JPS63144807A - 円管の絞り圧延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、継目無鋼管等の円管の絞り圧延方法に関する
。

［従来の技術］ 一般に、円管の製造工程においては、素管外径を所定値
に仕上げるための絞り圧延機（ストレッチレデューサ）
を用いている。絞り圧延機は、通常、複数のロールスタ
ンドを連続的に配置し、各ロールスタンドの圧延パス軸
まわりの円周方向に３個のロールを１２０度間隔で配置
するとともに。

相隣るロールスタンドのロールを圧延パス軸に直交する
面内で相互に６０度ずらしている。

これにより、絞り圧延機によって仕上圧延される素管各
部は、その円周方向の位置により、圧延開始から終了ま
での変形履歴を規則的に相互に異なるものとされる。す
なわち、素管のｉスタンドにおけるロールニー２ジ相当
部位は、（ｉ＋１）スタンドではカリバー底相当部位に
設定され、（ｉ＋２）スタンドではロールエツジ相当部
位に設定されるというように、素管とロールとの接触位
置には一定の規則性がある。この結果、素管には６角形
の内面角張りを生じ、仕上がり管の品質を損なう。

そこで従来、上記角張り現象の発生を防止するため、特
開昭５８−２５８０５号公報に記載されるような絞り圧
延機が提案されている。この絞り圧延機は、各ロールス
タンドのハウジングに嵌設される多角形ロール箱の圧延
パスラインまわりにおける角度位置を、スタンド相互間
でずらして配置することにより、隣接するロールスタン
ドのロールに、圧延パスラインに直交する面内で３０度
ずつの角度変位をもたせ、素管を円周方向に１２分割さ
れた区域で塑性変形を繰返すようにしたものである。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記従来の絞り圧延機においては、ロー
ルスタンドに設けられるロール箱を圧延パスラインまわ
りに傾動させるというａ雑な構造を伴なう。

本発明は、ロールスタンドの構造を複雑化することなく
、簡素な構造により、絞り圧延による管内面の角張り現
象の発生を防止し、仕上がり管の品質を向上可能とする
ことを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、複数のロールスタンドを連続的に配置し、各
ロールスタンドの圧延パス軸まわりの円周方向に、素管
絞り圧延用のｎ個のロールを（３６０／＋）度間隔で配
置するとともに、相隣るロールスタンドのロールを圧延
パス軸に直交する面内で相互に（１８０／ｎ）度ずらし
て配置する円管の絞り圧延方法において、ロール面の一
端側の最大ロール半径部が該ロール面の最小ロール半径
部に対して圧延パス軸まわりになす角度と、ロール面の
他端側の最大ロール半径部が該ロール面の最小ロール半
径部に対して圧延パス軸まわり゛になす角度とを異なら
せたロールを用い、素管が上記ロールによって圧延中に
ねじられるねじれ角度をスタンド間張力のｍ！！！によ
って制御するようにしたものである。

［作用］ 本発明によれば、各ロールのロールカリバーがロール面
の最小ロール半径部の左右で非対称となり、この非対称
なロール面から素管材料が受ける力の方向の円周方向成
分の差により、素管を圧延中にねじることとなる。

ところで、管内面に発生した例えば６角形状（厚肉部と
薄肉部とが３０度間隔をなす）を解消するには、素管を
圧延中に３０度以上ねじってやればよい、ここで、素管
のねじれ角度を制御する方法としては、■ロールカリバ
ーの左右の最大ロール半径部が最小ロール半径部に対し
て圧延パス軸まわりになす角度差、すなわち非対称の程
度を変更する方法、■素管とロールとの接触面圧を変え
るためにスタンド間張力を変更する方法等が考えられる
。上記■の方法はロール本数が多くなって不経済である
から１本発明は上記■の方法を採用することとした。

すなわち、本発明によれば、圧延中の素管を内面角張り
を生じない角度だけねじって、素管とロールとの接触位
コの規則性を乱し、内面角張りのない仕上がり管を得る
ことができる。

「実施例］ 第１図は本発明の実施に用いられるロールを示す正面図
、第２図は絞り圧延機を示す模式図、第３図はねじれ角
度とストレッチ係数の関係を示す線図、第４図は絞り圧
延状態を示す模式図である。

絞り圧延機は、第２図に示すように、複数のロールスタ
ンドｌＯを連続的に配置し、各ロールスタンドｌＯの圧
延パス軸まわりの円周方向に、素管２０を絞り圧延する
ための３個のロール１１を１２０度間線間隔置するとと
もに、相隣るロールスタンド１０のロール１１を圧延パ
ス軸に直交する面内で相互に８０度ずらして配置してい
る。

しかして、ロール１１は、第１図に示すように、ロール
面の一端側の最大ロール半径部Ａが該ロール面の最小ロ
ール半径部Ｃに対して圧延パス軸まわりになす角度γと
、ロール面の他端側の最大ロール半径部Ｂが該ロール面
の最小ロール半径部Ｃに対して圧延パス軸まわりに対し
てなす角度γ＋　２０とを異ならせている。

すなわち、ロール１１のロールカリバーは１通常の対称
形ロールカリバーを角度θ（非対称角度）だけ回転した
ような形状であって、ロール面の最小ロール半径部の左
右の形状が非対称となり、この非対称なロール面から素
管材料が受ける力の円周方向成分の差により、素管を圧
延中にねじることとなる。

