JPH07241609A - 継目無管の高拡管圧延方法 - Google Patents
継目無管の高拡管圧延方法Info
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- JPH07241609A JPH07241609A JP5830994A JP5830994A JPH07241609A JP H07241609 A JPH07241609 A JP H07241609A JP 5830994 A JP5830994 A JP 5830994A JP 5830994 A JP5830994 A JP 5830994A JP H07241609 A JPH07241609 A JP H07241609A
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- Japan
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- rolling
- tube
- pipe
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- angle
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- Control Of Metal Rolling (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 傾斜圧延機による高拡管圧延において、圧延
後の管外径の長手方向変動を抑制すること。 【構成】 傾斜圧延機を用いて中空素管を高拡管するに
当たり、被圧延材の先端部圧延中のディスクガイドシュ
ー回転速度を、定常部圧延中のディスクガイドシュー回
転速度よりも速くするもの。
後の管外径の長手方向変動を抑制すること。 【構成】 傾斜圧延機を用いて中空素管を高拡管するに
当たり、被圧延材の先端部圧延中のディスクガイドシュ
ー回転速度を、定常部圧延中のディスクガイドシュー回
転速度よりも速くするもの。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、継目無鋼管等の継目無
管の高拡管圧延方法に関する。
管の高拡管圧延方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】継目無管の製造工程は、マンネスマン法
が主流となっており、圧延方式によってプラグミル方式
とマンドレルミル方式に大別されるが、基本的には、素
材丸ビレットに孔を明ける穿孔工程と、穿孔された中空
素管を減肉延伸する延伸圧延工程と、延伸圧延された中
空素管を所定の外径にまで絞る、或いは定径する仕上げ
圧延工程からなる。
が主流となっており、圧延方式によってプラグミル方式
とマンドレルミル方式に大別されるが、基本的には、素
材丸ビレットに孔を明ける穿孔工程と、穿孔された中空
素管を減肉延伸する延伸圧延工程と、延伸圧延された中
空素管を所定の外径にまで絞る、或いは定径する仕上げ
圧延工程からなる。
【０００３】プラグミル方式は一般に中径の継目無管の
製造に使用される方式である。この方式では、丸ビレッ
トを加熱炉で加熱し、傾斜圧延機であるマンネスマンピ
アサーにて穿孔圧延し、中空素管とする。得られた中空
素管は必要に応じて、同じく傾斜圧延機であるエロンゲ
ーターにて更に減肉、拡管され、更に一対の孔型圧延ロ
ールを有するプラグミルにより減肉、縮管され、次いで
傾斜圧延機であるリーラーにより若干の減肉とともに拡
管が行なわれ、管内外面の磨管が行なわれる。リーラー
で圧延された素管は再加熱後サイザーにて定径が行なわ
れ製品となる。
製造に使用される方式である。この方式では、丸ビレッ
トを加熱炉で加熱し、傾斜圧延機であるマンネスマンピ
アサーにて穿孔圧延し、中空素管とする。得られた中空
素管は必要に応じて、同じく傾斜圧延機であるエロンゲ
ーターにて更に減肉、拡管され、更に一対の孔型圧延ロ
ールを有するプラグミルにより減肉、縮管され、次いで
傾斜圧延機であるリーラーにより若干の減肉とともに拡
管が行なわれ、管内外面の磨管が行なわれる。リーラー
で圧延された素管は再加熱後サイザーにて定径が行なわ
れ製品となる。
【０００４】図７は、上述のプラグミル方式圧延ライン
の各圧延工程出側における圧延材の外径の変化の一例を
示す説明図である。中空素管を減肉、拡管するエロンゲ
ーター、及び減肉、拡管によって磨管するリーラーのい
ずれにおいても、拡管率は高々数％から17、18％程度で
あるため、広い範囲の外径の製品を得ようとすると、多
種類の外径のビレットが必要となり、生産性を阻害する
一つの要因であった。そのため、近年素材ビレットサイ
ズの減少、設備の簡素化を目的として延伸工程において
従来以上に拡管を行なう拡管圧延スケジュールが提案さ
れている。
の各圧延工程出側における圧延材の外径の変化の一例を
示す説明図である。中空素管を減肉、拡管するエロンゲ
ーター、及び減肉、拡管によって磨管するリーラーのい
ずれにおいても、拡管率は高々数％から17、18％程度で
あるため、広い範囲の外径の製品を得ようとすると、多
種類の外径のビレットが必要となり、生産性を阻害する
一つの要因であった。そのため、近年素材ビレットサイ
ズの減少、設備の簡素化を目的として延伸工程において
従来以上に拡管を行なう拡管圧延スケジュールが提案さ
れている。
