JPH105820A

JPH105820A - 継目無金属管の製造方法

Info

Publication number: JPH105820A
Application number: JP16155696A
Authority: JP
Inventors: Kazumune Shimoda; 一宗下田; Tomio Yamakawa; 富夫山川
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1996-06-21
Filing date: 1996-06-21
Publication date: 1998-01-13

Abstract

(57)【要約】【課題】金属管の穿孔圧延方法を提供する。【解決手段】主ロール開度をＲｇ、ガイド部材開度をＧ
ｇ、中実丸ビレット外径をＢｄ、プラグの有効長さをＰ
ｈ、最大外径をＰｄとしたとき、下記〜式を満たす
条件で穿孔圧延を行う。０．５×Ｂｄ≦Ｒｇ≦０．９×Ｂｄ・・・・・・・
１．０５×Ｒｇ≦Ｇｇ≦０．９５×Ｂｄ・・・・・
１．５×Ｐｄ≦Ｐｈ≦６×Ｐｄ・・・・・・・・・
【効果】偏肉が小さく、かつ内面疵のない、外径が素材
丸ビレット外径の０．９５倍以下の中空素管を得ること
が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、継目無金属管の製
造方法に係わり、より詳しくは、一対の主ロールとガイ
ド部材、およびプラグを備えた主ロール型の穿孔圧延機
により、その外径が素材である中実丸ビレット外径の
０．９５倍以下の中空素管を得るための継目無金属管の
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】中実丸ビレットから継目無金属管を製造
する方法としては、マンネスマン−マンドレルミル法と
称される方法がある。このマンネスマン−マンドレルミ
ル法では、まず中実丸ビレットを所定温度に加熱した
後、ピアサと称される主ロール型の穿孔圧延機により穿
孔圧延して中空素管を得る。次いで、得られた中空素管
をマンドレルミルと称される多スタンドの連続圧延機に
通して延伸圧延し、肉厚の減じられた仕上げ圧延用の母
管に成形する。しかる後、この母管をそのままあるいは
再加熱してからストレッチレデューサと称される仕上げ
圧延機に通して絞り圧延し、肉厚と外径を調整して所定
寸法の継目無金属管となす。

【０００３】上記マンネスマン−マンドレルミル法は、
例えばマンネスマン−ピルガーミル法やユジーン・セジ
ュルネ法などの他の製造方法に比べて大量生産に向いて
おり、その製造コストが低い。このため、得られた継目
無金属管は、比較的安価であり、主に油井管やボイラー
チューブとして多用されている。

【０００４】上記の継目無金属管の製造方法において、
最初に行われるピアサと称される主ロール型の穿孔圧延
機による穿孔圧延は、以下に述べるようにして行われ
る。

【０００５】図１０は、その一例を示す模式図であり、
図中、符号１はバレル型の主ロール、２はガイド部材で
あるディスクロール、３はプラグ、４は中実の丸ビッレ
ト、５は芯金である。

【０００６】図１０に示すように、主ロール１、１は、
パスラインＸ−Ｘの周りに対向配置されており、傾斜角
βをもって互いに逆方向に傾斜配置されている。また、
ディスクロール２、２は、主ロール１、１間のパスライ
ンＸ−Ｘ周りに対向配置されている。さらに、プラグ３
は、その基端部が芯金５によって支持され、主ロール
１、１とディスクロール２、２とで画成される空間部の
適正部位に位置するように配置されている。

【０００７】なお、ディスクロール２、２は、これが固
定型の板状のガイドシューあるいはその回転軸心がパス
ラインＸ−Ｘ方向に延在するローラガイドであるものも
ある。また、主ロール１、１は、これがコーン型のもの
もある。

【０００８】上記のように構成された穿孔圧延機におい
ては、主ロール１、１およびディスクロール２、２をそ
れぞれ図中の矢印方向に回転駆動させるとともに、丸ビ
レット４を図中の白抜き矢印方向に送給する。これによ
り、丸ビレット４は、その先端が主ロール１、１に噛み
込んだ後は主ロール１、１の回転に伴ってディスクロー
ル２、２に案内されつつ回転しながら図中の右方に進行
し、プラグ３によってその軸心部に孔が穿設される。

