JPH0379082B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ビルガ圧延機による冷間圧延方法及
びピルガ圧延機に係る。

管の冷間圧延に使用されるピルガ圧延機は公知
の如く圧延軸に沿つて往復運動するロール支持ス
タンドに載置された溝付ロールを備えており、圧
延すべき管素材が周期的に下流方向へ移動する。

これらのロールは前記スタンドの運動と同期し
て或る時は一方向へ、或る時は他方向へ回転駆動
する。

圧延軸でもある管素材の軸線上にはマンドレル
が配置され、管素材はこのマンドレルとロールの
孔型との間で圧延される。

説明の便宜上、圧延すべき管素材がロール支持
スタンド内へ導入される方の側を以後上流側と称
し、ロール間で断面縮小処理された管がスタンド
から送り出される方の側を下流側と称する。ま
た、管素材の軸線に沿つたスタンド及びロールの
上流−下流運動を往行程、下流−上流運動を復工
程と称する。

仏国特許第1602013号にはスタンドの復行程の
終点に該当する上流死点の近傍に該スタンドが配
置された時点で管素材の前進移動を実施すべく管
素材を圧延軸に沿つてスタンドの往復運動と同期
的に前進させるピルガ圧延機が開示されている。
この圧延機では管素材は所定量前進すると同時に
回転式管挾持手段により軸の周りを数分の１回転
する。

仏国特許公開第2463646号には生産性の向上を
はかり管素材を上流下流双方の死点で前進させる
方法が開示されている。それによれば管素材の前
進移動は必要に応じ上流側又は下流側のいずれか
一方で他方より大きくし得ることになつている
が、実験の結果下流死点の近傍で素材を前進させ
ると、マンドレル上の管の復行程圧延処理の間に
既に圧延された管素材が圧延軸沿いに上流方向へ
滑動するため先に行われた前進移動の量の少なく
とも一部が失われることが判明した。

この上流方向への滑動は、ロールに固定されて
いて圧延機の構造体に対し固定されたラツクと咬
み合う歯車によりロールが回転駆動する場合に特
に著しい。この場合はスタンドの復行程の第２部
分において、孔型の溝底と対応ロールの軸線との
間の距離が該ロールを駆動させる歯車の半径より
小さくなるという理由から素材を上流方向へ移動
させる作用が生じるのである。更に、溝底部によ
り素材の壁面に加えられる圧力は管の軸線と垂直
ではなくこれに対して傾斜しており、その水平成
分が上流方向に作用する。

この成分が十分な強さを有していれば既に圧延
された素材を上流方向へ滑動させその結果下流死
点で実施された前進移動の一部を相殺することは
明らかである。この滑動の大きさは種々の要因に
依存するが、このような要因としては特にロール
の溝の輪郭、この溝に対応するマンドレルの輪
郭、素材の断面縮小率、ロールの同期化ピニオン
の半径の値が挙げられる。

例えばカムなどにより素材の上流端に作用して
該素材を押し動かすシステムを用いる場合は、該
カムに素材後方端の逆進を阻止し得るような輪郭
を与えるだけでは不十分である。

実際、ロールにより管素材に加えられる圧力の
軸方向成分は復行程の圧延処理時に極めて強くな
り、しかもこのような増大する力に対して十分な
機械的抵抗力をもつ管推進移動デバイスを実現す
ることは極めて難しい。実現した場合でも或る程
度の弾性的逆進は避けられないであろう。

従来のピルガ圧延機による管の冷間圧延法に
は、上述の問題点がある。

本発明の目的は、スタンドが上流側へ移動する
後進圧延工程時に、既に圧延された管素材が圧延
軸沿いに上流方向へ滑動するのを禁止し得、管素
材の前進移動量の一部が失われるのを防止し得
る、ピルガ圧延機による冷間圧延法及びピルガ圧
延機を提供することにある。

