JPH0550115A - マンドレルミル - Google Patents

マンドレルミル

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JPH0550115A
JPH0550115A JP3233835A JP23383591A JPH0550115A JP H0550115 A JPH0550115 A JP H0550115A JP 3233835 A JP3233835 A JP 3233835A JP 23383591 A JP23383591 A JP 23383591A JP H0550115 A JPH0550115 A JP H0550115A
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Japan
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roll
stand
groove bottom
hole
mandrel mill
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Toshio Imae
敏夫 今江
Hiroshi Oka
弘 岡
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Kawasaki Steel Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B17/00Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling
    • B21B17/02Tube-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
    • B21B17/04Tube-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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 マンドレルミルにおける圧延中に管材に穴が
明く、「穴明き欠陥」を防止すること。 【構成】 複数の穴形ロールスタンド11、12、13
を有し、それら穴形ロールスタンド11、12、13が
形成するロール穴形配列内にマンドレルバー4を配置
し、管を圧延するマンドレルミルにおいて、第1スタン
ドのロール穴形の溝底曲率半径がロール溝底間隔の0.54
倍以下であるようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はマンドレルミルに関す
る。
【0002】
【従来の技術】継目無鋼管の圧延方法として、上下一対
の圧延ロールからなる5〜 8基の穴形ロールスタンドを
連続配置すると共に、隣接する穴形ロールスタンドのロ
ール軸を圧延軸に垂直な面内で相互にずらして交差配置
してなるマンドレルミルにより、マンドレルバーが挿入
された素管を圧延するものがある。
【0003】このマンドレルミルにおいて、圧延中に管
材に穴が明くことがある。これを「穴明き欠陥」と呼
ぶ。「穴明き欠陥」は重大な品質上の欠陥である。同一
の鋼種、同一の管材外径であれば圧延する管材の仕上げ
肉厚が薄ければ薄いほど「穴明き欠陥」は発生し易い。
管材の仕上げ寸法が同一であれば、普通鋼に比較して変
形能の劣る高合金鋼において「穴明き欠陥」は発生し易
い。
【0004】そこで従来、「穴明き欠陥」を防止するた
めに、各種方法が提案されている。一般的な方法とし
て、特開昭58-224155 号公報に見られるように、圧延さ
れる管材材質の熱間変形能を改善する方法がある。
【0005】その他の方法としては、特開昭63-84720号
公報に見られるように、マンドレルミルで「穴明き欠
陥」の発生するスタンドの圧下率を軽減して、その負荷
を他の各スタンドに分散したり、入側素管の肉厚を減じ
てマンドレルミル各スタンドにおける圧下率を軽減した
りする方法が考案されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】(1) 特開昭58-224155
号公報に示された方法だけでは、マンドレルミル圧延中
の温度である 950度〜1050度において十分な熱間変形能
を得ることができず、「穴明き欠陥」が生じることがあ
り、下記特開昭63-84720号公報に提案された方法が考案
された。
【0007】(2) 特開昭63-84720号公報に提案された方
法では、「穴明き欠陥」を防止できるが、次のような問
題がある。即ち、圧下負荷を各スタンドに分散しても圧
延荷重が基準値を越えるスタンドが存在する場合には、
マンドレルミル全体での圧下率を軽減するため入側素管
の肉厚を減じる。ところが、素管を製造する穿孔機にも
圧下率に限界があり、素管肉厚を下限値以下にはできな
い。従って、肉厚の薄い管材が圧延できない場合が生じ
る。
【0008】本発明は、マンドレルミルにおける前記問
題点を解決し、「穴明き欠陥」を防止することを目的と
する。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明はマンドレルミル
の連続配置されたスタンド列のロール穴型を適切に設計
することにより、マンドレルミル圧延で発生する「穴明
き欠陥」を防止するものである。
【0010】マンドレルミル圧延における「穴明き欠
陥」の発生原因を調査した結果、従来知られていなかっ
た新しい穴明きのメカニズムを発見し本発明に至った。
【0011】従来より、マンドレルミル圧延における
「穴明き欠陥」の発生原因は、圧延中圧下を受けないフ
ランジ部において材料が長手方向に引っ張られる際、変
形能不足により破断するためと考えられている。
【0012】しかし本発明者らはこれとは別の新しい穴
明きのメカニズムを発見した。ロール溝底の圧下部分に
おいて、圧下率が溝底中央よりもその両側の方が大きい
場合、圧下部分が長手方向に延ばされる過程で溝底中央
部分の材料が不足して、ネッキング現象を生じて肉厚が
