WO2006104146A1 - マンドレルミルによる延伸圧延方法 - Google Patents

マンドレルミルによる延伸圧延方法 Download PDF

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Sumitomo Metal Industries Ltd
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    • B21B17/04—Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling with mandrel, i.e. the mandrel rod contacts the rolled tube over the rod length in a continuous process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
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    • B21B27/02—Shape or construction of rolls
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B3/00—Rolling materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special rolling methods or sequences ; Rolling of aluminium, copper, zinc or other non-ferrous metals
    • B21B3/02—Rolling special iron alloys, e.g. stainless steel

Definitions

  • the present invention relates to a drawing and rolling method using a mandrel mill. Specifically, the present invention relates to a stretching method using a mandrel mill that can effectively prevent the occurrence of both overfill and underfill in stretching rolling using a mandrel mill.
  • this mandrel mill a two-roll mandrel mill having a pair of perforated rolling rolls arranged so that the rolling direction is alternately shifted by 90 ° between adjacent stands has been frequently used.
  • a four-roll mandrel mill equipped with four perforated rolling rolls in which the angle formed by the two adjacent stands in the rolling direction is 90 ° has come to be used.
  • a three-roll mandrel mill is also proposed that includes three perforated rolling rolls in which the rolling directions of two adjacent stands are alternately shifted by 60 ° and the angle formed by the rolling down is 120 °. .
  • Patent Document 1 the ratio (the hot finish circumference of the perforated circumference Z-mill outlet steel pipe) when a base pipe mainly made of alloy steel such as stainless steel is drawn and rolled by a mandrel mill,
  • the ratio should be 1.12 or more
  • for the second stand 1.06 or more
  • for the third stand 1.02 or more to secure the outer circumference of the raw tube on the exit side of the mandrel mill.
  • An invention is disclosed in which underfill is prevented from occurring by forming an appropriate gap between the mandrel bar and the blank at the end of the blank where the underfill is most likely to occur.
  • Patent Document 2 mainly describes a mandrel including a 13% Cr steel and the like (including unless otherwise specified, "%" in terms of composition means “% by mass”).
  • An invention is disclosed in which the occurrence of underfill at the pipe end portion of the raw pipe is prevented by setting within a predetermined range.
  • Patent Document 1 Japanese Patent No. 2582705
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-10907
  • Patent Document 1 prescribes appropriate conditions for a raw pipe made of an alloy steel such as stainless steel having a specific dimension. There was something to do. That is, based on the perforation circumference disclosed in Patent Document 1, the outer diameter of the raw pipe, etc., the ratio of the wall thickness to the outer diameter using a raw pipe made of ordinary steel with a Cr content of less than 1% ( Overfilling occurs when trying to stretch and roll a thin-walled tube (thickness-to-outer diameter ratio) of 3% or less.
  • a perforated rolling roll is used in the case of drawing and rolling an alloy steel or a thin-walled tube having a normal steel strength with a wall thickness outer diameter ratio of 3% or less. It must be replaced.
  • the perforated rolling roll of the constant diameter rolling mill is replaced for each outer diameter setup, but in order to implement the invention disclosed in Patent Document 1, the hole in the constant diameter rolling mill is used.
  • the mandrel mill In addition to replacing the die rolling roll, the mandrel mill must be stopped and the punch rolling roll replaced whenever the steel grade to be rolled is changed.
  • the seamless pipes made of ordinary steel and alloy steel must be manufactured separately, even with the same outer diameter setup.
  • the replacement time of the perforated rolling roll in the constant diameter rolling mill is doubled.
  • Patent Document 2 also shows appropriate conditions specialized for a raw pipe made of alloy steel such as 13% Cr steel having a specific dimension. There is a problem similar to that of the invention.
  • the present invention has been made in view of the problems of the prior art, and uses a common combination of perforated rolling rolls for various steel types, such as ordinary steel and alloy steel, and thick pipes.
  • Another object of the present invention is to provide a stretch rolling method using a mandrel mill that can effectively prevent the occurrence of overfill and underfill.
  • the present invention is a method for performing elongation rolling of a raw pipe using a holo-shell as a raw material using a mandrel mill including a plurality of stands provided with a plurality of perforated rolling rolls, the Cr content of the raw pipe Is 10% or more, the outer diameter of the holo shell is such that the ratio (the outer perimeter of the holo shell Z, the finish perimeter of the tube at the exit of the finishing stand) is 1.1 or greater. On the other hand, if the Cr content in the tube is less than 10%, the outer diameter of the hollow shell is set so that this ratio is less than 1.1, and the first stand of the mandrel mill is set.
  • the first stand and the second stand It is a drawing and rolling method using a mandrel mill characterized in that a hole profile of each hole rolling roll provided is set.
  • one kind of perforated rolling roll is used for various steel types such as ordinary steel and alloy steel and thick pipes without changing the combination of perforated rolling rolls according to the steel type and the like.
  • both overfill and underfill can be effectively prevented.
  • Fig. 1 is a graph showing a model of the behavior when an elemental pipe made of alloy steel is drawn and rolled
  • Fig. 1 (b) is a diagram based on the conventional technology
  • Figure 1 (c) shows a model of the behavior when a pipe made of alloy steel is stretch-rolled with the perforation circumference of the die rolling roll set large
  • 3 is a graph showing a model of behavior when a tube is drawn and rolled.
  • the axial strain which is the horizontal axis of the graphs shown in FIGS. 1 (a) to 1 (c), is ln (the length of the tube after drawing and rolling Z the length of the tube before drawing and rolling).
  • Fig. 2 shows the tube from the entrance side to the exit side of the stand when it is stretch-rolled under the same conditions as in Fig. 1 (a) except that the outer diameter of the tube is set to 102mm. It is a graph which shows the fluctuation
  • FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the definition of the perforated circumference
  • FIG. 3 (a) schematically shows a part of a perforated rolling roll provided in a two-roll mandrel mill.
  • FIG. 4 is a graph showing an example of the results of a stretch rolling test.
  • FIG. 5 is a graph showing an example of the results of a stretch rolling test.
  • FIG. 6 is a table showing the results of Examples and Comparative Examples of a drawing and rolling method using a mandrel mill according to the present invention.
  • Fig. 1 (a) is a graph showing a model of the behavior when an elemental tube made of alloy steel is stretch-rolled
  • Fig. 1 (b) is a diagram of a hole in a perforated rolling roll based on the conventional technology.
  • Fig. 1 (c) is a graph showing a behavior model when a pipe made of alloy steel is stretch-rolled in a state where the mold perimeter is set large
  • Fig. 1 (c) shows a case where a pipe with ordinary steel strength is drawn and rolled. It is a graph which shows the model of the behavior of.
  • the axial strain which is the horizontal axis of the graphs shown in Fig. 1 (a) to Fig. 1 (c), is In (the length of the tube after elongation rolling Z the length of the tube before elongation rolling).
