔ
　Ｉ 更にこれを（１）式に代入して、マンドレルバ−２の初
期位置を代表する突出し長さＬｔが求められる。

この演算は、演算制御部５において、予め入力された圧
延データを用い、圧延開始に先立って行われ、演算制御
部５は、バー駆動部４に駆動指令を発し、位置検出器１
３の検出結果をフィードバンク信号として用いて、算出
された突出し長さり。

を実現すべくマンドレルバ−２を移動せしめ、これの初
期位置を設定する。この後、素管Ｈがロールバイト部へ
噛込まれ、第２図（ａ）の状態となったとき、演算制御
部５は、荷重検出器１１及び動力検出器１２の検出結果
からこのことを認識し、バー駆動部４に速度制御信号を
発して、回転速度検出器１０の検出結果をフィードバッ
ク信号として用い、マンドレルバ−２を前記移動速度■
５にて移動せしめるべく動作する。以上の動作により、
マンドレルバ−２は、第２図（ａ）〜（Ｃ）に示す如く
、その有効部の全てが圧延中のいずれかの時点において
素管Ｈに接触し、該素管Ｈの圧延に寄与しない無寄与部
分が生しないから、圧延中における熱負荷及び潤滑性に
おいて優れていることは明らかであり、高い内面品質を
有する管Ｐが得られる。

第３図は本発明方法の実施により得られた管Ｐにおいて
、内面粗さの測定結果を示すグラフであり、第４図は第
６図に示す従来法により得られた管Ｐにおける同様のグ
ラフである。

なおこれらはいずれも、直径３５０ｍｍ　、胴長２００
ｍｍの圧延ロール１，１と有効長（＝　Ｌ−）　２１５
ｍｍのマンドレルバ−２とを備えた傾斜延伸圧延機にお
いて、外径が６０ｍｍ、肉厚が８ｍｍであり、長さ３０
０ｍｍ。

５００ｍｍ、　６００ｍｍの各１０本（合計３０本）素
管Ｈを、入側速度５０ｍｍ／ｓｅｃ　、延伸比２．０な
る条件下にて延伸圧延した結果である。第３図と第４図
とを比較した場合、両者には明らかな有意差があり、本
発明方法の実施により製品管の内面品質が向上すること
がわかる。

なお本実施例においては、マンドレルバ−２が圧延ロー
ル１．１の出側にて支持されている場合について説明し
たが、入側支持の場合においても本発明方法の通用は可
能であることは言うまでもない。

また、入側速度及び出側速度の検出器を設け、圧延中に
おけるこれらの検出結果に基づいて前記（１）弐及び（
２）式における時間Ｔ１及びＴ２の値を更新し、これら
を用いて逐次更新される移動速度Ｖｂにてマンドレルバ
−２を移動せしめることにより、ロールバイト部始点に
おけるマンドレルバ−２の有効部後端と素管Ｈの後端と
の一致が更に確実なものとすることができる。

〔効果〕

以上詳述した如く本発明方法においては、マンドレルバ
−の有効部の全長が管に接触し、該管の圧延に寄与しな
い部分がなく、無寄与部分が存在する従来法と比較して
圧延中における熱負荷及び潤滑性に対する更なる優位性
が生し、限られた長さのマンドレルバ−に対し可及的に
高い内面品質が得られ、また、同程度の内面品質を、従
来よりも短寸のマンドレルバ−にて保証し得る等、本発
明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施に使用する装置のブロック図
、第２図は本発明方法の実施状態を示す模式図、第３図
は本発明方法により得られた管の内面粗さの測定結果を
示すグラフ、第４図は従来法により得られた管の内面粗
さの測定結果を示すグラフ、第５図はマンドレルバ−の
移動速度と製品管の内面粗さとの相関関係を示すグラフ
、第６図は従来法の実施状態を示す模式図である。 １・・・圧延ロール　　ｌａ・・・肉厚圧下部１ｂ・・
・リーリング部　　２・・・マンドレルバ−４・・・バ
ー駆動部　　５・・・演算制御部Ｈ・・・素管　　Ｐ・
・・管

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、所定速度にて進行する管を、これの内側に貫入され
   、該管の入側速度よりも低速度にて同方向に移動するマ
   ンドレルバーと、前記管のパスライン周りに配された傾
   斜ロールのロールバイト部との間にて延伸圧延する方法
   において、 前記マンドレルバーの移動速度と圧延開始時の初期位置
   とを、前記マンドレルバーの有効部及び前記管夫々の進
   行方向前端が前記ロールバイト部の終点に同時に達する
   と共に、夫々の後端が前記ロールバイト部の始点に同時
   に達するという条件下にて、前記管の進行速度に基づい
   て決定することを特徴とする管の傾斜延伸圧延方法。