專利名稱：芯棒式無縫管軋機及其操作方法、以及無縫管的制造方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及不會產(chǎn)生穿孔、軋輥滑移缺陷、褶皺缺陷等的 芯棒式無縫管軋機及其操作方法、以及無縫管的制造方法。
背景技術(shù)：
作為無縫管的軋機，通常采用具有6~ 8臺由上下一對軋輥 構(gòu)成的輥軋機、且設置為前后軋機的軋輥孔型的槽底方向交叉 90。的芯棒式無縫管軋機。在芯棒式無縫管軋機中，在由這些 多個輥軋機形成的軋輥孔型的排列內(nèi)配置芯棒，空心管坯被連 續(xù)地延伸軋制。
圖3是說明芯棒式無縫管軋機的整體構(gòu)造的示意圖。如該 圖所示，芯棒式無縫管軋機具有輥軋機ll ~ 14，各輥軋機以互 相交叉90°的方式連續(xù)設有多臺(圖中為4臺)。這些輥軋機 11 ~ 14分別具有由一對軋輥4構(gòu)成的孔型。通過將芯棒3插入到 事先由穿孔機穿孔的空心管坯2而由各輥軋機ll ~ 14依次將其 延伸軋制來制造無縫管。設置的輥軋機從軋機入口側(cè)依次被稱 為第l軋機(圖中的11 )、第2軋機(圖中的12 )、第3軋機(圖 中的13)、以及第4軋機(圖中的14)、通常用第l軋機首先壓下 壁厚。
在專利文獻l中公開有這樣的發(fā)明，即， 一種芯棒式無縫 管軋機，該芯棒式無縫管軋機將多個孔型輥軋機交叉地連續(xù)設 置，在這些孔型輥軋機所形成的軋輥孔型排列內(nèi)配置芯棒而軋 制空心管坯，其中，使第l或/和第2軋機的孔型的橢圓度為 1.25~ 1.40的范圍。在該發(fā)明中，能夠防止產(chǎn)生穿孔和管端裂 紋。在專利文獻2中公開有這樣的發(fā)明，即， 一種芯棒式無縫 管軋機，該芯棒式無縫管軋機具有多個孔型輥軋機，在這些孔 型輥軋機所形成的軋輥孔型排列內(nèi)配置芯棒而軋制空心管坯， 其中，使第l軋機的軋輥孔型周長相對于軋機出口側(cè)的管的熱 加工周長為1.12倍以上。
在專利文獻3中公開有這樣的發(fā)明，即， 一種芯棒式無縫 管軋機，該芯棒式無縫管軋機具有多個孔型輥軋機，在這些孔 型輥軋機所形成的軋輥孔型排列內(nèi)配置芯棒而軋制空心管坯， 其中，第1軋機的軋輥孔型的槽底曲率半徑為軋輥槽底間隔的 0.54倍以下。
在專利文獻4中公開有這樣的發(fā)明，即， 一種芯棒式無縫 管軋機，該芯棒式無縫管軋機連續(xù)設置多個孔型輥軋機而成， 在由這些孔型輥軋才幾形成的軋輥孔型排列內(nèi)配置芯棒而連續(xù)地 延伸軋制空心管坯，其中，對于各軋機的軋輥孔型，其槽底曲 率半徑R1與該槽底曲率中心同軋機中心的位移偏置量S之比 Rl / S為3.0以上，至少使第2軋機的橢圓度為1.20以下。
專利文獻l:日本特開2001 - 113306號公報
專利文獻2:日本專利第2582705號公報
專利文獻3:日本特公平7- 102369號公報
專利文獻4:日本專利第2985719號公報
在專利文獻l中記載有，為了防止在延伸軋制后的無縫管 中產(chǎn)生穿孔，限制孔型的橢圓度是有效的。但是，即使調(diào)整橢 圓度，根據(jù)偏置量，也有可能會在延伸軋制后的無縫管中產(chǎn)生 缺陷。
在專利文獻2中公開有這樣的技術(shù)，即，通過將芯棒式無 縫管軋機的第l軋機或者甚至是第2軋機的軋輥孔型周長相對 于軋機出口側(cè)的管的熱加工周長限制在恒定的范圍，在芯棒與延伸軋制的空心管坯內(nèi)表面之間形成適當?shù)目障?，防止誤脫模
(missed stripping )。但是，未考慮橢圓度以及偏置，有可能 在延伸軋制后的無縫管中產(chǎn)生缺陷。
在專利文獻3中記載有抑制產(chǎn)生穿孔。但是，若僅通過減 小偏置而未使橢圓度適度，則有可能在延伸軋制后的無縫管中 產(chǎn)生缺陷。