  • the graph shown in Fig. 1 (a) shows a hollow shell made of alloy steel having an outer diameter of 100 mm on a stand provided with a perforated rolling roll having a perforated circumference corresponding to an inner diameter of 98 mm (broken line in the figure).
  • the figure shows the fluctuations in the outer diameter and axial strain of the raw tube from the entrance side to the exit side when the stand is drawn and rolled until the axial strain at the exit side of this stand reaches 0.3.
  • the outer diameter of the pipe at the outlet side (axial strain 0.3) is Underfill occurs because it is approximately 96 mm and is approximately equal to the above-mentioned added value.
  • the graph shown in Fig. 1 (b) is the exception that the perforation length of the perforated rolling roll is set to a perforation perimeter corresponding to the inner diameter of 99 mm shown by the broken line in the figure, according to the prior art.
  • the graph shown in Fig. 1 (a) shows the fluctuation in the direction of the arrow in the figure, and the outer diameter of the bare tube on the exit side of the stand (axial strain 0.3) is approximately 97 mm. Therefore, since there is a sufficient margin for the above-mentioned added value (96 mm), underfill can be prevented.
  • the graph shown in Fig. 1 (c) is the same as that in Fig. 1 (a) except that the base tube is made of ordinary steel.
  • the fluctuations in the outer diameter and axial strain of the tube up to the side are shown.
  • the outer diameter of the bare tube on the exit side of the stand (axial strain 0.3) is approximately 97.5 mm. Therefore, there is enough room for the above-mentioned added value (96mm), so there is no underfill! /.
  • Fig. 2 shows the condition of the tube from the entrance side to the exit side of the stand when it is stretch-rolled under the same conditions as in Fig. 1 (a), except that the outer diameter of the tube is set to 102 mm. It is a graph which shows the fluctuation
  • Fig. 1 (a) shows the behavioral model of the alloy steel shown in Fig. 1 (a)
  • Fig. 1 (b) it is not possible to set the hole perimeter of the hollow tube roll as a large pipe. Underfill can also be prevented by increasing the outer diameter of the tube as in the model shown in Fig. 2.
  • the present invention has been made based on the fact that underfill can be prevented by increasing the outer diameter of the hollow shell as shown in the graph of FIG. In the model shown in Fig. 2, there is no need to change the perimeter of the perforated rolling roll. Overfilling can be prevented with the perforated rolling roll having the same mold circumference.
  • the outer diameter of the holo-shell that is stretch-rolled by the mandrel mill is appropriately changed for each steel type and size using, for example, a setting change of a drilling machine or a shell sizer, an alloy steel
  • a combination of one type of punching roll can be set.
  • the graphs showing the rolling behavior models in FIGS. 1 and 2 are plotted based on the concept described below.
  • the deformation process of the blank tube is performed until the outer peripheral surface of the blank tube starts to contact the perforated rolling roll and the force is reduced with the mandrel bar (the outer diameter of the blank tube becomes equal to the inner diameter of the perforated rolling roll). )) And the “thickening process” that is squeezed between the perforated rolling roll and the mandrel bar.
  • the graph represented by line segment A1B1 shown in Fig. 1 (a) corresponds to the behavior in the outer diameter machining process, and is simply constrained by the hole profile of the hole roll regardless of the steel type. In addition, the outer diameter of the tube, that is, the outer peripheral length is reduced.
  • the graph represented by line segment A2B2 in FIG. 1 (b), the graph represented by line segment A3B3 in FIG. 1 (c), and the graph represented by line segment A4B4 in FIG. Corresponds to the behavior in the diameter machining process. As described above, the behavior in the outer diameter machining process does not depend on the steel type, so all graphs are plotted with the same gradient.
  • the graph represented by the line segment BlCl in FIG. 1 (a) corresponds to the behavior in the thickness-cage process, and the raw tube is not restrained by the hole profile of the hole roll.
  • the outer diameter that is, the outer peripheral length is reduced because tensile deformation occurs as the stretching increases and the tube extends.
  • the graph represented by line B2C2 in FIG. 1 (b), the graph represented by line B3C3 in FIG. 1 (c), and the graph represented by line B4C4 in FIG. Corresponds to the behavior in the thick caking process.
  • the present invention has been completed by specifying various parameters relating to the drawing and rolling conditions as the above-described equations (1) to (3) using such a principle.
  • the present invention is not limited to application to a two-roll mandrel mill, and is similarly applied to a three-roll or four-roll mandrel mill.
  • the “finishing perimeter” means the outer perimeter of the raw tube on the exit side of the finishing stand.
  • Fig. 3 is an explanatory diagram for explaining the definition of the perforated circumference
  • Fig. 3 (a) is a longitudinal sectional view schematically showing a part of a perforated rolling roll provided in a two-roll type mandrel mill.
  • FIG. 3 (b) is a longitudinal sectional view schematically showing a part of a perforated rolling roll provided in a three-roll mandrel mill.
  • the hole profile 1 of the hole roll 1 provided in the mandrel mill is generally formed by combining three arcs, the groove bottom B and the hole center.
  • a straight line connecting O is a symmetrical curve, and the profile force radius on one side is R1
  • the shape is a continuous combination of an arc with a central angle al, an arc with a radius R2 and a central angle a 2 (hereinafter referred to as an arc R2), and an arc with a radius R3 and a central angle a 3 (hereinafter referred to as an arc R3). It is.
  • the center angle at radius R4 is perpendicular to straight line L that is in contact with the contact point between arc R2 and arc R3, and forms an angle of 90 ° with the straight line connecting groove bottom B and hole center O.
  • the perimeter of the hole type is determined as 4 (Rla1 + R2a2 + R4a4).
  • the hole profile P of the hole-rolling roll 1 provided in the three-roll mandrel mill is the same as that of the two-roll mandrel mill described above.
  • the shape is a combination of three arcs Rl, R2 and R3.
  • the perimeter of the hole type is defined as 6 (Rl al + R2 a 2 + R4 a 4).
  • the definition of the perforation circumference is generalized for the number of various perforated rolling rolls as follows.
  • the perimeter of the hole is defined as 2n (Rl al + R2 a 2 + R4 a 4).
  • the hole profile P force of the hole-rolling roll 1 is projected outward (toward the direction opposite to the hole center O) with two convex arcs R1, R2,
  • the shape is a continuous combination of one convex arc R3 (toward the hole center O).
  • the present invention is not limited to this.
  • the arc that is convex toward the inside may be a shape in which a plurality of arcs having different radii are continuously combined.
  • the hole circumference is Defined as 2n (L0 + R4 a 4)
  • the perimeter of the third stand determined by the plurality of perforated rolling rolls provided on the third stand of the mandrel mill is as follows: It is possible to set the hole profile of the hole-type rolling roll provided in the third stand so that the hole perimeters of the second stand and the third stand satisfy the following expression (5). desirable.
