JPH0712482B2

JPH0712482B2 - 管の傾斜延伸圧延方法

Info

Publication number: JPH0712482B2
Application number: JP1267735A
Authority: JP
Inventors: 剛浦山
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-10-14
Filing date: 1989-10-14
Publication date: 1995-02-15
Anticipated expiration: 2010-02-15
Also published as: JPH03128107A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はマンネスマン製管ラインにおいて、例えばピア
サにて得られた素管の肉厚を減じるべく、傾斜ロール及
び内面規制工具としてのマンドレルバーを用いて行われ
る管の傾斜圧延方法に関する。

〔従来技術〕

管のパスライン周りに配された傾斜ロールと、該管の内
側に貫入された内面規制工具との間にて肉厚を減じるべ
く行われる管の傾斜延伸圧延方法には、前記内面規制工
具としてプラグを用いる方法と、同じくマンドレルバー
を用いる方法とがあるが、一般的に、圧延後の管の内面
品質及び肉厚精度において後者の方が優れている。これ
は、プラグが砲弾形をなし、また圧延中に移動操作され
ないのに対し、マンドレルバーは柱状をなし、また圧延
中に移動操作されるという相違により、圧延中の管との
接触部分における熱負荷及び潤滑性において接触長が長
い後者に優位性が生じるためである。

即ち、前記マンドレルバーを管と同方向に移動させつつ
延伸圧延を行った場合、圧延中の管に対しマンドレルバ
ーの異なる部位が順次接触するため、前記熱負荷及び潤
滑性において優位性が得られることになり、製品管に高
い内面品質及び肉厚精度が要求される場合、マンドレル
バーを所定速度にて移動させつつ行う傾斜延伸圧延方法
が実施されている。

この傾斜延伸圧延方法においては、マンドレルバーの移
動速度を高め、単位圧延長さ当たりに管に接触するマン
ドレルバーの長さが増すことにより内面品質及び肉厚精
度の更なる向上を図り得る。第９図はマンドレルバーの
移動速度を種々に変化させ、得られた管の内面粗さを測
定した結果を示すグラフであり、図の横軸は、マンドレ
ルバーの移動速度の管の入側速度に対する比（バー速度
比）を、また縦軸は管内面の十点平均粗さを夫々示して
いる。この図から、バー速度比の増大、即ちマンドレル
バーの移動速度の増大に伴って内面品質が向上すること
が明らかである。

ところが、マンドレルバーに高い移動速度を与えた場
合、管の全長に亘る圧延が終了するまでの間、圧延ロー
ルの配設位置において前記管の内側にマンドレルバーを
位置させるために、長大なマンドレルバーが必要となり
現実的ではない。実際には、マンドレルバーの長さは、
これの支承上の問題及び工具費用の面から限定されるた
め、限定された長さのマンドレルバーを可及的に有効に
用いることが前述の要求に応えるための重要な課題とな
っている。

第10図（ａ）〜（ｃ）は、マンドレルバーの全長を有効
に用いることを目的とした従来の傾斜延伸圧延方法の実
施状態を示す模式図である。圧延前の素管Ｈは、パスラ
インＸ−Ｘ上を図中に白抜矢符にて示す向きに進行し、
これの内部に貫入されたマンドレルバー20と、パスライ
ンＸ−Ｘ周りに配された圧延ロール1,1との間にて延伸
される。圧延ロール1,1の入側は、出側に至るに従って
パスラインＸ−Ｘに近付く傾斜面にて構成された肉厚圧
下部1aとなっており、また該肉厚圧下部1aの出側に連な
る部分は、パスラインＸ−Ｘと略平行をなす面にて構成
されたリーリング部1bとなっていて、素管Ｈは、まず肉
厚圧下部1aとマンドレルバー20との間に噛込まれ、次い
でリーリング部1bとマンドレルバー20との間に挾持され
て、夫々における延伸により肉厚を減じられ、所望の肉
厚を有する管Ｐとなって送出される。即ち、圧延ロール
１の素管Ｈの延伸に関わる部分（ロールバイト部）は、
肉厚圧下部1aとマンドレルバー20との間に噛込みが生じ
た位置からリーリング部1bの後端位置までの間である。

