JPH04167905A - 継目無管の製造方法及び傾斜圧延機 - 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〕 本発明は傾斜圧延機とディスクロールを用いた継目無管
の製造方法及び傾斜圧延機に関する。

〔従来の技術〕

継目無管の製造方法として従来か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
。この製管法は先ず、加熱炉にて所定の温度まで加熱さ
れたビレシトを第１ピアサ（以後ピアサと称す）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
り穿孔して中空素管を得、必要があれば該中空素管を第
２ピアサ（以後エロンゲータと称す）に通し、プラグを
その中心に貫入せしめ、拡径１薄肉化のための処理を施
して圧延管を得、該圧延管をプラグミルにて延伸圧延し
、リーラ、サイプにて磨管、形状修正及びサイジングを
行う精整工程を経て継目無管を得ることとしている。

ところでピアサ及びエロンゲータは一対の傾斜ロールと
内面規制工具としてのプラグと、管材案内部材としての
ガイドシュー又はディスクロールを用いた構成が一般的
である。

第８図はピアサの模式的横断面図、第９図は第８図のＩ
Ｘ−ＩＸ線による縦断面図、第１０図は模式的平面であ
る。３１．３１は傾斜ロール、３２はプラグ、３３、３
３はディスクロールを示している。

各傾斜ロール３Ｌ３１は軸長方向中間部に直径が最大と
なるゴージ部３１ａを備え、このゴージ部３１ａの両側
に夫々端末側に向かうに従い直径が漸減されて円錐形を
なす入口部３１ｂ、出口部３１ｃを備え、管材のパスラ
インＸ−Ｘ線の左、右又は上、下に配置されている。

またプラグ３２は全体として弾頭形状をなし、その基端
部をマンドレルバ−Ｍの先端部に支持され、傾斜ロール
３１．３１の中間にてパスラインＸ−Ｘ線上に位置決め
保持されている。マンドレルバ−Ｍの基端部は図示しな
い前進・後退装置におけるスラストブロックに連結され
ている。

ディスクロール３３，３３はプラグ３２と対向する外周
面を凹面に形成された円板であり、上、下又は左、右に
一対あり、それぞれ図示しない駆動モータで駆動され、
中実ビレットＢ、中空素管ＨのバスラインＸ−Ｘ線画り
に傾斜ロール３１．３１と交互に配置されている。

而してこのような傾斜圧延機においてはビレットＢが白
抜き矢符で示す如く軸長方向に移送されてきて両傾斜ロ
ール３１．３１の入口部３１ａ、３１ｂ間にかみ込まれ
、その外周に圧下を加えられつつ傾斜ロール３Ｌ３１の
回転に応じて螺進移動し、この移動に伴って、その細心
位置に貫入されるプラグ３２によって穿孔されると共に
、該プラグと前記傾斜ロール３１．３１　との間にて圧
延されるようになしてあり、ディスクロール３３，３３
は圧延中において前記中実ビレッ）Ｂの外周に摺接し、
これが半径方間外向きに膨れ出すことを抑制して穿孔圧
延が行われている。

第１１図はエロンゲータの模式的横断面図であり、構造
的にはピアサと同しであり、中空素管Ｈは傾斜ロール３
１．３１　とプラグ３２によって螺進移動しながら圧延
され、圧延管Ｈ′となる。

ところで傾斜圧延機を穿孔機として用いる場合或いは延
伸圧延機として用いる場合は管材案内部材として、例え
ば固定ガイドシュー等を用いると焼付き性、摩耗の面で
不利であり、一般には常に接触面が変わるディスクロー
ルが焼付き性、摩耗の面で有利とされている。

