(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２〜４個の孔型ロールを垂直面内に有する同一のスタンドをＮ台以上使用して定径圧延を行なうに際し、最終前圧延スタンドの楕円度をβN-1 、最終圧延スタンドの外径加工度をρN とした場合、下記の３式で表す条件を満たして熱間圧延することを特徴とする金属管の圧延方法。
０．９９≦βN-1 ≦１．００
ρN ≦１．０
βN-1 ≧−０．０５ρN ＋１．０
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばサイザーで金属管の外径圧下を熱間で行う際の圧延方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、サイザーは１スタンド内に２〜４個の孔型ロールを垂直面内に有する複数のスタンドからなる定径圧延機で、所要の外径に圧延する最終の工程であり、このサイザーの圧延により、金属管の最終外径形状が決定される。近年、外径要求精度が高まっているので、サイザーの圧延はより重要になってきている。
【０００３】
例えば、特開２０００−１５８０１５号では、サイザー等の定径圧延において、広範囲の肉厚の製品を外面形状の不整や外面疵の発生を抑制すると共に、仕上げスタンド数を削減して圧延できる方法が開示されている。
【０００４】
また、特開２０００−３３４５０４号では、サイザー等の定径圧延において、同じ孔型ロールで広範囲の肉厚の製品を、噛み出し疵及び六角張りの発生を抑制して圧延できる方法が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術では、ただ単に仕上げスタンドの外径加工度のみ、或いは、サイドリリーフ係数のみを管理しているだけであるので、近年のより厳しい外径精度の要求には対応できない場合がある。
【０００６】
また、特開平７−１６６１５号には、最終前スタンドの楕円度、及び、最終スタンドの外径加工度を最適範囲に設定する圧延方法が、また、特許第３０７６７００号には、最終前スタンドの楕円度を設定した圧延機列が開示されているが、何れも３ロール圧延機の後に別途２ロール圧延機を配置した圧延機列を使用して冷間圧延するものである。従って、同一構成の圧延機列を使用した場合や、ｔ／ｄが８％以上の厚肉管の場合には矯正が困難である。
【０００７】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、同一構成の圧延機列を使用し、ｔ／ｄが８％以上の厚肉管であっても、より厳しい外径精度に対応可能な金属管の圧延方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明に係る金属管の圧延方法は、最終前圧延スタンドの楕円度をβN-1 、最終圧延スタンドの外径加工度をρN とした場合、
０．９９≦βN-1 ≦１．００      …▲１▼
ρN ≦１．０                    …▲２▼
βN-1 ≧−０．０５ρN ＋１．０  …▲３▼
の▲１▼〜▲３▼式で表す条件を満たすようにして熱間で圧延することとしている。そして、このようにすることで、ｔ／ｄが８％以上の厚肉管であっても、より厳しい外径精度に対応可能な金属管の圧延が行えるようになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明者は、同一構成の圧延機列を使用し、ｔ／ｄが８％以上の厚肉管であっても、より厳しい外径精度に対応が可能な金属管の圧延方法について種々検討した。
【００１０】
図１は、圧延時における外径加工度及び楕円度について説明する図であり、外径加工度ρ及び楕円度βは下記式にて定義される。
外径加工度ρ＝｛（Ｄi-1−Ｄi ／Ｄi-1｝×１００（％）  …(4)
