JPH0938711A - 鋼管の延伸圧延制御方法 - Google Patents

鋼管の延伸圧延制御方法

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JPH0938711A
JPH0938711A JP7194834A JP19483495A JPH0938711A JP H0938711 A JPH0938711 A JP H0938711A JP 7194834 A JP7194834 A JP 7194834A JP 19483495 A JP19483495 A JP 19483495A JP H0938711 A JPH0938711 A JP H0938711A
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JP
Japan
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rolling
pipe
center
reduction
stand
Prior art date
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Pending
Application number
JP7194834A
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English (en)
Inventor
Shoji Umeda
昌治 梅田
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 マンドレルミルにおいて、最終圧下スタンド
及びその直前の圧下スタンドにより両管端部の薄肉化圧
延を実施する際に、円周方向の偏肉のない目標通りの減
肉パターンの仕上圧延用素管を得る。 【解決手段】 マンドレルミルの最終圧下スタンド及び
その直前の圧下スタンドにより管の先後端部の肉厚を減
肉するように圧下位置制御を実施する際、これらスタン
ドのカリバーロール28E、28Fを、そのカリバー溝
29の円弧中心30が圧下後にマンドレルバー24の中
心軸線24Aと一致するように、該カリバー溝29の円
弧中心30の位置がマンドレルバー24の中心軸線24
Aに対して、圧延中心32と直交する方向のマイナス側
にオフセットされるように設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、中空素管から延伸
圧延機及び絞り圧延機を経て継目無し鋼管を製造する際
に、延伸圧延機での管先後端部での素管円周方向の偏肉
を防止すると共に、絞り圧延機における先後端厚肉化を
抑制する鋼管の延伸圧延制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、継目無し鋼管の製造には、マン
ドレルミル方式、プラグミル方式の圧延方法、あるい
は、ユージンセジュルネ方式、エアハルトプッシュベン
チ方式等の熱間押出方法が用いられているが、比較的小
径サイズでは、生産性、寸法精度のより優れたマンドレ
ルミル圧延方式が多い。
【0003】まず、図5を参照してマンドレルミル圧延
方式による一般的な継目無し鋼管製造工程を説明する。
【0004】製造設備は、加熱炉1、穿孔圧延機(マン
ネスマンピアサー)2、延伸圧延機(マンドレルミル)
3、再加熱炉4及び絞り圧延機(ストレッチレデュー
サ)5から構成されている。加熱炉1、穿孔圧延機2の
代わりに中空管製造用連続鋳造機6が用いられることも
ある。
【0005】加熱炉1において、所定温度(一般に11
00℃〜1300℃)に加熱された素材ビレット7は、
穿孔圧延機2のピアサーロール8の間でプラグ9により
穿孔圧延され中空素管7Aとなる。
【0006】次に、中空素管7Aは、延伸圧延機3にお
いて表面に熱間圧延用潤滑剤を塗布したマンドレルバー
10を挿入した状態で、複数段のマンドレルミルロール
(孔型ロール)11の間で減肉圧延され、肉厚が低減さ
れると共に、その長さが延ばされて、レデューサ素管1
2とされる。
【0007】このレデューサ素管12は再加熱炉4にお
いて再加熱された後に、絞り圧延機5において絞り圧延
することによって、その外径を定め、又は外径を絞って
