(57)【要約】【課題】中空素管の必要な肉厚圧下量を確保しつつ偏肉の発生を抑制しうるアッセルミルロールの提供。【解決手段】段部であるハンプ部６を介して、小径の第一周面７と大径の第二周面８とが形成されたアッセルミルロール１であって、その中心軸を含む面による縦断面において、第一周面７とハンプ部６とが、第一曲率半径Ｒ１を有する第一円弧９で連結されており、ハンプ部６と第二周面８とが、第二曲率半径Ｒ２を有する第二円弧１０で連結されており、上記第一曲率半径Ｒ１が、６．５ｍｍを超えて９．０ｍｍ未満の範囲から選択され、上記第二曲率半径Ｒ２が、上記第一曲率半径Ｒ１の１．６６倍以上で１．７６倍以下の範囲から選択される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
段部であるハンプ部を介して、小径の第一周面と大径の第二周面とが形成されたアッセルミルロールであって、
その中心軸を含む面による縦断面において、第一周面とハンプ部とが、第一曲率半径を有する第一円弧で連結されており、ハンプ部と第二周面とが、第二曲率半径を有する第二円弧で連結されており、
上記第二曲率半径が、上記第一曲率半径の１．６６倍以上で１．７６倍以下の範囲から選択されるアッセルミルロール。
【請求項２】
上記第一曲率半径が、６．５ｍｍを超えて９．０ｍｍ未満の範囲から選択される請求項１に記載のアッセルミルロール。
【請求項３】
上記第一曲率半径が、７．０ｍｍ以上で８．０ｍｍ以下の範囲から選択される請求項２に記載のアッセルミルロール。
【請求項４】
上記第一円弧と上記第二円弧とが共通の接線を有するように接している請求項１から３のうちのいずれかに記載のアッセルミルロール。
【請求項５】
上記縦断面において、上記第一円弧の中心が、第二周面の延長線上に設定されている請求項１から４のうちのいずれかに記載のアッセルミルロール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シームレスパイプ（継目無し管）を圧延することによって製造するためのアッセルミルロールに関する。
【背景技術】
【０００２】
シームレスパイプを製造するに際し、例えば、予めマンネスマンピアサによって中実鋼棒が穿孔されて中空素管が製造される。次いで、この中空素管が、その内部空洞にマンドレルバーが挿入された状態で、外周面を三個のアッセルミルロールによって延伸圧延される。次いで、定型圧延（仕上げ圧延）が行われて、所定外径及び所定肉厚のシームレスパイプが得られる。上記アッセルミルロールについては、特開２００６−２８１２８３公報、特開２００２−２２４７１２公報等に開示されたものが知られている。
【０００３】
図３に示すように、アッセルミルロール５１は、その外周面にハンプ部５２と呼ばれる段部を介して、小径の周面５３と大径の周面５４とが形成されたものである。上記小径周面５３及び大径周面５４ともに、テーパ状を呈している。上記三個のアッセルミルロール５１は、上記マンドレルバー５５の中心軸である圧延軸を中心とした円周上に１２０°間隔で配置されている。三個のアッセルミルロール５１は、いずれも、その回転中心軸が上記圧延軸に対して傾斜している。この傾斜角（ロール交差角）は、全てのアッセルミルロール５１について同一である。
【０００４】
回転する三個のアッセルミルロール５１により、中空素管５６は自軸回りに回転しながら前進させられる。中空素管５６は、アッセルミルロール５１のワーキング部（小径部）５３とマンドレルバー５５とで挟持されながらハンプ部５２に送られる。中空素管５６は、ハンプ部５２とマンドレルバー５５とで挟圧されて急激に肉厚及び外径が減ぜられ、リーリング部（大径部）５４に至るまで圧延される。中空素管５６は、リーリング部５４において、その肉厚が均一化される。
【０００５】