【０００９】図１１および図１２は、その穿孔圧延の状
態を示し、図１１は模式的縦断面図、図１２は図１１の
Ｉ−Ｉ線矢視横断面図であり、図に示すように、プラグ
３の先端部分で穿孔された材料は、主ロール１、１とプ
ラグ３とによってその肉厚が順次減じられる。そして、
主ロール１、１の間度Ｒｇが最短のゴージ部６よりも下
流側において外径が拡げられ、所定寸法の中空素管に成
形される。

【００１０】上記のようにして行われる穿孔圧延は、従
来、上記主ロール１、１の開度Ｒｇを素材である丸ビレ
ット４の外径の０．８５〜０．９２倍の範囲内に設定す
るとともに、ディスクロール２、２の開度、すなわちパ
スラインＸ−Ｘ方向における位置が上記主ロール１、１
のゴージ部６とほぼ同じで、その外周面に形成された溝
底間の離間距離が最短の開度Ｇｇを丸ビレット４の外径
以上に設定して行われていた。しかし、この場合に得ら
れる中空素管は、その外径が素材である丸ビレット４の
外径の０．９５倍よりも大きなものしか得られなかっ
た。すなわち、従来は、その外径が素材である丸ビレッ
ト外径の０．９５以上の中空素管を得る穿孔圧延は行わ
れていなかった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記マンネ
スマン−マンドレルミル法に代表される継目無金属管の
製管方法において用いられる丸ビレットは、その外径が
最も小さい場合で１５０ｍｍ程度である。このため、次
工程の圧延機であるマンドレルミルに供給される中空素
管は、その外径が約１４２ｍｍ以上のものに限定され
る。

【００１２】一方、近年、継目無金属管の用途も多様化
し、機械装置の駆動軸、油圧機器のシリンダーや配管部
材などに使用されるメカニカルチューブと称される小径
サイズの継目無金属管の需要が増えつつある。そのた
め、マンネスマン−マンドレルミル法においても、外径
が１４２ｍｍを超える中空素管を対象に、上記ストレッ
チレデューサによる仕上げ圧延時に、下記（ａ）式で求
められる外径圧下率を７０％以上にすることにより、外
径が２０〜５０ｍｍという小径サイズの製品が生産され
るようになってきた。

【００１３】外径圧下率＝｛（ｄ−ｄ₀ ）／ｄ₀ ｝×１００（％）・・・（ａ）ここで、ｄ：圧延前外径（ｍｍ）ｄ₀ ：圧延後外径（ｍｍ）しかし、ストレッチレデューサによる仕上げ圧延時に外
径圧下率を大きくすると、管内面に角張りが発生して周
方向偏肉が著しくなる。この結果、上記のようにして得
られた製品は、寸法精度が極めて悪いという問題があっ
た。これに対し、上記のメカニカルチューブには、極め
て厳しい寸法精度が要求されるので、この寸法精度の改
善が必要不可欠である。

【００１４】上記のストレッチレデューサによる仕上げ
圧延時に発生する管内面の角張りを防ぐ方法としては、
傾斜ロール型の穿孔圧延機とマンドレルミルとの間にシ
ェルサイザと称される定径圧延機などの適宜な外径調整
用圧延機を配置し、この外径調整用圧延機により穿孔圧
延後の中空素管の外径を小さくしてマンドレルミルに供
給することで、ストレッチレデューサによる仕上げ圧延
時の外径圧下率を小さくする方法がある。この方法によ
れば、確かに周方向偏肉の小さい小径サイズの継目無金
属管を得ることが可能である。しかし、この方法は、特
別な圧延機が必要で、設備費が嵩むので、製造コストが
高くなるという欠点がある。

