JPS5829164B2 - Pipe rolling method - Google Patents
Pipe rolling methodInfo
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- JPS5829164B2 JPS5829164B2 JP13507376A JP13507376A JPS5829164B2 JP S5829164 B2 JPS5829164 B2 JP S5829164B2 JP 13507376 A JP13507376 A JP 13507376A JP 13507376 A JP13507376 A JP 13507376A JP S5829164 B2 JPS5829164 B2 JP S5829164B2
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- tube
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は大径継目無金属管の圧延法に関するものである
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for rolling large diameter seamless metal tubes.
従来の大径継目無金属管(例えば継目無鋼管)の圧延法
としてはピルガ−ミル圧延法pよびロータリーエクスパ
ンダ−法があった。Conventional rolling methods for large-diameter seamless metal pipes (for example, seamless steel pipes) include the pilger mill rolling method and the rotary expander method.
ここで大径とは鋼管業界で一般に使われているのと同じ
く、はぼ外径16インチ以上を指す。Here, large diameter refers to an outer diameter of 16 inches or more, as is generally used in the steel pipe industry.
ピルガ−ミル法は厚内中空素管にマンドレルを通し、特
殊なカリバーを切った2重ロール圧延機にかいて、ロー
ルによって材料を入側へ押し戻しながらマンドレルとの
間で管の肉厚を鍛造圧延する方法である。In the Pilger mill method, a mandrel is passed through a thick hollow tube, and a special caliber cut double roll rolling mill is used to forge the thickness of the tube between the material and the mandrel while pushing the material back toward the input side with the rolls. This is a rolling method.
この方法では管の外径は圧延によりかなり小さくなるた
め、成品外径よりかなり大きな素管外径を必要とする。In this method, the outside diameter of the tube is considerably reduced by rolling, so the outside diameter of the raw tube is required to be considerably larger than the outside diameter of the finished product.
従って、既設の中径管製造設備を大径管の製造が可能な
様に改造しようとする場合は、造塊工場、分塊圧延工場
釦よび鋼管圧延工場のピルガ−□ル以前は大径用に全面
的にサイズアップが必要であり、勿論ピルガ−ミル以降
のサイズアップも必須である。Therefore, when modifying existing medium-diameter pipe manufacturing equipment to be able to manufacture large-diameter pipes, it is necessary to It is necessary to increase the size across the board, and of course it is also necessary to increase the size beyond Pilger Mill.
現状技術レベルでのピルガ−ミル法による生産高は、ピ
ルガ−ミルの能力により月産10,000トン以下の小
規模な工場に限定されてかり、この程度の生産量のため
に造塊工場以下の全ラインを新設筐たは大改造を行なう
ことはコストアップを筐ねくので好ましくない。At the current technological level, the production output by the pilger mill method is limited to small-scale factories with a monthly production of 10,000 tons or less due to the capacity of the pilger mill, and due to this level of production, production by the pilger mill method is limited to small-scale factories with monthly production of 10,000 tons or less. It is undesirable to install a new cabinet or make a major remodeling of the entire line because it will increase costs.
また連続鋳造によって安価で良質の管材を供給しようと
しても、鋼の場合では現状技術レベルでは鋳片の品質の
点から制限を受け、この断面からはピルガ−ミル圧延法
では16 以上の大径管を得ることは出来ない。Furthermore, even if we try to supply cheap and high-quality pipe materials by continuous casting, in the case of steel, there is a limit due to the quality of slabs at the current technological level. It is not possible to obtain.
一方、ロータリーエクスパンダ−法は、中肉または薄肉
の中空素管を、1駆動している2個のきのこ状ロールと
、両者の中間に配置した5駆動していない円錐形プラグ
の間で管壁をらせん状に圧延して薄肉とし、外径を最大
1.5倍程度まで拡大する方法である。On the other hand, in the rotary expander method, a medium-walled or thin-walled hollow blank tube is moved between two driven mushroom-shaped rolls and a non-driven conical plug placed between the two. This method involves rolling the wall into a spiral shape to make it thinner and increasing the outer diameter by up to 1.5 times.
この方法では例えば外径16//から24//の管に昔
で圧延できるので、中径管製造設備を有する場合はロー
タリーエクスパンダ−以降の設備改造すたは増設で済む
ことになり、設備投資額は比較的小さくて済む。With this method, it is possible to roll pipes with an outer diameter of 16// to 24//, for example, so if you have medium diameter pipe manufacturing equipment, you only need to modify or add equipment after the rotary expander. The investment amount is relatively small.
またこの方法はピルガ−ミル法に対して大量生産も可能
であるが、そのロール直径は1.5mを超える大きなも
のとなり、ロールの支持は圧延機の構造上片持ち梁とな
らざるを得ないから、ミル剛性が小さく、これを防ごう
とすれば巨大な圧延機とならざるを得ない。In addition, this method allows mass production compared to the Pilger Mill method, but the roll diameter is larger than 1.5 m, and the roll support must be cantilevered due to the structure of the rolling mill. Therefore, the mill rigidity is low, and if you want to prevent this, you have no choice but to make a huge rolling mill.
他方、この種の設備では月産30,000)ン程度筐で
生産可能である。On the other hand, this kind of equipment can produce about 30,000 tons per month.