薄くなり極端な場合には穴が明くという現象である。
【0013】図2に圧下率が中央よりもその両側で大き
くなる具体例を示す。例えば第1スタンドのロール穴形
は普通楕円形なので、第1スタンド出側の管材の円周方
向肉厚はロール溝底中央部分が一番薄くそこから離れる
に従って厚くなる。第1スタンドのロール溝底で圧延さ
れたこの部分は第2スタンドの圧延においては圧下を受
けないので肉厚分布は第2スタンド通過後もほぼ保存さ
れる。第3スタンドでは円周方向肉厚分布を均一化する
ためロール穴形はより真円に設計されている。第1スタ
ンド出側の肉厚分布は溝底で薄くその両側は厚くなって
いるので第3スタンドにおいては圧下率は溝底中央より
もその両側部分の方が大きくなる。
【0014】第3スタンドと同様の現象は第4スタンド
でも生じる。第2スタンドのロール穴形も普通楕円形な
ので、第2スタンド出側の管材溝底の円周方向肉厚はロ
ール溝底中央部分が一番薄くそこから離れるに従って厚
くなる。第2スタンドのロール溝底で圧延されたこの部
分は第3スタンドの圧延においては圧下を受けないので
この部分の肉厚分布は第3スタンド通過後もほぼ保存さ
れる。第4スタンドでは円周方向肉厚分布を均一化する
ためロール穴形はより真円に設計されている。第2スタ
ンド出側の肉厚分布は溝底で薄くその両側は厚くなって
いるので第4スタンドにおいては圧下率は溝底中央より
もその両側部分の方が大きくなる。
【0015】仕上り管材の円周方向肉厚を均一にするた
めに、マンドレルミルの仕上げスタンドのロール穴形は
溝底部分が真円になるように設計されている。一般にマ
ンドレルミルでは第4スタンドから第6スタンドで肉厚
を仕上げる。肉厚仕上げスタンドより上流のスタンドの
どれか一つのロール穴形が楕円であると、後続のいずれ
かのスタンドにおいて円周方向肉厚分布を均一化するた
めに、溝底中央よりもその両側部分で圧下率が大きくな
らざるを得ない。
【0016】ロール溝底圧下部分の円周方向圧下率分布
を均一にするためには、マンドレルミルの上流スタンド
のロール溝底中央部の曲率半径をできるだけ溝底間隔の
0.5倍に近づければよい。
【0017】即ち、図1の代表例に示すように、(1) 第
1スタンドのロール穴形の溝底曲率半径R1がロール溝
底間隔Bの0.54倍以下であることを特徴とするロール穴
形、(2) 第2スタンドのロール穴形の溝底曲率半径R1
がロール溝底間隔Bの0.52倍以下であることを特徴とす
るロール穴形、を有するマンドレルミルを提案するもの
である。
【0018】
【作用】本発明によれば、マンドレルミルにおけるロー
ル穴形において、上流スタンドの穴形溝底曲率半径に上
限値を設けることにより、従来見落とされていた溝底圧
下不均一に起因する「穴明き欠陥」を防止することがで
きる。
【0019】即ち、第3スタンドで「穴明き欠陥」を生
ずる傾向にあるマンドレルミルでは、第1スタンドのロ
ール穴形の溝底曲率波形をロール溝底間隔の0.54倍以下
に設計することにより、第3スタンド溝底における圧下
率の円周方向分布が均一化でき、実用上「穴明き欠陥」
を防止することができる。同様に第4スタンドで「穴明
き欠陥」を生ずる傾向にあるマンドレルミルでは、第2
スタンドのロール穴形の溝底曲率半径をロール溝底間隔
の0.52倍以下に設計することにより、第4スタンド溝底
における圧下率の円周方向分布が均一化でき、実用上
「穴明き欠陥」を防止することができる。
【0020】尚、マンドレルミルにおいて、「穴明き欠
陥」が第3スタンドと第4スタンドのいずれか一方で生
じ、あるいは両方で生ずるか否かは、ミルの個性、ある
いは各スタンドへの圧下配分等に依存する。
【0021】
【実施例】本発明による普通鋼の管材のマンドレルミル
の圧延条件を表1に、圧延結果を表2に示す。本発明に
よる圧延条件では、第1スタンドのロール穴形の溝底曲
率半径をロール溝底間隔の0.54倍、第2スタンドのロー
ル穴形の溝底曲率半径をロール溝底間隔の0.52倍とし、
従来技術による圧延条件では、第1スタンドのロール穴
形の溝底曲率半径をロール溝底間隔の0.6 倍、第2スタ
ンドのロール穴形の溝底曲率半径をロール溝底間隔の0.
55倍とした。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】本発明による13%Cr鋼の管材のマンドレ
ルミルの圧延条件を表3に、圧延結果を表4に示す。本
発明による圧延条件では、第1スタンドのロール穴形の
溝底曲率半径をロール溝底間隔の0.54倍、第2スタンド
のロール穴形の溝底曲率半径をロール溝底間隔の0.52倍
とし、従来技術による圧延条件では、第1スタンドのロ
ール穴形の溝底曲率半径をロール溝底間隔の0.6 倍、第
2スタンドのロール穴形の溝底曲率半径を溝底曲率半径
をロール溝底間隔の0.55倍とした。
【0025】
【表3】
【0026】
【表4】
【0027】本発明によれば、マンドレルミル出側寸法
が外径180mm 、肉厚4mm の普通鋼の管材を、「穴明き欠
陥」無しで製造できることが認められる。
【0028】また、マンドレルミル出側寸法が外径180m
m 、肉厚5mm の13%Cr鋼の管材を「穴明き欠陥」無し
で製造できることが認められる。
【0029】
【発明の効果】本発明を実施するにあたって、現有のマ
ンドレルミルに、新たに装置を付与する必要はない。
【0030】本発明によれば、マンドレルミルにおける
第1スタンドと第2スタンドのロール穴形の溝底曲率半
径を設定値以下に設計することにより、従来溝底中央部
分で発生していた「穴明き欠陥」を防止することができ
る。特に肉厚の薄い管材や変形能の劣る高合金鋼のマン
ドレルミル圧延における「穴明き欠陥」を防止する効果
が顕著である。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明のロール穴形を示す図である。
【図2】図2はマンドレルミルの第3スタンドにおい
て、圧下率が溝底中央で小さくその両側で大きくなるこ
とを説明する模式図である。
【符号の説明】
11、12、13 穴形ロール 4 マンドレルバー 5 管材

