JPH06210318A - 管の圧延方法及びその実施に使用する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ４ロールを用いることによって偏肉を生じる
ことなく管を連続的に冷間圧延できる装置及びその方法
を提供すること。 【構成】 ４つのロール１１１，１１２，１１３，１１
４を備えたスタンド複数を、相前後するスタンドのロー
ルがパスラインを軸にその位相が45度異なるように、孔
型１１５，１１５…を一致させてタンデムに配置する。
一方これらのロール１１１，１１２，１１３，１１４の
溝１１１ｂ，１１２ｂ，１１３ｂ，１１４ｂは下記の条
件を満たすべくなされている。 ａ_i ＞ｂ_i ａ_i ＜ｂ_i-1 但し、ａ_i ：ｉ番目のスタンドのロール溝縁部の孔型半
径 ｂ_i ：ｉ番目のスタンドのロール溝中央部の孔型半径 ｂ_i-1 ：i-1 番目のスタンドのロール溝中央部の孔型半
径

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、炭素鋼及びステンレス
鋼等の中空管を冷間状態で連続的に外径縮小する圧延方
法およびその装置に関し、特に連続冷間絞り圧延、加え
てダイス加工を行う方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属管を製造する方法に、熱間絞り圧延
法がある。これは円弧状の溝を形成した３つのロールを
備えたスタンドを複数台タンデムに配置し、加熱した母
管をこれらのスタンドに通すことにより、連続的に母管
の外径を縮小させるものである。しかしこの方法は熱間
圧延であるため、製品の寸法精度及び表面品質に問題が
あり、また加熱炉の設備及びその燃料等によりコストが
かかるといった問題があった。

【０００３】また、金属管の製造において１インチ以下
の小径管を製造する場合は、一般に熱間圧延にて製造さ
れた中空母管を酸洗，潤滑処理後、ダイスによる冷間抽
伸法或いはピルガーミルによる冷間圧延法によって製造
されている。

【０００４】図１５は、前者の冷間抽伸法を用いて管材
を製造する場合の装置構成を示した模式的側面図であ
る。図中２１は管材であり、円孔を有するダイス２２に
管材２１を挿通させる。ダイス２２の出側には所定間隔
離隔して引抜き機２３が配設されており、小径管を引き
抜いて縮径するようになっている。このとき、ダイス２
２と引き抜き機２３の間に配されたチャック２４が小径
管を把持する。この把持のために、抽伸の前処理として
管材２１の一端を細くする口絞り加工を施す工程が必要
である。また、引抜きの際に管材に大きな張力を作用さ
せるが、この張力は母管が破断しない程度に制限せざる
を得ず１パスでの加工率に制限があり、更に総加工率が
大きくなると母管が加工硬化するため、中間焼鈍を施す
必要があり、歩留り及び作業能率が低い。

【０００５】一方後者の冷間圧延法は、円周に沿って次
第に細くなった溝を設けた対をなすロールを用い、この
ロールにより管材を保持して圧下しつつロールを往復運
動することにより管材を縮径する加工法である。この冷
間圧延法では、１パスでの母管の加工度は前者より大き
くし得るが、圧下に伴いロールを往復運動させるために
作業能率は前者より劣る。

【０００６】また小径管を製造する場合には、前述した
熱間絞り圧延法を用いる場合もあり、熱間絞り圧延法に
より歩留り及び作業能率は顕著に向上するが、上述した
ように製品の寸法精度及び表面品質に問題があり、また
加熱炉の設備及びその燃料等によりコストがかかるとい
った問題があった。

【０００７】そのため特開昭６３−３３１０５号公報及
び鉄鋼協会第１１８回講演大会論文集（ＣＡＭＰ−ＩＳ
ＩＪ，Ｖｏｌ．２（１９８９）−１４９４）に開示され
ている如く、前記熱間圧延を冷間圧延に適応した３ロー
ル式の冷間絞り圧延法が提案されている。

【０００８】図１６(a) は絞り圧延機のスタンドの配列
を説明する模式的側面図であり、図１６(b) は絞り圧延
機のスタンドの配列を説明する模式的正面図である。図
中２５はロールであり、パスラインＸの回りに 120°間
隔で配した３つのロール２５，２５，２５を有するスタ
ンド２６，２７，２８, …がパスライン方向に複数配置
されている。各スタンドは夫々の孔型を一致させ、隣接
するスタンドのロール配置の位相を60°異ならせ、かつ
その孔径が漸次小さくなるようにタンデムに配置されて
いる。そして最終スタンドにはラウンド孔型のスタンド
が配置される。

【０００９】スタンドの孔型にはラウンド孔型又はオー
バル孔型が用いられる。図１７(a)，(b) は３ロール式
の絞り圧延機に使用される孔型を示す断面図であり、図
１７(a) はラウンド孔型を、図１７(b) はオーバル孔型
をそれぞれ示している。ラウンド孔型は孔型中心に中心
を持つ円弧Ｒ₁ から構成される孔型であり、オーバル孔
型は孔型の逃し部に、その円弧の中心がロール隙間の中
心線上にある、もう一つの円弧Ｒ₂ を設けた孔型であ
る。

【００１０】このような、３ロールから成るオーバル孔
型及びラウンド孔型を備えるスタンド間では、その速度
比を単スタンドでの管材の延伸率に比べて大きく設定す
ることによりスタンド管材に張力を与えつつ、これらの
スタンドに母管を連続的にパスさせて所要の外径に縮小
する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように熱
間圧延を冷間圧延に適応した３ロール式冷間絞り圧延法
においては、後述する理由により周方向にて管肉が増減
する所謂偏肉が発生し、図１８に示す如く管材の断面の
内面形状が６角形に角張るといった問題があった。即ち
熱間絞り圧延ではロールと母管との摩擦係数が0.3 であ
り、これにより各スタンド間で十分な張力が得られるた
め、前述した偏肉の発生原因となる増肉が十分抑制され
て偏肉は殆ど生じないのであるが、冷間絞り圧延では前
記摩擦係数が0.1 以下と熱間の場合の1/3 以下であり、
各スタンド間で十分な張力を得ることができず、ロール
溝底部及びロール溝縁部に当接する部分の間における管
周方向の不均一な増肉傾向を抑制できないからである。

【００１２】またスタンド間張力を増加させるために、
スリップによる母管のロールへの焼付きが発生し、また
は所望の張力が得られないためにロール隙間への母管の
噛み出しが発生するといった問題があった。

【００１３】そこでこの問題を解決すべくロールの溝底
直径を母管の外径の10倍以上にして圧延する方法が特開
平４−４９０５号公報に開示されている。図１９(a) ，
図１９(b) は母管の外径とロール溝底直径の比及び母管
の圧下を説明する概念図であり、夫々、ロールの正面図
及びロールの側面図である。これらの図により前記特開
平４−４９０５号公報に開示されている方法を説明す
る。中心軸ｃ₂ から外周面までの距離がＤ₂ ／２の母管
Ａのパスラインの回りには３つのロール３１，３２，３
３が配設されており、それらのロールの溝底半径である
軸心ｃ₁ から溝底までの距離はＤ₁ ／２である。そして
Ｄ₁ ／Ｄ₂ が10以上であるロール３１，３２，３３を用
いることにより摩擦力を高め、冷間にて母管Ａの外径を
連続的に縮小している。

