專利名稱：管的減徑軋制裝置及減徑軋制裝置用軋輥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及管的減徑軋制裝置，更詳細(xì)地說，涉及具有沿軋制軸線排列的多個軋制機、使管沿軋制軸線通過多個軋制機進行減徑軋制的管的減徑軋制裝置。
背景技術(shù)：
以定徑機或拉伸減徑軋制軋機為代表的減徑軋制裝置，是用于把管減徑軋制成規(guī)定的外形尺寸的裝置。作為減徑軋制裝置的種類公知有二輥式減徑軋制裝置、三輥式減徑軋制裝置、四輥式減徑軋制裝置等，其中二輥式減徑軋制裝置的多個軋制機上分別具有兩個軋棍。
減徑軋制裝置通常具有沿軋制軸線排列的多個軋制機。各軋制機包括具有形成孔型的槽的多個軋棍。例如，在三輥式減徑軋制裝置中繞著軋制軸線以等間隔配置三個軋棍，并將軋輥配置成與前級的軋制機中所包含的三個軋棍繞著軋制軸線錯開60°。這是為了使減徑軋制中作用于管外周的徑向應(yīng)力的分布盡可能均勻。
四輥式減徑軋制裝置的各軋制機分別包括具有形成孔型的槽的四個軋輥。四個軋輥繞著軋制軸線以等間隔配置，并將該四個軋輥配置成與前級的軋制機的四個軋輥繞著軋制軸線錯開45°。
通常，減徑軋制裝置的各軋制機中所包含的軋輥的槽在橫截面為弓形。如圖1所示，三輥式減徑軋制裝置的軋輥200的槽的橫截面形狀，是以在連接槽底GB(Groove Base)與軋制軸線RA的線段的靠軋制軸線RA側(cè)的延長線上一點GC為中心、半徑為R1的圓弧。由于半徑R1大于槽底GB與軋制軸線RA之間的距離DB，則軋制軸線RA與槽表面之間的距離中，距離DB最短，軋制軸線RA與槽邊緣GE(Groove Edge)之間的距離DE最長。總而言之，軋輥200的槽形成為以距離DB為短半軸的橢圓弧形。
如果使用軋輥200，則可以加大每個軋制機的壓下率。進而，在減徑軋制中的管外周面與軋輥200的槽邊緣GE之間產(chǎn)生間隙，所以可以防止在輥隙中的飛邊，可防止在管的外周面上產(chǎn)生棱狀傷痕。
但是，如果使用軋輥200，則在與軋輥200的槽接觸的管中的、與槽底部接觸的部分上作用著較大的徑向應(yīng)力?？偠灾疁p徑軋制時的徑向應(yīng)力的分布在管外周不均勻，徑向的變形量不均勻。因這種不均勻的徑向變形而發(fā)生所謂“內(nèi)面變方”。具體地說，如圖2所示，減徑軋制后的管內(nèi)周面的橫截面不是圓形，而是六邊形。
要防止發(fā)生內(nèi)面變方，只要使作用于減徑軋制中的管的徑向應(yīng)力的分布均勻即可。為了使徑向應(yīng)力分布均勻，只要使由三個軋輥所形成的孔型輪廓接近于正圓形即可。具體地說，只要使軋輥200的槽的圓弧中心GC接近軋制軸線RA即可。
但是，如果使軋輥200的槽的中心GC接近軋制軸線RA，則減徑軋制中的管外周與軋輥200的槽邊緣GE的間隙減小。為此，容易發(fā)生飛邊。進而，在減徑軋制中作用于與槽表面中的緣GE附近的部分接觸的管部分的負(fù)載增加，因此該管部分容易發(fā)生棱狀傷痕。具體地說，在管的長度方向上產(chǎn)生筋狀的傷痕。
如上所述，在對管進行減徑軋制中，同時防止發(fā)生內(nèi)面變方與發(fā)生棱狀傷痕、提高管的質(zhì)量是困難的。
在日本特開平6-238308號公報和日本特開平6-210318號公報中記載的技術(shù)可作為提高使用三個以上軋輥進行減徑軋制中的管的質(zhì)量的對策。