【００１５】このため、外径がより小径、具体的にはそ
の外径が素材である丸ビレット外径の０．９５倍以下の
中空素管を何らの問題もなく穿孔圧延することのできる
方法の開発が望まれていた。

【００１６】本発明は、上記の実情に鑑みてなされたも
ので、その課題は、その外径が素材である丸ビレット外
径の０．９５倍以下の中空素管を何らの問題もなく穿孔
圧延することのできる継目無金属管の製造方法を提供す
ることにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、次の継
目無金属管の製造方法にある。

【００１８】パスライン周りに傾斜対向配設された一対
の主ロールと、この主ロール間のパスライン周りに対向
配置された一対のガイド部材と、これらの主ロールとガ
イド部材間に配置されたプラグとを備える穿孔圧延機を
用いて中実丸ビレットから中空素管を得る継目無金属管
の製造方法において、上記主ロールの開度をＲｇ、ガイ
ド部材の開度をＧｇ、中実丸ビレットの外径をＢｄ、プ
ラグの有効長さと最大外径をそれぞれＰｈおよびＰｄと
したとき、下記〜式を満たす条件で穿孔圧延を行う
ことを特徴とする継目無金属管の製造方法。

【００１９】０．５×Ｂｄ≦Ｒｇ≦０．９×Ｂｄ・・・・・・・１．０５×Ｒｇ≦Ｇｇ≦０．９５×Ｂｄ・・・・・１．５×Ｐｄ≦Ｐｈ≦６×Ｐｄ・・・・・・・・・

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の方法を、図１を参
照して詳細に説明する。

【００２１】本発明者らは、従来試みられることのなか
った、外径が素材丸ビレット外径の０．９５倍以下であ
る中空素管を製造すべく数多くの実験を行った。その結
果、次のことを知見し、本発明をなすにいたった。

【００２２】すなわち、まず最初に、素材丸ビレット外
径の０．９５以上の外径を有する中空素管を既存の穿孔
圧延機で製造可能であるか否かの確認試験を行った。

【００２３】確認試験は、前述の図１に示したと同様構
成の穿孔圧延機であり、表１に示す寸法諸元の主ロール
１、１とディスクロール２、２およびプラグ３を具備す
る傾斜ロール型の穿孔圧延機と中実丸ビレット４を用
い、その主ロール１、１のゴージ部６における開度Ｒｇ
とディスクロール２、２の開度Ｇｇとを種々変化させる
一方、プラグ３を種々変え、外径Ｓｄが種々異なる中空
素管を穿孔圧延した。

【００２４】

【表１】

【００２５】そして、主ロール１、１とプラグ３とに作
用する荷重および消費電力を調べ、穿孔圧延機の動力特
性の評価を行った。

【００２６】図２、図３および図４は、その調査結果を
示す図であり、図２には中空素管の外径Ｓｄと丸ビレッ
ト４の外径Ｂｄとの比（Ｓｄ／Ｂｄ）が主ロール荷重に
及ぼす影響を、図３には上記の比（Ｓｄ／Ｂｄ）がプラ
グ荷重に及ぼす影響を、図４には上記の比（Ｓｄ／Ｂ
ｄ）が消費電力に及ぼす影響を、それぞれ示している。

【００２７】図２および図３からわかるように、その比
（Ｓｄ／Ｂｄ）が０．９５以下の中空素管を穿孔圧延す
る場合であっても、主ロール荷重およびプラグ荷重とも
に、その比（Ｓｄ／Ｂｄ）が０．９５超の中空素管を穿
孔圧延する場合と変わらず、ほぼ一定である。この結
果、その比（Ｓｄ／Ｂｄ）が０．９５以下の中空素管を
穿孔圧延しても、強度的に何らの問題もないことが判明
した。