しかしながら、このロータリーエクスパンダ法に釦いて
さらに生産規模を拡大しようとすれば、サイズ、速度の
増大のために駆動源、設備構造が巨大なものとならざる
を得ないのみか、解決しなければならない未解決の問題
を多く有しているという欠陥がある。However, if we try to further expand the production scale by using this rotary expander method, the drive source and equipment structure will have to become huge due to the increase in size and speed, or we will have to solve the problem. The flaw is that it has many unresolved problems.
さらにロータリーエクスパンダの構造はパスセンタライ
ンに対してロール1駆動軸が約60の角度を以って位置
しているという特殊な関係にあり、かつ圧延機の出側か
ら駆動するため、設備占有面積が極めて広くなるだけで
なく、圧延後の管の次工程への輸送距離が長くなること
による温度低下が著るしく、次工程での加工が困難とな
る。Furthermore, the structure of the rotary expander has a special relationship in that the roll 1 drive shaft is positioned at an angle of approximately 60 degrees to the pass center line, and since it is driven from the exit side of the rolling mill, it occupies equipment. Not only does the area become extremely large, but the temperature drop due to the long transportation distance of the rolled tube to the next process becomes significant, making processing in the next process difficult.
さらにロータリーエクスパンダーにおいてハ、管の変形
は単なる幾何学的な形状変化の他に、材料内部に釦ける
付加的な 断変形が著るしく、これが、消費エネルギー
の増大、ミル剛性の不足、庇の発生、管の寸法精度の悪
化を助長している。Furthermore, in rotary expanders, the deformation of the tube is not only a simple geometric shape change, but also significant additional shear deformation inside the material, which leads to increased energy consumption, insufficient mill rigidity, and eaves. , and the dimensional accuracy of the pipe deteriorates.
かかる従来法の欠点は、大きな圧延ロールとそれを、支
持する圧延機の構造、さらには管の変形に必要なエネル
ギーを管と外接する圧延ロールのみによって供給したこ
とに負うところが太きい。The disadvantages of this conventional method are largely due to the large rolling rolls and the structure of the rolling mill that supports them, as well as the fact that the energy necessary to deform the tube is supplied only by the rolling rolls that circumscribe the tube.
本発明は従来法のこれらの欠点を詳細に検討し、全く新
らしい管圧延法を提供するに至ったものであり、従来法
に対して次の長所を有する。The present invention has investigated these drawbacks of the conventional method in detail and has provided a completely new tube rolling method, which has the following advantages over the conventional method.
■中径用素材を使用して該工程で拡管するので穿孔機以
前の工程はほぼ中径用設備の11でよい。(2) Since the pipe is expanded in this process using a material for medium diameter, the process before the punching machine can be performed using equipment 11 for medium diameter.
■圧延能力は従来法を凌ぐものである。■Rolling capacity exceeds that of conventional methods.
筐た設備はコンパクトにできる。Encased equipment can be made compact.
■ロータリーエクスパンダーと比較して、材料内部に卦
ける付加的剪断変形が小さくなるため庇の発生が軽減さ
れ、変形に要するエネルギーも小さくてすむ。■Compared to a rotary expander, the additional shear deformation created inside the material is smaller, reducing the occurrence of eaves and requiring less energy for deformation.
本発明の詳細な説明すると、第1図において管1を押込
装@2によって圧延機中に押込み、圧延中押しつづける
。To explain the invention in detail, in FIG. 1, a tube 1 is pushed into a rolling mill by means of a pushing device @2 and is kept pressed during rolling.
圧延機のパスは第1図会よび第2図の様に圧延ローラー
3−1 3−2およびガイドローラー4−1,4−2と
パス中心に配置したマンドレル5によって構成する。As shown in FIGS. 1 and 2, the path of the rolling mill is composed of rolling rollers 3-1, 3-2, guide rollers 4-1, 4-2, and a mandrel 5 placed at the center of the path.
マンドレルの先端部5′は入側の管の内径より小さくし
、管の前進により管の内部に収容する。The tip 5' of the mandrel is made smaller than the inside diameter of the tube on the entry side and is accommodated inside the tube as the tube advances.
管壁が回転駆動しているマンドレル5と圧延ローラー3
−t、3−2間で挟圧される壕で押込むと、管は回転し
、圧延ローラー3−1,3−2とマンドレル5の間で圧
延を受け、肉厚は減少し、外径は増大する。A mandrel 5 and a rolling roller 3 whose tube walls are rotationally driven
-t, when pushed through the grooves squeezed between 3-2, the tube rotates and is rolled between rolling rollers 3-1, 3-2 and mandrel 5, the wall thickness decreases and the outer diameter increases.
ガイドローラー4−1.4−21Cより管をパス内に保
つとともに外径を規制する。Guide roller 4-1.4-21C keeps the tube within the path and regulates the outer diameter.
マンドレル5の回転駆動により管1、圧延ローラー11
,3−2、釦よびガイドローラー4i、 4−1 、4
−2が従動回転するが、圧延ローラー釦よびガイドロー
ラーは従動回転の際、管を出側に押し出す様に摩擦力が
働く方向に傾斜させてかく。The tube 1 and the rolling roller 11 are rotated by the mandrel 5.
, 3-2, button and guide roller 4i, 4-1, 4
-2 is driven to rotate, and during the driven rotation, the rolling roller button and guide roller are tilted in the direction in which frictional force is applied so as to push the tube toward the exit side.