第10図（ａ）は圧延開始時の状態であり、第10図（ｃ）
は圧延終了直前の状態である。マンドレルバー20は、等
径に加工された有効部を有しており、圧延開始の開始に
際し、前記有効部の進行方向前端を前記ロールバイト部
の終点、即ちリーリング部1bの後端に一致させて、第10
図（ａ）に示す如く位置決めされ、素管Ｈの進行方向前
端がロールバイト部の始点に達し、該端部が肉厚圧下部
1aとマンドレルバー20との間に噛込まれると共に移動を
開始するようになしてある。またこのマンドレルバー20
の移動速度は、前記有効部の後端と素管Ｈの後端とが、
第10図（ｃ）に示す如く、前記ロールバイト部の始点に
同時に達するように決定されている。これにより、第10
図（ａ）〜（ｃ）に明らかな如く、圧延開始から圧延終
了までの間、マンドレルバー20の有効部の略全長がに寄
与でき、高い内面品質を有する管Ｐが得られる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところがこの場合、圧延開始後、素管Ｈの前端がロール
バイト部終点、即ちリーリング部1bの後端に到達するま
での間においてもマンドレルバー20は移動しているた
め、第６図（ｂ）に示す如く、マンドレルバー20の有効
部前端からこの間の移動距離に相当する長さＬ_ａの部分
は、素管Ｈに接触せず圧延に寄与し得ない部分となって
おり、長さＬ_ａなるこの無寄与部分の存在により、得ら
れた管Ｐの内面品質の向上に限界があるという難点があ
った。

また、第10図（ｃ）に示す時点以降に圧延された部分に
おいては、圧延後の管Ｐに後端部に至るに従って薄肉化
することが知られており、次段圧延機によるこの薄肉化
の緩和が望めない仕上圧延機においては、クロップ量の
増大し、歩留りの低下が問題となっている。第11図は従
来の傾斜延伸圧延方法における圧延荷重の時間的変化
と、これにより圧延された管における長手方向の肉厚分
布とを対応させて示すグラフである。本図から、管後端
からかなりの長さ範囲に亘って肉厚が減少していること
が明らかであり、またこの長さ範囲に対応して圧延荷重
が減少していることが分かる。この圧延荷重の減少は、
第10図（ｃ）の状態から圧延終了に至るまでの間、圧延
ロール1,1のロールバイト部と素管Ｈとの接触長さが該
素管Ｈの進行に伴って逐次減少するために生じる。一
方、圧延荷重とロール開度との間には第12図に示す如き
関係があり、圧延荷重の減少に伴ってロール開度は減少
する。これは圧延ロール1,1が完全な剛体ではなく、所
定のミルスプリング量を有する弾性体であり、両ロール
1,1間の間隙、即ちロール開度は、圧延荷重の変化に応
じて第12図のミル剛性曲線に従って変化するためであ
る。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、マン
ドレルバーの有効部全長を圧延に寄与させ、限られた長
さのマンドレルバーにて可及的に高い内面品質を得ると
共に、圧延後の管後端に生じる薄肉化を緩和し、全長に
亘って高い肉厚精度を実現し得る管の傾斜延伸圧延方法
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〕

本発明に係る管の傾斜延伸圧延方法は、所定速度にて進
行する管を、これの内側に貫入されて同方向に移動する
マンドレルバーと、前記管のパスライン周りに配された
傾斜ロールのロールバイト部との間にて延伸圧延する方
法において、前記ロールバイト部よりも長寸であり移動
方向後端に至るに従って縮径されたテーパ部と、これの
前側に連設された適宜長さの等径部とを備えたマンドレ
ルバーを用い、該マンドレルバーの圧延開始時の初期位
置と、前記等径部の移動方向後端が前記ロールバイト部
の終点に到達するまでの間の移動速度とを、前記後端及
び前記管の進行方向後端がロールバイト部始点に同時に
達すると共に、前記等径部の前端及び前記管の前端が前
記ロールバイト部の終点に同時に達するという条件下に
て、前記管の進行速度に基づいて決定し、また圧延後の
管の後端に生じる薄肉化の実績に基づいて前記テーパ部
の中途に終了点を定め、該終了点と前記管の後端とを前
記ロールバイト部の終点に同時に達せしめるべく、前記
到達後のマンドレルバーの移動速度を連続的に変更する
ことを特徴とする。