【００２８】また、図４からわかるように、その比（Ｓ
ｄ／Ｂｄ）が小さくなるのに従って消費電力は若干増加
する。しかし、その比（Ｓｄ／Ｂｄ）が０．７の場合、
従来の下限値である０．９５の場合に比べ、１０％程度
増加していたにすぎず、その程度は小さい。この結果、
その比（Ｓｄ／Ｂｄ）が０．９５以下の中空素管を穿孔
圧延したとしても、従来に比べてさほどの操業コスト上
昇を招かないことが判明した。

【００２９】しかし、主ロール１、１の開度Ｒｇ、ディ
スクロール２、２の開度Ｇｇおよび用いるプラグ３の寸
法が適切でないと、得られた中空素管の周方向偏肉が大
きくなるという問題が生じた。

【００３０】そこで、その要因を種々考察調査した結
果、「主ロール１、１の開度Ｒｇは、丸ビレット４の外
径Ｂｄの０．５〜０．９倍。ディスクロール２、２の開
度Ｇｇは、丸ビレット４の外径Ｂｄの０．９５倍以下
で、かつディスクロール２、２の開度Ｇｇの１．０５倍
以上。用いるプラグ４は、その有効長さをＰｈ、最大外
径をＰｄとしたとき、その比（Ｐｈ／Ｐｄ）が１．５〜
６であるプラグ。」とする必要のあることを見いだし
た。

【００３１】すなわち、得るべき中空素管の外径Ｓｄ
を、素材である丸ビレット４の外径Ｂｄの０．９５倍以
下にするためには、主ロール１、１のゴージ部６よりも
下流側における材料の主ロール１、１に対するロール軸
長方向の接触長を短くし、材料が拡管されるのを抑制す
る必要がある。ところが、主ロール１、１の開度Ｒｇを
丸ビレット４の外径Ｂｄの０．９倍超にした場合には、
上記の接触長が長すぎて材料拡管が十分に抑制されず、
中空素管の外径Ｓｄが丸ビレット４の外径Ｂｄの０．９
５倍以下にならなかった。これに対し、その開度Ｒｇを
丸ビレット４の外径Ｂｄの０．９倍以下にした場合に
は、中空素管の外径Ｓｄが丸ビレット４の外径Ｂｄの
０．９５倍以下になることを知見した。

【００３２】しかし、その開度Ｒｇを丸ビレット４の外
径Ｂｄの０．５倍未満にすると、主ロール１、１のゴー
ジ部６よりも上流側のロール胴長が不足で、主ロール
１、１の入側端面と丸ビレット４の先端面が干渉して丸
ビレット４が主ロール１、１に噛み込まなくなる場合が
多発した。また、仮に噛み込んだとしても、ゴージ部６
よりも下流側における上記の接触長が短かすぎ、得られ
た中空素管の周方向偏肉と真円度が著しく悪化すること
を知見した。

【００３３】なお、その開度Ｒｇを丸ビレット４の外径
Ｂｄの０．５倍未満にした場合に生じる噛み込み不可現
象は、主ロール１、１をゴージ部６よりも上流側のロー
ル胴長が長いものに取り替えることで回避可能である。
しかし、この場合は、大幅な設備改造が必要で、既存の
穿孔圧延機を用いることにはならなくなる。

【００３４】従って、本発明においては、主ロール１、
１の開度Ｒｇを、丸ビレット４の外径Ｂｄの０．５〜
０．９倍の範囲内に限定することとした。

【００３５】上記したように、主ロール１、１の開度Ｒ
ｇを、素材である丸ビレット４の外径Ｂｄの０．５〜
０．９倍の範囲内に設定した場合には、丸ビレット４の
外径Ｂｄの０．９５倍以下の外径Ｓｄを有する中空素管
が得られる。しかし、この場合、ディスクロール２、２
の開度Ｇｇが適切でないと、得られた中空素管の下記
（ｂ）式で求められる管周方向の偏肉率が著しく悪化す
るのみならず、下記（ｃ）式で定義される穿孔効率が著
しく低下することがあった。

