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発明の名称 管圧延用レデューサ
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2007−38263(P2007−38263A)
公開日 平成19年2月15日(2007.2.15)
出願番号 特願2005−225011(P2005−225011)
出願日 平成17年8月3日(2005.8.3)
代理人 【識別番号】100099531
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 英一
発明者 長濱 拓也 / 剣持 一仁 / 金山 太郎
要約 課題
内面角張りの発生を抑制して偏肉を低減し且つ製品外面の疵発生を防止し得る管の絞り圧延方法を提供する。

解決手段
NロールMスタンドの管圧延用レデューサにおいて、最終4台を含まない連続した3台以上(M−4)台以下のスタンドからなる1又は複数の選定群の位相角ピッチを180/N°未満とし、残りのスタンドからなる残余群の位相角ピッチを180/N°とした。
特許請求の範囲
【請求項1】
NロールMスタンドの管圧延用レデューサにおいて、最終4台を含まない連続した3台以上(M−4)台以下のスタンドからなる1又は複数の選定群の位相角ピッチを180/N°未満とし、残りのスタンドからなる残余群の位相角ピッチを180/N°としたことを特徴とする管圧延用レデューサ。
【請求項2】
前記選定群の位相角ピッチを90/N°以下としたことを特徴とする請求項1記載の管圧延用レデューサ。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、鋼管等の金属管を絞り圧延する際に用いられる、管圧延用レデューサに関する。
【背景技術】
【0002】
例えばN=3の場合を図6に示すように、管(金属管)1の絞り圧延は、複数のNロールスタンド2をタンデムに配置した絞り圧延装置(以下、Nロールレデューサあるいは該Nに2以上の自然数を代入して例えば3ロールレデューサ等という。)を用いて行なわれる。ここで、Nロールスタンドとは、N個のカリバーロール(以下、単にロールという。)2を円周方向に等間隔に配置した圧延機スタンド(以下、単にスタンドという。)をいう。Nロールレデューサでは、プラグ等の内面工具は使用されない。又、NロールレデューサをM台(Mスタンド)配置した管圧延用レデューサをNロールMスタンドの管圧延用レデューサという。
【0003】
各スタンドにおいて各ロール中心軸に共通する面内でパスライン中心を回転中心とする動径を、該回転中心から鉛直上方に伸ばした半直線と該動径が重なる位置を起点に、入側(:材料(管)を入れる側)からみて右回りに回転させたとき、該動径が最初に交差するロールのカリバ中心点までの回転角度をそのスタンドの位相角と呼ぶことにすれば、3ロールレデューサの場合、隣り合うスタンド同士の位相角は、通常60°(Nロールレデューサでは通常180/N°)ずらして、即ち互いの位相角差が60°となるように、設定される(図2参照)。しかし、隣り合うスタンド同士の位相角差を通常の60°にすると、この60°のピッチで材料の円周方向に他の部位よりも肉厚が薄くなろうとする部位が生じ、この部位は、内面工具のない(したがって拘束されていない)内面側において角張った断面形状を呈するようになり、その結果、絞り圧延後の製品に内面六角張りと呼ばれる管内面の形状不具合が発生して偏肉が大きくなる問題がある。同様に、2ロールレデューサでは前記位相角差を通常の90°にすると内面四角張り、4ロールレデューサでは前記位相角差を通常の45°にすると内面八角張りがそれぞれ発生する問題がある。
【0004】
この所謂内面角張りの発生による偏肉を軽減する技術として、例えば特許文献1では、隣り合うスタンド同士の位相角差を180/N°とされたNロールレデューサにおいて、少なくとも一対の隣り合うスタンド同士の位相角差を90/N°に変更し、更に少なくとももう一対のそれを45/N°に変更することが提案されている。その一例として示した図3では、第i+1スタンドと第i+2スタンド同士の位相角差が通常の180/3°=60°から90/3°=30°に変更されている。
【0005】
尚、管の絞り圧延方法に関する従来技術として、上記のほか、本発明者らの提案した特許文献2,3を挙げておく。
【特許文献1】特開昭61−216806号公報
【特許文献2】特開2005−46869号公報
【特許文献3】特開2005−46874号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
前スタンドとの位相角差が90/N°あるいは45/N°になるスタンド更には一般に−180/N°、180/N°の何れにも一致しないスタンドは、全て非対称圧延を行なうスタンドになる。即ち、例えばN=3の場合を図4(a)に示すように、噛み込み位置で管1とロール3とが非対称に接触6する(噛み込み位置での材料1とロールとの接触点がカリバ中心点からずれる。)。これに対し前スタンドとの位相角差の絶対値が180/N°に一致するスタンドは対称圧延を行うスタンドになる。すなわち、例えば図4(b)に示すように、噛み込み位置で管1とロール3とが対称に接触6する(噛み込み位置での材料1とロールとの接触点がカリバ中心点に一致する。)。
