JPS5856003Y2 - 穿孔用圧延装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、継目無し管を製造するための穿孔機例えばマ
ンネスマン穿孔機を含む圧延装置に関するもの・である
。

゛第１図に公知のマンネスマン穿孔機の例を示す。

第１図ａはマンネスマス穿孔機の原理を示すト ド 図であり、第１図すは第１図ａ中の中心線を真上から見
た時の各中心線の傾きを示している。

第１図において、１はたる型の傾斜ロールであり、図中
の矢印の方向に回転し、２の丸鋼索材を回転させながら
図中の左から右へ押し出している。

但し、ハンチング部は断面である。丸鋼索材が図中の左
から右へ移動するのは、上下の傾斜ロールの中心軸それ
ぞれ１−１，１−２、及び丸鋼索材の中心転が第１図す
に示す様にある傾斜角θを持ち、それぞれ接しているか
らである。

２の丸鋼索材は変形しながら回転している為、いわゆる
公知のマンネスマン効果により、丸鋼索材の中心軸上に
巣が発生しやすくなる。

従って、４のマンドレルにより定位置に置かれた３のプ
ラグにより、容易に穿孔される。

通常、加熱された丸鋼索材を穿孔するマンネスマン穿孔
機で最も問題となる点は、丸鋼索材の温度である。

たとえば、円周方向の温度分布が不均一な場合は、穿孔
終了後の丸鋼索材（以後、粗管と呼ぶ）は、円周方向の
肉厚分布が不均一となる。

また、長手方向の温度分布が不均一な場合、穿孔過程に
おいて、長平方向にむりな、ねじれが生ずるほか、長手
方向の肉厚分布が不均一となる。

前者、後者いずれの場合も粗管の内外面に疵を生ずる場
合が多い。

即ち、継目無し管の製造におけ、る穿孔工程で、粗管の
内外面に疵を生ぜしめ歩留りを最も低下させる要因とし
て、丸鋼索材の温度不均一があげられる。

この丸鋼索材の温度分布の不均一を無くする為に、通常
、第１図中の５に示す温度計で穿孔中の丸鋼索材の円周
方向、及び長手方向の温度分布をサンプリングし、温度
の絶対値、及び温度分布を検出して、炉温制御にフィー
ドバックする方法が用いられ、丸鋼索材の炉出し温度を
制御している。

しかし、ここで問題となる点は、従来の温度測定が、丸
鋼索材あるいは粗管の表面温度分布のみであった点であ
り、内面疵を発生する原因となる丸鋼索材の中心軸付近
の内部温度分布を測定する事が全く不可能であった点で
ある。

本考案の目的は、丸鋼索材の表面温度ではなく、中心軸
上の内部温度を間接的に検出するとともに測定された丸
鋼索材の内部温度及び長手方向温度分布を炉温制御にフ
ィードバックする事により、加熱炉の在炉時間制御の向
上をはがり、また、温度分布が均一な丸鋼索材の穿孔を
可能とし、粗管の内外面の疵を少なくし、歩留りの向上
をはがる事である。

本考案の要点は下記３点である。

（１） 第１図ａで示される穿孔機の３プラグと４マ
ンドレル間、あるいは４マンドレルを固定する台の間に
圧力検出器をもうける事により、プラグにかかる圧延方
向の圧力を検出する。

（２）上記圧力検出器により検出された圧力Ｐより（１
）式を用いて、丸鋼索材の内部温度Ｔを計算する。

Ｔ＝ｆ （Ｐ） （１）（３）上記で
検出した丸鋼索材の内部温度を加熱炉制御にフィードバ
ックする事を特徴とした加熱炉温度制御装置。

第２図に本考案の具体例を示す。

第２図中１は傾斜ロールであり、矢印の方向に回転して
いる。

２は穿孔中の丸鋼索材であり、矢印の方向に回転、進行
している。

４は第１図中３のプラグをささえる心棒（マンドレル）
であり、７は穿孔中の圧力によりプラグ及び心棒（マン
ドレル）４が材料と同じ方向に移動しないようにささえ
る固定台である。

上記の１〜４及び７により公知のマンネスマン穿孔機が
構成されている。

６が本考案の位置に取り付けられた圧力検出器であり、
プラグと穿孔中の丸鋼索材の間にかかる丸鋼索材の進行
方向の圧力Ｐを検出する。

この圧力検出器としては、公知のロードセル、あるいは
別の検出器が使用できる。

プラグと穿孔中の丸鋼索材の間にかかる丸鋼索材の進行
方向の圧力Ｐは、丸鋼索材の内部温度ＴＭを計算する内
部温度計算装置８へ入力される。

プラグと穿孔中の丸鋼索材の間にかかる圧力Ｐは、丸鋼
索材が同一圧延仕様（材質、穿孔前、穿孔後の素材の外
径、穿孔後の素材肉圧、マンネスマン穿孔機の傾斜ロー
ル径、ロール傾斜角等が同一）ならば、Ｐは丸鋼索材の
変形抵抗、特に、丸鋼素材内部の変形抵抗に比例する。

