JP2661491B2 - Cold rolling method of steel pipe - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、鋼管を複数のスタン
ドからなる３ロール式絞り圧延機で冷間絞り圧延する方
法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for cold-rolling a steel pipe with a three-roll type rolling mill comprising a plurality of stands.

【０００２】[0002]

【従来の技術】機械構造用鋼管の需要動向は、小径厚肉
サイズおよび多種外径サイズの需要が増加している。一
方、３ロール式レデューサは、冷間でも高外径縮小率で
の絞り圧延が可能なため、外径Ｄに対する肉厚ｔ比ｔ／
Ｄを高くでき、同一外径の母管から任意の外径に縮径可
能であるという特徴を有しており、前記小径厚肉サイズ
および多種外径サイズの需要に対応することができる。2. Description of the Related Art Demand for steel pipes for machine structures is increasing in demand for small-diameter, thick-wall sizes and various types of outer diameter sizes. On the other hand, since the three-roll reducer can be drawn at a high outer diameter reduction ratio even in a cold state, the thickness t ratio to the outer diameter D is t / t.
D can be increased and the outer diameter can be reduced to an arbitrary outer diameter from a mother pipe having the same outer diameter, so that it is possible to meet the demand for the small diameter, thick wall size, and various outer diameter sizes.

【０００３】例えば、電縫鋼管の場合は、小径厚肉品を
母管の段階で製造するには、オープンパイプの加熱時に
エッジ部だけでなく、母材部も加熱され、溶接効率が著
しく悪くなり、生産性が悪化または内面冷却水の吹き返
し等により溶接が困難となる。また、内径が小さくなる
ため、内面ビード切削が困難となり、生産性が著しく悪
化したり、内面ビードの切削が残存したりする。さら
に、内外径差が大きくなるため、鋼帯をオープンパイプ
に成形する工程において、特に突き合わせのエッジ形状
が悪化し、溶接が困難となると共に、肉厚形状が悪化す
る。したがって、電縫鋼管の小径厚肉品の製造可能範囲
は、一般的に管肉厚ｔ、管外径Ｄとすると、ｔ／Ｄ≦２
０％程度である。小径厚肉品製造時の問題点を解決する
方法としては、母管をレデューサ等によリ絞り圧延すれ
ば、外径絞りにより管肉厚は増肉し、管径が小さくなる
ため、外径に対する肉厚比ｔ／Ｄの高い小径厚肉管が製
造できることが知られている。For example, in the case of an electric resistance welded steel pipe, in order to manufacture a small-diameter thick-walled product at a mother pipe stage, not only the edge part but also the base material part is heated when the open pipe is heated, and the welding efficiency is extremely poor. The welding becomes difficult due to the deterioration of productivity or the return of the inner surface cooling water. Further, since the inner diameter is small, it becomes difficult to cut the inner bead, and the productivity is remarkably deteriorated, and the cut of the inner bead remains. Further, since the difference between the inner and outer diameters is increased, particularly in the step of forming the steel strip into an open pipe, the butted edge shape is deteriorated, so that welding becomes difficult and the wall thickness shape is deteriorated. Therefore, the manufacturable range of a small-diameter thick-walled ERW steel pipe is generally t / D ≦ 2, where the pipe thickness is t and the pipe outer diameter is D.
It is about 0%. As a method of solving the problem at the time of manufacturing small-diameter thick-walled products, if the mother pipe is re-drawn and rolled by a reducer or the like, the outer wall diameter is reduced by the outer diameter drawing, and the outer diameter is reduced. It is known that a small-diameter thick-walled tube having a high thickness ratio t / D with respect to the diameter can be manufactured.

【０００４】電縫鋼管等の冷間製管材を製品外径に仕上
げる方法としては、図８（ａ）図に示すとおり、一対の
孔型ロール３１を組込んだスタンド３２を、図８（ｂ）
図および（ｃ）図に示すとおり、隣接するスタンド間で
ロール配列を互いに９０°ずらせて連続的に配置した絞
り圧延機を用い、母管３３の外径を各スタンド３２で順
次絞り、最終および最終前段のスタンドで所定の外径に
仕上げる。この２ロール式絞り圧延機は、ロール孔型が
深く、ロール溝底部とロールフランジ部とのロール周速
度が大きく異なるため、高い外径縮小率で絞り圧延する
と、管表面とロール３１が焼き付いて管表面に疵が発生
するという欠点を有している。このため、２ロール式絞
り圧延機は、高い外径縮小率での絞り圧延には不向きで
ある。[0004] As a method for finishing a cold-made pipe material such as an electric resistance welded steel pipe to an outer diameter of a product, as shown in Fig. 8A, a stand 32 incorporating a pair of grooved rolls 31 is used. )
As shown in the figures and (c), the outer diameter of the mother pipe 33 is sequentially reduced at each stand 32 using a reducing mill in which the roll arrangement is continuously shifted by 90 ° between adjacent stands, and the final and final positions are reduced. Finish to the specified outer diameter with the last front stand. In this two-roll type rolling mill, the roll die is deep, and the roll peripheral speed between the bottom of the roll groove and the roll flange is greatly different. It has the drawback that flaws occur on the tube surface. For this reason, the two-roll reduction mill is not suitable for reduction rolling at a high outer diameter reduction ratio.

【０００５】一方、継目無鋼管等で汎用されている３ロ
ール式レデューサは、図９に示すとおり、３個の孔型ロ
ール４１を垂直面内で１２０°間隔で組込んだスタンド
を、図９（ａ）図および（ｂ）図に示すとおり、隣接す
るスタンド間でロール配列を互いに６０°ずつ変えて連
続的に配置したものである。この３ロール式レデューサ
によれば、ロール孔型が２ロール方式に比較して浅いた
め、ロール溝底部とロールフランジ部とのロール周速度
差が小さく、管表面とロールが焼き付いて発生する疵が
著しく減少するため、高外径縮小率での絞り圧延に有利
である。On the other hand, as shown in FIG. 9, a three-roll type reducer generally used for a seamless steel pipe or the like includes a stand in which three hole type rolls 41 are incorporated at 120 ° intervals in a vertical plane. As shown in the drawings (a) and (b), the arrangement of rolls between adjacent stands is continuously changed by changing the roll arrangement by 60 °. According to this three-roll reducer, since the roll hole type is shallower than the two-roll type, the difference in roll peripheral speed between the roll groove bottom and the roll flange is small, and the flaw generated by the tube surface and the roll seizing is reduced. Since the reduction is remarkable, it is advantageous for reduction rolling at a high outer diameter reduction ratio.

