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公開番号2025096160
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-26
出願番号2024193635
出願日2024-11-05
発明の名称傾斜圧延設備、傾斜圧延方法および金属管の製造方法
出願人JFEスチール株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類B21B 19/06 20060101AFI20250619BHJP(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】傾斜圧延設備、傾斜圧延方法および金属管の製造方法の提供を目的とする。
【解決手段】本発明の傾斜圧延設備は、パスラインを中心とした円周上に傾斜して配設された2個以上の圧延ロールを備え、2個以上の圧延ロールの傾斜角を制御する制御手段を有し、制御手段は式(1)を満たすように2個以上の圧延ロールの傾斜角を設定する。
0.009×(t/D)^(-1.8)≦FA≦3.2+0.022×(t/D)^(-2.2) …(1)
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
パスラインを中心とした円周上に傾斜して配設された２個以上の圧延ロールを備える傾斜圧延設備であって、
前記２個以上の圧延ロールの傾斜角を制御する制御手段を有し、
前記制御手段は、式（１）を満たすように前記２個以上の圧延ロールの傾斜角を設定する、傾斜圧延設備。
０．００９×（ｔ／Ｄ）
（－１．８）
≦ＦＡ≦３．２＋０．０２２×（ｔ／Ｄ）
（－２．２）
…（１）
ここで、式（１）に示す、
ｔ：予め設定された圧延開始前の素管の肉厚［ｍｍ］、
Ｄ：予め設定された圧延開始前の素管の管軸方向垂直断面における外直径［ｍｍ］、
ＦＡ：圧延ロールの傾斜角［°］、である。
続きを表示（約 680 文字）【請求項２】
前記制御手段は、さらに、
圧延時における、前記圧延ロールと被圧延管の管表面との接触範囲の大きさをＣＡとするとき、式（３）で表されるＣＡの値が式（４）を満たすように前記２個以上の圧延ロールの傾斜角を設定する、請求項１に記載の傾斜圧延設備。
ＣＡ＝（（ｔ／Ｄ）
（－１．８）
）／ＦＡ …（３）
ＣＡ≦５０ …（４）
ここで、各式に示す、
ＣＡ：前記接触範囲の大きさを表すパラメータ［－］、
ｔ：予め設定された圧延開始前の素管の肉厚［ｍｍ］、
Ｄ：予め設定された圧延開始前の素管の管軸方向垂直断面における外直径［ｍｍ］、
ＦＡ：圧延ロールの傾斜角［°］、である。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の傾斜圧延設備を用いた傾斜圧延方法であって、
素管を、管周方向に回転させると共に管軸方向に進行させながら圧延するに際し、前記制御手段により、前記２個以上の圧延ロールの傾斜角を制御する、傾斜圧延方法。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の傾斜圧延設備を用いて金属管を製造する金属管の製造方法であって、
素管を管周方向に回転させると共に管軸方向に進行させながら、前記２個以上の圧延ロールのロールギャップに当該素管を通過させて圧延を施すことで金属管とする圧延工程を有し、
前記圧延工程では、前記制御手段により前記２個以上の圧延ロールの傾斜角を制御し、当該傾斜角で素管に圧延を施す、金属管の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属管を圧延する傾斜圧延設備、傾斜圧延方法および金属管の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
シームレス金属管製品を使用する分野において、特に優れた耐食性と高強度が求められる分野では、耐食性能を向上させるために、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉ等の耐食性向上元素を多く添加した２相ステンレス鋼（具体的にはＪＩＳＧ３４５９ＳＵＳ３２９Ｊ１、３２９Ｊ３Ｌ、３２９Ｊ４Ｌ相当）やオーステナイト系ステンレス鋼（具体的にはＪＩＳＧ３４５９ＳＵＳ３０１、３０２、３０４、３０５、３０９、３１０、３１２、３１５、３１６、３１７、８３６、８９０、３２１、３４７相当）のシームレス鋼管ならびにＮｉ基合金（具体的にはＪＩＳＨ４５５２ＮＷ４４００、ＮＷ６００７、ＮＷ０２７６、ＮＷ６０２２、ＮＷ６００２相当）のシームレス管が使用されている。
