(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延軸に沿って配列された複数のスタンドを備え、管を前記圧延軸に沿って前記複数のスタンドに通して絞り圧延する絞り圧延装置であって、
前記スタンドの各々は、前記圧延軸の周りに配置されたｎ個（ｎ≧３）のロールを含み、
前記ｎ個のロールは前段のスタンドに含まれるｎ個のロールから前記圧延軸周りに１８０°／ｎずらして配置され、
前記複数のスタンドのうち最後尾のスタンドを除く各スタンドに含まれる前記ｎ個のロールの各々は、横断面で弓状をなす溝を有し、
前記溝は、底部と、前記底部と前記溝の縁との間に位置するロールフランジ部とを有し、
前記底部は横断面で前記圧延軸を中心とした第１の半径を有する円弧をなし、
前記ロールフランジ部の表面と前記圧延軸との間の距離は前記第１の半径よりも長く、
前記溝の縁と前記圧延軸との間の距離は前段のスタンドに含まれるロールの溝における第１の半径よりも長いことを特徴とする絞り圧延装置。
【請求項２】
請求項１に記載の絞り圧延装置であって、
前記ロールフランジ部は横断面で弓状をなすことを特徴とする絞り圧延装置。
【請求項３】
請求項２に記載の絞り圧延装置であって、
前記溝の横断面において、前記底部の端上の接線は前記ロールフランジ部の端のうち前記底部側の端上の接線と一致することを特徴とする絞り圧延装置。
【請求項４】
請求項３に記載の絞り圧延装置であって、
前記ロールフランジ部は横断面で前記第１の半径よりも大きい第２の半径を有する円弧をなすことを特徴とする絞り圧延装置。
【請求項５】
請求項１に記載の絞り圧延装置であって、
前記ロールフランジ部は横断面で直線をなすことを特徴とする絞り圧延装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の絞り圧延装置であって、
ｎ＝３であり、
前記底部の円弧は５０°以上の中心角を有することを特徴とする絞り圧延装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の絞り圧延装置であって、
ｎ＝４であり、
前記底部の円弧は３６°以上の中心角を有することを特徴とする絞り圧延装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管の絞り圧延装置に関し、さらに詳しくは、圧延軸に沿って配列された複数のスタンドを備え、管を圧延軸に沿って複数のスタンドを通して絞り圧延する管の絞り圧延装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
サイザやストレッチレデューサに代表される絞り圧延装置は、管を所定の外形寸法に絞り圧延するための装置である。絞り圧延装置の種類としては、各々が２個のロールを有する複数のスタンドを備えた２ロール式絞り圧延装置、３ロール式絞り圧延装置、４ロール式絞り圧延装置等が知られている。【０００３】
絞り圧延装置は、通常、圧延軸に沿って配列された複数のスタンドを備える。各スタンドは、孔型を形成する溝を有する複数のロールを含む。たとえば、３ロール式絞り圧延装置では３個のロールが圧延軸周りに等間隔に配置され、かつ、前段のスタンドに含まれる３個のロールから圧延軸周りに６０°ずらして配置される。絞り圧延中に管の外周に作用する半径方向応力の分布をなるべく均一にするためである。【０００４】
４ロール式絞り圧延装置の各スタンドは、孔型を形成する溝を有する４個のロールを含む。４個のロールは圧延軸周りに等間隔に配置され、かつ、前段のスタンドの４個のロールから圧延軸周りに４５°ずらして配置される。【０００５】