小径とする。
【0008】この最後の絞り圧延機5においては、スタ
ンド間張力を付加して長手方向へのメタルフローを制御
するものであるが、レデューサ素管12の先後端部はス
タンド間張力を付加できないので非定常な圧延となり、
該先後端部の肉厚は、スタンド間張力が付加される定常
部(中間部)に比較して厚くなってしまう。
【0009】この先後端部の肉厚が、製品に対して要求
される肉厚公差を外れる場合は、クロップとして切断さ
れ、これが製品の歩留りを低下させる大きな原因となっ
ていた。
【0010】この対策としては、絞り圧延前の延伸圧延
機で、レデューサ素管12の先後端部の肉厚が、定常部
に比較して薄く減肉されるような圧延方法が提案されて
いる。
【0011】例えば特公昭51−43825号公報に開
示されるマンドレルミルにおける油圧圧下制御方法にお
いては、マンドレルミルの特定の2スタンドにおいて、
従来のモータによるロール圧下装置に比較して応答の速
い油圧圧下機構を設け、管先後端の肉厚が、次工程の絞
り圧延機で生じる厚肉化を相殺するようなパターンで油
圧圧下機構で圧下制御して薄肉にするようにしている。
【0012】しかしながら、この従来の方法において
は、マンドレルミルにおけるスタンドにおいて管の両端
部が直交する2方向から薄肉化のために強圧される結
果、カリバーロールにおけるカリバー溝の円弧部端縁近
傍において圧延された部分が厚肉化して、円周方向に偏
肉が発生するという問題点がある。
【0013】例えば、図6に示されるように、マンドレ
ルミルの最終圧下スタンドの2基(奇数、偶数スタン
ド)は肉厚仕上スタンドであるために、中空素管7A内
に装入されたマンドレルバー10の中心軸線10Aと、
カリバーロール(マンドレルミルロール)11のロール
溝底11A円弧部の円弧中心11Bが一致し、中空素管
7Aを均一な肉厚に仕上げるようにされている。
【0014】上記2基のスタンドに、前述の特公昭51
−43825号公報のように油圧圧下装置を組み込み、
管端薄肉化圧延を行うと、ロールギャップが小さくなる
ようにカリバーロール11が動くため、図6に示される
ように前記ロール溝底11A円弧部の円弧中心11Bが
マンドレルバーの中心軸線10Aに対してロール溝底1
1Aから離間する方向にずれて符号11B′に示される
ようになる。
【0015】具体的には、図6でBO=45°の位置で
の肉厚は、BO=0°の位置よりも、t×(1−cos
45°)だけ厚くなる(tは減肉量)。
【0016】このため、ロール溝底11Aの円弧範囲
内、特に円弧の端部近傍で肉厚が大きくなる偏肉が発生
し、この偏肉が大きいと圧延ミスや製品不良となる等の
問題を生じる。
【0017】これに対して、特公平3−33405号公
報に開示される管の圧延制御方法のように、最後部のス
タンドにおいて、薄肉化圧延に伴って生じた素管管端部
の偏肉を解消すべく、前記肉厚が大きくなる中間部Mの
みに(図7参照)減肉化圧延を行うようにしたものがあ
る。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この管
の圧延制御方法は、素管の内面形状が悪くなったり、圧
下タイミングのずれにより偏肉が逆に悪化してしまうこ
とがあるという問題点を有する。
【0019】この発明は上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであって、素管の内面形状を悪化させたり、圧
下タイミングがずれても偏肉を増大することがないよう
にした、管端薄肉化圧延における偏肉を防止した鋼管の
延伸圧延制御方法を提供することを目的とする。
【0020】
【課題を解決するための手段】この発明は、マンドレル
バーを装入した中空素管を、カリバーロールをそれぞれ
に備えた複数のスタンドによって構成される連続延伸圧
延機により延伸圧延を行う際に、後工程の絞り圧延機に
おける管先後端部の厚肉化を抑制するために前記延伸圧
延機の最終圧下スタンドとその直前のスタンドで予め管
の先後端部を管長手方向中央部側から管端にかけて漸次
薄肉となるようにロール圧下制御をする鋼管の延伸圧延
制御方法において、前記最終圧下スタンドとその直前の
スタンドに油圧圧下装置を設けて、これにより前記薄肉
