JPS5829165B2 - Pipe rolling method - Google Patents
Pipe rolling methodInfo
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- JPS5829165B2 JPS5829165B2 JP14656176A JP14656176A JPS5829165B2 JP S5829165 B2 JPS5829165 B2 JP S5829165B2 JP 14656176 A JP14656176 A JP 14656176A JP 14656176 A JP14656176 A JP 14656176A JP S5829165 B2 JPS5829165 B2 JP S5829165B2
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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−ミル圧延広お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 pilger mill rolling and rotary expander methods.
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j享肉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重ロール圧延機において、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。The Pilger Mill method involves passing a mandrel through a hollow tube,
This is a method in which the material is forged and rolled between a mandrel and a mandrel using a double roll mill with a special caliber, while the rolls push the material back toward the input side.
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
および鋼管圧延工場のピルガ−ミ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 enable the production of large-diameter pipes, it is important to It is necessary to increase the size, 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10000トン以下の小規
模な工場に限定されており、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または大改造を行なうこ
とはコストアップをまねくので好ましくない、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。At the current technological level, production by the Pilger mill method is limited to small-scale factories with monthly production of 10,000 tons or less due to the capacity of the Pilger mill. It is undesirable to construct a new line or make major modifications to the line because it increases costs, and even if we try to supply cheap and high-quality pipe materials through continuous casting,
In the case of steel, the current state of the art is limited by the quality of the slab, and from this cross section it can be seen that the Pilger mill rolling method
“It is not possible to obtain larger diameter pipes.
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、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, the rotary expander method uses two mushroom-shaped rolls that drive a medium-walled or thin-walled hollow tube.
The tube wall is helically rolled between the non-driven conical plugs placed between the two to create a thin wall with an outer diameter of up to 1.
This is a method of enlarging the image up to about 5 times.
この方法では例えば外径16 から24 の管にまで圧
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−以降の設備改造ま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, tubes with an outer diameter of 16 to 24 mm can be rolled, for example, so if you have medium diameter tube manufacturing equipment, you only need to modify or expand the equipment after the rotary expander, and the capital investment is relatively small. It's over.
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。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. , the mill rigidity is small, and if you want to prevent this, you have no choice but to have a huge rolling mill.
他方この種の設備では月産30000トン程度マチ生産
可能である。On the other hand, this type 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グー法におい
てさらに生産規模を拡大しようとすれば、サイズ、速匿
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、解決しなげればならない未解決の
問題フ2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 using this rotary expansion method, the drive source and equipment structure will have to become huge due to the increase in size and speed, or there will be no solution. The drawback 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ー
ラインに対してロール、駆動軸が約600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1旺が
困難となる。Furthermore, the structure of the rotary expander has a special relationship in that the roll and drive shaft are positioned at an angle of about 600 degrees with respect to the pass center line, and because it is driven from the exit side of the rolling mill, Not only does the area occupied by the equipment become extremely large, but the temperature drop due to the long transportation distance of the rolled tube to the next process becomes significant, making it difficult to maintain the temperature in the next process.
さらにロータリーエクスパンダ−においては、管の変形
は単なる幾何学的な形状変化の他に、材料内部における
付加的な剪断変形が著るしく、これが、消費エネルギー
の増大、ミル剛性の不足、疵の発生、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 increases energy consumption, lacks mill rigidity, and causes defects. This contributes to the deterioration of the dimensional accuracy of the pipe.
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
に負うところが大きい。The drawbacks of this conventional method are largely due to the structure of the large rolling rolls and the rolling mill that supports them, and 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ままでよい。■Since the pipe is expanded in this step using material for medium diameter, the process before the punching machine can be performed using almost all the equipment for medium diameter.
■圧力能力は従来法を凌ぐものである。■The pressure capacity exceeds that of conventional methods.
また設備はコンパクトにできる。Additionally, the equipment can be made compact.
■ロータリーエクスパンダーと比較して、材料内部にお
ける付加的剪断変形が小さくなるため疵の発生が軽減さ
れ、変形に要するエネルギーも小さくてすむ。■Compared to rotary expanders, the additional shear deformation inside the material is smaller, which reduces the occurrence of defects and requires 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
装置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 a pushing device 2 and is kept pressed during rolling.