ところが管材案内部材としてディスクロールを用いると
第１０図に明らかな如くディスクロールの幅は一定であ
るから、傾斜ロール３１．３１の出口面３１ｃ、　３１
ｃとディスクロールのエツジ部との間隔が圧延方向出側
に向かうに従って大きくなり、この　□隙間から圧延中
の材料がはみ出し、ミスロールとなる場合がまま生しる
。そこで従来にあっては傾斜ロールとディスクロールと
の隙間を略零とする方法（特開昭５９−３５８１３号）
、傾斜ロールの出口面角と略平行になるようディスクロ
ールを配置する方法（特開昭６３−９０３０６号）、或
いはガイドロールと案内板とを組合わせる方法（特開昭
６１−６７５１２号）等が提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、前述の如く傾斜ロールとディスクロールの間隙
を零に設定しようとしてもロールゴージ部付近の間隙は
小さくなるが、ロール出側全体に渡って常に略零にする
には限界があり、このような状態で延伸比を大きくする
と、圧延中の圧延材外周長が大きくなり、傾斜ロール出
口面とディスクロールとの間の隙間に圧延材が入り込み
ピーリングとなり、特にボトム部に発生するボトムフレ
アによってボトム部が圧延材の回転進入側のディスクロ
ールエツジ部で切り裂かれるビーリングが生し、圧延停
止状態に至ることとなる場合があり、延伸比を大きくと
れないという問題がある。

また傾斜ロールの出口面角を大きくして高拡管の穿孔又
は延伸圧延をしようとすれば前記傾斜ロール出側部とデ
ィスクロールとの間隙が大きくなって、ビーリングが益
々発生し易くなり、拡管比も制約を受けることになる。

これに対して後者の方法は傾斜ロール出側で生しるピー
リングについては解決できるが、反面傾斜ロール入口部
での間隙が大きくなって傾斜ロール入側部でのピーリン
グが問題となり、傾斜ロール入側部での傾斜ロールとプ
ラグによる圧延材の肉厚加工度に制約を受け、前者に比
して改善は見られるもののその効果は十分でない。しか
もディスクロールを傾斜させるための装置が必要であり
、設備構造が複雑となる。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、傾斜
ロールとディスクロール間にできた間隙を埋めるように
固定ガイドを配置し、高延伸比の穿孔圧延及び高拡管比
の延伸圧延でのピーリングを抑制し、安定した継目無管
の製造方法及びディスクロール式の傾斜圧延機を提供す
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１の発明に係る継目無管の製造方法は被圧延材のパス
ライン回りに夫々対向配設した２個の傾斜ロール及び２
個のディスクロールと、パスライン上に配したプラグと
を備える傾斜圧延機により継目無管を製造する方法にお
いて、中実の被圧延材を穿孔圧延、又は中空の被圧延材
を延伸圧延する過程で前記各ディスクロールと傾斜ロー
ルとの間に固定ガイドを配し、前記被圧延材の外周面に
前記固定ガイドを摺接せしめることを特徴とする。

第２の発明に係る傾斜圧延機は被圧延材のパスライン回
りに夫々対設した２個の傾斜ロール及び対設した２個の
ディスクロールを配置し、前記傾斜ロールと前記ディス
クロール間に固定ガイドを設置したことを特徴とする。

〔作用］ 本発明に係る継目無管の製造方法及び傾斜圧延機によれ
ば、傾斜ロールとディスクロールの間隙に別の管材案内
部材たる固定ガイドを配置し、その間隙を可及的に小さ
くすることにより、延伸比が太き（、また拡管比の大き
な穿孔、延伸圧延が可能となる。

〔実施例１〕 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、本発明に係る穿孔圧延方法（以下本発明方法
という）の実施に使用されるコーン形ロールを備えたピ
アサ−における穿孔圧延の実施状態を示す模式的平面図
、第２図は穿孔圧延の実施状態を示す模式的側面図、第
３図の（ａ）、　（ｂ）、　（Ｃ）は第１図のＩ−１線
、ｎ−ｎ線、ｍ−ｍ線による各断面図である。

ピアサ−は、短寸円柱状をなすゴージ部１１と、該ゴー
ジ部１１の両側に夫々延設され、端部に向かうに従い縮
径された略円錐台状をなす入口部１２及び端部に至るに
従って拡径された同じく略円錐台状をなす出口部１３と
を備え、全体としてコーン形をなす一対の傾斜ロール１
．１と、全体として砲弾形をなすプラグ２と第３図に示
す如く外周面に円弧状の凹部を有する−の管材案内部材
たる一対のディスクロール３，３と、他の管材案内部材
たる１対の固定ガイド４．４等から構成されている。

