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JP3348646B2 - 鍛接鋼管の製造方法 - Google Patents

鍛接鋼管の製造方法

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JP3348646B2
JP3348646B2 JP07180598A JP7180598A JP3348646B2 JP 3348646 B2 JP3348646 B2 JP 3348646B2 JP 07180598 A JP07180598 A JP 07180598A JP 7180598 A JP7180598 A JP 7180598A JP 3348646 B2 JP3348646 B2 JP 3348646B2
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JP
Japan
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stand
roll
steel pipe
rolling
forming
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哲 藪本
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JFE Engineering Corp
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JFE Engineering Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、鍛接鋼管の製造
方法、特に肉厚Tと外径Dとの比T/Dの値が小さい鍛
接鋼管の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】鍛接鋼管の製造に関しては、従来から次
のようなことが言われている。
【0003】(1)素材となる鋼帯の板幅Wと板厚Tと
の比(W/T)が140未満であれば、鍛接に至るまで
の管の成形過程において、鍛接部近傍に座屈等が発生せ
ず、安定して製造が可能である。
【0004】(2)管を絞り圧延する場合の外径減少率
DmReと管厚減少率tReとの比tRe/DmReの
値は、0.5以下であり、管厚の減肉は外径減少率の5
0%程度しか期待できない。
【0005】したがって、薄肉管を製造しようとする際
には、上記(1)の関係を満たすために、製造する薄肉
管の板厚が薄くなればなるほど、板幅、すなわち管の外
径も小さくしなければならない。
【0006】このため、管の外径Dが大きくて、管の肉
厚Tが薄い鍛接鋼管、すなわちT/Dの小さい鍛接鋼管
を製造することは困難である。
【0007】このような薄肉の鍛接鋼管を製造する従来
の技術としては、特開平2−34214号公報に開示さ
れたものがある。この鍛接鋼管の製造方法は、加熱炉で
加熱されたスケルプ(帯鋼)を管状に成形するに際し、
第一スタンドを垂直スタンドとし、第2スタンドの水平
スタンド成形ロ−ル孔型にシ−ムガイドロ−ルを設け、
これら2段の成形ロ−ルで成形を行い、鍛接ロ−ルで鍛
接して管とする鍛接鋼管の製造工程において、第1スタ
ンドまでに成形されるスケルプに、第1スタンドまでの
スケルプの軸方向後方応力σと、スケルプ変形抵抗Kf
とで規定されるスケルプの張力係数Z=σ/Kfが、下
式の範囲に入るように、張力を与えつつ成形することに
より、スケルプのエッジに発生する座屈を防止するとい
うものである。 0.1≦Z≦0.5
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特開平2−34214号公報に開示された技術には、
次のような問題点がある。
【0009】通常の鍛接鋼管の製造においては、スケル
プの両端を加熱した後、ウェルディングホ−ンで加熱し
た両端部に酸素を吹き付けて、スケ−ルオフおよび昇温
を行い、鍛接するという方法が一般的であるので、シ−
ムガイドロ−ルを用いる方法では、エッジ部が座屈して
疵が発生する恐れがあり、安定して熱間で薄肉管を製造
することは困難である。
【0010】この発明は、従来技術の上述のような問題
点を解消するためになされたものであり、特別な機構を
追加することなしに、薄肉管の製造が可能である鍛接鋼
管の製造方法を提供することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明に係る鍛接鋼管
の製造方法は、巻き戻した鋼帯を鍛接温度に加熱した
後、成形鍛接機を通して連続的に円形に成形しつつ両エ
ッジ部を鍛接し、鍛接してできた鋼管に張力を付与しな
がら絞り圧延機で製品寸法に圧延する鍛接鋼管の圧延方
法において、成形鍛接機の最終スタンドのロ−ル中立点
速度V FW と絞り圧延機の1番スタンドのロ−ル中立点速