楕円度β＝Ａ／Ｂ                                  …(5)
但し、Ｄ：孔型平均径（＝Ａ＋Ｂ）、ｉは第ｉスタンドを表す。
Ａ：パスセンターと孔型ロール溝底中央部間の距離（溝底寸法）。
Ｂ：パスセンターと孔型ロールエッジ間の距離（フランジ寸法）。
【００１１】
上記▲５▼式より楕円度βが１．０の場合、すなわちＡ＝Ｂの場合は、孔型形状が真円であることを表している。また、楕円度βが１．０よりも小さい場合は、孔型形状は例えば２ロールサイザーの場合は楕円型、３ロールサイザーの場合は三角形状である。
【００１２】
定径圧延において、第Ｎスタンドを最終圧延スタンドとした場合、例えば最終前圧延スタンドである第Ｎ−１スタンドの楕円度βN-1 が１．０よりも小さく（孔型は楕円型）、かつ、第Ｎスタンドの外径加工度ρN が小さい場合は、第Ｎ−１スタンドにて成形された楕円を修正しきれずに、外径精度が悪くなる。
【００１３】
この場合、外径精度を良くするために第Ｎスタンドの外径加工度ρN を大きくしていくと、外径精度は向上するものの、要求される外径精度に到達する前に、圧延ロールのエッジ部から圧延材がはみ出して外面疵が発生した。
【００１４】
本発明者は、最終前圧延スタンドである第Ｎ−１スタンドの楕円度βN-1 と、最終圧延スタンドである第Ｎスタンドの外径加工度ρN の最適な組合せを知るために各種のテストを行なった。
【００１５】
その結果、最終前圧延スタンドである第Ｎ−１スタンドの楕円度βN-1 をある範囲内に設定した条件下において、最終圧延スタンドである第Ｎスタンドの外径加工度ρN を適正範囲に設定することで、すなわち、最終前圧延スタンドの楕円度βN-1 と最終圧延スタンドの外径加工度ρN の組合わせを最適範囲に設定することで、真円度量（管の外接円と内接円の半径の差）が１．０ｍｍ以下と外径精度が良く、しかも、外面疵が発生しない鋼管を製造することができることを知見した。
【００１６】
本発明に係る金属管の圧延方法は、上記の知見に基づいてなされたものであり、２〜４個の孔型ロールを垂直面内に有する同一のスタンドをＮ台以上使用して定径圧延を行なうに際し、最終前圧延スタンドの楕円度をβN-1 、最終圧延スタンドの外径加工度をρN とした場合、上記の▲１▼〜▲３▼式で表す３つの条件を満たすようにして熱間で圧延するものである。
【００１７】
本発明に係る金属管の圧延方法において、最終前圧延スタンドの楕円度βN−1を０．９９以上、１．００以下としたのは、前記楕円度βN−1が０．９９未満の場合には、最終前圧延スタンドの孔型楕円度が小さい（溝底寸法＜フランジ寸法）ので、最終圧延スタンドで外径加工度を上げても最終圧延スタンドで真円度量が１．０ｍｍ以下の範囲に修正できないからである。一方、前記楕円度βN−1が１．００を超えた場合は、最終前圧延スタンドの孔型が真円以上（溝底寸法＞フランジ寸法）となっているので、圧延時、最終前圧延スタンドのエッジに負荷がかかり、最終前圧延スタンドにおいて外面疵が発生するからである。
【００１８】
また、本発明に係る金属管の圧延方法において、最終圧延スタンドの外径加工度ρN を、１．０以下としたのは、前記外径加工度ρN が１．０を超えた場合には、最終圧延スタンドでの外径加工度ρN が大きすぎ、最終圧延スタンドのエッジに負荷がかかり、最終圧延スタンドにおいて外面疵が発生するからである。
【００１９】
また、本発明に係る金属管の圧延方法において、最終前圧延スタンドの楕円度βN-1 を（−０．０５ρN ＋１．０）以上としたのは、前記楕円度βN-1 が（−０．０５ρN ＋１．０）未満の場合は、最終前圧延スタンドでの楕円度βN-1 が小さいので、最終圧延スタンドで真円度量が１．０ｍｍ以下の範囲に修正できないからである。
【００２０】