  • the finishing perimeter means the perimeter of the blank at the end of drawing and rolling.
  • FIG. 4 is a graph showing an example of the results of the stretch rolling test.
  • “X” indicates a tube with underfill or overfill
  • “ ⁇ ” indicates a tube with no underfill or overfill.
  • the ratio of the first stand is assured for the stainless steel tube. If the (perforated circumference Z finish circumference) is less than 1.06, underfill occurs in the second stand, and the ratio of the second stand (hole circumference Z finish circumference) is less than 1.05. Underfill occurs at the 3rd stand. On the other hand, if the ratio of the first stand (perforated circumference Z finish circumference) is greater than 1.12, the thin steel tube made of ordinary steel will cause overfill in the second stand, and the ratio of the second stand (hole If the mold perimeter (Z finish perimeter) is greater than 1.10, overfill occurs at the third stand.
  • the ratio (peripheral length of the holo-shell Z is the outer circumference length of the blank tube on the exit side of the finishing stand.
  • the outer diameter of the holo-shell is set so that a certain finish circumference is 1.1 or more.
  • the ratio (the outer-periphery length of the holo-shell Z By setting the outer diameter of the hollow shell so that the outer circumference of the blank tube on the exit side of the finishing stand is less than 1.1, the outer diameter of the hollow shell is limited to Cr as long as the predetermined condition is satisfied. It can be seen that rolling is possible with a combination of one type of perforated rolling roll without changing the combination depending on the content.
  • the outer diameter of the hollow shell can be appropriately adjusted by a known method disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 8-71615 and 2002-1 1507.
  • underfill and overfill are particularly likely to occur, and in the second and third stands, underfill and overfill are combined with a single type of perforated rolling roll. Force that can effectively prevent overfill
  • the rolling test was conducted by changing the ratio of the third stand (perforated circumference Z finishing circumference) to various values.
  • FIG. 5 is a graph showing an example of the results of this rolling test.
  • “X” indicates a tube that has underfilled or overfilled
  • “ ⁇ ” indicates a tube that has a tendency to underfill or overfill
  • “ ⁇ ” indicates underfill and overfill. Indicates a tube where no overfill has occurred.
  • the 4th stand will tend to underfill slightly, and the thin-walled tube with normal steel strength will have a ratio of the 3rd stand (perforated circumference Z finish circumference). If it is larger than 1.07, the 4th stand tends to overfill. Also, if the hole circumference of the second stand ⁇ the hole circumference of the third stand, the outer circumference of the blank tube cannot be adjusted in the third stand, so underfill and overfill are likely to occur. Overfill may occur at the 4th stand.
  • the perimeter of the third stand determined by the plurality of perforated rolling rolls provided in the third stand is expressed by equation (4): 1.02 ⁇ 3 Stand hole perimeter Z Finish perimeter ⁇ 1.07, 2nd stand and 3rd stand perimeter (5) formula: 2nd stand perimeter> 3rd stand perimeter It can be seen that it is preferable to set the perforated profile of the perforated rolling roll provided on the third stand so as to satisfy the respective lengths.
  • the perforated peripheries S1 to S3 of the first to third stands set for each condition are as shown in the table of FIG. 6, and Examples 1 to 14 and Examples 2-1 and 2 — 2, Example 3-1 and 3-2 were respectively set to the same perforation circumference (using the same combination of perforated rolling rolls) ) o
  • the numerical values shown in the column “Hollow shell Z after drawing and stretching” are the values of the holo shell outer peripheral length Z finish peripheral length.
  • the rolling test was carried out under the same conditions as in the Examples, except that the values of the outer perimeter length of the hollow shell Z and the perimeter lengths Sl to S3 of the first to third stands were changed variously.
  • a hollow shell with an outer diameter of 300 mm, a thickness of 20 mm, and a length of 6000 mm is rolled by a 5-roll mandrel mill consisting of 5 stands, and the outer diameter is 27 0 (finishing length) on the exit side of the mandrel mill.
  • 270 X ⁇ ) ⁇ , 10 mm thick tube was tested (Comparative Examples 1–1, 1–4, 2–1, 2–4, 3–2, 3–3, 3–4, 4 — 2, 5— 2).
  • Comparative Examples 1 to 1 to 14 Comparative Examples 2 to 1 to 2-4, Comparison Examples 3-1 to 3-4, Comparative examples 4-1 and 4-2, and Comparative examples 5-1 and 5-2 are set to the same perforation circumference, and the same perforation roll combination Using.
  • the comparative examples include at least one of a tube with a Cr content of 10% or more (13% Cr steel) or a tube with a Cr content of less than 10% (9% Cr steel, 5% Cr steel, carbon steel).
  • wrinkles occurred at a rate exceeding 4%.
  • the present invention example includes a raw pipe having a Cr content of 10% or more (13% Cr steel) and a raw pipe having a Cr content of less than 10% (9% Cr steel, 5% Cr steel, carbon steel). In either case, almost no wrinkles were generated even though rolling was performed using the same combination of perforated rolling rolls.

