JPH04251604A - 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】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、マンネスマン製管法に
おいて用いられる穿孔圧延機（ピアサ）、延伸圧延機（
エロンゲータ）等、一対の傾斜ロールと内面規制具との
間にて管材を圧延する方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】継目無管の製造方法として広く採用され
ているマンネスマン製管法は、加熱炉内にて所定の温度
にまで加熱した丸棒状の鋼片（ビレット）を素材として
用い、まず、このビレットを穿孔圧延機（ピアサ）に送
給し穿孔圧延せしめて中空素管を得て、更に必要があれ
ば、この中空素管を延伸圧延機（エロンゲータ）に送給
し拡径，薄肉化せしめて圧延管を得て、この圧延管又は
前記中空素管を後続の各種の圧延機に送給し、所望の直
径及び肉厚を有するように延伸圧延した後、リーラ，サ
イザにより磨管、形状修正及びサイジングを行う精整工
程を経て製品管を得る方法である。 【０００３】以上の如きマンネスマン製管法の実施に用
いるピアサ及びエロンゲータは、所定のパスラインを挾
んで夫々対向設置された各一対の傾斜ロール及びガイド
部材を備えると共に、前記パスライン上に配されたプラ
グ，マンドレル等の内面規制具とを備えてなり、これら
による穿孔圧延又は延伸圧延は、前記パスライン上に送
給される管材（ピアサの場合はビレット、エロンゲータ
の場合は中空素管）の軸心位置に貫入せしめた内面規制
具と、この貫入位置にて前記管材の外側に転接する傾斜
ロールとの間にて所定の圧下を加えて行われる。 【０００４】図４は、ピアサにおける適正な圧延状態を
示す横断面図である。図中、１，１は傾斜ロール、２，
２はガイド部材たるディスクロール、３は内面規制具た
るプラグである。図示の如く傾斜ロール１，１は、プラ
グ３の左右両側に、該プラグ３の外周との間に所定の間
隔を隔てて配設してあり、圧延対象となる管材４は、こ
れの軸心位置に貫入せしめられたプラグ３と外周に転接
する傾斜ロール１，１とにて内外を夫々拘束され、両者
間にて所定の圧下を加えられて穿孔圧延される。傾斜ロ
ール１，１の回転は、管材４のパスラインに対して略同
一角度だけ逆向きに傾斜する各別の回転軸回りに生じる
ようになしてあり、管材４は、この回転に応じて軸長方
向に螺進移動せしめられつつ圧延される。 【０００５】またディスクロール２，２は、大径の円板
形をなすロールであり、プラグ３の上下両側に、該プラ
グ３の外周との間に傾斜ロール１，１におけるそれより
もやや大なる間隔を隔てて配設されて、プラグ３の軸心
、即ち管材４のパスラインを含む面内において各別の回
転軸回りに回転するようになしてある。ディスクロール
２，２の周面には、管材４の外径に対応する曲率を有す
る円弧状の孔型が形成してあり、図示の如く、傾斜ロー
ル１，１による圧下が加えられない位置にてこの孔型を
管材４の外側に摺接させ、管材４の外方への膨れ出しを
抑制すると共に、該管材４を移動方向に正しく案内する
作用をなす。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】さて、以上の如きピア
サでの穿孔圧延は、選定された穿孔比（＝素材となるビ
レットの長さ／得るべき中空素管の長さ）に従って、傾
斜ロール１，１相互間の間隔（ロール開度）及びディス
クロール２，２相互間の間隔（ガイド間隔）等の圧延条
件を夫々設定して行われるが、近年においては、後続の
圧延機での仕事量を削減するため大なる穿孔比が選定さ
れる傾向にある。ところが、大なる穿孔比にて穿孔圧延
を行う場合、圧延に伴う伸長の影響が管材４の終端側に
集積されて終端部近傍がフレア状に拡がる現象、所謂ボ