一般的に、絞り圧延装置の各スタンドに含まれるロールの溝は横断面で弓状をなす。図１に示すように３ロール式絞り圧延装置のロール２００の溝の横断面形状は、溝の底ＧＢ（Groove Base）と圧延軸ＲＡとを結ぶ線分の圧延軸ＲＡ側の延長線上に中心ＧＣを持つ半径Ｒ１の円弧である。半径Ｒ１は溝の底ＧＢと圧延軸ＲＡとの間の距離ＤＢよりも長いため、圧延軸ＲＡと溝の表面との間の距離は距離ＤＢが最も短く、圧延軸ＲＡと溝の縁ＧＥ（Groove Edge）との間の距離ＤＥが最も長い。要するに、ロール２００の溝は距離ＤＢを短半軸とする楕円弧状をなす。【０００６】
ロール２００を用いれば、１スタンド当たりの圧下率を大きくすることができる。さらに、絞り圧延中の管の外周面とロール２００の溝縁ＧＥとの間に隙間ができるため、ロールギャップでの噛みだしを防止でき、管の外周面上にエッジきずが発生するのを防止できる。【０００７】
しかしながら、ロール２００を用いれば、ロール２００の溝と接触する管のうち溝の底部と接触する部分に大きな半径方向応力が作用する。要するに絞り圧延時の半径方向応力の分布が管の外周で不均一となり、半径方向の変形量が不均一になる。このような不均一な半径方向の変形によりいわゆる「内面角張」が発生する。具体的には図２に示すように、絞り圧延後の管の内周面が横断面で円形をなさず、六角形をなす。【０００８】
内面角張の発生を防止するには、絞り圧延中の管に作用する半径方向応力の分布を均一にすればよい。半径方向応力分布を均一にするためには、３つのロールで形成される孔型プロフィールを真円に近づければよい。具体的には、ロール２００の溝の円弧の中心ＧＣを、圧延軸ＲＡに近づければよい。【０００９】
しかしながら、ロール２００の溝の中心ＧＣを圧延軸ＲＡに近づければ、絞り圧延中の管の外周とロール２００の溝の縁ＧＥとの隙間が小さくなる。そのため、噛みだしが発生しやすくなる。さらに、絞り圧延中、溝表面のうち縁ＧＥ近傍の部分と接触する管部分に作用する負荷が増すため、この管部分にエッジきずが発生しやすくなる。具体的には、管の長手方向に筋状のきずが発生する。【００１０】
以上のように、管の絞り圧延において、内面角張の発生とエッジきずの発生とをともに防止し、管の品質を向上するのは困難であった。【００１１】
３個以上のロールを用いた絞り圧延での管の品質を向上する対策として、特開平６−２３８３０８号公報及び特開平６−２１０３１８号公報が開示されている。【００１２】
特開平６−２３８３０８号公報では、図３に示すロール３００を用いた絞り圧延方法が開示されている。ロール３００の溝の底部３０１は横断面で半径Ｒ１を有する円弧であり、その中心ＧＣ１は底中央ＧＢと圧延軸ＲＡとを結ぶ線分の圧延軸ＲＡ側の延長線上に位置する。さらに、底部３０１と溝の縁ＧＥとの間に位置するロールフランジ部３０２は半径Ｒ１よりも大きい半径Ｒ２を有する円弧であり、その中心ＧＣ２は底部３０１の端３０３と中心ＧＣ１とを結ぶ接線の中心ＧＣ１側の延長線上に位置する。さらに、半径Ｒ２は前段のスタンドのロール３００の溝における底中央ＧＢと圧延軸ＲＡとの間の距離ＤＢよりも大きい。この文献によると、ロール３００を使用して絞り圧延することにより内面角張及びエッジきずの発生を防止できるとしている。【００１３】
しかしながら、ロール３００の溝の底部３０１の円弧の中心ＧＣ１は底中央ＧＢと圧延軸ＲＡとを結ぶ線分の圧延軸ＲＡ側の延長線上に位置する。要するに、ロール３００の溝は圧延軸ＲＡと底中央ＧＢとの距離ＤＢを短半軸とした楕円弧状をなす。そのため、絞り圧延中の管の外周に作用する半径方向応力分布は不均一になり、内面角張を充分に抑制できないと考えられる。【００１４】
一方、特開平６−２１０３１８号公報では、４ロール式絞り圧延装置を用いた絞り圧延方法が開示されている。この文献では、使用するロールの溝の縁近傍部分の曲率半径を溝の底の曲率半径よりも大きくし、さらに、前段のスタンドが有するロールの溝の底の曲率半径よりも小さくすることにより、内面角張の発生を防止できるとしている。【００１５】