〔作用〕

本発明においては、等径部及びテーパ部を有するマンド
レルバーが用いられ、圧延開始に際し該マンドレルバー
は、これの等径部の前端がロールバイト部の終点よりも
上流側に位置し、ロールバイト部への管の噛込みがなさ
れると共に移動を開始して、前記等径部の前端が前記終
点に達した時、これと同時に管の前端が同点に達するよ
うに位置決めされると共に、この初期位置からのマンド
レルバーの移動は、等径部の後端がロールバイト部終点
に到達するまでの間、この到達と管後端のロールバイト
部始点への到達が同時に生じるように決定された速度に
てなされ、これ以降は、管の後端と、過去の管端薄肉化
の実績に基づき前記テーパ部の中途に設定された終了点
とが、ロールバイト部終点に同時に達するよう連続的に
速度を変更しつつなされる。

〔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。第１図は本発明に係る管の傾斜延伸圧延方法（以下
下本発明方法という）の実施に使用する装置のブロック
図である。

圧延前の素管Ｈは、パスラインＸ−Ｘ上を図中に白抜矢
符にて示す向きに進行し、これの内部に貫入されたマン
ドレルバー２と、パスラインＸ−Ｘ周りに配された一対
の圧延ロール1,1との間にて延伸され、所望の肉厚を有
する管Ｐとなって送出される。圧延ロール1,1は、パス
ラインＸ−Ｘに対して所定の交叉角γ及び所定の傾斜角
β（図示せず）をなして配設され、図示しない駆動源か
らの駆動力により、矢符方向に夫々回転するようになっ
ており、素管Ｈの進行力は、主として圧延ロール1,1の
回転により付与される。また圧延ロール1,1の配設位置
における素管Ｈの両側には、圧延中にこれの半径方向の
移動を規制するため、図示しないディスクロール、又は
プレート若しくはローラガイドシュー等が配設されてい
る。

前記マンドレルバー２は、パスラインＸ−Ｘ上にて圧延
ロール1,1の出側から延設されたリテーナ３の先端に固
設されており、該リテーナ３の基端は、例えば、モータ
Ｍ及びこれにて駆動されるチェーンＲを備えてなるバー
駆動部４に連結されている。而してマンドレルバー２
は、リテーナ３を介して伝達されるバー駆動部４の動作
に応じて、パスラインＸ−Ｘに沿って素管Ｈと同方向に
移動せしめられる。第２図はマンドレルバー２の拡大図
である。図示の如くマンドレルバー２は、リテーナ３と
の固設側、即ち移動方向前側に、一定の外径Ｄ_bsを有
し、長さＬ_bsなる等径部2aを備え、また該等径部2aの後
側に、端部に至るに従って縮径され、長さＬ_btなるテー
パ部2bを備えてなり、素管Ｈの圧延に際しては、後述す
る如く、前記等径部2aの全部及びテーパ部2bの一部又は
全部が圧延に寄与する有効部として使用される。

前記バー駆動部４の駆動源、換言すればマンドレルバー
２の駆動源たるモータＭは、演算制御部５から与えられ
る速度制御信号に従って駆動されるようになしてあり、
またこの駆動により得られるモータＭの回転速度は、こ
れに装着された回転速度検出10にて検出され、この検出
結果は、フィードバック信号として演算制御部５へ与え
られている。これによりマンドレルバー２は、演算制御
部５において後述する如く決定される速度にて移動する
ことが可能である。演算制御部５には、圧延ロール1,1
に装着された荷重検出器11,11から、該ロール1,1におけ
る圧延荷重の検出結果が、また図示しないこれらの駆動
源に装着された動力検出器12から圧延動力の検出結果
が、更に両ロール1,1間に介装されたロールギャップ検
出器13からロール開度の検出結果が夫々与えられてい
る。また演算制御部５には、圧延ロール1,1の出側に管
Ｐの外側に面して配された厚さ検出器14から該管Ｐの肉
厚の検出結果が与えられており、更に、例えばリテーナ
３の一部に面して配された位置検出器14からマンドレル
バー２の移動位置の検出結果が与えられている。更に演
算制御部５には、素管Ｈの寸法及びこれの進行速度（入
側速度Ｖ_ｉ）、圧延後の管Ｐの寸法及びこれの進行速度
（出側速度Ｖ_ｏ）、圧延ロール1,1の各部寸法及びロー
ル開度の設定値、マンドレルバー２の各部寸法、並び
に、後述する如く、管Ｐの後端に生じる薄肉化に関する
過去の実績データ等、圧延の実施に関連する種々の圧延
データが、図示しない外部入力装置から予め与えられて
いる。