在日本特開平6-238308號公報中，公開了使用圖3所示的軋輥300的減徑軋制方法。軋輥300的槽的底部301在橫截面中為具有半徑R1的圓弧，其中心GC1位于連接底中央GB與軋制軸線RA的線段的靠軋制軸線RA側(cè)的延長線上。進而，位于底部301與槽邊緣GE之間的軋輥凸緣部302是具有大于半徑R1的半徑R2的圓弧，其中心GC2位于連接底部301一端點303與中心GC1的連結(jié)線的靠中心GC1側(cè)的延長線上。進而，半徑R2大于前級軋制機的軋輥300的槽處的底中央GB與軋制軸線RA之間的距離DB。根據(jù)該文獻，使用軋輥300進行減徑軋制可以防止發(fā)生內(nèi)面變方和棱狀傷痕。
但是，軋輥300的槽的底部301的圓弧的中心GC1位于連接底中央GB與軋制軸線RA的線段的靠軋制軸線RA側(cè)的延長線上。總而言之，軋輥300的槽成為以軋制軸線RA與底中央GB的距離DB為短半軸的橢圓弧形。為此，作用于減徑軋制中的管外周的徑向應(yīng)力分布不均勻，可以認(rèn)為無法充分地抑制內(nèi)面變方。
另一方面，在日本特開平6-210318號公報中，公開了使用四輥式減徑軋制裝置的減徑軋制方法。在該文獻中，通過使使用的軋輥的槽邊緣附近部分的曲率半徑大于槽底的曲率半徑，并使該槽邊緣附近部分的曲率半徑小于前級軋制機具有的軋輥的槽底的曲率半徑，則可以防止發(fā)生內(nèi)面變方。
但是，如果使用這種軋輥，認(rèn)為雖然可以防止發(fā)生內(nèi)面變方，但容易發(fā)生棱狀傷痕。這是因為軋輥的槽邊緣與軋制軸線之間的距離比軋制機進入側(cè)的管的外半徑小，故容易發(fā)生飛邊，且作用于槽表面中的與槽邊緣附近接觸的管部分的負(fù)載也增大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以同時抑制發(fā)生內(nèi)面變方和棱狀傷痕的管的減徑軋制裝置。
根據(jù)本發(fā)明的減徑軋制裝置，具有沿軋制軸線排列的多個軋制機，使管沿軋制軸線通過多個軋制機來進行減徑軋制。各個軋制機分別包括繞著軋制軸線配置的n個(n≥3)軋輥，該n個軋輥被配置成與前級軋制機所包含的n個軋輥繞著軋制軸線錯開180°/n。多個軋制機中的除了最末尾的軋制機之外的軋制機中所包含的n個軋棍的每個軋輥，具有在橫截面中為弓形的槽。槽底部在橫截面中形成為以軋制軸線為中心的具有第1半徑的圓弧，位于槽底部與槽邊緣之間的軋輥凸緣部的表面與軋制軸線之間的距離大于第1半徑，槽邊緣與軋制軸線之間的距離大于前級軋制機中所包含的軋輥的槽的第1半徑。
在本發(fā)明的減徑軋制裝置中，由于各軋制機的軋輥的槽底部是以軋制軸線為中心的圓弧，所以在減徑軋制時施加于與槽底部接觸的管部分的徑向應(yīng)力分布接近均勻。結(jié)果，可以抑制在管的圓周方向上發(fā)生壁厚不均，可以抑制在減徑軋制后的管上發(fā)生內(nèi)面變方。
進而，軋輥凸緣部的表面與軋制軸線RA之間的距離大于第1半徑。因此，與軋輥的整個槽是以軋制軸線為中心的圓弧的情形相比，作用于與軋輥凸緣部接觸的管的負(fù)載減輕。進而，由于槽邊緣與軋制軸線之間的距離大于前級軋制機中所包含的軋輥的槽的第1半徑，所以在軋制機進入側(cè)的管的外周與槽邊緣之間產(chǎn)生間隙。因此，不容易發(fā)生飛邊。由此，可以抑制發(fā)生棱狀傷痕。
優(yōu)選是軋輥的槽的軋輥凸緣部在橫截面中形成為弓形。
在該場合，由于軋輥凸緣部在橫截面中為弓形，所以插入到軋輥的槽所形成的孔型中的管中的、與軋輥凸緣部接觸的管部分成為弓形。因此，管的橫截面更近于正圓，提高了減徑軋制后的管的外徑尺寸精度。
優(yōu)選是在軋輥的槽的橫截面處使底部一端點上的切線與軋輥凸緣部的端點中的靠底部側(cè)一端點上的切線重合。
在該場合，由于槽底部與軋輥凸緣部連續(xù)平滑地形成，所以在減徑軋制時同底部與軋輥凸緣部的邊界接觸的管部分的形狀也不產(chǎn)生凹凸地平滑地形成。
優(yōu)選是軋輥的槽的軋輥凸緣部在橫截面中成為具有大于第1半徑的第2半徑的圓弧。
