JPH0687008A - Manufacture of seamless steel tube and mandrel mill used therefor - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To provide a method for manufacturing a seamless steel tube with which the number of utilization of mandrel bars is greatly reduced and for which the accuracy of an outside diameter is favorable and a mandrel bar which is used therefor. CONSTITUTION:A tube stock is rolled by using the mandrel bars with the same diameter and with a two-roll mill in which two or more stands are arranged at the phase of 90 deg., then the part of max. wall thickness deviation which is generated by rolling with the two-roll mill in the preceding stage is refined by rolling with two two-roll mills or one four-roll mill in the four directions that are inclined by 45 deg. to the rolling direction of the two-roll mills and the finished thickness of the steel tube is changed by changing the rolling reduction of roll at each roll mill. The deviation of max. wall thickness is reduced in this manufacturing method, so allowable rolling reduction is increased from the allowable max. deviation and rolling reduction can be changed by using the mandrel bar with the same outside diameter. Then, the number of mandrel in utilization is decreased.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は継目無し鋼管の製法及び
それに用いるマンドレルミルに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a seamless steel pipe and a mandrel mill used therefor.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来より継目無し鋼管の製造には、外径
基準方式と称される方法と、内径基準方式と称される方
法とが用いられている。外径基準方式による製法を図７
に基づき説明する。まず、ビレットBLを熱間でピアサー
51により穿孔して（同図（Ａ）参照）、中空シェルとも
称される素管Ｓを作り、この素管ＳにマンドレルバーＭ
を挿入した状態でマンドレルミル52で延伸圧延を行う
（同図（Ｂ）参照）。マンドレルミル52はピアサー51で
の内面穿孔傷の解消と鋼管Ｐを所定の肉厚寸法に仕上げ
ることを目的としており、交互に90°づつ傾斜させた複
数スタンドの孔型ロール圧延機群で構成されている。マ
ンドレルミル52を通った鋼管Ｐは、更にサイザー又はス
トレッチレジューサ53により外径寸法の仕上げが行われ
（同図（Ｃ）参照）、最終製品である継目無し鋼管Ｐが
得られる。上記のマンドレルミル52では、ロール孔形の
仕上径を一定に固定し、仕上り肉厚の変更は外径サイズ
の異なるマンドレルバーに交換することにより行ってい
る。このため、上記製法は外径基準方式と称されてい
る。2. Description of the Related Art Conventionally, a method called an outer diameter reference method and a method called an inner diameter reference method have been used for manufacturing a seamless steel pipe. Figure 7 shows the manufacturing method based on the outer diameter standard method.
It will be explained based on. First, the billet BL is hot pierced
Perforation is performed by 51 (see FIG. 1A) to form a shell S, which is also called a hollow shell, and a mandrel bar M is attached to this shell S.
The sheet is inserted and stretch-rolled by the mandrel mill 52 (see FIG. 2B). The mandrel mill 52 is intended to eliminate inner surface piercing scratches on the piercer 51 and finish the steel pipe P to a predetermined wall thickness, and is composed of a group of multi-stand hole rolling mills inclined alternately by 90 °. ing. The steel pipe P that has passed through the mandrel mill 52 is further finished to have an outer diameter by a sizer or stretch reducer 53 (see FIG. 7C), and a final product seamless steel pipe P is obtained. In the above mandrel mill 52, the finished diameter of the roll hole shape is fixed, and the finished wall thickness is changed by exchanging mandrel bars having different outer diameter sizes. Therefore, the above manufacturing method is referred to as an outer diameter standard method.

【０００３】ところが、製品としての継目無し鋼管の肉
厚ピッチは0.5mm 刻みのため、マンドレルバーＭは直径
で１mmピッチのものを準備しておき、製品の要求肉厚毎
にマンドレルバーＭを換えて圧延している。また、マン
ドレルバーＭは一つの圧延サイズに対し循環使用される
ため同一サイズのものを複数本準備する必要がある。し
たがって、例えばマンドレルミルでの仕上径１種類に対
し肉厚の種類を30種、循環本数を５本とすると150 本の
マンドレルバーを用意する必要があり、さらに仕上径が
３種類あるとトータル450 本ものマンドレルバーを準備
保管しておかなければならない。とりわけ中径サイズ
（約 200φ〜約 400φ）の継目無し鋼管製造用マンドレ
ルミルではマンドレルバーの径、長さ、重量共大きく、
扱いが困難なために使用本数が多いことが大きな問題と
なっている。However, since the seamless steel pipe as a product has a wall thickness pitch of 0.5 mm, a mandrel bar M having a diameter of 1 mm is prepared, and the mandrel bar M is changed according to the required wall thickness of the product. Rolling. Further, since the mandrel bar M is cyclically used for one rolling size, it is necessary to prepare a plurality of mandrel bars of the same size. Therefore, for example, it is necessary to prepare 150 mandrel bars with 30 types of wall thickness and 5 circulations for 1 type of finishing diameter in a mandrel mill. A real mandrel bar must be prepared and stored. Especially in a mandrel mill for manufacturing seamless steel pipes of medium diameter size (about 200φ to about 400φ), the diameter, length and weight of the mandrel bar are large.
Since it is difficult to handle, it is a big problem that the number of used pieces is large.