しかしながら、このようなロールを使用すれば、内面角張の発生は防げるものの、エッジきずが発生しやすくなると考えられる。スタンド入側の管の外半径よりもロールの溝縁と圧延軸との間の距離の方が短いため、噛みだしが発生しやすく、かつ、溝表面のうち溝の縁近傍部分と接触する管部分に作用する負担も大きいためである。
【発明の開示】
【００１６】
本発明の目的は、内面角張及びエッジきずの発生をともに抑制できる管の絞り圧延装置を提供することである。
【００１７】
本発明による絞り圧延装置は、圧延軸に沿って配列された複数のスタンドを備え、管を圧延軸に沿って複数のスタンドに通して絞り圧延する。スタンドの各々は、圧延軸の周りに配置されたｎ個（ｎ≧３）のロールを含み、ｎ個のロールは前段のスタンドに含まれるｎ個のロールから圧延軸周りに１８０°／ｎずらして配置される。複数のスタンドのうち最後尾のスタンドを除くスタンドに含まれるｎ個のロールの各々は、横断面で弓状をなす溝を有する。溝は、底部と、ロールフランジ部とを有する。ロールフランジ部は、底部と溝の縁との間に位置する。底部は横断面で圧延軸を中心とした第１の半径を有する円弧をなし、ロールフランジ部の表面と圧延軸との間の距離は第１の半径よりも長く、溝の縁と圧延軸との間の距離は前段のスタンドに含まれるロールの溝における第１の半径よりも長い。
【００１８】
本発明による絞り圧延装置では、各スタンドのロールの溝の底部が圧延軸を中心とした円弧であるため、絞り圧延時に溝の底部と接触する管部分にかかる半径方向応力分布は均一に近い。その結果、管の周方向に偏肉が発生するのを抑制することができ、絞り圧延後の管に内面角張が発生するのを抑制できる。
【００１９】
さらに、ロールフランジ部の表面と圧延軸ＲＡとの間の距離が第１の半径よりも長い。そのため、ロールの溝全体が圧延軸を中心とした円弧である場合と比較して、ロールフランジ部と接触する管に作用する負荷が軽減される。さらに、溝の縁と圧延軸との間の距離は前段のスタンドに含まれるロールの溝における第１の半径よりも長いため、スタンド入側の管の外周と溝の縁との間に隙間ができる。そのため、噛みだしが発生しにくい。これにより、エッジきずの発生を抑制できる。
【００２０】
好ましくは、ロールの溝のロールフランジ部は横断面で弓状をなす。
【００２１】
この場合、ロールフランジ部が横断面で弓状であるため、ロールの溝が形成する孔型に挿入される管のうちロールフランジ部と接触する管部分は弓状になる。そのため、管の横断面はより真円に近くなり、絞り圧延後の管の外径寸法精度が向上する。
【００２２】
好ましくは、ロールの溝の横断面において、底部の端上の接線はロールフランジ部の端のうち底部側の端上の接線と一致する。
【００２３】
この場合、溝の底部とロールフランジ部とは連続的になめらかに形成されるため、絞り圧延時に底部とロールフランジ部との境界に接する管部分の形状も凹凸が生じることなくなめらかに形成される。
【００２４】
好ましくは、ロールの溝のロールフランジ部は横断面で第１の半径よりも大きい第２の半径を有する円弧をなす。
【００２５】
この場合、絞り圧延された管の形状はより真円に近くなる。そのため、絞り圧延後の管の外径寸法精度が向上する。
【００２６】
好ましくは、ロールの溝のロールフランジ部は横断面で直線をなす。
【００２７】
好ましくは、各スタンドのロール数ｎ＝３であり、ロールの溝の底部の円弧は５０°以上の中心角を有する。
【００２８】
各スタンドが３つのロールを有する場合、ロールの溝の底部の円弧が５０°以上の中心角を有すれば、絞り圧延時に管の外周に作用する圧延応力の分布がばらつきにくくなる。そのため、内面角張の発生をより有効に抑制できる。この条件は、管の外径寸法に対する肉厚の比が大きい管を絞り圧延する場合に特に有効である。
【００２９】
好ましくは、各スタンドのロール数ｎ＝４であり、ロールの溝の底部の円弧は３６°以上の中心角を有する。
【００３０】
