JPS6333106A - 鋼管の圧延方法 - 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） この発明は、継目無鋼管の圧延において、その内面性状
を良好にし、かつ管周方向の肉厚の偏りにより、いわゆ
る偏肉を消去する圧延法に関する。

（従来の技術） 一般に継目無鋼管は、熱間押出しあるいは圧延法によっ
て製造される。圧延法においては、例えば傾斜穿孔機、
プラグミル、リーラ、ストレッチレデューサを順次通過
することによって穿孔と延伸が行なわれ製品となる。而
して、継目無鋼管における品質上の要件の一つは、前述
した製品の偏肉を可能な限り小さくすることにあり、も
う一つは内面の疵を防止し、滑らかな内面性状を得るこ
とにある。

もし、偏肉が大きいときには、管の軸方向端部にねじ切
り加工を行うときに正確なねじ切り加工を行ない難いと
いう問題のほか、鋼管の耐圧漬強度の低下、鋼管の熱処
理に際し、断面内における温度０時間関係の不均一さに
起因する製品の材質特性の断面内のバラツキを大きくす
るなどの問題を惹起する。

このような偏肉は、加熱炉内での素材加熱時の偏熱、各
ミルでの内面プラグの偏心、振れ回りによって生じる。

一方、内面性状は、直接製品の品質を決定し、もし所定
以上の深さの疵が生じたときには、不良品として処置さ
れる。この疵も、現在の圧延法においては一面不可避的
でもある。

すなわち、第３版「鉄鉱便覧」第■巻（２）第８５３〜
８７０頁に記載されているような、例えばプラグミルに
おいては、その内部のプラグは激しい圧延による圧力と
熱にさらされるため、特に著しい工具の損耗が生じ、こ
れが材料内面にプリントされ内面疵が発生する。

これら２つの問題に対し、前者は例えば傾斜圧延機によ
る偏肉消去効果に期待する、あるいは加熱炉での偏熱を
防止するなどの方策が採られているが、根本的な解決法
とはならず製品として通常５〜１０％の偏肉が生じてい
るのが実情である。

また後者においても、工具の材質、潤滑剤の改良あるい
はプラグの代わりにマンドレルを用いることなど、ＩＪ
ｌ’酷な条件の緩和手段が採られているが、これも根本
的な解決に至ってはいない。

（発明が解決しようとする問題点） この発明は、従来知られている型式の圧延機では、この
内面風と偏肉の問題を解決することは不可能であり、全
く新しい機構の圧延機の採用によって解決するものであ
る。この圧延法は、これまでの既存のミルの中間に新た
に追加設置あるいは一部を置き換えることによって偏肉
のない、内面風の優れた鋼管の圧延を可能とする。

（問題点を解決するための手段９作用）この発明の要旨
とする処は、中央素管の内部にマンドレルを挿入し、こ
のマンドレルの軸方向にロール軸心を持つ圧延機によっ
て、管の周方向に圧延することを特徴とする圧延方法に
ある。以下に、この発明を説明する。

内面風を悪化させる原因が、内部工具に対する応力的及
び熱的負荷が大きすぎることにあることは、容易に推定
される。即ち、例えばプラグミルにおいては、外面のロ
ールは繰り返し負荷をうけるが、この間冷却も行なわれ
る。しかし内部のプラグは、一本の材料の圧延中冷却さ
れることなく熱負荷にさらされ、また一方的な滑りの状
態にある。従って、この条件の緩和、すなわち、より長
い工具で変形を受は持てば、単位長さ当りの入熱は小さ
くてすみ、また滑りでなく工具を回転させることができ
れば、更に良い。

一方、偏肉の原因も前述したように知られてはいるが、
−互生じた偏肉はそのメタルを周方向に逃す圧延法を採
らない限り、修正できないことも知られている。いわゆ
る傾斜圧延機で内部にプラグを持たない状態で回転させ
る、いわゆる空モミによって幾分修正できることが知ら
れているが、それでもＯにすることはできない、これら
の２つ共に解決する方法は次のような加工法である。

即ち、中空素管の内部にマンドレルを挿入し。

長手方向でなく周方向に圧延できれば、■材料と工具の
メタルフロ一方向が一致し、変形がスムーズになる。

■マンドレルが回転するので変形がスムーズになる。

■相対的にプラグに比べ多くの工具で受持つことになる
ので、入熱が小さくなる。

以上によって工具が損耗することはなくなる。

又、同時に、次のような効果が生じる。

■素管に偏肉があったとき、これを長手方向に同時に圧
下を加えることになるので、メタルフローは周方向に生
じ、すなわち肉厚の大きい部分は外径が大きくなり、偏
肉は矯正される。しかし、偏肉の大きさは変わっても断
面積はほとんど変化していないので、長手方向の外径は
ほぼ一様になる。また若干の外径変化があっても、その
後の工程で一様にすることができる。