トムフレアが発生し、この部分の圧延に際し、傾斜ロー
ル１，１とディスクロール２，２の側面との間の隙間に
、図５に示す如くフレア部が噛み込まれ、ディスクロー
ル２，２の角部にて皮を剥くように剥ぎ取られる現象（
ピーリング）を引き起こし、歩留りの低下を招来する難
点があった。 【０００７】ボトムフレアが生じた部分の圧延に際して
はまた、フレア部の伸長分が内側に折り込まれた状態で
圧延される現象（座屈）が生じる虞もあり、この座屈が
軽度であるときには、ピーリングの発生時と同様、終端
近傍の形状不良による歩留りの低下を招来するのみであ
るが、重度であるときには、管材４の終端部が傾斜ロー
ル１，１とプラグ３との間から抜け出すことが困難とな
る現象、所謂尻詰りを引き起こし、これの後処理に多大
の時間を要し、生産性の低下を招来する難点があった。 これらの難点は、エロンゲータにおいても全く同様に生
じ、大なる延伸比（＝素材となる中空素管の長さ／得る
べき圧延管の長さ）での延伸圧延の実施を阻害する要因
となっている。 【０００８】ピーリングの発生防止を目的とした傾斜圧
延方法は、特開昭５９−３５８１３号公報及び特開昭６
３−９０３０６号公報に提案されている。これらはいず
れも、図５に示す如く、傾斜ロール１，１の回転方向下
流側にて対向するディスクロール２，２（ガイド部材）
の角部と、傾斜ロール１，１の外周面との間の隙間に着
目したものである。即ち前者は、傾斜ロール１，１の形
状を変更して、噛み込み隙間が圧延方向全長に亘って略
０となるようにする方法であり、また後者は、パスライ
ンに対して傾斜する態様にてガイド部材（ガイドシュー
又はディスクロール２，２）を設置し、噛み込み隙間を
形成する角部を傾斜ロール１，１の出側面に沿わせ、こ
の隙間を可及的に削減する方法である。 【０００９】前者の方法は、ピーリングのみならず前記
座屈の発生防止にも有効な方法であるが、特殊な形状の
傾斜ロール１，１を必要とし、新たな設備費用の負担が
強いられる上、これらの傾斜ロール１，１による噛み込
み隙間の削減は、傾斜角等のロール条件が所定の条件下
にある場合にのみ可能であり、ロール条件が変更された
場合、噛み込み隙間が増大してピーリングの発生を有効
に防止し得なくなる難点が生じ、また逆に、噛み込み隙
間が減少して、傾斜ロール１，１とディスクロール２，
２とが干渉し、圧延そのものが困難となる不都合があっ
た。 【００１０】また後者の方法は、傾斜ロール１，１の出
側におけるピーリングの発生防止に対しては所定の効果
が得られるが、入側においては、噛み込み隙間が逆に大
きくなっており、ピーリングの発生が助長される難点が
あり、更に、前記座屈の防止効果は殆どなく、座屈発生
に伴う歩留りの低下及び生産性の悪化を解消し得ないと
いう難点があった。 【００１１】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、ピアサ，エロンゲータ等の傾斜圧延機での圧延
に際して管材の終端部にて生じるボトムフレアを、特殊
な構成の装置を必要とせずに有効に抑制でき、このボト
ムフレアに起因するピーリング及び座屈の発生を未然に
防止して、歩留り及び生産性の向上を実現する管の傾斜
圧延方法を提供することを目的とする。 【００１２】 【課題を解決するための手段】本発明に係る管の傾斜圧
延方法は、パスラインを挾んで夫々対向設置された各一
対の傾斜ロール及びガイド部材を備え、該傾斜ロールの
回転に応じて前記パスライン上を螺進移動する管材を、
これの軸心位置に貫入せしめた内面規制具と前記傾斜ロ
ールとの間にて穿孔圧延又は延伸圧延する管の傾斜圧延
方法において、前記管材の終端から所定の長さ範囲の圧
延に際し、前記傾斜ロール相互間の間隔を所定量増すと
共に、前記ガイド部材のガイド孔型における前記管材の
進入側の側面と前記傾斜ロールの周面との間隔を所定値