【０００６】従来の３ロール式レデューサによる冷間の
絞り圧延においては、１スタンド当たりの外径縮小率は
最大１０％程度であり、かつ、図１０に示すとおり、ロ
ール４１のフランジ部のギャップ４２から鋼管４３表面
の噛み出し４４が発生する。このため、前段スタンドの
ロールの溝底半径が後段スタンドのロールのフランジ部
半径より小さくなるように、ロール孔型を楕円形にして
いる。このロール楕円率は、１スタンド当たりの外径縮
小率が大きくなればなるほど増大するものである。従っ
て、１スタンド当たり最大１０％程度の高い外径縮小率
で絞り圧延するには、相当大きい楕円率のロールを使用
する必要がある。前記３ロール式レデューサにより冷間
製管した母管の絞り圧延においては、高い外径縮小率で
絞り圧延を行うと、冷間母管故に生じるスプリングバッ
クとスタンド剛性不足によって、３ロール式レデューサ
での絞り圧延後の仕上外径がロール孔型を同一にしてい
るにもかかわらず、母管の肉厚、強度等により差が生じ
る現象が発生する。In the conventional cold rolling with a three-roll reducer, the outer diameter reduction rate per stand is at most about 10%, and as shown in FIG. From the surface of the steel pipe 43, a bite 44 is generated. For this reason, the roll hole shape is made elliptical so that the groove bottom radius of the roll of the front stand is smaller than the flange radius of the roll of the rear stand. The roll ellipticity increases as the outer diameter reduction rate per stand increases. Therefore, in order to reduce the outer diameter per stand by a maximum reduction ratio of about 10%, it is necessary to use a roll having a considerably large ellipticity. In the reduction rolling of a mother pipe cold-formed by the three-roll reducer, when the reduction rolling is performed at a high outer diameter reduction rate, the spring roll caused by the cold mother pipe and the insufficient rigidity of the stand cause a reduction in the rigidity of the stand. Although the finish outer diameter after drawing rolling is the same as the roll hole shape, a phenomenon occurs in which a difference occurs depending on the wall thickness, strength, and the like of the mother pipe.

【０００７】前記３ロール式レデューサの絞り圧延での
仕上外径寸法の不均一を解決するには、ロールの絞り圧
延量を変更すればよいが、従来の３ロール式レデューサ
はロールおよびロール軸の相対的位置関係が固定で、ロ
ールの絞り圧延量を変更することはできない。上記絞り
圧延での仕上外径の不均一を解決する方法としては、３
ロール式孔型ロールのハウジングと２ロール式孔型ロー
ルのハウジングが交換可能とされ、少なくとも最終スタ
ンドまたは最終スタンドとその前段のスタンドに、２ロ
ール式孔型ロールが組込まれ、それより上流側のスタン
ドに３ロール式孔型ロールが組込まれた絞り圧延機（特
開昭５８−１１６９０７号公報）、被圧延材を３ロール
のスタンドからなる第１のスタンド列で大圧下量を与え
て所定の外径寸法付近まで圧延し、ついでロール圧下手
段を有する２ロールのスタンドからなり前記第１のスタ
ンド列の出側に直列に設置された第２のスタンド列で仕
上げ圧延する方法（特開平２−２１１９０４号公報）、
３ロール式レデューサの２本のロール軸を支持する軸受
部軸心と、２本のロールを軸受する軸受部軸心とを偏心
させ、該２本のロールの軸受部を回転することによりロ
ールの相対間隔を調整可能とし、さらに２本のロールの
端部に軸スライド機構を設け、２本のロールのロール軸
方向への調節をも可能とした絞り圧延機（特開平３−２
９４００８号公報）が提案されている。[0007] In order to solve the nonuniform finish outer diameter of the three-roll reducer in the reduction rolling, the reduction amount of the roll may be changed. The relative positional relationship is fixed, and the roll reduction amount of the roll cannot be changed. As a method for solving the nonuniform finish outer diameter in the above-mentioned rolling reduction, 3
The housing of the roll-type roll and the housing of the two-roll type roll are replaceable, and the two-roll type roll is incorporated in at least the final stand or the final stand and the preceding stage. A rolling mill in which a three-roll type grooved roll is incorporated in a stand (Japanese Patent Laid-Open No. 58-116907), and a material to be rolled is given a large amount of reduction by a first row of stands of three rolls. A method of rolling to near the outer diameter size, and then finish rolling with a second row of stands comprising a two-roll stand having roll reduction means and arranged in series on the outlet side of the first row of stands (Japanese Unexamined Patent Publication No. No. 211904),
By eccentrically aligning a bearing axis supporting two roll shafts of a three-roll reducer with a bearing axis supporting two rolls, and rotating the bearings of the two rolls, A reduction mill capable of adjusting the relative distance, further providing a shaft slide mechanism at the ends of the two rolls, and also enabling adjustment of the two rolls in the roll axis direction (Japanese Patent Laid-Open No. 3-2).
No. 94008).

