JPH0377003B2 - - Google Patents
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- JPH0377003B2 JPH0377003B2 JP58204956A JP20495683A JPH0377003B2 JP H0377003 B2 JPH0377003 B2 JP H0377003B2 JP 58204956 A JP58204956 A JP 58204956A JP 20495683 A JP20495683 A JP 20495683A JP H0377003 B2 JPH0377003 B2 JP H0377003B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- roll
- tube
- rolling
- stand
- rotation speed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
- B21B37/78—Control of tube rolling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B17/00—Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling
- B21B17/02—Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling with mandrel, i.e. the mandrel rod contacts the rolled tube over the rod length
- B21B17/04—Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling with mandrel, i.e. the mandrel rod contacts the rolled tube over the rod length in a continuous process
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は鋼管の連続延伸圧延方法に関し、特に
マンドレルミルで管材の両管端部分を薄肉に成形
する方法に関する。
マンドレルミルで管材の両管端部分を薄肉に成形
する方法に関する。
マンドレルミル圧延では両管端をテーパ状に薄
肉に仕上げ、次工程の絞り圧延工程での両管端部
増肉化現象と相殺させて、仕上がり管の肉厚の長
手方向分布を均一化することが必要である。この
目的を達成するために例えば、特開昭49−113752
ではマンドレルミルの特定スタンドにパスライン
不変の油圧圧下機構を設け、管材の噛み込み時と
尻抜け時の両時点において上下孔形ロールをパス
ラインに対して対称に圧下および開放可能とする
ことを提案している。この提案によればロール間
隙変更時のロール回転数の制御については、管の
断面積の時々刻々の変化に応じて体積一定の関係
を満足せしめるようロール回転数を同時に制御す
ることとなつている。しかしながら、ロール間隙
を閉め込んだ場合には材料の長手方向に付加的張
力を加えなければ、管材はロール圧下方向と直交
する方向にバルジング変形を生じ、このバルジン
グ部分に内外表面疵、メタルフロー欠陥等の品質
欠陥が生ずる問題がある。
肉に仕上げ、次工程の絞り圧延工程での両管端部
増肉化現象と相殺させて、仕上がり管の肉厚の長
手方向分布を均一化することが必要である。この
目的を達成するために例えば、特開昭49−113752
ではマンドレルミルの特定スタンドにパスライン
不変の油圧圧下機構を設け、管材の噛み込み時と
尻抜け時の両時点において上下孔形ロールをパス
ラインに対して対称に圧下および開放可能とする
ことを提案している。この提案によればロール間
隙変更時のロール回転数の制御については、管の
断面積の時々刻々の変化に応じて体積一定の関係
を満足せしめるようロール回転数を同時に制御す
ることとなつている。しかしながら、ロール間隙
を閉め込んだ場合には材料の長手方向に付加的張
力を加えなければ、管材はロール圧下方向と直交
する方向にバルジング変形を生じ、このバルジン
グ部分に内外表面疵、メタルフロー欠陥等の品質
欠陥が生ずる問題がある。
本発明は上記従来発明の欠点を改善するために
なされたものである。
なされたものである。
本発明者らはテストミルで管材の先後端油圧圧
下制御を実験した結果、バルジングを防止するた
めには付加的長手方向張力をかける必要があるこ