【００１４】ところで前述の如き従来の方法では、ロー
ル溝底直径を母管の外径の10倍以上に大きくすることに
よって、ロールと母管との接触面積を増大させるため、
摩擦係数が低い冷間絞り圧延法においても十分な摩擦力
を得ることができ、これによって必要なロール間張力が
得られる。しかし接触面積の増大はロール反力，即ち圧
延荷重の増大を招くため、圧延のための所要動力及びト
ルクの増大を生じ、またロール溝底直径の増加はロール
体積の増大、延いては設備の大幅な増大をもたらし、経
済的及び設備的な問題があり、更に３ロール式の圧延方
法はロール隙間への管の噛み出しが発生し易く、１スタ
ンド当たりの圧下率を大きくすることができないため、
圧延効率が低く、また所要の外径に縮小するに要するス
タンド数が増加するため、設備が大きくなるといった問
題があった。

【００１５】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、４つのロールを用
いることによって偏肉を生じることなく連続的に冷間絞
り圧延を行うことができる方法及びその実施に使用する
装置を提供することにある。また、４つのロールを用
い、出側に配したダイスにてサイジングを施すことによ
り、少ないスタンド数で圧延管の寸法精度及び歩留りを
向上せしめる方法及びその実施に使用する装置を提供す
ることにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】第１発明に係る管の圧延
方法は、４つのロールを備えた複数のスタンドを、相前
後するスタンドのロールが前記スタンドにて形成される
パスラインを中心に略45度位相が異なるようにタンデム
に配置し、これらスタンドに冷間状態の被圧延管を連続
的に通して被圧延管の外径を圧延縮小する圧延方法にお
いて、前記ロールに、ロール溝が下記の条件を満足する
略円形孔型を形成するロールを用いることを特徴とす
る。 ａ_i ＞ｂ_i ａ_i ＜ｂ_i-1 但し、ａ_i ：ｉ番目のスタンドのロール溝縁部の孔型半
径 ｂ_i ：ｉ番目のスタンドのロール溝中央部の孔型半径 ｂ_i-1 ：ｉ−１番目のスタンドのロール溝中央部の孔型
半径

【００１７】第２発明に係る管の圧延方法は、第１発明
において、前記ロールにはロール溝底直径が前記被圧延
管の外径の５倍以上であるロールを用い、１スタンド当
たり12％以下の外径圧下率にて被圧延管の外径を縮小す
ることを特徴とする。

【００１８】第３発明に係る管の圧延方法は、第２発明
において、前記被圧延管の最上流側スタンドのロールの
溝中央部での周速度に対する最下流側スタンドのロール
の溝中央部での周速度の増速比が、スタンド管に張力が
作用しない基準増速比の1.0倍から1.8 倍となるような
各スタンドのロールの周速度を調節して被圧延管を圧延
することを特徴とする。

【００１９】第４発明に係る管の圧延方法は、第１発明
において、前記スタンドの最下流側スタンドの出側にダ
イスが設けてあり、該ダイスにより圧延縮小された被圧
延管をサイジングすることを特徴とする。

【００２０】第５発明に係る管の圧延方法は、第４発明
において、前記ダイスの出側にピンチロールが設けてあ
り、前記被圧延管の尾端部が前記ロールとダイス間にて
停止した際に、前記ピンチロールにより前記尾端部を引
き抜くことを特徴とする。

【００２１】第６発明に係る管の圧延方法は、第５発明
において、前記複数のスタンドの入側又はスタンド間に
前記被圧延管の尾端部を検知する検知手段を少なくとも
１つ設けてあり、該検知手段の結果に基づいて前記ピン
チロールを作動又は停止させることを特徴とする。

【００２２】第７発明に係る管の圧延装置は、４つのロ
ールを備えた複数のスタンドを、相前後するスタンドの
ロールが前記スタンドにて形成されるパスラインを中心
に略45度位相が異なるようにタンデムに配置し、これら
スタンドに冷間状態の被圧延管を連続的に通して被圧延
管の外径を圧延縮小する圧延装置において、前記ロール
は、ロール溝が下記の条件を満足する略円形孔型を形成
してなることを特徴とする。 ａ_i ＞ｂ_i ａ_i ＜ｂ_i-1 但し、ａ_i ：ｉ番目のスタンドのロール溝縁部の孔型半
径 ｂ_i ：ｉ番目のスタンドのロール溝中央部の孔型半径 ｂ_i-1 ：ｉ−１番目のスタンドのロール溝中央部の孔型
半径

【００２３】第８発明に係る管の圧延装置は、第７発明
において、前記ロールは、前記被圧延管の外径の５倍以
上のロール溝底直径を有することを特徴とする。

【００２４】第９発明に係る管の圧延装置は、第７発明
において、前記スタンドの最下流側スタンドの出側に、
圧延縮小された被圧延管をサイジングするためのダイス
を備えることを特徴とする。

【００２５】第１０発明に係る管の圧延装置は、第９発
明において、前記ダイスの出側に、前記被圧延管の尾端
部を引き抜くためのピンチロールを備えることを特徴と
する。

【００２６】第１１発明に係る管の圧延装置は、第１０
発明において、前記複数のスタンドの入側又はスタンド
間に前記被圧延管の尾端部を検出する検知手段を少なく
とも１つ備え、該検知手段の結果に基づいて前記ピンチ
ロールが作動又は停止するように構成されたことを特徴
とする。

【００２７】

【作用】本発明の管の圧延方法及び装置では、全周にわ
たって略均一な圧下を行い得る４ロールを用いた冷間絞
り圧延において、孔型を形成するロールの溝を中央部の
半径より縁部の半径を長くしているので、孔型に逃げ部
が形成され、この逃げ部にて管の噛み出し及び管表面へ
の疵形成が低減され、また溝縁部の半径をその１つ上流
のスタンドのロールの溝の中央部の半径より小さくする
ため、ロールの溝中央部と溝縁部での管軸求心方向へ均
一な圧下が可能となり、偏肉の発生を抑制する。

【００２８】また、本発明の管の圧延方法及び装置で
は、上述の孔型を形成する４ロールを用いた冷間絞り圧
延において、ロール溝底直径が被圧延管の外径の５倍以
上であるロールを用いるため、３ロール式の場合より小
さい直径のロールで噛み込み不良を生じることなく、圧
延後の内面角張りのない冷間圧延を行い得る。更に１ス
タンド当たりの外径圧下率を12％以下とする圧延方法で
は、ロールのスリップ及びロールへの被圧延管の焼付が
発生することなく高い圧下率にて圧延を行い得る。この
ため１スタンド当たりの圧下率を２ロール及び３ロール
の場合より大きく設定しても、ロール隙間への母管の噛
み出しが発生しにくいので、所要の総外径縮小量に要す
るスタンド数を少なくすることができる。

