JPH03198902A - 継目無管の傾斜圧延方法 - 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〕 本発明は管材に縮径を伴う延伸圧延を施す継目無管の傾
斜圧延方法に関する。

〔従来の技術〕

継目無管の製造方法として従来がら最も一般的に採用さ
れている方法にマンネスマン・プラグミル製管法がある
。この製管法では、先ず加熱炉に、て所定の温度に加熱
したビレットをピアサ（穿孔圧延機）に通し、その中心
部に砲弾状のプラグを貫入せしめることにより穿孔して
ホローシェルを得、このホローシェルに後続のミルにて
延伸圧延を施して更にリーラ、サイプにて磨管、形状修
正及びサイジングを行う精整処理を施し、製品としての
継目無管を得ることとしている。

上述したホローシェルに対する延伸圧延法としては、従
来種々の方法が知られているが、特に傾斜ロールを用い
る傾斜圧延法として、アソセルミル、デソシャミルなど
マンドレルバ−を用いて延伸圧延する方法、或いは内面
規制工具としてのプラグ、マンドレルバ−を用いない空
もみ圧延法等の方法がある。　このうら被圧延材たる管
材に縮径を伴う延伸圧延法としては、プラグを用いる方
法（特公昭５Ｂ−５６６５１号公報）、空もみ圧延法（
特開昭６１−１４４２０４号公報、特開昭６３−１１２
００７号公報）等が知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし前者の方法により縮径を伴う延伸圧延を行うと、
外径の絞り率を大きくするに従って圧延後の管祠に角張
り、管外表面疵、或いは管内面にしわ疵等が発生ずる外
、傾斜ロールの胴長が長くなって設備が大型化し、設備
コストが高く、また既存設備への適用には大幅な改造が
必要となり、管材案内部材としてのガイドシュ、デイス
クロールを用いるため、相互の位置設定が複雑となり、
しかも延伸比が大きくなると両者の継ぎ目部分に管材の
材料が入り込み、表面疵を発生させる等の問題があった
。また後者の方法では外径絞り率を大きくすると、同様
に圧延後の管材に角張りが発生し、ミスロールを生じる
外、鋼種に依っては管内面しわ疵が多発するという問題
があった。本発明者等が後者の方法に依った場合におけ
るボローシェルの肉厚／外径比と外径絞り率との関係に
つき実験を行ったところ第５図に示す如き結果を得た。

即ち、１２Ｃｒ　−Ｆｅ鋼製であって肉ｒｇ、／外径比
を異ならせた複数のホローシェルを用意し、これらを１
１５０℃に加熱し、ロール傾斜角を８°に設定した、傾
斜圧延機により外径絞り率（ホローシェル外径圧延後の
管外径／ホローシェル外径Ｘ　１００）を変化させて縮
径を伴う延伸圧延を施し、圧延後の管における角張り、
管内面疵の発生の有、無を調べた。

第５図はホローシェルの肉厚／外径比と外径絞り率との
関係を示すグラフであり、横軸に肉厚／外径比を、また
縦軸に外径絞り率（％）をとって示しである。グラフ中
Ｘ印は圧延後の管材に角張り現象が発生したことを、ま
た・印は管内面しわ疵が発生したことを、更に○印は角
張り、しわ疵のいずれも発生しなかったことを夫々示し
ている。

このグラフから明らかなようにホローシェルの肉厚／外
径比が小さいと角張りが発生し易く、逆に肉厚／外径比
が小さいと角張りは発生しにくくなるが、外径絞り率の
上昇に伴って管内面しわ疵が発生ずることが解る。

本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、その
目的とするところは高縮径率の延伸圧延を施しても管内
、外面疵の発生、或いは角張りがなく、しかも高い寸法
精度の圧延が可能な継目無管の傾斜圧延方法を提供する
にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る継目無管の傾斜圧延方法は、管材のパスラ
イン周りに交互に配設した複数の傾斜ロール及び管材案
内部材にて管材を螺進移動させつつ、前記傾斜ロールと
、管材内に位置させたプラグとにて管材に縮径を伴う延
伸圧延を施す継目無管の傾斜圧延方法において、前記プ
ラグとして外径を管材の移動方向に従って漸減させた圧
延部を有するプラグを用い、以下の条件のもとて延伸圧
延することを特徴とする。

