JPS6111122B2 - - Google Patents
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- JPS6111122B2 JPS6111122B2 JP11436382A JP11436382A JPS6111122B2 JP S6111122 B2 JPS6111122 B2 JP S6111122B2 JP 11436382 A JP11436382 A JP 11436382A JP 11436382 A JP11436382 A JP 11436382A JP S6111122 B2 JPS6111122 B2 JP S6111122B2
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- Japan
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- hollow
- outer diameter
- wall thickness
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B19/00—Tube-rolling by rollers arranged outside the work and having their axes not perpendicular to the axis of the work
- B21B19/02—Tube-rolling by rollers arranged outside the work and having their axes not perpendicular to the axis of the work the axes of the rollers being arranged essentially diagonally to the axis of the work, e.g. "cross" tube-rolling ; Diescher mills, Stiefel disc piercers or Stiefel rotary piercers
- B21B19/06—Rolling hollow basic material, e.g. Assel mills
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B19/00—Tube-rolling by rollers arranged outside the work and having their axes not perpendicular to the axis of the work
- B21B19/02—Tube-rolling by rollers arranged outside the work and having their axes not perpendicular to the axis of the work the axes of the rollers being arranged essentially diagonally to the axis of the work, e.g. "cross" tube-rolling ; Diescher mills, Stiefel disc piercers or Stiefel rotary piercers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
- B21B1/16—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling wire rods, bars, merchant bars, rounds wire or material of like small cross-section
- B21B1/20—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling wire rods, bars, merchant bars, rounds wire or material of like small cross-section in a non-continuous process,(e.g. skew rolling, i.e. planetary cross rolling)
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
Description
本発明は中空棒材の製造方法に関するものであ
る。 なおここに中空棒材とは一般の棒鋼圧延工場で
製造されている超厚肉の中空棒状体を総称するも
のとし、その寸法例を示せば現今のマンドレルミ
ル工場における継目無管としての製造が不可能と
される肉厚／外径比（以下単にＴ／Ｄという）が
25〜30％以上（外径自体に制限はない）の中空棒
状体であつて、例えば油井用ドリルカラーの加工