【０００５】ところが、従来のエロンゲーター、リーラ
ーのようなバレル型のロール形状を持つ傾斜圧延機にお
いては、中空素管を高拡管しようとすると、素管の噛込
み不良、尻抜け不良を起こしたり、フレアリングを生じ
てホローが破れたりすることが知られている。ここで高
拡管とは拡管率Ｅr が 0.15 以上を意味するものとす
る。これは一般に、バレル型ロールを傾斜角βで配置し
た穿孔圧延では、ゴージ部より出側ではロール径は漸次
減少し、周速度が遅くなるため、減肉されて断面積が減
少し、前進速度が増加する被圧延材に対してブレーキを
かける状態となり、その結果被圧延材にねじれが生じ、
断面内には付加的な剪断歪が発生するためとされてい
る。
ーのようなバレル型のロール形状を持つ傾斜圧延機にお
いては、中空素管を高拡管しようとすると、素管の噛込
み不良、尻抜け不良を起こしたり、フレアリングを生じ
てホローが破れたりすることが知られている。ここで高
拡管とは拡管率Ｅr が 0.15 以上を意味するものとす
る。これは一般に、バレル型ロールを傾斜角βで配置し
た穿孔圧延では、ゴージ部より出側ではロール径は漸次
減少し、周速度が遅くなるため、減肉されて断面積が減
少し、前進速度が増加する被圧延材に対してブレーキを
かける状態となり、その結果被圧延材にねじれが生じ、
断面内には付加的な剪断歪が発生するためとされてい
る。
【０００６】近年、これらの問題点を解決し、従来以上
に拡管を行なうため、交叉角を付与したコーン型ロール
を用いた傾斜圧延機による拡管圧延方法が提案されてい
る。コーン型ロールを一定の進み角βで傾斜配置すると
ともに、パスラインに対して交叉角γで交叉配置した傾
斜圧延では、圧延出側に進むほどロール径が漸次大き
く、周速度が速くなるため、被圧延材に対してのブレー
キが軽度になり、被圧延材のねじれや、断面内の付加的
な剪断歪の発生を抑制することが可能となるからであ
る。
に拡管を行なうため、交叉角を付与したコーン型ロール
を用いた傾斜圧延機による拡管圧延方法が提案されてい
る。コーン型ロールを一定の進み角βで傾斜配置すると
ともに、パスラインに対して交叉角γで交叉配置した傾
斜圧延では、圧延出側に進むほどロール径が漸次大き
く、周速度が速くなるため、被圧延材に対してのブレー
キが軽度になり、被圧延材のねじれや、断面内の付加的
な剪断歪の発生を抑制することが可能となるからであ
る。
【０００７】例えば特公平3-77005 には図８、図９に示
すような交叉角を 2°〜35°とし、ロールの輪郭線を円
錐状進入部分と回転双曲面部分とから構成することを特
徴とする径拡大圧延機が提案されている。この方法によ
れば、本来必要となる中間加熱工程が不要となり、薄肉
の大径鋼管を安価に製造することができるとしている。
すような交叉角を 2°〜35°とし、ロールの輪郭線を円
錐状進入部分と回転双曲面部分とから構成することを特
徴とする径拡大圧延機が提案されている。この方法によ
れば、本来必要となる中間加熱工程が不要となり、薄肉
の大径鋼管を安価に製造することができるとしている。
【０００８】一方、特公平5-38647 には、図１０に示す
ような円錐台状の縮径部、拡径部、及びサイジング部を
有する２個以上のロールとリーリング部を備えたプラグ
とを少なくとも具備した交叉型傾斜圧延機で、拡管部の
ロール面角α2 をα2 ＞ 5°に、またサイジング部のロ
ール面角α3 をα3 ＜α2 とし、かつ 0°≦α3 ≦10°
となるように設定するとともに、プラグのリーリング部
をサイジングロール面と対向配置させ、そのリーリング
面角をサイジング部ロール面角α3 に略一致せしめて拡
管穿孔圧延、或いは拡管圧延を行なうことが提案されて
いる。この方法によれば、プラグのリーリング部を長く
設定することが可能となり、然も尻抜け性を向上せしめ
得る結果、偏肉及び外径変動の発生を抑制することがで
きるとしている。
ような円錐台状の縮径部、拡径部、及びサイジング部を
有する２個以上のロールとリーリング部を備えたプラグ
とを少なくとも具備した交叉型傾斜圧延機で、拡管部の
ロール面角α2 をα2 ＞ 5°に、またサイジング部のロ
ール面角α3 をα3 ＜α2 とし、かつ 0°≦α3 ≦10°
となるように設定するとともに、プラグのリーリング部
をサイジングロール面と対向配置させ、そのリーリング
面角をサイジング部ロール面角α3 に略一致せしめて拡
管穿孔圧延、或いは拡管圧延を行なうことが提案されて
いる。この方法によれば、プラグのリーリング部を長く
設定することが可能となり、然も尻抜け性を向上せしめ
得る結果、偏肉及び外径変動の発生を抑制することがで
きるとしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、本発明者
の鋭意研究の結果、コーン型ロールを用いることによっ
てバレル型のロールを用いた時に比較して高拡管が可能
となるものの、単に交叉角を付与したコーン型ロールを
用いただけでは、自ら拡管できる範囲に限りがあり、あ
る限界を超えると素管の噛込み不良、尻抜け不良を起こ
したり、フレアリングを生じてホローが破れたりする問
題が残っていた。
の鋭意研究の結果、コーン型ロールを用いることによっ
てバレル型のロールを用いた時に比較して高拡管が可能
となるものの、単に交叉角を付与したコーン型ロールを
用いただけでは、自ら拡管できる範囲に限りがあり、あ
る限界を超えると素管の噛込み不良、尻抜け不良を起こ