すなわち、第1図にかけるようにマンドレルの回転方向
、出側(図の右側)から見て反時計回りの場合は、圧延
ローラー釦よびガイドローラーの回転軸は左ねし方向に
傾斜し、マンドレルの回転方向が逆回転であれば圧延ロ
ーラーおよびガイドローラーの回転軸も逆方向に傾斜す
る。In other words, if the rotation direction of the mandrel is counterclockwise when viewed from the exit side (right side in the figure) as shown in Figure 1, the rotation axes of the rolling roller button and guide roller are tilted to the left, and the mandrel If the direction of rotation is reverse rotation, the rotation axes of the rolling roller and guide roller are also inclined in the opposite direction.
これらの傾斜をローラー傾斜角θと呼ぶとするとθはパ
スセンターライン6と平行でかつこれを含む半間と交叉
する角度である。If these inclinations are referred to as roller inclination angles θ, θ is an angle that is parallel to the path center line 6 and intersects with the half interval that includes this.
この角度θば、被圧延材料の回転、前進に関与する要素
であるが、実際的には、4〜16゜の範囲内の値を採用
し得る。This angle θ is an element involved in the rotation and advancement of the material to be rolled, but in practice, a value within the range of 4 to 16 degrees can be adopted.
圧延ローラーおよびガイドローラーの表すとパスセンタ
ーライン6との距離は出側に行くに従がい広くすること
により外径の拡大は容易となる。The outer diameter can be easily increased by increasing the distance between the rolling roller and the guide roller and the path center line 6 toward the exit side.
捷た該ローラーの作用部分の直径は管の外径拡大と対応
して大きくした方が無理なく管を変形できる。The tube can be deformed more easily if the diameter of the action portion of the twisted roller is increased to correspond to the increase in the outer diameter of the tube.
従って第1図に示す様にローラー中心軸をパスセンター
ラインに対してψだけ開く様に配置するのが好ましいが
、ψは管の前進効果とは直接的な関係はない。Therefore, as shown in FIG. 1, it is preferable to arrange the roller center axis so that it is separated from the path center line by ψ, but ψ has no direct relation to the advancement effect of the tube.
ここで角度ψは管とローラーが接触する位置において、
管とローラーの回転真速度の比が管軸方向に一定となる
ように定められ、00〜30°の値をとる。Here, the angle ψ is at the position where the tube and roller contact,
The ratio of the true rotation speed of the tube and roller is determined to be constant in the tube axis direction, and takes a value of 00 to 30 degrees.
このようにローラーを角度ψだけ傾斜さぜることによっ
て管の捩れを防止することができる。By tilting the rollers by the angle ψ in this manner, twisting of the tube can be prevented.
カイトローラー4−1,4−2の主機能は圧延パスから
の材料の飛び出しを防止することである。The main function of the kite rollers 4-1, 4-2 is to prevent material from flying out from the rolling passes.
すなわち、圧延ローラー3−1,3−2とマンドレル5
によって素管は第2図に示す状態でら旋状に回転前進し
ながら圧延が遂行されている。That is, rolling rollers 3-1, 3-2 and mandrel 5
As a result, the raw tube is rolled while being rotated and advanced in a spiral manner in the state shown in FIG.
しかしながら、マンドレル5は基端部で支持された片持
ばりの構造をなしてかり、上下方向にたわみ易い。However, the mandrel 5 has a cantilever structure supported at its base end and is easily bent in the vertical direction.
したがって、もしガイドローラー4−1,4−2が存在
しなければ、材料は圧延ローラー31.3−2によって
挾持されている状態から離脱し、圧延パスから飛び出し
てし1う。Therefore, if the guide rollers 4-1, 4-2 were not present, the material would break away from being held by the rolling rollers 31.3-2 and fly out of the rolling path.
なか、ガイドローラー4−1.4−2は、これの所では
素管内面はマンドレル外周面より離れてかり、管の肉厚
圧減には関与しない。Among the guide rollers 4-1 and 4-2, the inner surface of the raw tube is separated from the outer circumferential surface of the mandrel at this point, and does not take part in reducing the wall thickness of the tube.
捷た、ガイドローラーはガイドシューに置き換えること
もできる。The twisted guide roller can also be replaced with a guide shoe.
第3図に示す様にマンドレル5は出側に向って径が大き
くなってかり、圧延ローラーとの間隔は次第に狭くなっ
てかり、管はらせん状に前進しながら半回転毎にマンド
レルと圧延ローラー間で肉厚を減少し、外径を拡大する
。As shown in Fig. 3, the diameter of the mandrel 5 increases toward the exit side, and the distance between the mandrel and the rolling roller gradually narrows, and as the tube advances in a spiral, the mandrel and the rolling roller rotate every half turn. Decrease the wall thickness in between and enlarge the outer diameter.
このように圧延ローラーとマンドレルとの間隙を次第に
狭くすることによって、マンドレル径が出側に向って拡
大していても圧延材から旋状に前進してその位置に到達
したときにな釦圧延される直前の管の内径とマンドレル
外周面との間に間隙を生じるようになり、一層安定した
圧延が遂行される。By gradually narrowing the gap between the rolling roller and the mandrel in this way, even if the mandrel diameter expands toward the exit side, the rolled material will move forward in a spiral shape and when it reaches that position, it will not be rolled into a button. A gap is created between the inner diameter of the tube just before rolling and the outer peripheral surface of the mandrel, resulting in more stable rolling.
管の前進は押込装置2の押込力と、マンドレル5の回転
駆動によって生じる管1と圧延ローラー3−1,3−2
釦よびガイドローラー4−1゜4−2の回転により該ロ
ーラーと管の間に発生する摩擦力によって生ずるが、管
の後端部付近で押込装置2により十分な押込力を加えら
れない場合でも、該摩擦力だけで管を前進でき、最終端
1で圧延を完了できる条件が存在する。The advancement of the tube is caused by the pushing force of the pushing device 2 and the rotating drive of the mandrel 5 between the tube 1 and rolling rollers 3-1, 3-2.