【０００４】このような問題に対処する為、マンドレル
バー径を変える必要のない内径基準方式の圧延も検討さ
れている。この内径基準方式は、内径を固定し、外径
（ロール孔形径）を変える方式であり、図８に示すよう
な、サイドリリーフ付の基準半径Ｒのラウンドカリバー
ロールを仕上げ２スタンドに組込み、ロール圧下により
外径寸法を変更する製法である。In order to deal with such a problem, rolling of an inner diameter standard system which does not require changing the diameter of the mandrel bar has been studied. This inner diameter reference method is a method in which the inner diameter is fixed and the outer diameter (roll hole shape diameter) is changed. As shown in FIG. 8, a round caliber roll with a reference radius R with side relief is incorporated into the finishing 2 stand, This is a manufacturing method in which the outer diameter is changed by rolling down the roll.

【０００５】ところが、かかる製法において、従来型の
スタンド毎に90°交差させた２ロールミルでの圧延で
は、ミル出側の仕上り形状は、圧下と共に略四角形状と
なり、図９に示すように、鋼管Ｐの肉厚の円周方向偏差
Ｅが45°方向４ケ所に発生する。この偏差Ｅは、図６に
符号L1で示すように肉厚圧下量の増加と共に急速に増大
するため、許容される圧下調整域は極めて小さく、同一
マンドレルバーを使用した、圧下による外径寸法の変更
幅も極めて小さいものでしかない。したがって、従来の
内径基準方式においても、外径基準方式ほどではないが
相当数のマンドレルバーを必要とするのであって、それ
なくしては現実的に採用し難い製法であった。However, in such a manufacturing method, in the rolling with the two-roll mill in which the conventional stands are crossed by 90 °, the finish shape on the outlet side of the mill becomes a substantially square shape with the reduction, and as shown in FIG. Circumferential deviation E of the wall thickness of P occurs at four locations in the 45 ° direction. This deviation E rapidly increases with an increase in the wall thickness reduction amount, as indicated by the symbol L1 in FIG. 6, so that the allowable reduction adjustment range is extremely small, and the outer diameter dimension by the reduction using the same mandrel bar is reduced. The amount of change is also extremely small. Therefore, even the conventional inner diameter reference method requires a considerable number of mandrel bars, though not as much as the outer diameter reference method, and it is a manufacturing method that is practically difficult to employ without it.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】以上のごとく、従来
は、外径基準方式であるとマンドレルバーの使用本数が
多くなりすぎ、内径基準方式であっても、期待したほど
マンドレルバーの使用本数を削減できず、多数のマンド
レルバーを使用しなくては実用的な製法として採用しえ
なかったのである。本発明はかかる事情に鑑み、マンド
レルバーの使用本数を大幅に削減し、しかも外径精度の
良好な継目無し鋼管の製法及びそれに用いるマンドレル
ミルを提供することを目的とする。As described above, conventionally, the number of mandrel bars used is too large in the outer diameter standard method, and even in the inner diameter standard method, the number of mandrel bars used is as expected. It could not be reduced and could not be adopted as a practical manufacturing method without using many mandrel bars. In view of such circumstances, it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a seamless steel pipe having a significantly reduced number of mandrel bars used and a good outer diameter accuracy, and a mandrel mill used therefor.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の継目無し鋼管の
製法は、同一径のマンドレルバーを使用し、素管を、90
°位相で連続配置された２スタンド以上の２ロールミル
で圧延し、次いで前記２ロールミルの圧延方向に対し45
°傾斜した４方向からロールミルで圧延して管形状を整
形し、かつ各ロールミルのロール圧下量を変えることに
より、鋼管の仕上り肉厚を変更することを特徴とする。The method for producing a seamless steel pipe according to the present invention uses a mandrel bar having the same diameter and
° Rolled with a two-roll mill with two or more stands continuously arranged in phase, and then rolled with respect to the rolling direction of the two-roll mill by 45 °
The finished wall thickness of the steel pipe is changed by rolling with a roll mill from four inclined directions to shape the pipe shape and changing the roll reduction amount of each roll mill.