したり、フレアリングを生じてホローが破れたりする問
題が残っていた。
【００１０】前述の特公平3-77005 では『ロールの輪郭
線を円錐状進入部分と回転双曲面部分とにすることによ
り、ロールのうず巻線は中空体円錐部の形状に無理なく
一致し、その軸線は径拡大用芯金の円錐部の軸線と一致
する。』とだけあり、ロールの輪郭線を円錐状進入部分
と回転双曲面部分とにすることにより具体的にどのよう
な効果が得られるのか不明であり、まして素管の噛込み
不良、尻抜け不良、フレアリングによるホローの破れを
防止する効果があるかどうかは明確ではない。
線を円錐状進入部分と回転双曲面部分とにすることによ
り、ロールのうず巻線は中空体円錐部の形状に無理なく
一致し、その軸線は径拡大用芯金の円錐部の軸線と一致
する。』とだけあり、ロールの輪郭線を円錐状進入部分
と回転双曲面部分とにすることにより具体的にどのよう
な効果が得られるのか不明であり、まして素管の噛込み
不良、尻抜け不良、フレアリングによるホローの破れを
防止する効果があるかどうかは明確ではない。
【００１１】一方、特公平 5-38647では『ロールのサイ
ジング部にプラグのリーリング部を対向せしめてあるか
ら、圧延ロールの拡径部全域において積極的に肉厚圧下
を行なうことが可能となり、被圧延材に対する推進力を
高め得て尻詰まり（尻抜け不良）がなく、またリーリン
グ長さを大きく設定し得て偏肉を改善できるばかりか外
径変動をも抑制し得て管品質の大幅な向上を図り得
る。』としているが、尻抜け不良防止に対しては一定の
効果が認められるものの、噛込み不良、フレアリングに
よるホローの破れ防止に対しては効果が認められない。
ジング部にプラグのリーリング部を対向せしめてあるか
ら、圧延ロールの拡径部全域において積極的に肉厚圧下
を行なうことが可能となり、被圧延材に対する推進力を
高め得て尻詰まり（尻抜け不良）がなく、またリーリン
グ長さを大きく設定し得て偏肉を改善できるばかりか外
径変動をも抑制し得て管品質の大幅な向上を図り得
る。』としているが、尻抜け不良防止に対しては一定の
効果が認められるものの、噛込み不良、フレアリングに
よるホローの破れ防止に対しては効果が認められない。
【００１２】また、本発明者の鋭意研究の結果、圧延ロ
ールとしてバレル型を用いるときも、コーン型を用いる
ときも、拡管率Ｅr が大となると、他の先端部の外径が
管定常部の外径に比して大となる、管長手方向での外径
変動が生じ易くなる。これは、管定常部では先行圧延部
の螺旋進行に基づく前方張力が作用して前方へのメタル
フローを定常的に促進せしめられるのに対し、管先端部
ではこの前方張力の作用がないために被圧延材の停滞を
生ずる。このため、圧延ロールとプラグによる被圧延材
の肉厚圧下に起因するメタルフローは、管先端部で、管
長手方向よりも管円周方向に向けられるものとなり、こ
れが結果として管先端部の外径を管定常部におけるより
も拡大せしめるものとなる。
ールとしてバレル型を用いるときも、コーン型を用いる
ときも、拡管率Ｅr が大となると、他の先端部の外径が
管定常部の外径に比して大となる、管長手方向での外径
変動が生じ易くなる。これは、管定常部では先行圧延部
の螺旋進行に基づく前方張力が作用して前方へのメタル
フローを定常的に促進せしめられるのに対し、管先端部
ではこの前方張力の作用がないために被圧延材の停滞を
生ずる。このため、圧延ロールとプラグによる被圧延材
の肉厚圧下に起因するメタルフローは、管先端部で、管
長手方向よりも管円周方向に向けられるものとなり、こ
れが結果として管先端部の外径を管定常部におけるより
も拡大せしめるものとなる。
【００１３】本発明者の実験によれば、この管長手方向
での外径変動は例えば図１２の如くである。図１２は、
入側外径Ｄi が70mm、入側肉厚ｔi が30mmの中空素管
を、出側外径Ｄo が90mm、出側肉厚ｔo が15mmとなるよ
うに拡管圧延したときの、管長手方向の外径分布であ
る。これにより、先端部外径の定常部外径に対する拡径
率が 4.4％となる。
での外径変動は例えば図１２の如くである。図１２は、
入側外径Ｄi が70mm、入側肉厚ｔi が30mmの中空素管
を、出側外径Ｄo が90mm、出側肉厚ｔo が15mmとなるよ
うに拡管圧延したときの、管長手方向の外径分布であ
る。これにより、先端部外径の定常部外径に対する拡径
率が 4.4％となる。
【００１４】尚、上述の管長手方向での外径変動は、拡
管率Ｅr が0.15以上の高拡管圧延を可能とするコーン型
圧延ロールを用いた高拡管圧延において特に顕著とな
る。
管率Ｅr が0.15以上の高拡管圧延を可能とするコーン型
圧延ロールを用いた高拡管圧延において特に顕著とな
る。
【００１５】本発明は、傾斜圧延機による高拡管圧延に
おいて、圧延後の管外径の長手方向変動を抑制すること
を目的とする。
おいて、圧延後の管外径の長手方向変動を抑制すること
を目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、一対の圧延ロールをパスラインに対して一定の進み
角βで傾斜配置するとともに、それらの圧延ロール間の
パスライン上にプラグを配置してなる拡管圧延機を用い
て、中空素管を高拡管するに当たり、一対の圧延ロール
が形成する圧延領域の側方に、被圧延材の外面をガイド
する強制駆動のディスクガイドシューを配置し、被圧延
材の先端部圧延中のディスクガイドシュー回転速度を、
