(57)【特許請求の範囲】
【請求項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ライン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３ロール絞り圧延方法において、ロールスタンドのロールを圧延パスラインに直交する面内で１０度、１２度、１５度の内のいずれか1つの角度についての０度以上１２０度未満の範囲における全ての倍数の角度変位を持たせたロールスタンドを各１台ずつ配置し、該配置された各ロールスタンドを２台ずつのペアに分けるとともに、ペア内の角度変位差は６０度とし、隣接するペア同士の角度変位差は３０度以上としたことを特徴とする金属管の３ロール絞り圧延方法。
【請求項２】
ペア内の角度変位差は６０度とし、隣接するペア同士の角度変位差は３０度以上としたサイクルを、２サイクル以上繰り返すことを特徴とする請求項１記載の金属管の３ロール絞り圧延方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は絞り圧延工程中に発生する製品の内面角張りを減少させる金属管の３ロール絞り圧延方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
金属管の絞り圧延工程は絞り圧延機を用いて、製品の外径・肉厚等の管寸法を決定する製造上重要な工程である。この絞り圧延機は、図６（ａ）に示すように複数のロールスタンド７を圧延パスラインに沿って直線上に連続に配置されている。
【０００３】
ロールスタンド７は圧延パスラインの円周方向に３個のロール６を設け、このロール配置は図６（ｂ）に示すように１２０度の間隔で圧延パスラインの円周方向に配置されている。
【０００４】
従来は図７に示すようにこの絞り圧延機は連続する３ロール一組のロールスタンドのロールを圧延パスラインに直交する面内で角度変位を６０度の倍数（０度、６０度）として配置されていた。
【０００５】
さらに、この改善方法として図８に示すように、特開昭58-25805号公報には角度変位を３０度の倍数（０度、３０度、６０度、９０度）として配置されたものも提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の絞り圧延機で連続する３ロール一組のロールスタンドのロールを圧延パスラインに直交する面内で変位角度を６０度の倍数として配置する方法では、図９（ａ）に示すように圧延パスラインの円周方向を６等分するロール面で管の外径・肉厚の圧延を各ロールスタンドで繰り返されるため、製品の円周方向に内面６角張りを生ずる。
【０００７】
また、上記の改善方法として、特開昭58-25805号公報等にあるように角度変位を３０度の倍数として配置する方法では、図９（ｂ）に示すように圧延パスラインの円周方向を１２等分するロール面で外径・肉厚の圧延を各ロールスタンドで繰り返すために製品の円周方向で内面１２角張りが生ずるという問題があった。
【０００８】
本発明は管内面の角張りの減少を達成するためになされたもので、各圧延ロールスタンドを圧延パスラインの円周方向に最適な角度で配置することにより製品の円周方向の内面角張りを減少させ、偏肉率を改善することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の金属管の３ロール絞り圧延方法は、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ライン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３ロール絞り圧延方法において、ロールスタンドのロールを圧延パスラインに直交する面内で１０度、１２度、１５度の内のいずれか1つの角度についての０度以上１２０度未満の範囲における全ての倍数の角度変位を持たせたロールスタンドを各１台ずつ配置し、該配置された各ロールスタンドを２台ずつのペアに分けるとともに、ペア内の角度変位差は６０度とし、隣接するペア同士の角度変位差は３０度以上としたことを特徴とするものである。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明にペア内の角度変位差は６０度とし、隣接するペア同志の角度変位差は３０度以上としたサイクルを、２サイクル以上繰り返すことを特徴とするものである。
【００１１】
【作用】
本発明は、圧延パスラインの円周方向に１２０度間隔で配置される各ロールを圧延パスラインの円周方向に１０度、１２度、１５度の内のいずれか1つの角度の倍数の角度変位を持たせたので、例えば１５度の倍数（０度、１５度、３０度、４５度、６０度、７５度、９０度、１０５度）の角度変位は、図５に示すような配置となる。これにより１５度の倍数の角度変位を持つロールスタンドにより絞られた管は、図９（ｃ）に示すように圧延パスラインの円周方向を２４等分するロール面で管の外径・肉厚の圧延を各ロールスタンドで繰り返されるため、製品の円周方向が内面２４角張りとなり製品内面の真円度が向上する。