丸鋼索材の内部の変形抵抗にとすれば、 Ｐ＝ａ−ｋ （２） Ｐは、（２）式で示される。

ここでａは圧延仕様により決定できる定数であり、実験
により求められる。

丸鋼素材内部の変形抵抗には、丸鋼素材内部の温度とほ
ぼ比例関係にある。

例えば、日本鉄鋼協会編「圧延理論とその応用」の第３
，３７図１８−８Ｍｏ図１８−８Ｍｏ鋼の変形抵抗と、
材料温度の関係は第３図の様になる。

第３図は材料温度と、鋼の変形抵抗の関係を示すが、材
料温度Ｔと変形抵抗には、はぼ（３）式で近似できる。

ｋ ＝ ｂＴ ＋ ｃ （３）ｂ
及びＣは、材料毎に実験により決定できる定数である。

従って、第２図中１の丸鋼索材の内部温度ＴＭは（４）
式で示れる。

ＴＭ＝ （Ｐ−ａ−ｃ）／ （ａ−ｂ）
（４）以上の様に、（４）式で本考案第２の内部温度計
算装置が実施できる。

第１図中、５が丸鋼索材の表面温度Ｔ５を検出する温度
検出器である。

１０は２の丸鋼索材を加熱した加熱炉であり、２以降に
穿孔する丸鋼索材を加熱中である。

９は本考案第３の加熱炉制御装置であり、丸鋼索材の内
部温度ＴＭ、外部温度Ｔ５を取り込み１０で加熱中の丸
鋼索材の残り在炉時間ｔ、及び燃料流量Ｑを決定し、加
熱炉に出力する。

燃料流量Ｑ及び残り在炉時間ｔは、それぞれ下記のごと
く決定できる。

燃料流量Ｑ：表面温度Ｔ５、内部温度ＴＭとして表面基
準温度ＴＴｏに対し、 Ｑ＝Ｑｏｏ＋ｃ （’ｒｏ Ｔｓ） （
５）残り在炉時間ｔ：Ｔ５．ＴＭの差の基準値ΔＴ。

とし Ｔ５−ＴＭ≧ΔＴ。

ならばｔ＝Ｔｏ＋ａ （Ｔ５−ＴＭ−ΔＴ（、）
’（６）Ｔｓ−ＴＭ〈ΔＴｏならばｔ＝ｔ。

但し、Ｑｏ 、 ｊｏはそれぞれ丸鋼素材２を加熱した
時の燃料流量、及び在炉時間である。

また、Ｃ９ｄは定数である。

以上の加熱炉制御により加熱炉の燃料流量のむだを無く
し、かつ、最適な在炉時間管理が可能である。

本考案により、マンネスマン穿孔機、プレスピアシング
ミル等で穿孔される継目無し管用素材の内部温度を測定
可能にしたので、内部温度と外部温度の差、または穿孔
中の管用素材内部温度の長手方向分布を加熱炉の炉温制
御、あるいはオペレーターガイドにフィードバックして
、マンネスマン穿孔に最適な温度、及び温度分布を得る
加熱炉制御が可能となった。

このようにして、炉出しされた管用素材は、マンネスマ
ン穿孔機にてその内部温度分布が一様であるため、穿孔
による粗管の内外面の疵が減少して歩留りが向上し、か
つ、穿孔過程での素材のむりなねじれを減少させ、製品
の品質を向上できる。

また、長手方向の肉厚分布も均一となる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａはマンネスマン穿孔機の原理図、第１図すはａ
の上下基ロール及び丸鋼索材の中心軸を上から見た図、
第２図は本考案の具体例を示す図である。 第３図は温度と変形抵抗との線図である。１・・・・・
・傾斜ロール、２・・・・・・丸鋼素材、４・・・・・
・マンドレル、５・・・・・・温度検出器、６・・回圧
力検出器、７・・・・・・マンドレル固定台、８・・・
・・・内部温度計算装置、９・・・・・・炉温制御装置
、１０・・・・・・加熱炉。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 温度及び在炉時間の制御装置を有する加熱炉、前記炉か
   ら素材を供給され穿孔圧延用のロールと穿孔用のプラグ
   とプラグをささえるマンドレルとマンドレルをささえる
   台を有する穿孔機よりなる穿孔用圧延装置において、プ
   ラグとマンドレル間、あるいは、マンドレルとアンドレ
   ルをささえる台の間に圧力検出器をもうけ、この検出器
   の出力を前記制御装置に与えることを特徴とした穿孔用
   圧延装置。