第３図（ａ）〜（ｄ）は本発明方法の実施状態を示す模
式図である。本図及び第１図に示す如く、前記圧延ロー
ル1,1の入側は、出側に至るに従ってパスラインＸ−Ｘ
に近付く傾斜面にて構成された肉厚圧下部1aとなってお
り、また該肉厚圧下部1aの出側に連なる部分は、パスラ
インＸ−Ｘと平行をなす面にて構成されたリーリング部
1bとなっている。而してパスラインＸ−Ｘ上を進行する
素管Ｈは、まず肉厚圧下部1aとマンドレルバー２との間
に噛込まれ、更なる進行により、リーリング部1bとマン
ドレルバー２との間に挾持されて、前記噛込みが生じる
位置からリーリング部1bの後端に至るまでの間（ロール
バイト部）にて延伸される。

第３図（ａ）は、素管Ｈの前端が前記ロールバイト部の
始点に達し、肉厚圧下部1aとマンドレルバー２との間に
噛込まれた状態、即ち圧延開始時の状態を示しており、
また第３図（ｂ）は、素管Ｈが更に進行し、これの前端
がロールバイト部の終点、即ちリーリング部1bの後端に
達した時の状態を示しており、また第３図（ｃ）は、素
管Ｈの後端がロールバイト部の始点に達した状態を示し
ており、更に第３図（ｄ）は、素管Ｈの後端がロールバ
イト部の終点に達した状態、即ち圧延終了時の状態を示
している。

本発明方法においては、圧延開始時、即ち第３図（ａ）
の状態にある時のマンドレルバー２の初期位置を、この
時点において移動を開始して第３図（ｂ）の状態に至っ
た時、前記等径部2aの移動方向前端が素管Ｈの前端と共
にロールバイト部の終点に達するように定めており、ま
た素管Ｈの後端がロールバイト部の終点に達した時、即
ち第３図（ｃ）に示す状態に至った時、図示の如く、前
記初期位置から移動を開始したマンドレルバー２の等径
部2aの後端がロールバイト部の終点に達するように、こ
の時点までにおけるマンドレルバー２の移動速度を定め
てある。

以上の初期位置及び移動速度は次の如く決定される。マ
ンドレルバー２の初期位置を、ロールバイト部始点から
の等径部2a前端の移動方向への突出し長さＬ_ｔ（第３図
参照）にて代表させ、前記移動速度をＶ_bsとした場合、
等径部2aの前端と素管Ｈの前端とがロールバイト部の終
点に同時に達する、即ち第３図（ｂ）に示す状態が実現
されるという条件から下記（１）式が成立ち、Ｌ_ｒ−Ｌ_ｔ＝Ｖ_bs・T₁ …（１）また、素管Ｈの後端がロールバイト部の始点に達した
時、等径部2aの後端がロールバイト部の終点に一致す
る、即ち第３図（ｃ）の状態が実現されるという条件か
ら下記（２）式が成り立つ。

Ｌ_ｒ−Ｌ_ｔ＋Ｌ_bs＝Ｖ_bs・T₂ …（２）これらの式（１），（２）中、Ｌ_ｒはロールバイト部の
長さ、Ｌ_bsは前述した如く等径部2aの長さである。また
T₁は素管Ｈの先端がロールバイト部を通過するのに要す
る時間であり、T₂は素管Ｈの先端がロールバイト部に噛
込まれてから後端が噛込まれるまでの時間、即ち、素管
Ｈの前端がロールバイト部の始点に達してから後端が同
点に達するまでの時間である。