となすべく前記ガイド部材の位置を変更することを特徴
とする。 【００１３】 【作用】本発明においては、圧延中の管の終端を傾斜ロ
ールの設置位置よりも前方にて適宜の検出手段を用いて
検出し、この検出がなされた時点を基準としてロール開
度を増すと共に、ガイド部材のガイド孔型における前記
管材の進入側の側面と前記傾斜ロールの周面との間隔を
変更し、管材の終端から所定の長さ範囲の圧延を、他の
部分よりも大きいロール開度下にて、また、このロール
開度の実施により増大した傾斜ロールの周面とガイド部
材の側面との間隔を、ガイド部材の位置変更により小さ
くした状態にて実施することにより、ボトムフレアの発
生を抑制して、これに起因する不都合を解消する。 【００１４】 【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。図１は本発明に係る管の傾斜圧延方法（以
下本発明方法という）のピアサにおける実施状態を示す
模式図、図２は図１のＩＩーＩＩ線による一部拡大横断
面図である。 【００１５】ピアサは、一対の傾斜ロール１，１、ガイ
ド部材として機能する一対のディスクロール２，２、及
び内面規制具たるプラグ３を備えてなる。傾斜ロール１
，１は、図２に示す如く、所定のパスラインＸーＸを挾
んで左右両側に対向して配置されており、図１に示す如
く、パスラインＸーＸに対して互いに逆向きに所定の傾
斜角βを有する各別の回転軸回りに回転駆動されている
。なお図示の傾斜ロール１，１は、小径の入側端と大径
の出側端との間にこれらの中間的な直径を有するゴージ
部１ａを備え、このゴージ部１ａと入側端及び出側端と
の間を、共に傾斜を有する入側面１ｂ及び出側面１ｃに
より夫々連結してなるコーン形のロールとしてあるが、
これらは、樽形等の他の形状をなすものであってもよい
。 【００１６】また、大径の円板形をなすディスクロール
２，２は、パスラインＸーＸの長手方向に傾斜ロール１
，１と整合する位置において、パスラインＸーＸを挾ん
で上下両側に対向配置されており、これらは、パスライ
ンＸーＸを含む面内にて各別の回転軸回りに回転駆動さ
れている。更にプラグ３は、図示の如く砲弾形をなして
おり、マンドレルバー３０の先端に固定されてパスライ
ンＸーＸ上に進退自在に位置させてある。 【００１７】図３は、以上の如き構成のピアサによる穿
孔圧延の進行状態を示す説明図である。パスラインＸー
Ｘに沿って送給される管材４は、まず傾斜ロール１，１
の入側面　１ｂ，１ｂ間に噛み込まれ、これらの回転に
より進行力を付与されてパスラインＸーＸ上を螺進移動
し、プラグ３の先端に達する（図３（ａ）参照）。パス
ラインＸーＸ上に位置するプラグ３は、管材４の軸心部
にねじ込まれるように貫入して該管材４を穿孔する作用
をなし、プラグ３が貫入された管材４は、該プラグ３の
外周面と傾斜ロール１，１との間にて所定の圧下を加え
られて管状に成形され（図３（ｂ）参照）、更なる進行
に伴って、ゴージ部１ａに続く出側面　１ｃ，１ｃの傾
斜に沿って拡径され、中空素管４′として送出される（
図３（ｃ）参照）。 【００１８】図２はゴージ部　１ａ，１ａの相当位置で
の横断面図であり、図示の如くディスクロール２，２の
周面には、所定の曲率を有する円弧状の孔型　２０，２
０が形成してあり、圧延中、これらの孔型　２０，２０
の底部間の間隔（ガイド間隔Ｇｇ　）は、前記ゴージ部
　１ａ，１ａ間の間隔（ロール開度Ｒｇ　）よりもやや
大きめに設定してある。そしてこれらの孔型　２０，２
０は、傾斜ロール１，１による圧下が加えられない位置
にて管材４の外側に摺接して外方への膨れ出しを抑制す
ると共に、該管材４を移動方向に正しく案内する作用を
なす。即ち、ゴージ部　１ａ，１ａにおける管材４の圧
延は、図２に示す如く楕円形状を呈しつつ行われる。 【００１９】傾斜ロール１，１には、これらを互いに接