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Abstract

　一種類の孔型圧延ロールの組合せでオーバーフィル及びアンダーフィルを防止できるマンドレルミルによる延伸圧延方法を提供する。素管Ｃｒ含有量が１０％以上である場合には比（ホローシェルの外周長／仕上スタンドの出側における素管の外周長）が１．１以上となるようにホローシェルの外径を設定し、素管のＣｒ含有量が１０％未満である場合にはこの比が１．１未満となるようにホローシェルの外径を設定する。マンドレルミルの第１スタンドに設けられる複数の孔型圧延ロールによって決定される孔型周長が（１）式を、第２スタンドに設けられる複数の孔型圧延ロールによって決定される孔型周長が（２）式を、さらに第１スタンド及び第２スタンドそれぞれの孔型周長が（３）式を満足するように、第１、２スタンドにそれぞれ設けられる孔型圧延ロールの孔型プロフィールを設定する。こうしてマンドレルミルを用いて素管の延伸圧延を行う。

Description

明 細 書
マンドレルミルによる延伸圧延方法
技術分野
[0001] 本発明は、マンドレルミルによる延伸圧延方法に関する。具体的には、本発明は、 マンドレルミルによる延伸圧延における、 、わゆるオーバフィル及びアンダフィルの発 生をいずれも効果的に防止することができるマンドレルミルによる延伸圧延方法に関 する。
背景技術
[0002] マンネスマン マンドレルミル方式による継目無管の製造では、まず、丸ビレット又 は角ビレットを回転炉床式加熱炉に装入して 1200〜 1260°Cに加熱し、穿孔機でプ ラグ及び圧延ロールにより穿孔圧延して中空のホロ一シェルを製造する。次に、この ホロ一シェルを素材としてマンドレルミルにより素管の延伸圧延を行うことにより、素管 を所定の肉厚まで減肉する。その後、この素管は定径圧延機により所定の外径に定 径圧延されることにより、製品である継目無管が製造される。
[0003] 従来より、このマンドレルミルとして、隣接する各スタンド間で圧下方向が交互に 90 ° ずれるように配置される一対の孔型圧延ロールを備える 2ロール式のマンドレルミ ルが多用される。近年、隣接する 2つのスタンドの圧下方向のなす角が 90° である 4 つの孔型圧延ロールを備える 4ロール式のマンドレルミルも用いられるようになった。 さらに、隣接する 2つのスタンドの圧下方向が 60° ずれて交互に配置されて圧下方 向のなす角が 120° をなす 3つの孔型圧延ロールを備える 3ロール式のマンドレルミ ルも提案されている。
[0004] 2ロール式、 4ロール式又は 3ロール式のいずれのマンドレルミルにおいても稼働率 を上げるために、一般的に、一種類の孔型圧延ロールを調整して、普通鋼からステン レス鋼等の合金鋼までの種々の鋼種や肉厚の鋼管を延伸圧延する。
[0005] しかし、マンドレルミルの延伸圧延条件の設定が適切でな 、と、延伸圧延時の素管 の外周長が十分に小さくならないか又は逆に外周長が大きくなつて孔型圧延ロール のフランジ部力 素管が嚙み出す現象であるオーバフィルに起因した嚙み出し疵ゃ 圧延トラブルが発生したり、あるいは、延伸圧延時の素管の外周長が小さくなり過ぎ て素管の内面がマンドレルバ一に張り付く現象であるアンダフィルに起因したマンド レルバーの引抜き不良や素管の穴あきが発生する。これらの問題を解決するため、こ れまでにも様々な発明が提案されている。
[0006] 例えば特許文献 1には、主としてステンレス鋼等の合金鋼力 なる素管をマンドレル ミルで延伸圧延する際、比 (孔型周長 Zミル出側鋼管の熱間仕上周長)を、第 1スタ ンドでは 1. 12以上とし、第 2スタンドでは 1. 06以上とし、さらに第 3スタンドでは 1. 0 2以上とすることによってマンドレルミルの出側における素管の外周長を確保して、ァ ンダフィルが最も発生し易い素管の管端部においてマンドレルバ一と素管との間に 適当な空隙を形成することによって、アンダフィルの発生を防止する発明が開示され ている。
[0007] また、特許文献 2には、主として 13%Cr鋼等 (本明細書では特にことわりがない限り 組成に関する「％」は「質量％」を意味する）の合金鋼力もなる素管をマンドレルミルで 延伸圧延する際に、第 1スタンド及び第 2スタンドに設けられる孔型圧延ロールによつ て決定される各孔型周長と、マンドレルミルで延伸圧延する素管の外周長との比を所 定の範囲とすることによって、素管の管端部におけるアンダフィルの発生を防止する 発明が開示されている。
特許文献 1：特許第 2582705号公報
特許文献 2 :特開 2003— 10907号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] しかし、本発明者らが鋭意検討した結果、特許文献 1により開示された発明は、特 定の寸法を有するステンレス鋼等の合金鋼からなる素管に対する適正条件を規定す るものであることが分力つた。すなわち、特許文献 1により開示された孔型周長や素管 の外径等に基づいて、 Cr含有量が 1%未満の普通鋼力 なる素管を用いて肉厚と外 径との比（肉厚外径比）が 3%以下である薄肉の素管の延伸圧延を行おうとすると、 オーバフィルが発生する。このオーバフィルを抑制するには、一般的に、各スタンド間 に張力をかけて延伸圧延するが、肉厚外径比が 3%以下である薄肉の素管の場合 には張力を過大にすると穴あきを生じ易ぐオーバフィル及び穴あきの双方を安定し て防止することはできな!、。
[0009] したがって、特許文献 1により開示された発明によると、合金鋼または肉厚外径比が 3%以下の普通鋼力 なる薄肉の素管を延伸圧延する場合には、孔型圧延ロールを 交換せざるを得ない。通常、継目無管の延伸圧延では、各外径段取り毎に定径圧延 機の孔型圧延ロールを交換するが、特許文献 1により開示された発明を実施するに は、定径圧延機における孔型圧延ロールの交換に加えて、延伸圧延する鋼種ゃ寸 法が変わる度にマンドレルミルを停止して孔型圧延ロールを交換しなければならない 。マンドレルミルにおける孔型圧延ロールの交換を一度だけにする場合には、同一の 外径段取りであっても普通鋼と合金鋼カゝらなる各継目無管を別々に製造せざるを得 なくなり、定径圧延機における孔型圧延ロールの交換時間が 2倍になる。一方、定径 圧延機における孔型圧延ロールの交換時間を増やさないようにするには、各外径段 取り毎にマンドレルミルの孔型圧延ロールを交換しなければならなくなる。いずれにし ても、製管工程全体を長時間停止することになり、生産性が大きく低下する。
[0010] また、特許文献 2により開示された発明も、特定の寸法を有する 13%Cr鋼等の合 金鋼からなる素管に特化した適正条件を示すものであり、特許文献 1により開示され た発明と同様の課題がある。