これら各値の内、Ｌ_bsはマンドレルバー２に固有の値で
あり、またT₂は素管Ｈの長さとこれの進行速度（入側速
度Ｖ_ｉ）とから容易に求め得る。またＬ_ｒは、肉厚圧下
部1aにおける圧延に寄与する部分の長さとリーリング部
1bの長さとの和であり、未知の前者は、肉厚圧下部1aに
おける軸長方向のロール間隔分布、マンドレルバー２に
おける等径部2aの外径Ｄ_bs、及び素管Ｈの寸法から算出
でき、更にT₁は、算出されたロールバイト部長さＬ_ｒと
入側速度Ｖ_ｉ及び出側速度Ｖ_ｏとから求め得る。

従って前記（１）式及び（２）式は、マンドレルバー２
の移動速度Ｖ_ｂ及び突出し長さＬ_ｔを未知数とする２元
連立方程式となり、例えば、これらからＬ_ｔを消去して
得られる下記（３）式により移動速度Ｖ_bsが求められ、更にこれを（１）式に代入して、マンドレルバー２の初
期位置を代表する突出し長さＬ_ｔが求められる。

さて、このように決定されたＶ_bs及びＬ_ｔの実行によ
り、第３図（ｃ）に示す状態が実現された時、圧延中の
素管Ｈの内側には、マンドレルバー２のテーパ部2bが位
置しており、以降の圧延を支障なく行うためには、該テ
ーパ部2bの長さＬ_btは、ロールバイト部の長さＬ_ｒ以上
であることが必要であり、下記（４）式を満足すること
が要求される。

Ｌ_bt≧Ｌ_ｒ …（４）マンドレルバー２の短寸化のためには、Ｌ_btをＬ_ｒに等
しくすることが望ましいが、後述する如き以降の速度調
節に誤差が生じることを考慮し、圧延中の素管Ｈ内部に
おけるテーパ部2bの存在を保証するため、該テーパ部2b
の長さＬ_btは、ロールバイト部の長さＬ_ｒよりも若干長
くするのがよい。

この演算は、演算制御部５において、予め入力された圧
延データを用い、圧延開始に先立って行われ、演算制御
部５は、バー駆動部４に駆動指令を発し、位置検出器14
の検出結果をフィードバック信号として用いて、算出さ
れた突出し長さＬ_ｔを実現すべくマンドレルバー２を移
動せしめ、これの初期位置を設定する。この後、素管Ｈ
がロールバイト部へ噛込まれ、第３図（ａ）の状態とな
ったとき、演算制御部５は、荷重検出器11及び動力検出
器12の検出結果からこのことを認識し、バー駆動部４に
速度制御信号を発して、回転速度検出器10の検出結果を
フィードバック信号として用い、算出された移動速度Ｖ
_bsにてマンドレルバー２を移動せしめるべく動作する。
以上の動作により、マンドレルバー２は、素管Ｈの前端
がロールバイト部の始点に達した後、後端が同点に達す
るまでの間、前記移動速度Ｖ_bsなる一定速度にて移動せ
しめられる。

次に第３図（ｃ）の状態から第３図（ｄ）の状態に至る
までの間、即ち素管Ｈの後端がロールバイト部を通過す
る間におけるマンドレルバー２の移動速度の決定につい
て説明する。

この間のマンドレルバー２の移動速度Ｖ_btは、圧延後の
管Ｐの後端における薄肉化の発生を未然に防止すべく決
定される。このため、有効部全長が等径である従来のマ
ンドレルバー（第10図におけるマンドレルバー20）を用
いて実施された圧延における肉厚測定結果を使用する。
第４図は、この肉厚測定結果の管端近傍を拡大して示す
グラフである。