定常部圧延中のディスクガイドシュー回転速度よりも速
くするようにしたものである。
は、一対の圧延ロールをパスラインに対して一定の進み
角βで傾斜配置するとともに、それらの圧延ロール間の
パスライン上にプラグを配置してなる拡管圧延機を用い
て、中空素管を高拡管するに当たり、一対の圧延ロール
が形成する圧延領域の側方に、被圧延材の外面をガイド
する強制駆動のディスクガイドシューを配置し、被圧延
材の先端部圧延中のディスクガイドシュー回転速度を、
定常部圧延中のディスクガイドシュー回転速度よりも速
くするようにしたものである。
【００１７】請求項２に記載の本発明は、請求項１に記
載の本発明において更に、前記拡管圧延機が一対の圧延
ロールをコーン型圧延ロールとし、それら一対のコーン
型圧延ロールをパスラインに対して一定の進み角βで傾
斜配置するとともに、パスラインに対して入側面角α1
と出側面角α2 とを有するようにパスラインに対して交
叉角γで交叉配置し、それら一対のコーン型圧延ロール
間のパスライン上にプラグを配置してなるようにしたも
のである。
載の本発明において更に、前記拡管圧延機が一対の圧延
ロールをコーン型圧延ロールとし、それら一対のコーン
型圧延ロールをパスラインに対して一定の進み角βで傾
斜配置するとともに、パスラインに対して入側面角α1
と出側面角α2 とを有するようにパスラインに対して交
叉角γで交叉配置し、それら一対のコーン型圧延ロール
間のパスライン上にプラグを配置してなるようにしたも
のである。
【００１８】請求項３に記載の本発明は、請求項２に記
載の本発明において更に、 5°≦β≦25°、10°≦γ≦
40°、20°≦β＋γ≦50°となるようにしたものであ
る。
載の本発明において更に、 5°≦β≦25°、10°≦γ≦
40°、20°≦β＋γ≦50°となるようにしたものであ
る。
【００１９】
【作用】本発明者らは、傾斜圧延機を用いて中空素管を
高拡管圧延する際の被圧延材の圧延状況を詳細に検討し
た結果、下記(A) コーン型ロールのロール配置及びロー
ル形状の好適値、(B) ディスクガイドシュー回転速度制
御の効果を見出した。
高拡管圧延する際の被圧延材の圧延状況を詳細に検討し
た結果、下記(A) コーン型ロールのロール配置及びロー
ル形状の好適値、(B) ディスクガイドシュー回転速度制
御の効果を見出した。
【００２０】(A) ロール配置及びロール形状の好適値 一対のコーン型圧延ロールをパスラインに対して一定の
進み角βで傾斜配置するとともに、パスラインに対して
入側面角α1 と出側面角α2 とを有するようにパスライ
ンに対して交叉角γで交叉配置し、中空素管を高拡管す
るに当たり、β、γ、β＋γを以下の範囲に設定し、5
°≦β≦25°、10°≦γ≦40°、20°≦β＋γ≦50°か
つα1 、α2 を以下の範囲に設定するとともに、0.5 °
≦α1 ≦5 °、3 °≦α2 ≦10°、α1 ≦α2 、更に、
減肉率Ｒt と拡管率Ｅr との間に1 ≦Ｅr ／Ｒt ≦3 、
但し Ｒt ＝（ｔi-ｔo ）／ｔi 、Ｅr ＝（Ｄo-Ｄi ）
／Ｄi 、ｔi ：入側中空素管肉厚、Ｄi ：入側中空素管
外径、ｔo ：出側管肉厚、Ｄo ：出側管外径なる関係を
満足させることにより、噛込み不良、尻抜け不良、フレ
アリングによるホローの破れの発生を著しく防止し、高
拡管圧延することができることを見出した。
進み角βで傾斜配置するとともに、パスラインに対して
入側面角α1 と出側面角α2 とを有するようにパスライ
ンに対して交叉角γで交叉配置し、中空素管を高拡管す
るに当たり、β、γ、β＋γを以下の範囲に設定し、5
°≦β≦25°、10°≦γ≦40°、20°≦β＋γ≦50°か
つα1 、α2 を以下の範囲に設定するとともに、0.5 °
≦α1 ≦5 °、3 °≦α2 ≦10°、α1 ≦α2 、更に、
減肉率Ｒt と拡管率Ｅr との間に1 ≦Ｅr ／Ｒt ≦3 、
但し Ｒt ＝（ｔi-ｔo ）／ｔi 、Ｅr ＝（Ｄo-Ｄi ）
／Ｄi 、ｔi ：入側中空素管肉厚、Ｄi ：入側中空素管
外径、ｔo ：出側管肉厚、Ｄo ：出側管外径なる関係を
満足させることにより、噛込み不良、尻抜け不良、フレ
アリングによるホローの破れの発生を著しく防止し、高
拡管圧延することができることを見出した。
【００２１】即ち、図１〜図３に示すようなコーン型ロ
ールのゴ−ジ部直径ＤR が700mm 、ロールバレル長さＬ
R が600mm 、入側端からゴージ部までのロール長さＬ1
が250mm 、入側面角α1 が 3°、出側面角α2 が 5°、
交叉角γが20°、進み角βが15°の傾斜圧延機で、直径
ＤH が80〜120mm 、肉厚ｔH が15〜40mmの中空素管を被
圧延材としてロール間隙Ｅとプラグ先進量Ｌとを種々変
更して減肉率Ｒt 、拡管率Ｅr を変化させて拡管圧延
し、噛込み不良、フレアリングによるホロー破れの発生
状況を調査した。横軸にＲt 、縦軸にＥr をとり整理し
た結果を図１１に示す。
ールのゴ−ジ部直径ＤR が700mm 、ロールバレル長さＬ
R が600mm 、入側端からゴージ部までのロール長さＬ1
が250mm 、入側面角α1 が 3°、出側面角α2 が 5°、
交叉角γが20°、進み角βが15°の傾斜圧延機で、直径
ＤH が80〜120mm 、肉厚ｔH が15〜40mmの中空素管を被
圧延材としてロール間隙Ｅとプラグ先進量Ｌとを種々変
更して減肉率Ｒt 、拡管率Ｅr を変化させて拡管圧延