【０００８】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記特開昭５８−１１
６９０７号公報、特開平２−２１１９０４号公報に開示
の方法は、３ロールのスタンドからなる第１のスタンド
列で大圧下量を与えて所定の外径寸法付近まで圧延し、
ついでロールギャップの調整可能な２ロールの第２のス
タンド列で仕上げ圧延するため、外径寸法の精度を上げ
ることが可能であるが、しかし、１スタンド当たり高い
外径縮小率で絞り圧延すると、仕上外径寸法が極端に悪
化するという問題が残っている。また、特開平３−２９
４００８号公報の絞り圧延機は、製造ライン上でオンラ
インで調整することは不可能であり、オフラインでの調
整またはロール孔型を変更したロールとの交換になる。
したがって、この方法を選択した場合は、同一外径寸法
の管を製造しているにもかかわらず、母管の材質、強度
が変わるたびにミルを停止しなければならないため、大
幅な稼働率、歩留の悪化を招くこととなり、実用的では
ない。SUMMARY OF THE INVENTION The above-mentioned JP-A-58-11
No. 6907, the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-221904 discloses a method in which a first row of stands of three rolls is used to apply a large amount of reduction and roll to a predetermined outer diameter.
Then, since the finish rolling is performed in the second stand row of the two rolls in which the roll gap can be adjusted, the accuracy of the outer diameter can be increased. There remains a problem that the finish outer diameter is extremely deteriorated. Also, JP-A-3-29
The rolling mill disclosed in Japanese Patent No. 4008 cannot be adjusted on-line on a production line, but must be adjusted off-line or replaced with a roll whose roll hole shape has been changed.
Therefore, if this method is selected, the mill must be stopped every time the material and strength of the main pipe changes, despite the fact that the pipes with the same outer diameter are manufactured, resulting in a large operation rate, It is not practical because it leads to a decrease in yield.

【０００９】この発明の目的は、鋼管の３ロール式レデ
ューサによる冷間絞り工程において、高外径縮小率での
絞り圧延における外径寸法の悪化を抑制し、かつ少ない
ロールスタンドで外径に対する肉厚比ｔ／Ｄの高い小径
厚肉鋼管を製造できる冷間圧延方法を提供することにあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to suppress the deterioration of the outer diameter in the reduction rolling at a high outer diameter reduction ratio in a cold drawing process using a three-roll type reducer for a steel pipe, and to reduce the outer diameter with a small number of roll stands. An object of the present invention is to provide a cold rolling method capable of producing a small-diameter thick-walled steel pipe having a high thickness ratio t / D.

【００１０】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく種々試験研究を重ねた。その結果、鋼管の
外径絞り工程において、２スタンド以上の３ロールレデ
ューサによる絞り工程と、２ロールによる定径工程を組
合せ、３ロールレデューサの最終前段スタンドの３ロー
ル楕円率と外径縮小率を所定範囲となし、最終スタンド
のロール楕円率、外径縮小率およびロール周長を所定範
囲とすることによって、高い外径縮小率で絞り圧延して
も、高精度の仕上外径寸法が得られ、外径に対する肉厚
比ｔ／Ｄの高い小径厚肉鋼管が製造できることを究明
し、この発明に到達した。Means for Solving the Problems The present inventors have conducted various tests and studies to achieve the above object. As a result, in the outer diameter drawing process of the steel pipe, the drawing process using two rolls or more of a three-roll reducer and the sizing process using two rolls are combined, and the three roll ellipticity and the outer diameter reduction ratio of the final former stand of the three-roll reducer are reduced. By setting the roll ellipticity, outer diameter reduction ratio, and roll circumference of the final stand within the predetermined range, a high-precision finish outer diameter can be obtained even when drawing and rolling at a high outer diameter reduction ratio. The present inventors have found that a small-diameter thick-walled steel pipe having a high thickness ratio t / D with respect to the outer diameter can be manufactured, and arrived at the present invention.

【００１１】すなわちこの発明は、鋼管を冷間絞り圧延
して高精度の外径寸法を有する鋼管を製造する方法にお
いて、冷間絞り圧延が２スタンド以上の３ロール式レデ
ューサによる絞り工程と、２ロール式定径工程を組合
せ、３ロール式レデューサによる絞り工程の最終前段ス
タンドのロールを、０＜楕円率≦３％、最大外径縮小率
５％で絞り圧延し、最終段スタンドのロール周長を製品
周長と等しく設計し、０＜サイドリリーフ、ロールを０
≦楕円率≦１．５％、外径縮小率を０．５％以上で、最
終前段スタンドのロール溝底半径≦最終段スタンドのロ
ールフランジ半径としたときに決定する最大外径縮小率
で絞り圧延することを特徴とする鋼管の冷間圧延方法で
ある。That is, the present invention relates to a method of cold-rolling a steel pipe to produce a steel pipe having a high-precision outer diameter, wherein a cold-rolling rolling is performed by a three-roll reducer having two or more stands. Combining the roll type constant diameter process, the roll of the final pre-stage stand of the drawing process by the 3-roll type reducer is drawn and rolled at 0 <ellipticity ≦ 3%, the maximum outer diameter reduction ratio of 5%, and the roll circumference of the final stage stand Is designed to be equal to the product circumference, 0 <side relief, roll is 0
≤ ellipticity ≤ 1.5%, outer diameter reduction rate of 0.5% or more, drawing at the maximum outer diameter reduction rate determined when the roll groove bottom radius of the last former stand ≤ roll flange radius of the last stand A cold rolling method for a steel pipe, characterized by rolling.

【００１２】[0012]

【作用】この発明においては、鋼管を冷間絞り圧延して
高精度の外径寸法を有する鋼管を製造する方法におい
て、冷間絞り圧延を２スタンド以上の３ロール式レデュ
ーサによる絞り工程と、２ロール式定径工程を組合せた
から、３ロール式レデューサにおける母管の肉厚、強度
差によるスプリングバックとスタンドの剛性不足により
生じる仕上外径のバラツキは、後続のロールギャップを
オンライン調整可能な２ロール式定径機で調整できるか
ら、高精度の仕上外径寸法を得ることができる。また、
３ロールレデューサによる絞り工程の最終前段スタンド
のロール楕円率を３％以下、最大外径縮小率５％で絞り
圧延するから、前段スタンドでの高外径縮小率での絞り
圧延による真円度の悪化が調整される。さらに、最終段
スタンドのロール周長を製品周長と等しく設計し、０＜
サイドリリーフ、ロールの楕円率を０〜１．５％、外径
縮小率を０．５％以上で、最終前段スタンドのロール溝
底半径≦最終段スタンドのロールフランジ半径としたと
きに決定する最大外径縮小率で絞り圧延するから、噛み
出しが防止されると共に、真円カリバー３ロール式２段
で絞り圧延した場合と同等の仕上外径寸法精度とするこ
とができる。According to the present invention, there is provided a method for cold-rolling a steel pipe to produce a steel pipe having a high-precision outer diameter. Due to the combination of the roll-type sizing process, variations in the finish outer diameter caused by spring back due to the difference in wall thickness and strength of the three-roll reducer and insufficient rigidity of the stand in a three-roll reducer can be used to adjust the subsequent roll gap online. Since it is possible to adjust the diameter with a type constant diameter machine, it is possible to obtain a highly accurate finish outer diameter. Also,
Since the roll ellipticity of the final pre-stage stand in the drawing process using a three-roll reducer is 3% or less and the maximum outer diameter reduction ratio is 5%, the roundness is reduced by the drawing reduction at the high outer diameter reduction ratio in the pre-stage stand. Deterioration is adjusted. Further, the roll circumference of the final stage stand is designed to be equal to the product circumference, and 0 <
Maximum determined when side relief and roll ellipticity are 0 to 1.5%, outer diameter reduction ratio is 0.5% or more, and roll groove bottom radius of final former stand <roll flange radius of final stand Since the squeezing rolling is performed at the outer diameter reduction rate, the squeezing is prevented, and the finished outer diameter dimensional accuracy can be the same as that obtained when the squeezing rolling is performed using a two-stage round caliber three-roll system.