[0011] 本発明は、従来の技術が有する課題に鑑みてなされたものであり、普通鋼や合金 鋼等といった様々な鋼種や肉厚の素管について共通の孔型圧延ロールの組合せを 用いても、オーバフィル及びアンダフィルの発生を効果的に防止することができるマ ンドレルミルによる延伸圧延方法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0012] 本発明は、複数の孔型圧延ロールが設けられる複数のスタンドを備えるマンドレル ミルを用い、ホロ一シェルを素材として素管の延伸圧延を行う方法であって、素管の Cr含有量が 10%以上である場合には比（ホロ一シェルの外周長 Z仕上スタンドの出 側における素管の外周長である仕上周長）が 1. 1以上となるようにホロ一シェルの外 径を設定する一方、素管の Cr含有量が 10%未満である場合にはこの比が 1. 1未満 となるようにホロ一シェルの外径を設定し、かつ、マンドレルミルの第 1スタンドに設け られる複数の孔型圧延ロールによって決定される第 1スタンドの孔型周長が下記（1) 式を満足し、第 2スタンドに設けられる複数の孔型圧延ロールによって決定される第 2 スタンドの孔型周長が下記（2)式を満足し、さらに、第 1スタンド及び第 2スタンドそれ ぞれの孔型周長が下記（3)式を満足するように、第 1スタンド及び第 2スタンドにそれ ぞれ設けられる孔型圧延ロールの孔型プロフィールを設定することを特徴とするマン ドレルミルによる延伸圧延方法である。
[0013] 1. 06≤第 1スタンドの孔型周長 Z仕上周長≤1. 12 (1)
1. 05≤第 2スタンドの孔型周長 Z仕上周長≤1. 10 (2)
第 1スタンドの孔型周長 >第 2スタンドの孔型周長 (3)
発明の効果
[0014] 本発明によれば、普通鋼や合金鋼など種々の鋼種や肉厚の素管について、鋼種 等に応じて孔型圧延ロールの組合せを変更せずに、一種類の孔型圧延ロールの組 合せを用いてオーバフィル及びアンダフィルの双方を効果的に防止できる。これによ り、オーバフィルに起因した嚙み出し疵の発生や、アンダフィルに起因した引抜き不 良やこれに起因した疵の発生を効果的かつ低コストで確実に防止できる
図面の簡単な説明
[0015] [図 1]図 1 (a)は、合金鋼からなる素管を延伸圧延した場合の挙動のモデルを示すグ ラフであり、図 1 (b)は、従来の技術に基づいて孔型圧延ロールの孔型周長を大きく 設定した状態で合金鋼からなる素管を延伸圧延した場合の挙動のモデルを示すダラ フであり、さらに、図 1 (c)は、普通鋼力 なる素管を延伸圧延した場合の挙動のモデ ルを示すグラフである。図 1 (a)〜図 1 (c)に示すグラフの横軸である軸ひずみは、 ln ( 延伸圧延後の素管の長さ Z延伸圧延前の素管の長さ)である。
[図 2]図 2は、素管の外径を 102mmと大きく設定した点を除き、図 1 (a)と同条件で延 伸圧延した場合における、スタンドの入側から出側までの素管の外径及び軸ひずみ の変動を示すグラフである。
[図 3]図 3は、孔型周長の定義を説明するための説明図であり、図 3 (a)は 2ロール式 のマンドレルミルに設けられる孔型圧延ロールの一部を模式的に表す縦断面図であ り、図 3 (b)は 3ロール式のマンドレルミルに設けられる孔型圧延ロールの一部を模式 的に表す縦断面図である。
[図 4]図 4は、延伸圧延試験の結果の一例を示すグラフである。
[図 5]図 5は、延伸圧延試験の結果の一例を示すグラフである。
[図 6]図 6は、本発明に係るマンドレルミルによる延伸圧延方法の実施例及び比較例 の結果を示す表である。
発明を実施するための最良の形態
[0016] 以下、本発明に係るマンドレルミルによる延伸圧延方法を実施するための最良の形 態を、添付図面を参照しながら説明する。
はじめに、本発明の原理を説明する。
[0017] 図 1 (a)は、合金鋼からなる素管を延伸圧延した場合の挙動のモデルを示すグラフ であり、図 1 (b)は、従来の技術に基づいて孔型圧延ロールの孔型周長を大きく設定 した状態で合金鋼からなる素管を延伸圧延した場合の挙動のモデルを示すグラフで あり、さらに、図 1 (c)は、普通鋼力もなる素管を延伸圧延した場合の挙動のモデルを 示すグラフである。図 1 (a)〜図 1 (c)に示すグラフの横軸である軸ひずみは、 In (延 伸圧延後の素管の長さ Z延伸圧延前の素管の長さ)である。
[0018] 図 1に示すモデルを用いて、特許文献 1等の従来の技術によって特定の合金鋼か らなる素管についてアンダフィルを防止できるにもかかわらず普通鋼力もなる素管に ついてオーバフィルが発生するメカニズムを説明する。
[0019] 図 1 (a)に示すグラフは、内径 98mm (図中破線）に相当する孔型周長を有する孔 型圧延ロールを備えるスタンドにお 、て、外径 100mmの合金鋼からなるホローシェ ルをこのスタンドの出側での軸ひずみが 0. 3になるまで延伸圧延した場合に、このス タンドの入側から出側までの素管の外径及び軸ひずみの変動を示す。マンドレルバ 一の外径とスタンドの出側での素管の肉厚の 2倍の値との加算値を 96mmとすれば 、スタンドの出側（軸ひずみ 0. 3)における素管の外径は略 96mmとなって上述した 加算値と略等しくなるので、アンダフィルが発生する。
[0020] 図 1 (b)に示すグラフは、従来の技術にしたがって孔型圧延ロールの孔型周長を、 図中破線で示す内径 99mmに相当する孔型周長に大きく設定した点を除き、図 1 (a )の条件と同じ条件で延伸圧延した場合に、スタンドの入側力 出側までの素管の外 径及び軸ひずみの変動を示す。この場合、図 1 (a)に示すグラフが図の矢符方向の 変動状況を示し、スタンドの出側（軸ひずみ 0. 3)における素管の外径は略 97mmと なる。したがって、上述した加算値（96mm)に対して十分に余裕があるのでアンダフ ィルを防止できる。
[0021] さらに、図 1 (c)に示すグラフは、素管を普通鋼とした点を除き、図 1 (a)と条件の同 じ条件で延伸圧延した場合に、スタンドの入側から出側までの素管の外径及び軸ひ ずみの変動を示す。この場合、スタンドの出側（軸ひずみ 0. 3)における素管の外径 は略 97. 5mmとなる。したがって、上述した加算値（96mm)に対して十分に余裕が あるのでアンダフィルは生じな！/、。
[0022] 図 1 (c)のような挙動を示す普通鋼力 なる素管についても、図 1 (b)の場合と同様 に孔型圧延ロールの孔型周長を、図 1 (b)に示すように内径 99mmに相当する孔型 周長に大きく設定すると、図 1 (b)の場合と同様に、挙動を示すグラフが上方に変動 し、スタンドの出側（軸ひずみ 0. 3)における素管の外径が大きくなり過ぎて、オーバ フィルを生じてしまうおそれがある。
