JP7180586B2 - Method for manufacturing seamless steel pipe - Google Patents
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Description
本発明は、継目無鋼管の製造方法に関し、特に、外径寸法精度および真円度に優れた継目無鋼管を製造することができる継目無鋼管の製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a seamless steel pipe manufacturing method, and more particularly to a seamless steel pipe manufacturing method capable of manufacturing a seamless steel pipe having excellent outer diameter dimensional accuracy and circularity.
継目無鋼管は、一般的に、ビレットを加熱炉で所定温度まで加熱した後に、穿孔圧延して中空素管とし、前記中空素管を延伸圧延し、さらに延伸圧延された前記中空素管を定径圧延することによって製造される。前記穿孔圧延には、ピアサーなどの穿孔圧延機が、前記延伸圧延には、マンドレルミル、プラグミルなどの延伸圧延機が、それぞれ用いられる。また、前記定径圧延は、鋼管を最終的な仕上がり寸法とするための工程であり、レデューサー、サイザー（サイジングミルともいう）などの定径圧延機を用いて行われる。 A seamless steel pipe is generally produced by heating a billet to a predetermined temperature in a heating furnace, then piercing-rolling it into a hollow shell, stretching the hollow shell, and further stretching and rolling the hollow shell. Manufactured by diameter rolling. A piercing-rolling mill such as a piercer is used for the piercing-rolling, and an elongating-rolling mill such as a mandrel mill or a plug mill is used for the elongation-rolling. Further, the sizing rolling is a process for obtaining the final finished dimensions of the steel pipe, and is performed using a sizing mill such as a reducer or a sizer (also referred to as a sizing mill).
サイザーは、ライン方向に直列に配列された複数のスタンドを備えるタンデム式圧延機であり、スタンドの数は、一般的に５～２８機程度である。そして、各スタンドは複数の孔型ロールを備えている。 A sizer is a tandem rolling mill provided with a plurality of stands arranged in series in the line direction, and the number of stands is generally about 5 to 28. Each stand has a plurality of grooved rolls.
例えば、図１は、一般的な２ロールスタンド式のサイザー９００の構造を示す模式図であり、図１（ａ）はラインを側面から見たところを、図１（ｂ）は１つのスタンドを正面（すなわち管軸方向）から見たところを、それぞれ示している。
For example, FIG. 1 is a schematic diagram showing the structure of a general two-roll
サイザー９００は複数の圧延スタンド９１０を備えており、圧延スタンド９１０は、図１（ａ）に矢印で示した、被圧延材である鋼管９２０の搬送方向（ライン方向）に直列に配列されている。なお、図１（ａ）では便宜的に４スタンド分のみを抜粋して示しているが、実際のサイザーはさらに多数のスタンドを備えることができる。
The
各圧延スタンド９１０は、対向して配置された２つの孔型ロール９３０を備えており、孔型ロール９３０の回転軸は鋼管９２０の搬送方向と直交するように配置されている。さらに、各スタンドの孔型ロール９３０の回転軸は、図（ａ）に示したように９０度ずつ交互にずらして配置されている。すなわち、孔型ロールの回転軸が垂直に配置されているスタンドと水平に配置されているスタンドが交互に配置されている。なお、図１では２ロールスタンド式のサイザーを例として示したが、３ロールスタンド式のサイザーの場合には、１スタンドが３つの孔型ロールを備え、各スタンドはロール回転軸を６０度ずつずらして配置される。
Each
定径圧延においては、このような定径圧延機を使用して、鋼管の寸法が最終的な仕上がり寸法となるように圧延が行われる。したがって、最終的に得られる継目無鋼管の寸法や形状は定径圧延条件によって決まるため、継目無鋼管の真円度を向上させるための様々な方法が提案されている。 In sizing rolling, such a sizing mill is used to perform rolling so that the steel pipe has the final finished dimensions. Therefore, since the dimensions and shape of the finally obtained seamless steel pipe are determined by the sizing conditions, various methods have been proposed to improve the roundness of the seamless steel pipe.
例えば、特許文献１では、スタンド数Ｎの３ロールスタンド式または４ロールスタンド式定径圧延機を用いた定径圧延において、製品の肉厚ｔと外径Ｄの比ｔ／Ｄに応じて、第Ｎ－１スタンドにおける孔型ロールのギャップを制御する技術が提案されている。前記技術によれば、外面傷の発生を防止できるとともに、真円度に優れた継目無鋼管を製造できるとされている。
For example, in
また、特許文献２では、複数本の素管に対して定径圧延を行う際に、ある素管に対して圧延を行った際の荷重やトルクなどの情報に基づいて、後続の素管の圧延を行う際の孔型ロールの圧下位置を調整する技術が提案されている。前記技術によれば、噛み出し傷の発生を防止できるとともに、真円度に優れた継目無鋼管を製造できるとされている。
Further, in
しかし、本発明者らの検討により、特許文献１、２に記載されているような従来の定径圧延方法には、以下に述べるような問題があることが分かった。
However, the present inventors' studies have revealed that the conventional sizing rolling methods as described in
まず、従来の定径圧延においては、定径圧延機の各スタンドにおける圧下により、管の外径を段階的に目標とする外径に近づけてゆき、最終スタンドでの圧下によって所望の外径となるように圧延が行われている。そして、最終的に得られる継目無鋼管の真円度を確保するために、最終スタンドでは、孔型ロール内に鋼管を充満させることにより管の断面形状を整えていた。 First, in conventional sizing rolling, the outer diameter of the tube is gradually brought closer to the target outer diameter by reduction at each stand of the sizing mill. Rolling is carried out so that In order to ensure the roundness of the finally obtained seamless steel pipe, the cross-sectional shape of the pipe is adjusted by filling the grooved roll with the steel pipe in the final stand.