素材として用いられるもの等を含むものとする。 この種の中空棒材は従来第６図に示す如く次の
ような工程で製造されていた。第６図は従来にお
ける中空棒材の製造工程を示す模式図であり、先
ず第６図イに示す如く鋼片B1を圧延機３１に通
して所要寸法仕様の角ビレツトB2を得、この角
ビレツトB2の中心部に第６図ロに示す如くドリ
ル３２を用いて穿孔し、角形の中空素材B3を製
作し、次いでこれに第６図ハに示す如くマンガン
鋼製の芯金３３を挿通し、この状態で第６図ニに
示す如く加熱炉３４にて所要温度に加熱した後、
第６図ホに示す如く孔型ロール３５ａを有する10
数段のスタンド列からなる連続式棒鋼圧延機３５
に通して中空素材B3をその外径、肉厚が目標値
に一致するよう仕上げ、第６図ヘに示す如く芯金
３３を抜き取つてこれを定尺切断し、次いで第６
図トに示す如く矯正機３６にて曲り矯正を施し、
成品としての中空棒材B4を得ている。 ところでこのような従来の製造方法にあつては
次のような問題点があつた。即ち、(1)中空素材
B3内に内面規制工具たる芯金３３を挿入介在せ
しめた状態で圧延するが、芯金３３自体も塑性変
形するため成品の真円度が悪く偏肉の発生を避け
難いこと、(2)内径のばらつきが大きく、従つてま
た当然肉厚もばらつき全体としての寸法精度が低
いこと、(3)芯金３３は塑性変形するため使い捨て
られることとなり、工具原単位が高く不経済であ
ること、等である。このような従来方法における
問題点のうち、芯金の使用のため工具原単位が高
いという欠点の解消を図つたものとして従来次の
ような中空棒材の製造方法が提案されている。即
ち、先ずプレスピアシングミルを用いてブルーム
に穿孔を行い、次いでこの中空素材を内面規制工
具たる芯金を用いることなく、オーバルラウンド
型の孔型ロールを水平−垂直交互に配した連続式
圧延機に通して絞り圧延する方法である（特開昭
55−114407号）。 しかしこの方法も本発明者等の実験によると、
孔型ロールを用いた２段ロール式の圧延機列では
十分な真円度を確保することは極めて難しいこと
が確認されている。なお同じ孔型ロールを用いる
３方ロール式の圧延機列では２段ロール式の場合
に比較して真円度は良好となるが、これにも一定
の限界があることも確認された。 本発明はかかる事情に鑑みなされたものであつ
て、その目的とするところは３個又は４個のコー
ン型ロールを有する傾斜圧延機を用いて、中空素
材をその外径、肉厚を共に減じる延伸圧延を行う
ことによつて内面規制工具を用いる必要がなく、
しかも外径、肉厚ともに大幅な寸法精度の向上を
図り得るようにした中空棒材の製造方法を提供す
るにある。 本発明に係る丸棒材に機械加工又は塑性加工に
より穿孔して得た肉厚／外径比が25％以上の中空
素材を、内面規制工具を用いることなく、目標と
する仕上外径、肉厚に応じて交叉角、傾斜角が調
節可能な３個又は４個のコーン型ロールを有する
交叉型の傾斜圧延機に通し、その外径を減じると
同時に肉厚をも減じて目標値に仕上げる延伸圧延
工程を含むことを特徴とする。 なお、上述した如き本発明とはその技術内容を
全く異にするが、加工対象域が相近接している方
法として本発明の発明者の１人の発明に係り、既
に本出願人により、出願を行なつている継目無管
の製造方法がある（特願昭56−22540号）ので、
この方法と本発明方法との基本的な技術的相違点
につき触れておくこととする。この既出願の発明
の要旨は、パスライン周りに臨んで３又は４個の
ロールが配設され、その軸心線は、同側の軸端が
周方向の同じ側に向くよう傾斜せしめられ、且つ
同側の軸端が前記パスライン側に向けて接近又は
離反するよう傾斜（交叉）せしめ得るようにした
交叉型の傾斜圧延機により、内面規制工具を用い
ることなく素管の外径に絞り加工を施す工程を含
むことを特徴とする継目無金属管の製造方法にあ
る。 即ち、素管の外径をその肉厚が増すよう絞つた
とき、増肉の程度は素管に偏肉が存する場合、厚
肉部分よりも薄肉部分の方が増肉割合が大きいこ
とを利用して偏肉の矯正を行う方法である。ただ
この方法は本発明者等の実験に依れば上述した如
き矯正効果が得られる範囲はＴ／Ｄが25〜30％以
下の範囲内であつて、これを越える範囲では仮令
従来技術をそのまま適用したとしても外径の絞り
加工によつて肉厚を増大せしめることは物理的に
不可能であることが確認された。このことは既出
願の技術の適用対象は自ずからＴ／Ｄ＝25〜30％
以下であることを意味する。これに対し本発明の
適用対象はこれと逆に外径、肉厚をともに減じ得
るＴ／Ｄ＝25％以上、望ましくは30％以上を適用
対象とすること、また既出願の技術は肉厚につい
てはこれを増肉する絞り圧延加工を施すものであ
るのに対し、本発明方法は外径は勿論、肉厚もこ
れを減ずる所謂延伸圧延加工を施すものであるこ
とから両者はその技術内容を全く異にするもので
あることが解る。 以下本発明をその実施状態を示す図面に基いて
具体的に説明する。第１図は本発明に係る中空棒
材の製造方法（以下本発明方法という）をその工