し、噛込み不良、フレアリングによるホロー破れの発生
状況を調査した。横軸にＲt 、縦軸にＥr をとり整理し
た結果を図１１に示す。
【００２２】図より明らかなように、一対のコーン型圧
延ロールを一定の進み角βで傾斜配置するとともに、γ
で交叉配置する管の傾斜圧延方法において、減肉率Ｒt
と拡管率Ｅr を1 ≦Ｅr ／Ｒt ≦3 の間の範囲に選ぶこ
とにより、噛込み不良、尻抜け不良、フレアリングによ
るホロー破れを回避することができ、圧延設定の自由度
を高めることが可能となる。
延ロールを一定の進み角βで傾斜配置するとともに、γ
で交叉配置する管の傾斜圧延方法において、減肉率Ｒt
と拡管率Ｅr を1 ≦Ｅr ／Ｒt ≦3 の間の範囲に選ぶこ
とにより、噛込み不良、尻抜け不良、フレアリングによ
るホロー破れを回避することができ、圧延設定の自由度
を高めることが可能となる。
【００２３】本発明において、5 °≦β≦25°、10°≦
γ≦40°、20°≦β＋γ≦50°とするのは以下の理由に
よる。一定範囲内では、進み角β、交叉角γ、及びその
和β＋γが大きくなるほど被圧延材のねじれや、断面内
の付加的な剪断歪を小さくさせることが可能となり、フ
レアリングによるホロー破れ防止に対して効果がある。
然しながら、β＜5 °、又はγ＜10°、又はβ＋γ＜20
°ではその効果が十分でなく、フレアリングによるホロ
ー破れが発生し易くなる。従って、βの下限は5 °、γ
の下限は10°、β＋γの下限は20°とする。一方、β＞
25°、又はγ＞40°又はβ＋γ＞50°では、被圧延材の
ねじれが逆向きに大きくなり、断面内の付加的な剪断歪
も逆方向へ発生するため、かえってフレアリングによる
ホロー破れが発生し易くなる。従って、βは25°、γは
40°、β＋γは50°を超えないものとする。
γ≦40°、20°≦β＋γ≦50°とするのは以下の理由に
よる。一定範囲内では、進み角β、交叉角γ、及びその
和β＋γが大きくなるほど被圧延材のねじれや、断面内
の付加的な剪断歪を小さくさせることが可能となり、フ
レアリングによるホロー破れ防止に対して効果がある。
然しながら、β＜5 °、又はγ＜10°、又はβ＋γ＜20
°ではその効果が十分でなく、フレアリングによるホロ
ー破れが発生し易くなる。従って、βの下限は5 °、γ
の下限は10°、β＋γの下限は20°とする。一方、β＞
25°、又はγ＞40°又はβ＋γ＞50°では、被圧延材の
ねじれが逆向きに大きくなり、断面内の付加的な剪断歪
も逆方向へ発生するため、かえってフレアリングによる
ホロー破れが発生し易くなる。従って、βは25°、γは
40°、β＋γは50°を超えないものとする。
【００２４】0.5 °≦α1 ≦5 °とするのは以下の理由
による。入側面角α1 は被圧延材の噛込み性に重要な影
響を与える。α1 が 5°を超えると噛込み時に被圧延材
が急激に圧下され、変形に要する圧延ロールからの抗力
が圧延ロールから伝達される前進方向の推力を上回るた
め、噛込み不良が起こり易くなる。従って、α1 は 5°
を超えないものとする。一方、α1 が小さくなりすぎる
と、前進方向の推力に必要な被圧延材の外径圧下量を得
ようとするためには入側のロールバレルをかなり長くす
る必要があるため、設備建設費が高くなり実用的でなく
なる。従って、α1 の下限は0.5 °とする。
による。入側面角α1 は被圧延材の噛込み性に重要な影
響を与える。α1 が 5°を超えると噛込み時に被圧延材
が急激に圧下され、変形に要する圧延ロールからの抗力
が圧延ロールから伝達される前進方向の推力を上回るた
め、噛込み不良が起こり易くなる。従って、α1 は 5°
を超えないものとする。一方、α1 が小さくなりすぎる
と、前進方向の推力に必要な被圧延材の外径圧下量を得
ようとするためには入側のロールバレルをかなり長くす
る必要があるため、設備建設費が高くなり実用的でなく
なる。従って、α1 の下限は0.5 °とする。
【００２５】3 °≦α2 ≦10°とするのは以下の理由に
よる。出側面角α2 が大きいほど、拡管量に対して必要
な出側のロールバレルを短くすることができ、設備を小
型化することが可能であるが、あまり大きすぎるとかえ
ってフレアリングによるホロー破れが発生し易くなる。
従って、α2 は10°を超えないものとする。一方、α2
が小さすぎると所定の拡管量を得ようとするためには出
側のロールバレルをかなり長くする必要があるため、設
備建設費が高くなり実用的でなくなる。従って、α2 の
下限は 3°とする。
よる。出側面角α2 が大きいほど、拡管量に対して必要
な出側のロールバレルを短くすることができ、設備を小
型化することが可能であるが、あまり大きすぎるとかえ
ってフレアリングによるホロー破れが発生し易くなる。
従って、α2 は10°を超えないものとする。一方、α2
が小さすぎると所定の拡管量を得ようとするためには出
側のロールバレルをかなり長くする必要があるため、設
備建設費が高くなり実用的でなくなる。従って、α2 の
下限は 3°とする。
【００２６】α1 ≦α2 とするのは以下の理由による。
出側面角α2 が入側面角α1 よりも小さくなると、所定
の拡管量を得ようとするためには出側面角α2 が入側面
角α1 よりも大きい場合と比較してロールバレル長が相
対的に長くなる。従って、α1 はα2 を超えないものと
する。
出側面角α2 が入側面角α1 よりも小さくなると、所定