【０００８】前記製法に使用する本発明のマンドレルミ
ルは、４スタンド以上の２ロールミル群からなり、出側
の２スタンドを除く各スタンドを90°位相で連続配置
し、最終段から２番目のスタンドを直前スタンドに対し
45°傾斜させて配置し、最終段スタンドを前記最終段か
ら２番目のスタンドに対し90°交差させて配置したこと
を特徴とする。また、本発明のマンドレルミルは、３ス
タンド以上のミル群からなり、出側の１スタンドを除く
各スタンドを２ロールミルで構成して90°位相で連続配
置し、最終段スタンドを４ロールミルで構成して直前ス
タンドに対して45°傾斜させて配置したことを特徴とす
る。The mandrel mill of the present invention used in the above-mentioned manufacturing method comprises a group of 4 rolls or more of 2 rolls, and each stand except the 2 stands on the delivery side is continuously arranged at 90 ° phase, and the second stand from the final stage. To the previous stand
It is characterized in that it is arranged at an angle of 45 °, and the final stage stand is disposed so as to intersect the second stand from the final stage by 90 °. Further, the mandrel mill of the present invention comprises a group of mills having three or more stands. Each stand except one stand on the delivery side is constituted by two roll mills and continuously arranged at 90 ° phase, and the final stage stand is constituted by four roll mills. It is characterized by being placed at an angle of 45 ° with respect to the previous stand.

【０００９】[0009]

【作用】本発明の製法では、前段の２ロールミルによる
２方向圧延で発生する最大肉厚偏差の発生する部位を後
段のロールミルで圧延して４方向圧延を行うので、仕上
り形状は略８角形となり、最大肉厚偏差が２方向圧延の
約１／４に減少する。その結果、最大許容偏差から許さ
れる圧下量を増加させうるので、同一外径のマンドレル
バーを使用してロール圧下量を変更することで仕上げ肉
厚を大きく変更することが可能となる。このため、マン
ドレルの使用本数を削減することができ、また鋼管の外
径精度も良好となる。In the manufacturing method of the present invention, the portion where the maximum wall thickness deviation that occurs in the two-direction rolling by the two-roll mill in the preceding stage is rolled by the subsequent rolling mill and the four-direction rolling is performed, so that the finished shape is substantially octagonal. The maximum wall thickness deviation is reduced to about 1/4 of the two-direction rolling. As a result, the amount of reduction permitted from the maximum allowable deviation can be increased, so that it is possible to greatly change the finish wall thickness by changing the amount of roll reduction using a mandrel bar having the same outer diameter. Therefore, the number of mandrels used can be reduced, and the outer diameter accuracy of the steel pipe can be improved.

【００１０】[0010]

【実施例】次に、本発明の製法及びマンドレルミルの実
施例を図面に基づき説明する。 （第１実施例）図１は第１実施例に係わるマンドレルミ
ルの配置説明図、図２はロールレイアウトを示す説明図
である。本実施例のマンドレルミルは５スタンドの２ロ
ールミルからなり、前半の３スタンド１st〜３stを水平
線に対し45°傾斜させ、かつ各スタンド間位相を90°に
して連続配置している。そして、後半の２スタンドのう
ち第４スタンド４stを直前の第３スタンド３stに対し45
°傾斜させた水平配置とし、最終段の第５スタンド５st
を垂直配置としている。Embodiments of the manufacturing method and mandrel mill of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a layout explanatory view of a mandrel mill according to the first embodiment, and FIG. 2 is an explanatory view showing a roll layout. The mandrel mill of this embodiment is composed of a 5-roll 2-roll mill, in which the first-half 3 stands 1st to 3st are inclined 45 ° with respect to the horizontal line, and the phases between the stands are 90 ° so that they are continuously arranged. And, of the two stands in the latter half, the 4th stand 4st is 45 times the 4th stand 3st immediately before.
Horizontal arrangement with a tilt, 5th stand 5st at the final stage
Are arranged vertically.