【００２９】また、加えて入側スタンドのロールの速度
に対する出側スタンドのロールの速度の増速比が、スタ
ンド間に張力が作用しない基準増速比の1.0 倍から1.8
倍となるように各スタンドのロールの速度を調節するた
め、ロールがスリップすることなくスタンド間の張力が
得られ、被圧延管の外径縮小にて生じる増肉を抑制す
る。

【００３０】さらに、本発明の管の圧延方法及び装置で
は、上述の孔型を形成する４ロールを用いた冷間絞り圧
延で、被圧延管の縮径を行った下流側でダイスにて外径
を軽圧下サイジングするので、仕上がり寸法の精度を向
上させる。

【００３１】また、加えてダイスの下流側にピンチロー
ルを備えているので、管の尾端部がダイス直前で停止し
た場合には、ピンチロールが管を保持して回転すること
により、管を引き抜くことができる。さらに、尾端部の
位置を検知する検知手段を備え、検知手段により尾端部
が停止するタンミングを判断してピンチロールが管を保
持することにより、管に疵を与えない。

【００３２】

【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
き具体的に説明する。図１は本発明に係る冷間絞り圧延
機の孔型の構成例を示す正面図であり、図中１１１，１
１２，１１３，１１４はロールである。ロール１１１，
１１２，１１３，１１４は孔型１１５を形成すべく溝１
１１ｂ，１１２ｂ，１１３ｂ，１１４ｂがその周面に削
成されており、ロール１１１，１１４の両側面及びロー
ル１１２，１１３の片側面には互いに周面で歯合すべく
インターナルギア１１６，１１６，…がそれぞれ固定さ
れている。そしてロール１１１，１１２，１１３，１１
４及びインターナルギア１１６，１１６…は十字に開口
されたロールハウジング１１０の各開口部に回転可能に
配設されたロール軸１１１ａ，１１２ａ，１１３ａ，１
１４ａに固定されており、ロールハウジング１１０の側
壁から突出したロール軸１１１ａを駆動させることによ
りインターナルギア１１６，１１６…によって、全ての
ロール１１１，１１２，１１３，１１４を同時に駆動す
ることができるようになされている。

【００３３】図２はスタンドの配列を説明する模式図で
ある。各スタンドはそれぞれの孔型１１５，１１５…を
一致させてタンデムに配置されている。そして各スタン
ドのロール１１１，１１２，１１３，１１４はそれより
上流のスタンドのロール１１１，１１２，１１３，１１
４に対しパスラインを軸に相対的に45度その位相を異な
らせている。

【００３４】図３(a) ，(b) ，(c) は孔型を形成するロ
ール数によるロール隙間部の中空母管に作用する応力の
状態をベクトルで表した模式図であり、図３(a) 及び図
３(b) は２ロール及び３ロールの場合を示し、図３(c)
は本発明の４ロールの場合を示している。図から明らか
な如く、２ロールの場合は母管Ａがロール隙間部方向へ
の応力を受けてロール隙間部に噛み出す虞があり、また
３ロールの場合はロール隙間部において管軸求心方向よ
り周方向への応力が作用して偏肉の原因となる。これに
対し本発明の４ロールの場合は、ロール隙間部において
周方向への応力が抑制され全周にわたって略均一な圧下
を行い得る。またこのため、１スタンド当たりの圧下率
を２ロール及び３ロールの場合より大きく設定しても、
ロール隙間への母管の噛み出しが発生しにくいので、所
要の総外径縮小量に要するスタンド数を少なくすること
ができる。

【００３５】またさらに、孔型を形成するロールの周面
に削成される溝の両縁部では、ロール間の隙間への母管
の噛み出し及び溝縁部の母管への疵形成を防止するため
に、溝縁部の孔型半径を溝底部の孔型半径よりも大きく
している。これについて以下に説明する。

【００３６】図４は本発明に係る孔型形状を説明する模
式図であり、図中ｉはｉ番目のスタンドのロール、（ｉ
−１）は前記スタンドより１つ上流の（ｉ−１）番目の
スタンドのロールである。前述の如くロールｉはロール
（ｉ−１）とパスラインを軸に相対的に45度その位相が
異なっている。隣接するロールｉで形成される孔型仮想
線とパスラインが通る孔型中心Ｏからロール隙間中間部
への仮想線ＯＹとの交点をＰ_i とし、前記孔型仮想線と
ロールｉの溝中央部との接点をＱ_i とするとき、ＯＰ_i
間距離はロールｉの隙間中間部に対する半径であり、Ｏ
Ｑ_i 間距離は溝中央部である溝底部に対する半径ｂ_i で
ある。

【００３７】なお、図４に示すようにロール隙間が存在
するが、このロール隙間は、例えば0.1〜0.2mm 程度の
小さな隙間であり、また、ロール隙間部分のロールエッ
ジ部は 0.1〜0.2mm 程度の小さなコーナアールを有して
削成されるが、実質的にＯＰ _i 間距離はロールｉの溝縁
部に対する半径ａ_i と匹敵する。そして、同様にロール
（ｉ−１）の溝縁部及び溝底部に対する半径をそれぞれ
ａ_i-1 及びｂ_i-1 とする。このとき、本発明に係る冷間
圧延装置では、溝底部に対する半径ｂ_i と溝縁部に対す
る半径ａ_i との関係、及びａ_i とｂ_i-1 との関係が以下
の式で与えられるような孔型を形成するロールを用い
る。 ａ_i ＞ｂ_i ａ_i ／ｂ_i-1 ＜１ …（１）

【００３８】（１）式を変形するとａ_i −ｂ_i-1 ＜０と
なり、ｉ番目の孔型は、そのロールの溝縁部に対する半
径及び（ｉ−１）番目のロールの溝底部に対する半径の
差がマイナスになる所謂サイドリリーフマイナスの孔型
となる。このサイドリリーフマイナスの孔型とは、孔型
ロールの両溝縁部に逃がし部を与えてはいるが、溝縁部
に対する半径ａ_i を１スタンド前の溝底部に対する半径
ｂ_i-1 よりも小さく設定したものであり、サイドリリー
フマイナスの孔型のスタンドを配置することによって、
ロール溝底部及び溝縁部において母管に対し、均一なる
管軸求心方向への圧下が実現可能となる。

【００３９】更に本発明装置においては、各スタンドの
孔型を前述したａ_i ，ｂ_i 及びｂ_{i- 1} を用いて以下の
（２）式及び（３）式にて与えられる範囲となるように
する。 0.88≦ｂ_i ／ｂ_i-1 ≦0.95 …（２） 0.60≦（ｂ_i-1 −ａ_i ）／（ｂ_i-1 −ｂ_i ）＝α≦0.90 …（３）

【００４０】（２）式においてｂ_i ／ｂ_i-1 が0.88及び
0.95であることは、スタンド当たりの外径圧下率がそれ
ぞれ12％及び５％であることを意味しており、これは外
径圧下率が12％を越えるとロール隙間への母管の噛み出
しが発生し、また外径圧下率が５％未満の圧延は仕上げ
用スタンドを除いて実質的に意味がないため上述した範
囲とした。