【００１２】
ここで、１０度、１２度、１５度の内のいずれか1つの角度の倍数の角度変位に限定した理由について述べる。８度の倍数以下ではロールスタンド台数が多くなるので設備費が高くなり、１６度の倍数以上では角張り減少の効果が少ない。
【００１３】
発明者らが、圧延パスラインの円周方向に１２０度の間隔で配置された各ロールを圧延パスラインの円周方向に１５度の倍数（０度、１５度、３０度、４５度、６０度、７５度、９０度、１０５度）の角度変位を持たせて絞り圧延を行った結果、製品の内面が２４角張りとなった。
【００１４】
しかし、管の加工量が小さいときは問題ないが、管の加工量が大きい場合は圧延中に管がねじれて製品の円周方向で内面が完全な２４角張りにならないという問題が発生した。
【００１５】
この理由として絞り圧延機のロールカリバーは完全な真円ではなく、ある程度の楕円率を持っているため圧延中の管の形状は完全な真円とはならず、そのため後続する圧延ロールカリバーの形状に合致しようとする方向に金属管がねじれてしまう。このため同一面を繰り返し圧延してしまうため内面が完全な２４角張りとならないと考えられる。
【００１６】
そこでこれを改善するために種々の試験を行い下記のような結果を得た。図４は隣接するロールスタンド間のロール角度変位差と管のねじれ角度との関係を示すグラフ図である。ねじれ角度はロールスタンド間でのシーム部の円周方向のねじれ角を圧延を停止し管を中止め状態にして測定したものである。
【００１７】
図中の●が隣接するロールスタンドの角度変位差と管のねじれ角度の関係を示している。この図から明らかなように、隣接するロールスタンドの角度変位差が６０度で一番ねじれ角度が小さく、３０度以上であれば問題ないことがわかった。
【００１８】
そこで隣接するロールスタンド間の角度変位を３０度以上とするために、１０度、１２度、１５度の内のいずれか1つの角度の倍数の角度変位を持たせて配置された各ロールスタンドを２台ずつのペアに分け、ペア内の角度変位差を６０度とし、隣接するペア同士の角度変位差を３０度以上（例えば３０度、４５度）とするロールスタンド配置とした。
【００１９】
更に、このペア内の角度変位差を６０度とし、隣接するペア同志の角度変位差を３０度以上としたサイクルを２サイクル以上繰り返すと、圧延加工量の大きいロールスタンド全域において管のねじれが緩和できるのでさらに偏肉が改善される。
【００２０】
【実施例】
本発明を実施例に基づいて説明する。
図１は本発明の実施例を示す設備の模式図である。帯鋼１は、加熱炉２で１２００℃以上に加熱された後、エッジヒーター３により帯鋼１の両端（エッジ部）を１３８０℃程度に加熱する。
【００２１】
その後製管機４により帯鋼１の両端を鍛接することにより母管５となる。この母管５を３個のロール６を一組としたロールスタンド７を複数で構成された絞り圧延機８により所定の外径、肉厚に絞り圧延加工した後、切断機９により所定の寸法に切断後、製品１０となり、その後冷却床１１に搬送される。
【００２２】
製品の製造条件は、帯鋼１の材質を低炭素鋼とし、帯鋼１の幅は４４５ｍｍ，絞り圧延機に挿入される母管の外径は１２０．０φｍｍで、絞り圧延機に出た製品の外径は２１．７φｍｍ、肉厚は２．８φｍｍで、母管から製品までの断面積減少率は８８．７％で行った。
【００２３】
なお、本発明の絞り圧延機のスタンド数は、図２に示すように２７スタンドで行った。
【００２４】
本実施例では表１に示すように、最初のスタンド群と最後のスタンド群は管の加工量が小さいので、最初のスタンド群のＮｏ１〜２と最終のスタンド群のＮｏ１９〜２７とについては、６０度の倍数の角度変位で行い、管の加工量が大きい中間のスタンド群のＮｏ３〜１８については、本発明の方法で行った。
【００２５】
なお、中間のスタンド群は８つのスタンドを１グループとして、スタンドＮｏ３〜１０を第１サイクル、スタンドＮｏ１１〜１８を第２サイクルとした。
【００２６】
比較例１は、最初のスタンド群、中間のスタンド群及び最終のスタンド群とも６０度の倍数の角度変位の圧延を行った。
【００２７】
比較例２は、最初のスタンド群と最終のスタンド群は６０度の倍数の角度変位の圧延を行い、中間のスタンド群は３０度の倍数の角度変位で圧延を行った。
【００２８】
比較例３は、圧延パスラインの円周方向に１２０度の間隔で配置される各ロールを圧延パスラインの円周方向に１５度の倍数（０度、１５度、３０度、４５度、６０度、７５度、９０度、１０５度）の角度変位を持たせ、そのスタンドの角度変位パターンは表１に示す通りである。最初のスタンド群と最終のスタンド群とは６０度の倍数の角度変位で圧延を行い、中間のスタンド群の第１サイクル、第２サイクルとも１５度の倍数の角度変位で圧延を行った。
【００２９】
図３は製品の偏肉率とロールスタンドのロール角度変位との関係を示すグラフ図である。なお、偏肉率（％）は製品の一端の管厚の最大厚みから管厚の最小の厚みを引いて、その値を製品管厚の平均値で割ったものに１００を掛けたものである。 表２は各実施例及び比較例の製品の偏肉率を纏めたものである。