程順に示す模式図であり、先ず第１図イに示す如
き所要直径の丸棒材A1（丸鋼片でもよい）を用
意し、これを第１図ロに示す如くドリル１を用い
て機械加工により穿孔して中空素材A2を形成
し、この中空素材A2を第１図ハに示す如く所要
温度に加熱し、第１図ニに示す如く傾斜圧延機４
による延伸圧延を行うか、又は用意した丸棒材
A1を先ず第１図ロ′に示す如く加熱炉２にて塑性
加工に適した所要温度に加熱し、第１図ハ′に示
す如く加熱した丸棒材A1を押出機３を用いてそ
の中心部に穿孔して中空素材A2を形成し、これ
に上記第１図ニに示す如く傾斜圧延機４による延
伸圧延を施した後定尺切断して中空棒材A3を得
る。傾斜圧延機４は第２図イ，ロ，ハに示す如く
構成されている。第２図イは傾斜圧延機４にて中
空素材A2を延伸圧延中の状態を示す中空素材の
入側から見た模式的正面図、第２図ロは同じく第
２図イのロ−ロ線による断面図、第２図ハは同じ
く第２図イのハ−ハ線による側面図であり、ロー
ル４１はいずれも軸線方向の一端部近くにゴージ
部４１ａを備え、このゴージ部４１ａを境いに軸
線方向の一端側には軸端に向けて漸次直径を縮小
され、また他端側は軸端に向けて漸次直径を拡大
されて円錐台状をなす入口面４１ｂ、出口面４１
ｃを備えたコーン型として構成されている。各ロ
ール４１はいずれもその入口面４１ｂ側を中空素
材A2の移動方向上流側に位置させた状態であつ
て、且つ軸心線Ｙ−Ｙとゴージ部４１ａを夫々含
む平面との交点Ｏ（以下ロール設定中心という）
を中空素材A2のパスラインＸ−Ｘと直交する同
一平面上に位置させてパスラインＸ−Ｘの周りに
略等間隔に配設され夫々両端の軸部４１ｄ，４１
ｅを図示しない軸受に支持された状態でその軸心
線Ｙ−Ｙが設定中心Ｏを中心にして中空素材A2
のパスラインＸ−Ｘとの関係において、第２図ロ
に示す如く平面視的に前端部、即ち前方の軸端が
パスラインＸ−Ｘに向けて接近するよう所要角度
γ（以下交叉角という）だけ交叉せしめられ、且
つ側面視的には第２図ハに示す如く、前方の軸端
が中空素材A2の周方向の同じ側に向けて所要角
度β（以下傾斜角という）だけ傾斜せしめられて
配設されている。 各ロール４１はいずれも図示しない駆動源に連
結されており、第２図イに示す如く矢符方向に回
転駆動され、これら各ロール４１間に噛み込まれ
た中空素材A2は軸心線回りに回転駆動されつつ
パスライン方向に移動される、所謂螺進移動せし
められつつ外径と同時に肉厚を減じつつ高圧下で
延伸圧延される。第３図イ，ロ，ハは本発明にお
いて用いる延伸圧延工程及びこれに用いる傾斜圧
延機の別の構成を示しており、第３図イは圧延機
出側から見たその模式的正面図、第３図ロは第３
図イのロ−ロ線による模式的断面図、第３図ハは
第３図ロのハ−ハ線による模式的側面図であり、
図中５１はいずれも圧延用のロールを示してい
る。ロール５１それ自体の構成は前記第２図イ，
ロ，ハに示す実施態様と実質上同じであり、中空
素材A2の移動方向に対する姿勢は逆向きとなつ
ている。即ちロール５１はいずれも軸線方向の一
端部近くにゴージ部４１ａを備え、このゴージ部
５１ａの周りに軸線方向の一端側には軸端に向け
て漸次直径を縮小され、また他端側は軸端に向け
て漸次直径を拡大されて円錐台状をなす出口面５
１ｃ、入口面５１ｂを備えたコーン型として構成
されている。各ロール５１はいずれもその入口面
５１ｂ側を中空素材A2の移動方向上流側に位置
させた状態でロール設定中心Ｏを中空素材A2の
パスラインＸ−Ｘと直交する同一平面上に位置さ
せ、パスラインＸ−Ｘの周りに略等間隔に配設さ
れている。そして各ロール５１の軸心線Ｙ−Ｙは
設定中心Ｏを中心として第３図ロに示す如く平面
視的に後端部がパスラインＸ−Ｘから離反するよ
う交叉角γ、また第３図ハに示す如く前方の軸端
が中空素材A2の同方向の同じ側に向けて傾斜角
βだけ傾斜せしめて配設されている。 なお第３図イ，ロ，ハに示す傾斜圧延機のロー
ル５１の交叉角γは第２図ロに明らかな如く中空
素材A2のパスラインＸ−Ｘに対する角と第３図
ロに示す中空素材A2のパスラインＸ−Ｘに対す
る角度とは逆向きとなつているから、前者の場合
を正（γ＞０）、後者の場合を負（γ＜０）とす
る。 上述した交叉角、傾斜角は製品たる中空棒材の
内径と密接な関係があり、交叉角、傾斜角と内径
との関係を予め求めておき、目標値に応じて適宜
に設定制御すればよい。交叉角、傾斜角の設定手
段については特に限定するものではなく、従来よ
り用いられている構成をそのまま、又は設定範囲
を大きくとれるよう適宜の改良を加えて採用すれ
ばよい。交叉角、傾斜角と孔径との関係について
その一例を示すと第４図イ，ロ，ハに示す如くで
ある。 第４図イ，ロ，ハはいずれも横軸に圧延前の中
空素材の孔径mmを、また縦軸に圧延後の素材の孔
径mmをとつて示してある。なお交叉角γは第４図
イについては９゜、第４図ロについては０゜、第
４図ハについては−９゜に設定し、一方傾斜角は
夫々、３゜、５゜、７゜、９゜、11゜、13゜の６