定径圧延で使用される孔型ロールは、孔型ロールの対向する面同士が接触した状態ではなく、図１（ｂ）に矢印ｇで示したように所定の距離（ギャップｇ）だけロール表面を離間させた状態で使用される。そして、孔型ロールは、ギャップを所定の距離としたときに孔型形状が真円となるように設計されるのが通例であり、この時のギャップを基準ギャップという。 The grooved rolls used in sizing rolls are not in a state in which the opposing surfaces of the grooved rolls are in contact with each other, but the roll surfaces are separated by a predetermined distance (gap g) as shown by the arrow g in FIG. 1(b). are separated from each other. The grooved roll is generally designed so that the grooved shape becomes a perfect circle when the gap is set to a predetermined distance, and the gap at this time is called a reference gap.
したがって、上述したように最終スタンドにおいて孔型ロール内に鋼管を充満させることにより管の断面形状を真円とする従来の手法では、最終スタンドにおける孔型ロールのギャップが基準ギャップとなるように制御する必要がある。その際、ギャップを決めれば必然的に孔型ロールのボトム部外径ｄも決まるため、最終的な継目無鋼管の外径は孔型ロールのボトム部外径ｄとなる。 Therefore, as described above, in the conventional method of making the cross-sectional shape of the pipe a perfect circle by filling the grooved rolls in the final stand with steel pipes, the gap between the grooved rolls in the final stand is controlled to be the reference gap. There is a need to. At this time, if the gap is determined, the outer diameter d of the bottom portion of the grooved roll is inevitably determined, so the final outer diameter of the seamless steel pipe is the outer diameter d of the bottom portion of the grooved roll.
そのため、従来の定径圧延においては、真円度を確保しつつ所望の製品外径とするためには、ギャップが基準ギャップとなるよう配置した状態においてボトム部外径ｄが所望の製品外径となる孔型ロールを用いる必要があり、製造する継目無鋼管の外径が変わるたびに、最終スタンドの孔型ロールを交換する必要があった。そのため、生産性が低いことに加えて、製品外径ごとに多種の孔型ロールを用意しておく必要があるという問題があった。 Therefore, in conventional constant-diameter rolling, in order to obtain the desired product outer diameter while ensuring roundness, the bottom portion outer diameter d is set to the desired product outer diameter when the gap is arranged so as to be the reference gap. Therefore, it was necessary to replace the grooved roll of the final stand every time the outer diameter of the seamless steel pipe to be manufactured changed. Therefore, in addition to low productivity, there is a problem that it is necessary to prepare a variety of grooved rolls for each outer diameter of the product.
なお、上記従来の定径圧延方法においても、最終スタンドにおけるギャップを変更すれば孔型ロールを交換せずとも最終的に得られる継目無鋼管の外径を変えることは可能である。しかしその場合、基準ギャップから外れたギャップで操業することになるため、最終スタンドにおける孔型の形状が真円から外れることになるため、真円度が低下してしまう。 Even in the conventional sizing rolling method, it is possible to change the outer diameter of the finally obtained seamless steel pipe by changing the gap in the final stand without exchanging grooved rolls. However, in that case, since the operation is performed with a gap that deviates from the standard gap, the shape of the caliber in the final stand deviates from a perfect circle, resulting in a decrease in roundness.
したがって、従来の定径圧延においては、個々の製品に合わせた孔型ロールを用いることなく、優れた外径寸法精度と真円度を兼ね備えた継目無鋼管を製造することはできなかった。 Therefore, in conventional sizing rolling, it was not possible to produce a seamless steel pipe having both excellent outer diameter dimensional accuracy and roundness without using grooved rolls suited to individual products.
また、特許文献２で提案されている手法は、１回圧延を行って荷重やトルクなどの情報を取得し、それに基づいて移行の圧延の制御を行うというものであるため、最初の鋼管の製造では十分な真円度や外径寸法精度を得ることが難しいという問題もある。
In addition, the method proposed in
本発明は、上述した課題を解決することを目的としたものであり、個々の製品に合わせた孔型ロールを用いることなく、優れた外径寸法精度と真円度を兼ね備えた継目無鋼管を製造することができる継目無鋼管の製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to produce a seamless steel pipe having both excellent outer diameter dimensional accuracy and roundness without using grooved rolls suitable for individual products. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a seamless steel pipe.
発明者らは、最終スタンドにおいて孔型ロール内に鋼管を充満させることにより管の断面形状を真円とするという従来の手法とはまったく異なるアプローチにより、上記課題を解決出来ることを見出した。 The inventors have found that the above problem can be solved by an approach that is completely different from the conventional technique of making the cross-sectional shape of the pipe a perfect circle by filling the grooved roll with the steel pipe in the final stand.
上記知見を得るために行った実験の一例について、説明する。 An example of an experiment conducted to obtain the above findings will be described.