[0023] つまり、内径 98mmに相当する孔型周長の孔型圧延ロールを用いて、合金鋼から なる素管及び普通鋼力 なる素管をそれぞれ延伸圧延すると、合金鋼からなる素管 につ 、てアンダフィルを生じる。このアンダフィルを防止するために孔型圧延ロール の孔型周長を、内径 99mmに相当する孔型周長に大きく設定すると、普通鋼からな る素管についてオーバーフィルを生じる。
[0024] このように、孔型圧延ロールの孔型周長を大きく設定することによって合金鋼力 な る素管のアンダーフィルを防止することができるメカニズムは、図 1 (a)及び図 1 (b)を 参照して説明した挙動を示すモデルによって説明される。また、上述したように孔型 圧延ロールの孔型周長を大きく設定した状態で普通鋼力 なる素管のオーバフィル が生じるメカニズムは、図 1 (c)を参照して説明した挙動を示すモデルによって説明さ れる。
[0025] 図 2は、素管の外径を 102mmと大きく設定した点を除き、図 1 (a)と同じ条件で延 伸圧延した場合における、スタンドの入側から出側までの素管の外径及び軸ひずみ の変動を示すグラフである。 [0026] 上述したのと同様に、図 1 (a)に示す合金鋼の挙動モデルにおいて図 1 (b)に示す ように素管の孔型圧延ロールの孔型周長を大きく設定するのではなぐ図 2に示すモ デルのように素管の外径を大きくすることによつてもアンダフィルを防止できる。
[0027] 図 2に示すように、素管の外径を大きく設定すると、図 1 (a)に示すグラフが図の矢 符方向に変動したのと同じ挙動を示し、スタンドの出側（軸ひずみ 0. 3)における素 管の外径は略 97mmとなる。したがって、上述した加算値（96mm)に対して十分に 余裕があること力 アンダーフィルが防止される。
[0028] 本発明は、図 2にグラフで示すように、ホロ一シェルの外径を大きくすることによって もアンダフィルを防止できることに基づ!/、てなされたものである。図 2に示すモデルで は、孔型圧延ロールの孔型周長を変更する必要がないので、図 1 (c)に示す挙動を 示す普通鋼力もなる素管についても、内径 98mmに相当する孔型周長の同じ孔型 圧延ロールのままでオーバーフィルを防止できる。換言すれば、マンドレルミルで延 伸圧延するホロ一シェルの外径を、例えば穿孔機の設定変更やシェルサイザと 、つ た公知の手法を用いて鋼種やサイズ毎に適切に変更すれば、合金鋼からなる素管 のアンダーフィルや普通鋼力 なる素管のオーバフィルを 、ずれも生じることがな！ヽ 一種類の孔型圧延ロールの組合せを設定できる。
[0029] なお、図 1及び図 2の圧延挙動のモデルを示すグラフは、以下に説明する考え方に 基づいてプロットしたものである。素管の変形過程は、素管の外周面が孔型圧延ロー ルに当接し始めて力もマンドレルバ一との間で圧下されるまで (素管の外径が孔型圧 延ロールの内径と等しくなるまで）の「外径加工過程」と、孔型圧延ロールとマンドレル バーとの間で圧下される「肉厚加工過程」とに分類される。
[0030] 図 1 (a)に示す線分 A1B1で表されるグラフは、外径加工過程における挙動に対応 し、鋼種によらず単純に孔型圧延ロールの孔型プロフィールで拘束されるがままに素 管の外径、すなわち外周長が減じられる。同様に、図 1 (b)の線分 A2B2で表される グラフ、図 1 (c)の線分 A3B3で表されるグラフ、及び図 2の線分 A4B4で表されるグ ラフは、それぞれ外径加工過程における挙動に対応する。上述したように外径加工 過程における挙動は鋼種には依存しないので、何れのグラフも全て同じ勾配でプロ ットされる。 [0031] 一方、図 1 (a)の線分 BlClで表されるグラフは、肉厚カ卩ェ過程における挙動に対 応し、孔型圧延ロールの孔型プロフィールによる素管の拘束は生じないが、孔型圧 延ロールとマンドレルバ一との間で直接圧下されない部分では、延伸量が増えて素 管が延びるにしたがって引張り変形が生じるため、外径すなわち外周長が減じられる 。同様にして、図 1 (b)の線分 B2C2で表されるグラフ、図 1 (c)の線分 B3C3で表され るグラフ、及び図 2の線分 B4C4で表されるグラフは、それぞれ肉厚カ卩ェ過程におけ る挙動に対応する。肉厚加工過程における延伸量の変化、すなわち軸ひずみの変 化に対する外径の変化量、すなわち各グラフの勾配の絶対値は鋼種に依存するの で、合金鋼力もなる素管のほうが変化量が大きくなる傾向にある。したがって、図 l (a )の線分 BlClで表されるグラフ、図 1 (b)の線分 B2C2で表されるグラフ、及び図 2の 線分 B4C4で表されるグラフは、全て同じ勾配でプロットされる一方、図 1 (c)の線分 B3C3で表されるグラフは、他のグラフよりも絶対値の小さい勾配でプロットされる。
[0032] 図 1及び図 2の挙動のモデルを示すグラフは、このような考え方に基づいてプロット したものであり、上述したように、本発明者らが実際に圧延試験を行った結果と合致 する。
本発明は、このような原理を利用して延伸圧延条件に関する各種パラメータを、上 述した（1)〜（3)式として特定することによって、完成したものである。なお、本発明は 、 2ロール式のマンドレルミルへの適用に限るものではなぐ 3ロール式や 4ロール式 のマンドレルミルについても同様に適用される。本発明において、「仕上周長」とは、 仕上スタンド出側における素管の外周長を意味する。
[0033] 次に、本発明における「孔型周長」の意味を、図 3を参照しながら説明する。
図 3は、孔型周長の定義を説明するための説明図であり、図 3 (a)は 2ロール式のマ ンドレルミルに設けられる孔型圧延ロールの一部を模式的に表す縦断面図であり、 図 3 (b)は 3ロール式のマンドレルミルに設けられる孔型圧延ロールの一部を模式的 に表す縦断面図である。
[0034] 図 3 (a)に示すように、マンドレルミルに設けられる孔型圧延ロール 1の孔型プロフィ ール Pは、一般に 3つの円弧を組み合わせた形状であり、溝底 Bと孔型中心 Oとを結 ぶ直線を対称軸として左右対称の曲線とされ、一方の側のプロフィール力 半径 R1 で中心角 a lの円弧と、半径 R2で中心角 a 2の円弧（以下、円弧 R2という）と、半径 R3で中心角 a 3の円弧 (以下、円弧 R3という）とを連続的に組み合わせた形状であ る。ここで、円弧 R2と円弧 R3との接点に接し、かつ、溝底 Bと孔型中心 Oとを結ぶ直 線に対して 90° の角度を成す直線 Lと垂直に交わる、半径 R4で中心角 a 4の円弧 を考えれば、孔型周長は、 4 (Rl a 1 +R2 a 2+R4 a 4)として定められる。