段階に変化させた。傾斜圧延機はいずれもコーン
型の３ロール式のものであつて、ロールの材質は
SCM、ゴージ部直径は205mmのものを用いた。ま
た供試材たる丸鋼材としてはS45C炭素鋼を供試
材とし、直径70mm、長さ300mmのものを用い、こ
れらに夫々、中心に直径８mm、10mm、12mm、14
mm、16mm、18mmの孔を機械加工により穿孔して中
空素材とし、これを芯金等の内面規制工具を用い
ることなく外径：30mmφにすべく交叉角、傾斜角
を調節された３ロールの交叉型の傾斜圧延機にて
加熱温度1200℃で延伸圧延し、圧延前後の孔径を
検出した。 このグラフから明らかな如く、中空素材と圧延
後のものとを比較してみると外径、肉厚ともに減
少せしめられていること、また交叉角はその値γ
＝９゜、０゜、−９゜のいずれにおいても孔径の
縮小効果があらわれるが、その縮小効果はγ＝９
゜で最大となつていること、更に交叉角を一定と
して傾斜角を変化させた場合にも、孔径が変化し
ていることから、交叉角、傾斜角を夫々適切に設
定制御することによつて、孔径の制御が可能であ
ることが解る。 次に本発明方法と従来方法との比較試験結果に
ついて説明する。 ここに本発明方法としてはS45C丸棒鋼を供試
材とし、これを機械加工によつて穿孔し、中空素
材を得、これを加熱炉にて1200℃に加熱しこれを
第２図イ，ロ，ハに示す如き、交叉角が３％（γ
＝３゜）、傾斜角が４゜（β＝４゜）に設定され
た３ロールの交叉型の傾斜圧延機を用いて延伸圧
延を行つて中空棒材を製造する方法を用い、また
従来方法としてはS45C丸ビレツトの中心にドリ
ルを用いて穿孔し、中空素材内にマンガン鋼製の
芯金を装入し、これをオーバルラウンド孔型ロー
ルを水平−垂直交互に配した連続式の棒鋼圧延機
により圧延して中空棒材を得る方法を用いた。 中空素材としては外径110mm、内径30mmのもの
を用い、これを外径33mm、内径11mmを目標値とし
て圧延し、圧延後の中空棒材の外径、内径及びそ
の真円度、偏肉を検出した。結果は表１に示すと
おりである。なお本発明方法によつて得た中空棒
材の断面は第５図イに、また従来方法によつて得
た中空棒材の断面は第５図ロに示すとおりであ
る。
る。 なおここに中空棒材とは一般の棒鋼圧延工場で
製造されている超厚肉の中空棒状体を総称するも
のとし、その寸法例を示せば現今のマンドレルミ
ル工場における継目無管としての製造が不可能と
される肉厚／外径比（以下単にＴ／Ｄという）が
25〜30％以上（外径自体に制限はない）の中空棒
状体であつて、例えば油井用ドリルカラーの加工
素材として用いられるもの等を含むものとする。 この種の中空棒材は従来第６図に示す如く次の
ような工程で製造されていた。第６図は従来にお
ける中空棒材の製造工程を示す模式図であり、先
ず第６図イに示す如く鋼片B1を圧延機３１に通
して所要寸法仕様の角ビレツトB2を得、この角
ビレツトB2の中心部に第６図ロに示す如くドリ
ル３２を用いて穿孔し、角形の中空素材B3を製
作し、次いでこれに第６図ハに示す如くマンガン
鋼製の芯金３３を挿通し、この状態で第６図ニに
示す如く加熱炉３４にて所要温度に加熱した後、
第６図ホに示す如く孔型ロール３５ａを有する10
数段のスタンド列からなる連続式棒鋼圧延機３５
に通して中空素材B3をその外径、肉厚が目標値
に一致するよう仕上げ、第６図ヘに示す如く芯金
３３を抜き取つてこれを定尺切断し、次いで第６
図トに示す如く矯正機３６にて曲り矯正を施し、
成品としての中空棒材B4を得ている。 ところでこのような従来の製造方法にあつては
次のような問題点があつた。即ち、(1)中空素材
B3内に内面規制工具たる芯金３３を挿入介在せ
しめた状態で圧延するが、芯金３３自体も塑性変
形するため成品の真円度が悪く偏肉の発生を避け
難いこと、(2)内径のばらつきが大きく、従つてま
た当然肉厚もばらつき全体としての寸法精度が低
いこと、(3)芯金３３は塑性変形するため使い捨て
られることとなり、工具原単位が高く不経済であ
ること、等である。このような従来方法における
問題点のうち、芯金の使用のため工具原単位が高
いという欠点の解消を図つたものとして従来次の
ような中空棒材の製造方法が提案されている。即
ち、先ずプレスピアシングミルを用いてブルーム
に穿孔を行い、次いでこの中空素材を内面規制工
具たる芯金を用いることなく、オーバルラウンド
型の孔型ロールを水平−垂直交互に配した連続式
圧延機に通して絞り圧延する方法である（特開昭
55−114407号）。 しかしこの方法も本発明者等の実験によると、
孔型ロールを用いた２段ロール式の圧延機列では
十分な真円度を確保することは極めて難しいこと
が確認されている。なお同じ孔型ロールを用いる
３方ロール式の圧延機列では２段ロール式の場合
に比較して真円度は良好となるが、これにも一定
の限界があることも確認された。 本発明はかかる事情に鑑みなされたものであつ
て、その目的とするところは３個又は４個のコー