アッセルミルロール５１は、その長期間の使用によってとくにハンプ部５２が摩耗しやすい。ハンプ部５２が摩耗すると、ハンプ高さが小さくなったり、ハンプ部の上部の角部の曲率半径が大きくなる。そうすると、ハンプ部５２における中空素管５６の肉厚圧下量が十分に確保できないため、圧延後の管に偏肉が生じる。すなわち、一本の圧延管に肉厚の小さい部分と大きい部分とが生じる。その結果、一般的に偏肉公差の厳しい薄肉管（外径の肉厚に対する比：外径／肉厚が１１以上）の生産性が低下する。これは、リーリング部５４の、中空素管５６に対する肉厚圧下作用の負担が増えるからであると考えられる。かかる事態に陥った場合、アッセルミルロール５１の修正加工が必要となる。
【０００６】
一方、予め、ハンプ部５２の高さが大きくされることがある。この場合、圧延中に中空素管５６がハンプ部をスムーズに通過することができない事態が生じうる。その結果、管の表面にロールマーク（ロールの周面上の段部や条痕が、圧延対象である管の表面に転写されること）が生成される可能性がある。ハンプ部５２の高さが大きすぎると、中空素管５６がハンプ部を通過することができず、アッセルミルロール５１に大きな抵抗が加わる。その結果、アッセルミルロール５１の回転が止まってしまう事態が発生する可能性もある。ハンプ部が急激な立ち上がり形状を呈している（ハンプ部の縦断面における曲率半径が小さすぎる）場合にも同様の事態が生じうる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２８１２８３公報
【特許文献２】特開２００２−２２４７１２公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、ロールの寿命、すなわち中空素管の必要な肉厚圧下量を確保しうる期間、が長く、偏肉の発生を抑制しうるアッセルミルロールを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るアッセルミルロールは、
段部であるハンプ部を介して、小径の第一周面と大径の第二周面とが形成されたアッセルミルロールであって、
その中心軸を含む面による縦断面において、第一周面とハンプ部とが、第一曲率半径を有する第一円弧で連結されており、ハンプ部と第二周面とが、第二曲率半径を有する第二円弧で連結されており、
上記第二曲率半径は、上記第一曲率半径の１．６６倍以上で１．７６倍以下の範囲から選択される。
【００１０】
かかる構成のアッセルミルロールによれば、中空素管の必要な肉厚圧下量を確保しつつ偏肉の発生を抑制することが期待できる。
【００１１】
上記第一曲率半径が、６．５ｍｍを超えて９．０ｍｍ未満の範囲から選択されるのが好ましい。
【００１２】
この第一曲率半径が、７．０ｍｍ以上で８．０ｍｍ以下の範囲から選択されるのがより好ましい。
【００１３】
上記第一円弧と上記第二円弧とが一の接線を共有して接するように構成することができる。
【００１４】
上記縦断面において、上記第一円弧の中心が第二周面の延長線上に設定されることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るアッセルミルロールでは、長期にわたって中空素管の必要な肉厚圧下量を確保することができ、偏肉の発生を抑制することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、中空素管を圧延している最中の、本発明の一実施形態に係るアッセルミルロールを示す一部断面正面図である。
【図２】図２は、図１におけるＩＩ部の拡大断面図である。
【図３】図３は、中空素管を圧延している最中の三個のアッセルミルロールを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００１８】
図１に示されたアッセルミルロール１は、マンドレルバー２の中心軸である圧延軸を中心とした円周上に１２０°間隔で配置されている三個のアッセルミルロールのうちの一つである。このアッセルミルロール１は、内部空洞にマンドレルバー２が挿入された中空素管３を、マンドレルバー２とで挟圧することによって圧延している。このアッセルミルロール１は、概ね切頭円錐形のロール本体４と、このロール本体４の中心軸ＣＬに沿って形成された回転支軸（以下、ロール軸という）５とを有している。ロール本体４の外周面には、段部であるハンプ部６を介して、小径の第一周面７と大径の第二周面８とが形成されている。ロール本体４の中心軸ＣＬは、上記圧延軸に対して傾斜している。この傾斜角γがロール交差角である。