となるロール圧下制御を行うと共に、これらスタンドで
の前記カリバーロールを、そのカリバー溝の円弧中心が
圧下後にマンドレルバー中心軸線と一致するように、該
カリバー溝円弧中心位置がマンドレルバーの中心軸線に
対して、圧延中心と直交する方向のマイナス側にオフセ
ットして設けるようにして、上記目的を達成するもので
ある。
【0021】即ち、カリバーロールにおけるカリバー溝
円弧中心位置を予めマイナス側にオフセットしておくこ
とにより、カリバーロールが圧下されたときに、その円
弧中心がマンドレルバーの中心軸線と略一致して、円周
方向の偏肉発生が防止される。
【0022】
【発明の実施の形態】以下図面に基づいて、本発明のよ
り具体的な実施の形態の例を詳細に説明する。
【0023】この実施の形態の例は、図1に示されるよ
うに、第1〜8スタンド20A〜20Hの複数段のカリ
バーロールから構成される延伸圧延機20で、中空素管
22にマンドレルバー24を装入して延伸圧延すると
き、最終圧下スタンドである第6スタンド20F及びそ
の直前の圧下スタンドである第5スタンド20Eで中空
素管22の先後端の減肉を行う際に、これら第5、第6
スタンド20E、20Fにそれぞれ圧下制御位置に対す
る応答性に優れた油圧圧下装置26E、26Fを用い、
又、これらのスタンドのカリバーロール28E、28F
を、図2に示されるように、そのカリバー溝29のロー
ル溝円弧中心30の位置が、マンドレルバー24の中心
軸線24Aに対して、圧延中心32と直交する方向のマ
イナス側にオフセットされるように配置して、圧下位置
制御をするものである。
【0024】前記オフセット量xは、圧下後にカリバー
溝29の円弧中心30がマンドレルバー24の中心軸線
に一致するようにされている。
【0025】前記最終圧下スタンド20Fとその直前の
圧下スタンド20Eでは、それぞれ圧下位置制御に対す
る応答性に優れた油圧圧下装置を用いて制御装置34に
より次のように圧延制御を実施する。
【0026】ストレッチレデューサで仕上圧延された
仕上管の先後端部に形成される厚肉化の程度の予測又は
経験的に把握し、その厚肉部を相殺するような仕上圧
延用素管の先後端部の長手方向肉厚分布を理論的、又は
経験的に求め、この肉厚分布を目標値として仕上圧延
用素管の長手方向中央部に比較して先後端部が薄肉とな
るように、前記カリバーロール28G、28Hの圧下位
置を制御する。
【0027】前記最終圧下スタンド20Fとその直前の
圧下スタンド20Eにおけるカリバーロール28F、2
8Eは、図2に示されるように設計、設定される。
【0028】ここで、これらカリバーロール28E、2
8Fのカリバー溝円弧部の半径R1′は、(1)式に示
されるようになり、又その結果、ロール溝底中心におけ
る減肉量減少分yは、(2)式に示されるようになる。
【0029】 R1′=√{OH2 +(PH−x)2 } …(1) y=x+R1′−R1 …(2)
【0030】ここで、OH=R1×sinBO、PH=
R1×cosBO、x;オフセット中心変動量、y;減
肉量減少分、P;ロール溝底からカリバー円弧上BO度
の点、R1;従来のカリバー溝円弧半径、R1′;変更
後のカリバー溝円弧半径、T;定常部肉厚、t;管端薄
肉圧延による減肉量、である。
【0031】従って、図に示されるように、従来形状の
カリバーロールと比較して、カリバーロール28E、2
8Fのロール溝底間隔は2×yだけ広がり、これによ
り、ロール溝底とマンドレルバー24の間が定常部肉厚
Tとなるように設定すると、ロール溝底からθ度(0≦
θ≦45)の任意点Qでの肉厚T′は、(3)式に示さ
れるように、Tより薄くなり、点Pでの肉厚は(4)式
に示すようになる。
【0032】 T−T′=(R1+y−RB)−[√{R1′×cosθ+x)2 +(R′1×sinθ)2}−RB] =(x+R1′)−√{(R1′×cosθ+x)2 +(R1′×sinθ)2} =(x+R1′)−√(R1′2+2×x×R1′×cosθ+x2) ≧0 点Pでの肉厚=(T−y)…(4)
【0033】この状態から、管先後端薄肉化圧延を、減
肉量tmmとして行うと、カリバー溝底の肉厚はT−
t、又P点の肉厚は(5)式に示されるようになる。
【0034】 (T−y)−t×cosBO …(5)