前述した如く管Ｐの薄肉化は、第３図（ｃ）に示す状態
以降において、素管Ｈとロールバイト部との接触長さが
該素管Ｈの進行に伴って減少し、圧延ロール1,1間の間
隙が変化することにより生じ、この結果として管Ｐに
は、第４図に示す如く、後端から所定長さ離隔した部位
（第３図（ｃ）においてロールバイト部の終点と一致し
ている部位）から薄肉化が発生し、略直線的な減肉によ
り、後端において最大の減肉量が生じる。本発明方法に
おいては、第４図に示す如く、管端における最大減肉量
Δｔ、薄肉化の開始点から管端までの距離Ｚ_ｐ、この間
を直線近似したときの傾き角α_ｐを用いる。これら各値
の間には下記（５）式の関係が成立する。

Δｔ＝Ｚ_ｐ・tan α_ｐ …（５）一方、第２図に示す如く、テーパ部2bのテーパ面角をα
_ｔとすると、該テーパ部2bの開始点からの距離がＺ_ｔで
ある部位での外径Ｄ_btは、下記（６）式にて求まる。

Ｄ_bt＝Ｄ_bs−２・Ｚ_ｔ・tan α_ｔ …（６）但し、Ｄ_bsは前述した如く等径部2aの外径である。

さて、管Ｐの肉厚は、圧延ロール1,1のロールバイト部
終点、即ちリーリング部1bの後端における圧延状態に支
配され、リーリング部1bの後端と、これとの一致部位に
おけるマンドレルバー２の外周との間の間隙に略等しく
なることが知られている。従って、リーリング部1bの後
端におけるロール間隙がＧ_reであり、マンドレルバー２
の外径がＤ_ｂである時にロールバイト部から抜出した部
位の肉厚ｔは、下記（７）式にて表される。

ｔ＝（Ｇ_re−Ｄ_ｂ）/2 …（７）前述した如く、管Ｐの薄肉化は、管後端近傍の圧延時に
上記（７）式中におけるＧ_reが減少することにより生じ
るものであり、このＧ_reの減少状態は、有効部が全長に
亘って等径であるマンドレルバーを用いて得られた管Ｐ
の薄肉化状態として現出する。また、管Ｐにおける薄肉
化の開始点と、マンドレルバー２におけるテーパ部2bの
開始点とは、第３図（ｃ）の状態において一致してい
る。従って、第３図（ｃ）の状態から第３図（ｄ）の状
態に至るまでの間におけるマンドレルバー２の移動速度
Ｖ_btを、ロール間隔Ｇ_reの減少がテーパ部2bにおける外
径Ｄ_btの減少により相殺されるように決定することによ
り、得られる管Ｐの肉厚を略一定に維持し、薄肉化の発
生を大幅に緩和することが可能となる。このことは、テ
ーパ部2bの中途に、等径部2aの外径Ｄ_bsから前記最大減
肉量Δｔの２倍に相当する外径減少を生じる終了点2c
（第２図参照）を設定し、この終了点2cが、圧延終了時
（第３図（ｄ）の状態）にロールバイト部終点に一致す
るという条件下にて前記移動速度Ｖ_btを決定することに
より達成される。テーパ部2bの開始点から前記終了点2c
までの距離をＺ_ｔとすると、該終了点2cにおける外径Ｄ
_btは前記（６）式にて与えられるから、これと（５）式
により前述の条件は、下記（８）式が成立することによ
り満たされる。

Ｚ_ｐ・tan α_ｐ＝Ｚ_ｔ・tan α_ｔ …（８）（８）式中におけるＺ_ｐ及びＺ_ｔは、いずれも第３図
（ｃ）の時点を起点とする時間Ｔの関数であり、Ｚ
_ｐは、一定に維持された管Ｐの進行速度、即ち出側速度
Ｖ_ｏを用いて下記（９）式により表される。

Ｚ_ｐ＝Ｖ_ｏ・Ｔ …（９）一方Ｚ_ｔは、マンドレルバー２の移動速度Ｖ_btを用いて
求められるが、この速度Ｖ_btの実現までには、第３図
（ｃ）の状態以前の一定速度Ｖ_bsからの増速又は減速が
必要であり、この変速の間におけるマンドレルバー２の
移動距離をｌ_ｂ、管Ｐの移動距離をｌ_ｐとすると、マン
ドレルバー２は、第３図（ｃ）の状態からの経過時間Ｔ
と、距離ｌ_ｐを管Ｐが移動するのに要する時間ｌ_ｐ/V_ｏ
との差の間は速度Ｖ_btにて移動するから、下記（10）式
が成り立つ。