【００１９】
第一周面７及び第二周面８ともにテーパ状を呈している。ロール本体４の中心軸ＣＬを含む面で切られた縦断面（図１）において、上記中心軸ＣＬに対して、第一周面７は傾斜角αをなして傾斜しており、第二周面８は傾斜角βをなして傾斜している。αとβとは異なる数値である。第一周面７及び第二周面８それぞれの傾斜角α、βは、とくに単一であることに限定されない。
【００２０】
中空素管３は、アッセルミルロール１の第一周面７のワーキング部（第一周面７上にある）とマンドレルバー２とで挟持されながらハンプ部６に送られる。中空素管３は、ハンプ部６とマンドレルバー２とで挟圧されて急激に肉厚及び外径が減ぜられ、第二周面８のリーリング部に至るまで圧延される。
【００２１】
図２が参照されつつ、ハンプ部６が以下に説明される。すなわち、ハンプ部６はアッセルミルロール１の縦断面に基づいて説明される。上記ハンプ部６における第一周面７との交差部には、曲率半径（以下、第一曲率半径という）Ｒ１のアール（以下、第一円弧という）９が形成されており、第二周面８との交差部には、曲率半径（以下、第二曲率半径という）Ｒ２のアール（以下、第二円弧という）１０が形成されている。第一円弧９は第一周面７と接しており、第二円弧８は第二周面８と接している。第一円弧の中心１１は、第二周面８の延長線１２上に位置している。第一円弧９と第二円弧１０とは、一の接線１３を共有するように接している。その結果、ハンプ部６の表面形状がなめらかなものとなる。第一円弧の中心１１が第二周面８の延長線１２上に位置している場合には、上記第一曲率半径Ｒ１がハンプ高さ（ハンプ部６の段の高さ寸法）であるといえる。
【００２２】
しかし、第一円弧の中心１１の位置は、とくに第二周面８の延長線１２上に限定されない。上記中心１１の位置は、上記延長線１２より下であっても上であってもよい。また、第一円弧９と第二円弧１０とは、一の接線１３は共有しつつも、互いに接していなくてもよい。
【００２３】
中空素管の必要な肉厚圧下量を確保しつつ、偏肉の発生を抑制し、管の表面にロールマークが生成されるのを防止する目的から、上記第二曲率半径Ｒ２は、上記第一曲率半径Ｒ１の１．６６倍以上で１．７６倍以下の範囲から選択されるのが好ましい。また、圧延対象となる中空素管の肉厚圧下量が約２．５ｍｍから約６．５ｍｍである場合には、上記と同一の目的から、上記第一曲率半径Ｒ１は、６．５ｍｍより大きく、９．０ｍｍより小さくされるのが好ましい。この第一曲率半径Ｒ１は、７．０ｍｍ以上であって８．０ｍｍ以下であるのがさらに好ましい。
【実施例】
【００２４】
以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。
【００２５】
被圧延材として、外径が９７．００ｍｍ、肉厚が１１．７０ｍｍ、長さが４．１０ｍの中空素管（鋼管）が用意された。この鋼管を延伸圧延するために、実施例１、実施例２、実施例３、実施例４、実施例５、実施例６、比較例１、比較例２、比較例３、比較例４及び比較例５の１１種類のアッセルミルロールが用意された。これらのアッセルミルロールは、上記中空素管を、外径が７０．２０ｍｍ、肉厚が６．００ｍｍ±１．００ｍｍの鋼管にするための延伸圧延が施されるようにセットアップされている。上記の全てのアッセルミルロールは、その第一円弧９は第一周面７と接しており、第二円弧８は第二周面８と接している。第一円弧の中心１１は第二周面８の延長線１２上に位置している。第一円弧９と第二円弧１０とは、一の接線１３を共有するように接している。ロール交差角γ、上記中心軸ＣＬに対する第一周面７の傾斜角α、及び、上記中心軸ＣＬに対する第二周面８の傾斜角βは全てのアッセルミルロールについて同一にされている。
【００２６】
［実施例１］
実施例１のアッセルミルロールは、第一曲率半径Ｒ１が７．０ｍｍ、第二曲率半径Ｒ２が第一曲率半径Ｒ１の１．７１倍の１２．０ｍｍである。
【００２７】
［実施例２］
実施例２のアッセルミルロールは、第一曲率半径Ｒ１が７．５ｍｍ、第二曲率半径Ｒ２が第一曲率半径Ｒ１の１．６７倍の１２．５ｍｍである。
【００２８】