【００１１】本実施例のマンドレルミルを用いた製法で
は、第２スタンド２stおよび第３スタンド３stでラウン
ドカリバーを用いて45°方向を仕上げ、第４スタンド４
stおよび第５スタンド５stで更に上下、左右方向を仕上
げることになる。このため、４方圧延と同等の精度を得
ることができ、仕上り形状は略８角形となる。この場
合、図５に示すように、肉厚偏差ｅは22.5°の方向に発
生し、肉厚偏差ｅの量は図６の圧下量と肉厚偏差の関係
図に符号L2で示すように２方圧延の約１／４となる。こ
のため、例えば、マンドレル出側の肉厚許容偏差を±0.
3mm 以内すると、カリバー真円基準位置での肉厚偏差
０、肉厚３mm減少に対する肉厚偏差は＋0.23mm、肉厚３
mm増加に対する肉厚偏差は−0.23mmとなるため同一カリ
バーで肉厚変更量は−３〜＋３mmの変更が可能となるな
る。このように、肉厚圧下量が６mm（シェル外径で12m
m）取れるとすると、マンドレルバーの準備本数は従来
の１／６で足りることになり、その削減効果は極めて大
きいものがある。そして、肉厚偏差の絶対値は、シェル
外形サイズにほとんど影響されないことも特徴の一つで
ある。In the manufacturing method using the mandrel mill of this embodiment, the second stand 2st and the third stand 3st are finished in the 45 ° direction by using a round caliber, and the fourth stand 4 is used.
The st and 5th stand 5st will be finished further in the vertical and horizontal directions. For this reason, it is possible to obtain the same accuracy as in four-way rolling, and the finished shape is an approximately octagon. In this case, as shown in FIG. 5, the wall thickness deviation e is generated in the direction of 22.5 °, and the amount of the wall thickness deviation e is 2 as shown by the symbol L2 in the relationship diagram between the reduction amount and the wall thickness deviation in FIG. It is about 1/4 of the one-way rolling. Therefore, for example, the allowable thickness deviation on the mandrel exit side is ± 0.
Within 3 mm, the thickness deviation at the caliber true circle reference position is 0, and the thickness deviation is +0.23 mm when the thickness is reduced by 3 mm, and the thickness is 3
Since the thickness deviation with respect to the increase in mm is -0.23 mm, it is possible to change the thickness change amount from -3 to +3 mm with the same caliber. In this way, the wall thickness reduction amount is 6 mm (shell outer diameter is 12 m
m) If it can be taken, the number of prepared mandrel bars will be 1/6 of the conventional one, and the reduction effect will be extremely large. One of the features is that the absolute value of the wall thickness deviation is hardly affected by the outer size of the shell.

【００１２】なお、本実施例のマンドレルミルは、全ス
タンドが２ロールミルで構成されるため、シンプルで、
かつ既存技術により構成しうるため実現性が高いという
利点がある。The mandrel mill of this embodiment is simple because all the stands are composed of a 2-roll mill.
Moreover, there is an advantage that it is highly feasible because it can be configured by existing technology.

【００１３】（第２実施例）図３は第２実施例に係わる
マンドレルミルの配置説明図、図４はロールレイアウト
の説明図である。本実施例のマンドレルミルは４台の２
ロールミルと１台の４ロールミルの５スタンドからな
り、２ロールミルの第１〜４スタンド１st〜４stを水平
線に対し45°傾斜させた状態で90°位相で連続配置し、
最終段スタンドの４ロールミルを水平配置している。本
実施例のマンドレルミルを用いた製法では、第３スタン
ド３stおよび第４スタンド４stで45°方向を仕上げ、第
５スタンド５stで４ロールにより上下、左右方向を同時
に仕上げる。(Second Embodiment) FIG. 3 is a layout explanatory view of a mandrel mill according to the second embodiment, and FIG. 4 is a roll layout explanatory view. The mandrel mill of this embodiment has four 2
It consists of a roll mill and 5 stands of one 4-roll mill, and the 1st to 4th stands of the 2 roll mill 1st to 4st are continuously arranged in a 90 ° phase with a 45 ° inclination with respect to the horizontal line,
The 4-roll mill of the final stage stand is horizontally arranged. In the manufacturing method using the mandrel mill of this embodiment, the third stand 3st and the fourth stand 4st finish the 45 ° direction, and the fifth stand 5st finish the top, bottom, left and right directions simultaneously by four rolls.

【００１４】本実施例では、最終スタンドで４方向を同
時に圧延するため仕上り精度が高く取れるという利点が
ある。そして、マンドレルの使用本数を削減する効果
は、第１実施例と同様である。In this embodiment, there is an advantage that the finishing accuracy can be high because the rolling is performed in the four directions simultaneously on the final stand. The effect of reducing the number of mandrels used is the same as in the first embodiment.