本発明によれば、前記目的は、下流側の死点と
上流側の死点の間において管素材の軸に沿つてス
タンドを前後移動させる段階と、スタンドの前後
移動の間、管素材を圧延すべくスタンドの前後移
動と同期してロールを交番方向に回転駆動する段
階と、スタンドが下流側の死点の近くにある時、
管素材をスタンドに対して前進させる段階と、ス
タンドの下流側から管素材に抑止機能を働かせる
段階とを含んでおり、少なくとも、後進圧延工程
における管素材の既に圧延された部分の後進が制
限される冷間圧延法によつて達成される。

又、本発明によれば、前記目的は、管素材の中
に配置されたマンドレルと、下流側の死点と上流
側の死点の間において管素材の軸に沿つて前後移
動するスタンドと、スタンドに回転自在に支持さ
れており、マンドレルの両側に配置された一対の
ロールと、スタンドの前後移動の間、管素材を圧
延すべくスタンドの前後移動と同期してロールを
交番方向に回転駆動する駆動手段と、スタンドが
下流側の死点の近くにあるとき、管素材をスタン
ドに対して前進させる移動手段と、スタンドの下
流側において管素材の既に圧延された部分の周囲
に配置された締付け手段とを備えており、締付け
手段は、少なくとも１つが可動であり、前述の既
に圧延された部分を締付けるように構成された複
数のジヨーを備えており、複数のジヨーは、管素
材の後進を禁止すべく管素材を締付けると共に管
素材の前進及び管素材の前述の軸を中心とする回
転運動を許容すべく管素材を解放する圧延機によ
つて達成される。

本発明の冷間圧延法によれば、抑止機能を働か
せる段階がスタンドの下流側から管素材に抑止機
能を働かせ、少なくとも、後進圧延工程における
管素材の既に圧延された部分の後進が制限される
が故に、スタンドが上流側へ移動する後進圧延工
程時に、既に圧延された管素材が圧延軸沿いに上
流方向へ滑動するのを禁止し得、管素材の前進移
動量の一部が失われるのを防止し得、その結果、
圧延時間の短縮が計れ、効率の良い管素材の冷間
圧延を実施し得る。

又、本発明の圧延機によれば、スタンドの下流
側において管素材の既に圧延された部分の周囲に
配置された締付け手段の複数のジヨーが、管素材
の後進を禁止すべく管素材を締付けると共に管素
材の前進及び管素材の前述の軸を中心とする回転
運動を許容すべく管素材を解放するが故に、スタ
ンドが上流側へ移動する後進圧延工程時に、既に
圧延された管素材が圧延軸沿いに上流方向へ滑動
するのを禁止し得、管素材の前進移動量の一部が
失われるのを防止し得、その結果、圧延時間の短
縮が計れ、効率の良い管素材の冷間圧延を実施し
得る。

以下添付図面に基づき非限定的実施例を挙げて
本発明の実施条件をより詳細に説明する。

第１図にはピルガ圧延機が簡略に示されてい
る。

この図に部分的に示されているスタンドとして
のロール支持スタンド１は圧延軸′と平行な
ガイドレール（図示せず）上を往復移動する。こ
のスタンド１の往復運動は部分５で連接された棒
４を介して一端がスタンド１に接続されており、
他端が偏心ヒンジ６，７を介してシヤフト８，９
に接続されている連接棒２，３によつて実施され
る。前記シヤフト８，９はケーシング１０に固定
された軸受上でモータ（図示せず）によりほぼ一
定の速度をもつて互いに同期的に回転する。また
ケーシング１０自体は該圧延機の構造体に固定さ
れている。

スタンド１は公知の如くロールとしての２つの
溝付きロール１１，１２を備えており、これらの
ロール１１，１２はその心棒の先端に載置されて
いて固定ラツクと咬み合う歯車により図示されて
いない公知の方法で回転駆動する。管素材（既に
圧延された部分が符号１３で図示されている）
は、やはり公知の方法で固定マンドレルに支持さ
れている。このマンドレルは図示されていない
が、一定の断面を与えられた下流端がロール１
１，１２の孔型と協働して管素材１３の径を圧延
により所望の寸法に縮小せしめる。

スタンド１の下流には禁止手段及び締付け手段
としての保持デバイス１４と管挾持部材としての
管挾持デバイス１５とが軸線′に沿つて順次
配置されており、管素材１３の圧延済み区域の下
流部分を包囲している。