在該場合，減徑軋制后的管的形狀更近于正圓。由此，提高了減徑軋制后的管的外徑尺寸精度。
優(yōu)選是軋輥的槽的軋輥凸緣部在橫截面成為直線。
優(yōu)選是各軋制機的軋輥數(shù)為n＝3，軋輥的槽底部的圓弧具有50°以上的中心角。
在各軋制機分別具有三個軋輥時，如果軋輥的槽底部的圓弧具有50°以上的中心角，則在減徑軋制時作用于管外周的軋制應(yīng)力的分布不容易不均勻。為此，可以更有效地抑制發(fā)生內(nèi)面變方。在對管的壁厚相對于外徑尺寸之比較大的管進行減徑軋制時上述條件特別有效。
優(yōu)選是各軋制機的軋輥數(shù)為n＝4，軋輥的槽底部的圓弧具有36°以上的中心角。
在各軋制機分別具有四個軋輥時，如果軋輥的槽底部的圓弧具有36°以上的中心角，則在減徑軋制時作用于管外周的軋制應(yīng)力分布不容易不均勻。為此，可以更有效地抑制發(fā)生內(nèi)面變方。在對厚壁的管進行減徑軋制時上述條件特別有效。


圖1是以往的三輥式減徑軋制裝置中所包含的軋輥的橫截面圖。
圖2是發(fā)生了內(nèi)面變方的管的橫截面圖。
圖3是與圖1所示的軋輥不同的以往的軋輥的橫截面圖。
圖4是本發(fā)明的實施方式的三輥式減徑軋制裝置的側(cè)視圖。
圖5是圖4所示的減徑軋制裝置的軋制機的主視圖。
圖6是圖5所示的軋制機的后級的軋制機的主視圖。
圖7是表示圖4所示的減徑軋制裝置進行管的減徑軋制的概略圖。
圖8是圖5和圖6所示的軋制機中所包含的軋輥的槽的橫截面圖。
圖9是用于說明相鄰的各個軋制機所包含的軋輥的槽的配置關(guān)系的概略圖。
圖10是與圖8所示的軋輥的槽不同的軋輥的槽的橫截面圖。
圖11是與圖8和圖10所示的軋輥的槽更加不同的軋輥的槽的橫截面圖。
圖12是與圖8、圖10和圖11所示的軋輥的槽更加不同的軋輥的槽的橫截面圖。
圖13是本發(fā)明的實施方式的四輥式減徑軋制裝置中所包含的軋制機的主視圖。
圖14是圖13所示的軋制機的后級軋制機的主視圖。
圖15是圖13和圖14所示的軋制機中所包含的軋輥的槽的橫截面圖。
圖16是實施例2所使用的軋輥的橫截面圖。
圖17是與圖16所示的軋輥不同的軋輥的橫截面圖。
圖18是用于說明實施例2的內(nèi)面變方的測定方法的概略圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式。對圖中相同或相當(dāng)部分標(biāo)注相同標(biāo)號，引用其說明。
參照圖4～圖6，三輥式減徑軋制裝置具有沿軋制軸線RA排列的多個軋制機ST1～STm(m是自然數(shù))。軋制機ST1～STm分別包括繞著軋制軸線RA配置于相互成120°的位置的三個軋輥。軋輥11在橫截面中具有形成為弓形的槽20，三個軋輥11的槽20形成孔型PA。
如圖5和圖6所示，軋制機STi(i＝2～m)所包含的三個軋輥11被配置成與前級的軋制機STi-1所包含的三個軋輥11繞著軋制軸線RA錯開60°。
各軋制機的三個軋輥由未圖示的錐齒輪相互連接，通過由未圖示的電動機使三個軋輥11中的一個軋輥轉(zhuǎn)動，從而使所有的軋輥11轉(zhuǎn)動。
各軋制機的由三個軋輥11所形成的孔型PA的截面積，越往后級的軋制機的孔型PA的截面積越小。換句話說，在軋制機ST1處所形成的孔型PA的截面積最大，在最末尾的軋制機STm處所形成的孔型PA的截面積最小。如圖7所示，管沿軋制軸線RA在從軋制機ST1至軋制機STm的過程中被減徑軋制。
除了最末尾的軋制機STm之外的軋制機ST1～STm-1中所包含的軋輥11具有圖8所示的槽20。軋輥的槽20在橫截面上成為弓形。