の拡管量を得ようとするためには出側面角α2 が入側面
角α1 よりも大きい場合と比較してロールバレル長が相
対的に長くなる。従って、α1 はα2 を超えないものと
する。
【００２７】(B) ディスクガイドシュー回転速度制御の
効果 図１〜図３に示すようなコーン型ロールのゴージ部直径
ＤR が 350mm、プラグ径ＤP が43mm、ゴージＥが36mm、
進み角βが10°、交叉角γが20°、圧延ロール回転速度
が60rpm 、ディスクガイドシュー径ＤZ が800mm 、シュ
ー間隔が52mmの傾斜圧延機で、入側外径Ｄi が40mm、入
側肉厚ｔi が 8mm、入側長Ｌが250mm の中空素管を拡管
圧延するモデル実験を行なった。
効果 図１〜図３に示すようなコーン型ロールのゴージ部直径
ＤR が 350mm、プラグ径ＤP が43mm、ゴージＥが36mm、
進み角βが10°、交叉角γが20°、圧延ロール回転速度
が60rpm 、ディスクガイドシュー径ＤZ が800mm 、シュ
ー間隔が52mmの傾斜圧延機で、入側外径Ｄi が40mm、入
側肉厚ｔi が 8mm、入側長Ｌが250mm の中空素管を拡管
圧延するモデル実験を行なった。
【００２８】このモデル実験では、ディスクガイドシュ
ー回転速度を3.0rpm、3.5rpm、4.0rpmに変化させ、各回
転速度において圧延された管先端外径Ｄo を調査した。
この結果、3.0rpmではＤo が54.0mm、3.5rpmではＤo が
52.3mm、4.0rpmではＤo が50.8mmとなり、ディスクガイ
ドシュー回転速度を速くすることにより、管先端部外径
を縮小し、その拡大を抑制できることを認めた。
ー回転速度を3.0rpm、3.5rpm、4.0rpmに変化させ、各回
転速度において圧延された管先端外径Ｄo を調査した。
この結果、3.0rpmではＤo が54.0mm、3.5rpmではＤo が
52.3mm、4.0rpmではＤo が50.8mmとなり、ディスクガイ
ドシュー回転速度を速くすることにより、管先端部外径
を縮小し、その拡大を抑制できることを認めた。
【００２９】即ち、本発明では、「被圧延材の先端部圧
延中のディスクガイドシュー回転速度を、定常部圧延中
のディスクガイドシュー回転速度よりも速くすること」
により、管先端部のための前方推進力をディスクガイド
シューの周速により与え、管先端部における被圧延材の
停滞を抑制し、結果として管長手方向へのメタルフロー
を促進するものである。これにより、管先端部ではディ
スクガイドシュー周速の増大による管長手方向へのメタ
ルフローの促進、管定常部では先行圧延部の螺旋進行に
基づく前方張力起因の管長手方向へのメタルフローの促
進を生じさせ、結果として本発明によらなければ外径が
拡大する傾向にある管先端部の外径拡大を抑えて、この
管先端部の外径を管定常部の外径に略同等化することが
できる。
延中のディスクガイドシュー回転速度を、定常部圧延中
のディスクガイドシュー回転速度よりも速くすること」
により、管先端部のための前方推進力をディスクガイド
シューの周速により与え、管先端部における被圧延材の
停滞を抑制し、結果として管長手方向へのメタルフロー
を促進するものである。これにより、管先端部ではディ
スクガイドシュー周速の増大による管長手方向へのメタ
ルフローの促進、管定常部では先行圧延部の螺旋進行に
基づく前方張力起因の管長手方向へのメタルフローの促
進を生じさせ、結果として本発明によらなければ外径が
拡大する傾向にある管先端部の外径拡大を抑えて、この
管先端部の外径を管定常部の外径に略同等化することが
できる。
【００３０】尚、本発明によるこのディスクガイドシュ
ー回転速度制御の効果は、圧延ロールとしてコーン型ロ
ールを用いることにより拡管率Ｅr が0.15以上の高拡管
圧延を施すとき特に有効である。但し、このディスクガ
イドシュー回転速度制御の効果は、圧延ロールとしてバ
レル型ロールを用いる場合にも有用である。
ー回転速度制御の効果は、圧延ロールとしてコーン型ロ
ールを用いることにより拡管率Ｅr が0.15以上の高拡管
圧延を施すとき特に有効である。但し、このディスクガ
イドシュー回転速度制御の効果は、圧延ロールとしてバ
レル型ロールを用いる場合にも有用である。
【００３１】
【実施例】図１は本発明に係る傾斜圧延機を示す平面
図、図２は図１の側面図、図３は図１の圧延方向から見
た正面図、図４は本発明によるディスクガイドシュー回
転速度制御回路を示す模式図である。
図、図２は図１の側面図、図３は図１の圧延方向から見
た正面図、図４は本発明によるディスクガイドシュー回
転速度制御回路を示す模式図である。
【００３２】図１〜図３では、ゴージ部の直径がＤR で
ある一対のコーン型圧延ロール３１Ａ、３１Ｂをパスラ
インに対して一定の進み角βで傾斜配置するとともに、
入側面角α1 と出側面角α2 とを有するようにパスライ
ンに対して交叉角γで交叉配置し、上記両圧延ロール３
１Ａ、３１Ｂが形成する圧延領域の両側にディスクガイ
ドシュー３３Ａ、３３Ｂを配置した。尚、圧延ロール３
１Ａ、３１Ｂは直径ＤR の部分をロール軸方向での直径
変化の変曲点とし、この直径ＤR をゴージ部に合致させ
ている。そして、両圧延ロール３１Ａ、３１Ｂの間にプ
ラグ３４を配置し、両圧延ロール３１Ａ、３１Ｂのゴー
ジ部ロール間隙Ｅで中空素管３２Ａを傾斜圧延し、拡管
圧延後中空素管３２Ｂを得た。
ある一対のコーン型圧延ロール３１Ａ、３１Ｂをパスラ