該圧延機はまた圧延すべき管素材１３の軸方向
移動を制御するデバイスをも備えており、このデ
バイスによつて少なくとも下流死点の近傍で供給
を受け、管素材１３は下流方向へ移動する。この
デバイスは図示されていないが任意の公知タイプ
のもの、例えばベルギー特許第694241号に記載の
軸方向制御デバイスなどであつてよい。

矢印Ｆは圧延軸′方向の上流から下流への
管素材１３の移動の一般的方向を表わす。

保持デバイス１４及び管挾持デバイス１５は強
固なサポート１６に固定されており、サポート１
６は該実施例では該圧延機の構造体に固定されて
いる。

管挾持デバイス１５は管回転デバイスと称され
ることもあり、スタンド１が上流及び下流の死点
近傍に到達した時点で管素材１３をその軸線を中
心に回転させる。管挾持デバイス１５により管素
材１３に加えられる締付力は、圧延の間もしくは
前進移動の間に管素材１３が管挾持デバイス１５
を通つて圧延機′沿いに滑動し得るような弱
い力にすぎない。

第２図及び第３図には保持デバイス１４がより
詳細に示されている。矢印Ｆは管素材１３の一般
的移動方向を示す。保持デバイス１４は２つのジ
ヨー１７，１８を備えており、各ジヨー１７，１
８はほぼ半円筒形の平滑な支え面１９又は２０を
有している。支え面１９，２０の大きさは、２つ
のジヨー１７，１８が互いに接近し合つた時に支
え面１９，２０がスタンド１の下流側位置のすぐ
下流にある管素材１３の既に圧延された部分の外
壁に当接するよう決定される。管素材１３のこの
圧延済み部分は、通常マンドレルの下流端の先に
位置する。

特にスタンド１の復行程における管素材１３の
圧延処理に伴い、管素材１３に上流方向への引張
応力が加えられた場合にジヨー１７，１８の締付
け作用が自動的に働くよう、各ジヨー１７，１８
には２つで１つの楔状部材を構成するような形状
を与える。そのためには支え面１９，２０と向か
い合う面２１，２２を上流方向へ集束するよう軸
線′に対して傾斜した平面にする。ジヨー１
７，１８が面２１，２２部分で支承面２３，２４
上を滑動し易いように、互に対向し合う面２１，
２２と支承面２３，２４との間には各々間隙を設
け、その間隙に各々円柱状回転ころ２５，２６を
複数配置する。

このような楔形状にすれば、管素材１３に上流
方向への引張応力が加えられると同時にジヨー１
７，１８の締付け力が増大する。管素材１３が上
流方向への引張応力を受け始める時点で、既に圧
延された素材部分がジヨー１７，１８の内部で多
少滑動するのを阻止するためには、引張応力が作
用する前に、保持デバイス１４の外枠２９に固定
された２つのジヤツキ２７，２８により各ジヨー
１７，１８を操作して予め締付け力を加えてお
く。

ジヤツキ２７，２８のピストン棒３０，３１は
流体によつて作動し、連結部材３２，３３を介し
てジヨー１７，１８を操作する。第２図から明ら
かなように各ジヤツキ１７，１８のピストン３
０，３１を矢印Ｆの反対方向に移動させればジヨ
ー１７，１８により管素材１３の壁面に締付け力
が加えられる。この締付け力はその後管素材１３
に加えられる上流方向への引張応力に応じて増加
する。実際にはジヤツキ２７，２８の制御システ
ムを該圧延機のピツチに合わせてスタンド１の往
復移動と同期的に作動するよう構成する。このシ
ステムはスタンド１が下流死点近傍へ到達した時
点で管素材１３の前進移動と回転とが行われた直
後にジヨー１７，１８による最初の締付け動作を
実施せしめる。同様にして、必要であればピスト
ン３０，３１を前記と逆の方向へ移動させてジヨ
ーの締付け作用を解除することもできる。

このようなピストン３０，３１の動作は、スタ
ンド１が上流死点近傍に到達した時点で必要に応
じ管素材１３の前進と数分の１の回転とを行う直
前に実施されなければならない。