【００１３】この発明において、３ロール式レデューサ
による絞り工程の最終前段スタンドのロールを０＜楕円
率≦３％、最大外径縮小率５％としたのは、ロール楕円
率が３％を超えると極端に真円度が悪化するからで、そ
の時の最大外径縮小率は５％であった。さらに、最終段
スタンドのロール周長を製品周長と等しく設計し、０＜
サイドリリーフ、ロールを０≦楕円率≦１．５％、外径
縮小率を０．５％以上で、最終前段スタンドのロール溝
底半径≦最終段スタンドのロールフランジ半径としたと
きに決定する最大外径縮小率としたのは、サイドリリー
フが０では噛み出しが発生するからであり、また、ロー
ルの楕円率が１．５％を超えると、真円の３ロール２段
で圧延した場合と同等の仕上外径精度が得られないから
である。また、外径縮小率は、０．５％未満では仕上外
径寸法に偏差が生じ、０．５％以上、最終前段スタンド
のロール溝底半径≦最終段スタンドのロールフランジ半
径としたときに決定する最大外径縮小率で高精度の仕上
外径寸法が得られるからである。In the present invention, the roll of the final pre-stage stand in the drawing process by the three-roll reducer is set to 0 <ellipticity ≦ 3% and the maximum outer diameter reduction rate is 5% because the roll ellipticity exceeds 3%. Since the roundness was extremely deteriorated, the maximum outer diameter reduction rate at that time was 5%. Further, the roll circumference of the final stage stand is designed to be equal to the product circumference, and 0 <
Maximum determined when side relief and roll are 0 ≦ ellipticity ≦ 1.5%, outer diameter reduction rate is 0.5% or more, and roll groove bottom radius of final former stand ≦ roll flange radius of final stand The reason why the outer diameter reduction rate is set is that when the side relief is 0, biting occurs, and when the ellipticity of the roll exceeds 1.5%, there is a case where the roll is rolled by two rounds of 3 rolls of a perfect circle. This is because the same finish outer diameter accuracy cannot be obtained. When the outer diameter reduction ratio is less than 0.5%, a deviation occurs in the finished outer diameter dimension, and is determined when 0.5% or more, and the roll groove bottom radius of the final former stand ≦ the roll flange radius of the final stand. This is because a highly accurate finished outer diameter can be obtained at the maximum outer diameter reduction rate.

【００１４】この発明において、３ロールレデューサに
よる絞り工程の後に、２ロールによる定径工程を設置し
たのは、３ロールレデューサは、ギャップ調整が困難で
あるため、最終の仕上げ外径調整が不可能で、母材強
度、肉厚が異なると、同じロールギャップであっても最
終仕上げ外径が異なってしまう。また、冷間での３ロー
ル圧延においては、管のスプリングバックにより３ロー
ル圧延後の管外径が３ロール孔型より大きくなり、この
割合は母管の肉厚、強度に比例する。このため、最終外
径調整用として２ロールによる定径スタンドを設置す
る。２ロールによる定径スタンドは、垂直ロールスタン
ド１段と水平ロールスタンド１段の組合せからなる。In the present invention, the sizing step using two rolls is provided after the squeezing step using three roll reducers. In the three roll reducer, it is difficult to adjust the gap, so the final finish outer diameter cannot be adjusted. If the base material strength and the wall thickness are different, the final finished outer diameter is different even with the same roll gap. Further, in cold rolling of three rolls, the outer diameter of the pipe after the three rolls is larger than that of the three-roll hole type due to springback of the pipe, and this ratio is proportional to the wall thickness and strength of the mother pipe. For this reason, a fixed diameter stand with two rolls is installed for adjusting the final outer diameter. The fixed diameter stand with two rolls consists of a combination of one vertical roll stand and one horizontal roll stand.

【００１５】[0015]