０°〈β≦１６゜ Ｒｇ　　≦０．８５ｄ １．０Ｒｇ≦Ｇ≦１，２１１ｇ ０°≦θ、−〇、≦８゜ ０≦α≦０１＋４゜ ０＜θ２≦４゜ 但し　β　：傾斜角 ｄ　：圧延前の管材外径 Ｒｇ：傾斜ロール開度 Ｇ　：管材案内部材の開度 θＩ　：傾斜ロール人口面角 θ２　：傾斜ロール出口面角 α　：管材案内部材の入口面角 θＰ　：プラグ圧延部の面角 〔作用〕 傾斜角β、傾斜ロール開度Ｒｇ、管材案内部材（以下ガ
イドと称す）の開度Ｇ等についての数値限定理由は次の
とおりである。

［Ｏｏ〈β≦１６°］ 傾斜角βは管材に推進力を付与する必要上Ｏ。

を越える角度が必要であり、また傾斜角βが１６゜以上
ではプラグと傾斜ロールとによる半回転毎の肉厚圧下率
が大きくなり、管材の噛み込め時、又は圧延中における
傾斜ロールと管材との間のスリップが大きくなり、ミス
ロールの発生、ガイド方向の圧下刃の増大による外表面
底（スリップ疵）が発生することによる。

［Ｒｇ≦０．８５０ｄ］ 縮径比０．９以下の縮径を施すために必要な傾斜ロール
開度である。

［１，ＯＲｇ≦Ｇ≦１．２Ｒｇ　］ ガイド開度Ｇが１　、　ＯＲ８未満では管材の外径に対
するガイドの圧下量が大きくなり、ガイドの焼付きによ
る外表面底を発生させる外、ガイドとの摩擦力の増大に
よりスリップが発生し、圧延不能の状態が発生すること
による。またガイド開度が１．２Ｒｇを越えると傾斜ロ
ールのゴージ部位置での管材の楕円率が大きく圧延状態
が不安定となり、また傾斜ロールへの管材の噛み込み角
度が大きくなって圧延不能となる外、偏肉率が悪化した
り、又角張りが発生することによる。

［０°≦θ１−θ２≦８°］ θ１−θ、の値がＯ°未満では傾斜ロールとプラグとの
間隙が小さく、管材の噛み込み不良が発生するためであ
る。またθ、−θ、の値が８“を越えると内面規制工具
を用いない状態と同じになり、管材の内径の縮径時に発
生する内面しわ疵を消去できず、そのまま残存する外、
角張りが発生し易くなることによる。

［０°≦α≦θ１　＋４°］ ガイド入口面角αを０°未満とすると、傾斜ロールによ
り圧下された管材の周壁がガイド方向に膨出変形したと
き、ガイド間への管材の噛み込み不良が発生することに
よる。またガイド面角αがθ、＋４°を越えると圧延が
不安定となり、偏肉率が悪化することによる。

［０〈θ２≦４゛］ 傾斜ロール出口面角θ２をＯ°以下にすると管材に角張
りが発生する外、スリップによるミスロールが発生する
ことによる。また傾斜ロール出口面角θ２が４°を越え
ると管材表面にスパイラル状の段差が発生し、寸法精度
の悪化が生じることによる。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づき具体的に説
明する。

第１図は本発明に係る継目無管の傾斜圧延方法の実施状
態を示す部分断面平面図を示し、第２図は第１図の側面
図、第３図は第１図のｍ−ｍ綿によるロールゴージ部の
断面図であり、図中１．　１は樽形をなす傾斜ロール、
２はプラグ、３，３は管材案内部材たるガイドシュ、Ｈ
はホローシェル、Ｈ′は圧延後の管（以下圧延管と称す
）を示している。

ホローシェルＨ１圧延管Ｈ′のパスラインＸＸ’ｈ￥周
りに傾斜ロール１、ガイドシュ３が交互に各２個づつ配
設され、また傾斜ロール１．■、ガイドシュ３，３で囲
われた内側領域であってホローシェルＨ２圧延管Ｈ’の
パスセンタ上に位置させてプラグ２が位置決めされてい
る。

傾斜ロール１．　１は軸長方向の中間部に短円柱状をな
すゴージ部１１を備え、該ゴージ部１１の両側には夫々
軸長方向の両端側に向かうに従って縮径された略円錐台
状をなす入口面１２．出口面１３を備え、夫々所定の交
叉角、傾斜角にてホローシェルＨ８圧延管Ｈ′のパスラ
インＸ−Ｘの左、右、又は上、下に配設され、図示しな
い駆動源にて夫々矢符方向に回転駆動せしめられると共
に、相互の離隔寸法、即ち傾斜ロール開度の調節が可能
とな、っている。なお傾斜ロール１，１としては樽形に
限らずコーン形のロールを用いてもよい。