【００４１】また（１）式を変形すると０＜ｂ_i-1 −ａ
_i となり、（３）式のような範囲にαを規定すると、前
述したサイドリリーフマイナスの孔型に対して適切なる
マイナスリリーフ量とすることを意味し、α＝１のとき
（３）式の定義によりａ_i ＝ｂ_i となり、孔型は真円孔
型となる。偏肉の発生を防止するには真円孔型による全
周からの完全なる均一な圧縮加工が理想であるが、この
場合前記噛み出しが生じるため、αの上限を噛み出しの
生じない0.90とした。一方、αの値が小さくなるにつ
れ、ａ_i がｂ_i に対し大きくなり、孔型が真円形状から
オーバル形状になっていく。そして、ａ_i がｂ_i に対し
て大きくなり過ぎた場合は、４ロールを用いた圧延でも
偏肉が生じ易くなり内面が角張るので、下限を母管内面
に角張りが生じない0.60とした。

【００４２】次に本発明方法及びその装置により鋼管の
冷管圧延を行った結果について比較例を対照に説明す
る。なお比較例は４ロールを用いるものであるが、
（１）式及び／または（２），（３）式を満足していな
い場合の結果である。

【００４３】図５及び図６は本実施例に用いたロールの
溝縁部の形状の説明図であり、図５のように溝底部に接
する半径ｂ_i の円周上に中心を有し、その半径が２ｂ_i
の円弧に接する溝縁部がなす角度θを種々変化させるダ
ブルアール孔型（ＤＲタイプ）と、図６のように溝底部
に接する半径ｂ_i の円の中心と溝の最低部とを結ぶ線上
に中心を有し、その半径がＲ_i の円弧にて描かれる溝縁
部の前記半径Ｒ_i を種々変化させるシングルアール孔型
（ＳＲタイプ）との２タイプのロールを用いた。その他
の条件は以下のようである。 鋼管 材質 ： 低炭素鋼 寸法 ： φ18mm×２mmｔ スタンド 数 ： ６スタンド＋仕上げスタ
ンド 公称ロール径： φ140mm 潤滑剤 水溶性ソルブル油 但し、仕上げスタンドは６番目のスタンドと同じ寸法の
孔型をパスラインを軸に45度その位相を異ならせたもの
とした。また公称ロール径は相対向するロール軸間の距
離である。

【００４４】表１はその結果を示すものであり、表中圧
延結果における符号は、噛み出しの項では噛み出しが発
生しなかった場合を○で、発生した場合を×で、若干発
生した場合を△でそれぞれ表しており、内面角張りの項
では圧延後の鋼管の内径の最大値／最小値の比が1.15以
上の場合を×で、1.10〜1.15の場合を△で、1.10以下の
場合を○でそれぞれ表している。

【００４５】

【表１】

【００４６】表１から明らかな如く本実施例ではＳＲタ
イプ，ＤＲタイプいづれの孔型のロールを用いても、噛
み出しが発生せず、また偏肉を抑制して圧延後の鋼管内
面に角張りがない。これに対して比較例では、スタンド
当たりの圧下率が13％の場合及び（３）式におけるαが
0.90を越えた場合、いずれも噛み出しが発生し、またα
が0.60未満の場合は圧延後の鋼管内面に角張が発生し
た。

【００４７】一方３ロール式冷管絞り圧延方法により、
スタンド当たりの外径圧下率を10％として圧延を行った
ところ噛み出しが発生した。外径圧下率が10％で噛み出
しの発生を防止するには、サイドリリーフをプラスにし
なければならず、この場合圧延後の角張りが発生した。
サイドリリーフがマイナスで噛み出しの発生がない上限
の外径圧下率は６％であったが、外径圧下率を６％にす
ると圧延後の角張りを防止することはできなかった。

【００４８】このように、４ロールを有する隣合うスタ
ンドのロールの溝の中央部及び縁部の半径に対して適正
な範囲を設定することにより、噛み出しが発生すること
なく、かつ圧延後の角張りがない冷間圧延を行うことが
できる。

【００４９】なお、シングルアール孔型では、その孔型
曲率半径を溝底部での孔型半径ｂ_iの1.05倍〜1.20倍の
間に設定する。即ち、孔型の曲率半径中心のパスライン
中心に対するオフセット量ｅの範囲は 0.05ｂ_i ＜ｅ＜0.20ｂ_i であることが望ましい。これは、オフセット量ｅが0.20
ｂ_i を越える場合は孔型の長短半径比が大きすぎるため
に圧延中に偏肉が発生を避し、一方、オフセット量ｅが
0.05ｂ_i 以下の場合は孔型形状が真円に近すぎるために
圧延中にロール隙間への噛み出しが生じるためである。

【００５０】以上のようなシングルアール孔型を形成す
るロールでは、曲率半径が一定なので、ロールユニット
にロールを組み込んだ状態でディスクカッターによるロ
ール孔型削成が可能である。これにより、ロールユニッ
トの組立ての手間が省け、また、ロールの幅方向の微調
整及び組立て精度には無関係にロール孔型を削成するこ
とができる。

【００５１】表２は、孔型の短半径に対する長半径の比
（ａ_i ／ｂ_i ）をどの程度１に近づける必要があるかを
判定した結果を示した表であり、上述と同様に、１スタ
ンド当たりの外径圧下率を10％として７スタンドの連続
圧延を実施して比較した。内面角張りの項は、上述と同
様に圧延後の鋼管の内径の最大値／最小値の比が1.15以
上の場合を×で、1.10以下の場合を○でそれぞれ表して
いる。表２から明らかなように、孔型の短半径に対する
長半径の比は １＜ａ_i ／ｂ_i ≦1.050 であることが望ましい。

【００５２】

【表２】

【００５３】以上の如く、４つのロールを供えたスタン
ドを用い、ロールの溝底部及び縁部に対する半径を上述
の条件を満たすべく設定することにより、被圧延管の全
周にわたって均一に圧下することができる。

【００５４】次に、本発明の他の実施例をこれを示す図
面に基づいて具体的に説明する。図７（ａ）はパスライ
ンを形成するスタンドの部分正面視図、図７（ｂ）は母
管を圧下しているロールの部分側面視図であり、これら
は本発明における母管の外径とロール溝底直径の比及び
母管の圧下を説明する概念図である。スタンドの構成及
び各スタンドの配列状態は、上述の図１及び図２に示し
た冷間絞り圧延機と同様であり、対応する部分に対応す
る符号を付してその説明を省略する。

【００５５】図７(a) , (b) に示すように、孔型２１５
を形成する４つのロール２１１，２１２，２１３，２１
４は図示しない各ロール軸の軸心ｃ₁ からロール溝底ま
での距離がそれぞれＤ₁ ／２であり、母管Ａはその中心
軸ｃ₂ から外周面までの距離がＤ₂ ／２である。そして
これらの比であるＤ₁ ／Ｄ₂ が５以上となるようなＤ ₁
としたロール２１１，２１２，２１３，２１４を用い
る。そして１スタンド当たりの外径圧下率を12％以下に
する。