とを見出した。
下制御を実験した結果、バルジングを防止するた
めには付加的長手方向張力をかける必要があるこ
とを見出した。
以下本発明の詳細について図面を参照しながら
説明する。第１図はマンドレルミルの圧延状態を
示す模式図である。１対の孔形ロールより成るス
タンド２を７〜９基連続的に一列に配置し、マン
ドレルバー４を挿入した素管１をこの列の中を通
過させて減肉延伸する圧延機が示されている。こ
の圧延機では隣接するスタンド２のロール軸は互
いに直交して配設され、管材３の円周方向の互い
に直角な方向の肉厚をスタンド毎に交互に圧延す
るようになつている。従つてこの圧延機で管材３
の肉厚を円周方向に均一に減じるためには少なく
とも互いにロール軸が直交する２基以上のスタン
ド２のそれぞれロール間隙を同じように減じる必
要がある。
説明する。第１図はマンドレルミルの圧延状態を
示す模式図である。１対の孔形ロールより成るス
タンド２を７〜９基連続的に一列に配置し、マン
ドレルバー４を挿入した素管１をこの列の中を通
過させて減肉延伸する圧延機が示されている。こ
の圧延機では隣接するスタンド２のロール軸は互
いに直交して配設され、管材３の円周方向の互い
に直角な方向の肉厚をスタンド毎に交互に圧延す
るようになつている。従つてこの圧延機で管材３
の肉厚を円周方向に均一に減じるためには少なく
とも互いにロール軸が直交する２基以上のスタン
ド２のそれぞれロール間隙を同じように減じる必
要がある。
圧延中の管材３の断面形状は、第２図ａにその
代表例を示すように、ロール２ａとマンドレルバ
ー４によつて圧下を受ける圧下部５と、ロール２
ａとマンドレルバー４に圧下を受けないフランジ
部６に大別できる。ロール間隙を減じると当然圧
下部５の肉厚は薄くなるが、フランジ部６の部分
のバルジ幅Ｂは大きくなる。バルジ幅Ｂが大きく
なると次のスタンドに噛み込み始める管材３の断
面形状は第２図ｂに示すようになり、次スタンド
のカリバー溝底においてこのフランジ部６が第２
図ｃに示すようにπ形に潰れて疵が発生する。本
発明は、ロール圧下を強めてもバルジ幅Ｂが大き
くならないように管材３の長手方向に付加的に張
力を加えながら圧下部管材３の肉厚を減じること
を特徴としており、圧下を変更するスタンドおよ
びそれより上流のスタンド列と下流のスタンド列
のロール回転数を変化させて圧下変更スタンドの
管材長手方向にかかる張力を調整するものであ
る。ロール回転数の変更量は、管材の断面積が変
化する比率以上に圧下変更スタンドより上流のロ
ール回転数の減速率を大きくするか、圧下変更ス
タンドおよびそれより下流のロール回転数の増速
率を大きくして、マスフローバランスの状態より
以上にロール回転数の増減幅を大にし、ロール周
速に偏差をもたせることにより管材長手方向に付
加的な張力を発生させる。
代表例を示すように、ロール２ａとマンドレルバ
ー４によつて圧下を受ける圧下部５と、ロール２
ａとマンドレルバー４に圧下を受けないフランジ
部６に大別できる。ロール間隙を減じると当然圧
下部５の肉厚は薄くなるが、フランジ部６の部分
のバルジ幅Ｂは大きくなる。バルジ幅Ｂが大きく
なると次のスタンドに噛み込み始める管材３の断
面形状は第２図ｂに示すようになり、次スタンド
のカリバー溝底においてこのフランジ部６が第２
図ｃに示すようにπ形に潰れて疵が発生する。本
発明は、ロール圧下を強めてもバルジ幅Ｂが大き
くならないように管材３の長手方向に付加的に張
力を加えながら圧下部管材３の肉厚を減じること
を特徴としており、圧下を変更するスタンドおよ
びそれより上流のスタンド列と下流のスタンド列
のロール回転数を変化させて圧下変更スタンドの
管材長手方向にかかる張力を調整するものであ
る。ロール回転数の変更量は、管材の断面積が変
化する比率以上に圧下変更スタンドより上流のロ
ール回転数の減速率を大きくするか、圧下変更ス
タンドおよびそれより下流のロール回転数の増速
率を大きくして、マスフローバランスの状態より
以上にロール回転数の増減幅を大にし、ロール周
速に偏差をもたせることにより管材長手方向に付
加的な張力を発生させる。
今、第３図に示すように、マンドレルミルの上
流側からｉ番目のロールスタンドの出側における
管材３の断面積をSi、このロール２ａの回転数を
Ni、出側管材の走行速度と等しい周速の部分の
ロール径をDrとすれば、従来のマスフロー一定
の条件は Si×Dr×Ni＝一定 である。
流側からｉ番目のロールスタンドの出側における
管材３の断面積をSi、このロール２ａの回転数を
Ni、出側管材の走行速度と等しい周速の部分の
ロール径をDrとすれば、従来のマスフロー一定