ところで、各ロールスタンドが３０−ルからなる絞り圧
延機において、管内面に生ずる６角形状（厚肉部と薄肉
部とが３０度間隔をなす）を解消するには、素管を圧延
中に３０度以上ねじってやればよい、ここで、素管のね
じれ角度を制御する方法としては、■ロールカリバーの
左右の最大ロール半径部が最小ロール半径部に対して圧
延パス軸まわりになす角度差、すなわち非対称の程度を
変更する方法、■素管とロールとの接触面圧を変えるた
めにスタンド間張力を変更する方法等が考えられる。

上記■の方法はロール本数が多くなって不経済であるか
ら、本発明では上記■の方法を採用し、圧延中の素管を
３０度以上ねじり回転させることとする。すなわち、例
えば絞り圧延機を構成するスタンド数が少なくて、１ス
タンドあたりのねじれ角度を大きくしたい時には、ロー
ルが素管に与えるねじれ回転力を大とするため、接触面
圧を大とするように、スタンド間張力をより小さく設定
する。

以下１本発明の実施において、ｌスタンドあたりの素管
ねじれ角度が定まった時、スタンド間張力を調整する具
体的手順について説明する。

第３図はロールの非対称角度をθ（第１図参照）とする
時の、ｌスタンドあたり素管ねじれ角度とストレッチ係
数Ｘとの関係を示す線図である。Ｘは（素管長手方向応
力σ／素管変形為抗Ｋ）である、すなわち、非対称角度
θが１０度のロールを用いる時、絞り圧延機の全スタン
ド数が２０、各スタンドのロール数が３であれば、スタ
ンドあたりの素管ねじれ角度は１．５度（３０度１２０
）でよく、第３図においてこのねじれ角度に対応するス
トレッチ係数は０．４　となる。

次に、各スタンドにおいて、所定のストレッチ係数Ｘｉ
を得る各ロールスタンドのロール駆動モータ設定回転速
度Ｎｉは以下によって求められる。すなわち、第ｉスタ
ンドのストレッチ係数をｘｉ、入側素管肉厚をｔ　ｉ−
１、入側素管外径をＤｉ−１，出側実管肉厚をｔｉ、出
側素管外径をＤｉ　とすると、 ｔｉ　＝ｆ　（Ｘｉ　、　　ｔｉ−１、０ｉ　、　Ｄｉ
−１）　・・（ｌ）なる関係がある。すなわち、ある減
径率のパターンが与えられ、入側素管肉厚が与えられる
と、ストレッチ係数により出側肉厚が上記（１）式によ
って算出される。この出側肉厚により素管出側断面積Ｓ
ｉが下記（２）式により与えられる。

Ｓｉ＝π・ｔｉ（Ｄｉ−ｔｉ）　　　　　　・・・（２
）さらに、第ｉスタンドのロール駆動モータ設定回転速
度Ｎｉが、マスフロー一定則により下記（３）式によっ
て与えられる。

Ｎｉ＝Ｃ／Ｓｉ　　・Ｇｉ＊Ｄｐｉ　　　　　　　・・
・（３）ただし、Ｃは定数、Ｇｉはモータとロールとの
間の減速比、Ｄｐｉは素管材料とロールの速度が一致す
るドライビング点でのロール直径である。

すなわち、本発明の実施においては。

■ロールの非対称角度θとストレッチ係数又とねじれ角
度の３者の第３図に示すような関係を予め求めておき、 ■使用ロールの非対称角度θ、内面角張りを解消するに
必要な１スタンドあたりの素管ねじれ角度を設定し、 ■上記■、■によって各スタンドにおいて制御すべきス
トレッチ係数Ｘｉを求めた後、上記（１）弐〜（３）式
に従って各スタンドのロール駆動モータ設定回転速度Ｎ
ｉを求め、各ロール駆動モータを運転制御することとな
る。

なお１本発明は、各ロールスタンドが３０−ルからなる
ものに限らず、２０−ルもしくは４０一ル以上からなる
ものにおいても適用できる。

［発明の効果］ 以上のように１本発明によれば、ロールスタンドの構造
を複雑化することなく、簡素な構造により、圧延中の素
管を内面角張りを生じない角度だけねじって、素管とロ
ールとの接触位はの規則性を乱し、内面角張りのない品
質良好な仕上がり管を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に用いられるロールを示す正面図
、第２図は絞り圧延機を示す模式図、第３図はねじれ角
度とストレッチ係数の関係を示す線図、第４図は絞り圧
延状態を示す模式図である。 １０…ロールスタンド、１１・・・ロール、２０・・・
素管、Ａ、Ｂ・・・最大ロール半径部。 Ｃ・・・最小ロール半径部、θ・・・非対称角度。 代理人　弁理士　　塩　川　修　治 第　１　図 第　２　図 ｎ 第　３　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のロールスタンドを連続的に配置し、各ロー
   ルスタンドの圧延パス軸まわりの円周方向に、素管絞り
   圧延用のｎ個のロールを（３６０／ｎ）度間隔で配置す
   るとともに、相隣るロールスタンドのロールを圧延パス
   軸に直交する面内で相互に（１８０／ｎ）度ずらして配
   置する円管の絞り圧延方法において、ロール面の一端側
   の最大ロール半径部が該ロール面の最小ロール半径部に
   対して圧延パス軸まわりになす角度と、ロール面の他端
   側の最大ロール半径部が該ロール面の最小ロール半径部
   に対して圧延パス軸まわりになす角度とを異ならせたロ
   ールを用い、素管が上記ロールによって圧延中にねじら
   れるねじれ角度をスタンド間張力の調整によって制御す
   ることを特徴とする円管の絞り圧延方法。