This is caused by the frictional force generated between the button and the guide rollers 4-1 and 4-2 due to the rotation of the rollers and the tube, but even if sufficient pushing force cannot be applied by the pushing device 2 near the rear end of the tube. , there exists a condition in which the tube can be advanced only by the frictional force and the rolling can be completed at the final end 1.
以上述べた様な方法により、管の外径を1.2〜1.8
倍拡大でき、穿孔機以前の製造設備は中径管製造用であ
っても、大径管の圧延が可能となった。By the method described above, the outer diameter of the tube is adjusted to 1.2 to 1.8.
It can be expanded twice as much, making it possible to roll large-diameter pipes even though the manufacturing equipment used before the punching machine was for manufacturing medium-diameter pipes.
例えば造管プロセスとしては、加熱炉、穿孔機、プラグ
ミル、本発明の拡管機、定径機、昔たは加熱炉、傾斜ロ
ール穿孔機、本発明の拡管機、磨管機、定径機などであ
る。For example, the pipe making process includes a heating furnace, a drilling machine, a plug mill, a pipe expanding machine of the present invention, a diameter-sizing machine, a traditional heating furnace, an inclined roll drilling machine, a pipe expanding machine of the present invention, a polishing machine, a diameter-sizing machine, etc. It is.
本発明の実施例を示すと、プラスティシンを成形した外
径100mm、肉厚25rItIIlの素管から第1図
第3図に示した様な2本の圧延従動ローラーと、2本の
ガイド従動ローラーと、回転1駆動したマンドレルと押
込装置により、外径180my++、肉厚107FBの
良好な管を得た。In an embodiment of the present invention, two rolling driven rollers and two guide driven rollers as shown in FIG. 1, FIG. A good tube with an outer diameter of 180 my++ and a wall thickness of 107 FB was obtained using a roller, a mandrel driven one rotation, and a pushing device.
この時、管の外径は1.8倍、長さは1.1倍となった
。At this time, the outer diameter of the tube became 1.8 times larger, and the length became 1.1 times larger.
捷た、圧延機の調整を変えることによって、同寸法の素
管から外径150m+++、肉厚10rMLの良好な管
を得ることもでき、このとき管の外径は1.5倍、長さ
は1.3倍であった。By changing the adjustment of the rolling mill, it is also possible to obtain a good tube with an outer diameter of 150 m+++ and a wall thickness of 10 rML from a raw tube of the same dimensions.In this case, the outer diameter of the tube is 1.5 times larger and the length is It was 1.3 times.
従来法のロータリーエクスパンダーによって、管の外径
ば1,5倍程度まで拡大できる。Using a conventional rotary expander, the outer diameter of the tube can be expanded to about 1.5 times.
例えば、プラスティシンを成形した外径100 rru
n、肉厚25Mの素管から外径150TrrrrL1肉
厚10間の管までしか得られない。For example, an outer diameter of 100 rru molded from plasticine.
n, only tubes with an outer diameter of 150TrrrrL1 and a wall thickness of 10 can be obtained from a raw tube with a wall thickness of 25M.
これ以上の拡管を行なえば材料の剪断変形が大きくなり
、管に庇を生じやすいこと、表面のスムーズさが損なわ
れること、さらには噛込不良釦よび尻ぬけ不良等の作業
トラブルを発生することになる。If the tube is expanded further than this, the shear deformation of the material will increase, which will easily cause eaves to form on the tube, impair the smoothness of the surface, and even cause work problems such as poor button engagement and poor bottom slippage. become.
このときのロータリーエクスパンダ−ば、第5図に示す
様に圧延ロール10−1,10−2の回転軸11−1
、11−2はパスセンターライン12に対してそれぞれ
600で交叉して卦り、ロールの形状は図示の通りきの
こ状をしている。At this time, the rotary expander has rotating shafts 11-1 of rolling rolls 10-1 and 10-2, as shown in FIG.
, 11-2 cross each other at 600 with respect to the path center line 12, and the shape of the roll is mushroom-shaped as shown.
管1はらせん状に前進しながらロールとプラグ14の間
で圧延され、肉厚を減少し、外径を拡大する。The tube 1 is rolled between the rolls and the plug 14 while advancing in a helical manner, reducing the wall thickness and increasing the outer diameter.
プラグ14はマンドレル12によって定位置に保持され
てふ・す、管の回転にともない従動回転する。Plug 14 is held in place by mandrel 12 and rotates as the tube rotates.
圧延ロール10−1゜1O−2f1回転1駆動しており
、第6図に示すようにその2本の回転軸はハスセンター
ライン12に対して一方は高く他方は低くなっており、
この様にすることによって管をらせん状に回転前進させ
る。The rolling roll 10-1°1O-2f1 rotation is driven, and as shown in FIG. 6, its two rotating shafts are one high and the other low with respect to the lotus center line 12.
By doing this, the tube is rotated forward in a spiral manner.
従って管と接触する部分13内で、ロール表面速度は場
所により方向および大きさともに大きく異なり、管には
圧延に伴なう複雑な力が作用し、材料の変形釦よび流れ
は複雑となり、管はねじられ、内表面層と外表面層は円
周方向および長さ方向に相対的に大きく変位することに
なる。Therefore, within the portion 13 in contact with the tube, the roll surface speed varies greatly in both direction and magnitude depending on the location, complex forces associated with rolling act on the tube, and the deformation and flow of the material become complicated. is twisted, and the inner and outer surface layers undergo relatively large displacements in the circumferential and longitudinal directions.
