JPS6054203A - 押込み穿孔圧延のガイド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は、主として連続鋳造された四角形断面のブルー
ムやビレットを素材とし、圧延機の入側に設置されたプ
ッシャーと円形孔形を刻設した一対の水平ロールと円形
孔形の中心に設置された円錐形プラグとにより円形中空
の素管を穿孔圧延する継目無鋼管圧延における穿孔圧延
機の入側に設置するガイド装置に関するものである。

（従来技術） 四角形断面の素材から円形断面の中空素管を製造する押
込み穿孔圧延の原理は第１図【こ示すように、連続鋳造
されたブルームやビレットなどの四角形断面の素材１７
ｉ：％　円形の孔形を有する上下一対の水平ロール３と
円形孔形の中心部に設定した円錐形プラグ５とにより、
後方からブツシャ−４により圧延中全長にわたって押込
み力を伺加しながら円形の中空素管２を圧延している。

本方式の圧延は、連続鋳造された四角形断面の素材を直
接使用できるため素材費が安価で、プラグで圧延される
素管内部に圧縮力が作用するため内部欠陥のない良好な
品質の素管が得られる。反面、第２図に示すように、四
角形断面素材１を円形孔形３で圧延する関係上、剪断変
形が素材コーナ部に集中してロールによる擦り下げ疵が
発生しやすい傾向があり、また素材後方から押込み力を
付加するため、素材の孔形に対するセンタリング性が悪
いとプラグ偏芯が起り素管の偏肉が増大しやすい。継目
無鋼管圧延では製品疵と偏肉が最も重要視されており、
これらをなくするためにはまず圧延の初期段階である押
込み穿孔圧延において素管の疵と偏肉を防止することが
必要である。

現在、素管の擦り下げ疵に対しては、オフラインにおけ
る素材コーナ部のグラインダ加工手入れ。

あるいは第３図に示すようなボックス孔形を刻設した一
対の水平ロール６を有するコーナサイジングミルを、加
熱炉と押込み穿孔圧延機の中間に設置してこれを防止し
ている。また、素管の偏肉に対しては、第４図に示すよ
うな自由に回転するボックス孔形を刻設した一対の水平
ガイドロール８と一対の竪ガイドロール７を交互に組合
せた２０−ル式ローラガイドを、押込み穿孔圧延機の直
前に設置してこれらを防止している。

しかしながら、かかる押込み穿孔圧延法はそれぞれの工
程なり設備がそれぞれ一つの問題に対してのみ有効であ
るにすぎず、全体としてみると工程的に無駄があるばか
りでなく、素材費や設備費の高騰１歩留の低下などの問
題がある。

（発明の目的） そこで、工程の省略、設備の合理化９歩留の向上などを
目的とし、オフラインにおけるグラインダ加工手入れや
コーナサイジングミルを廃止して。

しかも連続鋳造されたコーナの鋭い四角形断面の素材を
そのま１使用してもなおかつ擦り下げ疵のない偏肉が良
好な素管が得られる押込み穿孔圧延における圧延機の入
側ガイド装置を発明した。

（発明の構成１作用） 本発明になる押込み穿孔圧延機の入側ガイド装置は、第
５図に示Ｔように一組のガイドが一つのハウジング内に
収められた同−垂直断面内の４５゜の対角線上に９０°
間隔で配置された。各々が対角線と同一方向に自由に回
転する４個の溝付ロール９で構成されており、通常第６
図に示すように複数組のガイドを組合わせたブロックガ
イドとして使用するが、１組だけ単独に使用することも
もちろん可能である。

本発明になるガイドには、オンラインにおいて連続鋳造
で製造された鋭いコーナをもつ四角形断面の素材を、穿
孔圧延機入側の直前で連続的に目的と７−る適正なコー
ナ）Ｌｌこ成形しながら穿孔圧延することによって、素
管外表面の擦り下げ疵を防止するとともに、素材コーナ
部とその相隣る２面を積極的に拘束することによって素
材の円形孔形中心に対するセンタリング精度を向上させ
素管偏肉を改善する作用がある。

すなわち、第７図に示すように従来の２０一ル式ローラ
ガイドと本発明によるガイドの素材の拘束状態を比較す
ると、２０一ル式ローラガイドは素材コーナ部の成形が
幅拡りに基づく間接圧下が主となるためそれほど効果的
な成形性が得られないが、本発明によるガイドは直接４
５°方向に素材コーナ部をガイドロールで圧下できるた
め極めて効果的なコーナ成形が可能であり、ガイドロー
ルが自由ｌこ回転するため素材コーナ部を圧下しても素
材のガイドづ葦りによる圧延の停止は生じない。