圧延機のパスは第1図および第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.
上記圧延ローラー3−1.3−2およびガイドローラー
4−1゜4−2はパスセンターライン6に回転、駆動可
能なハウジング7に収蔵されている。The rolling rollers 3-1, 3-2 and guide rollers 4-1 and 4-2 are housed in a housing 7 that can be rotated and driven along the path center line 6.
ハウジング7は外周部に円周方向に沿って@8が刻設し
てあり、この@8にピニオン9の@10が噛み合ってい
る。The housing 7 has @8 carved along the circumferential direction on the outer periphery, and @10 of the pinion 9 meshes with this @8.
そして、このピニオン9には速度調整可能なモーター(
図示せず)が連結されており、このモーターによってハ
ウジング7は回転、駆動される。And this pinion 9 has a speed adjustable motor (
(not shown) is connected, and the housing 7 is rotated and driven by this motor.
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.
管壁がマンドレル5とハウジング7に収容されてハウジ
ングとともに回転する圧延ローラー3−1.3−2間で
挟圧されるまで押込むと、圧延ローラー31.3−2が
管の外面をころがりマンドレル5との間で管壁を圧延し
、肉厚は減少し、外径が増大する。When the tube wall is accommodated in the mandrel 5 and the housing 7 and is pushed in until it is compressed between the rolling rollers 3-1 and 3-2 that rotate together with the housing, the rolling rollers 31.3-2 roll on the outer surface of the tube and the mandrel 5, the tube wall is rolled, the wall thickness decreases and the outer diameter increases.
このとき、マンドレル50回転を拘束してもよいし、あ
るいは圧延効率を高くして圧延するためにマンドレル5
をハウジング7と逆方向に回転させてもよい。At this time, the mandrel 50 rotations may be restrained, or the mandrel 50 rotation may be restricted to increase the rolling efficiency.
may be rotated in the opposite direction to the housing 7.
ガイドローラー4−1.42により管をパス内に保つと
ともに外径を規制する。Guide rollers 4-1.42 keep the tube within the path and regulate the outer diameter.
ハウジング7の回転1駆動により、圧延ローラー3−1
.3−2、およびガイドローラー4−1゜4−2は管の
外面をころがって従動回転するが、圧延ローラーおよび
ガイドローラーは従動回転の際、管を出側に押し出す様
に摩擦力が動く方向に傾斜させておく。The rolling roller 3-1 is driven by rotation 1 of the housing 7.
.. 3-2 and guide rollers 4-1 and 4-2 roll on the outer surface of the tube and rotate in a driven manner, but during the driven rotation, the rolling roller and guide roller move in the direction in which the frictional force moves so as to push the tube toward the exit side. Leave it tilted.
すなわち、第1図におけるようにハウジング10回転方
向が出側(図の右側)から見て時計判りの場合は、圧延
ローラーおよびガイドローラーの回転軸は左ねじ方向に
傾斜し、ハウジングの回転方向が逆回転であh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 housing 10 is clockwise when viewed from the exit side (right side in the figure) as shown in FIG. If the rotation is in the opposite direction, the rotation axes of the rolling roller and the 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平向と交叉
する角度である。If these inclinations are called a roller inclination angle θ, θ is an angle that is parallel to the path center line 6 and intersects with a plane that includes this.
この角度θは、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面とパスセンタ
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。By increasing the distance between the surfaces of the rolling rollers and guide rollers and the path center line 6 toward the exit side, the outer diameter can be easily increased.
ま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ろ。Also, it would be easier to deform the tube by increasing the diameter of the acting portion of the roller in accordance with the expansion of 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だげ開く様に配置するのが好ましいが
、φは管の前進効果とは直接的な開始はない。Therefore, as shown in FIG. 1, it is preferable to arrange the roller center axis so that it is separated by ψ from the path center line, but φ does not have a direct effect on the advancement effect of the tube.
ここで角度φ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角速度の比が管軸方向に一定となる
ように定められ、0°〜30°の値をとる。Here, the angle φ is at the position where the tube and roller contact,
The ratio of rotational angular velocities of the tube and roller is determined to be constant in the tube axis direction, and takes a value of 0° to 30°.