軋輥11在橫截面中的槽20的底部21形成為以軋制軸線RA為中心的半徑R1的圓弧。由于底部21的形狀為圓弧，故在減徑軋制時施加于與槽底部21接觸的管部分的徑向應(yīng)力的分布變得均勻。結(jié)果，可以抑制在管的圓周方向上發(fā)生壁厚不均，可以抑制在減徑軋制后的管上發(fā)生內(nèi)面變方。
位于槽20的底部21與緣GE之間的軋輥凸緣部23成為具有大于半徑R1的半徑R2的圓弧。由于軋輥凸緣部23的表面上的任意的點與軋制軸線RA之間的距離全都大于半徑R1，所以與軋輥的整個槽為以軋制軸線RA為中心的圓弧的情形相比，作用于與軋輥凸緣部23接觸的管的負(fù)載減輕。因此，可以抑制發(fā)生棱狀傷痕。
進而，軋制機STi所包含的軋輥11的槽邊緣GE與軋制軸線RA之間的距離DE大于前級的軋制機STi-1中所包含的軋輥的槽20處的半徑R1。為此，如圖9所示，在軋制機進入側(cè)的管500的外周與槽邊緣GE之間出現(xiàn)規(guī)定間隙SR(Side Relief)。管500中的與軋輥的槽邊緣周邊接觸的部分的外半徑R500與前級的軋制機STi-1所包含的軋輥11的槽的半徑R1大致一致。這是因為該部分與軋制機STi-1所包含的軋輥11的槽底21接觸而被減徑軋制的緣故。由于軋制機STi的軋輥11的槽邊緣GE與軋制軸線RA之間的距離DE大于前級的軋制機STi-1的軋輥處的半徑R1，因此在軋制機進入側(cè)的管外周與槽邊緣GE之間產(chǎn)生間隙SR，為此不發(fā)生飛邊。
如上所示，通過把槽20的底部21做成以軋制軸線RA為中心的具有半徑R1的圓弧形狀，可以抑制內(nèi)面變方。進而，通過使軋輥凸緣部23的表面與軋制軸線RA之間的距離大于半徑R1，而且，使距離DB大于前級的軋制機STi-1的軋輥處的半徑R1，所以可以抑制發(fā)生棱狀傷痕。
如圖8所示，軋輥11的槽20，進一步使底部21一端點24上的切線30與軋輥凸緣部23的端點中的靠底部21側(cè)一端點25上的切線31重合。在該場合，軋輥凸緣部23的圓弧中心26位于連接底部21一端點24與軋制軸線RA的線段32的靠軋制軸線RA側(cè)的延長線上。如此，底部21與軋輥凸緣部23連續(xù)且平滑地形成，同底部21與軋輥凸緣部23的邊界接觸的管部分外周面上不產(chǎn)生凹凸，提高了管的外徑尺寸精度。
最好是底部21的圓弧中心角θ1為50°以上。這是因為如果中心角θ1小則底部21變窄，容易在管的圓周方向上產(chǎn)生壁厚不均的緣故。在管的壁厚相對于外徑尺寸之比較大時，具體地說壁厚/外徑尺寸為14％以上時，最好使中心角θ1為50°以上。
再者，如果距離DE大于半徑R1，則對中心角θ1的上限沒有特別限制。
在本實施方式中，軋輥凸緣部23在橫截面中形成為圓弧，但只要是軋輥凸緣部23的表面與軋制軸線RA之間的距離大于半徑R1，也可以是其他形狀。例如，如圖10所示，軋輥凸緣部23在橫截面也可以成為直線。在該場合，最好是軋輥凸緣部23與底部21一端點24的切線30重合。這是因為底部21與軋輥凸緣部23可以連續(xù)且平滑地形成的緣故。此外，軋輥凸緣部23在橫截面中也可以是弓形，而且，可具有兩個以上的曲率。例如如圖11所示，軋輥凸緣部23也可以由第1圓弧部231和第2圓弧部232形成，該第1圓弧部231的中心27在連接底部一端點與軋制軸線RA的線段的靠軋制軸線RA側(cè)的延長線上，半徑為R2；該第2圓弧部232的中心28在連接圓弧部231一端點與中心27的線段的靠中心27側(cè)的延長線上、且具有大于半徑R2的半徑R3。
此外，如圖12所示，也可以在槽20的邊緣形成圓角半徑R4。在該場合，圓角半徑R4的圓弧上的任意點與軋制軸線RA之間的距離DE全都大于前級軋制機中所包含的軋輥的槽的半徑R1。