上記の本発明に係る金属管の圧延方法によれば、同一構成の圧延機列を使用し、ｔ／ｄが８％以上の厚肉管であっても、真円度量が１．０ｍｍ以下といったより厳しい外径精度に対応可能な金属管の圧延が行えるようになる。
【００２１】
上記の本発明に係る金属管の圧延方法を実施する圧延機としては、特に限定されるものではないが、最終前圧延スタンドと最終圧延スタンドの孔型ロールがパスセンターに対して接離移動自在に組込まれて、それぞれの孔型寸法が変更可能な構成のものを採用すれば、最終前圧延スタンドと最終圧延スタンドでの孔型ロールの設定（楕円度と外径加工度）が短時間で行えるので、作業能率の向上が図れることは言うまでもない。
【００２２】
【実施例】
以下、本発明に係る金属管の圧延方法の効果を確認するために行った実験結果について説明する。
【００２３】
図２は、外径ｄが２７６ｍｍ，肉厚ｔが２８．２ｍｍの素管を、スクリュー圧下方式のギャップ調整機能を有する６スタンドの３ロールサイザーを用いて、本発明方法により、外径ｄが２４４．５ｍｍ，肉厚ｔが２９．８ｍｍの仕上管（ｔ／ｄ＝０．１２１）に定径圧延した場合の結果を示したものである。
【００２４】
図２中の●印、▲印、×印を付した位置の縦軸が最終前圧延スタンドである第５スタンドの楕円度β5 を、横軸が最終圧延スタンドである第６スタンドの外径加工度ρ6 を表し、夫々●印は定径圧延した製品の真円度量が０．７ｍｍ未満の場合を、▲印は定径圧延した製品の真円度量が０．７ｍｍ以上、１．０ｍｍ未満の場合を、×印は定径圧延した製品の真円度量が１．０ｍｍ以上の場合を示している。
【００２５】
図２より明らかなように、本発明の条件である上記▲１▼〜▲３▼式の３つの条件を満足する場合（図２中に斜線を付した範囲）は、何れの場合も、製品の真円度量は１．０ｍｍ未満であったが、上記▲１▼〜▲３▼式の条件の何れか一つでも外れる場合には、製品の真円度量は１．０ｍｍ以上となった。
【００２６】
また、下記表１は、上記の実施例のうち、▲１▼〜▲３▼式の条件の少なくとも何れか一つが外れた比較例と、▲１▼〜▲３▼式の３つの条件を全て満足する実施例の、外径精度と外面疵及びこれらの総合の評価を示したものである。
【００２７】
この下記表１における外径精度は、真円度量が上記図２で表わした●印と▲印であったものは○印を、×印であったものは×印を付し、また、外面疵は、０．２ｍｍ以上の段付外面疵が発生した場合は×印を、前記段付外面疵が発生しなかった場合は○印を付し、両者が○印の場合は総合評価は○、どちらか一方でも×印であったものは総合評価は×とした。
【００２８】
【表１】
0004418617.tif 000002
【００２９】
上記表１より明らかなように、▲１▼〜▲３▼式の３つの条件を全て満足する本発明の実施例では、外径精度と外面疵の両者共良好で、総合評価は○であった。
一方、▲１▼〜▲３▼式の条件の少なくとも何れか一つが外れた比較例１〜４では、外径精度、外面疵の少なくとも一方が悪く、総合評価は×であった。
【００３０】
なお、本実施例では、サイザーについて適用したものを示したが、本発明はストレッチレデューサに適用することも可能であることは言うまでもない。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る金属管の圧延方法によれば、同一構成の圧延機列を使用し、ｔ／ｄが８％以上の厚肉管であっても、圧延ロールのエッジ部でのはみ出し疵を発生させることなく、真円度量が１．０ｍｍ以下といったより厳しい外径精度にも対応可能な金属管の圧延が行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】圧延時における外径加工度及び楕円度を説明する図である。
【図２】３ロールサイザーを用いて、本発明方法により定径圧延した場合の結果を示した図である。
【図１】
0004418617.tif 000003
【図２】
0004418617.tif 000004