ン型ロールを有する傾斜圧延機を用いて、中空素
材をその外径、肉厚を共に減じる延伸圧延を行う
ことによつて内面規制工具を用いる必要がなく、
しかも外径、肉厚ともに大幅な寸法精度の向上を
図り得るようにした中空棒材の製造方法を提供す
るにある。 本発明に係る丸棒材に機械加工又は塑性加工に
より穿孔して得た肉厚／外径比が25％以上の中空
素材を、内面規制工具を用いることなく、目標と
する仕上外径、肉厚に応じて交叉角、傾斜角が調
節可能な３個又は４個のコーン型ロールを有する
交叉型の傾斜圧延機に通し、その外径を減じると
同時に肉厚をも減じて目標値に仕上げる延伸圧延
工程を含むことを特徴とする。 なお、上述した如き本発明とはその技術内容を
全く異にするが、加工対象域が相近接している方
法として本発明の発明者の１人の発明に係り、既
に本出願人により、出願を行なつている継目無管
の製造方法がある（特願昭56−22540号）ので、
この方法と本発明方法との基本的な技術的相違点
につき触れておくこととする。この既出願の発明
の要旨は、パスライン周りに臨んで３又は４個の
ロールが配設され、その軸心線は、同側の軸端が
周方向の同じ側に向くよう傾斜せしめられ、且つ
同側の軸端が前記パスライン側に向けて接近又は
離反するよう傾斜（交叉）せしめ得るようにした
交叉型の傾斜圧延機により、内面規制工具を用い
ることなく素管の外径に絞り加工を施す工程を含
むことを特徴とする継目無金属管の製造方法にあ
る。 即ち、素管の外径をその肉厚が増すよう絞つた
とき、増肉の程度は素管に偏肉が存する場合、厚
肉部分よりも薄肉部分の方が増肉割合が大きいこ
とを利用して偏肉の矯正を行う方法である。ただ
この方法は本発明者等の実験に依れば上述した如
き矯正効果が得られる範囲はＴ／Ｄが25〜30％以
下の範囲内であつて、これを越える範囲では仮令
従来技術をそのまま適用したとしても外径の絞り
加工によつて肉厚を増大せしめることは物理的に
不可能であることが確認された。このことは既出
願の技術の適用対象は自ずからＴ／Ｄ＝25〜30％
以下であることを意味する。これに対し本発明の
適用対象はこれと逆に外径、肉厚をともに減じ得
るＴ／Ｄ＝25％以上、望ましくは30％以上を適用
対象とすること、また既出願の技術は肉厚につい
てはこれを増肉する絞り圧延加工を施すものであ
るのに対し、本発明方法は外径は勿論、肉厚もこ
れを減ずる所謂延伸圧延加工を施すものであるこ
とから両者はその技術内容を全く異にするもので
あることが解る。 以下本発明をその実施状態を示す図面に基いて
具体的に説明する。第１図は本発明に係る中空棒
材の製造方法（以下本発明方法という）をその工
程順に示す模式図であり、先ず第１図イに示す如
き所要直径の丸棒材A1（丸鋼片でもよい）を用
意し、これを第１図ロに示す如くドリル１を用い
て機械加工により穿孔して中空素材A2を形成
し、この中空素材A2を第１図ハに示す如く所要
温度に加熱し、第１図ニに示す如く傾斜圧延機４
による延伸圧延を行うか、又は用意した丸棒材
A1を先ず第１図ロ′に示す如く加熱炉２にて塑性
加工に適した所要温度に加熱し、第１図ハ′に示
す如く加熱した丸棒材A1を押出機３を用いてそ
の中心部に穿孔して中空素材A2を形成し、これ
に上記第１図ニに示す如く傾斜圧延機４による延
伸圧延を施した後定尺切断して中空棒材A3を得
る。傾斜圧延機４は第２図イ，ロ，ハに示す如く
構成されている。第２図イは傾斜圧延機４にて中
空素材A2を延伸圧延中の状態を示す中空素材の
入側から見た模式的正面図、第２図ロは同じく第
２図イのロ−ロ線による断面図、第２図ハは同じ
く第２図イのハ−ハ線による側面図であり、ロー
ル４１はいずれも軸線方向の一端部近くにゴージ
部４１ａを備え、このゴージ部４１ａを境いに軸
線方向の一端側には軸端に向けて漸次直径を縮小
され、また他端側は軸端に向けて漸次直径を拡大
されて円錐台状をなす入口面４１ｂ、出口面４１
ｃを備えたコーン型として構成されている。各ロ
ール４１はいずれもその入口面４１ｂ側を中空素
材A2の移動方向上流側に位置させた状態であつ
て、且つ軸心線Ｙ−Ｙとゴージ部４１ａを夫々含
む平面との交点Ｏ（以下ロール設定中心という）
を中空素材A2のパスラインＸ−Ｘと直交する同
一平面上に位置させてパスラインＸ−Ｘの周りに
略等間隔に配設され夫々両端の軸部４１ｄ，４１
ｅを図示しない軸受に支持された状態でその軸心
線Ｙ−Ｙが設定中心Ｏを中心にして中空素材A2
のパスラインＸ−Ｘとの関係において、第２図ロ
に示す如く平面視的に前端部、即ち前方の軸端が
パスラインＸ−Ｘに向けて接近するよう所要角度
γ（以下交叉角という）だけ交叉せしめられ、且
つ側面視的には第２図ハに示す如く、前方の軸端
が中空素材A2の周方向の同じ側に向けて所要角
度β（以下傾斜角という）だけ傾斜せしめられて
配設されている。 各ロール４１はいずれも図示しない駆動源に連
結されており、第２図イに示す如く矢符方向に回
転駆動され、これら各ロール４１間に噛み込まれ
た中空素材A2は軸心線回りに回転駆動されつつ