この式を前記（８）式に代入し、Ｖ_btを求める式に変形
すると下記（11）式が得られる。

即ち、第３図の（ｃ）〜（ｄ）において、時間Ｔに対し
て（11）式に示す如く変化する移動速度Ｖ_btをマンドレ
ルバー２に与えた場合、管端圧延時に圧延ロール1,1間
に生じるロール間隔Ｇ_reの変化が、テーパ部2bの縮径に
より相殺され、管端における薄肉化を解消できる。

以上の如き移動速度Ｖ_btの演算は、演算制御部５におい
て、予め入力された圧延データを用い、圧延開始に先立
って行われる。これを可能とするため、演算制御部５に
は、全長に亘って等径のマンドレルバーを用いて実施さ
れた圧延において得られ、第４図に示す如き肉厚測定デ
ータが予め入力されている。入力値は、前記最大減肉量
Δｔ、薄肉化の開始点から管端までの距離Ｚ_ｐ、及び傾
き角α_ｐのみで十分であるが、肉厚測定値そのものを入
力し、演算制御部５内においてこれら演算するようにす
るのが望ましい。また、（11）式中におけるｌ_ｐ及びｌ
_ｂは、Ｖ_bsからＶ_btへの所要変速量及びバー駆動部４の
特性とから演算制御部５内において求めることができ、
α_ｐ，α_ｔ及びＶ_ｏはいずれも圧延データとして演算制
御部５に与えられている。演算制御部５は、第３図
（ａ）〜（ｃ）の間、一定の移動速度Ｖ_bsを維持すべく
速度制御信号を発した後、移動速度Ｖ_btに相当し、時間
Ｔに応じて変化する速度制御信号を発し、回転速度検出
器10の検出結果をフィードバック信号として用い、前記
移動速度Ｖ_btにてマンドレルバー２を移動せしめるべく
動作する。これにより、薄肉化が発生する管端近傍の圧
延の際、圧延ロール1,1と逐次縮径するテーパ部2bとの
間にて延伸が行われ、前記薄肉化の発生が未然に防止さ
れる。なおこのような管端部の圧延の間、ロールギャッ
プ検出器13及び肉厚検出器15の検出結果は順次取込ま
れ、マンドレルバー２の移動位置を検出する位置検出器
14の検出結果と対応させて記憶される。この記憶結果
は、次工程の圧延において、Ｖ_bsからＶ_btへの切換えタ
イミングの変更及びＶ_btの演算結果の補正のために用い
る。

以上の如き本発明方法の実施により、第３図（ａ）〜
（ｄ）に示す如く、マンドレルバー２の有効部、即ち、
等径部2a及びテーパ部2bは、その全てが圧延中のいずれ
かの時点において素管Ｈに接触し、該素管Ｈの圧延に寄
与しない無寄与部分が生じないから、圧延中における熱
負荷及び潤滑性において優れていることは明らかであ
り、高い内面品質を有する管Ｐが得られる。

第５図は本発明方法の実例により得られた管Ｐにおい
て、内面粗さの測定結果を示すグラフであり、第６図は
従来法により得られた管Ｐにおける同様のグラフであ
る。

なおこれらはいずれも、直径350mm,胴長200mmの圧延ロ
ールと有効長（＝Ｌ_bs＋Ｌ_bt）215mmのマンドレルバー
とを備えた傾斜延伸圧延機において、外径が60mm,肉厚
が8mmであり、長さ300mm,500mm,600mmの素管Ｈを各10本
（合計30本）、入側速度Ｖ_ｉが50mm/s、延伸比が2.0な
る条件下にて延伸圧延した結果である。第５図と第６図
とを比較した場合、両者には明らかな有意差があり、本
発明方法の実施により製品管の内面品質が向上すること
がわかる。