プラグ２は先端部に最大直径を有する円柱部２ａを有し
、この円柱部２ａから基端部側、即ちホローシェルＨの
移動方向に向けて漸次縮径された略円錐台形をなす圧延
部２ｂを有し、この圧延部２ｂの基端に更に小径の円柱
形をなすリーリング部２ｃを有しており、このリーリン
グ部２ｃの基端部側に内嵌せしめたマンドレルバ−Ｍに
てホローシェルＨ３圧延管Ｈ′のパスセンタ上に支持さ
れている。

傾斜ロール１の入口面１２がバスセンタに対してなす角
度、即ち入口面角θ１　と、出口面１２がバスセンタに
対してなす角度、即ち出口面角θ２と、プラグ２の軸心
線に対する圧延部２ｂの角度、即ちプラグ面角θＰとの
間には０°≦θ、−θ、≦８゜０°〈θ２≦４°の関係
が成立するよう設定されている。

マンドレルバ−Ｍの基端部は図示しない前進。

後退装置のスラストブロック６に連結されており、プラ
グ２をバスセンタに沿って前、後方向に移動調節可能と
しである。なお、マンドレルバ−Ｍは傾斜ロールｌの入
側が延在させてプラグ２の先端部に連結することとして
もよい。

ガイドシュ３は細長い板状に形成され、ホローシェルＨ
１圧延管Ｈ′と対向する側の面を凹面に形成されており
、図示しない駆動装置によって相互に接近、離反する向
きに移動調節可能となっている。ガイドシュの入口面が
パスラインＸ−Ｘ線に対してなす角度αと前記傾斜ロー
ル１の入口面角θ１≦α、０°≦α≦θ１＋４°の関係
が成立するよう設定されている。

なお第４図に示すようにガイドシュ３，３に代えて入口
面角を有するガイドローラ３，３′等の他の管材案内部
材を用いてもよい。

而してこのような実施例にあっては操業開始に先立って
スラストブロック６の操作により、プラグ２をその圧延
部２ｂが傾斜ロール１，１の入口面１２と対向させた状
態でポローシエルト■のバスセンタ上に位置決め保持し
ておく。しかもこの状態で傾斜ロール１．１の傾斜角β
はＯ°≦β≦１６°の７範囲、望ましくは３°≦β≦１
２°の範囲に設定し、また、傾斜ロール１，１間の間隙
、即ち傾斜ロール開度Ｒｇとガイド°シュ間の間隙、即
ちガイドシュ開度Ｇとの間には１．ＯＲｇ≦Ｇ≦１．２
１２ｇの関係が成立するように設定し、更にガイドシュ
開度ＧとホローシェルＨの外径ｄとの間にはＲｇ≦０．
８５ｄの関係が成立するように設定する。

次いで加熱されたホローシェル１１は白抜き矢符方向か
らパスラインＸ−Ｘ線に沿って移送されてきて傾斜ロー
ル１．１の入口面１２．１２間に噛み込まれ、傾斜ロー
ル１，１の回転によってパスラインＸ−Ｘ線に沿って螺
進移動せしめられ、その中心部にプラグ２が内嵌される
。その後は半回転毎に傾斜ロール１，１とプラグ２とに
よる間欠的な圧下作用を受けて楕円形状を呈しつつ延伸
圧延せしめられ、圧延方向の下流側に進むに従って漸次
円形に成形され、縮径された圧延管Ｈ’に成形される。

この圧延過程では傾斜ロール１の入口面１２による縮径
加工時には管内面側からプラグ２の圧延部２ｂが傾斜ロ
ール１．１の入口面１２に対して適宜な面角で対向し、
管内面にしわ疵が発生する前に管内表面に接触して管外
径の縮径時に管内面にしわ疵が発生するのを防止する。

なお大部分の肉厚加工と外径加工は傾斜ロール１．１の
ゴージ部１１までで終了し、傾斜ロール１の出側での縮
径作用は殆ど生じないので、管内面にしわ疵が発生する
ことはない。