［実施例３］
実施例３のアッセルミルロールは、第一曲率半径Ｒ１が７．５ｍｍ、第二曲率半径Ｒ２が第一曲率半径Ｒ１の１．７１倍の１２．８ｍｍである。
【００２９】
［実施例４］
実施例４のアッセルミルロールは、第一曲率半径Ｒ１が７．５ｍｍ、第二曲率半径Ｒ２が第一曲率半径Ｒ１の１．７６倍の１３．２ｍｍである。
【００３０】
［実施例５］
実施例５のアッセルミルロールは、第一曲率半径Ｒ１が８．０ｍｍ、第二曲率半径Ｒ２が第一曲率半径Ｒ１の１．７１倍の１３．７ｍｍである。
【００３１】
［実施例６］
実施例６のアッセルミルロールは、第一曲率半径Ｒ１が９．５ｍｍ、第二曲率半径Ｒ２が第一曲率半径Ｒ１の１．７１倍の１６．２ｍｍである。
【００３２】
［比較例１］
比較例１のアッセルミルロールは、第一曲率半径Ｒ１が６．０ｍｍ、第二曲率半径Ｒ２が第一曲率半径Ｒ１の１．６２倍の９．７ｍｍである。
【００３３】
［比較例２］
比較例２のアッセルミルロールは、第一曲率半径Ｒ１が７．５ｍｍ、第二曲率半径Ｒ２が第一曲率半径Ｒ１の１．６１倍の１２．１ｍｍである。
【００３４】
［比較例３］
比較例３のアッセルミルロールは、第一曲率半径Ｒ１が７．５ｍｍ、第二曲率半径Ｒ２が第一曲率半径Ｒ１の１．８１倍の１３．６ｍｍである。
【００３５】
［比較例４］
比較例４のアッセルミルロールは、第一曲率半径Ｒ１が９．５ｍｍ、第二曲率半径Ｒ２が第一曲率半径Ｒ１の１．８１倍の１７．２ｍｍである。
【００３６】
［比較例５］
比較例５のアッセルミルロールは、第一曲率半径Ｒ１が１０．０ｍｍ、第二曲率半径Ｒ２が第一曲率半径Ｒ１の１．６１倍の１６．１ｍｍである。
【００３７】
実施例１から６、及び、比較例１から５のアッセルミルロールの他の仕様は全て同一である。各アッセルミルロールにより、１０本の中空素管の延伸圧延を行った。
【００３８】
［被圧延管の検査］
上記各アッセルミルロールによって延伸圧延された鋼管に対し、外観の目視検査、肉厚に関する寸法検査を行った。寸法検査は、１本の管につき、適切に分散した１００箇所に対して肉厚を測定した。これらの検査結果が表１に示されている。外観の目視検査の結果については、１０本中４本以上の鋼管にロールマークが発見された場合、「ロールマーク大」と記載され、１０本中１本から３本の鋼管にロールマークが発見された場合、「ロールマーク小」と記載されている。寸法検査については、１０本中４本以上の鋼管が上記肉厚寸法公差６．００ｍｍ±１．００ｍｍを満たしていない場合、「偏肉大」と記載され、１０本中１本から３本の鋼管が上記肉厚寸法公差６．００ｍｍ±１．００ｍｍを満たしていない場合、「偏肉小」と記載されている。表中に「停止」と記載されているのは、１０本の鋼管のうち少なくとも１本につき、鋼管からの反力に起因して、アッセルミルローラの回転が停止してしまった場合を示している。○印は良好であったことを示している。
【００３９】
【表１】
2011255394.tif 000003
【００４０】
表１に示されるように、実施例のアッセルミルロールによれば、比較例のアッセルミルロールに比べて評価が高い。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上説明されたアッセルミルロールは、長期にわたって中空素管の必要な肉厚圧下量を確保することができ、偏肉の発生を抑制することも可能である。従って、一般的に偏肉公差の厳しい薄肉鋼管の圧延に好適である。
【符号の説明】
【００４２】
１・・・アッセルミルロール
２・・・マンドレルバー
３・・・中空素管
４・・・ロール本体
５・・・ロール軸
６・・・ハンプ部
７・・・第一周面
８・・・第二周面
９・・・第一円弧
１０・・・第二円弧
１１・・・（第一円弧の）曲率中心
１２・・・（第二円弧の）曲率中心
１３・・・接線
Ｒ１・・・第一曲率半径
Ｒ２・・・第二曲率半径
ＣＬ・・・ロール本体の中心軸
α・・・（第一周面の）傾斜角
β・・・（第二周面の）傾斜角
γ・・・ロール交差角
【図１】
2011255394.tif 000004
【図２】
2011255394.tif 000005
【図３】
2011255394.tif 000006