【００５６】本発明では前述の如く母管Ａの全周にわた
って略均一なる圧下を行い得るため、従来の３ロールの
場合の如くＤ₁ ／Ｄ₂ を10以上にして得た張力を利用す
ることによって圧延後の内面角張りを抑制する必要がな
い。従って本発明では、Ｄ₁／Ｄ₂ の値を孔型への母管
Ａの噛み込み不良が発生しない最低値である５以上とす
ることによって、４ロールにて安定なる圧延を実現する
ことができる。なお本発明においてＤ₁ ／Ｄ₂ の値を７
以上にすると、外径縮小による管肉の増加を抑制し得
る。

【００５７】また本発明ではスタンド当たりの外径圧下
率を従来より高くすることができるが、外径圧下率を12
％以上にするとロールのスリップが発生し、これを防ぐ
ためにＤ₁ を大きくしてもロール縁部への母管Ａの噛み
出しが発生するため、外径圧下率の上限値は12％とし
た。

【００５８】一方入側スタンドのロールの速度より出側
スタンドのロールの速度を増速させることによってスタ
ンド間の張力を得ることができる。４ロールを用いた場
合、張力を得なくても偏肉の発生を防止できるが、張力
を得ると外径縮小による管肉の増加を抑制することがで
き、圧延管の製造に有益である。そこで本発明では入側
スタンドのロールの速度及び出側スタンドのロールの速
度の比を、スタンド間に張力が作用しない速度の比を基
準速度比としてこの基準速度比から基準速度比の1.8 倍
に設定した。両スタンドのロールの速度の比をこの範囲
となるように各スタンドの速度を漸次増速することによ
って、ロールがスリップすることなく所要の張力を得る
ことができる。

【００５９】次に本発明方法により鋼管の冷管圧延を行
った結果について説明する。図８は用いたロールの溝縁
部の形状の説明図であり、以下の数値例では図８のよう
に溝底部に接する半径ｂ_i の円周上に中心を有し、その
半径が２ｂ_i の円弧に接する溝縁部がなす角度が20度の
ＤＲタイプのロールを用いた。 （数値例１） 鋼管 材質 ： 低炭素鋼 寸法 ： φ16mm×２mmｔ スタンド 数 ： ５スタンド 公称ロール径 ： φ120mm 第１スタンドロール溝底直径／母管外径： Ｄ₁ ／Ｄ₂
≒ 6.6 但し、公称ロール径は相対向するロール軸間の距離であ
る。

【００６０】このような条件下において、１スタンド当
たりの外径圧下率を８，10, 12, 14％として連続圧延を
行った。その結果、１スタンド当たりの外径圧下率が
８，10, 12％の場合は、圧延後の内面の角張りがなく、
またロール溝縁部への母管の噛み出しもなかった。しか
し１スタンド当たりの外径圧下率が14％の場合は、前記
噛み出しが発生した。

【００６１】（数値例２） 鋼管 材質 ： 低炭素鋼 肉厚 ： 1.5 または 2.0 mm ｔ スタンド 数 ： ５スタンド＋仕上げスタ
ンド 公称ロール径： φ120mm 外径圧下率 ： 略10％／スタンド 但し、仕上げスタンドは５番目のスタンドと同じ寸法の
孔型をパスラインを中心に45度その位相を異ならせたも
のとした。

【００６２】このような条件下において、鋼管外径Ｄ₂
（図４参照）をφ16, 18, 20, 22,24mmとしこれに対す
るロール溝底直径Ｄ₁ をφ105.6, 103.8, 102.0, 100.
2, 98.4mmとした。このようにＤ₁ ／Ｄ₂ 比を、それぞ
れ6.6, 5.8, 5.1, 4.6, 4.1 とした結果、Ｄ₁ ／Ｄ₂ 比
が5.0 を越えると鋼管の肉厚に拘らずに鋼管をロールが
噛み込むことができたが、Ｄ₁ ／Ｄ₂ 比が5.0 以下の場
合は噛み込み不良を生じた。

【００６３】（数値例３） 鋼管 材質 ： Ｓ50Ｃ 寸法 ： φ16mm×２mmｔ スタンド 数 ： ５スタンド＋仕上げス
タンド 公称ロール径 ： φ120mm 第１スタンドロール溝底直径／母管外径： Ｄ₁ ／Ｄ₂
≒ 6.6 外径圧下率 ： 略９％／スタンド 孔型パススケジュール： φ14.7→13.3→12.0→10.9→
10.0→10.0mm （ロール溝底間寸法）

【００６４】このような条件下において、ロールの周速
比をスタンド間の張力が略０である基準速度比となるよ
うにロール周面の減面率に応じて設定すると、第６スタ
ンドのロールの周速は第１スタンドのロールの周速の1.
5 倍であった。この場合圧延後の鋼管の寸法はφ1.5mm
×2.5mm ｔであった。そして第６スタンドのロールの周
速を第１スタンドのロールの周速の2.0, 2.4, 2.7, 3.0
倍、即ちそれぞれ基準速度比の1.3, 1.6, 1.8, 2.0倍と
した結果、基準速度比の1.8 倍までは外径縮小による管
肉の増加を抑制することがでたが、基準速度比の1.8 倍
を越えるとロールのスリップが生じてロール表面への鋼
管の焼付が発生した。

【００６５】なお、数値例２のようにＤ₁ ／Ｄ₂ をスタ
ンド毎に異ならせる場合は、公称ロール径を一定に設定
するか、又は複数に設定することができる。図９及び図
１０は、本発明に係る冷間絞り圧延機の４つのロールを
有するスタンドの配列を説明する模式図である。図９は
公称ロール径を一定に設定した場合であり、図１０は公
称ロール径を２種類で設定した場合である。図中、２０
１，２０２，…２０８及び２５１，２５２，…２５８は
スタンドであり、スタンドNo．１，２，３，…８の順に
φ20mmの母管が圧延される。なお、これらの図において
各スタンドが有するロールを同方向に記しているが、実
際には隣接するスタンドで位相45°づつ異ならせてい
る。

【００６６】これのスタンドが有するロールの溝底部に
おける半径Ｄ₁ ，スタンド入り側での管外径Ｄ₂ 及びＤ
₁ ／Ｄ₂ を表３に示す。

【００６７】

【表３】

【００６８】表３に示すように、公称ロール径を一定に
設定した場合では、後半スタンドでＤ₁ ／Ｄ₂ が大き
く、またロール径が大きくなるに伴って不要に設備が大
きくなるが、スタンドの互換性及び部品の共通化を図
り、１つの架台でパスラインを形成できる。また、公称
ロール径をφ120mm とφ80mmの２種類で設定した場合で
は、Ｄ₁ ／Ｄ₂ に大きな差を生じず、後半スタンドで公
称ロール径を小さく設定しているために後半スタンドで
ロール径を小さくできる。