【0007】
非対称圧延を行うスタンドを設けることは、前述のように内面角張りの発生による偏肉を低減する面では有効であるが、このスタンドでは、図4(a)に示すように、前スタンドのカリバ端部に接触して尖った形状になっている材料部位が、このスタンドの噛み込み位置でカリバ端部に近いところに接触することになるため、材料1にねじれ7が発生し、いびつな内面角張りが発生して偏肉が大きくなるという問題があった。また、カリバ端同士の隙間からの材料の噛み出しが起こりやすくなり、この噛み出しによる疵(段差状の疵)が製品に発生しやすいという問題があった。更に、図5に模式図を示すように、レデューサの前段では全サイズに共通して高縮径率の圧延が行われるため非対称圧延の加味による偏肉低減の効果が大きいのに対し、後段ではサイズにより低縮径率の圧延が行われる段階が異なるため非対称圧延の加味による偏肉低減の効果に乏しく、然も後段に非対称圧延を加味すると噛み出しによる疵発生傾向が高くなる問題があった。
【0008】
本発明は、これらの問題を解決し、内面角張りの発生を抑制して偏肉を低減し且つ製品外面の疵発生を防止しうる管圧延用レデューサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
発明者らは、前記目的を達成するために鋭意検討した結果、後段側は位相角ピッチ=180/N°のスタンド配列とし、前段側は、全部又は一部の連続スタンド(連続スタンド群の群自体の個数は1個又は複数個)を位相角ピッチ<180/N°のスタンド配列とし、残りを位相角ピッチ=180/N°のスタンド配列としたレデューサに想到し、本発明を成した。
【0010】
即ち本発明は、NロールMスタンドの管圧延用レデューサにおいて、最終4台を含まない連続した3台以上(M−4)台以下のスタンドからなる1又は複数の選定群の位相角ピッチを180/N°未満とし、残りのスタンドからなる残余群の位相角ピッチを180/N°としたことを特徴とする管圧延用レデューサである。前記選定群の位相角ピッチは90/N°以下とするのが好ましい。
【0011】
尚、本発明において、連続した複数のスタンドからなる或る群の位相角ピッチは、同群内で相前後するスタンド間の位相角差全てを共通の指数nを用いて“整数部×10n”の形で表し、それら整数部からなるデータの最大公約数を10nで割った数値で表される。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、NロールMスタンドの管圧延用レデューサにおいて、最終4台を含まない連続した3台以上(M−4)台以下のスタンドからなる1又は複数の選定群の位相角ピッチを180/N°未満とし、残りのスタンドからなる残余群の位相角ピッチを180/N°としたことで、高縮径率とされる前段側で内面角張りの発生が有効に抑制され、低縮径率とされる後段側で噛み出しが抑制されるから、偏肉低減と疵発生防止を両方とも達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
図1は、本発明の実施形態を例示する説明図である。図1(a)は、1番目から(M−4)番目までの連続スタンドを選定群(即ち、位相角ピッチ<180/N°の群)とし、残りを残余群(即ち、位相角ピッチ=180/N°の群)とした形態である。図1(b)は、1番目から1超(M−4)未満番目までの連続スタンドを選定群とし、残りを残余群とした形態である。図1(c)は、1超(M−4)未満番目から(M−4)番目までの連続スタンドを選定群とし、残りを残余群とした形態である。図1(d)は、1番目から(M−4)番目までの連続スタンドのうち相異なる2個の連続部分を選定群とし、残りを残余群とした形態である。図1では選定群の個数が1〜2個の場合を示したが、選定群の個数は3個以上であってもよい。
【0014】
尚、全スタンド数が12台以上の場合には、内面角張り発生抑制効果を更に高める観点から、選定群の位相角ピッチを90/N°以下とするのが好ましい。
【実施例1】
【0015】
3ロール28スタンドレデューサを用い、外径110mm×肉厚7.0mmの電縫鋼管(JIS STKM13A相当)を素材とし、表1に示す条件で絞り圧延を試行して目標寸法=外径25.4mm×肉厚6.0mmの製品管を得た。尚、素材は圧延前に900℃に加熱した。この製品管の切断面を画像解析して円周方向の肉厚分布を測定し、その結果を基に偏肉の程度(幅4σの許容範囲の中心±σの範囲以内:◎、同許容範囲の中心±σの範囲外で且つ同中心±2σの範囲以内:○、前記中心±2σの範囲外:×)を判定し、一方、製品管外面の目視観察により疵の発生程度(無:◎、許容範囲以内:○、許容範囲外:×)を判定した。その結果を表1に示す。尚、表1内の選定群は二重枠で囲った。表1に示したように、本発明要件を満たす発明例では、偏肉の程度は◎又は○、疵の発生程度は◎又は○であったのに対し、発明例A1において最終4台のスタンド群の位相角ピッチを30°(<180/3°)とした比較例A5では、偏肉の程度は◎であったが疵の発生程度は×であり、又、全スタンドに亘る位相角ピッチを60°(=180/3°)とした従来例A6では、疵の発生程度は○であったが、偏肉の程度は×であった。
【0016】
【表1】