しかしながら、このような圧延法の唯一の問題は、一般
にこのような中空素管は５〜２０ｍにも達するので、長
手方向に同時に圧下する設備は実用的ではなくなる。そ
こで、この解決法として圧延を長手方向に分割し１部分
的に圧下を加えてゆく方法を考案した。

第１図で本発明の詳細な説明する。圧延機は、この場合
２ロール１．２で構成され、その中心部にマンドレル３
を挿入した素管４の長手方向の一部を置き、ロールは予
めその隙を開いた状態にある。ロールが回転すると同時
に、ロール隙は所定の位置まで徐々に締められ、材料の
肉厚の大きい部分から周方向への変形が開始される。

このとき、第２図にその原理を示すように、上下面で同
時にロール１．２の圧下が始まるが、その長手方向の位
置は上下で同じでない、従って、マンドレル３は撓もう
とするが、圧下が小さいこと、またその周辺部では逆方
向の力が働くので、全体として同一荷重になる位置で変
形がバランスするので、偏肉は徐々に消去され、最終的
に全断面で一様になる。また、ロールとマンドレルの回
転方向と材料のメタルフローの方向が一致しているため
、これは通常の板圧延と同一状態であり、工具が特に損
耗することはない。

このとき、安定した圧延を行うためロール側に若干の傾
角を持たせ、ロールにもそのマンドレルとの間隔が一定
になるようなプロフィールを持たせる場合もあるし、ま
た若干のロール軸心に傾角を持たせるときもある。拡管
により断面形状が若干いびつになるが、これは後工程で
修正されるので差しつかえない、また、圧延を複数同経
り返すことにより、継ぎ目の形状が一様でなくなる恐れ
があるが、これもロール端に滑らかな段差を設けること
によって変形が徐々に行なわれるようにすれば実際上問
題とならない。

第３図にロール配置の例を示す、２ロール、３ロール、
４ロールが用いられる。圧延の安定のためロール軸心に
対し若干の傾向及びそれに件なラロール隙の変化を補う
ため、ロールにプロフィールを持たせることもある。

第４図に、圧延手順を説明する。素管６に、潤滑剤を塗
布したマンドレルバ−７を挿入し、フィードローラで圧
延機内に移送され、最初の部分が圧延された後、更に材
料はフィードローラあるいはエキストラクトローラで移
送され、次の部分の圧延が行なわれる。全ての圧延が終
了した後マンドレルは引抜かれる。

第５図には他の圧延手順を示す、予めマンドレル７は圧
延機内で待機し、材料はフィードローラによって挿入さ
れ、最初の圧延が始まる。圧延が終了次第、次々に次の
部分が圧延され、終了した＠機外でマンドレルが引抜か
れる。

（実施例） 第６図に、スパイラル状の偏肉のある中空管をプラグミ
ルで圧延した場合と、本発明法を適用したときの製品偏
肉を比較した。本発明法の適用によって偏肉はほぼ０と
なり、また、このとき内面性状は滑らかで、疵の発生は
皆無であった。

（発明の効果） 本発明によって、鋼管の製造において偏肉の少い内面肌
の美麗な鋼管が得られるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による圧延機の構造の一例、第２図は偏
肉矯正の原理図、第３図はロール配置の一例、第４図は
本発明を実施するときの工程図、第５図は本発明の効果
を従来法と比較した。第６図は本発明方法の効果を従来
法と比較して示すグラフである。 １．２・・・Ｌ下ロール、３，７・・・マンドレル１４
．６・・・素管、５・・・圧延機。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）中空素管の内部にマンドレルを挿入し、このマン
   ドレルの軸方向にロール軸心を持つ圧延機によって、管
   の周方向に圧延することを特徴とする圧延方法。
2. （２）圧延機として２ロール、３ロールおよび４ロール
   の圧延機を用いる特許請求の範囲第１項記載の圧延方法
   。
3. （３）管の長手方向の一部を圧延した後、続いて残りの
   部分を圧延する特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
   圧延方法。
4. （４）圧延機を複数台タンデムに並べて圧延する特許請
   求の範囲第１項〜第３項のいずれか１項記載の圧延方法
   。