本実験では、比較のために、従来の定径圧延条件（比較例）と、本発明の条件（発明例）の２条件で定径圧延を行って、得られた継目無鋼管の外径を評価した。 In this experiment, for comparison, sizing rolling was performed under two conditions, the conventional sizing rolling conditions (comparative example) and the conditions of the present invention (invention example), and the outer diameter of the obtained seamless steel pipe was measured. evaluated.
前記定径圧延には、直列に配列された８個のスタンドを備える定径圧延機を使用し、外径３３７ｍｍの延伸圧延済み中空素管に定径圧延を施して継目無鋼管を製造した。最終的な継目無鋼管の狙い外径（目標外径）は３２０ｍｍとした。 For the sizing rolling, a sizing mill equipped with eight stands arranged in series was used to sizing the draw-rolled hollow shell having an outer diameter of 337 mm to produce a seamless steel pipe. The target outer diameter (target outer diameter) of the final seamless steel pipe was set to 320 mm.
図２は、使用した定径圧延機の各圧延スタンドにおける孔型周長を示すグラフである。図中、四角（□）が比較例、白丸（○）が発明例における外径を、それぞれ示す。比較例は、従来の定径圧延条件であり、具体的には、各スタンドにおける圧下により管のボトム部外径を段階的に目標とする外径に近づけてゆき、最終スタンドでの圧下によって所望の外径となるように圧延する条件である。なお、第５スタンドにおける孔型周長が第４スタンドよりも大きくなっているが、これは本実験では第５スタンドの孔型ロールを搬送ロールとして利用するために、意図的にロールギャップを大きくしたためである。また、比較例の最終スタンドにおける孔型ロールは、ボトム部外径が管の狙い外径となるように、基準ギャップから外れたギャップとなっている。 FIG. 2 is a graph showing the groove circumference in each rolling stand of the sizing mill used. In the figure, a square (□) indicates the outer diameter of the comparative example, and a white circle (○) indicates the outer diameter of the invention example. The comparative example is a conventional constant-diameter rolling condition. It is a condition for rolling so that the outer diameter is Note that the caliber circumference of the fifth stand is larger than that of the fourth stand. This is because Also, the grooved roll in the final stand of the comparative example has a gap that deviates from the standard gap so that the outer diameter of the bottom portion is the target outer diameter of the tube.
一方、発明例では、従来と異なり、最終スタンドにおける孔型周長が第７スタンドにおける孔型周長よりも大きくなる条件とした。そして、第７スタンドでは、ボトム部外径を制御することに代えて、孔型ロールの孔型周長が継目無鋼管の狙い外周長となるよう制御した。本実験の場合、狙い外径が３２０ｍｍであるから、狙い外周長は、３２０ｍｍ×π、すなわち約１００５．３ｍｍとなる。 On the other hand, in the invention example, unlike the conventional case, the condition was that the caliber circumference at the final stand was larger than the caliber circumference at the seventh stand. In the seventh stand, instead of controlling the outer diameter of the bottom portion, the perimeter of the grooved roll of the grooved roll was controlled to match the target perimeter of the seamless steel pipe. In the case of this experiment, since the target outer diameter is 320 mm, the target outer peripheral length is 320 mm×π, that is, about 1005.3 mm.
図３は、上記の２条件で得られた継目無鋼管の外径（定径圧延機の出側における外径）を示した図であり、ボトム部外径、フランジ部外径、および平均外径を示している。ここで、継目無鋼管のボトム部外径とは、最終スタンドのボトム部に対応する部分における外径を指すものとする。同様に、継目無鋼管のフランジ部外径とは、最終スタンドのフランジ部に対応する部分における外径を指すものとする。また、平均外径は、前記ボトム部外径とフランジ部外径の平均値を指すものとする。 FIG. 3 shows the outer diameters of the seamless steel pipes obtained under the above two conditions (the outer diameter at the delivery side of the sizing mill). indicates the diameter. Here, the outer diameter of the bottom portion of the seamless steel pipe refers to the outer diameter of the portion corresponding to the bottom portion of the final stand. Similarly, the outer diameter of the flange portion of the seamless steel pipe refers to the outer diameter of the portion corresponding to the flange portion of the final stand. Also, the average outer diameter refers to the average value of the outer diameter of the bottom portion and the outer diameter of the flange portion.
図３に示した結果から分かるように、比較例では、最終スタンドで制御しているボトム部外径は狙い外径に近い値となっているものの、フランジ部および平均外径は狙い外径から大きく外れている。これは、従来の方法では最終スタンドで孔型ロール内に鋼管を充満させることにより管の断面形状を整えているため、直接制御できないフランジ方向に管が広がってしまうためである。したがって、従来の定径圧延方法において、このような真円度の低下を避けるためには、先にも述べたように、ギャップが基準ギャップとなるよう配置した状態においてボトム部外径ｄが所望の製品外径となる孔型ロールを用いる必要があり、したがって、製造する継目無鋼管の外径ごとに最終スタンドの孔型ロールを用意する必要がある。これに対して発明例では、ボトム部外径、フランジ部外径ともに狙い外径に近い値となっており、真円度に優れる継目無鋼管が得られている。 As can be seen from the results shown in FIG. 3, in the comparative example, the outer diameter of the bottom portion controlled by the final stand is close to the target outer diameter, but the flange portion and average outer diameter are different from the target outer diameter. far off. This is because, in the conventional method, the cross-sectional shape of the pipe is adjusted by filling the grooved rolls with the steel pipe in the final stand, and the pipe expands in the flange direction, which cannot be directly controlled. Therefore, in the conventional constant diameter rolling method, in order to avoid such a decrease in roundness, as described above, the bottom outer diameter d is desired when the gap is arranged to be the reference gap. Therefore, it is necessary to prepare a caliber roll for the final stand for each outer diameter of the seamless steel pipe to be manufactured. On the other hand, in the invention examples, both the outer diameter of the bottom portion and the outer diameter of the flange portion are close to the target outer diameter, and a seamless steel pipe having excellent roundness is obtained.