また第７図は本発明方法の実施により得られた管Ｐにお
ける肉厚分布の測定結果を示すグラフであり、第８図は
従来法により得られた管Ｐにおける同様のグラフであ
る。

なおこれらはいずれも、直径350mm,胴長200mmの圧延ロ
ールと有効長215mmのマンドレルバー２とを備えた傾斜
延伸圧延機において、外径が60mm,肉厚が8mm、長さが30
0mmである素管Ｈを、入側速度Ｖ_ｉが50mm/s、延伸比が
2.0なる条件下にて延伸圧延した結果である。なお本発
明方法の実施に際しては、テーパ部2bの長さＬ_btが100m
mであり、テーパ角αパ角α_ｔが0.7゜であるマンドレル
バー２を用いた。第７図と第８図とを比較した場合、両
者には明らかな有意差があり、従来法においては管端か
ら略100mm離隔した位置から薄肉化が生じるのに対し、
本発明方法においては、管端部の極く近傍に薄肉化が生
じているのみであり、本発明方法の実施により薄肉化の
解消が図れることが明らかである。

なお本実施例においては、マンドレルバー２が圧延ロー
ル1,1の出側にて支持されている場合について説明した
が、入側支持の場合においても本発明方法の適用は可能
であることは言うまでもない。

〔効果〕

以上詳述した如く本発明方法においては、等径部及びこ
れの後側に連なるテーパ部を備えたマンドレルバーを用
い、該マンドレルバーの有効部の全長が管に接触すると
共に、管端近傍の圧延時に前記テーパ部を用い、ロール
間隔変化に応じた外径変化を生ぜしめるべくマンドレル
バーが移動するから、管の圧延に寄与しない部分がな
く、無寄与部分が存在する従来法と比較して圧延中にお
ける熱負荷及び潤滑性に対する更なる優位性が生じ、限
られた長さのマンドレルバーに対し可及的に高い内面品
質が得られ、また、同程度の内面品質を従来よりも短寸
のマンドレルバーにて保証し得ると共に、管端部におい
て従来生じていた薄肉化を略完全に解消でき、製品歩留
りの向上が達成される等、本発明は優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施に使用する装置のブロック
図、第２図は本発明方法の実施に使用するマンドレルバ
ーの拡大図、第３図は本発明方法の実施状態を示す模式
図、第４図は薄肉部分の定量化の説明図、第５図は本発
明方法により得られた管の内面粗さの測定結果を示すグ
ラフ、第６図は従来法により得られた管の内面粗さの測
定結果を示すグラフ、第７図は本発明方法により得られ
た管の肉厚分布の測定結果を示すグラフ、第８図は従来
法により得られた管の肉厚分布の測定結果を示すグラ
フ、第９図はマンドレルバーの移動速度と製品管の内面
粗さとの相関関係を示すグラフ、第10図は従来法の実施
状態を示す模式図、第11図は従来法の実施時における圧
延荷重と平均肉厚の時間的変化を示すグラフ、第12図は
ミル剛性曲線である。１……圧延ロール、1a……肉厚圧下部 1b……リーリング部、２……マンドレルバー 2a……等径部、2b……テーパ部、４……バー駆動部５……演算制御部、Ｈ……素管、Ｐ……管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定速度にて進行する管を、これの内側に
貫入されて同方向に移動するマンドレルバーと、前記管
のパスライン周りに配された傾斜ロールのロールバイト
部との間にて延伸圧延する方法において、前記ロールバイト部よりも長寸であり移動方向後端に至
るに従って縮径されたテーパ部と、これの前側に連設さ
れた適宜長さの等径部とを備えたマンドレルバーを用
い、該マンドレルバーの圧延開始時の初期位置と、前記
等径部の移動方向後端が前記ロールバイト部の終点に到
達するまでの間の移動速度とを、前記後端及び前記管の
進行方向後端がロールバイト部始点に同時に達すると共
に、前記等径部の前端及び前記管の前端が前記ロールバ
イト部の終点に同時に達するという条件下にて、前記管
の進行速度に基づいて決定し、また圧延後の管の後端に
生じる薄肉化の実績に基づいて前記テーパ部の中途に終
了点を定め、該終了点と前記管の後端とを前記ロールバ
イト部の終点に同時に達せしめるべく、前記到達後のマ
ンドレルバーの移動速度を連続的に変更することを特徴
とする管の傾斜延伸圧延方法。