離する向きに移動させてロール開度Ｒｇ　を変更するロ
ール開度調節機５が、またディスクロール２，２には、
これらの孔型　２０，２０における管材４の進入側の側
面と傾斜ロール１，１の周面との間の間隔ｂ（図２参照
）を変更するガイド位置調節機６が付設してあり、前述
した穿孔圧延の実施に際しては、予め選定された穿孔比
を得るべくロール開度調節機５及びガイド位置調節機６
を駆動し、ロール開度Ｒｇ　及びガイド位置を適正に設
定した状態にてなされる。 【００２０】以上の如きピアサによる穿孔圧延に際し、
管材４の終端部近傍でのボトムフレアの発生を防止すべ
く行われる本発明方法は、図１に示す如く傾斜ロール１
，１の前方に管材４の終端の通過を検出する終端検出器
７を配すると共に、傾斜ロール１，１の一方又は両方の
支承位置にロードセル等の荷重検出器８を配し、管材４
の圧延時における圧延荷重を検出して、これらの検出結
果が与えられる制御部９の動作により、ロール開度調節
機５及びガイド位置調節機６を駆動することにより実施
される。なお終端検出器７としては、例えば、管材４を
挾んでレーザ光の発光器及び受光器を対設し、発光器か
らの発光が受光器にて捉えられたとき終端の通過を検出
するもの等を用いればよい。 【００２１】制御部９には、傾斜ロール１，１の傾斜角
β、管材４の進行速度、穿孔比等の圧延情報に基づいて
ロール開度Ｒｇ　及びガイド間隔Ｇｇ　の変更量が設定
される変更量設定器１０、及び、前記圧延情報、終端検
出器７の配設位置等の情報に基づいて、終端検出器７に
よる管材４の終端検出がなされてから制御を開始するま
での時間設定がなされるタイマ設定器１１の出力もまた
与えられている。 【００２２】而して制御部９は、荷重検出器８の出力に
より圧延の開始及び終了を認識し、圧延開始と共にその
動作を開始して、終端検出器７の出力を監視する。そし
て、管材４の終端検出により終端検出器７の出力が変化
した場合、この時点からタイマ設定器１１に設定された
時間の経過を待ってロール開度調節機５及びガイド位置
調節機６に動作指令を発する。これに応じてロール開度
調節機５は、傾斜ロール１，１を、図２中に白抜矢符に
て示す向きに移動させ、ロール開度Ｒｇ　を変更量設定
器１０に設定された所定量だけ増大せしめる動作をなす
。一方、ガイド位置調節機６は、傾斜ロール１，１の周
面とディスクロール２，２の側面との間の前記間隔ｂが
所定値になるよう、ディスクロール２，２の位置を変更
せしめる動作をなす。更に制御部９は、荷重検出器８の
出力により圧延終了が認識された時点においてロール開
度調節機５及びガイド位置調節機６に復帰指令を発し、
ロール開度Ｒｇ　及びガイド位置を変更前の状態に復帰
せしめて動作を終了する。以上の動作により管材４は、
これの終端から所定長さ上流側の所定位置に至るまでの
間は、予め設定されたロール開度Ｒｇ　及びガイド位置
下にて圧延されるが、前記所定位置から終端までの範囲
においては、大きめのロール開度Ｒｇ　下にて、また傾
斜ロール１，１とディスクロール２，２との間の前記間
隔ｂがやや増した状態にて圧延されることになる。 【００２３】タイマ設定器１１における設定時間は、終
端検出器７の配設位置にて管材４の終端検出がなされた
時点から、前記所定位置が搬送ロール１，１のゴージ部
　１ａ，１ａに達するまでの時間であり、この値は、前
述した如き圧延情報及び終端検出器７の配設位置等から
決定される。また変更量設定器１０，１０に設定される
ロール開度Ｒｇ　の変更量は増加方向の所定値であり、
ガイド位置の変更量は、ディスクロール２，２の側面が
傾斜ロール１，１の周面に接近する方向であって、ロー
ル開度Ｒｇ　の変更のための傾斜ロール１，１の移動量
と略等しく設定すればよい。 【００２４】最後に本発明方法の効果を実証するために
行なった試験結果を示す。この試験は、ピアサ及びエロ