【００３６】偏肉率＝｛（ｔ_max −ｔ_min ）／ｔ_x ｝×１００（％）・・（ｂ）ここで、ｔ_max ：管軸長方向の任意横断面における最大肉厚（ｍ
ｍ）ｔ_min ：管軸長方向の任意横断面における最小肉厚（ｍ
ｍ）ｔ_x ：管軸長方向の任意横断面における平均肉厚（ｍ
ｍ）穿孔効率＝｛Ｖｓ／（Ｒｄ×π×Ｐ×ｓｉｎβ）｝×１００（％）・・（ｃ）ここで、Ｖｓ：中空素管の進行速度（ｍｍ／ｓｅｃ）Ｒｄ：主ロールのゴージ部直径（ｍｍ）Ｐ：主ロールの回転数（ｒｐｓ） β ：主ロールの傾斜角（°）そこで、このディスクロール２、２の開度Ｇｇと主ロー
ル１、１の開度Ｒｇおよび丸ビレット４の外径Ｂｄとの
関係について詳細に調べた。

【００３７】図５および図６は、その調査結果を示す図
であり、図５にはディスクロール２、２の開度Ｇｇと丸
ビレット４の外径Ｂｄとの比（Ｇｇ／Ｂｄ）が中空素管
の周方向偏肉に及ぼす影響を、図６にはディスクロール
２、２の開度Ｇｇと主ロール１、１の開度Ｒｇとの比
（Ｇｇ／Ｒｇ）が穿孔効率に及ぼす影響を、それぞれ示
している。

【００３８】図５からわかるように、ディスクロール
２、２の開度Ｇｇが、素材である丸ビレット４の外径Ｂ
ｄの０．９５倍を超えると、得られた中空素管の周方向
の偏肉率が急激に悪化することがわかる。なお、図５
は、主ロール１、１の開度Ｒｇが丸ビレット４の外径Ｂ
ｄの０．８２倍の場合の結果であるが、主ロール１、１
の開度Ｒｇを丸ビレット４の外径Ｂｄの０．５〜０．９
倍の範囲内の他の値に設定した場合にも、同様の結果が
得られた。

【００３９】その理由は、ディスクロール２、２の開度
Ｇｇを素材である丸ビレット４の外径Ｂｄの０．９５倍
を超えて広くすると、主ロール１、１のゴージ部６より
も下流側の領域において材料がディスクロール２、２に
接触しなくなるためである。

【００４０】すなわち、ゴージ部６よりも下流側の領域
において材料の外表面がディスクロール２、２で規制さ
れない場合には、図８に示すように、得られた中空素管
の外面にスパイラル状のうねりが生じ、これが周方向偏
肉の悪化原因になる。このスパイラル状のうねりにより
生じた周方向偏肉は、その後のマンドレルミルによる延
伸穿工程およびストレッチレデューサによる仕上げ圧延
工程においてもあまり低減されない。このため、最終製
品の偏肉を悪化させる大きな原因となる。

【００４１】また、図６からわかるように、ディスクロ
ール２、２の開度Ｇｇが、主ロール１、１の開度Ｒｇの
１．０５倍未満であると、穿孔効率が急激に悪化するこ
とがわかる。この穿孔効率の低下は、製管速度を低下さ
せて製品の製造コストの上昇を招くのみならず、中空素
管の内面に疵を多発させる原因となる。

【００４２】すなわち、穿孔効率が低下するということ
は、材料の軸長方向への進行速度が遅くなることを意味
し、製管速度が低下する。また、材料の軸長方向への進
行速度が遅くなっても、その回転速度はほとんど低下し
ない。このため、穿孔効率が低下すると、材料が主ロー
ルに噛み込まれてからプラグ先端に到達するまでの間
に、材料と主ロールとの接触する回数が増加することに
なる。その結果、回転鍛造効果が過剰になって材料の軸
心部分に孔の明く、いわゆるマンネスマン破壊と称され
る材料破壊が発生し、これが原因で中空素管の内面に疵
が発生する。従って、穿孔効率の低下は、避ける必要が
ある。