本発明は上記知見に基づくものであり、その要旨は次の通りである。 The present invention is based on the above findings, and the gist thereof is as follows.
１．ビレットを穿孔圧延して中空素管とし、
前記中空素管を延伸圧延し、
延伸圧延された前記中空素管を、直列に配列されたＮ個のスタンドを備える定径圧延機により定径圧延して継目無鋼管とする、継目無鋼管の製造方法であって、
前記定径圧延機の各スタンドは、複数の孔型ロールを備えており、
（ａ）前記定径圧延機の第Ｎ番目のスタンドにおける孔型周長ＬNが第Ｎ－１番目のスタンドにおける孔型周長ＬN-1以上であり、
（ｂ）前記定径圧延機の第Ｎ－１番目のスタンドにおいては、下記（１）式で定義されるΔＬが－０．２４％以上、０．２４％以下となるよう該第Ｎ－１番目のスタンドの孔型ロールを制御し、
（ｃ）前記定径圧延機の第Ｎ番目のスタンドにおいては、下記（２）式で定義されるΔＤが－０．２０以上、０．２０以下となるよう該第Ｎ番目のスタンドの孔型ロールを制御する、継目無鋼管の製造方法。
ΔＬ＝（ＬN-1－Ｃ）／Ｃ×１００（％）…（１）
ΔＤ＝（ＤN－Ｄ）／Ｄ×１００（％）…（２）
［ここで、
ＬN-1：前記定径圧延機の第Ｎ－１番目のスタンドの孔型ロールの孔型周長（ｍｍ）、
Ｃ：前記継目無鋼管の狙い外周長（ｍｍ）
ＤN：前記定径圧延機の第Ｎ番目のスタンドの孔型ロールのボトム部外径（ｍｍ）、
Ｄ：前記継目無鋼管の狙い外径（ｍｍ）］
1. A billet is pierced and rolled to form a hollow shell,
stretching and rolling the hollow shell;
A method for manufacturing a seamless steel pipe, wherein the stretch-rolled hollow shell is sizing-rolled by a sizing mill having N stands arranged in series to obtain a seamless steel pipe, the method comprising:
Each stand of the sizing mill is equipped with a plurality of grooved rolls,
(a) the groove circumference L N at the N-th stand of the sizing mill is equal to or greater than the groove circumference L N-1 at the N-1th stand;
(b) In the N−1th stand of the sizing mill, the N−1th control the grooved roll of the second stand,
(c) In the N-th stand of the sizing mill, the caliber of the N-th stand so that ΔD defined by the following formula (2) is −0.20 or more and 0.20 or less A method for manufacturing seamless steel pipes by controlling rolls.
ΔL = (L N-1 -C)/C x 100 (%) (1)
ΔD=( DN -D)/D×100(%) (2)
[here,
L N-1 : Perimeter length (mm) of the grooved roll of the N-1th stand of the sizing mill,
C: Target peripheral length of the seamless steel pipe (mm)
D N : Outer diameter (mm) of the bottom portion of the grooved roll of the N-th stand of the sizing mill,
D: Target outer diameter (mm) of the seamless steel pipe]
本発明によれば、製品外径に合わせて孔型ロールを使い分けることなく、優れた外径寸法精度と真円度を兼ね備えた継目無鋼管を製造することができる。 According to the present invention, it is possible to manufacture a seamless steel pipe having both excellent outer diameter dimensional accuracy and roundness without using different grooved rolls according to the outer diameter of the product.
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明は、本発明の好適な一実施態様を示すものであり、本発明は、以下の説明によって何ら限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below. The following description shows a preferred embodiment of the present invention, and the present invention is not limited by the following description.
本発明においては、ビレットを穿孔圧延して中空素管とし、前記中空素管を延伸圧延し、 延伸圧延された前記中空素管を定径圧延して継目無鋼管とする。前記ビレットとしては、とくに限定されることなく、任意の鋼からなるビレットを用いることができる。また、前記穿孔圧延および延伸圧延は、特に限定されず任意の条件で行うことができる。前記延伸圧延の後、定形圧延の前には、さらに任意に前記中空素管を摩管することができる。前記摩管には、リーラーを用いることができる。 In the present invention, a billet is pierced and rolled to form a hollow shell, the hollow shell is stretch-rolled, and the stretch-rolled hollow shell is sizing-rolled into a seamless steel pipe. The billet is not particularly limited, and any billet made of steel can be used. Moreover, the piercing-rolling and elongation-rolling are not particularly limited and can be performed under arbitrary conditions. After the elongation-rolling and before the shaping-rolling, the hollow shell can optionally be rolled. A reeler can be used for the rolling tube.
前記定径圧延は、直列に配列されたＮ個のスタンドを備える定径圧延機を用いて行う。前記定径圧延機のスタンド数Ｎは、とくに限定されることなく任意の数とすることができるが、一般的には、５～２８とすることが好ましく、６～１２とすることがより好ましい。 The sizing rolling is performed using a sizing mill having N stands arranged in series. The number of stands N of the sizing mill is not particularly limited and can be any number, but in general, it is preferably 5 to 28, more preferably 6 to 12. .