第１図に一点鎖線にて示すＸ−Ｘ線は、ピアサ−により
穿孔圧延される中実ビレントＢの軸心を、これに一致さ
せて移動せしめるべく設定されたパスセンタであり、前
記一対の傾斜ロール１．１は、パスセンタＸ−Ｘの両側
に配置され、該パスセンタｘ−Ｘに対して互いに所定の
交叉角Ｔだけ傾斜し、また第２図に示すようにパスセン
タＸ−Ｘに対して傾斜角βだけ傾斜しており、軸心廻り
に、図示しない駆動装置によって同方向に回転せしめら
れるようにしである。

前記一対のディスクロール３．３は第２図に示す如くパ
スセンタＸ−Ｘの両側に夫々外周面の凹部を互いに対向
させて、前記傾斜ロール１，１の並設方向と略直交する
方向に並設してあり、図示しない駆動装置によって矢符
の方向に回転するようにしである。

そして前記傾斜ロールｌ、１と前記ディスクロール３，
３間に第１図及び第３図（ａ）、　（ｂ）、　（Ｃ）に
示すように上、下共に固定された固定ガイド４，４が配
置されている。各固定ガイド４，４は金属製であって断
面矩形の棒状に形成され、その断面形状は第３図（ａ）
、　（ｂ）、　（Ｃ）に明らかな如く、傾斜ロール１．
１とディスクロール３．３との間の隙間の大きさに合せ
て、この間を充足する態様で設定されている。各固定ガ
イド４．４は上、下、左、右に移動自在に支持されてお
り、ディスクロール３゜３の設定に応じて適宜設定でき
るようになしである。

プラグ２はマンドレルバ−Ｍで支持され、前記パスセン
タＸ−Ｘにその軸心を一致させて配設しである。

このような本発明方法及び傾斜圧延機にあっては、加熱
炉にて所定の温度に至るまで加熱された丸棒状をなす中
実ビレットＢは、第１図に白抜き矢符にて示す如く、傾
斜ロール１，１の入口部１２側からパスセンタＸ−Ｘに
その軸心を一致させて移送され、まずその先端部が、傾
斜ロール１，１の入口部１２．１２間に噛み込まれ、以
後はディスクロール３，３、固定ガイド４．４にてバス
センタＸ−χ線に沿わせられ、両傾斜ロール１，１の回
転により螺進移動せしめられつつその軸心位置に貫入さ
れる前記プラグ２と、傾斜ロール１，１との間において
、半回転につき一回の間欠的な圧下を受けて穿孔圧延さ
れる。この圧下を受けていない時は、第３図（ａ）、Φ
）、　（Ｃ）に示す如（、ビレットＢはその回転により
半径方向外向きに膨れ出るが、前記ディスクロール３，
３及び固定ガイド４，４が膨れ出た部分の外周に摺接し
、これよりも外側への膨れ出しを抑制する結果、楕円形
状を呈しつつ圧延され、移動方向下流に至るに従って、
徐々に円形に成形され、中空素管Ｈとなって後続の拡径
、延伸圧延工程に送給され、該工程を経て、継目無管に
成形される。

〔実施例２〕 この実施例２は本発明に係る継目無管の製造方法をコー
ン形ロールを備えたエロンゲータに適用した場合を示し
ている。第４図はエロンゲータによる延伸圧延の実施状
態を示す模式的平面図、第５図は第４図の模式的側面図
、第６図（ａ）、　（ｂ）、　（Ｃ）は第４図のＩＶ−
ＩＶ線、Ｖ−Ｖ線、　Ｖｌ−Ｖｌ線による断面図である
。エロンゲータは短寸円柱状をなすゴージ部１１ａと、
酸ゴージ部１１ａの両側に夫々延設され、端部に至るに
従って縮径された略円錐台状をなす入口部１１ｂ及び端
部に至るに従って拡径された出口部１１ｃとを備え、全
体としてコーン形をなす一対の傾斜ロールＩＬ　１１と
全体として砲弾形をなすプラグ１２．及び第６図に示す
如く、円弧状の凹部を有する一対のディスクロール１３
．１３とその両側に配設された固定ガイド１４．１４等
から構成されている。前記一対の傾斜ロール１１．１１
は、パスセンタＸ−Ｘの両側に配置され、該パスセンタ
Ｘ−Ｘに対して互いに所定の交叉角Ｔだけ傾斜。