各スタンドが４つのロールを有する場合、ロールの溝の底部の円弧が３６°以上の中心角を有すれば、絞り圧延時に管の外周に作用する圧延応力の分布がばらつきにくくなる。そのため、内面角張の発生をより有効に抑制できる。この条件は厚肉の管を絞り圧延する場合に特に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】従来の３ロール式絞り圧延装置に含まれるロールの横断面図である。
【図２】内面角張が発生した管の横断面図である。
【図３】図１に示したロールと異なる従来のロールの横断面図である。
【図４】本発明の実施の形態による３ロール式絞り圧延装置の側面図である。
【図５】図４に示した絞り圧延装置のスタンドの正面図である。
【図６】図５に示したスタンドの後段のスタンドの正面図である。
【図７】図４に示した絞り圧延装置による管の絞り圧延を示す概略図である。
【図８】図５及び図６に示したスタンドに含まれるロールの溝の横断面図である。
【図９】隣接するスタンドの各々が有するロールの溝の配置関係を説明するための概略図である。
【図１０】図８に示したロールの溝と異なるロールの溝の横断図である。
【図１１】図８及び図１０に示したロールの溝とさらに異なるロールの溝の横断面図である。
【図１２】図８、図１０及び図１１に示したロールの溝とさらに異なるロールの溝の横断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態による４ロール式絞り圧延装置に含まれるスタンドの正面図である。
【図１４】図１３に示したスタンドの後段のスタンドの正面図である。
【図１５】図１３及び図１４に示したスタンドに含まれるロールの溝の横断面図である。
【図１６】実施例２で用いたロールの横断面図である。
【図１７】図１６で示したロールと異なるロールの横断面図である。
【図１８】実施例２における内面角張の測定方法を説明するための概略図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明を援用する。【００３３】
図４〜図６を参照して、３ロール式絞り圧延装置は圧延軸ＲＡに沿って配列された複数のスタンドＳＴ１〜ＳＴｍ（ｍは自然数）を備える。スタンドＳＴ１〜ＳＴｍの各々は、圧延軸ＲＡ周りに互いに１２０°の位置に配置される３個のロール１１を含む。ロール１１は横断面が弓状をなす溝２０を有し、３つのロール１１の溝２０は孔型ＰＡを形成する。【００３４】
図５及び図６に示すように、スタンドＳＴｉ（ｉ＝２〜ｍ）に含まれる３個のロール１１は、前段のスタンドＳＴｉ−１に含まれる３個のロール１１から圧延軸ＲＡ周りに６０°ずらして配置される。【００３５】
各スタンドの３個のロールは図示しないベベルギアにより互いに接続され、３個のロール１１のうちの１つを図示しないモータにより回動させることにより、すべてのロール１１が回動する。【００３６】
各スタンドの３個のロール１１により形成される孔型ＰＡの断面積は、後段のスタンドのものほど小さくなる。換言すれば、スタンドＳＴ１で形成される孔型ＰＡの断面積が最も大きく、最後尾のスタンドＳＴｍで形成される孔型ＰＡの断面積が最も小さい。図７に示すように、管は圧延軸ＲＡに沿ってスタンドＳＴ１からスタンドＳＴｍまでを通って絞り圧延される。【００３７】
最後尾のスタンドＳＴｍを除くスタンドＳＴ１〜ＳＴｍ−１に含まれるロール１１は図８に示す溝２０を有する。ロールの溝２０は横断面で弓状をなす。【００３８】
ロール１１の横断面での溝２０の底部２１は圧延軸ＲＡを中心とした半径Ｒ１の円弧をなす。底部２１の形状が円弧であるため、絞り圧延時に溝の底部２１と接触する管部分にかかる半径方向応力の分布は均一になる。その結果、管の周方向に偏肉が発生するのを抑制することができ、絞り圧延後の管に内面角張が発生するのを抑制できる。【００３９】