【００６９】次に、本発明の他の実施例をこれを示す図
面に基づいて具体的に説明する。図１１は本発明に係る
管の圧延装置の構成を示す模式図であり、図１２は圧延
装置の下流側での構造を拡大して示した断面図である。
図に示した圧延装置では９つのスタンド３０１，…３０
９を配してタンデムに配置されており、各スタンドはそ
れぞれの孔型を一致させ、各スタンドが有するロール３
１１…３１９は上流のスタンドのロールに対してパスラ
インを中心に相対的に45度その位相を異ならせて配され
ている。

【００７０】図中３０９は仕上げスタンドである最下流
側スタンドであり、最下流側スタンド３０９の出側には
ダイスホルダ３２１にて把持されたダイス３２２が固定
されている。最下流側スタンド３０９を構成するロール
３１９の駆動により圧延された管材３２０が、ダイス３
２２の入側に固定されたガイド３２３にて案内され、ダ
イス３２２の円孔に挿入されて所望の寸法にサイジング
されるようになっている。

【００７１】また、孔型を形成するロールの周面に削成
される溝の両端部には、溝縁部の孔型半径を溝底部の孔
型半径よりも大きくしている。これにより、ロール間の
隙間への母管の噛み出し及び溝縁部での管への疵を防止
する。さらに、ロールが前述したサイドリリーフマイナ
スの孔型を形成することにより、ロール溝底部及び溝縁
部において母管に対する管軸求心方向への圧下が均一に
なる。このようなロールの形状，孔型及び駆動方法は上
述の実施例と同様であり、詳細な説明を省略する。

【００７２】以上のような装置を用いて以下の条件にて
管を製造した。 鋼管 材質 ： 低炭素鋼 寸法 ： φ18mm × 2.0 mm ｔ スタンド 数 ： ８スタンド＋仕上げスタ
ンド 公称ロール径： φ140mm 潤滑剤 ： 水溶性ソルブル液のオンライン塗布 孔型パススケジュール： φ18→16.2→14.6→13.2→1
1.9→10.8→9.7 →8.8 →8.0 →8.0(仕上げ用)mm 最下流側スタンド出側での管材平均外径：ｄ₁ ダイス 径 ：ｄ₂ 最大外径圧下率ｒ：0.5, 1.5, 2.5, 3.5, 4.5, 5.5 最下流側スタンドとの距離Ｌ：80, 169, 240 mm

【００７３】但し、仕上げスタンドは８番目のスタンド
と同じ寸法の孔型をパスラインを中心に位相を略45度異
ならせたものとした。最下流側スタンド出側のダイスに
よる最大外径圧下率ｒは以下の式で求める。 ｒ＝( ｄ₁ −ｄ₂ ) ／ｄ₁ ×100(％) …(4) 最下流側スタンドの孔型中心からダイス入口までのパス
ライン方向の距離をＬとし、次の条件式を判定基準とし
た。 Ｌ≦６√［｛ｄ₁ ⁴ −（ｄ₁ −２ｔ）⁴ ｝／（ｄ₁ ² −ｄ₂ ² ）］…(5) この結果を表４に示す。

【００７４】

【表４】

【００７５】表４において、‘○’は焼き付き又は座屈
が生じなかったことを示し、‘×’は焼き付き又は座屈
が生じたことを示している。なお比較例は４ロールを用
いるものであるが、（４）式のｒが５％を越える場合及
び／または（５）式を満足していない場合の結果であ
る。また、条件式とは管材平均外径ｄ₁ , ダイス径ｄ₂
及び管材厚みｔにて求められる（５）式の値である。

【００７６】表４から明らかなように、本実施例では比
較例に比べて偏肉がなくかつ外径精度が高い小径管を焼
付き及び座屈を生じずに製造することができた。又、管
材外面にはソルブル油を塗布するだけで十分であり、抽
伸法にて必要とされる潤滑下地処理は不要である。

【００７７】比較例であるダイスの外径圧下率ｒが5.0
％を越える場合は、ダイスでの押し出し抵抗が高く、最
下流側スタンドのロールとダイスとの距離を近くするこ
とにより、座屈は防止できたが、管材の尻抜け時に２ス
タンド上流側でスリップが発生してロール間で管材が停
止した。これにより管材がロール表面に焼き付く現象が
生じた。外径圧下率ｒが７％の場合は、ダイスでの焼き
付きが生じ、また座屈を防止することもできなかった。

【００７８】また、外径圧下率ｒが5.0 ％の場合でも、
ダイスを最下流側スタンドのロール間近に配置せずに、
その距離Ｌが（５）式に示した条件式を満たさない場合
は、ダイスとロールとの間で管材に座屈が生じたり、ダ
イスの圧下にて管材に焼き付きが発生し、管材の表面に
疵が生じた。

【００７９】また、外径圧下率ｒが0.5 ％以下では、表
４には記載していないが、ダイスの全周に管材が接触し
ない箇所が発生し片当たりとなる。これにより管財に縦
筋が生じることがあった。

【００８０】さらに、比較例として、３ロール式冷間絞
り圧延方法により、スタンド当たりの外径圧下率を10％
として圧延を行ったところ、連続圧延の際に噛み出しが
発生した。この噛み出しを防止するためにサイドリリー
フプラスの孔型を用い、溝両縁部に対する孔型半径を大
きく設定して逃がしを与えたが、サイドリリーフをプラ
スにしたために管材に偏肉が生じ、管材の内面が６角形
に角張った。また、サイドリリーフマイナスの孔型で外
径圧下率を６％に設定した場合は噛み出しは防止できた
が、管材の内面が６角形に角張った。

【００８１】以上の結果から、４ロール連続絞り圧延機
により圧延された管材をダイスでサイジングすることに
より、抽伸法と同程度の高い外径精度、例えばφ10±0.
02mmといった抽伸法並みの外径精度と肉厚精度とを有し
て管が製造されることが判る。なお、ダイスによるサイ
ジングを施さない場合の外径精度は、φ10±0.05mm程度
である。また、１パスの連続圧延で50〜70％といった高
加工度の絞り圧延が実施できるので、極めて能率良く連
続的な圧延が実施できる。さらに、サイジングにより外
径真円度が高くなるので、スタンド当たり10％程度の高
い外径圧下率を設定しても偏肉の発生なしに圧延でき
る。

【００８２】図１３は、本発明に係る管の圧延装置の構
成を示す模式図である。図中３２４はピンチロールであ
り、ダイス３２２のさらに下流側に配されている。ピン
チロール３２４は管材を挟んで２つのローラが対向配置
され、これらのローラの移動によりローラ間距離を変動
可能としている。このピンチロール３２４は、タイマー
機能を有する駆動部３２６から信号が入力されてから所
定時間後にローラが回転し、同時に２つのローラ間距離
を縮小して管材を保持するようになっている。

【００８３】そして、最上流側スタンド３１１の入側に
は、光センサである検知装置３２５が配設されている。
検知装置３２５は被圧延管の尾端部を検知して、信号を
駆動部へ与え、駆動部３２６は所定時間、即ち尾端部が
最上流側スタンドを通ってから最下流側スタンドの出側
に位置するまでの時間が経過後に、上述したようにピン
チロール３２４へ信号を入力するようになっている。そ
の他の構成は図１１，図１２に示した装置と同様であ
り、その説明は省略する。