さらに第７図で明らかなように２０一ル式ローラガイド
では素材の相対する２面が拘束されるのに対して１１本
発明によるガイドでは４つのコーナを含む４面がすべて
拘束されるため２０一ル式ローラガイドと同等かもしく
はそれ以上のセンタリング精度が確保できる。さらに押
込み穿孔圧延では、プッシャーの押込み力により圧延中
に素材の膨張が生じるが、２０一ル式ローラガイドでは
ガイドロールと素材の接触面積が太きいためこれによっ
てガイドロールの圧下が増大して圧延停止を起しやすく
１通常ガイドロールと素材のクリアランスを適当にとる
必要がある。これに対して本発明によるガイドでは、１
個あたりの接触面積が小さいため素材の膨張によるがイ
ドロールの負荷はそれほど大きくならず、したがってガ
イドロールと素材のクリアランスをとる必要がないため
２０一ル弐〇−ラガイド以上のセンタリング精度を得る
ことが可能である。

（実施例） 次に５本発明になるガイド装置を用いて四角形断面素材
のコーナ成形と押込み穿孔圧延を同時に行なった場合の
具体的な実施例について説明する。

この場合、素材は断面寸法２１５＋ｍ、　コーナＲ８、
穿孔圧延機の円形孔形に入る時の素材コーナＲは２０Ｒ
ｍｍ、穿孔圧延された素管は断面寸法２５０φ咽、肉厚
６２５Ｗａｎである。

第８図（ａ）は１本発明になる３組のガイドを使用し、
第１から第３までのガイドロールの隙をすべて素材寸法
と同じ＜　２１５ｍｍ一定とし、カイトロールの溝底コ
ーナＲを第１ガイドロールから順に１０　調、１５Ｒ聴
、２０ｍと遂次変化させて素材のコーナ成形を行ないな
がら穿孔圧延した例である。第８図（ｂ）は、比較のた
めに竪ロールガイド、水平ロールガイド、竪ロールガイ
ドの順に合計３組のボックス孔形を刻設した２０一ル式
ローラガイドを使用し、ガイドロールの設定条件は本発
明になるガイドと同じにして穿孔圧延した例。

第８図（りは同じく３組の２０一ル式ローラガイドを使
用し、第１ガイドから第３ガイド葦でガイドロール隙を
すべて２１５■とじて穿孔圧延した例である。

第９図は％ＶＲ＝：α・λ・■ｐ（ＶＲ；　ロール周速
、λ；延伸、Ｖｐ；プッシャー速度）で定義される速度
比α＝０．９におけるプッシャー押込みカの測定例を示
したものである。本発明のガイド（ａ）では正常な圧延
が可能であるが、２０一ル式ローラガイドで素材とガイ
ドロールのクリアランスｒｃ　Ｑ（ｂ）にした場合は圧
延が停止し、ガイドロールの抵抗の大きいことが明白で
ある。２０一ル式ローラガイドでもクリアランスを５チ
程度とれば正常な圧延は可能である。

第１０図は、αを変更した場合のプッシャー押込み力を
示したものであるが、ガイドロールの設定条件が同じで
あれば本発明のガイドの方が２０−ル弐ローラガイドよ
りも押込み力が小さくなり。

素材とがイドロールのクリアランスが０でも圧延の停止
は生じない。

第１図は、αを変更した場合の≠３ガイドロールの荷重
を示したものであるが、２０一ル式ローラガイドに比べ
て本発明のガイドの方が荷重が小さく、これからもがイ
ドロールの抵抗が小さいことは明らかである。

第１２図は、α＝１１の場合の穿孔圧延機孔形入口にお
ける素材の断面形状を比較したものである。

本発明のガイドでは目的とする２ｏＲＷｆｎの素材コー
ナＲが得られているが、２０一ル式ローラガイドでは目
的の半分程度のコーナ几しか得られず。

本発明によるガイドのコーナ成形性のすぐれていること
が明らかである。

第１３図は、α＝１１の場合の穿孔圧延機孔形入口にお
ける素材の平均断面寸法を示したものであるが、本発明
によるガイドでは押込みカによる素材の膨みは小さく寸
法の変動も小さい。

第１４図は、α＝１．１の場合の素管外表面の擦り下げ
疵発生本数を示したものであるが１本発明【こよるガイ
ドにはすぐれた素材コーナ成形性があるため、連続鋳造
されたコーナの鋭い素材をそのまま使用しても擦り下げ
疵をほぼ完全に防止することが可能である。