このようにローラーを角度φだげ傾斜させろことによっ
て管の捩れを防雨することができる、。By tilting the roller by an angle φ in this way, twisting of the pipe can be prevented from rain.
ガイドローラー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 guide rollers 4-1, 4-2 is to prevent material from flying out of the rolling pass.
すなわち、圧延ローラー3−L3−2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 is performed by the rolling roller 3-L3-2 and the mandrel 5 while the raw pipe is 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おり、上下方向にたわみ易い。However, the mandrel 5 has a cantilevered 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4−1.42が存在し
なげれば、材料は圧延ローラー3−1.3−2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
てしまう。Therefore, if the guide roller 4-1.42 were not present, the material would break away from being held by the rolling rollers 3-1.3-2 and fly out of the rolling path.
なお、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部より離れており、管の肉厚
圧減には関与しない。Note that the guide rollers 4-1, 4-2 have an inner surface of the raw tube separated from the outer circumference of the mandrel, and do not participate in reducing the wall thickness of the tube.
また、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。Further, the guide roller can be replaced with a guide or 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
くなっており、圧延ローラーとの間隔は次第に狭くなっ
ており、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 it and the rolling roller gradually narrows, and as the tube advances in a spiral, the mandrel and the rolling roller move 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
大していても正延材がら旋状に前進してその位置に到達
したときになお圧延される直前の管の内径とマントノル
外周面との間に間隙部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 increases toward the exit side, the rolled material can still be rolled when it advances in a spiral shape and reaches that position. A gap is created between the inner diameter of the immediately preceding tube and the outer circumferential surface of the tube, resulting in more stable rolling.
管の前進力は押込装置2の押込力と、圧延ローラー3−
1゜3−2およびガイドローラー4−1.4−2のころ
がりにより該ローラーと管の間に発生する摩擦列番でよ
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2加えられない場合でも、該摩擦力だけで管を
前進でき、最終端まで圧延を完了できる条件が存在する
。The forward force of the tube is determined by the pushing force of the pushing device 2 and the rolling roller 3-
This is caused by the friction generated between the rollers and the tube due to the rolling of the guide rollers 4-1 and 4-2, but sufficient pushing force is applied by the pushing device 2 near the rear end of the tube. Even if 2 is not applied, there are conditions in which the tube can be advanced by the frictional force alone and the rolling can be completed to the final end.
以上述べた様な方法により、管の外径を1.2〜■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 using the method described above, the outer diameter of the pipe can be increased by 1.2 to 8 times, and even if the manufacturing equipment used before the drilling machine was for manufacturing medium-diameter pipes, it became possible to roll large-diameter pipes. .
例えば造管プロセスとしては、加熱炉、穿孔機、エロン
ゲータ、プラグミル、本発明の拡管機、定径機または加
熱炉、傾斜ロール穿孔機、本発明の拡管機、プラグ圧延
機、磨管機、定径機なとであろう
本発明の実施例2示すと、プラスティシンを成形した外
形100rn7rL、肉厚25朋の素管から第1図〜第
3図に示した様な回転できる・・ウジング内に配置した
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、押込装置により、外径180mm、肉厚10r/L
7ILの良好な管を得た。For example, the pipe making process includes a heating furnace, a drilling machine, an elongator, a plug mill, a pipe expanding machine of the present invention, a diameter diameter machine or a heating furnace, an inclined roll drilling machine, a pipe expanding machine of the present invention, a plug rolling machine, a polishing machine, a Embodiment 2 of the present invention, which may be a diameter machine, is a housing that can be rotated as shown in Figs. With two rolling driven rollers placed inside, two guide driven rollers, and a pushing device, the outer diameter is 180 mm and the wall thickness is 10 r/L.
A good tube of 7IL was obtained.
この時、管の外径は1.8倍、長さは11倍となった。At this time, the outer diameter of the tube was increased by 1.8 times, and the length was increased by 11 times.
また、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150mm、肉厚10m7ILの良好な管を
得ることもでき、このとき管の外径は1. S 倍、長
さは1.3@であった。In addition, by changing the adjustment of the rolling mill, it is possible to obtain a good tube with an outer diameter of 150 mm and a wall thickness of 10 m7IL from a raw tube of the same size, and in this case, the outer diameter of the tube is 1. S times, the length was 1.3@.