パスライン方向に移動される、所謂螺進移動せし
められつつ外径と同時に肉厚を減じつつ高圧下で
延伸圧延される。第３図イ，ロ，ハは本発明にお
いて用いる延伸圧延工程及びこれに用いる傾斜圧
延機の別の構成を示しており、第３図イは圧延機
出側から見たその模式的正面図、第３図ロは第３
図イのロ−ロ線による模式的断面図、第３図ハは
第３図ロのハ−ハ線による模式的側面図であり、
図中５１はいずれも圧延用のロールを示してい
る。ロール５１それ自体の構成は前記第２図イ，
ロ，ハに示す実施態様と実質上同じであり、中空
素材A2の移動方向に対する姿勢は逆向きとなつ
ている。即ちロール５１はいずれも軸線方向の一
端部近くにゴージ部４１ａを備え、このゴージ部
５１ａの周りに軸線方向の一端側には軸端に向け
て漸次直径を縮小され、また他端側は軸端に向け
て漸次直径を拡大されて円錐台状をなす出口面５
１ｃ、入口面５１ｂを備えたコーン型として構成
されている。各ロール５１はいずれもその入口面
５１ｂ側を中空素材A2の移動方向上流側に位置
させた状態でロール設定中心Ｏを中空素材A2の
パスラインＸ−Ｘと直交する同一平面上に位置さ
せ、パスラインＸ−Ｘの周りに略等間隔に配設さ
れている。そして各ロール５１の軸心線Ｙ−Ｙは
設定中心Ｏを中心として第３図ロに示す如く平面
視的に後端部がパスラインＸ−Ｘから離反するよ
う交叉角γ、また第３図ハに示す如く前方の軸端
が中空素材A2の同方向の同じ側に向けて傾斜角
βだけ傾斜せしめて配設されている。 なお第３図イ，ロ，ハに示す傾斜圧延機のロー
ル５１の交叉角γは第２図ロに明らかな如く中空
素材A2のパスラインＸ−Ｘに対する角と第３図
ロに示す中空素材A2のパスラインＸ−Ｘに対す
る角度とは逆向きとなつているから、前者の場合
を正（γ＞０）、後者の場合を負（γ＜０）とす
る。 上述した交叉角、傾斜角は製品たる中空棒材の
内径と密接な関係があり、交叉角、傾斜角と内径
との関係を予め求めておき、目標値に応じて適宜
に設定制御すればよい。交叉角、傾斜角の設定手
段については特に限定するものではなく、従来よ
り用いられている構成をそのまま、又は設定範囲
を大きくとれるよう適宜の改良を加えて採用すれ
ばよい。交叉角、傾斜角と孔径との関係について
その一例を示すと第４図イ，ロ，ハに示す如くで
ある。 第４図イ，ロ，ハはいずれも横軸に圧延前の中
空素材の孔径mmを、また縦軸に圧延後の素材の孔
径mmをとつて示してある。なお交叉角γは第４図
イについては９゜、第４図ロについては０゜、第
４図ハについては−９゜に設定し、一方傾斜角は
夫々、３゜、５゜、７゜、９゜、11゜、13゜の６
段階に変化させた。傾斜圧延機はいずれもコーン
型の３ロール式のものであつて、ロールの材質は
SCM、ゴージ部直径は205mmのものを用いた。ま
た供試材たる丸鋼材としてはS45C炭素鋼を供試
材とし、直径70mm、長さ300mmのものを用い、こ
れらに夫々、中心に直径８mm、10mm、12mm、14
mm、16mm、18mmの孔を機械加工により穿孔して中
空素材とし、これを芯金等の内面規制工具を用い
ることなく外径：30mmφにすべく交叉角、傾斜角
を調節された３ロールの交叉型の傾斜圧延機にて
加熱温度1200℃で延伸圧延し、圧延前後の孔径を
検出した。 このグラフから明らかな如く、中空素材と圧延
後のものとを比較してみると外径、肉厚ともに減
少せしめられていること、また交叉角はその値γ
＝９゜、０゜、−９゜のいずれにおいても孔径の
縮小効果があらわれるが、その縮小効果はγ＝９
゜で最大となつていること、更に交叉角を一定と
して傾斜角を変化させた場合にも、孔径が変化し
ていることから、交叉角、傾斜角を夫々適切に設
定制御することによつて、孔径の制御が可能であ
ることが解る。 次に本発明方法と従来方法との比較試験結果に
ついて説明する。 ここに本発明方法としてはS45C丸棒鋼を供試
材とし、これを機械加工によつて穿孔し、中空素
材を得、これを加熱炉にて1200℃に加熱しこれを
第２図イ，ロ，ハに示す如き、交叉角が３％（γ
＝３゜）、傾斜角が４゜（β＝４゜）に設定され
た３ロールの交叉型の傾斜圧延機を用いて延伸圧
延を行つて中空棒材を製造する方法を用い、また
従来方法としてはS45C丸ビレツトの中心にドリ
ルを用いて穿孔し、中空素材内にマンガン鋼製の
芯金を装入し、これをオーバルラウンド孔型ロー
ルを水平−垂直交互に配した連続式の棒鋼圧延機
により圧延して中空棒材を得る方法を用いた。 中空素材としては外径110mm、内径30mmのもの
を用い、これを外径33mm、内径11mmを目標値とし
て圧延し、圧延後の中空棒材の外径、内径及びそ
の真円度、偏肉を検出した。結果は表１に示すと
おりである。なお本発明方法によつて得た中空棒
材の断面は第５図イに、また従来方法によつて得
た中空棒材の断面は第５図ロに示すとおりであ
る。
【表】
この表１及び第５図イ，ロから明らかな如く本
発明方法に依つた場合は外径、肉厚、ともに従来