在專利文獻4所公開的芯棒式無縫管軋機中記載為，通過 將橢圓度和偏置均限制在規(guī)定范圍，能夠抑制產(chǎn)生縮頸現(xiàn)象， 降低穿孔。但是，并未提及橢圓度與偏置的關系。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人基于為了解決以往技術(shù)的問題而反復研究的結(jié) 果，發(fā)現(xiàn)有效地防止延伸軋制后的無縫管產(chǎn)生缺陷的橢圓度與 偏置的平衡，以完成本發(fā)明。本發(fā)明的目的在于提供一種延伸 軋制后的無縫管較少產(chǎn)生缺陷的芯棒式無縫管軋機。
本發(fā)明的主旨在于，下記(1)所示的芯棒式無縫管軋機、 下記(2)所示的芯棒式無縫管軋機的操作方法以及下記(3) 所示的無縫管的制造方法。
(1) 一種芯棒式無縫管軋機，該芯棒式無縫管軋機連續(xù) 設置多個孔型輥軋機而成，在由這些孔型輥軋機形成的軋輥孔 型排列內(nèi)配置芯棒而連續(xù)地延伸軋制空心管坯，其特征在于， 至少將第1軋機及第2軋機的軋輥孔型配置成滿足下記(1)式~ (4)式所示的條件。
"10a十1.5... ( 1 )
b> 10a- 0.2... (2)
"-a+ 1.5…(3)
b> - a+ 1.15…(4)
6其中，式中的a是孔型軋輥的槽底曲率半徑Rl與該槽底曲 率中心同軋機中心的位移偏置量S之比S/R1， b是橢圓度。
(2) —種芯棒式無縫管軋機的操作方法，該芯棒式無縫 管軋機連續(xù)設置多個孔型輥軋機而成，在由這些孔型輥軋機形 成的軋輥孔型排列內(nèi)配置芯棒，其特征在于，通過在至少第l 軋機及第2軋機中的孔型軋輥的槽底曲率半徑R1、位移偏置量S 及橢圓度滿足上記(1)式~ (4)式的條件下連續(xù)地延伸軋制 空心管坯，防止產(chǎn)生穿孔及缺陷。
(3) —種無縫管的制造方法，該方法使用連續(xù)設置多個 孔型輥軋機而成、且在由這些孔型輥軋機形成的軋輥孔型排列 內(nèi)配置芯棒的芯棒式無縫管軋機來制造無縫管，其特征在于， 在至少第l軋機及第2軋機中的孔型軋輥的槽底曲率半徑R1、位 移偏置量S及橢圓度滿足上記(1 )式~ (4)式的條件下，連 續(xù)地延伸軋制空心管坯。
采用本發(fā)明，由于能夠在偏置與橢圓度的平衡較佳的狀態(tài) 下軋制空心管坯，因此，能夠抑制在延伸軋制后的無縫管中產(chǎn)
生穿孔及缺陷。因此，在軋制易于產(chǎn)生缺陷的薄壁管、高合金 鋼管等的情況下，也能夠抑制產(chǎn)生縮頸等缺陷。


圖l是表示本發(fā)明的芯棒式無縫管軋機中的孔型軋輥、空 心管坯及芯棒的位置關系的示意圖。
圖2是表示本發(fā)明的芯棒式無縫管軋機中的、孔型軋輥的 槽底曲率半徑R1與該槽底曲率中心同軋機中心的偏置量S之比 S/R1、與橢圓度的關系的圖。
圖3是說明芯棒式無縫管軋機的整體構(gòu)造的示意圖。
圖4是表示芯棒式無縫管軋機中的無縫管的軋制狀況的示意圖，(a) ~ (f)分別表示第1 第6軋機中的無縫管的軋制狀 況。
附圖標記說明
11、 12、 13、 14、輥軋機；2、空心管坯；3、芯棒；4、 孔型軋輥；Rl、槽底曲率中心；O、軋機中心；S、槽底曲率 中心與軋機中心的位移偏置量；C、管材的長徑。
具體實施例方式
本發(fā)明的芯棒式無縫管軋機為，連續(xù)設置多個孔型輥軋機 而成，在由這些孔型輥軋機形成的軋輥孔型排列內(nèi)配置芯棒而 連續(xù)地延伸軋制空心管坯。
如上述圖3所示，在本發(fā)明的芯棒式無縫管軋機中，具有 由 一對軋輥4構(gòu)成的孔型的輥軋^L1以互相交叉90°的方式連 續(xù)設有多臺(圖中為4臺)。通過將芯棒3插入到事先由穿孔機 穿孔的空心管坯2而由各輥軋機ll ~ 14依次將其延伸軋制來制 造無縫管。
圖4是表示芯棒式無縫管軋機中的空心管坯的軋制狀況的 示意圖。圖4的(a) ~ (f)分別表示第1~第6軋機中的空心 管坯的軋制狀況。另外，在(b) ~ (f)中表示省略了孔型軋 輥的圖。另外，在圖4中表示6個軋機的芯棒式無縫管軋機的例 子，但并不限定于該軋機數(shù)量。