インに対して一定の進み角βで傾斜配置するとともに、
入側面角α1 と出側面角α2 とを有するようにパスライ
ンに対して交叉角γで交叉配置し、上記両圧延ロール３
１Ａ、３１Ｂが形成する圧延領域の両側にディスクガイ
ドシュー３３Ａ、３３Ｂを配置した。尚、圧延ロール３
１Ａ、３１Ｂは直径ＤR の部分をロール軸方向での直径
変化の変曲点とし、この直径ＤR をゴージ部に合致させ
ている。そして、両圧延ロール３１Ａ、３１Ｂの間にプ
ラグ３４を配置し、両圧延ロール３１Ａ、３１Ｂのゴー
ジ部ロール間隙Ｅで中空素管３２Ａを傾斜圧延し、拡管
圧延後中空素管３２Ｂを得た。
【００３３】このとき、本発明例では、5 °≦β≦25
°、10°≦γ≦40°、20°≦β＋γ≦50°、0.5 °≦α
1 ≦5 °、3 °≦α2 ≦10°、α1 ≦α2 とした。ま
た、減肉率Ｒt と拡管率Ｅr とを、1 ≦Ｅr ／Ｒt ≦3
とした。
°、10°≦γ≦40°、20°≦β＋γ≦50°、0.5 °≦α
1 ≦5 °、3 °≦α2 ≦10°、α1 ≦α2 とした。ま
た、減肉率Ｒt と拡管率Ｅr とを、1 ≦Ｅr ／Ｒt ≦3
とした。
【００３４】以下、本実施例の作用効果について説明す
る。即ち、図１に示すコーン型圧延ロールのゴージ部直
径ＤR が700mm の傾斜圧延機で、交叉角γ、進み角β、
入側面角α1 、出側面角α2 を表１に示すように変更
し、更に直径ＤH が80〜120mm、肉厚ｔH が15〜40mmの
中空素管を被圧延材としてロール間隙Ｅとプラグ先進量
Ｌとを種々変更して減肉率Ｒt 、拡管率Ｅr を変化させ
て拡管圧延した。そのときの噛込み不良、尻抜け不良、
フレアリングによるホロー破れの発生状況の有無を合わ
せて表１に示す。
る。即ち、図１に示すコーン型圧延ロールのゴージ部直
径ＤR が700mm の傾斜圧延機で、交叉角γ、進み角β、
入側面角α1 、出側面角α2 を表１に示すように変更
し、更に直径ＤH が80〜120mm、肉厚ｔH が15〜40mmの
中空素管を被圧延材としてロール間隙Ｅとプラグ先進量
Ｌとを種々変更して減肉率Ｒt 、拡管率Ｅr を変化させ
て拡管圧延した。そのときの噛込み不良、尻抜け不良、
フレアリングによるホロー破れの発生状況の有無を合わ
せて表１に示す。
【００３５】比較例ではいずれも噛込み不良、尻抜け不
良、フレアリングによるホロー破れが発生する条件であ
っても、本方法によれば、噛込み不良、尻抜け不良、フ
レアリングによるホロー破れが全く発生しなかった。
良、フレアリングによるホロー破れが発生する条件であ
っても、本方法によれば、噛込み不良、尻抜け不良、フ
レアリングによるホロー破れが全く発生しなかった。
【００３６】
【表１】
【００３７】また、図４において、４０は演算制御回路
であり、演算制御回路４０はモータ駆動回路４１を介し
てディスクガイドシュー３３Ａ、３３Ｂの強制駆動モー
タ４２の回転速度を制御する。そして、演算制御回路４
０は、ロードセル４３を付帯的に備え、ロードセル４３
が中空素管３２Ａの先端噛込み開始を検出してからの、
圧延ロール３１Ａ、３１Ｂによる管前進量を演算し、予
め定めた所定長の管先端部の圧延時期と、その後の管定
常部の圧延時期とを演算する。これにより、演算制御回
路４０は、管先端部〜管定常部の圧延時に、後述する如
くにディスクガイドシュー３３Ａ、３３Ｂの回転速度を
制御する。
であり、演算制御回路４０はモータ駆動回路４１を介し
てディスクガイドシュー３３Ａ、３３Ｂの強制駆動モー
タ４２の回転速度を制御する。そして、演算制御回路４
０は、ロードセル４３を付帯的に備え、ロードセル４３
が中空素管３２Ａの先端噛込み開始を検出してからの、
圧延ロール３１Ａ、３１Ｂによる管前進量を演算し、予
め定めた所定長の管先端部の圧延時期と、その後の管定
常部の圧延時期とを演算する。これにより、演算制御回
路４０は、管先端部〜管定常部の圧延時に、後述する如
くにディスクガイドシュー３３Ａ、３３Ｂの回転速度を
制御する。
【００３８】即ち、本実施例では、管先端部〜管定常部
の圧延時に、ディスクガイドシュー回転速度を下記(a)
〜(d) の４つのケースの如くに制御し（図５）、圧延出
側外径Ｄo について図６に示す如くの長手方向分布を得
た。
の圧延時に、ディスクガイドシュー回転速度を下記(a)
〜(d) の４つのケースの如くに制御し（図５）、圧延出
側外径Ｄo について図６に示す如くの長手方向分布を得
た。
【００３９】尚、圧延ロールとしては図１〜図３のコー
ン型ロールを用い、ロールのゴージ部直径ＤR を700mm
、プラグ径ＤT を65mm、進み角βを15°、交叉角γを2
0°、ゴージＥを65mm、ディスクガイドシュー径ＤZ を1
600mm、シュー間隔を85mmとし、中空素管３２Ａの入側
外径Ｄi を70mm、入側肉厚ｔi を30mm、圧延後素管３２
Ｂの出側目標外径Ｄo を90mm、出側肉厚ｔo を15mmとし
た。
ン型ロールを用い、ロールのゴージ部直径ＤR を700mm
、プラグ径ＤT を65mm、進み角βを15°、交叉角γを2
0°、ゴージＥを65mm、ディスクガイドシュー径ＤZ を1
600mm、シュー間隔を85mmとし、中空素管３２Ａの入側
外径Ｄi を70mm、入側肉厚ｔi を30mm、圧延後素管３２
Ｂの出側目標外径Ｄo を90mm、出側肉厚ｔo を15mmとし
た。
【００４０】(a) 従来法 素管の全長についてディスクガイドシュー周速をＶ＝1.