かかる圧延設備に釦いては、ロール径が大きく、設備構
造が大型で複雑であるため、管の圧延仕上寸法毎な最適
条件に調整することは容易ではなく、また調整部分を設
けにくい。Since the roll diameter of such rolling equipment is large and the equipment structure is large and complicated, it is not easy to adjust to the optimum conditions for each finished rolling dimension of the pipe, and it is difficult to provide an adjustment section.
従って本発明法はロータリーエクスパンダ−法に対して
次の点で優れている。Therefore, the method of the present invention is superior to the rotary expander method in the following points.
■材料内部に釦ける付加的剪断変形が小さいため庇の発
生が軽減され、変形に要するエネルギーも小さくてすむ
。■Since the additional shear deformation that occurs inside the material is small, the occurrence of eaves is reduced, and the energy required for deformation is also small.
■圧延設備がコンパクトに設計できる。■Rolling equipment can be designed compactly.
■作業トラブルが少なく、圧延能力が大きくできる。■There is less work trouble and the rolling capacity can be increased.
本発明についてさらに詳細に説明すれば、■については
従来法が圧延ロールのみにより材料にエネルギを加えて
、前述の様に幾何学的変形の他に複雑な剪断変形をとも
なうのに対して、本発明に卦いてはa管m径変化卦よび
肉厚圧下に対応するマンドレル圧延部形状を選択できる
こと、b圧延ローラー釦よびガイドローラーの形状を管
の変形に有利な形状に広範囲に選択できるごと、Cロー
ラー支持部にローラーベアリングを使用することにより
、該従動ローラー軸受部の摩擦損失を減少できること、
d押込力により管径が容易に拡大されること、e押込力
により材料内部における静水圧成分が増大し、相対的に
引張応力および剪断応力の割合が減少して庇の発生を防
止できること、等が従来法に優る理由である。To explain the present invention in more detail, with respect to Particularly, the invention is characterized by the ability to select the shape of the mandrel rolling part that corresponds to the change in diameter of the tube and the wall thickness reduction, and b the ability to select the shape of the rolling roller button and guide roller from a wide range of shapes that are advantageous for deforming the tube. By using a roller bearing in the C roller support part, friction loss of the driven roller bearing part can be reduced;
(d) The pipe diameter can be easily expanded by the pushing force, (e) The hydrostatic pressure component inside the material increases due to the pushing force, and the ratio of tensile stress and shear stress is relatively reduced, preventing the occurrence of eaves, etc. This is the reason why it is superior to the conventional method.
■については、従来法が第5図および第6図に示す様に
ロールは片持支持であり、かつ、ロール回転軸ババスラ
インに対してそれぞれ約60度傾斜してかり、ざらにパ
スセンターラインに対して高さを異にする複雑な構造で
あり、ロール径も必然的に犬きくなる。Regarding (2), in the conventional method, as shown in Figures 5 and 6, the rolls are supported on a cantilever, and each roll is tilted at an angle of about 60 degrees with respect to the roll rotation axis Babass line, which is roughly aligned with the path center line. On the other hand, it has a complicated structure with different heights, and the roll diameter is inevitably large.
とりわけ、この様に配置した2本の圧延ロールを大きな
動力で駆動すること、卦よび管の変形に無駄が多いこと
などが装置を大型化している原因である。In particular, driving the two rolling rolls arranged in this way with a large amount of power, and the fact that there is a lot of waste in deforming the squares and tubes, are the causes of the increased size of the apparatus.
これに対して、本発明法に釦いては入側に押込装置を有
するが、該装置の発生する押込応力は、圧延材料の降伏
応力の0.01〜1.0倍、好筐しくff0.1〜0.
5倍であるため、従来装置の圧延ロール駆動装置と比較
して小さくなる。On the other hand, the method of the present invention has a pushing device on the entry side, but the pushing stress generated by the device is 0.01 to 1.0 times the yield stress of the rolled material, preferably ff0. 1~0.
Since it is five times as large, it is smaller than the conventional rolling roll drive device.
例えば1250℃に加熱した外径400rmn、肉厚1
00mmの低炭素鋼を外径600rrrm、肉厚20m
mに圧延し、その時の出側材料速度が300rrvry
’s e cの場合は、材料の降伏応力を2 Kq/r
ran2、押込応力をIKり/rrrJn2 とすれば
、押込に要する動力は約107KWと小さいものである
。For example, heated to 1250℃, outer diameter 400rmn, wall thickness 1
00mm low carbon steel with an outer diameter of 600rrrm and a wall thickness of 20m.
m, and the exit material speed at that time was 300rrvry.
's e c, the yield stress of the material is 2 Kq/r
ran2, and the pushing stress is IKri/rrrJn2, the power required for pushing is as small as about 107 KW.
■については、従来法がロールのみによって材料に前進
力を与えるに対して、本発明法はマンドレルの回転力に
よって管が回転し、回転する管の表面とローラーとの摩
擦力釦よび押込力によって管を前進させることによるも
のである。Regarding (2), whereas the conventional method applies forward force to the material only by rolls, in the method of the present invention, the tube is rotated by the rotational force of the mandrel, and the friction force between the surface of the rotating tube and the roller and the pushing force are used. By advancing the tube.
