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公開番号2024118342
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-30
出願番号2023024707
出願日2023-02-20
発明の名称プラグミル圧延方法およびプラグミル
出願人JFEスチール株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類B21B 17/08 20060101AFI20240823BHJP(本質的には材料の除去が行なわれない機械的金属加工;金属の打抜き)
要約【課題】外径が小さいバーであっても座屈の防止を可能とする手法を与えることによって、プラグミルでの圧延圧力を一定以上に保って中空素管内面のピット状欠陥の残存を有利に回避する、プラグミル圧延方法について提供する。
【解決手段】穿孔された中空素管の内側に、前記中空素管の中心軸線上に配した円筒状のバーの一端に装着される、プラグを挿入し、該プラグと前記中空素管の外側に配した、少なくとも1対の圧延ロールとの間で圧下を加えて前記中空素管を延伸させるプラグミル圧延方法であって、前記バーの固定支持される他端から離間する、前記バーの長手方向の中間位置を、前記バー軸方向にかかる圧延荷重に起因してバーに発生するバー半径方向の変位に応じて支える。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
穿孔された中空素管の内側に、前記中空素管の中心軸線上に配した円筒状のバーの一端に装着される、プラグを挿入し、該プラグと前記中空素管の外側に配した、少なくとも１対の圧延ロールとの間で圧下を加えて前記中空素管を延伸させるプラグミル圧延方法であって、
前記バーの固定支持される他端から離間する、前記バーの長手方向の中間位置を、前記バー軸方向にかかる圧延荷重に起因してバーに発生するバー半径方向の変位に応じて支える、プラグミル圧延方法。
続きを表示（約 780 文字）【請求項２】
前記中間位置を、前記バーの周方向に120°以下の間隔で相互に離間する少なくとも３接点を介して把持し、前記バーの中心軸を通る水平線の下側域にある少なくとも２接点を前記バーと接触させ、かつ同上側域にある少なくとも１接点は前記バーとの間にクリアランス（隙間）を設けてある、請求項１に記載のプラグミル圧延方法。
【請求項３】
前記クリアランスが20mm以上30mm以下である請求項１または２に記載のプラグミル圧延方法。
【請求項４】
中空素管に延伸圧延を施すプラグミルであって、
前記中空素管のパスライン上に配置されるバーと、前記バーの一端に取り付けられるプラグと、前記プラグとの間で前記中空素管を圧下する一対の圧延ロールと、前記バーの固定支持される他端から離間した中間位置にて当該バー部分を把持する把持装置とを有し、
前記把持装置は、前記バー軸方向にかかる圧延荷重に起因してバーに発生するバー半径方向の変位に応じて支える機能を有するプラグミル。
【請求項５】
前記把持装置は、前記パスラインを通る水平線の下側域で前記バーと接触する、相互に120°以下の間隔で離間する少なくとも２接点を有する下側金物と、同上側域で前記バーと接触し、かつ下側軸受金物の隣接接点と前記バーの周方向に120°以下の間隔で離間する少なくとも１接点を有する上側金物との対の少なくとも１対からなり、前記上側金物は鉛直方向に位置変更する手段を有する請求項４に記載のプラグミル。
【請求項６】
前記把持装置は、前記下側金物と前記上側金物との対の２対以上からなる請求項４または５に記載のプラグミル。
【請求項７】
前記バーは、円筒形状である請求項４または５に記載のプラグミル。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、継目無鋼管の製造において、円柱状鋼片をマンネスマン穿孔等にて中空素管とした後、この中空素管をプラグミルにて延伸圧延するプラグミル圧延方法およびこの方法に用いるプラグミルに関するものである。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