【実施例】【Example】

実施例１ 以下にこの発明の詳細を実施の一例を示す図１ないし図
３に基づいて説明する。図１はこの発明方法を実施する
絞り圧延機の概略配置図を示すもので、（ａ）図は絞り
圧延機の概略配置図、（ｂ）図は２ロール式垂直ロール
スタンドと２ロール式水平ロールスタンドからなる定径
機を備えた絞り圧延機の概略配置図、図２は３ロール式
レデューサの楕円率の説明図、図３はサイドリリフの計
算方法の概略説明図である図１において、１は冷間鋼
管、２は（ｎ）スタンドからなる３ロール式レデューサ
のスタンド群、３は３ロール式レデューサのスタンド群
２の後段に設けた２ロール式定径機で、２ロール式定径
機３は、２ロール式垂直ロールスタンド４と２ロール式
水平ロールスタンド５からなる。（ｎ）スタンドからな
る３ロール式レデューサのスタンド群２は、図示してい
ないが、最終前段スタンドのロールを０＜楕円率≦３
％、最大外径縮小率５％で絞り圧延し、最終段スタンド
のロール周長を製品周長と等しく設計し、０＜サイドリ
リーフ、ロールを０≦楕円率≦１．５％、外径縮小率を
０．５％以上で、最終前段スタンドのロール溝底半径≦
最終段スタンドのロールフランジ半径としたときに決定
する最大外径縮小率で絞り圧延するよう構成されてい
る。Embodiment 1 Hereinafter, details of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3 showing an embodiment. FIGS. 1A and 1B are schematic layout diagrams of a reduction rolling mill for carrying out the method of the present invention. FIG. 1A is a schematic layout diagram of a reduction rolling mill, and FIG. 1B is a two-roll vertical roll stand and a two-roll horizontal roll. FIG. 2 is a schematic diagram of a reduction rolling mill provided with a constant diameter mill composed of a roll stand, FIG. 2 is an explanatory diagram of an ellipticity of a three-roll reducer, and FIG. Is a cold steel pipe, 2 is a stand group of a three-roll reducer composed of (n) stands, 3 is a two-roll type constant diameter machine provided at a stage subsequent to the three-roll type reducer stand group 2, and a two-roll type constant diameter machine. Reference numeral 3 denotes a two-roll vertical roll stand 4 and a two-roll horizontal roll stand 5. (N) Although the stand group 2 of the three-roll reducer including the stands is not shown, the roll of the final former stand is set to 0 <ellipticity ≦ 3.
%, The maximum outer diameter reduction rate is 5%, and the roll circumference of the final stand is designed to be equal to the product circumference, 0 <side relief, rolls 0 ≦ ellipticity ≦ 1.5%, outer diameter reduction When the ratio is 0.5% or more, the bottom radius of the roll groove of the last former stage stand ≤
It is configured to perform reduction rolling at the maximum outer diameter reduction rate determined when the roll flange radius of the final stage stand is used.

【００１６】また、２ロール式垂直ロールスタンド４と
２ロール式水平ロールスタンド５からなる定径機３は、
高い外径縮小率での絞り圧延を受けた管の外径調整を行
うと共に、３ロール式レデューサの最終段スタンドでの
真円度を保持する。なお、この発明におけるロールの楕
円率は、図２に示すとおり、ロール１１のフランジ部半
径Ｒｎ、溝底部半径ｒｎとすれば、下式により求める。 ロールの楕円率＝｛２（Ｒｎ−ｒｎ）／（Ｒｎ＋ｒ
ｎ）｝×１００（％） また、外径縮小率は、最終前段スタンドのロール周長か
ら最終段スタンドのロール周長を差引いた値を、最終前
段スタンドのロール周長で除した値の百分率である。さ
らに、この発明におけるサイドリリーフは、図３に示す
とおり、前段ロール溝底半径をｒｎ−１、後段ロールフ
ランジ部半径をＲｎ、後段ロールフランジ部半径Ｒｎか
ら前段ロール溝底半径ｒｎ−１を差し引いた値をｓとす
れば、サイドリリーフは、下式により求めることができ
る。 サイドリリーフ＝（ｓ／ｒｎ−１）×１００（％）The sizing machine 3 comprising a two-roll vertical roll stand 4 and a two-roll horizontal roll stand 5 comprises:
The outer diameter of the tube that has been drawn and rolled at a high outer diameter reduction ratio is adjusted, and the roundness of the final stage stand of the three-roll reducer is maintained. The ellipticity of the roll according to the present invention is determined by the following equation, assuming that the radius of the flange portion Rn and the radius of the groove bottom portion rn of the roll 11 are as shown in FIG. Roll ellipticity = ｛2 (Rn−rn) / (Rn + r
n)｝ × 100 (%) Further, the outer diameter reduction ratio is a percentage of a value obtained by subtracting the roll circumference of the final former stand from the roll circumference of the final former stand, and dividing the value by the roll circumference of the final former stand. It is. Further, as shown in FIG. 3, the side relief in the present invention subtracts the former roll groove bottom radius rn-1 from the former roll groove bottom radius rn-1, the latter roll flange radius, and the latter roll flange radius Rn. If the value is s, the side relief can be obtained by the following equation. Side relief = (s / rn-1) × 100 (%)

【００１７】上記のとおり構成したことにより、３ロー
ルレデューサによる絞り工程の（ｎ−２）段目までのス
タンドのロールの楕円率を３％以上、１スタンド当たり
最大外径縮小率１０％の高い外径縮小率で絞り圧延し、
最終前段スタンドのロールを０＜楕円率≦３％、最大外
径縮小率５％で絞り圧延するから、（ｎ−２）段目まで
のスタンドでの高外径縮小率での絞り圧延による真円度
の悪化が調整される。さらに、最終段スタンドのロール
周長を製品周長と等しく設計し、０＜サイドリリーフ、
ロールを０≦楕円率≦１．５％、外径縮小率を０．５％
以上で、最終前段スタンドのロール溝底半径≦最終段ス
タンドのロールフランジ半径としたときに決定する最大
外径縮小率で絞り圧延するから、噛み出しを防止して、
真円カリバー３ロール式２段で絞り圧延した場合と同等
の仕上外径寸法精度とすることができる。しかも、この
発明方法は、冷間絞り圧延を２スタンド以上の３ロール
式レデューサによる絞り工程と、１スタンド以上の２ロ
ール式定径工程を組合せたから、３ロール式レデューサ
における母管の肉厚、強度差によるスプリングバックと
スタンドの剛性不足により生じる仕上外径のバラツキ
は、後続のロールギャップをオンライン調整可能な２ロ
ール式定径機で調整できるから、高精度の仕上外径寸法
を得ることができる。With the above configuration, the ellipticity of the rolls of the stands up to the (n-2) th stage in the drawing process using the three-roll reducer is 3% or more, and the maximum outer diameter reduction rate per stand is as high as 10%. Squeezing and rolling at outer diameter reduction rate,
Since the roll of the final pre-stage stand is rolled with 0 <ellipticity ≦ 3% and the maximum outer diameter reduction ratio is 5%, the true roll is drawn by the high outer diameter reduction ratio at the stand up to the (n−2) th stage. The deterioration of the roundness is adjusted. Furthermore, the roll circumference of the final stage stand is designed to be equal to the product circumference, and 0 <side relief,
Roll 0 ≦ ellipticity ≦ 1.5%, outer diameter reduction rate 0.5%
From the above, since the roll rolling at the maximum outer diameter reduction rate determined when the roll groove bottom radius of the final former stand ≤ the roll flange radius of the final stand, to prevent biting out,
It is possible to achieve a finish outer diameter dimensional accuracy equivalent to that obtained by squeezing and rolling with a true round caliber three-roll two-stage process. In addition, the method of the present invention combines cold drawing with a drawing process using a three-roll reducer with two or more stands and a two-roll type constant diameter process with one or more stands. Variations in the finish outer diameter caused by springback due to the difference in strength and insufficient rigidity of the stand can be adjusted by a two-roll type constant diameter machine that can adjust the subsequent roll gap online, so that a highly accurate finish outer diameter can be obtained. it can.