[0035] また、図 3 (b)に示すように、 3ロール式のマンドレルミルに設けられる孔型圧延ロー ル 1の孔型プロフィール Pについても、前述した 2ロール式のマンドレルミルの場合と 同様に、一般に 3つの円弧 Rl、 R2及び R3を組み合わせた形状である。ここで、円弧 R2と円弧 R3との接点に接し、かつ、溝底 Bと孔型中心 Oとを結ぶ直線に対して 60° の角度を成す直線 Lと垂直に交わる、半径 R4で中心角 a 4の円弧を考えれば、孔型 周長は、 6 (Rl a l +R2 a 2+R4 a 4)として定められる。
[0036] 孔型周長の定義を各種の孔型圧延ロールの個数について一般化すると、以下のよ うになる。すなわち、マンドレルミルの各スタンドに設けられる孔型圧延ロールの個数 を n (2ロール式のマンドレルミルの場合は n= 2、 3ロール式のマンドレルミルの場合 は n= 3、 4ロール式のマンドレルミルの場合は n=4)とし、円弧 R2と円弧 R3との接点 に接し、かつ、溝底 Bと孔型中心 Oとを結ぶ直線に対して 180Zn (° )の角度を成す 直線 Lと垂直に交わる、半径 R4で中心角 a 4の円弧を考察することにより、孔型周長 は、 2n (Rl a l +R2 a 2+R4 a 4)として定められる。
[0037] なお、上述した説明では、孔型圧延ロール 1の孔型プロフィール P力 外方に向け て（孔型中心 Oと反対方向に向けて）凸状の 2つの円弧 R1、R2と、内方に向けて（孔 型中心 Oに向けて）凸状の 1つの円弧 R3とを連続的に組み合わせた形状である場合 を例にとった。しかし、本発明はこれに限定されるものではなぐ外方に向けて凸状で ある 1つの円弧又は半径の異なる 3つ以上の円弧と、内方に向けて凸状の 1つの円 弧とを連続的に組み合わせた形状としてもよい。また、内方に向けて凸状である円弧 を半径の異なる複数の円弧を連続的に組み合わせた形状としてもよい。さらに、内方 に向けて凸状の円弧の代わりに直線形状を用いるようにしてもょ 、。これら各種孔型 圧延ロール 1の孔型周長の定義を一般化すると、外方に向けて凸状の円弧（1つ又 は複数）について、溝底 Bから内方に向けて凸状の円弧 (又は直線）との接点までの 周長を LOとすると、外方に向けて凸状の円弧が前述した 2つの円弧 Rl、 R2からなる 場合には L0=R1 a l +R2 a 2となるので、前記接点に接し、かつ、溝底 Bと孔型中 心 Oとを結ぶ直線に対して 180Zn (° )の角度を成す直線 Lと垂直に交わる、半径 R 4で中心角 α 4の円弧を考えれば、孔型周長は、 2n (L0+R4 a 4)として定められる
[0038] さらに、この本発明に係るマンドレルミルによる延伸圧延方法では、マンドレルミル の第 3スタンドに設けられる複数の孔型圧延ロールによって決定される第 3スタンドの 孔型周長が下記 (4)式を満足するとともに、第 2スタンド及び第 3スタンドの孔型周長 が下記（5)式を満足するように、第 3スタンドに設けられる孔型圧延ロールの孔型プロ フィールを設定することが望ましい。ここで、仕上周長とは、延伸圧延終了時の素管 の周長を意味する。
[0039] 1. 02≤第 3スタンドの孔型周長 Z仕上周長≤ 1. 07 (4)
第 2スタンドの孔型周長 >第 3スタンドの孔型周長 （5)
次に、添付図面を参照しながら、本発明に係るマンドレルミルによる延伸圧延方法 を実施するための最良の形態を説明する。
[0040] ホロ一シェルの外径を調整することによって、合金鋼力 なる素管に対してアンダフ ィルを生じず、かつ普通鋼力 なる素管に対してもオーバフィルを生じな 、一種類の 孔型圧延ロールの組合せを定めるベぐ延伸圧延試験を行った。この延伸圧延試験 では、 Cr含有量が 10%以上の合金鋼としてステンレス鋼を用い、比（ホロ一シェルの 外周長 Z仕上スタンドの出側における素管の外周長である仕上周長）が 1. 1以上と なるようにホロ一シェルの外周長を設定する一方、 Cr含有量が 10%未満の普通鋼と して肉厚外径比が 3%以下の薄肉の素管を用いてこの比が 1. 1未満となるように設 定した条件で、第 1スタンドの比 (孔型周長 Z仕上周長）と、第 2スタンドの比 (孔型周 長 Z仕上周長)とを様々な値に変更した。
[0041] 図 4は、この延伸圧延試験の結果の一例を示すグラフである。なお、図 4に示すダラ フにお 、て「 X」印はアンダフィル又はオーバフィルが生じた素管を示し、「〇」はアン ダフィル及びオーバフィルが生じなカゝつた素管を示す。
[0042] 図 4にグラフで示すように、ステンレス鋼力 なる素管については、第 1スタンドの比 (孔型周長 Z仕上周長）が 1. 06未満であると第 2スタンドでアンダフィルを生じ、第 2 スタンドの比（孔型周長 Z仕上周長）が 1. 05未満であると第 3スタンドでアンダフィル を生じる。一方、普通鋼力 なる薄肉の素管は、第 1スタンドの比（孔型周長 Z仕上 周長）が 1. 12より大きければ第 2スタンドでオーバフィルを生じ、第 2スタンドの比（孔 型周長 Z仕上周長）が 1. 10より大きければ第 3スタンドでオーバフィルを生じる。
[0043] また、第 1スタンドの孔型周長≤第 2スタンドの孔型周長である場合には、第 2スタン ドにお 、て素管の外周長を調整できな!/、ため、アンダフィルやオーバフィルが生じ易 くなる。第 3スタンドでオーバフィルを生じることもある。
[0044] 図 4にグラフで示す試験結果に基づき、素管の Cr含有量が 10%以上である場合に は比（ホロ一シェルの外周長 Z仕上スタンドの出側における素管の外周長である仕 上周長）が 1. 1以上となるようにホロ一シェルの外径を設定する一方、素管の Cr含有 量が 10%未満である場合には比（ホロ一シェルの外周長 Z仕上スタンドの出側にお ける素管の外周長である仕上周長）が 1. 1未満となるようにホロ一シェルの外径を設 定することにより、所定の条件を満足する限りにおいて Cr含有量に応じて組合せを 変更しなくても一種類の孔型圧延ロールの組合せで圧延可能であることがわかる。
[0045] なお、ホロ一シェルの外径は、例えば、特開平 8— 71615号公報ゃ特開 2002— 1 1507号公報等により開示された公知の方法によって適宜調整することができる。 本実施の形態に係るマンドレルミル圧延方法によれば、特にアンダフィルやオーバ フィルが発生し易 、第 2及び第 3スタンドにお 、て、一種類の孔型圧延ロールの組合 せでアンダフィルやオーバフィルを効果的に防止することができる力 さらに好ましい 態様として第 4スタンドにおけるアンダフィルやオーバフィルの発生をも確実に防止す るため、図 4に示す試験結果が得られた各素管について、第 3スタンドの比（孔型周 長 Z仕上周長)を種々の値に変更して圧延試験を行った。
[0046] 図 5は、この圧延試験の結果の一例を示すグラフである。なお、図 5において、「 X」 はアンダフィル又はオーバフィルが生じた素管を示し、「△」はアンダフィル又はォー バフィル傾向となった素管を示し、さらに「〇」はアンダフィル及びオーバフィルが生じ なかった素管を示す。