し、さらに第５図に示すようにパスセンタＸ−Ｘに対し
て傾斜角βだけ傾斜しており、軸心廻りに、図示しない
駆動装置によって同方向に回転するようにしである。

また前記一対のディスクロール１３．１３は前記パスセ
ンタＸ−Ｘの両側に夫々凹部を互いに対向させて、前記
傾斜ロール１１．１１の対設方向と略直交する方向に対
設してあり、図示しない駆動装置によって第５図に示す
矢符の方向に回転するようにしである。

更に前記傾斜ロール１１．１１と前記ディスクロール１
３．１３間に第６図（ａ）、　（ｂ）、　（ｃ）ニ示す
ように上。

下共に固定された固定ガイド１４．１４が配置されてい
る。該固定ガイド１４．１４は上、下、左、右に移動自
在に支持されており、ディスクロール１３．１３の設定
に応じて適宜設定できるようになしである。

固定ガイド１４．１４の形状は第１〜３図に示す実施例
１の場合と実質的に同しである。プラグ１２は、マンド
レルバ−Ｍで支持され、前記パスセンタＸ−Ｘにその軸
心を一致させて配設しである。

而して本発明方法及び傾斜圧延機にあっては、加熱炉に
て所定の温度に至るまで加熱された中空素管Ｐが、第４
図に白抜き矢符にて示す如く、傾斜ロール１１．１１の
入口部１２側からパスセンタＸ−Ｘにその軸心を一致さ
せて移送され、まずその先端部が傾斜ロール１１．１１
の入口部１１ｂ、　ｌｌｂ間に噛み込まれ、以後はディ
スクロール１３．１３、固定ガイド１４．１４にてパス
センタＸ−Ｘに沿わせられ、両傾斜ロール１１．１１の
回転によって螺進移動せしめられつつその軸心位置に貫
入される前記プラグ１２と、傾斜ロール１１．１１との
間で、半回転につき一回の間欠的な圧下を受けて延伸圧
延される。この圧下を受けている時は第６図（ａ）、　
（ｂ）、　（Ｃ）に示す如く中空素管Ｂはその回転によ
り半径方向外向きに膨れ出るが、前記ディスクロール１
３．１３及び固定ガイド１４．１４が膨れ出た部分の外
周に摺接し、これよりも外側への膨れ出しを抑制する結
果、楕円形状を呈しつつ圧延され、移動方向下流に至る
に従って徐々に円形に成形され、圧延管Ｐ′となる。

以上の如く構成されたピアサ−２及びエロンゲータにて
第１表、第２表の条件に基づいて本発明方法、従来方法
を用いて穿孔圧延試験及び延伸圧延試験を実施した。

なお従来方法では管材案内部材としていずれもディスク
ロールのみを用いて穿孔圧延、延伸圧延した。

第２表中の中空素管ｔ／ｄのｔは素管の肉厚寸法、ｄは
中空素管の外径寸法を示す。

（以下余白） 第　　　１　　　表 第　　　２　　　表 第３表はピアサ−による穿孔圧延試験結果を、また第４
表はエロンゲータによる延伸圧延試験結果を示す。

第　　　３　　　表 第３表中のピーリング発生有無の欄におけるＯ印は特に
問題なく穿孔圧延ができたことを示し、Ｘ印は材料の一
部が傾斜ロールとディスクロール間の間隙に入り込んで
ピーリングが発生したことを示す。

第３表から明らかなように拡管比を大きく、穿孔比を大
きくするとピーリングが発生し易くなるが、本発明例に
よれば拡管比及び穿孔比を大きくしてもピーリングの発
生は見られず安定した圧延が行えることが解る。

傾斜角が８°〜２０°で、拡管比が１．０以上、１．１
未満で穿孔比が２．４以上となる穿孔圧延を実施する場
合に本発明方法によるのが、更に拡管比１．１では穿孔
比の大きさの如何にかかわらず本発明方法によるのがよ
い。