継目無鋼管の製造工程は、まず円柱形の鋼片を加熱炉で高温に加熱して、ピアサーと呼称されるマンネスマン穿孔機によって中空素管とし、この中空素管をエロンゲーターと呼称される第二穿孔機にて拡管および延伸圧延を行う。その後、プラグミルにて延伸圧延を行い、例えばリーラーミルにて拡管および磨管を行う。次に、再加熱炉にて再び高温に加熱された後、サイザー或いはストレッチレデューサーにて成型され、所定寸法を得た継目無鋼管となる。
【０００３】
ここで、プラグミルは、図１に示すように、中空素管１のパスラインＳ上に配置される円筒状の（マンドレル）バー２と、このバー２の一端（先端）に取り付けられるプラグ３と、このプラグ３との間で中空素管１を圧下する一対の圧延ロール４と、圧延後の中空素管１を逆送するための戻しロール５と、を有する。また、バー２の他端（後端）は、後端金具６およびバークランプ７にて保持されるとともに、バー２の軸方向位置を調整可能としている。
【０００４】
このプラグミルによる延伸圧延は、中空素管１の外側に位置する圧延ロール４と、中空素管１の内側に挿入されるプラグ３で中空素管１に圧下を加えて中空素管１を延伸させる圧延技術である。ちなみに、図１は、中空素管１の延伸圧延が終了している状態であり、この後、圧延ロール４を開放しかつプラグ３をバー２より外してから、延伸後の中空素管１を戻しロール３によって逆送してプラグミルの入側へ搬送する。
【０００５】
さて、プラグミルで延伸圧延される前の中空素管は、ピアサーおよびエロンゲーターでの圧延により、内側が粗度の高い表面性状となっている。そこで、プラグミルによる延伸圧延は、中空素管の表面を滑らかにする役割も担っている。中空素管の表面を滑らかにするためには、一定以上の圧延圧力を中空素管に与える必要がある。この中空素管に与える圧延圧力の増大に比例し、プラグミルにおける圧延ロール４やバー２にかかる圧力も増大する。バー２には、プラグ３を通して軸方向圧力が作用するため、一定以上の圧延圧力が加わると、バー２の断面係数に応じてバー２に座屈が発生する。したがって、座屈応力の小さい、外径８の小さい細いバー２で延伸圧延する必要のある、厚肉の中空素管では、バーの座屈を防止しつつ大きな圧延圧力を与えることが不可能になるケースがある。
【０００６】
鋼管製品は、規格毎に管の長さ範囲の規定がある。例えば、継目無で製造する鋼管製品の代表として、ＡＰＩ５ＣＴの油井管規格がある。本規格において主となる長さ範囲である、Range２における管長は８ｍ程度であり、同Range３における管長は最大１４ｍ程度となる。また、成型工程にサイザーを用いる場合、最終製品長さに対し、プラグミルでの中空素管長さはほぼ等価となることを踏まえると、プラグミルのバー長さは必然的に１４ｍ以上であることが求められる。したがって、この種の製品をプラグミル圧延で製造する場合、長尺となるバーの座屈を防止することは極めて難しい。
【０００７】
かようにプラグミルで圧延される際に圧下が十分加えられなかった中空素管は、前記粗度の高い内面性状を完全に滑らかにすることができず、鋼管製品内面にピット状の欠陥が発生する可能性が高くなる。
【０００８】
ここで、鋼管内面のピット状欠陥の発生メカニズムを図２に示す。すなわち、プラグ圧延前の中空素管１の内面は前記のように粗度の高い表面性状となっている。プラグミルにおいて圧延ロール４とプラグ３との間で中空素管１が圧下および延伸されると、延伸後の中空素管１ａのように、管内面の表面性状は改善する。表面性状の改善代は中空素管１の管厚ｔ1と中空素管１ａの管厚ｔ2の差が大きい程大きい。この差を大きくするには、より大きな圧延圧力Ｒが必要となる。換言すると、上記したバー２の座屈を防止するために大きな圧延圧力Ｒを与えることが難しい場合は、中空素管１ａの内面にピット状の欠陥２０が残存することになる。
【０００９】
この中空素管の内面欠陥について、特許文献１では、中空素管の内面に潤滑剤を噴射してプラグの摩擦を軽減して欠陥の発生を抑制する技術が提案されている。さらに、同文献１には、バーの変形を抑制するために、バーに内蔵する潤滑剤の流路を工夫することが提案されている。しかしながら、同文献１に記載のバー構造は、膨張や撓みを許容する構造であるため、上記したバーの座屈に関わる問題を解消するには別の観点からの検討が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
特開2017－217683号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

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