再者，減徑軋制裝置的多個軋制機ST中的、最末尾的軋制機STm所包含的軋輥的槽形成正圓的孔型?？偠灾堓伒恼麄€槽在橫截面中形成為以軋制軸線RA為中心的圓弧。這是因為最末尾的軋制機STm處的壓下率小，故即使整個槽為圓弧也不發(fā)生棱狀傷痕的緣故。再者，最末尾的軋制機STm所包含的軋輥的槽也可以是與上述槽20同樣形狀。
上述減徑軋制裝置的各軋制機中包括三個軋輥，但是本發(fā)明也可以應(yīng)用于各軋制機包括多于三個的軋輥的減徑軋制裝置。下面，對四輥式減徑軋制裝置進行說明。
四輥式減徑軋制裝置與三輥式減徑軋制裝置同樣，具有沿軋制軸線RA排列的多個軋制機ST1～STm。
如圖13和圖14中所示，多個軋制機STi(i＝2～m)的每個軋制機包括配置于繞著軋制軸線RA相互成90°的位置的四個軋輥50。軋輥50具有在橫截面中形成為弓形的槽60，四個軋輥50的槽60形成孔型PA。
軋制機STi中所包含的四個軋輥50被配置成與前級軋制機STi -1所包含的四個軋輥50繞著軋制軸線RA錯開45°。
除了最末尾軋制機STm之外的軋制機ST1～STm-1中所包含的軋輥50的槽60的形狀為弓形。參照圖15，槽60的形狀與圖8所示的軋輥12的槽20是同樣的。
具體地說，槽60的底部61形成為以軋制軸線RA為中心的半徑R1的圓弧。由此，可以抑制發(fā)生內(nèi)面變方。此外，軋輥凸緣部63形成為具有大于半徑R1的半徑R2的圓弧。也就是說，軋輥凸緣部63的表面與軋制軸線RA之間的距離大于半徑R1。進而，軋制機STi中所包含的軋輥的槽60的緣GE與軋制軸線RA的距離DE大于軋制機STi-1中所包含的軋輥的槽處的半徑R1。由此可以抑制發(fā)生棱狀傷痕。再者，底部61一端點上的切線80與軋輥凸緣部63的端點中的靠底部61側(cè)一端點上的切線81重合。在該場合，軋輥凸緣部63的圓弧的中心66位于連接底部61一端點與軋制軸線RA的線段的靠軋制軸線RA側(cè)的延長線上。由于底部61與軋輥凸緣部63連續(xù)且平滑地形成，所以同底部61與軋輥凸緣部63的邊界接觸的管部分的外周面上不產(chǎn)生凹凸，提高了管的外徑尺寸精度。
優(yōu)選是軋輥50的槽60的底部61的圓弧的中心角θ2為36°以上。特別是，在減徑軋制的管的壁厚/外徑尺寸為16％以上時，只要使中心角θ2為36°以上，即可有效地防止發(fā)生內(nèi)面變方。再者，只要距離DE大于半徑R1，則中心角θ2的上限不受限制。
以上以三輥式和四輥式減徑軋制裝置為例說明了本發(fā)明，但本發(fā)明的減徑軋制裝置不能適用于二輥式減徑軋制裝置。在二輥式減徑軋制裝置中，減徑軋制時的被軋制件(管)的流動在寬度方向上比三輥式或四輥式減徑軋制裝置要寬?？偠灾?，二輥式減徑軋制裝置更容易產(chǎn)生飛邊。因此，只要使用具有本發(fā)明的槽形狀的軋輥，就有可能發(fā)生棱狀傷痕。
實施例1使用具有包括表1所示形狀的軋輥的7個軋制機ST1～ST7的三輥式定徑機，對具有300mm外徑的無縫鋼管進行減徑軋制，調(diào)查減徑軋制后的無縫鋼管上是否發(fā)生內(nèi)面變方和棱狀傷痕。
表1


表1中“類型”表示實施試驗的定徑機?！败堉茩C編號”中表示各軋制類型的定徑機中的軋制機ST1～ST7。
在類型T1～T4的定徑機中，使用圖8所示形狀的軋輥11。各軋制機ST1～ST7所包含的軋輥11的槽20的半徑R1、R2、中心角θ1、距離DE、軋制軸線RA與底部中央GB之間的距離DB的值如表1所示。類型T1、T3、T4的定徑機的最末尾的軋制機ST7中使用的軋輥的槽做成以軋制軸線RA為中心半徑R1的圓弧。也就是說，軋制機ST7的軋輥的槽所形成的孔型取為正圓。