【0035】偏肉率は(6)式で定義されるので、従来
のオフセット量0の場合の偏肉率が(7)式で求められ
るのに対して、本発明によると、(8)式のようにな
り、偏肉率が低減される。
【0036】 偏肉率(%)=(最大肉厚−最小肉厚)/(T−t)×100 …(6) {(T−t×cosBO)−(T−t)}/(T−t)×100 =t×(1−cosBO)/(T−t)×100 …(7) [{(T−y)−t×cosBO}−(T−t)]/(T−t)×100 =|{t×(1−cosBO)−y}|/(T−t)×100 …(8)
【0037】具体的には、例えば、直径175mm、肉
厚17.5mmの素管を、直径158mm、肉厚6mm
に圧延し、その管の管端を図3に示すように、長さ1m
にわたり、2.5mm/mの直線テーパ状に薄肉化圧延
を行った結果、その偏肉率は図4に示されるようになっ
た。
【0038】偏肉率の製品許容範囲を10%以内と設定
した場合、図5に示されるように従来では目標の薄肉化
圧延を行っても偏肉率が大きい場合はクロップとして切
り捨てていたのに対して、本発明によれば、目標の薄肉
化圧延を行っても偏肉率が少なく、ほとんどが製品許容
範囲となった。
【0039】
【発明の効果】本発明は上記のように構成したので、マ
ンドレルバーを装入した中空素管を延伸圧延機により延
伸圧延を行う際に、最終スタンド及びその直前スタンド
で、中空素管の両管端部薄肉化圧延を実施する場合にお
いて、両管端部における円周方向の偏肉のない目標とお
りの減肉パターンの仕上圧延用素管が得られ、従って仕
上圧延後のクロップの低減及び歩留り向上を図ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法を実施するための延伸圧延機を示す
一部ブロック図を含む略示平面図
【図2】本発明方法により管先後端部薄肉化圧延を行う
ためのカリバーロールを示す断面図
【図3】本発明方法により管先後端薄肉化圧延を行う管
先後端の一部を示す断面図
【図4】本発明方法により管端薄肉化圧延を行った管端
部の偏肉率を従来方法と比較して示す線図
【図5】継目無鋼管の製造過程を示す工程図
【図6】従来のカリバーロールにより管先後端薄肉化圧
延を行う場合の管端偏肉状態を示す拡大断面図
【図7】従来方法により管端偏肉が低減されるように管
先後端圧延を行った場合の管端及びカリバーロールを示
す断面図
【符号の説明】
20…延伸圧延機 20A〜20H…第1〜第8スタンド 22…中空素管 24…マンドレルバー 24A…中心軸線 26E、26F…油圧圧下装置 28E、28F…カリバーロール 29…カリバー溝 30…ロール溝円弧中心 32…圧延中心

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】マンドレルバーを挿入した中空素管を、カ
    リバーロールをそれぞれに備えた複数のスタンドによっ
    て構成される連続延伸圧延機により延伸圧延を行う際
    に、後工程の絞り圧延機における管先後端部の厚肉化を
    抑制するために前記延伸圧延機の最終圧下スタンドとそ
    の直前のスタンドで予め管の先後端部を管長手方向中央
    部側から管端にかけて漸次薄肉となるようにロール圧下
    制御をする鋼管の延伸圧延制御方法において、 前記最終圧下スタンドとその直前のスタンドに油圧圧下
    装置を設けて、これにより前記薄肉となるロール圧下制
    御を行うと共に、これらスタンドでの前記カリバーロー
    ルを、そのカリバー溝の円弧中心が圧下後にマンドレル
    バー中心軸線と一致するように、該カリバー溝円弧中心
    位置がマンドレルバーの中心軸線に対して、圧延中心と
    直交する方向のマイナス側にオフセットして設けること
    を特徴とする鋼管の延伸圧延制御方法。
JP7194834A 1995-07-31 1995-07-31 鋼管の延伸圧延制御方法 Pending JPH0938711A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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