度V SR の比V SR /V FW の値が、下記(1)式を満足する
ように張力を付与するものである。 1.1≦V SR /V FW ≦1.5……(1)
【0012】また、成形鍛接機の最終スタンドと絞り圧
延機の1番スタンドとの間の外径リダクションを、少な
くとも3%以上とするものである。
【0013】また、成形鍛接機の最終スタンドおよび絞
り圧延機の1番スタンドの楕円率を、少なくとも3%以
上とするものである。
【0014】本発明者等は、鍛接鋼管の製造において、
薄肉管の従来の製造限界である前記tRe/DmRe<
0.5を超えて薄肉管の製造できる条件を鋭意検討し
た。
【0015】その結果、成形鍛接機と絞り圧延機との間
に張力を付与しながら圧延すれば、上記従来の制約条件
にしばられることなく、薄肉管の製造が可能であるとの
知見を得た。
【0016】しかしながら、成形鍛接機の最終スタンド
のロ−ル中立点速度VFWと絞り圧延機の1番スタンドの
ロ−ル中立点速度VSRの比VSR/VFWの値が、1.1未
満となるような張力では、従来以上の薄肉管が製造でき
ず、VSR/VFWの値が、1.5を超える張力では、ロ−
ルスリップが激しく、管軸方向の管厚の偏肉が大きく、
製品として不適当であるとともに、管の破断の恐れがあ
るので、VSR/VFWは下記(1)式の範囲とした。 1.1≦VSR/VFW≦1.5……(1)
【0017】また、管軸方向の張力を効果的に付与する
ために、ロ−ルのスリップの防止を検討した結果、成形
鍛接機の最終ロ−ルスタンドと絞り圧延機の最初のロ−
ルスタンドとの間のカリバ−平均径差の減少率、すなわ
ち下記の(2)式による外径リダクションDmReを大
きくとることにより、ロ−ルスリップを小さく抑えるこ
とができることを見出した。 DmRe={1−(D2/D1)}×100……(2) ただし、D1:成形鍛接機の最終ロ−ルスタンドのカリ
バ−平均径 D2:絞り圧延機の最初のロ−ルスタンドのカリバ−平
均径
【0018】そして、効果を出すためには、少なくとも
3%以上の外径リダクションが必要である。
【0019】また、上述したロ−ルスタンドの下記
(3)式または(4)式によるそれぞれのカリバ−の楕
円率Ovを大きくとることによっても、ロ−ルスリップ
による張力の減少を防止することができる。
【0020】図3に示す2個のロ−ル21を使用する
場合 Ov={(Wc/Hc)−1}×100……(3) ただし、Wc:カリバ−幅 Hc:カリバ−高さ 図4に示す3個のロ−ル22を使用する場合 Ov={(B/H)−1}×100……(3) ただし、B:ロ−ルパス幅 H:ロ−ルパス高さ そして、効果を出すためには、少なくとも3%以上のロ
−ルスタンドの楕円率が必要である。
【0021】さらに、これらの両者を合わせて実施する
と、効果が更に上がることはいうまでもない。
【0022】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
の実施の形態について説明する。図1は本発明の実施の
形態の鍛接鋼管の製造方法を実施する鍛接鋼管製造ライ
ンの設備配置図である。鋼帯1は、加熱炉2で1200
℃以上に加熱された後、エッジヒ−タ−3により、さら
に両エッジ部を1380℃程度に加熱される。そして、
成形鍛接機4により円形に成形されるとともに、エッジ
部を鍛接されて母管5となる。この母管5は成形鍛接機
4に引き続いて配置してある絞り圧延機6を通過するこ
とにより、所定の外径および肉厚の鋼管に圧延され、切
断機7で所定の長さに切断されて、最終製品8となる。
【0023】そして、この鍛接鋼管の製造方法において
は、成形鍛接機4と絞り圧延機6との間で、母管5に張
力を付与しながら圧延を行う。
【0024】図2はこの鍛接鋼管の製造方法を実施する
ための2ロ−ル成形鍛接機4と3ロ−ル絞り圧延機6の
斜視図である。成形鍛接機4および絞り圧延機6とも、
複数基のロ−ルスタンドからなり、製造される鋼管の外
径寸法に応じてロ−ルカリバ−が変更される。
【0025】そして、この鍛接鋼管の製造方法を実施す
る場合には、成形鍛接機4の最終スタンドのロ−ル中立
点と、絞り圧延機6の1番スタンドのロ−ル中立点との
間に、それぞれの中立点速度VFWおよびVSRの比VSR
FWが、1.1〜1.5となるような管軸方向の張力を
付与するようにしている。
【0026】また、張力を過大に付与する場合には、ロ
−ルスリップが発生して、効果的に張力を付与すること
ができないので、成形鍛接機4の最終スタンドと絞り圧
延機6の最初のロ−ルスタンドとの間のカリバ−平均径
差、すなわち外径リダクションを少なくとも3%以上と
するか、上述のロ−ルスタンドの楕円率(オ−バリティ
−)を3%以上とするか、または両者とも3%以上とす
ることにより、ロ−ルスリップによる張力の減少を防止
している。
【0027】
【実施例】(実施例1)板幅445mm、板厚3.2m
mのスケルプを用い、成形鍛接機4の最終ロ−ルスタン
