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発明の名称 小判形鋼片のプレスロール穿孔方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−137912(P2001−137912A)
公開日 平成13年5月22日(2001.5.22)
出願番号 特願平11−326160
出願日 平成11年11月16日(1999.11.16)
代理人 【識別番号】100105441
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 久喬
発明者 山本 修治 / 丸山 和士 / 古庄 弘一 / 石橋 精二
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 ロール孔形の溝底側は円弧形状とし、ロール側面フランジ側は直線形状とした鋼片をプレスロール穿孔機で穿孔する際に、入り側に筒型のガイドを設置し、ガイドと鋼片の幅方向の隙間CWおよび高さ方向の隙間CHを0.06≦CW/W≦0.100.06≦CH/H≦0.10とすることを特徴とするプレスロール穿孔方法。
ここで、W:鋼片の幅H:鋼片の高さ
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は継目無鋼管を製造する際のプレスロール穿孔法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ユージン−セジュルネ方式で代表される熱間押出法により製造されてきた各種ステンレス継目無鋼管が、近年、前記熱間押出法よりも生産性の高いマンドレルミル法およびプラグミル法の圧延法で製造されるようになった。
【0003】この圧延製造工程の穿孔法の一つとしてプレスロール穿孔法が周知であるが、特開平2−247360号公報にみられるように、SUS420JIタイプの13%Cr鋼に対して、耐食性および靭性をさらに向上させるため開発された、Ni、Mo、Cuなどの合金元素を多量に含有するマルテンサイト系ステンレス鋼およびSUS316に代表されるオーステナイト系ステンレス鋼の穿孔においては、角形鋼片の角部がロール孔形溝底面に沿って圧延され擦り下げられるため、疵が発生することがある。そこで、本発明者らは、疵を防止するため、特願平11−233805号において、ロール孔形の溝底側は円弧形状とし、ロール側面フランジ側は直線形状とした鋼片(以下、小判形鋼片と呼ぶ)を穿孔する方法を提案した。その方法によりステンレス鋼のプレスロール穿孔においても疵を防止することが可能になった。さらに、次式(1)で定義する偏肉率Eを軽減するため、被穿孔材のロール接触開始からプラグ接触開始までの管軸方向距離Lrp/Dが0.15近傍では、偏肉率が許容限界近傍にあり、偏肉率をさらに軽減することが望まれていた。偏肉率Eは次式(1)で求めることができる。
【0004】
E=(tmax−tmin)/tave×100 (%) ・ ・ ・ (1)
ここで、tmax:管軸に垂直な断面内での最大肉厚tmin:管軸に垂直な断面内での最小肉厚tave:管軸に垂直な断面内での平均肉厚【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような事情を鑑みてなされたもので、小判形鋼片の穿孔において、偏肉率を軽減することができるプレスロール穿孔方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題を達成するため、小判形鋼片穿孔時の偏肉率を小さくする方法を鋭意検討した結果、幅方向での鋼片とガイドの隙間を小さくし、被穿孔材が傾くことを防止することで、偏肉率が小さくなることを知見した。本発明はこの知見に基づいて完成したもので、本発明によるプレスロール穿孔法は、ロール孔形の溝底側は円弧形状とし、ロール側面フランジ側は直線形状とした鋼片をプレスロール穿孔機で穿孔する際に、入側に筒型のガイドを設置し、ガイドと鋼片の幅方向の隙間CWおよび高さ方向の隙間CHを0.06≦CW/W≦0.100.06≦CH/H≦0.10とすることを特徴とするプレスロール穿孔方法である。