従来法の1コータリーエクスパングーによって、管の外
径は1.5倍程度まで拡大できる。The outer diameter of the tube can be expanded to about 1.5 times by the conventional method of 1-coatary expansion.
例えば、プラスティシンを成形した外径100 mm、
肉厚25mmの素管から外径15Qrnm、肉厚10M
rILの管までしか得られない。For example, an outer diameter of 100 mm made of plasticine,
Outer diameter 15Qrnm, wall thickness 10M from a 25mm wall thickness raw tube
Only the rIL tube can be obtained.
これ以上の拡管を行なえば材料の剪断変形が太きくなり
、管に疵を生じやすいこと、表面のスムーズさが損なわ
れること、さらには噛込不良お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, making the tube prone to flaws, reducing the smoothness of the surface, and causing work problems such as poor biting and poor bottom shearing. become.
このときのロータリーエクスパンダ−は、第5図に示す
様に圧延ロール10−1.10−2の回4iJ]11−
1.11−2はパスセンターライン12に対してそれぞ
れ60°で交叉しており、ロールの形状は図示の通りき
のこ状をしでいる。At this time, the rotary expander has rolling rolls 10-1, 10-2 times 4iJ]11-
1.11-2 intersect with the path center line 12 at 60 degrees, and the roll has a mushroom shape as shown.
管1はらせん状に前進しながらロールとプラグ140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 140 while advancing in a helical manner, reducing the wall thickness and increasing the outer diameter.
プラグ14はマントール12によって定位置に保持され
ており、管の回転にともない従動回転する。Plug 14 is held in place by mantle 12 and rotates as the tube rotates.
圧延ロール10−1.10−2は回転、駆動しており、
第6図に示すようにその2本の回転軸はパスセンターラ
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 rolls 10-1 and 10-2 are rotating and driving,
As shown in FIG. 6, one of the two rotating shafts is higher and the other lower than the path center line 12, and by doing so, the tube is rotated and advanced 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、材料の変形および流れ
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 are complicated. When twisted, the inner and outer surface layers undergo large relative displacements in the circumferential and longitudinal directions.
かかる圧延設備においては、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に最適
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。In such rolling equipment, the roll diameter is large and the equipment structure is large and complicated, so it is not easy to adjust the conditions to the optimum condition 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.
■材料内部における付加的剪断変形が小さいため疵の発
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 inside the material is small, the occurrence of defects 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、本発明において(aditの内径変化
お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、[F])圧延ローラーおよびガイドローラ
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
こと、(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
合が減少して疵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 In the invention, (the shape of the mandrel rolling part that corresponds to the change in the inner diameter of the adit and the wall thickness reduction can be selected, [F]) the shape of the rolling roller and the guide roller can be selected from a wide range of shapes that are advantageous for the deformation of the tube; (c) By using a roller bearing in the roller support part, the friction loss of the driven roller bearing part can be reduced; (d) the pipe diameter can be easily expanded by pushing force; and (e) the pushing force can reduce static inside the material. The reason why this method is superior to the conventional method is that the water pressure component is increased and the ratio of tensile stress and shear stress is relatively reduced, thereby preventing the occurrence of flaws.
■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(・マ片持支持であり、かつ、ロール回転軸はパ
スラインに対してそれぞれ約60度傾斜しており、さら
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大きくなる。Regarding (2), as shown in Figures 5 and 6, the conventional method uses a roll (・ma) cantilever support, and the roll rotation axes are each inclined at approximately 60 degrees with respect to the pass line. It has a complicated structure with different heights relative to the center line, 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、お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 tube are the causes of the large size of the apparatus.
これに対して、本発明法においてはローラーは駆動せず
、管の外面をころがるのであるからローラーの直径は小
さく、ハウジングはコンパクトに設計できる。In contrast, in the method of the present invention, the rollers are not driven and roll on the outer surface of the tube, so the diameter of the rollers is small and the housing can be designed compactly.
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、好まし
くはo、i〜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。Although the indentation device is provided on the entry side, the indentation stress generated by this device is 0.01 to 1.0 times, preferably o,i to 0.5 times, the yield stress of the rolled material, so it is different from the conventional device. It is smaller compared to a rolling roll drive device.