[0047] 図 5にグラフで示すように、ステンレス鋼力もなる素管は、第 3スタンドの比（孔型周 長 Z仕上周長）が 1. 02未満であれば第 4スタンドで多少アンダフィルの傾向となり、 普通鋼力もなる薄肉の素管は、第 3スタンドの比（孔型周長 Z仕上周長）が 1. 07より 大きければ第 4スタンドで多少オーバフィルの傾向となる。また、第 2スタンドの孔型 周長≤第 3スタンドの孔型周長である場合には、第 3スタンドにおいて素管の外周長 を調整できないため、アンダフィルやオーバフィルが生じ易くなる。第 4スタンドでォー バフィルが生じることもある。
[0048] さらに、図 5に示すグラフから、第 3スタンドに設けられる複数の孔型圧延ロールによ つて決定される第 3スタンドの孔型周長が（4)式： 1. 02≤第 3スタンドの孔型周長 Z 仕上周長≤1. 07を、第 2スタンド及び第 3スタンドの孔型周長が（5)式:第 2スタンド の孔型周長 >第 3スタンドの孔型周長をそれぞれ満足するように、第 3スタンドに設け られる孔型圧延ロールの孔型プロフィールを設定することが好ましいことが分かる。
[0049] (4)式及び（5)式をも満足することにより、第 4スタンドにおけるアンダフィルゃォー バフィルの発生をも確実に防止することができる。
実施例
[0050] さらに、本発明の実施例及び比較例を参照しながらより具体的に説明する。
<実施例 >
図 6の表に示すように、外径 300mm、厚み 20mmで長さ 6000mm (表には外径の 値のみ表示）の 13%Cr鋼からなるホロ一シェルを、 5スタンドからなる 2ロール式のマ ンドレルミルで延伸圧延し、マンドレルミルの出側で外径 270 (仕上周長 270 X π ) πι m、厚み 10mmの素管を製造する試験を行った（実施例 1— 1、 2—1、 3— 1)。また、 図 6の表に示すように、外径 295mm、厚み 19mmで長さ 6000mm (表には外径の 値のみ表示）の炭素鋼、 9%Cr鋼、 5%Cr鋼からなるホロ一シェルを、 5スタンドから なる 2ロール式のマンドレルミルで延伸圧延し、マンドレルミルの出側で外径 270 (仕 上周長 270 X 7u ) mm、厚み 7mmの素管を製造する試験を行った（実施例 1— 2、 1 —3、 1—4、 2— 2、 3— 2)。
[0051] 各条件について設定した第 1スタンド〜第 3スタンドの孔型周長 S1〜S3は、図 6の 表に示す通りであり、実施例 1 1〜1 4、実施例 2—1と 2— 2、実施例 3—1と 3— 2 は、それぞれ同一の孔型周長に設定した（同一の孔型圧延ロールの組合せを用いた ) oなお、図 6に示す表において「ホロ一シェル Z延伸圧延終了後の素管」の列に示 す数値は、ホロ一シェル外周長 Z仕上周長の値である。
<比較例 >
ホロ一シェル外周長 Z仕上周長の値、第 1スタンド〜第 3スタンドの孔型周長 Sl〜 S3の設定値を種々変更した以外は、実施例と同様の条件で圧延試験を行った。す なわち、外径 300mm、厚み 20mmで長さ 6000mmのホロ一シェルについては、 5ス タンドからなる 2ロール式のマンドレルミルで圧延し、マンドレルミルの出側で外径 27 0 (仕上周長 270 X π ) πιπι、厚み 10mmの素管を製造する試験を行った (比較例 1 —1、 1—4、 2—1、 2—4、 3— 2、 3— 3、 3—4、 4— 2、 5— 2)。また、外径 295mm、 厚み 19mmで長さ 6000mmのホロ一シェルについては、 5スタンドからなる 2ロール 式のマンドレルミルで圧延し、マンドレルミルの出側で外径 270 (仕上周長 270 X π ) mm、厚み 7mmの素管を得る試験を行った（比較例 1— 2、 1 3、 2— 2、 2— 3、 3— 1、 4—1、 5— 1)。各条件について設定した第 1スタンド〜第 3スタンドの孔型周長 S1 〜S3は図 6の表に示す通りであり、比較例 1 1〜1 4、比較例 2— 1〜2— 4、比較 例3— 1〜3—4、比較例 4—1と 4— 2、比較例 5— 1と 5— 2は、それぞれ同一の孔型 周長に設定し、同一の孔型圧延ロールの組合せを用いた。
<試験結果 >
比較例には、 Cr含有量が 10%以上の素管（13%Cr鋼）又は Cr含有量が 10%未 満の素管（9%Cr鋼、 5%Cr鋼、炭素鋼）の少なくとも何れか一方に 4%を超える発生 率で疵が発生した。これに対し、本発明例には、 Cr含有量が 10%以上の素管（13 %Cr鋼)及び Cr含有量が 10%未満の素管（9%Cr鋼、 5%Cr鋼、炭素鋼)いずれも 、同一の孔型圧延ロールの組合せを用いて圧延したにも関わらず殆ど疵が発生しな かった。

Claims

請求の範囲 [1] 複数の孔型圧延ロールが設けられる複数のスタンドを備えるマンドレルミルを用い、 ホロ一シェルを素材として素管の延伸圧延を行う方法であって、 該素管の Cr含有量が 10質量％以上である場合には比（前記ホロ一シェルの外周 長 Z仕上スタンドの出側における素管の外周長である仕上周長）が 1. 1以上となるよ うに前記ホロ一シェルの外径を設定する一方、前記素管の Cr含有量が 10質量％未 満である場合には前記比が 1. 1未満となるように前記ホロ一シェルの外径を設定し、 かつ 前記マンドレルミルの第 1スタンドに設けられる複数の孔型圧延ロールによって決定 される該第 1スタンドの孔型周長が下記（1)式を満足し、第 2スタンドに設けられる複 数の孔型圧延ロールによって決定される該第 2スタンドの孔型周長が下記（2)式を満 足し、さらに、該第 1スタンド及び第 2スタンドそれぞれの孔型周長が下記（3)式を満 足するように、前記第 1スタンド及び第 2スタンドにそれぞれ設けられる孔型圧延ロー ルの孔型プロフィールを設定すること を特徴とするマンドレルミルによる延伸圧延方法。
1. 06≤第 1スタンドの孔型周長 Z仕上周長≤1. 12 (1)
1. 05≤第 2スタンドの孔型周長 Z仕上周長≤1. 10 (2)
第 1スタンドの孔型周長 >第 2スタンドの孔型周長 (3)
[2] 前記マンドレルミルの第 3スタンドに設けられる複数の孔型圧延ロールによって決定 される該第 3スタンドの孔型周長が下記 (4)式を満足するとともに、前記第 2スタンド 及び前記第 3スタンドの孔型周長が下記（5)式を満足するように、前記第 3スタンドに 設けられる孔型圧延ロールの孔型プロフィールを設定することを特徴とする請求項 1 に記載されたマンドレルミルによる延伸圧延方法。
1. 02≤第 3スタンドの孔型周長 Z仕上周長≤1. 07 (4)
第 2スタンドの孔型周長 >第 3スタンドの孔型周長 （5)
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