第１５図は、αを変更した場合の素管の平均偏肉率を示
したものである。本発明によるガイドでは。

素材とガイドロールのクリアランスをＯにすることが可
能であるため、２０一ル式ローラガイドに比べて同等か
もしくはそれ以上の偏肉防止効果が得られる。

（発明の効果〕 以上、具体的な実施例を詳細に述べたことから明らかな
ように１本発明によるガイド装置を使用することにより
、従来性なっているオフラインにおけるグラインダ加工
手入れやコーナサイジングミルを必要とすることなく、
連続鋳造素材がそのま１使用できるようになったため工
程の省略や設備の合理化が可能となり、素材費や設備費
が節減できるとともに歩留も向上し、疵のない偏肉の良
好な素管の押込み穿孔圧延が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は四角形断面の素材から円形断面の中空素管を製
造する押込み穿孔圧延の原理を示す説明図、第２図は四
角形断面素材と円形孔形との接触状態を示した正面説明
図、第３図はボックス孔形を刻設した水平２０一ル式コ
ーナサイジングミルを示す説明図、第４図（イ）、（’
）、（ハ）は穿孔圧延機入側の従来の２０−ル弐ローラ
ガイドの配置例を示す全体図、竪ガイドロール図及び水
平カイトロール図、第５図は本発明になるガイドのロー
ル配置図、第６図は本発明になるガイドを複数組使用す
る場合のガイドの配置側図、第７図（イ〕。 （ロ）は２０一ル式ローラガイドと本発明になるカイト
のガイドロールによる四角形断面素材のコーナ成形性の
違いを比較した正面図、第８図は本発明になるガイド装
置を用いて押込み穿孔圧延を行なった場合の具体的な実
施例、およびこれと比較のために従来の２０一ル式ロー
ラガイドを用いた場合の例を示す説明図で、（ａ）は本
発明になるガイド、（ｂ）は２０一ル式ローラガイドで
素材とガイドロールのクリアランスをＯ，（ｃ）は２０
一ル式ローラガイドでクリアランスを５％にしたもので
ある。第９図は本発明によるガイドと従来の２０一ル式
ローラガイドを使用した場合の押込み穿孔圧延における
プッシャー押込み力の測定例を比較したグラフ、第１０
図は押込み穿孔圧延における速度比αとプッシャー押込
み力の関係を示したグラフ、第１１図は押込み穿孔圧延
における≠３ガイドロールの荷重を示したグラフ、第１
２図は穿孔圧延機の孔形入口におけるガイド通過後の素
材断面形状を示す説明図、第１３図は押込み穿孔圧延中
ζこ圧延を停止して測定したＴｏｐからＢｏｉｌでの素
材平均断面寸法を示すグラフ、第１４図は押込み穿孔圧
延後の素管の外表面擦り丁げ疵発生本数を１木発明枦こ
なるガイドと従来の２０−ル弐ローラガイドについて比
較したグラフ、第１５図は押込み穿孔圧延後の素管の平
均偏肉率を、本発明ｔこなるガイドと従来の２０一ル式
ローラガイドについて比較したグラフである。 １は四角形断面素材、２は円形断面の中空素管。 ３は円形孔形を刻設した水平ロール５４はプッシャー、
５は円錐プラグ、６はボックス孔形を刻設した水平ａ−
ル、７はボックス孔形を刻設した竪ガイドロール、８は
ボックス孔形を刻設した水平ガイドロール、９は溝付の
ガイドロール。 特許出願人　代理人 弁理士　矢　葺　知　之 （ほか１名） ｍ　２１＊１ 第３図 第　５図 ｇ１！９　財１ ｑＩｆｌ １１１０１１１ べ 箒１１　図 Ｏ，ソ　１．０　＋、１　１．２　１．３第＋２　！’
４＋ １ｉ１Ｎ４Ｆ４ 第１５図 （Ｊ、’／　１．Ｕ　１．１　１．２　１．３〆

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 それぞれ半円形孔型を刻設された上、下一対の圧延ロー
   ルによって形成される円形バスの中心に。 マンドレルによって支持されるプラグを存在せしめて中
   空断面バスを構成し、この中空断面バス＋９向って角形
   断面を有するビレットを、その軸方向に圧力を加えなが
   ら挿入して丸素管を製造するプレスロール穿孔圧延装置
   において。 前記一対の圧延ロールとプラグによって構成される中空
   断面パスの前段に、圧延方向に垂直な面内における。角
   形断面ビレットの各稜部分に加工を加え、稜部分の急峻
   さを緩和せしめるとともに、前記中空断面パス中心とビ
   レツ、トの断面中心とを一致せしめるべく、圧延方向に
   垂直な面内に少なくとも４箇のロールを配してなるビレ
   ットガイド手段を、穿孔圧延方向ｌこ１以上設けたこと
   を特徴とする押込み穿孔圧延のガイド装置。