溝２０の底部２１と縁ＧＥとの間に位置するロールフランジ部２３は半径Ｒ１よりも大きい半径Ｒ２を有する円弧をなす。ロールフランジ部２３の表面上の任意の点と圧延軸ＲＡとの間の距離はいずれも半径Ｒ１よりも長いため、ロールの溝全体が圧延軸ＲＡを中心とした円弧である場合と比較して、ロールフランジ部２３と接触する管に作用する負荷が軽減される。そのため、エッジきずの発生を抑制できる。【００４０】
さらに、スタンドＳＴｉに含まれるロール１１の溝縁ＧＥと圧延軸ＲＡとの間の距離ＤＥは、前段のスタンドＳＴｉ−１に含まれるロールの溝２０における半径Ｒ１よりも大きい。そのため、図９に示すように、スタンド入側の管５００の外周と溝縁ＧＥとの間に所定の隙間ＳＲ(Side Relief)ができる。管５００のうちロールの溝縁周辺と接触する部分の外半径Ｒ５００は、前段のスタンドＳＴｉ−１に含まれるロール１１の溝における半径Ｒ１とほぼ一致する。その部分はスタンドＳＴｉ−１に含まれるロール１１の溝底２１と接触して絞り圧延されるからである。スタンドＳＴｉのロール１１の溝縁ＧＥと圧延軸ＲＡとの間の距離ＤＥは、前段のスタンドＳＴｉ−１のロールにおける半径Ｒ１よりも長いため、スタンド入側の管の外周と溝縁ＧＥとの間に隙間ＳＲができる。そのため、噛みだしが発生しない。【００４１】
以上に示したように、溝２０の底部２１を圧延軸ＲＡを中心とした半径Ｒ１を有する円弧形状とすることにより、内面角張の発生を抑制できる。さらに、ロールフランジ部２３の表面と圧延軸ＲＡとの間の距離を半径Ｒ１よりも長くし、かつ、距離ＤＢを前段のスタンドに含まれるロールの溝２０における半径Ｒ１よりも長くすることにより、エッジきずの発生を抑制できる。【００４２】
ロール１１の溝２０はさらに、図８に示すように、底部２１の端２４上の接線３０が、ロールフランジ部２３の端のうち底部２１側の端２５上の接線３１と一致する。この場合、ロールフランジ部２３の円弧の中心２６は、底部２１の端２４と圧延軸ＲＡとを結ぶ線分３２の圧延軸ＲＡ側の延長線上に位置する。このように、底部２１はロールフランジ部２３と連続的かつなめらかに形成されるため、底部２１とロールフランジ部２３との境界に接する管部分の外周面に凹凸が生じず、管の外径寸法精度が向上する。【００４３】
底部２１の円弧の中心角θ１は５０°以上であることが好ましい。中心角θ１が小さいと底部２１が狭くなるため、管の周方向に偏肉が生じやすくなるためである。管の外径寸法に対する肉厚の比が大きい場合、具体的には肉厚／外径寸法が１４％以上の場合、中心角θ１を５０°以上にするのが好ましい。【００４４】
なお、距離ＤＥが半径Ｒ１よりも長ければ、中心角θ１の上限は特に制限されない。【００４５】
本実施の形態では、ロールフランジ部２３は横断面で円弧をなすが、ロールフランジ部２３の表面と圧延軸ＲＡとの間の距離が半径Ｒ１よりも長ければ他の形状であってもよい。たとえば、図１０に示すように、ロールフランジ部２３が横断面で直線をなしてもよい。この場合、ロールフランジ部２３は底部２１の端２４の接線３０と一致するのが好ましい。底部２１とロールフランジ部２３とが連続的になめらかに形成されるためである。また、ロールフランジ部２３は横断面で弓状であり、かつ、２以上の曲率を有していてもよい。たとえば図１１に示すように、ロールフランジ部２３が、底部の端と圧延軸ＲＡとを結ぶ線分の圧延軸ＲＡ側の延長線上に中心２７を有する半径Ｒ２の第１の円弧部２３１と、円弧部２３１の端と中心２７とを結ぶ線分の中心２７側の延長線上に中心２８を有し、かつ、半径Ｒ２よりも大きい半径Ｒ３を有する第２の円弧部２３２とで形成されていてもよい。【００４６】
また、図１２に示すように溝２０の縁にコーナ半径Ｒ４を形成してもよい。この場合、コーナ半径Ｒ４の円弧上の任意の点と圧延軸ＲＡとの間の距離ＤＥはいずれも前段のスタンドに含まれるロールの溝における半径Ｒ１よりも長い。【００４７】