再者，在表1中的“DEi-DBi-1”表示從軋制機STi所包含的軋輥處的距離DE減去前級軋制機STi-1所包含的軋輥處的距離DB的值的正負(fù)。再者，在軋制機ST1所包含的軋輥的“DEi-DBi-1”表示從距離DE減去無縫鋼管的外半徑＝150mm的值的正負(fù)。
此外，在“壓下率”表示由以下的公式(1)求出的各軋制機處的壓下率(％)。在“R1/DB”表示半徑R1相對于各軋制機所包含的軋輥的距離DB之比。
(公式1) 類型T5的定徑機使用圖3所示的軋輥300。因此，在軋制機ST1～ST6的軋輥中，半徑R1/距離DB大于1。類型T6和T7的定徑機使用圖1所示的軋輥200。類型T5～T7的定徑機的最末尾的軋制機ST7使用的軋輥的槽做成以軋制軸線RA為中心半徑R1的圓弧。
1.調(diào)查內(nèi)面變方和棱狀傷痕使用類型T1、T2、T4～T7的定徑機，在熱加工下對具有300mm外徑與25mm壁厚的無縫鋼管進行減徑軋制。具體地說，減徑軋制出在各類型的定徑機出口側(cè)具有850～900℃的溫度的一根無縫鋼管。
對減徑軋制后的無縫鋼管，調(diào)查其有無內(nèi)面變方與棱狀傷痕。具體地說，在無縫鋼管的長度方向中央部處取一個橫截面試樣。用測微計測定所取的橫截面試樣的壁厚。具體地說，參照圖2，測定試樣中的、與定徑機的各軋制機的軋輥的槽底部接觸的部分P1的壁厚TA和以軋制軸線為中心與壁厚TA的各個測定部位錯開30°的部位的壁厚TB。求出測定出的TA和TB的平均值TAave和TBave，進而求出公式(2)所示的內(nèi)面變方率PF(％)。
PF＝(TBave-TAave)/{(TBave+TAave)/2}×100(％) (2)在求出的內(nèi)面變方率PF為3.0％以上時，判斷為發(fā)生了內(nèi)面變方。
另一方面，通過目測判斷是否有棱狀傷痕。具體地說，在無縫鋼管的長度方向上發(fā)生飛邊時判斷為產(chǎn)生了棱狀傷痕。
調(diào)查結(jié)果示于表2。
表2

如表2所示，在用本發(fā)明例的類型T1和T2的定徑機減徑軋制的管中未發(fā)生內(nèi)面變方率和棱狀傷痕。另一方面，在類型T4的定徑機由于DEi-DBi-1為負(fù)，所以發(fā)生了認(rèn)為起因于飛邊的棱狀傷痕。類型T5和T6的定徑機由于R1/DB大于1，所以發(fā)生了內(nèi)面變方。類型T7的定徑機由于DEi-DBi-1為負(fù)，所以發(fā)生了棱狀傷痕。
2.調(diào)查使用不同壁厚的管的內(nèi)面變方用表3所示類型的定徑機對具有表3所示的外徑和壁厚的無縫鋼管進行減徑軋制。
表3

減徑軋制時的無縫鋼管的溫度在定徑機出口側(cè)為850～1000℃。用與1.同樣的方法對減徑軋制后的管調(diào)查其內(nèi)面變方率。
如表3所示，在所有的試驗編號中內(nèi)面變方率都不到3.0％。但是，在對壁厚43mm的無縫鋼管進行減徑軋制時，用中心角θ1不到50°的類型T3的定徑機減徑軋制后的管的內(nèi)面變方率比用類型T1和T2的定徑機減徑軋制的管的內(nèi)面變方率要高。換句話說，對壁厚/外徑超過14％的管進行減徑軋制時，只要軋輥的槽底部的中心角θ1為50°以上，即可更有效地抑制發(fā)生內(nèi)面變方。再者，每個試驗編號中都未發(fā)生棱狀傷痕。
實施例2用具有包括表4所示形狀的軋輥的8個軋制機ST1～ST8的四輥式定徑機對無縫鋼管進行減徑軋制，調(diào)查其是否發(fā)生內(nèi)面變方和棱狀傷痕。
表4


表4中的各項目與表1相同。在類型T8～T11的定徑機中，使用圖15所示形狀的軋輥50。
在類型T12的定徑機中，使用圖16所示形狀的軋輥400。軋輥400的槽的形狀與圖3的軋輥300相同。在軋制機ST1～ST7的軋輥中，半徑R1/距離DB大于1。在類型T13和T14的定徑機中，使用圖17所示形狀的軋輥600。軋輥600的槽的形狀與圖1的軋輥200相同。