【００１８】実施例２ 各スタンド毎に６０°の位相差を以て配列した６スタン
ドからなる３ロール式レデューサを用い、４段目スタン
ドまでは、ロール楕円率３％以上で１スタンド当たり最
大１０％の外径縮小率で絞り圧延した冷間鋼管を、５段
目スタンドの３ロールの楕円率を３〜５％に変化させて
最大５％の外径縮小率で絞り圧延し、最終６段目スタン
ドの３ロールの楕円率を０％、１．２５％、２．７５％
に変えて外径縮小率１％で絞り圧延し、得られた製品の
真円度を測定した。その結果を図４に示す。図４に示す
とおり、５段目すなわち、最終前段スタンドのロール楕
円率が３％を超えると極端に製品真円度が悪化してい
る。したがって、最終前段スタンドのロールを０＜楕円
率≦３％、最終段スタンドのロールを０≦楕円率≦１．
５％とすることによって、図４に示す楕円率０％の真円
カリバー３ロールの２段スタンドを用いて絞り圧延した
場合と同等の仕上外径精度が得られている。Example 2 A three-roll type reducer composed of six stands arranged with a phase difference of 60 ° for each stand is used. Up to the fourth stage stand, a roll ellipticity of 3% or more and a maximum of 10% per stand. The cold-rolled steel tube drawn and reduced at the outer diameter reduction rate is reduced at the maximum outer diameter reduction rate of 5% by changing the ellipticity of the three rolls of the fifth-stage stand to 3 to 5%. 0%, 1.25%, 2.75%
And rolling was performed at an outer diameter reduction rate of 1%, and the roundness of the obtained product was measured. FIG. 4 shows the results. As shown in FIG. 4, when the roll ellipticity of the fifth stage, that is, the final former stand, exceeds 3%, the roundness of the product is extremely deteriorated. Therefore, the roll of the last former stand is 0 <ellipticity ≦ 3%, and the roll of the last stand is 0 ≦ ellipticity ≦ 1.
By setting it to 5%, the same finish outer diameter accuracy as in the case of drawing and rolling using a three-roll stand of three round true calibers with an ellipticity of 0% shown in FIG. 4 is obtained.

【００１９】実施例３ 外径５４．０ｍｍ、肉厚１．５〜７．５ｍｍの母管を各
スタンド毎に６０°の位相差を以て配列した６スタンド
からなる３ロール式レデューサを用い、４段目スタンド
までは、ロール楕円率３％以上で１スタンド当たり最大
１０％の外径縮小率で絞り圧延した冷間鋼管を、最終前
段スタンドの３ロールの楕円率を３％、外径縮小率３％
で絞り圧延し、最終段スタンドのロール楕円率０％、
１．０％の場合について、外径縮小率を０〜１．２％で
絞り圧延し、得られた製品の外径を測定し、最大外径か
ら最小外径を差し引いた外径偏差（ｍｍ）を求めた。そ
の結果を最終スタンドでの外径縮小率との関係において
図５に示す。図５に示すとおり、最終スタンドでの外径
縮小率を０．５％以上とすることによって、外径寸法精
度が良好となる。Example 3 Using a three-roll type reducer composed of six stands in which a mother pipe having an outer diameter of 54.0 mm and a wall thickness of 1.5 to 7.5 mm is arranged with a phase difference of 60 ° for each stand, four stages Up to the eye stand, a cold steel pipe drawn and rolled with a roll ellipticity of 3% or more and an outer diameter reduction rate of 10% at maximum per stand, the ellipticity of the three rolls of the final former stand at 3%, and an outer diameter reduction rate of 3 %
And roll reduction at the final stage stand is 0%,
In the case of 1.0%, the outer diameter of the obtained product is measured by reducing the outer diameter at a reduction ratio of 0 to 1.2%, and the outer diameter deviation (mm) obtained by subtracting the minimum outer diameter from the maximum outer diameter (mm). ). The result is shown in FIG. 5 in relation to the outer diameter reduction ratio in the final stand. As shown in FIG. 5, the outer diameter dimensional accuracy is improved by setting the outer diameter reduction rate in the final stand to 0.5% or more.

【００２０】実施例４ サイドリリーフ＝０、楕円率＝０の３ロールを用い、外
径縮小率０〜２．０％における絞り圧延での噛み出し発
生の有無を調査した。その結果を表１に示す。なお、表
１中のコーナＲはロールフランジ部コーナ円弧の半径
（ｍｍ）、×は噛み出し有りを示す。表１に示すとお
り、サイドリリーフ＝０、楕円率＝０の３ロールでの絞
り圧延においては、いずれも噛み出しが発生する。Example 4 Three rolls with side relief = 0 and ellipticity = 0 were used to examine whether or not biting occurred during reduction rolling at an outer diameter reduction rate of 0 to 2.0%. Table 1 shows the results. The corner R in Table 1 indicates the radius (mm) of the arc of the corner of the roll flange portion, and the symbol X indicates that there is biting. As shown in Table 1, in three-roll rolling with side relief = 0 and ellipticity = 0, biting occurs.

