(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コールドピルガーミルによる管の冷間圧延方法であって、新たな素管の装入に際してのロールスタンドの一時停止期間中、先行素管の圧延加工部分に対する潤滑液の供給を中止することを特徴とするコールドピルガーミルによる管の冷間圧延方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、管の冷間圧延方法にかかわり、より詳しくはコールドピルガーミルによる管の冷間圧延方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
管の冷間圧延加工には、コールドピルガーミルと称される冷間圧延機が多く用いられる。
【０００３】
図１は、コールドピルガーミルの基本的な構造を示す模式図であり、図中、符号１はハウジング、２は上下一対のロールダイス２ａ、２ａを備えるロールスタンド、３はクランクボックス、４はフィードキャリッジ、５は先端にテーパーマンドレル５ａが連結されたマンドレルロッド、６はギヤボックス、７はフィードテーブルである。
【０００４】
ハウジング１内に設けられたロールスタンド２は、クランクボックス３内の図示しないクランク軸に連結されており、所定のストロークで往復移動せしめられるようになっている。
【０００５】
ロールスタンド２内に対向配置されたロールダイス２ａ、２ａは、その外周面に曲率半径が円周方向で順次小さくなる孔型溝２ｂが形成されており、上記の往復移動に伴って同方向に正逆回転するようになっている。
【０００６】
なお、上記の正逆回転は、ロールダイス２ａ、２ａのロール軸に固定されたピニオンをハウジング１に固定配置されたラックに歯合させることで行われる。
【０００７】
フィードキャリッジ４は、マンドレルロッド５および素管ＳＰが貫通し得る中空体であり、フィードテーブル７上を所定のピッチで間欠的にハウジング１の方向に前進して素管ＳＰを送り出すようになっている。
【０００８】
また、このギヤボックス６は、マンドレルロッド５の後端部を固定把持する回転自在な開閉チャックを備え、圧延中にマンドレルロッド５を把持してテーパマンドレル５ａを所定の位置に保持する一方、その入側（図中の左方）より新たな素管ＳＰ3 を供給装入できるようになっている。
【０００９】
上記のように構成されたコールドピルガーミルによる管圧延は、次のようにして行われる。
【００１０】
先ず、ギヤボックス６の開閉チャックを開き、後退限に位置するフィードキャリッジ４とハウジング１との間に、その入側より複数本（図示例は２本）の素管ＳＰ（先行素管ＳＰ1 と後行素管ＳＰ2 ）をマンドレルロッド５に外嵌して装入する。しかる後、ギヤボックス６の開閉チャックを閉じてマンドレルロッド５を固定把持し、この状態でフィードキャリッジ４を所定のピッチで間欠的に前進させて先行素管ＳＰ1 をロールダイス２ａ、２ａ間に装入する一方、クランクボックス３内のクランク軸を作動させてロールスタンド２を往復移動させる。
【００１１】
上記の操作により、先行素管ＳＰ1 は、ロールダイス２ａ、２ａの外周面に形成された孔型溝２ｂとテーパーマンドレル５ａとで画成される隙間によってその外径と肉厚が順次減じられて所定寸法の製品管Ｐに仕上げられる。
【００１２】
そして、先行素管ＳＰ1 の圧延が完了し、後行素管ＳＰ2 の先端がロールスタンド２の後退限（図中の左方）に到達した時点でクランクボックス３内のクランク軸の作動を一時停止（通常、１分間程度）し、ギヤボックス６内の開閉チャックを開いて新たな素管ＳＰ3 を装入する操作を繰り返して連続的に圧延が行われる。
【００１３】
なお、圧延中の先行素管ＳＰ1 は、フィードキャリッジ４による間欠送りの都度、ロールスタンド２の往復移動域の両側に配置された管の軸長方向への移動は許容するが周方向への回転を拘束する入側チャックと出側チャックの交互回転動作によってその軸心周りにマンドレルロッド５およびテーパーマンドレル５ａとともに所定の角度だけ回転される。
【００１４】
また、先行素管ＳＰ1 の圧延加工部分に対しては、材料（素管ＳＰ）と工具（ロールダイス２ａおよびテーパーマンドレル５ａ）との焼付き防止を図るため、図２に示すように、ロールダイス２の往復移動域の前後に配置したノズルＮを用いて潤滑液が供給される。
【００１５】
そして、従来は、上記の連続的な圧延操作中、先行素管ＳＰ1 の圧延加工部分に対して潤滑液を常時供給することとし、如何に多量の潤滑液を供給するかが関心事であった。
【００１６】
しかし、この場合、例えば外径の寸法許容範囲が±０．０５ｍｍというような極めて高い寸法精度の要求される製品管を圧延すると、製品管の圧延先端部分が上記寸法許容範囲の上限値を超え、この部分を切断除去してスクラップにせざるを得ず、製品歩留まりが悪くなるという問題があり、その解決策の開発が望まれていた。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の実状に鑑みてなされたもので、その課題は、管全長にわたって外径がほぼ均一で、その圧延先端部分を切断除去する必要がなく、極めて高い寸法精度が要求される管製品を高歩留まりで製造することのできるコールドピルガーミルによる管の冷間圧延方法を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明のコールドピルガーミルによる管の冷間圧延方法では、新たな素管の装入に際してのロールスタンドの一時停止期間中、先行素管の圧延加工部分に対する潤滑液の供給を中止する。
【００１９】