如圖4所示，在本發(fā)明的芯棒式無縫管軋機中，通過使插 入有芯才奉3的空心管坯2連續(xù)地通過 一 對孔型軋輥4之間來進4亍 軋制。于是，其壁厚及直徑每通過軋機時都漸漸減小。
如圖3所示，在芯棒式無縫管軋機中，空心管坯2被孔型軋 輥4和芯纟奉3延伸軋制。具體地講，位于孔型軋輥4的槽底部(孔 型軋輥4與空心管坯2接觸的部分)的空心管坯2的部分被軋制，其壁厚減小。另一方面，位于凸緣部(孔型軋輥4與空心管坯2 未接觸的部分)的空心管坯2的部分由于下述的變形而被拉伸， 沿空心管坯的軸線方向伸展，該變形是因軋制位于槽底部的空 心管坯2的部分而產(chǎn)生的向空心管坯軸線方向的變形。
即，在位于凸緣部的空心管坯2的部分，由于不承受內(nèi)表 面壓力，也幾乎不承受外表面壓力，因此，成為接近僅承受空 心管坯的軸線方向的拉伸力的單軸拉伸的狀態(tài)。因此，在位于 凸緣部的空心管坯2的部分上易于產(chǎn)生壁厚局部減小、即縮頸 現(xiàn)象。在顯著產(chǎn)生該縮頸現(xiàn)象的情況下，延伸軋制中的空心管 坯破裂而產(chǎn)生穿孔。
在本發(fā)明的芯棒式無縫管軋機中，為了不產(chǎn)生這樣的問題， 至少將第l軋機及第2軋機的軋輥孔型以滿足下記(1)式~ ( 4 ) 式所示的條件的方式配置。
"10a+ 1.5…(1 )
b> 10a_ 0.2... (2)
b< - a+ 1.5... ( 3)
b> - a+ 1.15... (4)
其中，式中的a是孔型軋輥的槽底曲率半徑Rl與該槽底曲 率中心同軋機中心的位移偏置量S之比S/R1， b是橢圓度?？?型軋輥的槽底曲率半徑R1以及該槽底曲率中心同軋機中心的 位移偏置量S如圖1所示。另外，橢圓度應用圖l所示的曲率半 徑R1、該槽底曲率中心與軋機中心O的位移偏置量S、以及空 心管坯的長徑C,以C/ (R1-S)表示。
圖2是表示本發(fā)明的芯棒式無縫管軋機中的、孔型軋輥的 槽底曲率半徑R1與該槽底曲率中心同軋機中心的位移偏置量S 之比S/R1、與橢圓度的關系的圖。另外，圖示的內(nèi)容是第l 軋機中的關系。如圖2所示，在不滿足上記(1 )式的情況、即比S/R1相 對于橢圓度b的值過小的情況下，成為延伸軋制中的空心管坯 相對于孔型軋輥未充滿的狀態(tài)。所謂未充滿的意思是指，延伸 軋制中的空心管坯的外周長未充分擴展，相對于孔型周長(投 影的孔型輪廓的外周長度)變得過小的狀態(tài)，均稱作不滿 (underfill)。在成為未充滿狀態(tài)時，無論橢圓度多大都會產(chǎn) 生棒拔出不良(脫模不良)、或者產(chǎn)生由縮頸導致的穿孔不良。
在不滿足上記(2)式的情況、即比S/Rl相對于橢圓度b 的值過大的情況下，成為延伸軋制中的空心管坯相對于孔型軋 輥過度充滿的狀態(tài)。所謂過度充滿的意思是指，延伸軋制中的 空心管坯的外周長過分擴展，自孔型凸緣部擠出的狀態(tài)，均稱 作過充滿(overfill)。在成為過充滿狀態(tài)時，空心管坯自孔型 凸緣擠出，在空心管坯表面產(chǎn)生燒灼缺陷。另外，會引起空心 管坯的與下 一 個軋機的軋輥槽底部相對應的部分的行進速度小 于軋輥槽底部的圓周速度的現(xiàn)象，在空心管坯中產(chǎn)生彎折狀的 缺陷。
在不滿足上記(3)式的情況、即橢圓度b相對于比S/Rl 的值過大的情況下，成為過充滿的狀態(tài)。在這種情況下，延伸 軋制中的空心管坯自孔型凸緣擠出而燒灼，在表面產(chǎn)生燒灼缺 陷。另外，會引起空心管坯的行進速度在下一個軋機中小于軋 輥槽底部的圓周速度的現(xiàn)象，在空心管坯中產(chǎn)生彎折狀的缺陷。
在不滿足上記(4)式的情況、即橢圓度b相對于比S/Rl 的值過小的情況下，成為不滿的狀態(tài)。在這種情況下，會產(chǎn)生 棒拔出不良(脫模不良)、或者產(chǎn)生由縮頸導致的穿孔不良這樣 的問題。