【実施例2】
【0017】
4ロール16スタンドレデューサを用い、外径90mm×肉厚6.0mmの電縫鋼管(JIS STKM11A相当)を素材とし、表2に示す条件で絞り圧延を試行して目標寸法=外径25.4mm×肉厚5.0mmの製品管を得た。尚、素材は圧延前に950℃に加熱した。この製品管の切断面を画像解析して円周方向の肉厚分布を測定し、その結果を基に偏肉の程度(幅4σの許容範囲の中心±σの範囲以内:◎、同許容範囲の中心±σの範囲外で且つ同中心±2σの範囲以内:○、前記中心±2σの範囲外:×)を判定し、一方、製品管外面の目視観察により疵の発生程度(無:◎、許容範囲以内:○、許容範囲外:×)を判定した。その結果を表2に示す。尚、表2内の選定群は二重枠で囲った。表2に示したように、本発明要件を満たす発明例では、偏肉の程度は◎又は○、疵の発生程度は◎又は○であったのに対し、発明例B1において最終4台のスタンド群の位相角ピッチを11.25°(<180/4°)とした比較例B4では、偏肉の程度は◎であったが疵の発生程度は×であり、又、全スタンドに亘る位相角ピッチを45°(=180/4°)とした従来例B5では、疵の発生程度は○であったが、偏肉の程度は×であった。
【0018】
【表2】


【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の実施の形態を例示する説明図である。
【図2】Nロールスタンド(N=3の場合)において隣り合うスタンド同士の位相角差が180/N°の場合に内面六角張りが発生することを示す説明図である。
【図3】従来技術の一例を示す説明図である。
【図4】従来技術の問題点を示す説明図である。
【図5】レデューサの前段と後段とで非対称圧延の寄与が異なることを示す模式図である。
【図6】通常の3ロールレデューサを用いた管の絞り圧延方法を示す概念図である。
【符号の説明】
【0020】
1 管(金属管または材料)
2 スタンド(Nロールスタンド、3ロールスタンド、4ロールスタンド等)
3 ロール(カリバーロール)
6 (ロールと材料の)接触
7 ねじれ




 

 


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