前記定径圧延機の各スタンドは、複数の孔型ロールを備えている。１スタンドあたりの孔型ロールの数は特に限定されないが、一般的には２または３とすることが好ましい。また、本発明は、孔型ロールのカリバーが単一の円弧で構成されている場合のみならず、孔型ロールのカリバーが複数の円弧を繋ぎ合せた形状である場合にも適用できる。 Each stand of the sizing mill comprises a plurality of grooved rolls. Although the number of grooved rolls per stand is not particularly limited, it is generally preferable to set it to 2 or 3. Moreover, the present invention can be applied not only when the caliber of the grooved roll is formed of a single arc, but also when the caliber of the grooved roll is formed by connecting a plurality of arcs.
（ａ）ＬN≧ＬN-1
本発明においては、定径圧延機の第Ｎ番目のスタンドにおける孔型周長ＬNが第Ｎ－１番目のスタンドにおける孔型周長ＬN-1以上であることが重要である。従来の定径圧延においては、上述したように最終スタンドにおいて孔型ロール内に鋼管を充満させることにより管の断面形状を真円としていた。そのため、第Ｎ番目のスタンドにおける孔型周長ＬNは、第Ｎ－１番目のスタンドにおける孔型周長ＬN-1未満に設定されている（ＬN＜ＬN-1）。これに対して本発明では、鋼管外周長の制御は第Ｎ－１番目のスタンドで行うため、最終スタンドにおいて孔型ロール内に鋼管を充満させる必要が無い。そのため、ＬNをＬN-1以上とする。
(a) LN ≧LN -1
In the present invention, it is important that the groove circumference L N at the N-th stand of the sizing mill is greater than or equal to the groove circumference L N-1 at the (N−1)-th stand. In conventional sizing rolling, as described above, steel pipes are filled in grooved rolls in the final stand to make the cross-sectional shape of the pipes perfectly circular. Therefore, the groove circumference L N at the Nth stand is set to be less than the groove circumference L N-1 at the (N− 1 )th stand (L N <L N-1 ). On the other hand, in the present invention, since the control of the outer circumference of the steel pipe is performed at the (N-1)th stand, there is no need to fill the grooved roll with the steel pipe at the final stand. Therefore, L N is set to be equal to or greater than L N-1 .
なお、本発明において孔型周長とは、実際に圧延を行う際のギャップにセットアップされた孔型ロールにおける孔型の周長を指すものとする。 In the present invention, the groove circumference refers to the circumference of the groove in the groove rolls set up in the gap during actual rolling.
（ｂ）ΔＬ：－０．２４～０．２４％
また、前記定径圧延機の第Ｎ－１番目のスタンドにおいては、下記（１）式で定義されるΔＬが－０．２４％以上、０．２４％以下となるよう該第Ｎ－１番目のスタンドの孔型ロールを制御する。
ΔＬ＝（ＬN-1－Ｃ）／Ｃ×１００（％）…（１）
ここで、
ＬN-1：定径圧延機の第Ｎ－１番目のスタンドの孔型ロールの孔型周長（ｍｍ）、
Ｃ：継目無鋼管の狙い外周長（ｍｍ）
(b) ΔL: -0.24 to 0.24%
Also, in the N-1th stand of the sizing mill, the N-1th to control the caliber roll of the stand.
ΔL = (L N-1 -C)/C x 100 (%) (1)
here,
L N-1 : Perimeter length (mm) of the grooved roll of the N-1th stand of the sizing mill,
C: Target peripheral length of seamless steel pipe (mm)
本発明では、第Ｎ－１番目のスタンドにおいて、鋼管の外周長を狙い外周長とすることを意図して、該第Ｎ－１番目のスタンドの孔型ロールを制御する。そのためには、第Ｎ－１番目のスタンドの孔型ロールの孔型周長ＬN-1を、継目無鋼管の狙い外周長Ｃとすることが望ましいが、実際の制御においてはある程度の幅が許容される。そこで、具体的には、上記（１）式で定義されるΔＬの値を－０．２４～０．２４％とする。ΔＬが前記範囲から外れる場合、最終的に得られる継目無鋼管の外径寸法精度および真円度の少なくとも一方が不十分となる。 In the present invention, the grooved rolls of the (N−1)th stand are controlled with the intention of making the outer peripheral length of the steel pipe the target for the (N−1)th stand. For this purpose, it is desirable to set the groove circumference L N-1 of the groove roll of the N-1th stand to the target circumference C of the seamless steel pipe, but in actual control, a certain width is required. Permissible. Therefore, specifically, the value of ΔL defined by the above formula (1) is set to -0.24 to 0.24%. If ΔL is out of the above range, at least one of outer diameter dimensional accuracy and circularity of the finally obtained seamless steel pipe will be insufficient.
なお、狙い外周長Ｃとは、最終的に製造する継目無鋼管の外周長を指す。例えば、狙い外径Ｄが決まっている場合には、Ｄπを狙い外周長とすることができる。 The target outer circumference C refers to the outer circumference of the finally manufactured seamless steel pipe. For example, when the target outer diameter D is determined, Dπ can be set as the target outer diameter.