〔、試験例１〕 次に本発明方法（本発明例という）と内面規制工具であ
るプラグ、マンドレルバ−を用いない本発明に属さない
方法（比較例という）とについての比較試験結果につい
て説明する。

供試材は５４５Ｃ炭素鋼製のホローシェル（直径６０■
ｌ、肉厚５．４　ａｍ）であって、これを１０００℃に
加熱し、本発明例、及び比較例によって縮径率を１０％
〜４０％の範囲で変化させて延伸圧延し、圧延の可否、
並びに得られた圧延管の外表面疵発生の有無を調べた。

他の試験条件は次のとおりである。

傾斜角β　　　　　　　　：３°〜２０゜傾斜ロール開
度　　　　　：３４〜５０關ガイドシュ開度　　　　　
：３６〜５３ｕ＋傾斜ロールのゴージ部直径：３５０鰭 結果は表１に示すとおりである。

表 １ 表１中、圧延可否の欄におけるＸ印は管材の噛み込み不
良、途中での圧延停止、管材の灰抜は不良の少なくとも
１つが発生した場合を示し、また○印は上記不都合を発
生しなかった場合を示している。また外表器底発生有無
の欄における×印は、外表器底が発生した場合を、また
○印は発生が認められなかった場合を夫々示している。

表１から明らかな如く比較例では圧延自体に不都合が生
じる外、外表器底も生じたのに対し、本発明方法に依っ
た場合は圧延自体が円滑に行われ、しかも外表器底の発
生も認められず、良好な延伸圧延を実施出来ることが解
る。

〔試験例２〕 供試材は５４５Ｃ炭素鋼製のホローシェル（直径：６０
龍、肉厚５．４謙鵬）であって、これを１００Ｏ’ｃに
加熱し、本発明例及び内面規制工具たるプラグ、マンド
レルバ−を用いない比較例とによって、夫々直径４０鶴
、肉厚４．５ｎ＋の圧延管を得べく延伸圧延を施し、管
材の噛み込み不良、内面しゎ疵、角張り発生の有無を調
べた。

他の試験条件は次のとおりである。

傾斜角β：８゛ 傾斜ロール開度：３６龍 ガイドシュ開度：３９ｍｍ 結果は表２に示すとおりである。

表２中、かみ込み不良発生の有無、内面しわ疵発生の有
無、角張り発生の有無の欄中○印はこれらの発生のなか
った場合を、またＸ印は発生があった場合を夫々示して
いる。

表２から明らかな如く、比較例によった場合は、殆どの
場合内面しわ疵、角張りが発生し、本発明例に依った場
合はかみ込み不良、内面しわ疵、管外器底のいずれも発
生せず円滑な延伸圧延を行うことが出来ることが解る。

〔効果〕

以上の如く本発明にあっては高縮径の圧延により小径、
薄肉管を角張り、管内面しわ疵、管外器底を発生させる
ことなく得られ、しかもプラグ形状等の変更によって従
来設備を利用して実施出来るなど本発明は優れた効果を
奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法により製管中の状態を示す部分断面
平面図、第２図は製管中の状態を示す側面図、第３図は
第１図のｍ−ｍ線による断面図、第４図は管材案内部材
としてガイドローラを用いたときの断面図、第５図はポ
ローシェルの肉厚／外径比と外径絞り率との関係を示す
グラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、管材のパスライン周りに交互に配設した複数の傾斜
   ロール及び管材案内部材にて管材を螺進移動させつつ、
   前記傾斜ロールと、管材内に位置させたプラグとにて管
   材に縮径を伴う延伸圧延を施す継目無管の傾斜圧延方法
   において、 前記プラグとして外径を管材の移動方向に従って漸減さ
   せた圧延部を有するプラグを用い、以下の条件のもとで
   延伸圧延することを特徴とする継目無管の傾斜圧延方法
   。 ０゜＜β≦１６゜ Ｒｇ≦０．８５ｄ １．０Ｒｇ≦Ｇ≦１．２Ｒｇ ０゜≦θ＿１−θ＿Ｐ≦８゜ ０≦α≦θ＿１＋４゜ ０＜θ＿２≦４゜ 但しβ：傾斜角 ｄ：圧延前の管材外径 Ｒｇ：傾斜ロール開度 Ｇ：管材案内部材の開度 θ＿１：傾斜ロール入口面角 θ＿２：傾斜ロール出口面角 α：管材案内部材の入口面角 θ＿Ｐ：プラグ圧延部の面角