ここで、W:鋼片の幅H:鋼片の高さ【0007】
【発明の実施の形態】以下に本発明による圧延方法について詳細に説明する。
【0008】プレスロール穿孔機の入側で被穿孔材を孔形ロールへ案内するガイドの一つとして、筒型のガイドがある。正方形鋼片の穿孔においては、図1に示すように、被穿孔材である正方形鋼片1と筒型ガイド2の幅方向の隙間CW(=CW1+CW2)および高さ方向の隙間CHを共に被穿孔材の辺長Hの0.13倍程度として穿孔が行われている。
【0009】図2に示すような小判形鋼片3の穿孔において、図3に示すような寸法の筒型ガイド2を用いて穿孔を行った。すなわち、小判形鋼片の幅方向の鋼片とガイドの隙間CWは、鋼片の幅Wの0.13倍であり、高さ方向の鋼片とガイドの隙間CHは、鋼片の高さHの0.13倍である。このようなガイドを用いて、図4に示すようにロール4の直下からマンドレルバー7に設けられたプラグ6の先端までの距離Lpを変更し、被穿孔材5−1のロール接触開始からプラグ接触開始までの管軸方向距離Lrpを変化させ、丸素管5−2を製造し、偏肉率に及ぼすLrpの影響を調査した。
【0010】その結果を図5に示す。プレスロール穿孔においては、プラグ偏心に起因する偏肉率Eを軽減するため、被穿孔材がプラグに接触する前に、被穿孔材をロールにより強固に保持することが重要であり、Lrpを大きくすることで偏肉率が軽減できる。しかしながら、素管外径Dとの比がLrp/D=0.15では、プレスロール穿孔後の偏肉率が実用上の許容限界値25%程度になる。
【0011】そこで、発明者らは、小判形鋼片穿孔時の偏肉率を小さくする方法を鋭意検討した結果、幅方向での鋼片とガイドの隙間を小さくし、被穿孔材が傾くことを防止することで、偏肉率が小さくなることを知見した。前述したようにプレスロール穿孔においては、プラグ偏心を軽減するため、被穿孔材がプラグに接触する前に、被穿孔材をロールにより強固に保持することが重要であり、被穿孔材が傾いた状態でロールに噛込むと、被穿孔材を保持する力が小さくなるためプラグ偏心が大きくなるものと考えられる。
【0012】幅方向の被穿孔材とガイドの隙間CWを変更し、偏肉率を調査した結果を図6に示すが、CW/Wを0.10以下とすることで偏肉率が大きく改善されることを知見した。偏肉率を小さくする観点からは、CWは小さいほど良いが、下限は以下の理由で決まる。加熱による鋼片の熱膨張に加えて、プレスロール穿孔においては、押込み装置により被穿孔材の端面をロールバイト入口方向に向かって押すため、未穿孔部の鋼片には圧縮力が作用し、断面形状が大きくなる。断面形状が大きくなり、ガイドとの干渉量が大きくなると、摩擦力が増加し穿孔が困難となる。そこで、穿孔時においても被穿孔材とガイドの隙間を確保できるようにするため、CW/Wを0.06以上とする。
【0013】高さ方向の被穿孔材とガイドの隙間CHのプラグ偏心に与える影響はCWほど顕著ではないが、CHが大きくなると天地方向で材料が傾きプラグ偏心に悪影響を与えるため、CH/Hを0.10以下とする。また、CHの下限は、幅方向と同様な理由により、CH/Hを0.06以上とする。
【0014】
【実施例】図2に示す形状のJIS規格SUS316を用いて穿孔圧延を行った。その際に、A(図7)、B(図3)およびC(図8)のガイドを用いて、表1に示す条件にて穿孔圧延を行った。穿孔後の素管の偏肉率を調査した結果を表1に示す。
【0015】本発明No.1では、偏肉率の最大値は17%であった。一方、比較例No.2ではCW/Wが上限を超えているため、偏肉率の最大値が25%であった。比較例No.3では、穿孔できた素管の偏肉率は16%で良好であったが、CW/Wが下限値より小さいため、5本中2本は穿孔できなかった。
【0016】本発明の条件を満たせば、偏肉率の良好な素管を穿孔できることが確認できた。
【0017】
【表1】

【0018】
【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、小判形鋼片の穿孔において偏肉率を大幅に低減できるので、歩留の向上が図れその工業上の効果は大きい。




 

 


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