また、孔型ロールの孔型周長Ｌは常法に従って求めることができる。例えば、単一のカリバー曲率を有する、シングルＲタープの孔型ロールの場合、下記の式により孔型ロールの孔型周長Ｌを求めることができる。
ここで、数式中の各記号の定義は次の通りである（図４参照）。
Ｌ：孔型周長
Ｒ：孔型の曲率半径
Ｓ：オフセット
Here, the definition of each symbol in the formula is as follows (see FIG. 4).
L: Perimeter length of groove R: Radius of curvature of groove S: Offset
なお、オフセットとは、孔型の曲率中心Ｃに対する、実際の孔型中心であるパスセンターＣPのオフセットを指すものとし、図４に示すように孔型を基準ギャップよりも締め込んだ際に正の値をとると定義とする。また、θは下記の式で定義される角度である。
また、２つのカリバー曲率を有する、ダブルＲタイプの孔型ロールの場合には、下記の式により孔型ロールの孔型周長Ｌを求めることができる。
ここで、数式中の各記号の定義は次の通りである（図５参照）。
Ｌ：孔型周長
Ｒ１：孔型の第１の曲率半径
Ｒ２：孔型の第２の曲率半径
Ｓ１：パスセンターＣPに対するＲ１のオフセット
Ｓ２：パスセンターＣPに対するＲ２のオフセット
Here, the definition of each symbol in the formula is as follows (see FIG. 5).
L: Perimeter of the groove R1: First radius of curvature of the groove R2: Second radius of curvature of the groove S1: Offset of R1 with respect to path center CP S2: Offset of R2 with respect to path center CP
また、θ１およびθ２は下記の式で定義される角度である。
したがって、定径圧延機の第Ｎ－１番目のスタンドの孔型ロールの孔型周長ＬN-1は、第Ｎ－１番目のスタンドの孔型ロールの曲率半径およびオフセットの値から算出することができる。 Therefore, the groove circumference L N-1 of the grooved roll of the N-1th stand of the sizing mill is calculated from the curvature radius and the offset value of the grooved roll of the N-1th stand. be able to.
（ｃ）ΔＤ：－０．２０～０．２０％
さらに、第Ｎ番目のスタンドにおいては、下記（２）式で定義されるΔＤが－０．２０以上、０．２０以下となるよう該第Ｎ番目のスタンドの孔型ロールを制御する、
ΔＤ＝（ＤN－Ｄ）／Ｄ×１００（％）…（２）
ここで、
ＤN：前記定径圧延機の第Ｎ番目のスタンドの孔型ロールのボトム部外径（ｍｍ）、
Ｄ：前記継目無鋼管の狙い外径（ｍｍ）
(c) ΔD: -0.20 to 0.20%
Furthermore, in the Nth stand, the grooved roll of the Nth stand is controlled so that ΔD defined by the following formula (2) is −0.20 or more and 0.20 or less,
ΔD=( DN -D)/D×100(%) (2)
here,
D N : Outer diameter (mm) of the bottom portion of the grooved roll of the N-th stand of the sizing mill,
D: Target outer diameter of the seamless steel pipe (mm)
なお、「ボトム部」とは、図４、５に点Ｂとして示すように、孔型ロールの外周面に設けられたカリバー（溝）の底部であり、言い換えると、孔型ロールの直径が最小となる点である。また、「ボトム部」とは、カリバーの深さが、孔型ロールの回転軸方向において最大、かつ管軸方向（パスライン方向）において最小となるポイントと定義することもできる。そして、「ボトム部外径」とは、実際に圧延を行う際のギャップに孔型ロールがセットアップされた状態での、前記ボトム部における孔型の径を指すものとする。図４、５に示すように、通常、ボトム部Ｂは孔型ロールの幅方向中央に位置し、ボトム部外径は、図１（ｂ）に矢印ｄで示したように、対向する孔型ロールのボトム部間の距離となる。 The “bottom part” is the bottom part of the caliber (groove) provided on the outer peripheral surface of the grooved roll, as shown by point B in FIGS. is the point. The "bottom part" can also be defined as a point where the depth of the caliber is maximum in the direction of the rotational axis of the grooved roll and minimum in the direction of the tube axis (pass line direction). The term "outer diameter of the bottom portion" refers to the diameter of the caliber at the bottom when the caliber rolls are set up in the gap during actual rolling. As shown in FIGS. 4 and 5, the bottom portion B is normally positioned at the center in the width direction of the caliber roll, and the outer diameter of the bottom portion It is the distance between the bottoms of the roll.
本発明では、第Ｎ番目のスタンドにおいて、鋼管の外径を狙い外径とすることを意図して、該第Ｎ番目のスタンドの孔型ロールを制御する。そのためには、第Ｎ番目のスタンドの孔型ロールのボトム部外径ＤNを、継目無鋼管の狙い外径Ｄとすることが望ましいが、実際の制御においてはある程度の幅が許容される。そこで、具体的には、上記（２）式で定義されるΔＤの値を－０．２０～０．２０％とする。ΔＤが前記範囲から外れる場合、最終的に得られる継目無鋼管の外径寸法精度および真円度の少なくとも一方が不十分となる。 In the present invention, the caliber roll of the Nth stand is controlled with the intention of making the outer diameter of the steel pipe the target outer diameter at the Nth stand. For this purpose, it is desirable to set the bottom outer diameter D N of the grooved roll of the Nth stand to the target outer diameter D of the seamless steel pipe, but a certain width is allowed in actual control. Therefore, specifically, the value of ΔD defined by the above formula (2) is set to −0.20 to 0.20%. If ΔD is out of the range, at least one of outer diameter dimensional accuracy and circularity of the finally obtained seamless steel pipe becomes insufficient.