なお、絞り圧延装置の複数のスタンドＳＴのうち、最後尾のスタンドＳＴｍに含まれるロールの溝は真円の孔型を形成する。要するに、ロールの溝全体が、横断面で圧延軸ＲＡを中心とした円弧をなす。最後尾のスタンドＳＴｍでの圧下率は小さいため、溝全体が円弧であってもエッジきずが発生しないためである。なお、最後尾のスタンドＳＴｍに含まれるロールの溝は上述した溝２０と同じ形状であってもよい。【００４８】
上述した絞り圧延装置は各スタンドに含まれるロールを３個としたが、本発明は各スタンドが３個よりも多い数のロールを含む絞り圧延装置にも適用できる。以下、４ロール式圧延装置について説明する。【００４９】
４ロール式圧延装置は、３ロール圧延装置と同様に、圧延軸ＲＡに沿って配列された複数のスタンドＳＴ１〜ＳＴｍを備える。【００５０】
図１３及び図１４に示すように、複数のスタンドＳＴｉ（ｉ＝２〜ｍ）の各々は、互いに圧延軸ＲＡ周りに９０°の位置に配置される４つのロール５０を含む。ロール５０は横断面が弓状をなす溝６０を有し、４つのロール５０の溝６０は孔型ＰＡを形成する。【００５１】
スタンドＳＴｉに含まれる４つのロール５０は、前段のスタンドＳＴｉ−１に含まれる４つのロール５０から圧延軸ＲＡ周りに４５°ずらして配置される。【００５２】
最終スタンドＳＴｍを除くスタンドＳＴ１〜ＳＴｍ−１に含まれるロール５０の溝６０の形状は弓状である。図１５を参照して、溝６０の形状は図８に示したロール１２の溝２０と同様である。【００５３】
具体的には、溝６０の底部６１は圧延軸ＲＡを中心とした半径Ｒ１の円弧をなす。これにより、内面角張の発生を抑制できる。また、ロールフランジ部６３は半径Ｒ１よりも大きい半径Ｒ２を有する円弧をなす。つまり、ロールフランジ部２３の表面と圧延軸ＲＡとの間の距離は半径Ｒ１よりも長い。さらに、スタンドＳＴｉに含まれるロールの溝６０の縁ＧＥと圧延軸ＲＡとの距離ＤＥは、スタンドＳＴｉ−１に含まれるロールの溝における半径Ｒ１よりも長い。これによりエッジきずの発生を抑制できる。なお、底部６１の端上の接線８０は、ロールフランジ部６３の端のうち底部６１側の端上の接線８１と一致する。この場合、ロールフランジ部６３の円弧の中心６６は、底部６１の端と圧延軸ＲＡとを結ぶ線分の圧延軸ＲＡ側の延長線上に位置する。底部６１はロールフランジ部６３と連続的かつなめらかに形成されるため、底部６１とロールフランジ部６３との境界に接する管部分の外周面に凹凸が生じず、管の外径寸法精度が向上する。【００５４】
ロール５０が有する溝６０の底部６１の円弧の中心角θ２は３６°以上であることが好ましい。特に、絞り圧延する管の肉厚／外径寸法が１６％以上の場合、中心角θ２を３６°以上にすれば、内面角張の発生を有効に防止できる。なお、距離ＤＥが半径Ｒ１よりも長ければ、中心角θ２の上限は制限されない。【００５５】
以上、３ロール式及び４ロール式絞り圧延装置を例に本発明を説明したが、本発明による絞り圧延装置は２ロール式絞り圧延装置には適用できない。２ロール式絞り圧延装置では、絞り圧延時の被圧延材（管）の流れが３ロール式や４ロール式よりも幅方向に広がる。要するに、２ロール式絞り圧延装置はより噛みだしを生じやすい。そのため、本発明による溝の形状を有するロールを使用すればエッジきずが発生する可能性がある。
【実施例１】
【００５６】
表１に示す形状のロールを含む７つのスタンドＳＴ１〜ＳＴ７を備えた３ロール式サイザを用いて３００ｍｍの外径を有する継目無鋼管を絞り圧延し、絞り圧延後の継目無鋼管に内面角張及びエッジきずが発生したか否かを調査した。
【表１】
0004647501.tif 000002
【００５７】
表１中「タイプ」は試験を実施したサイザを示す。「スタンド番号」には、各圧延タイプのサイザに含まれるスタンドＳＴ１〜ＳＴ７を示す。【００５８】
タイプＴ１〜Ｔ４のサイザには、図８に示す形状のロール１１を用いた。各スタンドＳＴ１〜ＳＴ７に含まれるロール１１の溝２０の半径Ｒ１、Ｒ２、中心角θ１、距離ＤＥ、圧延軸ＲＡと底部の中央ＧＢとの間の距離ＤＢの値は表１に示す通りであった。タイプＴ１、Ｔ３、Ｔ４のサイザの最後尾のスタンドＳＴ７に使用するロールの溝は、圧延軸ＲＡから半径Ｒ１の円弧とした。つまり、スタンドＳＴ７のロールの溝が形成する孔型は真円とした。【００５９】