本発明者は、連続的な圧延操作中、先行素管の圧延加工部分に対して多量の潤滑液を常時供給しつつ圧延を行った場合に発生する圧延先端部分の外径挙動を詳細に調べた結果、次のことを知見し、本発明をなすに到った。
【００２０】
すなわち、圧延に用いられるロールダイス２ａ、２ａとテーパーマンドレル５ａは、その圧延加工中、加工熱によって熱膨張して大きくなるが、その寸法は安定化しており、この状態で圧延された管部分に管軸長方向での寸法変動はほとんど発生しない。
【００２１】
これに対し、新たな素管装入に際してロールスタンド２を停止させると、加工熱が発生しないために圧延加工部分の温度が低下する。従って、この間にロールダイス２ａ、２ａとテーパーマンドレル５ａの寸法が熱収縮して小さくなるために、ロールスタンド２を再稼働させて圧延された当初の圧延管部分の寸法が既に圧延を完了した管部分の寸法と異なることになり、管軸長方向で寸法変動が生じるのは避けられない。
【００２２】
そして、ロールスタンド２の一時停止期間中、先行素管ＳＰ1 の圧延加工部分に潤滑液を供給したままであると、その停止期間が高々１分間程度であるにもかかわらず、潤滑液による抜熱が著しくてロールダイス２ａ、２ａとテーパーマンドレル５ａの熱収縮が助長され、これが原因でロールスタンド２の再稼働当初に圧延された後行素管ＳＰ2 の圧延先端部分に大きな寸法変動が発生することを確認し、これを防止するにはロールスタンド２の停止期間中、潤滑液の供給を中止する必要のあることを知見した。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明のコールドピルガーミルによる管の冷間圧延方法においては、新たな素管ＳＰ3 の装入に際してのロールスタンド２の一時停止期間中、先行素管ＳＰ1 の圧延加工部分に対する潤滑液の供給を中止する必要がある。これは、前述したように、ロールスタンド２の一時停止期間中においても先行素管ＳＰ1 の圧延加工部分に対する潤滑液の供給を継続すると、ロールダイス２ａ、２ａとテーパーマンドレル５ａの寸法が熱収縮しすぎ、ロールスタンド２を再稼働させた当初に圧延される後行素管ＳＰ2 の圧延先端部分に大きな寸法変動が生じ、この部分がゲージオフとなるからである。
【００２４】
なお、潤滑液の供給中止および再開は、ロールスタンド２の往復動作停止と再稼働を作業者が目視確認し、この確認結果に基づいてノズルＮ（図２参照）に連結された図示しない開閉バルブを開閉操作することで行ってもよいが、以下に述べるように自動制御するのが好ましい。
【００２５】
すなわち、ギヤボックス６内に設けられた回転自在な開閉チャックの開閉機構に適宜なセンサーを設け、このセンサーによって開閉チャックが開作動した時点をロールスタンド２の一時停止時点として検出し、この検出信号に基づいてノズルＮに連結された図示しない電磁弁などからなる開閉バルブを閉じ、潤滑液の供給を自動的に中止させる。
【００２６】
また、上記のセンサーによって開閉チャックが閉作動した時点をロールスタンド２の再稼働時点として検出し、この検出信号に基づいてノズルＮに連結された開閉バルブを開き、潤滑液の供給を自動的に再開させるのが好ましい。
【００２７】
これは、コールドピルガーミルの各稼働部分は機械的または電気的に連結されており、所定の順番に従って順次稼働するようにシーケンス制御されるようになっているからである。
【００２８】
【実施例】
外径の許容寸法範囲が±０．０５ｍｍであるＳＵＳ３０４製の外径１１ｍｍ、肉厚１．２ｍｍ、長さ１２５００ｍｍの製品管を製造するに当たり、外径２５．４ｍｍ、肉厚２ｍｍ、長さ４０００ｍｍの素管を用いて本発明の方法と従来方法とで圧延を行った。
【００２９】
この際、ロールスタンド２はストローク２００ｓｐｍで往復移動させ、フィードキャリッジ４による素管の送り量は２．０ｍｍ／ストロークとした。また、潤滑液としては、塩素分を４０重量％含有する塩素系鉱物油を用いた。
【００３０】
なお、本発明の方法における潤滑液の供給中止と再開は、ギヤボックス６内の開閉チャックの開閉機構にセンサーを設け、このセンサーによる開閉チャックの開閉動作時点の検出信号に基づいて自動的に行った。
【００３１】
そして、得られた製品管の軸長方向の外径を測定し、その外径変動状況を調べた。その結果を、本発明の方法によった場合と従来の方法によった場合とを併せて図３に示した。
【００３２】
図３に示す結果から明らかなように、本発明の方法によった場合には、全長にわたって外径が±０．０５ｍｍの寸法許容範囲を満たす製品管が得られている。これに対し、従来の方法によった場合には、圧延先端から１５０ｍｍがゲージオフであった。この結果、本発明によった場合の製品製造コストは、従来の方法によった場合に比べて約１０％低減することができた。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、圧延後の管に外径ゲージオフ部分が発生しない。このため、材料歩留まり低下がないので、極めて高い寸法精度の要求される製品管を低コストで製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】コールドピルガーミルの基本的な構成を示す模式図である。
【図２】圧延加工部分に対する潤滑液の供給態様を示す図である。
【図３】実施例の結果を示す図である。
【符号の説明】
１：ハウジング、
２：ロールスタンド、
２ａ：ロールダイス、
２ｂ：孔型溝、
３：クランクボックス、
４：フィードキャリッジ、
５：マンドレルロッド、
５ａ：テーパーマンドレル、
６：ギアボックス、
７：フィードテーブル、
Ｎ：ノズル。
【図１】
0003648872.tif 000002
【図２】
0003648872.tif 000003
【図３】
0003648872.tif 000004