ドには、ロ−ルカリバ−の平均径が120mm、楕円率
が3.4%のロ−ルを、絞り圧延機6の最初のロ−ルス
タンドには、ロ−ルカリバ−の平均径が113mm、楕
円率が7.5%のロ−ルを使用し、外径リダクションD
mReが5.8%[{(120−113)/120}×
100]の圧延を行った。このとき、成形鍛接機4の最
終ロ−ルスタンドと絞り圧延機6の最初のロ−ルスタン
ドとの間には、前記VSR/VFWが1.2となるように張
力を付与した。
【0028】この結果、7.4%の管厚の減肉が可能で
あった。これはtRe/DmReが1.3(7.4/
5.8)となるものであり、従来の製造限界を超えて薄
肉鋼管の製造が可能であることが確認できた。
【0029】(実施例2)板幅445mm、板厚3.2
mmのスケルプを用い、成形鍛接機4の最終ロ−ルスタ
ンドには、ロ−ルカリバ−の平均径が120mm、楕円
率が3.4%のロ−ルを、絞り圧延機6の最初のロ−ル
スタンドには、ロ−ルカリバ−の平均径が113mm、
楕円率が7.5%のロ−ルを使用し、外径リダクション
DmReが5.8%[{(120−113)/120}
×100]の圧延を行った。このとき、成形鍛接機4の
最終ロ−ルスタンドと絞り圧延機6の最初のロ−ルスタ
ンドとの間には、前記VSR/VFWが1.2となるように
張力を付与した。
【0030】この結果、8.2%の管厚の減肉が可能で
あった。これはtRe/DmReが1.4(8.2/
5.8)となるものである。この実施例2は、上記実施
例1と比較して、絞り圧延機6の最初のロ−ルスタンド
の楕円率のみを大きくしたものであるが、このように楕
円率を高めることにより、より大きな減肉効果が期待で
きることが分かる。
【0031】(実施例3)板幅445mm、板厚3.2
mmのスケルプを用い、成形鍛接機4の最終ロ−ルスタ
ンドには、ロ−ルカリバ−の平均径が120mm、楕円
率が3.4%のロ−ルを、絞り圧延機6の最初のロ−ル
スタンドには、ロ−ルカリバ−の平均径が105mm、
楕円率が7.5%のロ−ルを使用し、外径リダクション
DmReが12.5%[{(120−105)/12
0}×100]の圧延を行った。このとき、成形鍛接機
4の最終ロ−ルスタンドと絞り圧延機6の最初のロ−ル
スタンドとの間には、前記VSR/VFWが1.2となるよ
うに張力を付与した。
【0032】この結果、10.2%の管厚の減肉が可能
であった。これはtRe/DmReが0.9(10.2
/12.5)となるものである。この実施例3は、上記
実施例2と比較して、絞り圧延機6の最初のロ−ルスタ
ンドのロ−ルカリバ−の平均径のみを小さくしたもの、
換言すれば外径リダクションのみを大きくしたものであ
るが、このように外径リダクションを高めることによ
り、より大きな減肉効果が期待できることが分かる。
【0033】
【発明の効果】この発明により、鍛接鋼管の製造におい
て、(管厚の減肉率)/(外径減少率)の値を高めるこ
とができ、外径Dに対して肉厚Tの薄い、すなわちT/
Dの小さな鋼管を製造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の鍛接鋼管の製造方法を実
施する鍛接鋼管製造ラインの設備配置図である。
【図2】本発明の鍛接鋼管の製造方法を実施するための
2ロ−ル成形鍛接機4と3ロ−ル絞り圧延機6の斜視図
である。
【図3】2ロ−ルを使用する場合の正面図である。
【図4】3ロ−ルを使用する場合の正面図である。
【符号の説明】 1 鋼帯 2 加熱炉 3 エッジヒ−タ− 4 成形鍛接機 5 母管 6 絞り圧延機 7 切断機 8 最終製品

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 巻き戻した鋼帯を鍛接温度に加熱した
    後、成形鍛接機を通して連続的に円形に成形しつつ両エ
    ッジ部を鍛接し、鍛接してできた鋼管に張力を付与しな
    がら絞り圧延機で製品寸法に圧延する鍛接鋼管の圧延方
    法において、成形鍛接機の最終スタンドのロ−ル中立点
    速度V FW と絞り圧延機の1番スタンドのロ−ル中立点速
    度V SR の比V SR /V FW の値が、下記(1)式を満足する
    ように張力を付与することを特徴とする鍛接鋼管の圧延
    方法。1.1≦V SR /V FW ≦1.5……(1)
  2. 【請求項2】 成形鍛接機の最終スタンドと絞り圧延機
    の1番スタンドとの間の外径リダクションを、少なくと
    も3%以上とすることを特徴とする請求項1に記載の鍛
    接鋼管の圧延方法。
  3. 【請求項3】 成形鍛接機の最終スタンドおよび絞り圧
    延機の1番スタンドの楕円率を、少なくとも3%以上と
    することを特徴とする請求項1または2に記載の鍛接鋼
    管の圧延方法。
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