なお、表１中の「ＤＥｉ−ＤＢｉ−１」には、スタンドＳＴｉに含まれるロールにおける距離ＤＥから前段のスタンドＳＴｉ−１に含まれるロールにおける距離ＤＢを差分した値の正負が示されている。なお、スタンドＳＴ１に含まれるロールの「ＤＥｉ−ＤＢｉ−１」には、距離ＤＥから継目無鋼管の外半径＝１５０ｍｍを差分した値の正負が示されている。【００６０】
また、「圧下率」には、以下の式（１）で求めた各スタンドにおける圧下率（％）が示されている。「Ｒ１／ＤＢ」には、各スタンドに含まれるロールの距離ＤＢに対する半径Ｒ１の比が示されている。
【数１】
0004647501.tif 000003
【００６１】
タイプＴ５のサイザには、図３に示すロール３００を用いた。そのため、スタンドＳＴ１〜ＳＴ６のロールでは、半径Ｒ１／距離ＤＢが１よりも大きかった。タイプＴ６及びＴ７のサイザには、図１に示すロール２００を用いた。タイプＴ５〜Ｔ７のサイザの最後尾のスタンドＳＴ７に使用するロールの溝は、圧延軸ＲＡから半径Ｒ１の円弧とした。
１．内面角張及びエッジきず調査【００６２】
タイプＴ１、Ｔ２、Ｔ４〜Ｔ７のサイザを用いて、３００ｍｍの外径と２５ｍｍの肉厚を有する継目無鋼管を熱間で絞り圧延した。具体的には、各タイプのサイザ出側で８５０〜９００℃の温度を有する１本の継目無鋼管を絞り圧延した。【００６３】
絞り圧延後の継目無鋼管について、内面角張とエッジきずの発生の有無を調査した。具体的には、継目無鋼管の長手方向中央部で横断面サンプルを１つ採取した。採取した横断面サンプルの肉厚をマイクロメータを用いて測定した。具体的には、図２を参照して、サンプルのうち、サイザの各スタンドのロールの溝の底部と接触した部分Ｐ１の肉厚ＴＡ及び肉厚ＴＡの測定箇所の各々から圧延軸を中心に３０°ずらした箇所の肉厚ＴＢを測定した。測定したＴＡ及びＴＢの平均値ＴＡａｖｅ及びＴＢａｖｅを求め、さらに式（２）に示す内面角張率ＰＦ（％）を求めた。【００６４】
ＰＦ＝（ＴＢａｖｅ−ＴＡａｖｅ）／｛（ＴＢａｖｅ＋ＴＡａｖｅ）／２｝×１００（％）  （２）【００６５】
求めた内面角張率ＰＦが３．０％以上の場合、内面角張が発生したと判断した。【００６６】
一方、エッジきずは目視により判断した。具体的には、継目無鋼管の長手方向に噛みだしが発生している場合エッジきずが発生したと判断した。【００６７】
表２に調査結果を示す。
【表２】
0004647501.tif 000004
【００６８】
表２に示すように、本発明例であるタイプＴ１及びＴ２のサイザで絞り圧延した管には内面角張率もエッジきずも発生しなかった。一方、タイプＴ４のサイザではＤＥｉ−ＤＢｉ−１が負であったため、噛みだしに起因すると考えられるエッジきずが発生した。タイプＴ５及びＴ６のサイザはＲ１／ＤＢが１よりも大きかったため内面角張が発生した。タイプＴ７のサイザはＤＥｉ−ＤＢｉ−１が負であったため、エッジきずが発生した。
２．肉厚の異なる管を用いた内面角張調査【００６９】
表３に示す外径及び肉厚を有する継目無鋼管を表３に示すタイプのサイザで絞り圧延した。
【表３】
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【００７０】
絞り圧延時の継目無鋼管の温度はサイザ出側で８５０〜１０００℃であった。絞り圧延後の管について、１．と同様の方法で内面角張率を調査した。【００７１】
表３に示すように、すべての試験番号で内面角張率は３．０％未満であった。しかしながら、肉厚が４３ｍｍの継目無鋼管を絞り圧延した場合、中心角θ１が５０°未満
であるタイプＴ３のサイザで絞り圧延した管の内面角張率は、タイプＴ１及びＴ２のサイザで絞り圧延した管の内面角張率よりも高かった。換言すれば、肉厚／外径が１４％を超える管を絞り圧延した場合、ロールの溝の底部の中心角θ１が５０°以上であれば、内面角張の発生をより有効に抑制できた。なお、エッジきずはいずれの試験番号でも発生しなかった。