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の穴形ロールスタンドを有し、それ
    ら穴形ロールスタンドが形成するロール穴形配列内にマ
    ンドレルバーを配置し、管を圧延するマンドレルミルに
    おいて、第1スタンドのロール穴形の溝底曲率半径がロ
    ール溝底間隔の0.54倍以下であることを特徴とするマン
    ドレルミル。
  2. 【請求項2】 複数の穴形ロールスタンドを有し、それ
    ら穴形ロールスタンドが形成するロール穴形配列内にマ
    ンドレルバーを配置し、管を圧延するマンドレルミルに
    おいて、第2スタンドのロール穴形の溝底曲率半径がロ
    ール溝底間隔の0.52倍以下であることを特徴とするマン
    ドレルミル。
  3. 【請求項3】 複数の穴形ロールスタンドを有し、それ
    ら穴形ロールスタンドが形成するロール穴形配列内にマ
    ンドレルバーを配置し、管を圧延するマンドレルミルに
    おいて、第1スタンドのロール穴形の溝底曲率半径がロ
    ール溝底間隔の0.54倍以下であり、且つ第2スタンドの
    ロール穴形の溝底曲率半径がロール溝底間隔の0.52倍以
    下であることを特徴とするマンドレルミル。
JP3233835A 1991-08-22 1991-08-22 マンドレルミル Expired - Fee Related JPH07102369B2 (ja)

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JPH07102369B2 (ja) 1995-11-08
CA2076402C (en) 1996-03-05
EP0529943A2 (en) 1993-03-03
CA2076402A1 (en) 1993-02-23

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