類型T8～T14的定徑機的最末尾的軋制機ST8中使用的軋輥的槽做成以軋制軸線RA為中心的半徑R1的圓弧。也就是說，軋輥形成的孔型做成為以軋制軸線RA為中心的正圓。
1.調(diào)查內(nèi)面變方和棱狀傷痕分別用類型T8、T9、T11～T14的定徑機，在冷加工下對具有25mm外徑與2mm壁厚的一根ERW管(高頻電阻焊接鋼管)進行減徑軋制。具體地說，為了消除ERW管的焊接部與母材的硬度差，對ERW管施行熱處理。
減徑軋制后，與實施例1同樣地求出ERW管的內(nèi)面變方率。如圖18所示，測定采取的定徑機中的與定徑機的各軋制機的軋輥的槽底部接觸的部分P1的壁厚TA和以軋制軸線RA為中心與壁厚TA的各個測定部位錯開22.5°的部位的壁厚TB后，求出公式(2)所示的內(nèi)面變方率PF(％)。與實施例1同樣，在內(nèi)面變方率為3.0％以上時，判斷為發(fā)生了內(nèi)面變方。通過與實施例1同樣的方法判斷是否發(fā)生棱狀傷痕。
調(diào)查結(jié)果示于表5。
表5

在用本發(fā)明例的類型T8和T9的定徑機進行減徑軋制后的ERW管中未發(fā)生內(nèi)面變方率和棱狀傷痕。另一方面，類型T11的定徑機由于DEi-DBi-1為負(fù)，所以發(fā)生了棱狀傷痕。類型T12和T13的定徑機由于R1/DB大于1，所以發(fā)生了內(nèi)面變方。類型T14的定徑機由于DEi-DBi-1為負(fù)，所以發(fā)生了棱狀傷痕。
2.調(diào)查使用不同壁厚的管的內(nèi)面變方由表6所示類型的定徑機對具有表6所示的外徑和壁厚的ERW管進行減徑軋制。與1.同樣地對ERW管事前施行熱處理。求出減徑軋制后的ERW管的內(nèi)面變方率。
表6

調(diào)查結(jié)果示于表6。在所有的試驗編號中內(nèi)面變方率都不到3.0％。但是，在對壁厚4mm的ERW管進行減徑軋制時，用中心角θ2不到36°的類型T10的定徑機進行減徑軋制后的ERW管的內(nèi)面變方率比由類型T8和T9的定徑機進行減徑軋制后的ERW管的內(nèi)面變方率要高。換句話說，在對壁厚/外徑超過16％的ERW管進行減徑軋制時，只要軋輥的槽底部的中心角θ2為36°以上，即可更有效地抑制發(fā)生內(nèi)面變方。再者，每個試驗編號中都未發(fā)生棱狀傷痕。
以上說明了本發(fā)明的實施方式，但是上述實施方式只不過是用來實施本發(fā)明的示例。因此，本發(fā)明不限定于上述實施方式，在不脫離其要旨的范圍內(nèi)可適當(dāng)對上述實施方式進行變形來實施。
權(quán)利要求
1.一種減徑軋制裝置，具有沿軋制軸線排列的多個軋制機，使管沿上述軋制軸線通過上述多個軋制機來進行減徑軋制，其特征在于，上述各個軋制機分別包括繞著上述軋制軸線配置的n個(n≥3)軋輥；上述n個軋棍被配置成繞著上述軋制軸線與前級軋制機所包含的n個軋棍錯開180°/n；上述多個軋制機中的除了最末尾的軋制機之外的軋制機所包含的n個上述軋棍的每個軋輥具有在橫截面中形成為弓形的槽；上述槽的底部在橫截面中形成為以上述軋制軸線為中心的具有第1半徑的圓?。晃挥谏鲜霾鄣牡撞颗c上述槽邊緣之間的軋輥凸緣部的表面與上述軋制軸線之間的距離大于上述第1半徑；上述槽邊緣與上述軋制軸線之間的距離大于前級軋制機中所包含的軋輥的槽的第1半徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減徑軋制裝置，其特征在于，上述軋輥凸緣部在橫截面上形成為弓形。