例えば1250°Cに加熱した外径40Qmm肉厚10
0mmの低炭素鋼を外径600 am、肉厚20關に圧
延し、その時の出側材料速度が300 mm/ sec
の場合は、材料の降伏応力を21<g /rum2、押
込応力をt kg /am2 とすれば、押込に要する
動力は約107 KWと小さいものである。For example, heated to 1250°C, outer diameter 40Qmm, wall thickness 10
0 mm low carbon steel is rolled to an outer diameter of 600 am and a wall thickness of 20 mm, and the exit material speed at that time is 300 mm/sec.
In this case, if the yield stress of the material is 21<g/rum2 and the indentation stress is t kg/am2, the power required for indentation 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、去は管の表面とローラー
との摩擦力および押込力によって管を前進させろことに
よるものである。Regarding (2), whereas the conventional method uses only rolls to apply forward force to the material, the present invention uses the frictional force between the surface of the tube and the rollers and the pushing force to advance 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ミスロールとなる。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 advancement of the tube will stop and misroll 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圧下
量が不足し、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
が前進する場合においても、長さ方向に外径が大きく変
動することになる。If the pipe does not move forward by a certain amount as it rotates, the amount of wall thickness reduction will be insufficient, and the outer diameter will not expand sufficiently.In this way, the rotation will stop at the same time that the material cannot move forward, and if the material moves forward, Also, the outer diameter varies 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.
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、圧延速度は遅くなった
。Furthermore, in the conventional method, there was a lot of waste in deformation, a lot of energy was spent on additional shear deformation, and the rolling speed was slow.
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、動力源を小さくシ、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.
Make the rolling equipment more compact, reduce 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、そのパスの中心付近に出倶lから回転を拘束した
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ハウジングの回転駆
動にともなうローラーと管の間に発生する摩擦力とによ
って管をらせん状に圧延する管圧延法である、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。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 the center of the pass is A mandrel whose rotation is restrained from the outlet is placed nearby, and a device for pushing the tube into the rolling mill is placed on the input side, and the pushing force of the pushing device and the rotational drive of the housing cause a gap between the roller and the tube. This is a pipe rolling method in which the pipe is rolled into a spiral shape using the frictional force generated in the pipe.The number of rolling rollers and guide rollers is 2 or 3, respectively, as shown in Figure 2 or 3. Although it is appropriate because the tube diameter is easy to expand and the tube diameter can be expanded, it is also possible to have four or more of 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傾
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 tube between it and the mandrel, and since its axis of rotation is inclined with respect to the path center line, it is arranged so as to generate a frictional force 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
じて管を前進せしめるとともに、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, and as it rotates, a frictional force is generated in the forward direction to move the tube forward. It functions to determine the diameter.
このガイド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 guide roller can be replaced with a plate-shaped flyout prevention guide.
この場合は摩擦力は管を前進せ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 advancing the tube, but the work is still possible.
圧延ローラーを補助的に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、圧延速度を向上させることおよび付加的剪断変形
もさらニ小さくすることもできる。By driving the rolling rollers as an auxiliary drive, it becomes easier to roll the rear end of a pipe where insufficient pushing force can be applied, and it is also possible to increase the rolling speed and further reduce additional shear deformation. .
マンドレルをハウジングの回転方向と逆方向に回転駆動
せしめると、管はマンドレルよりやや遅い速度で回転し
、管の圧延速度は上昇する。When the mandrel is rotated in a direction opposite to the direction of rotation of the housing, the tube rotates at a slightly slower speed than the mandrel, and the rolling speed of the tube increases.
この様にマンドレルとハウジングを同時に回転させろこ
とにより、圧延速度が同一であれば、ハウジングの回転
に要する電動機容量を低下させ、1駆動部の強度も小さ
くすることができる。By rotating the mandrel and the housing simultaneously in this manner, if the rolling speed is the same, the capacity of the electric motor required to rotate the housing can be reduced, and the strength of one drive section can also be reduced.
なお、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。Note that the guide roller is not auxiliary rotationally driven like the rolling roller.