【００４３】このため、本発明においては、ディスクロ
ール２、２の開度Ｇｇを、丸ビレット４の外径Ｂｄの
０．９５倍以下で、かつディスクロール２、２の開度Ｇ
ｇの１．０５倍以上の範囲内に限定することとした。

【００４４】ところが、主ロール１、１の開度Ｒｇとデ
ィスクロール２、２の開度Ｇｇとを上記の範囲内に設定
して穿孔圧延を行う際、用いるプラグ４の大きさによっ
ては、得られた中空素管の内面に疵が多発したり、プラ
グ４の先端が１本の中空素管を穿孔圧延するのみで溶損
することがあった。

【００４５】そこで、プラグ４の大きさと、得られた中
空素管の内面疵発生およびプラグ４の先端溶損との関係
について詳細に調べた。すなわち、主ロール２、２の開
度Ｇｇと主ロール１、１の開度Ｒｇとを上記の本発明で
規定する範囲内に設定する一方、その穿孔圧延中に材料
が接触する軸長方向の長さ、換言すれば有効長さＰｈと
最大外径Ｐｄとの比（Ｐｈ／Ｐｄ）が種々異なるプラグ
４を用いて穿孔圧延を行い、プラグ４の大きさが中空素
管の内面疵発生とプラグ先端溶損に及ぼす影響を調べ
た。

【００４６】図７は、その調査結果を示す図であり、縦
軸に上記の比（Ｐｈ／Ｐｄ）を、横軸に得られた中空素
管の外径Ｓｄと素材である丸ビレット４の外径Ｂｄとの
比（Ｓｄ／Ｂｄ）を、とって示してある。

【００４７】図７からわかるように、本発明で製造対象
とする外径Ｓｄが丸ビレット４の外径Ｂｄの０．９５倍
以下の中空素管を穿孔圧延した場合、上記の比（Ｐｈ／
Ｐｄ）が１．５未満のプラグ３を用いると必ず管内面に
疵が発生することがわかる。また、その比（Ｐｈ／Ｐ
ｄ）が６を超えるプラグ３を用いると先端が１本の中空
素管を穿孔圧延するのみで溶損することがわかる。

【００４８】このように、その比（Ｐｈ／Ｐｄ）が１．
５未満のプラグ３を用いた場合に管内面に疵が発生し、
逆にその比（Ｐｈ／Ｐｄ）が６を超えるプラグ３を用い
た場合に中空素管１本のみの穿孔圧延に供しただけでプ
ラグ先端が溶損するのは、次の理由による。

【００４９】すなわち、本発明の穿孔圧延方法は、素材
である丸ビレットの外径よりも得るべき中空素管の外径
を従来にも増してより小さくする関係で、材料に加わる
加工度が大きくなる。すなわち、穿孔圧延中の材料が半
回転する毎に受ける主ロールとプラグとによる肉厚圧下
量が、従来の穿孔圧延方法に比べて大きくなるので、管
内面に疵が発生しやすい。このため、材料に加わる加工
度を可及的に小さくするためには、細長いプラグを用い
ることで材料が半回転する毎に主ロール１、１とプラグ
３によって圧延される肉厚圧下量を小さくすればよいこ
とになる。しかし、その比（Ｐｈ／Ｐｄ）が１．５未満
であると、材料の加工度が十分に小さくならず、管内面
に疵が発生するのである。

【００５０】また、その比（Ｐｈ／Ｐｄ）が６を超える
とプラグの先端部分が溶損するのは、プラグがあまりに
も細長くなりすぎ、プラグ先端部の体積が不足して蓄え
得る熱容量が低下するためである。