【実施例２】
【００７２】
表４に示す形状のロールを含む８つのスタンドＳＴ１〜ＳＴ８を備えた４ロール式サイザを用いて継目無鋼管を絞り圧延し、内面角張及びエッジきずが発生したか否かを調査した。
【表４】
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【００７３】
表４中の各項目は表１と同じである。タイプＴ８〜Ｔ１１のサイザには、図１５に示す形状のロール５０を用いた。【００７４】
タイプＴ１２のサイザには、図１６に示す形状のロール４００を用いた。ロール４００の溝の形状は図３のロール３００と同様であった。スタンドＳＴ１〜ＳＴ７のロールでは、半径Ｒ１／距離ＤＢが１よりも大きかった。タイプＴ１３及びＴ１４のサイザには、図１７に示す形状のロール６００を用いた。ロール６００の溝の形状は図１のロール２００と同様であった。【００７５】
タイプＴ８〜Ｔ１４のサイザの最後尾のスタンドＳＴ８に使用するロールの溝は圧延軸ＲＡを中心とした半径Ｒ１を有する円弧とした。つまり、ロールが形成する孔型は圧延軸ＲＡを中心とした真円とした。
１．内面角張及びエッジきず調査【００７６】
タイプＴ８、Ｔ９、Ｔ１１〜Ｔ１４のサイザの各々で、２５ｍｍの外径と２ｍｍの肉厚を有する１本のＥＲＷ管（高周波電気抵抗溶接鋼管）を冷間で絞り圧延した。ＥＲＷ管の溶接部と母材との硬度差をなくすために、ＥＲＷ管に熱処理を施した。【００７７】
絞り圧延後、実施例１と同様にＥＲＷ管の内面角張率を求めた。図１８に示すように、採取したサンプルのうちサイザの各スタンドのロールの溝の底部と接触した部分Ｐ１の肉厚ＴＡ及び肉厚ＴＡの測定箇所の各々から圧延軸ＲＡを中心に２２．５°ずらした箇所の肉厚ＴＢを測定した後、式（２）に示す内面角張率ＰＦ（％）を求めた。実施例１と同様に、内面角張率ＰＦが３．０％以上の場合、内面角張が発生したと判断した。エッジきずの発生の有無は実施例１と同様の方法により判断した。【００７８】
表５に調査結果を示す。
【表５】
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【００７９】
本発明例であるタイプＴ８及びＴ９のサイザで絞り圧延したＥＲＷ管には内面角張もエッジきずも発生しなかった。一方、タイプＴ１１のサイザはＤＥｉ−ＤＢｉ−１が負であったため、エッジきずが発生した。タイプＴ１２及びＴ１３のサイザはＲ１／Ｂが１よりも大きかったため、内面角張が発生した。タイプＴ１４のサイザはＤＥｉ−ＤＢｉ−１が負であったため、エッジきずが発生した。
２．肉厚の異なる管を用いた内面角張調査【００８０】
表６に示す外径及び肉厚を有するＥＲＷ管を表６に示すタイプのサイザで絞り圧延した。ＥＲＷ管には１．と同様に事前に熱処理を施した。絞り圧延後のＥＲＷ管について内面角張率を求めた。
【表６】
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【００８１】
調査結果を表６に示す。すべての試験番号で内面角張率は３．０％未満であった。しかしながら、肉厚が４．０ｍｍのＥＲＷ管を絞り圧延した場合、中心角θ２が３６°未満であるタイプＴ１０のサイザで絞り圧延したＥＲＷ管の内面角張率は、タイプＴ８及びＴ９のサイザで絞り圧延したものよりも高かった。換言すれば、肉厚／外径が１６％以上のＥＲＷ管を絞り圧延した場合、ロールの溝の底部の中心角θ２が３６°以上であれば、内面角張の発生を有効に抑制できた。なお、エッジきずは、いずれの試験番号でも発生しなかった。【００８２】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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