支え面１９，２０の大きさは、圧延中に生じ得
る最大引張応力に起因してジヨー１７，１８が管
素材１３を破砕するか又は管素材１３の圧延され
た部分の表面に仕上げ処理によつても除去し得な
いような痕跡を付ける危険が回避されるよう決定
される。そのためにはジヨー１７，１８の各平滑
支え面をほぼ半円筒状に形成し、その支え面の半
径を圧延済み素材部分の外表面の半径と同等かそ
れより少し大きくする。この場合ジヨー１７，１
８の側縁３４，３５相互間にはこれらジヨー１
７，１８が既に圧延された管素材１３を締付ける
位置におかれた時に第２図及び第３図に示されて
いるが如き多少の間隙が残るよう配慮する。実験
によれば、管素材１３の締付け部分に補正不可能
な変形を与える危険を伴わずに管素材１３をジヨ
ー１７，１８で十分に締付けてその逆進移動を効
果的に阻止するためには、圧延軸′と平行に
測定されるこれらジヨー１７，１８の支え面１
９，２０の長さを完成した管素材の外径の約４乃
至８倍にすると有利である。最適な長さは勿論管
素材１３の材料、所望の縮小率、ロール１１，１
２の溝の形状及びこれに対応するマンドレルの圧
延ゾーンの形状に依存する。

滑動面の傾斜も種々の操作条件に依存し、圧延
軸′に対し例えば約5゜乃至11゜の角をなし得
る。

一例として、18−８タイプステンレス鋼の初期
直径約115mmの管素材１３を前述の方法により管
素材１３の前進移動を下流死点で実施しながら圧
延処理して直径75mmの管を得る場合は、長さ500
mmの円筒状平滑支え面１９，２０をもつ２つのジ
ヨー１７，１８を備えており、各ジヨー１７，１
８のハウジングに当接する平面が軸に対し6゜の傾
斜を有している保持デバイス１４を使用する。

これらのジヨー１７，１８は、約１トンの力を
圧延軸′と平行に直接ジヨー１７，１８に加
える複動ジヤツキ２７，２８により夫々制御され
る。スタンド１の復行程における圧延処理の間に
既に圧延された管素材１３によつて保持デバイス
１４に加えられる張力は最大で約50トンに達す
る。従つて圧延済みの管素材１３が上流方向へ滑
る現象を伴わずに極めて高い効率をもつてロール
１１，１２により復行程時の圧延が実施される。