【００５１】従って、本発明では、用いるプラグ４は、
その有効長さＰｈと最大外径Ｐｄの比（Ｐｈ／Ｐｄ）が
１．５〜６であるものに限定した。

【００５２】なお、上記のプラグ４の大きさが、中空素
管の内面疵発生とプラグ４の先端部溶損に及ぼす影響を
調べる穿孔圧延に際しては、次の条件のもとに行った。
すなわち、傾斜ロール型の穿孔圧延機による穿孔圧延に
おいては、マンネスマン破壊と称される圧延中の中実丸
ビレットの軸心部に孔のあく現象が発生すると、管内面
に疵が発生する。そして、このマンネスマン破壊は、下
記（ｄ）式で定義されるプラグ先端ドラフト率が大きい
場合に発生する。このため、マンネスマン破壊に起因す
る内面疵を発生させないために、上記のプラグ先端ドラ
フト率を７％以下に設定して穿孔圧延を行った。

【００５３】プラグ先端ドラフト率＝｛（Ｂｄ−Ｒｐ）／Ｂｄ｝×１００（％）・・（ｄ）ここで、Ｂｄ：丸ビレット外径（ｍｍ）Ｒｐ：プラグ先端部における主ロールの開度（ｍｍ）以上に説明したように、主ロール１、１の開度Ｒｇを丸
ビレット４の外径Ｂｄの０．５〜０．９倍、ディスクロ
ール２、２の開度Ｇｇを丸ビレット４の外径Ｂｄの０．
９５倍以下で、かつディスクロール２、２の開度Ｇｇの
１．０５倍以上に設定する一方、有効長さＰｈと最大外
径Ｐｄとの比（Ｐｈ／Ｐｄ）が１．５〜６プラグを用い
て穿孔圧延する場合には、周方向偏肉が小さく、内面疵
のない、素材丸ビレット４の外径Ｂｄの０．９５倍以下
の外径Ｓｄを有する中空素管を確実に製造することが可
能である。

【００５４】この結果、外径が２０〜５０ｍｍというよ
うなメカニカルチューブなどの小径サイズの製品を製造
する場合でも、延伸圧延機であるマンドレルミルに供す
る前に外径調整圧延を施す必要がなくなる。このため、
特別な圧延機が不要で、その製造設備が安価ですむ。さ
らに、仕上げ圧延機であるストレッチレデューサでの外
径圧下率を小さくすることが可能になる。このため、こ
の仕上げ圧延時に内面角張りが発生することがないの
で、高寸法精度の製品を低コストで製造することができ
ることになる。

【００５５】

【実施例】前述のマンネスマン−マンドレルミル法によ
り、Ｓ４５Ｃ製からなる外径１９６ｍｍの丸ビレットを
素材とし、外径３４．０ｍｍ、肉厚９．０ｍｍのメカニ
カルチューブを製造した。

【００５６】この際、穿孔圧延機による穿孔圧延を本発
明の方法によった場合と、従来の方法によった場合に分
けて行った。そして、従来の方法については、穿孔圧延
後の中空素管をそのままマンドレルミルに供する場合
（以下、従来方法（１）という）と、穿孔圧延後の中空
素管を外径調整用圧延機（シェルサイザ）に供してその
外径を縮小してからマンドレルミルに供する場合（以
下、従来方法（２）という）の２通りで行った。

【００５７】この時の、各圧延工程における材料寸法と
前述の（ａ）式により求められる外径圧下率を表２に示
した。

【００５８】

【表２】

【００５９】そして、ストレッチレデューサによる仕上
げ圧延後の製品管の周方向の肉厚を測定し、前述の
（ｂ）式に基づいてその偏肉率を調査した。その結果
を、図９に示した。

【００６０】図９に示す結果から明らかなように、本発
明の方法によった場合には、従来方法（２）の外径調整
用圧延機による縮小後の外径と同一外径を有する中空素
管を穿孔圧延機で何らの問題もなく圧延することができ
た。このため、ストレッチレデューサでの外径圧下率を
従来方法（２）と同じにして仕上げ圧延した結果、その
偏肉率の平均値は３．８％で、従来方法（２）の平均値
４．３％よりも良好であった。これは、穿孔圧延機で得
られた中空素管の偏肉程度が従来方法によった場合より
も小さいためである。