【０００３】
これらの鋼種および合金は、優れた耐食性能を発揮させるために添加される合金元素を多量に含有する。そのため、組織としては、オーステナイト相単相またはオーステナイト相を多く含む多相組織となる。結晶構造が面心立方格子（ｆｃｃ）構造であるオーステナイト相は、低温～常温程度の使用環境では、結晶構造が体心立方格子（ｂｃｃ）構造であるフェライト相やマルテンサイト相に比べて、降伏強度が低い場合が多い。そのため、オーステナイト相が含まれる材料で、更に高い降伏強度が求められる場合には、当該材料に冷間で加工を付加し、加工による転位強化を利用して高降伏強度化を図っている。
【０００４】
例えば、油井管などに使われる高強度高耐食性鋼管では、冷間引抜加工や冷間ピルガー加工といった冷間加工が多用されており、降伏強さが１２５ｋｓｉ以上である高強度鋼管が実用化されている（非特許文献１を参照）。
【０００５】
非特許文献１に記載の冷間引抜加工法は、鋼管長手方向の強度向上に加え、鋼管の長手方向における肉厚分布の均一化にも有効な手法である。しかしながら、引抜加工前に、鋼管の軟化熱処理や、酸洗、潤滑被膜付与のための化成処理や、引抜時のつかみ部を作るための管端加工などの多くのプロセスが必要となる。また、引抜加工に必要な圧力の制限や工具への焼付き防止の観点から、減肉率が２０％程度しか得られない。さらに、１回の引抜加工で減肉量が足りない場合は、再度前述の軟化熱処理からの一連のプロセスを繰り返す必要がある。また、引抜加工後の鋼管の形状は引抜に使用される工具寸法により一義的に決定されるため、サイズ変更の際には工具の交換が必要となり、少量多品種の製造には不向きである。さらに、引抜加工を実施する際に必要なプロセスが多いため、設備投資やエネルギー消費量も多大になるという問題がある。
【０００６】
一方の冷間ピルガー加工は、鋼管の予備処理が不要で、かつ高い減肉率が得られる。しかしながら、１パスでの送り量が数十ｍｍと小さく、生産能率が悪い。また、圧延ロールの形状が複雑であり、工具製造負荷（具体的には、圧延ロールを製造するための作業負荷や経済的負荷）が大きい。
【０００７】
これらの問題を解決する技術として、例えば特許文献１が挙げられる。特許文献１に記載の技術では、回転軸が金属管の圧延パス方向センターライン（以下、「パスライン」と称する場合もある）に対して傾斜して配置した２個以上の圧延ロールを有する傾斜圧延機のロールギャップに、金属管を通過させて圧延する冷間圧延方法を提案している。これにより、加工前の被圧延管に対し表面被膜付与や、管端の加工などの予備処理を必要とせず、かつ高い加工能率で冷間加工による金属管の強度向上が可能になり、環境保護や、産業上において良好な効果を得られるとしている。また、内面を自由変形とすることで工具に生ずる面圧が過大になることを防ぎ、冷間引抜で発生する焼き付きのような表面疵の発生もなく所望の加工歪みを付加できるため、多品種少量生産にも好適である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特許第６４３２６１４号公報
【非特許文献】
【０００９】
日本鉄鋼協会、「鋼管の製造技術の現状と将来」、社団法人日本鉄鋼協会出版、昭和６１年５月６日、ｐ．１１５－１４５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述のように、特許文献１に記載の冷間圧延方法には種々の利点がある。しかしながら、特許文献１で用いられる傾斜圧延機は、圧延の際に、圧延ロールからの圧延荷重によって管周方向に大きな応力が付与され、管材に過大な変形が加わる恐れがある。それゆえに、特許文献１では、圧延後の金属管の断面形状をより真円に近づけること、すなわち金属管の真円度を向上させる技術としては、まだ十分とは言えない。
（【００１１】以降は省略されています）

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