【００３０】
図３及び表２から明らかなように、比較例３における製品の偏肉率は比較例１および比較例２の場合より向上している。
【００３１】
（実施例１）
本発明の絞り圧延機では、圧延パスラインの円周方向に１２０度の間隔で配置される各ロールを圧延パスラインの円周方向に１５度の倍数の角度変位を持たせ、そのロールスタンドの角度変位パターンは表１に示す通りである。
【００３２】
初期のスタンド群と最終のスタンド群は６０度の倍数の角度変位の圧延を行い、中間のスタンド群の第１サイクルのペア内の角度変位差は６０度、隣接するペア同志の角度変位差は３０度以上で行い、第２サイクルは比較例３の第２サイクルと同じ角度変位で行った。
【００３３】
図３は製品の偏肉率とロールスタンドの角度変位との関係を示すグラフ図である。図３では△印がこの実施例１に相当している。
【００３４】
図３及び表２から明らかなように実施例１における製品の偏肉率は、ロールスタンドのロール角度変位が６０度の倍数である比較例１、およびロール角度変位が３０度の倍数である比較例２、さらにロール角度変位が１５度の倍数である比較例３の場合より向上している。
【００３５】
（実施例２）本発明の絞り圧延機では、圧延パスラインの周方向に１２０度の間隔で配置される各ロールを圧延パスラインの円周方向に１５度の倍数の角度変位を持たせ、そのロールスタンドの角度変位パターンは表１に示す通りである。最初のスタンド群と最終のスタンド群は６０度の倍数の角度変位の圧延を行い、中間のスタンド群の第１サイクルのペア内の角度変位差は６０度とし、かつ、隣接するペアの角度変位差は３０度以上として行い、第２サイクルも第１サイクルと同じ角度変位パターンで行った。
【００３６】
図３は、製品の偏肉率とロールスタンドのロール角度変位との関係を示すグラフ図である。これらの図３では×印がこの実施例２に相当している。
【００３７】
図３及び表２から明らかなように製品の偏肉率はロールスタンドのロール角度変位が６０度の倍数である比較例１、ロール角度変位が３０度の倍数である比較例２、ロール角度変位が１５度の倍数である比較例３、および実施例１の場合より向上している。
【００３８】
本発明では絞り圧延機ロールスタンド数が２７スタンドで１５度の倍数の角度変位の例で説明したが、絞り圧延機スタンド数が２０〜５０スタンドで１０度、１２度、１５度の内のいずれか１つの角度の倍数の角度変位の例でも適応できることはいうまでもない。
【００３９】
【表１】
0003685014.tif 000002
【００４０】
【表２】
0003685014.tif 000003
【００４１】
【発明の効果】
以上の結果から明らかなように３ロール絞り圧延方法において、ロールスタンドのロールを圧延パスラインに直交する面内で１０度、１２度、１５度の内のいずれか1つの角度の倍数の角度変位を持たせて圧延することにより、製品の角張りが２４角張り以上となり管の内面真円度は向上する。
【００４２】
更に各ロールスタンドを２台ずつのペアに分けるとともに、ペア内の角度変位差は６０度とし、隣合うペア同志の角度変位差は３０度以上としたことにより、圧延途中での管のねじれを防止することができ、偏肉率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に用いられた設備の模式図である。
【図２】本発明の実施例に用いられた絞り圧延機のロールスタンドの構成図である。
【図３】製品の偏肉率とロールスタンドのロール角度変位との関係を示すグラフ図である。
【図４】管のねじれ角度と隣接するロールスタンド間のロールの角度変位差との関係を示すグラフ図である。
【図５】絞り圧延機の角度変位が１５度の倍数のロールスタンドとロールとの配置経過を示す模式図である。
【図６】絞り圧延機で、（ａ）は斜視図で、（ｂ）は（ａ）のＸ  Ｘ断面図である。
【図７】絞り圧延機の角度変位が６０度の倍数のロールスタンドとロールとの配置経過を示す模式図である。
【図８】絞り圧延機の角度変位が３０度の倍数のロールスタンドとロールとの配置経過を示す模式図である。
【図９】ロールスタンドのロール角度変位と製品の内面角張りとの関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 帯鋼
２ 加熱炉
３ エッジヒーター
４ 製管機
５ 母管
６ ロール
７ ロールスタンド
８ 絞り圧延機
９ 切断機
１０ 製品
１１ 冷却床
【図１】
0003685014.tif 000004
【図２】
0003685014.tif 000005
【図３】
0003685014.tif 000006
【図４】
0003685014.tif 000007
【図５】
0003685014.tif 000008
【図６】
0003685014.tif 000009
【図７】
0003685014.tif 000010
【図８】
0003685014.tif 000011
【図９】
0003685014.tif 000012