4(m/min)一定とした。
4(m/min)一定とした。
【００４１】(b) 本発明法１ 素管長手方向位置ｘ≦先端0.5(m)についてディスクガ
イドシュー周速Ｖ＝1.6 −0.4 ｘ(m/min) とした。 ｘ＞先端0.5(m)についてＶ＝1.4(m/min)一定とした。
イドシュー周速Ｖ＝1.6 −0.4 ｘ(m/min) とした。 ｘ＞先端0.5(m)についてＶ＝1.4(m/min)一定とした。
【００４２】(c) 本発明法２ ｘ≦先端0.2(m)についてＶ＝1.6(m/min)一定とした。 0.2(m)＜ｘ≦0.25(m) についてＶ＝1.6 −2(ｘ−0.2)
(m/min) とした。 0.25(m) ＜ｘ≦0.45(m) についてＶ＝1.5 (m/min) 一
定とした。 0.45(m) ＜ｘ≦0.5 (m) についてＶ＝1.5 − 2（ｘ−
0.45）(m/min) 一定とした。 ｘ＞0.5(m)についてＶ＝1.4(m/min)一定とした。
(m/min) とした。 0.25(m) ＜ｘ≦0.45(m) についてＶ＝1.5 (m/min) 一
定とした。 0.45(m) ＜ｘ≦0.5 (m) についてＶ＝1.5 − 2（ｘ−
0.45）(m/min) 一定とした。 ｘ＞0.5(m)についてＶ＝1.4(m/min)一定とした。
【００４３】(d) 本発明法３ ｘ≦先端0.4(m)についてＶ＝1.6(m/min)一定とした。 0.4(m)＜ｘ≦0.5(m)についてＶ＝1.6 −2(ｘ−0.4)(m
/min) とした。 ｘ＞0.5(m)についてＶ＝1.4(m/min)一定とした。
/min) とした。 ｘ＞0.5(m)についてＶ＝1.4(m/min)一定とした。
【００４４】結果、図６に示す如く、従来法については
管長手方向において管先端部外径が管定常部に対して大
となる不均一外径分布を呈した。これに対し、本発明法
１〜３ではいずれも、管長手方向での外径分布（Ｄo ）
が目標値の± 2％に抑えられた。
管長手方向において管先端部外径が管定常部に対して大
となる不均一外径分布を呈した。これに対し、本発明法
１〜３ではいずれも、管長手方向での外径分布（Ｄo ）
が目標値の± 2％に抑えられた。
【００４５】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、傾斜圧延
機による高拡管圧延において、圧延後の管外径の長手方
向変動を抑制することができる。
機による高拡管圧延において、圧延後の管外径の長手方
向変動を抑制することができる。
【図１】図１は本発明に係る傾斜圧延機を示す平面図で
ある。
ある。
【図２】図２は図１の側面図である。
【図３】図３は図１の圧延方向から見た正面図である。
【図４】図４は本発明によるディスクガイドシュー回転
速度制御回路を示す模式図である。
速度制御回路を示す模式図である。
【図５】図５はディスクガイドシュー回転速度制御パタ
ーンを示す模式図である。
ーンを示す模式図である。
【図６】図６は管外径長手方向分布を示す線図である。
【図７】図７は従来のプラグミル方式による圧延ライン
の各圧延工程出側における被圧延材の外径の変化の一例
を示す線図である。
の各圧延工程出側における被圧延材の外径の変化の一例
を示す線図である。
【図８】図８は従来の傾斜圧延機を示す模式図である。
【図９】図９は図８の圧延ロールを示す模式図である。
【図１０】図１０は従来の他の傾斜圧延機を示す模式図
である。
である。
【図１１】図１１は減肉率と拡管率を変化させて拡管圧
延したときの噛込み不良、尻抜け不良、フレアリングに
よるホロー破れの発生状況を示す線図である。
延したときの噛込み不良、尻抜け不良、フレアリングに
よるホロー破れの発生状況を示す線図である。
【図１２】図１２は従来法による管外径長手方向分布を
示す線図である。
示す線図である。
３１Ａ、３１Ｂ 圧延ロール ３２Ａ、３２Ｂ 中空素管 ３３Ａ、３３Ｂ ディスクガイドシュー ３４ プラグ ４０ 演算制御回路 ４１ モータ駆動回路 ４２ 調整駆動モータ ４３ ロードセル
Claims (3)
- 【請求項１】 一対の圧延ロールをパスラインに対して
一定の進み角βで傾斜配置するとともに、それらの圧延
ロール間のパスライン上にプラグを配置してなる拡管圧
延機を用いて、中空素管を高拡管するに当たり、 一対の圧延ロールが形成する圧延領域の側方に、被圧延
材の外面をガイドする強制駆動のディスクガイドシュー
を配置し、 被圧延材の先端部圧延中のディスクガイドシュー回転速
度を、定常部圧延中のディスクガイドシュー回転速度よ
りも速くすることを特徴とする継目無管の高拡管圧延方
法。 - 【請求項２】 請求項１において、前記拡管圧延機が一
対の圧延ロールをコーン型圧延ロールとし、それら一対
のコーン型圧延ロールをパスラインに対して一定の進み
角βで傾斜配置するとともに、パスラインに対して入側
面角α1 と出側面角α2 とを有するようにパスラインに
対して交叉角γで交叉配置し、それら一対のコーン型圧
延ロール間のパスライン上にプラグを配置してなるもの
である継目無管の高拡管圧延方法。 - 【請求項３】 請求項２において、 5°≦β≦25°、10
°≦γ≦40°、20°≦β＋γ≦50°とする継目無管の高
拡管圧延方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5830994A JPH07241609A (ja) | 1994-03-04 | 1994-03-04 | 継目無管の高拡管圧延方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5830994A JPH07241609A (ja) | 1994-03-04 | 1994-03-04 | 継目無管の高拡管圧延方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07241609A true JPH07241609A (ja) | 1995-09-19 |
Family
ID=13080649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5830994A Withdrawn JPH07241609A (ja) | 1994-03-04 | 1994-03-04 | 継目無管の高拡管圧延方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07241609A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002066611A (ja) * | 2000-06-13 | 2002-03-05 | Kawasaki Steel Corp | バレル型傾斜圧延ロールによる圧延方法 |
| CN101439360B (zh) | 2008-12-13 | 2012-05-23 | 太原市通泽成套设备有限公司 | 一种导盘的调整机构 |
-
1994
- 1994-03-04 JP JP5830994A patent/JPH07241609A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002066611A (ja) * | 2000-06-13 | 2002-03-05 | Kawasaki Steel Corp | バレル型傾斜圧延ロールによる圧延方法 |
| CN101439360B (zh) | 2008-12-13 | 2012-05-23 | 太原市通泽成套设备有限公司 | 一种导盘的调整机构 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010508 |