（以下余白） 第　　　４　　　表 第４表中のピーリング発生有無の欄におけるＯ印は特に
問題なく、延伸圧延ができたことを示し、Ｘ印は材料の
一部が傾斜ロールとディスクロール間の間隙に入り込ん
でピーリングが発生したことを示す。

第４表から明らかなようにエロンゲータにおいても穿孔
比が大きく、又拡管比が太き（なっても本発明法によれ
ばピーリングの抑制効果は非常に大きいことがわかる。

傾斜角６°〜１８°、拡管比１．０以上１，１未満、穿
孔比が１゜８以上となる延伸圧延を実施する場合に本発
明方法によるのが、また拡管比１．１以上では延伸比の
大きさの如何にかかわらず本発明方法によるのがよい。

なお、従来方法としてガイドロールと案内板とを組合わ
せて被圧延材が傾斜ロールとガイドロールとの間に噛み
こまれるのを防止する方法が提案されているが、この方
法と本発明方法とは次の点で異なる。

第７図（ａ）に示すようにガイドロール４４を使用する
場合における被圧延材の変形は凹型となり、第７図（ａ
）のＡとＢ部は傾斜ロール４１とガイドロール４４との
間に入り込みいびつな形状となる。

このＡ、Ｂ部はガイドロール４４で圧下されて圧延方向
に進行するが、この時Ａ、Ｂ部の変形量が大きいとガイ
ドロール４４へのかみ込み角度ψが大きくなり、ガイド
ロール４４が被圧延材の回転を停止させ、圧延不能状態
となる。ガイド−ロール４４は傾斜ロール４１．４１間
に配置するから、その外径寸法は傾斜ロール４１．４１
の径に比べればかなり小径となるので比較的圧延比の小
さい場合でもガイドロール４４での圧下量によってはガ
イドロール４４へのかみ込み角度は大きくなり、被圧延
材の回転を停止させてしまう。ガイドロール４４と傾斜
ロール４１間に案内板４５を配置することは被圧延材が
回転方向にストップしないように案内板４５でＡ、　　
Ｂ部の変形を抑えることが本来の目的であり、結果とし
て案内板４５がピーリングをも防止することになる。

ガイドロール４４で被圧延材を圧下する以上、圧延比に
よらずＡ、Ｂ部のように被圧延材が傾斜ロール４１とガ
イドロール４４との間に入り込むように変形するので、
それを抑えるために案内板４５を配置するには変形によ
って生じる力が矢印の方向に作用するので、頑強な案内
板４５が必要となる。しかし案内板４５で被圧延材の変
形を抑えすぎるとガイドロール４４の圧下が小さくなり
、ガイドロール４４を使用している意味がな（なり、ま
た逆に案内板４５での抑えを弱めるとガイドロール４４
への噛み込み角度が大きくなり、ミスロールとなってし
まう。案内板４５の位置は被圧延材の加工度によって位
置調節をする必要があり、案内板４５の設定は複雑とな
る。

次に本発明の如くディスクロール３とガイドシュー４と
を組合わせて使用する場合、ディスクロール３の孔型形
状は凹型であるので被圧延材については第７図（ｂ）の
如く凸型変形となり、本来的にガイドロールを使用する
場合と違ってディスクロール３の圧下によって傾斜ロー
ル１とディスクロール３間に圧延材が入り込むことはな
い。ただ穿孔比又は圧延比が大きくなり、薄肉圧延にな
ると、圧延中において被圧延材の周長が大きくなって傾
斜ロール１とディスクロール３間に被圧延材の一部が入
り込むことはある。これがピーリングの発生となる。

従って傾斜ロール１とディスクロール３間に配置する固
定ガイド４は被圧延材の周長が大きくなって傾斜ロール
１とディスクロール３との間に入り込むのを防ぐ役目を
するだけで、固定ガイド４に作用する力もガイドロール
４４使用時と違って第７図（ａ）に示す矢印の方向の力
がないので簡単な構造で製作できる。

更にディスクロール３の使用はガイドロール４４の使用
と違って被圧延材の回転をストップさせるような力は作
用せず、従って被圧延材の変形を無理に抑える必要もな
いので固定ガイド４の焼付、摩耗に対しても有利である
。