【００２１】[0021]

【表１】 [Table 1]

【００２２】また、サイドリリーフ＝０．５％、楕円率
＝０〜１．５％の３ロールスタンドを用い、外径縮小率
０．５〜３．０％で絞り圧延を実施し、噛み出しの有無
を調査した。その結果を表２に示す。なお、表２中の○
は噛み出し無しを示す。表２に示すとおり、サイドリリ
ーフが０．５％の場合においては、いずれも噛み出しは
皆無であった。また、サイドリリーフが１．０％の場合
についても、同様の試験を行ったが、サイドリリーフ
０．５％の場合と同様の結果であった。Using a three-roll stand with a side relief of 0.5% and an ellipticity of 0 to 1.5%, drawing and rolling are performed at an outer diameter reduction rate of 0.5 to 3.0%. The presence or absence of was examined. Table 2 shows the results. In Table 2,
Indicates no biting. As shown in Table 2, when the side relief was 0.5%, no biting occurred at all. The same test was performed for the case where the side relief was 1.0%, and the same result was obtained when the side relief was 0.5%.

【００２３】[0023]

【表２】 [Table 2]

【００２４】上記の結果から、３ロール式レデューサで
真円カリバーにできるスタンドは、最終段スタンドのみ
であり、しかも、その時サイドリリーフを取る必要があ
るため、必ず最終前段の３ロールは楕円でなければなら
ない。したがって、最終前段スタンドの３ロールは、０
＜楕円率の孔型を有し、最終段スタンドの３ロールは、
０＜サイドリリーフとし、おのずと噛み出し防止のため
には、３ロールスタンドは最小２段必要である。From the above results, the only stand that can be formed into a perfect circular caliber by the three-roll reducer is the last stand, and since it is necessary to take side relief at that time, the last three rolls must be elliptical. Must. Therefore, the three rolls of the last front stand are 0
<Having a hole shape of ellipticity, the 3 rolls of the final stage stand
In order to satisfy 0 <side relief and naturally prevent biting, at least two 3-roll stands are required.

【００２５】実施例５ 肉厚の異なる外径２０〜５４ｍｍの母管を各スタンド毎
に６０°の位相差を以て配列した６スタンドからなる３
ロール式レデューサで外径縮小率２０％で絞り圧延した
のち、２ロール式垂直ロールスタンドと２ロール式水平
ロールスタンドからなる定径機を用いて定径圧延した。
そして３ロール式レデューサの最終スタンド出側での外
径と、２ロール式定径機で定径後の外径を測定した。そ
の結果を図６に示す。図６に示すとおり、３ロール式レ
デューサの最終スタンド出側では、管の外径が肉厚の増
加につれて製品外径より大きくなっている。これは母管
の肉厚、強度が異なれば冷間材を圧延するときに生ずる
鋼管自体のスプリングバックと、３ロールスタンドの機
械的強度不足、剛性不足による影響と思われる。これに
対し、３ロール式レデューサの後で２ロール式定径機で
定径した場合は、母管の肉厚、強度が異なっても、ほぼ
製品外径に定径されている。Example 5 A 6-stand system in which mother tubes having different wall thicknesses and outer diameters of 20 to 54 mm were arranged with a phase difference of 60 ° for each stand 3
After reduction rolling with an outer diameter reduction ratio of 20% using a roll type reducer, constant diameter rolling was performed using a sizing machine including a two-roll type vertical roll stand and a two-roll type horizontal roll stand.
Then, the outer diameter of the three-roll reducer on the exit side of the final stand and the outer diameter after sizing with a two-roll sizing machine were measured. FIG. 6 shows the result. As shown in FIG. 6, on the exit side of the final stand of the three-roll reducer, the outer diameter of the pipe becomes larger than the outer diameter of the product as the wall thickness increases. This is considered to be due to the springback of the steel pipe itself caused when the cold material is rolled if the thickness and strength of the mother pipe are different, and the insufficient mechanical strength and rigidity of the three-roll stand. On the other hand, when the diameter is reduced by the two-roll type constant diameter machine after the three-roll type reducer, the diameter is almost set to the outer diameter of the product even if the wall thickness and strength of the mother pipe are different.

【００２６】実施例６ ３ロール式レデューサで絞り圧延後の管は、真円度が最
良となることは前記したとおりであるが、２ロール定径
機で外径調整した場合の真円度を調査するため、外径５
４ｍｍ、肉厚１．５〜７．５ｍｍの母管を、各スタンド
毎に６０°の位相差を以て配列した６スタンドからなる
３ロール式レデューサを用い、４段目スタンドまでは、
ロール楕円率３％以上で１スタンド当たり最大１０％の
外径縮小率で絞り圧延した冷間鋼管を、５段目スタンド
の３ロールの楕円率３％、最大５％の外径縮小率で絞り
圧延し、最終６段目のロール楕円率１．０％、外径縮小
率を１．２％で絞り圧延したのち、２ロール式垂直ロー
ルスタンドと２ロール式水平ロールスタンドからなる定
径機を用いて外径調整した。そして３ロール式レデュー
サの最終スタンド出側での外径と、２ロール式定径機で
外径調整後の外径を測定した。そして最大外径から最小
外径を差し引いた外径偏差（ｍｍ）を求め、肉厚との関
係における外径偏差を図７に示す。図７に示すとおり、
２ロール式定径機で外径調整後の製品Ｂは、いずれの肉
厚においても３ロール式レデューサの最終スタンド出側
での真円度Ａがそのまま維持されている。Example 6 As described above, the roundness of a pipe rolled by drawing with a three-roll reducer has the best roundness. Outer diameter 5 to investigate
Using a three-roll reducer composed of six stands each having a base tube of 4 mm and a wall thickness of 1.5 to 7.5 mm arranged with a phase difference of 60 ° for each stand, up to the fourth stage stand,
A cold-rolled steel tube drawn with a roll ellipticity of 3% or more and an outer diameter reduction rate of up to 10% per stand is drawn down with an ellipticity of 3 rolls of the 5th stand 3% and an outer diameter reduction rate of up to 5%. After rolling and squeezing the final 6th stage at a roll ellipticity of 1.0% and an outer diameter reduction ratio of 1.2%, a constant-diameter machine consisting of a 2-roll vertical roll stand and a 2-roll horizontal roll stand is used. The outer diameter was adjusted using this. The outer diameter of the three-roll reducer on the exit side of the final stand and the outer diameter after adjusting the outer diameter with a two-roll type constant diameter machine were measured. Then, an outer diameter deviation (mm) obtained by subtracting the minimum outer diameter from the maximum outer diameter is obtained, and the outer diameter deviation in relation to the wall thickness is shown in FIG. As shown in FIG.
Regarding the product B whose outer diameter has been adjusted by the two-roll type constant diameter machine, the roundness A on the exit side of the final stand of the three-roll type reducer is maintained as it is regardless of the wall thickness.