【００１５】[0015]

【発明の効果】本発明によれば、マンドレルバーの使用
本数を大幅に削減し、しかも外径精度の良好な継目無し
鋼管を製造することができる。According to the present invention, it is possible to significantly reduce the number of mandrel bars used and manufacture a seamless steel pipe having a good outer diameter accuracy.

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

【図１】本発明の第１実施例に係わるマンドレルミルの
配置説明図である。FIG. 1 is a layout explanatory view of a mandrel mill according to a first embodiment of the present invention.

【図２】図１に示されたマンドレルミルのロールレイア
ウト説明図である。FIG. 2 is a roll layout explanatory view of the mandrel mill shown in FIG.

【図３】本発明の第２実施例に係わるマンドレルミルの
配置説明図である。FIG. 3 is a layout explanatory view of a mandrel mill according to a second embodiment of the present invention.

【図４】図３に示されたマンドレルミルのロールレイア
ウト説明図である。4 is a roll layout explanatory diagram of the mandrel mill shown in FIG. 3. FIG.

【図５】本発明の製法により鋼管Ｐに発生する偏差ｅの
説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a deviation e generated in the steel pipe P by the manufacturing method of the present invention.

【図６】圧下量と肉厚偏差の関係図である。FIG. 6 is a relationship diagram of a reduction amount and a wall thickness deviation.

【図７】従来の外径基準方式の製法の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a conventional outer diameter reference method manufacturing method.

【図８】従来の内径基準方式の製法で用いるロールの説
明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of a roll used in a conventional inner diameter reference method.

【図９】従来の内径基準方式で鋼管Ｐに発生する偏差Ｅ
の説明図である。[Fig. 9] Deviation E generated in the steel pipe P by the conventional inner diameter reference method
FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

Ｐ 鋼管 １ｓｔ 第１スタ
ンド ２ｓｔ 第２スタンド ３ｓｔ 第３ス
タンド ４ｓｔ 第４スタンド ５ｓｔ 第５ス
タンドP Steel pipe 1st 1st stand 2st 2nd stand 3st 3rd stand 4st 4th stand 5st 5th stand

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】同一径のマンドレルバーを使用し、素管
を、90°位相で連続配置された２スタンド以上の２ロー
ルミルで圧延し、次いで前記２ロールミルの圧延方向に
対し45°傾斜した４方向からロールミルで圧延して管形
状を整形し、かつ各ロールミルのロール圧下量を変える
ことにより、鋼管の仕上り肉厚を変更することを特徴と
する継目無し鋼管の製法。1. A mandrel bar having the same diameter is used to roll a raw tube by a two-roll mill having two or more stands continuously arranged at a 90 ° phase, and then a 4 ° slant with respect to the rolling direction of the two-roll mill. A method for producing a seamless steel pipe characterized in that the finished wall thickness of the steel pipe is changed by rolling with a roll mill from the direction to shape the pipe shape and changing the roll reduction amount of each roll mill. 【請求項２】４スタンド以上の２ロールミル群からな
り、出側の２スタンドを除く各スタンドを90°位相で連
続配置し、最終段から２番目のスタンドを直前スタンド
に対し45°傾斜させて配置し、最終段スタンドを前記最
終段から２番目のスタンドに対し90°交差させて配置し
たことを特徴とする請求項１記載の製法に用いるマンド
レルミル。2. A two-roll mill group consisting of four or more stands, each stand excluding the two stands on the delivery side are continuously arranged in a 90 ° phase, and the second stand from the final stage is inclined 45 ° with respect to the immediately preceding stand. The mandrel mill used in the manufacturing method according to claim 1, characterized in that the final stage stand is disposed so as to intersect the second stand from the final stage by 90 °. 【請求項３】３スタンド以上のミル群からなり、出側の
１スタンドを除く各スタンドを２ロールミルで構成して
90°位相で連続配置し、最終段スタンドを４ロールミル
で構成して直前スタンドに対して45°傾斜させて配置し
たことを特徴とする請求項１記載の製法に用いるマンド
レルミル。3. A mill group consisting of three or more stands, wherein each stand except one stand on the delivery side is constituted by a two-roll mill.
The mandrel mill used in the manufacturing method according to claim 1, wherein the mandrel mill is continuously arranged at 90 ° phases, the final stage stand is composed of a 4-roll mill, and is arranged at an angle of 45 ° with respect to the immediately preceding stand.