の条件は Si×Dr×Ni＝一定 である。
本発明では、管材の管端において、断面積が
（Si−ΔSi）となるようにロール圧下圧力Ｐを増
大すると共にそのロールの回転数を増加して
（Ni＋ΔNi）とするが、このとき、断面積の減少
率よりも回転数の上昇比率を高め前記マスフロー
一定の条件よりもΔNiの増加比率を大きくし （ΔSi／Si）≦（ΔNi／Ni） とする。
（Si−ΔSi）となるようにロール圧下圧力Ｐを増
大すると共にそのロールの回転数を増加して
（Ni＋ΔNi）とするが、このとき、断面積の減少
率よりも回転数の上昇比率を高め前記マスフロー
一定の条件よりもΔNiの増加比率を大きくし （ΔSi／Si）≦（ΔNi／Ni） とする。
さらに具体的に述べると、第ｉ番目のスタンド
において第３図ａに示すように、ロール２ａの間
の標準間隙がGi、その時の管材の断面積がSiの
とき、第３図ｂに示すようにロールにさらに圧下
力Ｐを付加してロール間隙を（Gi−ΔGi）とすれ
ば、管材の断面積は（Si−ΔSi）となる。しかし
てこのロール間隙Giが（Gi−ΔGi）となる変化と
管材の断面積Siが（Si−ΔSi）となる変化は第４
図に示すようにほぼ直線的な関係にある。従つ
て、管材の断面積Siの変化はロール間隙Giの変
化と置き換えて制御することができる。
において第３図ａに示すように、ロール２ａの間
の標準間隙がGi、その時の管材の断面積がSiの
とき、第３図ｂに示すようにロールにさらに圧下
力Ｐを付加してロール間隙を（Gi−ΔGi）とすれ
ば、管材の断面積は（Si−ΔSi）となる。しかし
てこのロール間隙Giが（Gi−ΔGi）となる変化と
管材の断面積Siが（Si−ΔSi）となる変化は第４
図に示すようにほぼ直線的な関係にある。従つ
て、管材の断面積Siの変化はロール間隙Giの変
化と置き換えて制御することができる。
なお、ロール間隙Giを（Gi−ΔGi）に減少させ
たとき、圧延荷重が増大するのでミルスプリング
バツクを生ずる。例えばロール間隙変更量ΔGiの
60％程度しか実際には減肉できない場合がある
が、このような場合、圧延荷重増大分をキヤンセ
ルするだけの付加的ロール間隙締め込み量を考慮
すればよい。また、管材断面を均一化させる隣接
スタンドにおいては、下流側のスタンドでは上流
側のスタンドよりも管材の長さが伸びているの
で、その分を考慮して隣接スタンドのバランスし
た圧下を行うことが必要である。
たとき、圧延荷重が増大するのでミルスプリング
バツクを生ずる。例えばロール間隙変更量ΔGiの
60％程度しか実際には減肉できない場合がある
が、このような場合、圧延荷重増大分をキヤンセ
ルするだけの付加的ロール間隙締め込み量を考慮
すればよい。また、管材断面を均一化させる隣接
スタンドにおいては、下流側のスタンドでは上流
側のスタンドよりも管材の長さが伸びているの
で、その分を考慮して隣接スタンドのバランスし
た圧下を行うことが必要である。
以上のような考慮を払つた上で管径で、管厚等
に対応し、減肉率（ΔSi／Si）に対し適切なロー
ル間隙変化率（ΔGi／Gi）と回転数変化率
（ΔNi／Ni）のプログラムを定め、ロールの圧下
力と回転数とを管材の流れに従つてシーケンス制
御する。
に対応し、減肉率（ΔSi／Si）に対し適切なロー
ル間隙変化率（ΔGi／Gi）と回転数変化率
（ΔNi／Ni）のプログラムを定め、ロールの圧下
力と回転数とを管材の流れに従つてシーケンス制
御する。
例えば第５図は、第３、第４スタンドにおいて
上記圧下制御を行う場合、基準回転数Niに対し
て、管材の先端部圧延時の第３、第４スタンドに
付与する回転数の変化幅をΔNiとしたときの各ス
タンドの回転数を例示したものである。第５図で
は基準回転数Niをベース（±０％）として示し
てある。
上記圧下制御を行う場合、基準回転数Niに対し
て、管材の先端部圧延時の第３、第４スタンドに
付与する回転数の変化幅をΔNiとしたときの各ス
タンドの回転数を例示したものである。第５図で
は基準回転数Niをベース（±０％）として示し
てある。
第６図は延伸圧延の結果得られるべき管材の寸
法を一般的に示したものである。管材の径ｄ、長
さｌ、肉厚ｔは管材によつて異なる。本発明方法
では得られるべき管材の先頭端の減肉量Δt1
（mm）、先頭端側の減肉制御部の長さl1（mm）、管材
の後端側減肉量Δt2（mm）、後端側減肉制御長l2
（mm）を制御装置に入力する。
法を一般的に示したものである。管材の径ｄ、長
さｌ、肉厚ｔは管材によつて異なる。本発明方法
では得られるべき管材の先頭端の減肉量Δt1
（mm）、先頭端側の減肉制御部の長さl1（mm）、管材