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)ドV/1/径(最大部) 15
0mmハシジング回転数 10rpm
マンドレル回転数 019m圧延ロ
ーラーとマンドレルの
最短距離 10順ガイドローラ
ーとマンドレル
の最短距離 20m扉押込応力
2 g/mff12管の材
質 プラスティジン素管の寸法(mm
、 )
外径100×肉厚25×長さ500
仕上管の寸法(mm )
外径180×肉厚lO×長さ550
プラステイジ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゜) V/1/Diameter (maximum part) 15
0mm hashing rotation speed 10rpm
Mandrel rotation speed 019m Shortest distance between rolling roller and mandrel 10 order Shortest distance between guide roller and mandrel 20m Door pushing stress
2 g/mff12 Tube material Dimensions of plastidine raw tube (mm
, ) Outer diameter 100 x Wall thickness 25 x Length 500 Dimensions of finished tube (mm) Outer diameter 180 x Wall thickness lO x Length 550 Plastigin is often used for simulating experiments of plastic deformation of metals that can be plastically worked. This allows the deformation of steel during hot rolling to be sufficiently simulated.
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
ラグミル→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
ラグミル→本発明の拡管機→磨管機→定径機
←)加熱炉、傾斜ロール穿孔機i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→磨管機→定径機
なお、上記圧延機列において、(イ)および(ロ)の圧
延機列が最も好ましい。Next, examples of rolling mill rows to which the tube rolling method of the present invention is applied are as follows: (a) Heating furnace → press roll perforator → elongator → plug mill → tube expander of the present invention → diameter diameter machine (b) heating furnace → Press roll perforator → Elongator → Plug mill → Pipe expanding machine of the present invention → Polishing machine → Diameter diameter machine ←) Heating furnace, inclined roll perforator i Pipe expander of the present invention → Diameter diameter machine) Heating furnace → Slant roll perforator Machine → Elongator → Pipe expanding machine of the present invention → Diameter sizing machine ) and (b) rolling mill rows are most preferred.
また、上記圧延機列では本発明の管モ延法はすべて拡管
機として利用されているが、本発明により素材に穿孔す
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 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、圧延できろ管の外径は、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
料では更に小径の代品も工業化可能である。The outer diameter of a rollable tube 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. Substitute products can also be industrialized.
第1図〜第3図は本発明の方法を実施する装置の一例を
示すもので、第1図は正面図、第2図は第1図のA−A
線に沿う断面図および第3図は横断面図である。
第4図は上記装置の他の実施例を示す断面図である。
第5図および第6図は従来法であるロータリーエクスバ
ング−法を示すもので、第5図はロータリーエクスバン
グーの断面図および第6図は管に作用する力を説明する
圧延ロールの斜視図である。
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、5・・・・・・マンドレル、7
・・・・・・ハウシング。Figures 1 to 3 show an example of an apparatus for carrying out the method of the present invention, with Figure 1 being a front view and Figure 2 being A-A in Figure 1.
The cross-sectional view along the line and FIG. 3 are cross-sectional views. FIG. 4 is a sectional view showing another embodiment of the above device. Figures 5 and 6 show the rotary ex-bang method, which is a conventional method. It is a diagram. 1...Pipe, 2...Pushing device, 3-1~
3-3... Rolling roller, 4-1 to 4-3...
... Guide roller, 5 ... Mandrel, 7
...Housing.