【００６１】これに対し、従来方法（１）によった場合
には、ストレッチレデューサでの外径圧下率を大きくせ
ざるを得ない結果、得られた製品の平均偏肉率は６．９
％であり、極めて悪かった。

【００６２】本発明方法では絞り圧延工程を省略するこ
とが可能なため、設備コスト的にも操業コスト的にも有
利である。

【００６３】

【発明の効果】本発明によれば、従来に比べ、同一外径
の丸ビレットからより小径で、偏肉が小さく、かつ内面
疵のない中空素管を製造することが可能である。このた
め、例えばマンネスマン−マンドレルミルラインにより
小径サイズの製品を製造する場合に必要な中空素管の外
径縮小圧延工程を省略することができる。この結果、設
備費が少なくてすみ、製品の製造コスト低減が図れる。
また、ストレッチレデューサによる仕上げ圧延時の外径
圧下率を小さくできるので、従来にも増して偏肉の小さ
い製品が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法による穿孔圧延状態を示す一部破
断模式的横断面図である。

【図２】中空素管外径Ｓｄと丸ビレット外径Ｂｄとの比
（Ｓｄ／Ｂｄ）と、主ロール荷重との関係を示す図であ
る。

【図３】中空素管外径Ｓｄと丸ビレット外径Ｂｄとの比
（Ｓｄ／Ｂｄ）と、プラグ荷重との関係を示す図であ
る。

【図４】中空素管外径Ｓｄと丸ビレット外径Ｂｄとの比
（Ｓｄ／Ｂｄ）と、消費電力との関係を示す図である。

【図５】ディスクロール開度Ｇｇと丸ビレット外径Ｂｄ
との比（Ｇｇ／Ｂｄ）と、穿孔圧延して得られた中空素
管の偏肉率との関係を示す図である。

【図６】ディスクロール開度Ｇｇと主ロール開度Ｒｇと
の比（Ｇｇ／Ｒｇ）と、穿孔効率との関係を示す図であ
る。

【図７】プラグの有効長さＰｈと最大外径Ｐｄとの比
（Ｐｈ／Ｐｄ）と、中空素管外径Ｓｄと丸ビレット外径
Ｂｄとの比（Ｓｄ／Ｂｄ）とが、内面疵発生とプラグ先
端溶損に及ぼす影響を示す図である。

【図８】ディスクロール開度Ｇｇが本発明で規定する範
囲の上限値を超える場合に得られる中空素管の形状を示
す模式図である。

【図９】実施例の結果を示す図である。

【図１０】穿孔圧延機の構成例を示す斜視図である。

【図１１】従来の方法による穿孔圧延状態を示す一部破
断模式的横断面図である。

【図１２】図１１のＩ−Ｉ線矢視断面図である。

【符号の説明】

１：主ロール、２：ディスクロール、３：プラグ、４：丸ビレット、５：芯金、６：ゴージ部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パスライン周りに傾斜対向配設された一対
の主ロールと、この主ロール間のパスライン周りに対向
配置された一対のガイド部材と、これらの主ロールとガ
イド部材間に配置されたプラグとを備える穿孔圧延機を
用いて中実丸ビレットから中空素管を得る継目無金属管
の製造方法において、上記主ロールの開度をＲｇ、ガイ
ド部材の開度をＧｇ、中実丸ビレットの外径をＢｄ、プ
ラグの有効長さと最大外径をそれぞれＰｈおよびＰｄと
したとき、下記〜式を満たす条件で穿孔圧延を行う
ことを特徴とする継目無金属管の製造方法。０．５×Ｂｄ≦Ｒｇ≦０．９×Ｂｄ・・・・・・・１．０５×Ｒｇ≦Ｇｇ≦０．９５×Ｂｄ・・・・・１．５×Ｐｄ≦Ｐｈ≦６×Ｐｄ・・・・・・・・・