【００２７】[0027]

【発明の効果】以上述べたとおり、この発明方法によれ
ば、鋼管の冷間外径絞り圧延において、高外径縮小率で
の絞り圧延が可能となり、外径に対する肉厚比ｔ／Ｄの
高い小径厚肉鋼管を、高精度の製品外径寸法で製造でき
る。As described above, according to the method of the present invention, in the cold outer diameter reduction rolling of a steel pipe, it is possible to perform the reduction rolling at a high outer diameter reduction rate, and the thickness ratio t / D to the outer diameter can be reduced. High-precision small-diameter thick steel pipes can be manufactured with high-precision product outer diameter dimensions.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】この発明方法を実施する絞り圧延機の概略配置
図で、（ａ）図は絞り圧延機の概略配置図、（ｂ）図は
２ロール式垂直ロールスタンドと２ロール式水平ロール
スタンドからなる定径機を備えた絞り圧延機の概略配置
図ある。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic layout diagram of a reduction mill that implements the method of the present invention, (a) is a schematic layout diagram of a reduction mill, and (b) is a two-roll vertical roll stand and a two-roll horizontal roll stand. FIG. 2 is a schematic layout diagram of a reducing mill provided with a constant diameter mill consisting of:

【図２】３ロール式レデューサの楕円率の説明図であ
る。FIG. 2 is an explanatory diagram of an ellipticity of a three-roll reducer.

【図３】３ロール式レデューサのサイドリリーフの計算
方法の概略説明図である。FIG. 3 is a schematic explanatory diagram of a method of calculating a side relief of a three-roll reducer.

【図４】実施例２における３ロール式レデューサの最終
前段スタンドのロール楕円率を変えた場合の最終段スタ
ンドのロール楕円率と製品真円度との関係を示すグラフ
である。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the roll ellipticity of the final stage stand and the product roundness when the roll ellipticity of the final front stage stand of the three-roll reducer in Example 2 is changed.

【図５】実施例３における３ロール式レデューサの最終
段スタンドのロール楕円率０％、１％における外径縮小
率と外径偏差との関係を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the outer diameter reduction ratio and the outer diameter deviation at a roll ellipticity of 0% and 1% of a final stage stand of a three-roll reducer in Example 3.

【図６】実施例５における絞り圧延後および外径調整後
の肉厚と仕上外径との関係を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the thickness after reduction rolling and after adjusting the outer diameter and the finished outer diameter in Example 5.

【図７】実施例６における３ロール式レデューサ出側お
よび定径機で外径調整後の母材肉厚と外径偏差との関係
を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the relationship between the base material thickness and the outer diameter deviation after the outer diameter is adjusted by a three-roll reducer exit side and a constant diameter machine in Example 6.

【図８】従来の２ロール式レデューサの説明図で、
（ａ）図は概略側面図、（ｂ）図は１段目スタンドの正
面図、（ｃ）図は１段目スタンドの正面図である。FIG. 8 is an explanatory view of a conventional two-roll reducer.
(A) is a schematic side view, (b) is a front view of the first stand, and (c) is a front view of the first stand.

【図９】３ロール式レデューサのロール配置の説明図
で、（ａ）図は前段スタンド、（ｂ）図は次段スタンド
の正面図である。FIGS. 9A and 9B are explanatory views of a roll arrangement of a three-roll reducer. FIG. 9A is a front view of a front stand and FIG. 9B is a front view of a next stand.

【図１０】３ロール式レデューサの噛み出し説明図であ
る。FIG. 10 is an explanatory view of a three-roll reducer biting out.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 冷間鋼管 ２ ３ロール式レデューサのスタンド群 ３ 定径機 ４ ２ロール式垂直ロールスタンド ５ ２ロール式水平ロールスタンド １１ ロール ３１ 孔型ロール ３２ スタンド ３３ 母管 ４１ 孔型ロール ４２ ギャップ ４３ 鋼管 ４４ 噛み出し REFERENCE SIGNS LIST 1 cold steel pipe 2 3 roll type reducer stand group 3 constant diameter machine 4 2 roll type vertical roll stand 5 2 roll type horizontal roll stand 11 roll 31 hole type roll 32 stand 33 mother pipe 41 hole type roll 42 gap 43 steel pipe 44 Start to bite

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 鋼管を冷間絞り圧延して高精度の外径寸
法を有する鋼管を製造する方法において、冷間絞り圧延
が２スタンド以上の３ロールレデューサによる絞り工程
と、１セット以上の２ロールによる定径工程を組合せ、
３ロールレデューサによる絞り工程の最終前段スタンド
のロールを、０＜楕円率≦３％、最大外径縮小率５％で
絞り圧延し、最終段スタンドのロール周長を製品周長と
等しく設計し、０＜サイドリリーフ、ロールを０≦楕円
率≦１．５％、外径縮小率を０．５％以上で、最終前段
スタンドのロール溝底半径≦最終段スタンドのロールフ
ランジ半径としたときに決定する最大外径縮小率で絞り
圧延することを特徴とする鋼管の冷間圧延方法。1. A method for cold-rolling a steel pipe to produce a steel pipe having a high-precision outer diameter, wherein the cold-rolling is a drawing step using a three-roll reducer having two or more stands, and one or more sets of two or more rolls. Combination of roll sizing process,
The roll of the final pre-stage stand of the drawing process by the 3-roll reducer is drawn and rolled at 0 <ellipticity ≦ 3% and the maximum outer diameter reduction ratio of 5%, and the roll circumference of the final stage stand is designed to be equal to the product circumference, 0 <side relief, determined when roll is 0 ≦ ellipticity ≦ 1.5%, outer diameter reduction ratio is 0.5% or more, and roll groove bottom radius of final former stand ≦ roll flange radius of final stand A cold rolling method for a steel pipe, wherein the steel sheet is drawn and reduced at a maximum outer diameter reduction rate.