【００８４】例えば、連続製造での最終の管を製造する
場合に、ダイスの押し抜き抵抗により、最下流側スタン
ドのロールとダイスとの間で尾端部が停止することがあ
る。このような場合に上述の構成の装置を用いると、ま
ず、母管の尾端部が最上流側スタンド３１１に挿通さ
れ、検知装置３２５がこれを検知して信号を駆動部３２
６に入力する。そして、駆動部３２６に設定された所定
時間後の尾端部が停止する寸前に、駆動部３２６から信
号がピンチロール３２４へ入力される。ピンチロール３
２４は縮径された管材を保持して回転し、停止した尾端
部を送り出す。尾端部を送り出した後、再びピンチロー
ル３２４のローラ間距離を広げ回転を停止させる。

【００８５】このように、母管の尾端部が停止すること
なく連続製造を行うことができる。尾端部を検知する検
知装置を備えず、管材が常にピンチロールにて保持され
るような構成であっても良いが、検知手段を備えて最小
限に必要な尾端部のみを送り出す方が、無用な疵を与え
ない。なお、ピンチロール３２４にて引き抜く部分は、
例えば管材が５〜10ｍに対して尾端部は100 〜200mm で
ある。

【００８６】また、上述の実施例では管の尾端部を検知
する検知装置として光センサを１つ備えているが、これ
に限るものではなく、静電容量式近接センサのような検
知装置であっても良く、複数個の検知装置をスタンド入
側に備えても良い。

【００８７】また、連続製造において、後続の管の先端
が先行の管の尾端部に連なることにより、尾端部が停止
せずにダイスから押し出されるような場合、又は管材の
圧延速度が早くダイスの圧下量が小さいことにより、管
材の慣性力のみで尾端部がダイスを通過するような場合
は、ピンチロールを備える必要はない。

【００８８】また、管材をコイル状にて扱う場合には、
出側に配した巻取機に、管の先端部をコイル状に巻付け
ることも可能である。この場合は、尾端部のダイスから
の引抜きは巻取機の回転トルクによってなされるので、
上述のピンチロールは不要となる。

【００８９】図１４は、本発明に係る管の圧延装置の構
成を示す模式図である。図中３２２は最下流側のスタン
ド３１９に底されたダイスであり、このダイス３２２の
下流側にローラテーブル３２７が配設されている。ロー
ラテーブル３２７は複数のローラが回転可能に並設され
たものであり、ダイス３２２にてサイジングされた管を
ローラテーブル３２７の上面にて移動させることによ
り、管の搬送を行う。このとき、ローラテーブル３２７
の管の送り速度を管の圧延速度よりも若干早く設定する
ことにより、管の搬送を能率良く行うことができる。そ
の他の構成は図１１，図１２に示した装置と同様であ
り、その説明は省略する。

【００９０】以上に述べた本発明に係る管の圧延装置及
び圧延方法は、例えば溶接管の製造工程においても適用
できる。溶接管を製造する際、その仕上がり寸法が異な
る毎に溶接成形ロールの種類をパスシリーズ単位で取り
替えたり、又は複数種類のロール夫々のロール間距離等
のロール条件を変更する必要があり、このために、ロー
ルスタンドを組立てる手間を有したり、連続溶接管の尾
端部及び先端部が規格外の製品となり歩留りを低下させ
ることになる。そこで、溶接管を一定寸法で溶接し、こ
の溶接管が本発明装置の最上流側スタンドを挿通すべく
構成することにより、本発明装置のロールユニットの配
列を変更するだけで、溶接成形ロールの取り替えを行う
ことなく、容易に仕上がり寸法を変更できるので、高歩
留りにて溶接管を製造することができる。

【００９１】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明の管の圧延方法
及び装置にあっては、孔型を形成するロールの溝を中央
部の半径より縁部の半径を長くしているので、圧延後管
の内面に角張りを生じることなく冷間圧延を行え、寸法
精度及び表面品質の高い製品を製造することができ、か
つ歩留りも向上する。またスタンド当たりの圧下率を高
く設定できるため、総スタンド数を減じることができ設
備コストを少なくできる等、本発明は優れた効果を奏す
る。

【００９２】また、被圧延管の外径に対するロールの直
径を３ロール式より小さくし得るため、設備が小さくな
り設備コストを少なくでき、スタンド間隔も短くできる
ので被圧延管のオフゲージが少なくなり、また被圧延管
の外径圧下率を大きくし得るため、所定の外径に縮小す
るに要する総スタンド数を少なくすることができ、更に
ロールがスリップすることなくスタンド間の張力が得ら
るため、被圧延管の外径縮小にて生じる増肉を抑制し得
る等、本発明は優れた効果を奏する。

【００９３】さらに、ロールの溝を中央部の半径より縁
部の半径を長くした孔型の４ロールを用いて圧延後、最
下流側のスタンド出側に固定したダイスによる軽圧下の
外径サイジングにより、口絞り工程を行うことなく、抽
伸法と同程度の高い外径真円度が得られるので、高寸法
精度及び高歩留りで管の製造が可能となる。さらにま
た、サイジングにより外径の真円度は高く、仕上げ用の
スタンドを最終に１台備えれば、数少ないスタンドで所
望の寸法に縮径することができるので、仕上げ寸法毎に
別々のパスシリーズを用いる必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る冷間絞り圧延機の孔型の構成例を
示す正面図である。

【図２】本発明に係る冷間絞り圧延機のスタンドの配列
を説明する模式図である。

【図３】ロール隙間部の中空母管に作用する応力の状態
をベクトルで表した模式図である。

【図４】本発明に係る孔型形状を説明する模式図であ
る。

【図５】本実施例に用いたロールの溝縁部の形状の説明
図である。

【図６】本実施例に用いたロールの溝縁部の形状の説明
図である。

【図７】本発明に係る圧延機のスタンドの部分正面視図
及びロールの部分側面視図である。

【図８】本実施例で用いたロールの溝縁部の形状の説明
図である。

【図９】本発明に係る冷間絞り圧延機のスタンドの配列
を説明する模式図である。

【図１０】本発明に係る冷間絞り圧延機のスタンドの配
列を説明する模式図である。

【図１１】本発明に係る管の圧延装置の構成を示す模式
図である。

【図１２】本発明に係る管の圧延装置の下流側での構造
を拡大して示した断面図である。

【図１３】本発明に係る管の圧延装置の構成を示す模式
図である。

【図１４】本発明に係る管の圧延装置の構成を示す模式
図である。

【図１５】従来の冷間抽伸法に用いる装置構成を示した
模式的側面図である。

【図１６】従来の絞り圧延機のスタンドの配列を説明す
る模式的側面図及び模式的正面図である。

【図１７】３ロール式の絞り圧延機に使用される孔型を
示す断面図である。

【図１８】管材の断面の内面形状を示す模式図である。

【図１９】従来の圧延機のスタンドの部分正面視図及び
ロールの部分側面視図である。

【符号の説明】

１１１，１１２，１１３，１１４，２１１，２１２，２
１３，２１４ ロール １１１ａ，１１２ａ，１１３ａ，１１４ａ ロール軸 １１１ｂ，１１２ｂ，１１３ｂ，１１４ｂ 溝 １１０，２１０ ロールハウジング １１５，２１５ 孔型 １１６ インターナルギア ３０１，３０９ スタンド ３１１，３１９ ロール ３２１ ダイスホルダ ３２２ ダイス ３２３ ガイド ３２４ ピンチロール ３２５ 検知装置 ３２６ 駆動部 ３２７ ローラテーブル