方法に比較して飛躍的に向上していることが解
る。 以上の如く本発明方法にあつては中空素材を内
面規制具を用いることなく目標値に応じ交叉角、
傾斜角を調節した３個又は４個のコーン型ロール
を有する傾斜圧延機にて外径、肉厚をともに減じ
るべく延伸圧延を行うこととしているから、外
径、肉厚のばらつきが少なく、成品の寸法精度が
著しく向上し、また内面規制工具を用いないため
に工具単位が低く、更に交叉角、傾斜角の操作に
よつて内径を広範囲にわたつて制御することが可
能となり、全体の設備費も安価であるなど、本発
明は優れた効果を奏するものである。 なお、上述の実施例はハウジングが固定で、材
料が回転する構成の場合であるが、これに限らず
例えばハウジングが回転し、材料が回転しない構
成の場合にも適用して同様の効果が得られるもの
である。
発明方法に依つた場合は外径、肉厚、ともに従来
方法に比較して飛躍的に向上していることが解
る。 以上の如く本発明方法にあつては中空素材を内
面規制具を用いることなく目標値に応じ交叉角、
傾斜角を調節した３個又は４個のコーン型ロール
を有する傾斜圧延機にて外径、肉厚をともに減じ
るべく延伸圧延を行うこととしているから、外
径、肉厚のばらつきが少なく、成品の寸法精度が
著しく向上し、また内面規制工具を用いないため
に工具単位が低く、更に交叉角、傾斜角の操作に
よつて内径を広範囲にわたつて制御することが可
能となり、全体の設備費も安価であるなど、本発
明は優れた効果を奏するものである。 なお、上述の実施例はハウジングが固定で、材
料が回転する構成の場合であるが、これに限らず
例えばハウジングが回転し、材料が回転しない構
成の場合にも適用して同様の効果が得られるもの
である。
第１図は本発明方法をその工程順に示した模式
図、第２図イは本発明方法の実施に用いる傾斜圧
延機の模式的正面図、第２図ロは第２図イのロ−
ロ線による模式的断面図、第２図ハは第２図ロの
ハ−ハ線による模式的側面図、第３図イは本発明
方法の実施に用いる他の傾斜圧延機の模式的正面
図、第３図ロは第３図イのロ−ロ線による模式的
断面図、第３図ハは第３図ロのハ−ハ線による模
式的側面図、第４図イ，ロ，ハは交叉角、傾斜角
と中空棒材の孔径との関係を示すグラフ、第５図
イは本発明方法によつて得た中空棒材の断面図、
第５図ロは従来方法によつて得た中空棒材の断面
図、第６図は従来方法をその工程順に示す模式図
である。 １……ドリル、２……加熱炉、３……押出機、
４……傾斜圧延機、４１……ロール、４１ａ……
ゴージ部、４１ｂ……入口面、４１ｃ……出口
面、５１……ロール、５１ａ……ゴージ部、５１
ｂ……入口面、５１ｃ……出口面。
図、第２図イは本発明方法の実施に用いる傾斜圧
延機の模式的正面図、第２図ロは第２図イのロ−
ロ線による模式的断面図、第２図ハは第２図ロの
ハ−ハ線による模式的側面図、第３図イは本発明
方法の実施に用いる他の傾斜圧延機の模式的正面
図、第３図ロは第３図イのロ−ロ線による模式的
断面図、第３図ハは第３図ロのハ−ハ線による模
式的側面図、第４図イ，ロ，ハは交叉角、傾斜角
と中空棒材の孔径との関係を示すグラフ、第５図
イは本発明方法によつて得た中空棒材の断面図、
第５図ロは従来方法によつて得た中空棒材の断面
図、第６図は従来方法をその工程順に示す模式図
である。 １……ドリル、２……加熱炉、３……押出機、
４……傾斜圧延機、４１……ロール、４１ａ……
ゴージ部、４１ｂ……入口面、４１ｃ……出口
面、５１……ロール、５１ａ……ゴージ部、５１
ｂ……入口面、５１ｃ……出口面。
Claims (1)
- １ 丸棒材に機械加工又は塑性加工により穿孔し
て得た肉厚／外径比が25％以上の中空素材を、内
面規制工具を用いることなく、目標とする仕上外
径、肉厚に応じて交叉角、傾斜角が調節可能な３
個又は４個のコーン型ロールを有する交叉型の傾
斜圧延機に通し、その外径を減じると同時に肉厚
をも減じて目標値に仕上げる延伸圧延工程を含む
ことを特徴とする中空棒材の製造方法。
Priority Applications (11)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11436382A JPS594905A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 中空棒材の製造方法 |
| AU16287/83A AU564031B2 (en) | 1982-06-30 | 1983-06-27 | Manufacturing hollow rods |
| DE3323221A DE3323221C3 (de) | 1982-06-30 | 1983-06-28 | Verfahren und Vorrichtung zum Längen von Rohrluppen |
| US06/508,718 US4510787A (en) | 1982-06-30 | 1983-06-28 | Method of manufacturing hollow rods |