すなわち、従来法においては前述の通り管がロールとプ
ラグの間で圧延されるときに、管の肉厚が減少し外径が
膨らむが、特に前端部の圧延の際に外径の拡大が十分で
なく、プラグの直径に対して管の内径が十分大きくない
部分が生じると管の前進は停止し□スロールとなる。In other words, in the conventional method, when the tube is rolled between the rolls and the plug as described above, the wall thickness of the tube decreases and the outer diameter expands, but especially when the front end is rolled, the outer diameter expands sufficiently. Instead, if a portion occurs where the inner diameter of the tube is not sufficiently large compared to the diameter of the plug, the forward movement of the tube will stop and a □ throttle will occur.
管は回転とともに一定量の前進を受けなければ肉厚平置
が不足し、外径の拡大が不十分となり、この様に材料が
前進できなくなると同時に回転も停止するほか、材料が
前進する場合にも・いても長さ方向に外径が大きく変動
することになる。If the tube does not move forward by a certain amount as it rotates, the wall thickness will be insufficient and the outer diameter will not expand sufficiently, and the rotation will stop at the same time that the material cannot move forward, and if the material moves forward. The outer diameter will vary greatly in the length direction.
本発明法においては押込力によって管径は容易に拡大し
、かつ容易に前進する。In the method of the present invention, the tube diameter is easily expanded by the pushing force and the tube is easily advanced.
仮に外径の拡大が十分でなく、プラグの直径に対して管
の内径が十分大きくない場合は、管とプラグの接触面積
は増大し、摩擦力は大きくなり、管の回転は容易となり
、押込力による材料送りと相昔ってローラー摩擦力によ
る前進力も増大し、パス内へ流入する材料の体積は増大
し、ローラーとプラグ間で圧延されて外径が容易に膨ら
む結果となる。If the outer diameter is not sufficiently expanded and the inner diameter of the tube is not large enough relative to the diameter of the plug, the contact area between the tube and plug will increase, the frictional force will increase, the tube will rotate easily, and it will not be pushed in. Along with the material feeding by the force, the forward force due to the roller friction force also increases, the volume of the material flowing into the path increases, and the outer diameter easily expands as it is rolled between the roller and the plug.
さらに従来法においては変形に無駄が多く、付加的剪断
変形に多くのエネルギーを費し、圧延速度は遅くなる。Furthermore, in the conventional method, there is a lot of waste in deformation, a lot of energy is spent on additional shear deformation, and the rolling speed becomes low.
本発明は以上述べた様な種々の利点の複合効果として、
圧延設備をコンパクトにし、動力源を小さくし、かつ、
圧延能力を大きくすることを可能とした。The present invention has the combined effect of various advantages as described above.
Making the rolling equipment more compact, reducing the power source, and
This made it possible to increase rolling capacity.
本発明法は第1図に示す様に、パスセンターラインに対
して、その回転軸が特定方向に傾斜した複数個の圧延ロ
ーラーと複数個のガイドローラーによって圧延パスを構
成し、そのパス中心付近に出側から回転、駆動可能なマ
ンドレルを配置し、入側には管を圧延機中に押込む装置
を配置し、該押込装置の押込力とマンドレルの回転駆動
力とによって管をらぞん状に前進さぞなから圧延する管
圧延法である。As shown in Fig. 1, the method of the present invention consists of a rolling pass made up of a plurality of rolling rollers whose rotating axes are inclined in a specific direction with respect to the pass center line, and a plurality of guide rollers, and a rolling pass is formed near the center of the pass. A mandrel that can be rotated and driven from the exit side is arranged, and a device for pushing the tube into the rolling mill is arranged on the input side, and the tube is rolled by the pushing force of the pushing device and the rotational driving force of the mandrel. This is a tube rolling method in which the tube is rolled in a straight forward motion.
圧延ローラーおよびガイドローラーの数は第2図あるい
は第3図に示す様にそれぞれ2個あるいは第4図に示す
ように3個が構造が簡単となることおよび管径が拡大さ
れやすいことから適当であるが、それぞれ4個以上とす
ることもできる。The appropriate number of rolling rollers and guide rollers is 2 as shown in Figure 2 or 3, or 3 as shown in Figure 4, since the structure is simple and the pipe diameter can be expanded easily. However, it is also possible to have four or more each.
圧延ローラーはマンドレルとの間で管の肉厚を圧延する
とともに、その回転軸がパスセンターラインに対してf
頃斜していることにより、回転にともない前進方向に摩
擦力を生じる様に配置する。The rolling roller rolls the wall thickness of the pipe between it and the mandrel, and its rotation axis is at f relative to the path center line.
By being slanted, it is arranged so that frictional force is generated in the forward direction as it rotates.
ガイドローラーはマンドレルとの間隔が、圧延ローラー
とマンドレルとの間隔より大きくなる様に配置し、管の
飛び出しを防ぎ、回転にともない前進方向に摩擦力を生
じて管を前進ぜしめるとともに、管の外径を決定する様
に機能させる。The guide roller is arranged so that the distance between the guide roller and the mandrel is larger than the distance between the rolling roller and the mandrel to prevent the tube from jumping out, generate frictional force in the forward direction as it rotates, and cause the tube to move forward. It functions to determine the outer diameter.
このカイトローラーを板状の飛出防止ガイドに置きかえ
ることができる。This kite roller can be replaced with a plate-shaped flyout prevention guide.