本発明の継目無鋼管の製造方法は、とくに限定されることなく任意の寸法の継目無鋼管の製造に利用することができる。しかし、管の剛性は管の外径Ｄに対する肉厚ｔの比（ｔ／Ｄ）と相関があり、ｔ／Ｄが大きいほど剛性が高く、低いほど剛性が低くなる。ｔ／Ｄが１．９％以上であれば、剛性が向上し、その結果、定径圧延中の座屈による管内外面の傷の発生を防止できる。そのため、傷の防止の観点からは、ｔ／Ｄが１．９％以上であることが好ましく、２．１％以上であることがより好ましく、２．５％以上であることがさらに好ましい。一方、ｔ／Ｄが２５％以下であれば、過剰な剛性に起因する定径圧延不良が防止でき、その結果、より確実に外周長を制御することができる。そのため、ｔ／Ｄが２５％以下であることが好ましく、２４％以下であることがより好ましく、２１％以下であることがさらに好ましい。なお、本発明においては、ｔ／Ｄを求めるためのＤとして、狙い外径を用いればよい。 The method for manufacturing a seamless steel pipe according to the present invention can be used to manufacture seamless steel pipes of any size without particular limitation. However, the rigidity of the pipe is correlated with the ratio (t/D) of the wall thickness t to the outer diameter D of the pipe. If t/D is 1.9% or more, the rigidity is improved, and as a result, it is possible to prevent the inner and outer surfaces of the pipe from being damaged due to buckling during sizing rolling. Therefore, from the viewpoint of scratch prevention, t/D is preferably 1.9% or more, more preferably 2.1% or more, and even more preferably 2.5% or more. On the other hand, if t/D is 25% or less, it is possible to prevent sizing defects caused by excessive rigidity, and as a result, it is possible to control the outer peripheral length more reliably. Therefore, t/D is preferably 25% or less, more preferably 24% or less, and even more preferably 21% or less. In the present invention, the target outer diameter may be used as D for obtaining t/D.
次に、実施例に基づいて、本発明についてさらに具体的に説明する。しかし、本発明は下記の実施例によって制限を受けるものではなく、本発明の趣旨に適合し得る範囲内にて適宜変更することも可能であり、これらは何れも本発明の技術的範囲に含まれる。 EXAMPLES Next, the present invention will be described more specifically based on examples. However, the present invention is not limited by the following examples, and can be modified as appropriate within the scope of the gist of the present invention, and any of these are included in the technical scope of the present invention. be
ビレットをピアサーにより穿孔圧延して中空素管とし、次いで、前記中空素管に対してエロンゲーターとプラグミルによる延伸圧延、およびリーラーによる摩管を施した。その後、前記中空素管をサイザーにより定径圧延して継目無鋼管を製造した。 The billet was pierced and rolled by a piercer to form a hollow shell, and then the hollow shell was stretch-rolled by an elongator and a plug mill, and rolled by a reeler. After that, the hollow shell was rolled by a sizer to produce a seamless steel pipe.
前記定径圧延には、各スタンドが２つの孔型ロールを備える２ロールスタンド式の定径圧延機を使用した。また、定径圧延に供した中空素管（すなわち延伸圧延および摩管後の中空素管）の外径および肉厚、ならびに定径圧延条件を表１に示す。定径圧延条件としては、狙い外径Ｄ、肉厚、ΔＬ、およびΔＤを記載した。なお、サイザーによる定形圧延では管の肉厚が変化しないため、定径圧延後の継目無鋼管の肉厚は、使用した中空素管の肉厚に等しい。また、製造する継目無鋼管の寸法は、比較的加工が容易なｔ／Ｄ：２．４％から、比較的加工が難しいｔ／Ｄ：２２％までの範囲とした。圧延温度（定径圧延に供する中空素管の外表面における温度）については圧延機のモーターがトリップするのを防ぐために９００℃で統一した。 For the sizing rolling, a two-roll stand type sizing mill having two grooved rolls in each stand was used. Table 1 shows the outer diameter and wall thickness of the hollow shell subjected to sizing rolling (that is, the hollow shell after stretching and rolling) and the sizing conditions. As the sizing conditions, the target outer diameter D, wall thickness, ΔL, and ΔD are described. Since the wall thickness of the pipe does not change during sizing rolling with a sizer, the wall thickness of the seamless steel pipe after sizing is equal to the wall thickness of the hollow shell used. The dimensions of the seamless steel pipe to be manufactured ranged from t/D: 2.4%, which is relatively easy to process, to t/D: 22%, which is relatively difficult to process. The rolling temperature (the temperature at the outer surface of the hollow shell to be subjected to sizing rolling) was uniformly set at 900° C. in order to prevent the motor of the rolling mill from tripping.