ンゲータを用い、本発明方法と、管材４の終端近傍にお
いてロール開度Ｒｇ　及びガイド位置の変更を行わない
従来法とを、夫々種々の穿孔比（延伸比）下にて実施し
て、両者におけるピーリング及び座屈の発生の有無を調
べる手順にて行った。ピアサを用いて行った試験の圧延
条件を表１に、また試験結果を表２に示す。 【００２５】 　　　　　　【００２６】 　　　　　　【００２７】なお本発明方法の実施に際し
、ロール開度Ｒｇ　の変更量は１ｍｍの増加とし、ガイ
ド位置の変更量は、傾斜ロール１，１とディスクロール
２，２の側面との間の前記間隔ｂ（図２参照）が、移動
前後において略一定となるように設定した。このことは
、ディスクロール２，２の移動量を夫々　０．５ｍｍと
することにより実現される。表２中の○印は、管材４の
全長に亘って安定した圧延ができ、圧延後の中空素管に
ピーリング及び座屈の発生が観察されなかった場合を、
逆に×印は、ピーリングまたは座屈の発生が観察された
場合を夫々示しており、表２に明らかな如く、本発明方
法を実施した場合、高穿孔比下においても安定した穿孔
圧延が可能となる。 【００２８】エロンゲータを用いて行った試験の圧延条
件を表３に、また試験結果を表４に示す。 【００２９】 【００３０】 　　　　　　【００３１】なお、この試験におけるロー
ル開度Ｒｇ　及びガイド位置の変更量は、ピアサでの試
験におけるそれと同じであり、表４から明らかな如く、
本発明方法の実施により、高延伸比での延伸圧延もまた
安定して行えることがわかった。 【００３２】なお本実施例においては、ガイド部材とし
てディスクロール２，２を用いているが、ガイドシュー
等の他のガイド部材を備えた傾斜圧延機おいても本発明
方法の適用は可能であり、同様の効果が得られることは
言うまでもない。 【００３３】 【発明の効果】以上詳述した如く本発明方法においては
、管材の終端から所定長さ範囲の圧延に際し、一対の傾
斜ロール間の間隔を所定量増すと共に、ガイド部材の位
置を、これの側面が傾斜ロールの周面に近接するように
変更するという極めて簡略な手順により、ピアサ，エロ
ンゲータ等の傾斜圧延機での管の傾斜圧延に際し、管材
の終端部にて生じるボトムフレアを有効に抑制でき、ボ
トムフレアに伴うピーリング及び座屈の発生が未然に防
止され、これらの現象に起因する不都合が解消されて、
歩留りの向上及び生産性の向上に寄与できる等、本発明
は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】ピアサにおける本発明方法の実施状態を示す模
式図である。

【図２】図１のＩＩーＩＩ線による横断面図である。

【図３】ピアサにおける穿孔圧延の進行状態の説明図で
ある。

【図４】ピアサにおける正常な圧延状態を示す横断面図
である。

【図５】ピアサにおけるピーリングの発生状態を示す横
断面図である。

【符号の説明】

１　　傾斜ロール ２　　ディスクロール ３　　プラグ ４　　管材 ５　　ロール開度調節機 ６　　ガイド位置調節機 ７　　終端検出器 ９　　制御部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　パスラインを挾んで夫々対向設置され
   た各一対の傾斜ロール及びガイド部材を備え、該傾斜ロ
   ールの回転に応じて前記パスライン上を螺進移動する管
   材を、これの軸心位置に貫入せしめた内面規制具と前記
   傾斜ロールとの間にて穿孔圧延又は延伸圧延する管の傾
   斜圧延方法において、前記管材の終端から所定の長さ範
   囲の圧延に際し、前記傾斜ロール相互間の間隔を所定量
   増すと共に、前記ガイド部材のガイド孔型における前記
   管材の進入側の側面と前記傾斜ロールの周面との間隔を
   所定値となすべく前記ガイド部材の位置を変更すること
   を特徴とする管の傾斜圧延方法。