この場合は摩擦力は管を前進ぜしめる効果は失なわれる
が、作業は十分可能である。In this case, the frictional force loses its effect of moving the tube forward, but the work is still possible.
圧延ローラーを補助的に1駆動せしめることにより、押
込力を十分に与えられない管の後端圧延時の作業が容易
となり、圧延速度を向上さぜることふ・よび付加的剪断
変形もさらに小さくすることもできる。By driving the rolling roller 1 as an auxiliary drive, the work when rolling the rear end of the tube, where sufficient pushing force cannot be applied, becomes easier, the rolling speed is increased, and additional shear deformation is further reduced. You can also.
圧延ローラーを駆動する動力はマンドレルを回転1駆動
する動力より小さい方が良く、設備の巨大化および複雑
化を避けるために最小限とすべきである。The power for driving the rolling rollers should be smaller than the power for driving the mandrel for one revolution, and should be kept to a minimum in order to avoid increasing the size and complexity of the equipment.
な釦、ガイドローラーは圧延ローラーのように補助的に
回転駆動されることはない。The buttons and guide rollers are not auxiliary rotationally driven like rolling rollers.
本発明法の実施例を示すと次の通りである。Examples of the method of the present invention are as follows.
圧延ローラー数 2個
ガイドローラー数 2個
圧延ローラー傾斜角 6゜
ガイドローラー傾斜角 6゜
マンドレル径(最大部) 150 mmマンド
レル回転数 30 rPm圧延ローラ
ーとマントシルの最短距離 10rrarLガイドロー
ラーとマンドレルの最短距離20 mm押込応力
24^l管の材質
プラスティシン素管の寸法(mm)外径100×肉
厚25×長J500仕上管の寸法(W)外径180×肉
厚10×長さ550プラステイシンは塑性加工可能な金
属の塑性変形のシュミレート実験によく用いられており
、鋼の熱間圧延時の変形を十分シュミレートできる。Number of rolling rollers: 2 Number of guide rollers: 2 Rolling roller inclination angle 6° Guide roller inclination angle 6° Mandrel diameter (maximum part) 150 mm Mandrel rotation speed 30 rPm Shortest distance between rolling roller and mandrel 10rrarL Shortest distance between guide roller and mandrel 20 mm indentation stress
24^l pipe material
Dimensions of plasticine raw tube (mm) Outer diameter 100 x wall thickness 25 x length J500 Dimensions of finished tube (W) outer diameter 180 x wall thickness 10 x length 550 Plasticine is a metal that can be plastically deformed. It is often used in simulation experiments and can sufficiently simulate the deformation of steel during hot rolling.
次に、本発明の管圧延法が応用される圧延機列の例を示
すと、
(イ)加熱炉→プレスロール穿孔機→エロンゲータ→プ
ラグ□ル→本発明の拡管機→定径機
(ロ)加熱炉→プレスロール穿孔機→エロンゲータ→プ
ラグ□ル→本発明の拡管機→磨管機→定径機
(ハ)加熱炉→傾斜ロール穿孔機→本発明の拡管機→定
径機
に)加熱炉→傾斜ロール穿孔機→エロンゲータ→本発明
の拡管機→定径機
(ホ)加熱炉→傾斜ロール穿孔機→エロンゲータ→本発
明の拡管機う磨管機→定径機
なお、上記圧延機列に釦いて、(イ)および(10)の
圧延機列が最も好ましい。Next, an example of a rolling mill train to which the tube rolling method of the present invention is applied is as follows: (a) Heating furnace → press roll perforator → elongator → plug □ roll → tube expander of the present invention → diameter-sizing machine (roller) ) Heating furnace → Press roll perforator → Elongator → Plug → Pipe expander of the present invention → Polishing machine → Diameter sizing machine (c) Heating furnace → Inclined roll perforator → Pipe expander of the present invention → Diameter sizing machine) Heating furnace → Inclined roll perforator → Elongator → Pipe expanding machine of the present invention → Sizing machine Among the rows, rolling mill rows (a) and (10) are most preferred.
また、上記圧延機列では本発明の管圧延法はすべて拡管
機として利用されているが、本発明にエリ素材に穿孔す
ることも可能である。Further, in the above-mentioned rolling mill row, the tube rolling method of the present invention is all utilized as a tube expanding machine, but it is also possible to perforate the edge material according to the present invention.
さらに、本発明の管圧延法は熱間圧延に限ることはなく
、冷間圧延にも応用され得るものである。Furthermore, the tube rolling method of the present invention is not limited to hot rolling, but can also be applied to cold rolling.
本発明は大径継目無鋼管の圧延のみならず、塑性加工可
能な管状物体の拡管圧延にも適用できる。The present invention is applicable not only to the rolling of large-diameter seamless steel pipes, but also to the expansion rolling of tubular objects that can be plastically worked.
なお、圧延できる管の外径は、マンドレルの捩り強度に
依存するものであって、鋼の熱間圧延では外径16”以
上が工業化レベルにあり、それより変形抵抗の小さい材
料では更に小径の成品も工業化可能である。The outer diameter of the tube that can be rolled depends on the torsional strength of the mandrel, and for hot rolling steel, an outer diameter of 16" or more is at the industrial level, and for materials with lower deformation resistance, an even smaller diameter is required. The finished products can also be industrialized.