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的減徑軋制裝置，其特征在于，在上述槽的橫截面中，上述底部一端點上的切線與上述軋輥凸緣部的端點中的靠上述底部側(cè)一端點上的切線重合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的減徑軋制裝置，其特征在于，上述軋輥凸緣部在橫截面中形成為具有大于上述第1半徑的第2半徑的圓弧。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減徑軋制裝置，其特征在于，上述軋輥凸緣部在橫截面中形成為直線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任一項所述的減徑軋制裝置，其特征在于，n＝3，上述底部的圓弧具有50°以上的中心角。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任一項所述的減徑軋制裝置，其特征在于，n＝4，上述底部的圓弧具有36°以上的中心角。
8.一種軋輥，用于具有多個軋制機、使管沿上述軋制軸線通過上述多個軋制機來進行減徑軋制的減徑軋制裝置，上述軋制機沿軋制軸線排列、且分別包括繞著上述軋制軸線配置的n個(n≥3)軋輥，其特征在于，具有在橫截面中形成為弓形的槽；上述槽的底部在橫截面上形成為以上述軋制軸線為中心的具有第1半徑的圓?。晃挥谏鲜霾鄣撞颗c上述槽邊緣之間的軋輥凸緣部的表面與上述軋制軸線之間的距離大于上述第1半徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的軋輥，其特征在于，上述軋輥凸緣部在橫截面中形成為弓形。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的軋輥，其特征在于，在上述槽的橫截面中，上述底部一端點上的切線與上述軋輥凸緣部的端點中的靠上述底部側(cè)一端點上的切線重合。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的軋輥，其特征在于，上述軋輥凸緣部在橫截面上形成為具有大于上述第1半徑的第2半徑的圓弧。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的軋輥，其特征在于，上述軋輥凸緣部在橫截面上形成為直線。
13.根據(jù)權(quán)利要求8～12中任一項所述的軋輥，其特征在于，n＝3，上述底部的圓弧具有50°以上的中心角。
14.根據(jù)權(quán)利要求8～13中任一項所述的軋輥，其特征在于，n＝4，上述底部的圓弧具有36°以上的中心角。
全文摘要
本發(fā)明的減徑軋制裝置，包括沿軋制軸線排列的多個軋制機，使管沿軋制軸線通過多個軋制機來進行減徑軋制。每個軋制機包括繞著軋制軸線配置的n個(n≥3)軋棍，且n個軋棍被配置成繞著軋制軸線與前級軋制機中包括的n個軋棍錯開180°/n。除了最末尾軋制機之外的軋制機所包含的n個軋棍分別具有在橫截面形成為弓形的槽。槽的底部由在橫截面上以軋制軸線為中心的具有第1半徑的圓弧形成，且位于槽底部與槽邊緣部之間的軋輥凸緣部的表面與軋制軸線之間的距離大于第1半徑，而槽邊緣與軋制軸線之間的距離大于前級軋制機中所包含的軋棍的槽的第1半徑。因此，本發(fā)明的減徑軋制裝置可以同時抑制發(fā)生內(nèi)面變方和棱狀傷痕。
文檔編號B21B27/02GK1909985SQ20058000299
公開日2007年2月7日 申請日期2005年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月21日
發(fā)明者奧井達也, 黑田浩一 申請人:住友金屬工業(yè)株式會社, 住友鋼管株式會社