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るとともに、上
記パスセンターライン回すにそれを公転せしめる、回転
自在なハウジング内に収蔵される2以上の圧延ローラに
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マンドレルを配
設して、油泥ハウジングを回転せしめながら圧延するこ
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
センターラインを囲繞する如く配設されるとともに、上
記パスセンターライン回りにそれを公転せしめる回転自
在なハウジング内に収蔵される2以上の圧延ローラによ
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マンドレルを配設し
さらに圧延パスの入側に管を圧延機中に押込む管押込装
置を配置して、上記ハウジングを回転せしめるとともに
、素材を圧延機中に押込み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1句に傾斜し、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るとともに
、上記パスセンターライン回すにそれを公転せしめる回
転自在なハウジング内に収蔵される2以上の圧延ローラ
ーおよび飛出防止ガイド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1内の中心或は
その近傍にマンドレルを配設して前記ハウジングを回転
せしめながら圧延することを特徴とする管圧延法。 4 管のパスセンターラインレで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るとともに
、上記パスセンターライン回すにそれを公転せしめる回
転自在なハウジング内に収蔵される2以上の圧延ローラ
ー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いはその近傍に回転1駆
動可能なマンドレルを配設し、さらに圧延パスの入側に
管を圧延・機中に押し込む管押込装置を配置して、上記
ハウジングおよびマンドレルを回転せしめるとともに、
素材を圧延機中に押込みながら圧延することを特徴とす
る管圧延法。 5 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、その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スル如く配設されるととも
に、上記パスセンターライン回りにそれを公転せしめる
回転自在なハウジング内に収蔵される2以上の圧延ロー
ラーおよび飛出防止ガイド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
いはその近傍に回転駆動可能なマンドレルを配設し、さ
らに圧延パスの入側に管を圧延機中に押し込む管押込装
置を配置して、上記ハウジングおよびマンドレルを回転
せしめるとともに、素材を圧延機中に押込みながら圧延
することを特徴とする管圧延法。[Scope of Claims] 1. The axis of rotation of the tube is inclined in a predetermined direction with respect to the path center line of the tube, and the tube is arranged so as to surround the path center line in a plane perpendicular to the path center line, and the path center line is A rolling pass is formed by two or more rolling rollers housed in a rotatable housing that allows the line to revolve around the line, and a mandrel is placed at or near the center of the rolling pass in a plane perpendicular to the rolling direction. A pipe rolling method characterized by rolling while rotating an oil mud housing. 2 The axis of rotation is inclined in a predetermined direction with respect to the path center line of the pipe, and it is arranged so as to surround the path center line in a plane perpendicular to the path center line, and it revolves around the path center line. A rolling pass is formed by two or more rolling rollers housed in a rotatable housing, and a mandrel is disposed at or near the center of the rolling pass in a plane perpendicular to the rolling direction. A tube rolling method characterized in that a tube pushing device for pushing the tube into the rolling mill is disposed on the side, the housing is rotated, and the material is rolled while being pushed into the rolling mill. 3 The axis of rotation is inclined in a predetermined direction with respect to the pass center line of the pipe, and is arranged so as to surround the pass center line in a plane perpendicular to the pass center line, and when the pass center line is rotated. A rolling pass is formed by two or more rolling rollers housed in a rotatable housing that allows the roll to revolve, and a pop-out prevention guide, and a mandrel is placed at or near the center of the rolling pass perpendicular to the rolling direction. A tube rolling method characterized in that the housing is rolled while rotating the housing. 4. The axis of rotation of the pipe is inclined in a predetermined direction with respect to the pass center line, and is arranged so as to surround the pass center line in a plane perpendicular to the pass center line, and when the pass center line is rotated, A rolling pass is constituted by two or more rolling rollers housed in a rotatable housing that revolves around the rolling pass.
The housing and While rotating the mandrel,
A tube rolling method characterized by rolling the material while pushing it into a rolling mill. 5 The axis of rotation is inclined in a predetermined direction with respect to the pass center line of the pipe, and the pipe is arranged so as to surround the pass center line in a plane perpendicular to the pass center line, and the pipe is arranged around the pass center line. A rolling path is formed by two or more rolling rollers housed in a rotatable housing that allows the rollers to revolve, and a fly-out prevention guide, and the rollers can be rotated at or near the center of the rolling path in a plane perpendicular to the rolling direction. A mandrel is disposed, and a tube pushing device for pushing the tube into the rolling mill is disposed on the entrance side of the rolling pass, so that the housing and the mandrel are rotated, and the material is rolled while being pushed into the rolling mill. Characteristic pipe rolling method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14656176A JPS5829165B2 (en) | 1976-12-08 | 1976-12-08 | Pipe rolling method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14656176A JPS5829165B2 (en) | 1976-12-08 | 1976-12-08 | Pipe rolling method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5371664A JPS5371664A (en) | 1978-06-26 |
| JPS5829165B2 true JPS5829165B2 (en) | 1983-06-21 |
Family
ID=15410447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14656176A Expired JPS5829165B2 (en) | 1976-12-08 | 1976-12-08 | Pipe rolling method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5829165B2 (en) |
-
1976
- 1976-12-08 JP JP14656176A patent/JPS5829165B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5371664A (en) | 1978-06-26 |
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