以上の如くガイドロール４４を使用する場合と本発明の
如くディスクロール３を使用する場合とでは圧延中の被
圧延材の変形態様が全く異なり、案内板４５と固定ガイ
ド４との役目も全く異なるのである。

ディスクロール３を用いればこのようないびつな変形に
よって被圧延材の回転が停止し、ミスロールとなること
はないので、延伸比が大きい穿孔圧延又は延伸圧延では
ガイドロール４４よりもディスクロール３を使用する方
が有利である。従ってディスクロール３と案内板４５の
組合せによってさらなる高加工度の穿孔圧延、又は延伸
圧延ができる。

〔効果〕

以上の如く本発明にあっては傾斜ロールとディスクロー
ル間でできた間隙に別の固定ガイドを配置することによ
りミスロールの発生原因となるビーリングの発生を抑制
できるので圧延能率の向上、品質の向上が図れ、更に拡
管比を大きく、穿孔比。

延伸比を大きくすることができることから傾斜圧延機で
高加工度圧延ができ、薄肉管の製造ができ製造可能範囲
が広がる等、本発明は優れた効果を奏するものである。

なお本発明で使用する固定ガイドはかならずしもディス
クロールを挟んで両側に配置する必要はなく、被圧延材
がディスクロールへ回転進入する片側のみに配置しても
よい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法をピアサに適用した場合の模式的平
面図、第２図は同じく側面図、第３図（ａ）。 （ｂ）、　（Ｃ）は第１図のＩ−ｒ線、ｎ−ｎ線、　Ｉ
ＩＩ−ＩＩＩ線による各断面図、第４図は本発明をエロ
ンゲータに適用した場合の模式的平面図、第５図は同し
く側面図、第６　［Ｄ（ａ）、　（ｂ）、　（Ｃ）は第
４図のＴＶ−ＴＶ線。 ■−ｖ線、　Ｖ＋−■線による各断面図、第７図は本発
明方法における固定ガイドと従来方法の案内板との作用
の違いを示す説明図、第８図は従来のピアサによる製管
態様を示す部分破砕平面図、第９図は第８図のＩＸ−Ｉ
Ｘ線による断面図、第１０図は同しく模式的平面図、第
１１図は従来のエロンゲータによる製管態様を示す部分
破砕平面図である。 １・・・傾斜ロール　１ａ・・・ゴージ部　１ｂ・・・
入口部１ｃ・・・出口部　２・・・プラグ　３・・・デ
ィスクロール４・・・固定ガイド　Ｂ・・・中実ビレソ
）Ｈ・・・中空素管　１１・・・傾斜ロール　ｌｌａ・
・・ゴージ部　１１ｂ・・・入口部　１１ｃ・・・出口
部　１４・・・ガイドシューＰ・・・中空素管　Ｐ′・
・・圧延管 時　許　出願人　　住友金属工業株式会社代理人　弁理
士　　河　　野　　登　　夫第　　　１　　　図 第　　　２　　　図 （ａ）　　　　　　　　　（ｂ）　　　　　　　　　（
ｃ）第　　　３　　　図 第　　　４　　　図 第　　　５　　　図 （ａ）　　　　　　　　　　　（ｂ）　　　　　　　　
　　　（ｃ）第　　　６　　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被圧延材のパスライン回りに夫々対向配設した２個
   の傾斜ロール及び２個のディスクロールと、パスライン
   上に配したプラグとを備える傾斜圧延機により継目無管
   を製造する方法において、 中実の被圧延材を穿孔圧延、又は中空の被圧延材を延伸
   圧延する過程で前記各ディスクロールと傾斜ロールとの
   間に固定ガイドを配し、前記被圧延材の外周面に前記固
   定ガイドを摺接せしめることを特徴とする継目無管の製
   造方法。 ２、被圧延材のパスライン回りに夫々対設した２個の傾
   斜ロール及び対設した２個のディスクロールを配置し、
   前記傾斜ロールと前記ディスクロール間に固定ガイドを
   設置したことを特徴とする傾斜圧延機。