の後端側減肉量Δt2（mm）、後端側減肉制御長l2
（mm）を制御装置に入力する。
制御装置は、前材料の延伸実績値の学習制御に
よるゲージコントロール、または上流側のロード
セルからの信号による予測制御の何れかの制御に
よつて上記入力値とマツチした圧延機のロール圧
下力およびロール回転数を出力し圧延機を制御す
る。
よるゲージコントロール、または上流側のロード
セルからの信号による予測制御の何れかの制御に
よつて上記入力値とマツチした圧延機のロール圧
下力およびロール回転数を出力し圧延機を制御す
る。
本発明方法により、マンドレルミル圧延におい
て、バルジング変形、管内外面疵、またはメタル
フロー欠陥等の品質欠陥のない、管端の円周方向
肉厚の均一な管材を得ることができ、次工程の管
材絞り圧延工程において、長手方向肉厚分布の均
一な仕上り管を得ることができる。
て、バルジング変形、管内外面疵、またはメタル
フロー欠陥等の品質欠陥のない、管端の円周方向
肉厚の均一な管材を得ることができ、次工程の管
材絞り圧延工程において、長手方向肉厚分布の均
一な仕上り管を得ることができる。
実施例
以下本発明によるマンドレルミルにおける両管
端減肉圧延方法の実施例について説明する。
端減肉圧延方法の実施例について説明する。
外径90.0mm、肉厚8.0mm、長さ2.0ｍの素管を外
径74.0mm、肉厚4.0mm長さ4.7ｍに５スタンドマン
ドルミルで圧延した。
径74.0mm、肉厚4.0mm長さ4.7ｍに５スタンドマン
ドルミルで圧延した。
第７図ａにこのマンドレルミルを模式的に示
し、第７図ｂにロール回転数変更量を模式的に示
した。油圧圧下シリンダー７は第３、第４スタン
ドに組込まれている。実験(1)では第３、第４スタ
ンドのロール回転数を従来技術の通り断面減少率
に逆比例させて増速させた。第５スタンドについ
ては第４スタンドのロール回転数変更率と同様の
回転数変更を実施した。実験(2)では第３、第４ス
タンドで管材の先端を圧延する場合に第１、第２
スタンドのロール回転数を減速させ、同時に第
３、第４スタンドのロール回転数を増速させ、第
１、第２スタンドのロール回転数の低減率と第
３、第４スタンドのロール回転数の増速率の合計
が、第３、第４スタンドでのロール圧下変更によ
る管材断面積減少率より大きくなるようにして、
材料に付加的に所定の長手方向張力が働くように
した。なお、第５スタンドは第４スタンドに同調
させて回転数を変化させる。本発明によるロール
回転数制御の方法を模式的に第７図ｂに示す。実
験(1)による従来の方法と実験(2)による本発明によ
る方法で両管端を薄肉に成形した場合の管先端部
の外面および断面形状をそれぞれ第８図、第９図
に、円周方向肉厚分布の比較をそれぞれ第１０
図、第１１図に示した。
し、第７図ｂにロール回転数変更量を模式的に示
した。油圧圧下シリンダー７は第３、第４スタン
ドに組込まれている。実験(1)では第３、第４スタ
ンドのロール回転数を従来技術の通り断面減少率
に逆比例させて増速させた。第５スタンドについ
ては第４スタンドのロール回転数変更率と同様の
回転数変更を実施した。実験(2)では第３、第４ス
タンドで管材の先端を圧延する場合に第１、第２
スタンドのロール回転数を減速させ、同時に第
３、第４スタンドのロール回転数を増速させ、第
１、第２スタンドのロール回転数の低減率と第
３、第４スタンドのロール回転数の増速率の合計
が、第３、第４スタンドでのロール圧下変更によ
る管材断面積減少率より大きくなるようにして、
材料に付加的に所定の長手方向張力が働くように
した。なお、第５スタンドは第４スタンドに同調
させて回転数を変化させる。本発明によるロール
回転数制御の方法を模式的に第７図ｂに示す。実
験(1)による従来の方法と実験(2)による本発明によ
る方法で両管端を薄肉に成形した場合の管先端部
の外面および断面形状をそれぞれ第８図、第９図
に、円周方向肉厚分布の比較をそれぞれ第１０
図、第１１図に示した。
第８図〜第１１図から、本発明により管端部分
を薄肉に成形した場合、従来の方法に比較して優
れた管材断面形状が得られることは明確にわか
る。
を薄肉に成形した場合、従来の方法に比較して優
れた管材断面形状が得られることは明確にわか
る。
第１図はマンドレルミルの圧延状態を示す模式
図、第２図ａ，ｂ，ｃは圧延中の管材断面の形状
の説明図、第３図ａは標準ロール間隙のロールの
正面図、第３図ｂは第３図ａのロールギヤツプを
減じたロールの正面図、第４図はロールギヤツプ
と管材の断面積との関係を示すグラフ、第５図は
本発明による各スタンドの回転数の変化を例示す