【手続補正書】

【提出日】平成５年１１月１９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】このような、３ロールから成るオーバル孔
型及びラウンド孔型を備えるスタンド間では、その速度
比を単スタンドでの管材の延伸率に比べて大きく設定す
ることによりスタンド間の管材に張力を与えつつ、これ
らのスタンドに母管を連続的にパスさせて所要の外径に
縮小する。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４９】なお、シングルアール孔型では、その孔型
曲率半径を溝底部での孔型半径ｂ_iの1.05倍〜1.20倍の
間に設定する。即ち、孔型の曲率半径中心のパスライン
中心に対するオフセット量ｅの範囲は 0.05ｂ _i ≦ｅ≦0.20ｂ_i であることが望ましい。これは、オフセット量ｅが0.20
ｂ_i を越える場合は孔型の長短半径比が大きすぎるため
に圧延中に偏肉が発生を避し、一方、オフセット量ｅが
0.05ｂ_i 以下の場合は孔型形状が真円に近すぎるために
圧延中にロール隙間への噛み出しが生じるためである。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６４】このような条件下において、ロールの周速
比をスタンド間の張力が略０である基準速度比となるよ
うに管材の減面率に応じて設定すると、第６スタンドの
ロールの周速は第１スタンドのロールの周速の1.5 倍で
あった。この場合圧延後の鋼管の寸法はφ15mm×2.5mm
ｔであった。そして第６スタンドのロールの周速を第１
スタンドのロールの周速の2.0, 2.4, 2.7, 3.0倍、即ち
それぞれ基準速度比の1.3, 1.6, 1.8, 2.0倍とした結
果、基準速度比の1.8 倍までは外径縮小による管肉の増
加を抑制することがでたが、基準速度比の1.8 倍を越え
るとロールのスリップが生じてロール表面への鋼管の焼
付が発生した。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７３】但し、仕上げスタンドは８番目のスタンド
と同じ寸法の孔型をパスラインを中心に位相を略45度異
ならせたものとした。最下流側スタンド出側のダイスに
よる外径圧下率ｒは以下の式で求める。 ｒ＝( ｄ₁ −ｄ₂ ) ／ｄ₁ ×100(％) …(4) 最下流側スタンドの孔型中心からダイス入口までのパス
ライン方向の距離をＬとし、次の条件式を判定基準とし
た。 Ｌ≦６√［｛ｄ₁ ⁴ −（ｄ₁ −２ｔ）⁴ ｝／（ｄ₁ ² −ｄ₂ ² ）］…(5) この結果を表４に示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 千博 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ４つのロールを備えた複数のスタンド
   を、相前後するスタンドのロールが前記スタンドにて形
   成されるパスラインを中心に略45度位相が異なるように
   タンデムに配置し、これらスタンドに冷間状態の被圧延
   管を連続的に通して被圧延管の外径を圧延縮小する圧延
   方法において、 前記ロールに、ロール溝が下記の条件を満足する略円形
   孔型を形成するロールを用いることを特徴とする管の圧
   延方法。 ａ_i ＞ｂ_i ａ_i ＜ｂ_i-1 但し、ａ_i ：ｉ番目のスタンドのロール溝縁部の孔型半
   径 ｂ_i ：ｉ番目のスタンドのロール溝中央部の孔型半径 ｂ_i-1 ：ｉ−１番目のスタンドのロール溝中央部の孔型
   半径
2. 【請求項２】 前記ロールにはロール溝底直径が前記被
   圧延管の外径の５倍以上であるロールを用い、１スタン
   ド当たり12％以下の外径圧下率にて被圧延管の外径を縮
   小する請求項１記載の管の圧延方法。
3. 【請求項３】 前記被圧延管の最上流側スタンドのロー
   ルの溝中央部での周速度に対する最下流側スタンドのロ
   ールの溝中央部での周速度の増速比が、スタンド管に張
   力が作用しない基準増速比の1.0 倍から1.8 倍となるよ
   うな各スタンドのロールの周速度を調節して被圧延管を
   圧延する請求項２記載の管の圧延方法。
4. 【請求項４】 前記スタンドの最下流側スタンドの出側
   にダイスが設けてあり、該ダイスにより圧延縮小された
   被圧延管をサイジングする請求項１記載の管の圧延方
   法。
5. 【請求項５】 前記ダイスの出側にピンチロールが設け
   てあり、前記被圧延管の尾端部が前記ロールとダイス間
   にて停止した際に、前記ピンチロールにより前記尾端部
   を引き抜く請求項４記載の管の圧延方法。
6. 【請求項６】 前記複数のスタンドの入側又はスタンド
   間に前記被圧延管の尾端部を検知する検知手段を少なく
   とも１つ設けてあり、該検知手段の結果に基づいて前記
   ピンチロールを作動又は停止させる請求項５記載の管の
   圧延方法。
7. 【請求項７】 ４つのロールを備えた複数のスタンド
   を、相前後するスタンドのロールが前記スタンドにて形
   成されるパスラインを中心に略45度位相が異なるように
   タンデムに配置し、これらスタンドに冷間状態の被圧延
   管を連続的に通して被圧延管の外径を圧延縮小する圧延
   装置において、 前記ロールは、ロール溝が下記の条件を満足する略円形
   孔型を形成してなることを特徴とする管の圧延装置。 ａ_i ＞ｂ_i ａ_i ＜ｂ_i-1 但し、ａ_i ：ｉ番目のスタンドのロール溝縁部の孔型半
   径 ｂ_i ：ｉ番目のスタンドのロール溝中央部の孔型半径 ｂ_i-1 ：ｉ−１番目のスタンドのロール溝中央部の孔型
   半径
8. 【請求項８】 前記ロールは、前記被圧延管の外径の５
   倍以上のロール溝底直径を有する請求項７記載の管の圧
   延装置。
9. 【請求項９】 前記スタンドの最下流側スタンドの出側
   に、圧延縮小された被圧延管をサイジングするためのダ
   イスを備える請求項７記載の管の圧延装置。
10. 【請求項１０】 前記ダイスの出側に、前記被圧延管の
    尾端部を引き抜くためのピンチロールを備える請求項９
    記載の管の圧延装置。
11. 【請求項１１】 前記複数のスタンドの入側又はスタン
    ド間に前記被圧延管の尾端部を検出する検知手段を少な
    くとも１つ備え、該検知手段の結果に基づいて前記ピン
    チロールが作動又は停止するように構成された請求項１
    ０記載の管の圧延装置。