| AT0239283A AT393805B (de) | 1982-06-30 | 1983-06-29 | Verfahren zur herstellung von gestaengerohren und dorn- oder stopfenloses schraegwalzgeruest zur durchfuehrung des verfahrens |
| CA000431445A CA1214952A (en) | 1982-06-30 | 1983-06-29 | Method of manufacturing hollow rods |
| SE8303710A SE450874B (sv) | 1982-06-30 | 1983-06-29 | Sett att framstella halade stenger |
| FR8310743A FR2529482B1 (fr) | 1982-06-30 | 1983-06-29 | Procede de fabrication de tiges creuses |
| IT67713/83A IT1203829B (it) | 1982-06-30 | 1983-06-29 | Procedimento di fabbricazione di barre cave particolarmente del tipo utilizzato per realizzare collari di trivelle per pozzi di petrolio |
| BE0/211095A BE897181A (fr) | 1982-06-30 | 1983-06-30 | Procede de fabrication de tiges creuses |
| GB08317787A GB2124118B (en) | 1982-06-30 | 1983-06-30 | Method of manufacturing hollow rods |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11436382A JPS594905A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 中空棒材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS594905A JPS594905A (ja) | 1984-01-11 |
| JPS6111122B2 true JPS6111122B2 (ja) | 1986-04-01 |
Family
ID=14635842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11436382A Granted JPS594905A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 中空棒材の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS594905A (ja) |
| BE (1) | BE897181A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2561950B1 (fr) * | 1984-03-28 | 1987-11-13 | Vallourec | Procede de reglage d'un laminoir a cylindres obliques et laminoir pour la mise en oeuvre de ce procede |
| US5699690A (en) * | 1995-06-19 | 1997-12-23 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Method and apparatus for manufacturing hollow steel bars |
| EP3120942B8 (en) * | 2014-03-19 | 2019-09-04 | Nippon Steel Corporation | Method for producing seamless metal pipe |
-
1982
- 1982-06-30 JP JP11436382A patent/JPS594905A/ja active Granted
-
1983
- 1983-06-30 BE BE0/211095A patent/BE897181A/fr not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BE897181A (fr) | 1983-10-17 |
| JPS594905A (ja) | 1984-01-11 |
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