在本發(fā)明的芯棒式無縫管軋機中，以滿足上記(1)式~ (4)式所示的條件的方式配置孔型軋輥的方法至少僅針對第l
10軋機及第2軋機的軋輥孔型即可。其原因在于，通常，在芯棒
式無縫管軋機軋制過程中，第l軋機和第2軋機的壓下率大于其 它軋機，因此，其孔型形狀對軋制的影響遠遠大于第3軋機之 后的孔型形狀的影響。
如上所述，在分別規(guī)定比S/R1和橢圓度的方法中，有時 無法改善軋制中的各種問題。本發(fā)明通過在滿足上記(1 ) ~ (4)所示的關系的條件下操作芯棒式無縫管軋機，能夠穩(wěn)定 地制造既無穿孔、又無缺陷的無縫管。
工業(yè)實用性
采用本發(fā)明，由于能夠在偏置和橢圓度的平衡較佳的狀態(tài) 下軋制空心管坯，因此，能夠抑制在延伸軋制后的無縫管中產(chǎn) 生穿孔及缺陷。因此，在軋制易于產(chǎn)生缺陷的薄壁管、高合金 鋼管等的情況下，也能夠抑制縮頸等缺陷的產(chǎn)生。
權(quán)利要求
1. 一種芯棒式無縫管軋機，該芯棒式無縫管軋機是連續(xù)設置多個孔型輥軋機而成，在由這些孔型輥軋機形成的軋輥孔型排列內(nèi)配置芯棒而連續(xù)地延伸軋制空心管坯，其特征在于，至少將第1軋機及第2軋機的軋輥孔型以滿足下記(1)式～(4)式所示的條件的方式配置，b≤10a+1. 5...(1)b≥10a-0. 2...(2)b≤-a+1. 5...(3)b≥-a+1. 15...(4)其中，式中的a是孔型軋輥的槽底曲率半徑R1與該槽底曲率中心同軋機中心的位移偏置量S之比S/R1，b是橢圓度。
2. —種芯棒式無縫管軋機的操作方法，該芯棒式無縫管軋 機是連續(xù)設置多個孔型輥軋機而成，在由這些孔型輥軋機形成 的軋輥孔型排列內(nèi)配置芯棒，其特征在于，通過在至少第l軋機和第2軋機中的孔型軋輥的槽底曲率 半徑R1、位移偏置量S及橢圓度滿足下記(1 )式~ (4)式的 條件下連續(xù)地延伸軋制空心管坯，來防止產(chǎn)生穿孔及缺陷，b< 10a+ 1.5…(1)b> 10a- 0.2... (2)"- a+ 1.5…(3)b> - a+ 1.15... (4)其中，式中的a是孔型軋輥的槽底曲率半徑Rl與該槽底曲 率中心同軋機中心的位移偏置量S之比S/R1， b是橢圓度。
3. —種無縫管的制造方法，該方法使用連續(xù)設置多個孔型 輥軋機而成、且在由這些孔型輥軋機形成的軋輥孔型排列內(nèi)配 置有芯棒的芯棒式無縫管軋機來制造無縫管，其特征在于，在至少第l軋機及第2軋機中的孔型軋輥的槽底曲率半徑Rl、位移偏置量S及橢圓度滿足下記(1)式~(4)式的條件 下，連續(xù)地延伸軋制空心管坯，b《10a+ 1.5 ... ( 1 ) b> 10a- 0.2 ... (2) b《- a+ 1.5 …(3) b> - a+ 1.15... (4)其中，式中的a是孔型軋輥的槽底曲率半徑Rl與該槽底曲 率中心同軋機中心的位移偏置量S之比S / Rl， b是橢圓度。
全文摘要
本發(fā)明提供芯棒式無縫管軋機及其操作方法、以及無縫管的制造方法。該芯棒式無縫管軋機能夠制造不存在縮徑等缺陷的無縫管。本發(fā)明的芯棒式無縫管軋機連續(xù)設置多個孔型輥軋機而成，在由這些孔型輥軋機形成的軋輥孔型排列內(nèi)配置芯棒(3)而連續(xù)地延伸軋制空心管坯(2)，其中，至少將第1軋機及第2軋機的軋輥孔型(4)以滿足下記(1)式～(4)式所示的條件的方式配置，b≤10a+1.5 …(1)、b≥10a-0.2 …(2)、b≤-a+1.5 …(3)、b≥-a+1.15 …(4)，其中，a＝S/R1，b＝C/(R1-S)。
文檔編號B21B17/02GK101534969SQ200780041390
公開日2009年9月16日 申請日期2007年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月9日
發(fā)明者筱木健一 申請人:住友金屬工業(yè)株式會社