るグラフ、第６図は延伸圧延によつて得られるべ
き管材の寸法を示す一部切欠斜視図、第７図ａ，
ｂは本発明の実施例の説明図で、ａはマンドレル
ミルの模式図、ｂはロール回転数の変更量を示す
グラフ、第８図、第９図はそれぞれ従来法と本発
明による方法との管断面形状を示す斜視図、第１
０図、第１１図はそれぞれ第８図、第９図の管の
円周方向肉厚分布を示す図表である。 １……素管、２……ロールスタンド、２ａ……
ロール、３……管材、４……マンドレルバー、５
……圧下部分、６……フランジ部分、７……油圧
圧下シリンダー、Ｂ……バルジ幅。
図、第２図ａ，ｂ，ｃは圧延中の管材断面の形状
の説明図、第３図ａは標準ロール間隙のロールの
正面図、第３図ｂは第３図ａのロールギヤツプを
減じたロールの正面図、第４図はロールギヤツプ
と管材の断面積との関係を示すグラフ、第５図は
本発明による各スタンドの回転数の変化を例示す
るグラフ、第６図は延伸圧延によつて得られるべ
き管材の寸法を示す一部切欠斜視図、第７図ａ，
ｂは本発明の実施例の説明図で、ａはマンドレル
ミルの模式図、ｂはロール回転数の変更量を示す
グラフ、第８図、第９図はそれぞれ従来法と本発
明による方法との管断面形状を示す斜視図、第１
０図、第１１図はそれぞれ第８図、第９図の管の
円周方向肉厚分布を示す図表である。 １……素管、２……ロールスタンド、２ａ……
ロール、３……管材、４……マンドレルバー、５
……圧下部分、６……フランジ部分、７……油圧
圧下シリンダー、Ｂ……バルジ幅。
Claims (1)
- １ マンドレルバーを挿入した管材を減肉延伸す
る連続圧延において管材の両管端部分を中央部よ
りも薄肉に成形するロール油圧圧下制御に当り、
両管端部圧延時にロール間隙を減じるとともに該
管材の長手方向に付加的張力を加えるようロール
回転数を制御することを特徴とする管の連続延伸
圧延方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58204956A JPS6099423A (ja) | 1983-11-02 | 1983-11-02 | 管の連続延伸圧延方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58204956A JPS6099423A (ja) | 1983-11-02 | 1983-11-02 | 管の連続延伸圧延方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6099423A JPS6099423A (ja) | 1985-06-03 |
| JPH0377003B2 true JPH0377003B2 (ja) | 1991-12-09 |
Family
ID=16499092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58204956A Granted JPS6099423A (ja) | 1983-11-02 | 1983-11-02 | 管の連続延伸圧延方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6099423A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0775725B2 (ja) * | 1989-03-15 | 1995-08-16 | 住友金属工業株式会社 | 外面２条ひれ付管の製造方法 |
| DE4138178A1 (de) * | 1991-11-15 | 1993-05-27 | Mannesmann Ag | Verfahren zum laengswalzen nahtloser rohre |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5535203A (en) * | 1978-09-04 | 1980-03-12 | Tdk Corp | Multipolar magnetizing magnet disc |
| JPS57176109U (ja) * | 1981-04-25 | 1982-11-08 |
-
1983
- 1983-11-02 JP JP58204956A patent/JPS6099423A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6099423A (ja) | 1985-06-03 |
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