次いで、得られた継目無鋼管の外径寸法精度および真円度を以下の手順で評価した。まず、最終的に得られた継目無鋼管の最大外径Ｄmax（ｍｍ）と最小外径Ｄmin（ｍｍ）を定径圧延機の出側において測定し、下記（３）式で定義される平均外径Ｄaveを求めた。得られた平均外径Ｄave（ｍｍ）と狙い外径Ｄ（ｍｍ）を用いて、次の（４）式により外径寸法精度を求めた。また、次の（５）式により真円度を求めた。
Ｄave＝（Ｄmax＋Ｄmin）／２…（３）
外径寸法精度（％）＝（Ｄave－Ｄ）／Ｄ×１００…（４）
真円度（％）＝（Ｄmax－Ｄmin）／Ｄave×１００…（５）
Next, the outer diameter dimensional accuracy and circularity of the obtained seamless steel pipes were evaluated by the following procedures. First, the maximum outer diameter Dmax (mm) and the minimum outer diameter Dmin (mm) of the finally obtained seamless steel pipe were measured on the delivery side of the sizing mill, and An average outer diameter D ave was obtained. Using the obtained average outer diameter D ave (mm) and the target outer diameter D (mm), the dimensional accuracy of the outer diameter was determined by the following equation (4). In addition, the roundness was determined by the following formula (5).
D ave = (D max + D min )/2 (3)
Outer diameter dimensional accuracy (%) = (D ave - D) / D x 100 (4)
Roundness (%) = ( Dmax - Dmin )/ Dave x 100 (5)
外径寸法精度および真円度の評価結果を表１に併記する。表１に示した結果から分かるように、本願発明の条件を満たす実施例では、製品外径に合わせて孔型ロールを使い分けずとも、優れた外径寸法精度と真円度を兼ね備えた継目無鋼管が得られた。具体的には、
本発明の製造方法によれば、外径寸法精度が０．２％以下、かつ真円度が０．５％以下の継目無鋼管を製造することができた。これに対して、本願発明の条件を満たさない比較例では、外径寸法精度および真円度の一方または両方が劣っていた。
Table 1 also shows the evaluation results of outer diameter dimensional accuracy and roundness. As can be seen from the results shown in Table 1, in the examples that meet the requirements of the present invention, seamless rolls with both excellent outer diameter dimensional accuracy and roundness can be obtained without properly using grooved rolls according to the outer diameter of the product. A steel pipe was obtained. In particular,
According to the manufacturing method of the present invention, a seamless steel pipe having an outer diameter dimensional accuracy of 0.2% or less and a roundness of 0.5% or less could be manufactured. On the other hand, in the comparative examples that did not satisfy the conditions of the present invention, one or both of the outer diameter dimensional accuracy and the roundness were inferior.
９００ 定径圧延機
９１０ スタンド
９２０ 鋼管
９３０ 孔型ロール
900
Claims (1)
前記中空素管を延伸圧延し、
延伸圧延された前記中空素管を、直列に配列されたＮ個のスタンドを備える定径圧延機により定径圧延して継目無鋼管とする、継目無鋼管の製造方法であって、
前記定径圧延機の各スタンドは、複数の孔型ロールを備えており、
（ａ）前記定径圧延機の第Ｎ番目のスタンドにおける孔型周長ＬNが第Ｎ－１番目のスタンドにおける孔型周長ＬN-1以上であり、
（ｂ）前記定径圧延機の第Ｎ－１番目のスタンドにおいては、下記（１）式で定義されるΔＬが－０．２４％以上、０．２４％以下となるよう該第Ｎ－１番目のスタンドの孔型ロールを制御し、
（ｃ）前記定径圧延機の第Ｎ番目のスタンドにおいては、下記（２）式で定義されるΔＤが－０．２０以上、０．２０以下となるよう該第Ｎ番目のスタンドの孔型ロールを制御する、継目無鋼管の製造方法。
ΔＬ＝（ＬN-1－Ｃ）／Ｃ×１００（％）…（１）
ΔＤ＝（ＤN－Ｄ）／Ｄ×１００（％）…（２）
［ここで、
ＬN-1：前記定径圧延機の第Ｎ－１番目のスタンドの孔型ロールの孔型周長（ｍｍ）、
Ｃ：前記継目無鋼管の狙い外周長（ｍｍ）
ＤN：前記定径圧延機の第Ｎ番目のスタンドの孔型ロールのボトム部外径（ｍｍ）、
Ｄ：前記継目無鋼管の狙い外径（ｍｍ）］ A billet is pierced and rolled to form a hollow shell,
stretching and rolling the hollow shell;
A method for manufacturing a seamless steel pipe, wherein the stretch-rolled hollow shell is sizing-rolled by a sizing mill having N stands arranged in series to obtain a seamless steel pipe, the method comprising:
Each stand of the sizing mill is equipped with a plurality of grooved rolls,
(a) the groove circumference L N at the N-th stand of the sizing mill is equal to or greater than the groove circumference L N-1 at the N-1th stand;
(b) In the N−1th stand of the sizing mill, the N−1th control the grooved roll of the second stand,
(c) In the N-th stand of the sizing mill, the caliber of the N-th stand so that ΔD defined by the following formula (2) is −0.20 or more and 0.20 or less A method for manufacturing seamless steel pipes by controlling rolls.
ΔL = (L N-1 -C)/C x 100 (%) (1)
ΔD=( DN -D)/D×100(%) (2)
[here,
L N-1 : Perimeter length (mm) of the grooved roll of the N-1th stand of the sizing mill,
C: Target peripheral length of the seamless steel pipe (mm)
D N : Outer diameter (mm) of the bottom portion of the grooved roll of the N-th stand of the sizing mill,
D: Target outer diameter (mm) of the seamless steel pipe]
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