本発明の方法及び装置は発明の範囲内で種々の
変形が可能である。

特にジヨー１７，１８は必ずしも前述の如き自
動締付け機能を持つものでなくてよく、機械的に
又は液圧により直接締付け及び解放動作を行うジ
ヨー１７，１８も使用し得る。また、保持デバイ
ス１４はスタンド１の下流側にできるだけ近い位
置に配置するのが好ましいが、それより下流、特
に管挾持デバイス１５の下流に配置してもよい。
前述の実施例は単一ラインの圧延機であるが、本
発明は複数の管素材１３を同時に圧延する複数の
ラインをもつ圧延機にも使用し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のピルガ冷間圧延機の一実施例
の簡略説明図、第２図は第１図の保持デバイスの
より詳細な軸方向断面図、第３図は第２図の保持
デバイスのＡ−Ａ断面図である。 １……スタンド、２，３……連接棒、６，７…
…偏心ヒンジ、８，９……シヤフト、１０……ケ
ーシング、１１，１２……ロール、１３……管素
材、１４……保持デバイス、１５……管挾持デバ
イス、１６……サポート、１７，１８……ジヨ
ー、１９，２０……支え面、２５，２６……回転
ころ、２７，２８……ジヤツキ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 管素材の中に配置されたマンドレルとスタン
   ドに支持された一対のロールとの間で管素材が圧
   延されるピルガ圧延機による管素材の冷間圧延法
   であつて、下流側の死点と上流側の死点の間にお
   いて前記管素材の軸に沿つて前記スタンドを前後
   移動させる段階と、前記スタンドの前後移動の
   間、前記管素材を圧延すべく前記スタンドの前後
   移動と同期して前記ロールを交番方向に回転駆動
   する段階と、前記スタンドが前記下流側の死点の
   近くにある時、前記管素材を前記スタンドに対し
   て前進させる段階と、前記スタンドの下流側から
   前記管素材に抑止機能を働かせる段階とを含んで
   おり、少なくとも、後進圧延工程における前記管
   素材の既に圧延された部分の後進が制限される冷
   間圧延法。 ２ 前記スタンドが前記下流側の死点の近くにあ
   る時、前記抑止機能は、前記管素材を前記スタン
   ドに対して前進させた直後に働き、前記スタンド
   が前記上流側の死点の近くにある時、前記抑止機
   能は解除される特許請求の範囲第１項に記載の冷
   間圧延法。 ３ 前記スタンドが前記下流側の死点の近くにあ
   る時、前記抑止機能が働く前に、前記スタンドに
   対する前進に同期して前記管素材を前記軸を中心
   として回転させる段階を含む特許請求の範囲第１
   項又は第２項に記載の冷間圧延法。 ４ 前記上流側の死点の近くにおいて、前記抑止
   機能が解除された後に前記管素材を前記軸を中心
   として回転させる段階を含む特許請求の範囲第１
   項又は第２項に記載の冷間圧延法。 ５ 前記抑止機能を働かせる段階が、前記管素材
   が前記抑止機能に抗して上流側へ力を受けた時の
   み、少なくとも１つのジヨーにより前記管素材を
   締付ける段階からなる特許請求の範囲第１項から
   第４項のいずれか一項に記載の冷間圧延法。 ６ 前記ジヨーは、延長平面が上流側で前記軸と
   交差するように前記軸に対して傾斜している、ジ
   ヨーのロツジングの軸受面に摺動自在に接触す支
   持面を備えている特許請求の範囲第５項に記載の
   冷間圧延法。 ７ 管素材を冷間圧延するためのピルガ圧延機で
   あつて、前記管素材の中に配置されたマンドレル
   と、下流側の死点と上流側の死点の間において前
   記管素材の軸に沿つて前後移動するスタンドと、
   前記スタンドに回転自在に支持されており、前記
   マンドレルの両側に配置された一対のロールと、
   前記スタンドの前後移動の間、前記管素材を圧延
   すべく前記スタンドの前後移動と同期して前記ロ
   ールを交番方向に回転駆動する駆動手段と、前記
   スタンドが前記下流側の死点の近くにあるとき、
   前記管素材を前記スタンドに対して前進させる移
   動手段と、前記スタンドの下流側において前記管
   素材の既に圧延された部分の周囲に配置された締
   付け手段とを備えており、前記締付け手段は、少
   なくとも１つが可動であり、前記既に圧延された
   部分を締付けるように構成された複数のジヨーを
   備えており、前記複数のジヨーは、前記管素材の
   後進を禁止すべく前記管素材を締付けると共に前
   記管素材の前進及び前記管素材の前記軸を中心と
   する回転運動を許容すべく前記管素材を解放する
   圧延機。 ８ 前記複数のジヨーは、前記管素材が後方へ力
   を受けた時点で前記管素材を自動的に締付けるよ
   うに構成されている特許請求の範囲第７項に記載
   の圧延機。 ９ 前記ジヨーの少なくとも１つが、前記ジヨー
   のロツジングの軸受面に摺動自在に接触する支持
   面を備えており、前記軸受面は、延長平面が上流
   側で前記軸と交差するように傾斜している特許請
   求の範囲第７項に記載の圧延機。 １０ 前記締付け手段は、前記複数のジヨーを作
   動させると共に前記複数のジヨーを解放する少な
   くとも１つの単動ジヤツキ又は複動ジヤツキを含
   む特許請求の範囲第７項から第９項のいずれか一
   項に記載の圧延機。 １１ 外部にある管挾持装置は前記締付け手段の
   下流側に配置されており、前記管挾持装置は、前
   記スタンドが前記下流側の死点の近くに達した時
   に、前記管素材の既に圧延された部分の前記軸に
   沿つた移動を妨害することなく前記既に圧延され
   た部分を数分の１回転させる特許請求の範囲第７
   項から第１０項のいずれか一項に記載の圧延機。