第1図〜第3図は本発明の詳細な説明図で、第1図は、
管圧延装置主要部の正面図、第2図は第1図の横断面図
、および第3図は第2図のB−B線に沿う断面図である
。
第4図は管圧延装置の他の例を示す断面図である。
第5図は従来の管圧延法であるロータリーエクスパンダ
−法を説明するもので、ロータリーエクスパンダ−の平
面図である。
第6図はロータリーエクスパンダ−法に釦いて圧延ロー
ルの作用を説明する側面図である。
1・・・管、2・・・押込装置、3−1〜3−3・・・
圧延ローラー、4−1〜4−3・・・ガイドローラー5
・・・マンドレル。1 to 3 are detailed explanatory diagrams of the present invention, and FIG. 1 is a
2 is a cross-sectional view of the main part of the tube rolling apparatus, FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view taken along line BB of FIG. 2. FIG. 4 is a sectional view showing another example of the tube rolling apparatus. FIG. 5 explains the rotary expander method, which is a conventional tube rolling method, and is a plan view of the rotary expander. FIG. 6 is a side view illustrating the function of the rolling rolls in the rotary expander method. 1... Pipe, 2... Pushing device, 3-1 to 3-3...
Rolling roller, 4-1 to 4-3...guide roller 5
...Mandrel.
Claims (1)
の方向に傾斜し、パスセンターラインに垂直な面内でパ
スセンターラインを囲繞する如く配設された少なくとも
複数箇の圧延ローラによって圧延パスを構成するととも
に、圧延パスの、圧延方向に垂直な面内の中心或はその
近傍に、回転1駆動されるマンドレルを配置し、マンド
レルの回転によって管をら旋状に回転前進さぞなから圧
延することを特徴とする管圧延法。 2 管のパスセンターラインに対してその回転軸が所定
の方向に傾斜し、パスセンターラインに垂直な面内でパ
スラインを囲繞する如く配設された少なくとも複数箇の
圧延ローラによって圧延パスを構成するとともに、圧延
パスの、圧延方向(材料の軸方向)に垂直な面内の中心
或はその近傍に、回転されるマンドレルを配設し、さら
に圧延ロール入側に管を圧延機中に押込む管押込装置を
配置し、上記マンドレルの回転駆動力と前記管押込装置
による押込力とにより管をら旋状に回転前進さぜながら
圧延することを特徴とする管圧延法。 3 管のパスセンターラインに対して、その回転軸が所
定の方向に傾斜しパスセンターラインに垂直な面内でパ
スセンターラインを囲繞する如く配設された少なくとも
複数個の圧延ローラーと複数個の飛出防止ガイドにより
圧延パスを構成するとともに、圧延パスの、圧延方向に
垂直な面内の中心或いはその近傍に回転1駆動されるマ
ンドレルを配置し、さらに、圧延ロール入側に管を圧延
機中に押込む管押込装置を配置し、上記マンドレルの回
転1駆動力と前記管押込装置による押込力とによって管
をら旋状に回転前進g−vながら圧延することを特徴と
する管圧延法。[Scope of Claims] 1. At least a plurality of pipes whose rotational axial force is inclined in a predetermined direction with respect to the path center line of the pipe, and which are arranged so as to surround the path center line in a plane perpendicular to the path center line. A rolling path is formed by rolling rollers, and a mandrel driven by rotation 1 is placed at or near the center of the rolling path in a plane perpendicular to the rolling direction, and the rotation of the mandrel rotates the tube in a spiral shape. A tube rolling method characterized by rolling from a forward straight line. 2. A rolling pass is constituted by at least a plurality of rolling rollers whose rotational axes are inclined in a predetermined direction with respect to the pass center line of the pipe and are arranged so as to surround the pass line in a plane perpendicular to the pass center line. At the same time, a rotating mandrel is arranged at or near the center of the rolling pass in a plane perpendicular to the rolling direction (the axial direction of the material), and the tube is further pushed into the rolling mill on the entry side of the rolling rolls. A tube rolling method characterized in that a tube pushing device is arranged, and the tube is rolled while being rotated and moved forward in a spiral shape by the rotational driving force of the mandrel and the pushing force of the tube pushing device. 3 At least a plurality of rolling rollers and a plurality of rolling rollers arranged so that their rotational axes are inclined in a predetermined direction with respect to the path center line of the pipe and surround the path center line in a plane perpendicular to the path center line. A rolling pass is configured with a fly-out prevention guide, and a mandrel that is driven one rotation is placed at or near the center of the rolling pass in a plane perpendicular to the rolling direction, and the tube is placed on the rolling roll entry side of the rolling machine. A tube rolling method characterized in that a tube pushing device is disposed to push the tube into the tube, and the tube is rolled in a spiral shape while rotating forward g-v by the driving force of the mandrel per rotation and the pushing force of the tube pushing device. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13507376A JPS5829164B2 (en) | 1976-11-10 | 1976-11-10 | Pipe rolling method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13507376A JPS5829164B2 (en) | 1976-11-10 | 1976-11-10 | Pipe rolling method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5360358A JPS5360358A (en) | 1978-05-30 |
| JPS5829164B2 true JPS5829164B2 (en) | 1983-06-21 |
Family
ID=15143207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13507376A Expired JPS5829164B2 (en) | 1976-11-10 | 1976-11-10 | Pipe rolling method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5829164B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3236892A1 (en) * | 1982-10-01 | 1984-04-05 | Mannesmann AG, 4000 Düsseldorf | ROLLING MILL FOR THE PRODUCTION OF THIN-WALLED SEAMLESS TUBES |
-
1976
- 1976-11-10 JP JP13507376A patent/JPS5829164B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5360358A (en) | 1978-05-30 |
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