专利名称：：穿孔机的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种穿孔机，更详细地讲，涉及一种穿孔轧制圆钢坯而将其做成中空管坯的穿孔机。
背景技术：
：穿孔机穿孔轧制圆钢坯而将其做成中空管坯。穿孔机包括等间隔地配置在轧制线周围的2个或3个倾斜辊、沿着轧制线配置在倾斜辊前方的推进器(pusher)和多个倾斜辊之间的配置在轧制线上的顶头。在利用上述穿孔机穿孔轧制圆钢坯时，由于曼内斯曼效果存在中空管坯的内表面产生缺陷这样的问题。通常，以计算式(1)表示的顶头前端压下率较小的情况能抑制内表面缺陷的产生。顶头前端压下率(％)=(圆钢坯直径-顶头前端处的辊间隔)/圆钢坯直径xi00(1)但是，若顶头前端压下率变小，则圆钢坯难以被多个倾斜辊咬入，容易产生所谓的咬入不良。因此，在日本特开2006-297400号公报中公开有用于即使顶头前端压下率较小、也抑制产生咬入不良的技术。在该文献中，在倾斜辊的前方配置有多个斜辊(skewroller),而且，在斜辊和倾斜辊之间配置有夹送辊。多个斜辊与电动才几等驱动源连结，斜辊:故驱动源驱动旋转而4吏圆钢坯前进。并且，连结于驱动源的夹送辊以夹持圆钢坯的状态旋转，使圆钢坯一边向周向旋转、一边前进。因此，即4吏顶头前端压下率较小，也能够防止产生咬入不良。3但是；在夹送辊中，将接触于倾斜辊的圆钢坯向轴线方向推入的力较弱。因此，若顶头前端压下率较小，则产生咬入不良的可能性较高。另外，夹送辊被驱动源驱动而以恒定的周速度旋转，但是圆钢坯在从与倾斜辊接触到稳定地咬入为止的期间里，存在圆钢坯的行进速度发生较大地变化而变得小于夹送辊的周速度的情况。这样，在圆钢坯的行进速度与夹送辊的周速度不同的情况下，夹送辊在圓钢坯表面上打滑，因此产生外表面缺陷。在曰本净争开2000-246311号7>1艮及曰本净争开2001—162306号公报中公开有用于即使顶头前端压下率较小、也抑制产生咬入不良的技术。在这些文献中，利用推进器推进圆钢坯，将圓钢坯推入到倾斜辊之间。在这种情况下，即使圆钢坯未被咬入多个倾斜辊而打滑，由于推进器推进圓钢坯后端，因此，圆钢坯也最终被推入到倾斜辊之间。因此，能防止产生咬入不良。但是，在减小顶头前端压下率而一边利用推进器将圆钢坯推入到倾斜辊之间、一边对圆钢坯进行穿孔轧制的情况下，会促进倾斜辊的磨损。其原因在于，由于利用推进器的推力抑制产生咬入不良，因此，与顶头前端压下率较高的情况相比，倾斜辊自推进器承受的外力增加。因此，圆钢坯的旋转方向的摩擦力变大，倾斜辊的表面中的、首先与圆钢坯接触的部分的磨损量特别增加。倾斜辊的磨损不仅会降低咬入性，也会导致产生外表面缺陷。
发明内容本发明的目的在于提供一种即使一边用推进器将圓钢坯推入到多个倾斜辊之间一边对圆钢坯进行穿孔轧制、也能够抑制倾斜辊的磨损量的穿孔机。本发明的穿孔机包括多个倾斜辊、推进器和第l引导辊。多个倾斜辊配置在轧制线的周围。推进器配置在倾斜辊的前方(入侧)，至少在圆钢坯从与倾斜辊接触到前进规定距离为止，从后端推进圆钢坯。第l引导辊配置在倾斜辊与推进器之间。第l引导辊包括相对于轧制线倾斜的第l辊轴和第l辊轴方向的截面形状为凹的弓形的第l辊表面。另外，第l引导辊为无驱动。在此，轧制线是指被穿孔轧制的圆钢坯所移动的假想轴线。只要推进器推进圓钢坯，圆钢坯就被多个倾斜辊表面按压，圆钢坯与辊表面的接触部分的摩擦力增大。穿孔机通过使圆钢坯向与多个倾斜辊的旋转方向相同的方向4t转来对圆钢坯进行穿孔轧制。只要上述摩擦力较大，多个倾斜辊使圆钢坯向周向旋转所需的转矩就增大。随着该转矩的增大，倾斜辊的磨损量增大。本申请的发明在推进器与多个倾斜辊之间配置其轴芯相对于轧制线倾斜的第l引导辊。第l引导辊使被推进器沿着轧制线向轧制方向推进的圆钢坯旋转。换言之，通过了第l引导辊后的圆钢坯一边螺旋旋转一边前进。由于多个倾斜辊与预先旋转的圆钢坯接触，因此，使圆钢坯向周向旋转所需的转矩较小。结果，能够抑制倾斜辊的磨损。并且，由于第l引导辊为无驱动(即自由辊)，因此，第l引导辊追随圆钢坯的行进而旋转。因此，第l引导辊难以在圆钢坯表面上打滑，抑制产生圆钢坯的外表面缺陷。优选为，穿孔机还包括第2引导辊。第2引导辊与第1引导辊隔着轧制线地配置。第2引导辊包括第2辊轴和第2辊表面。第2辊轴与第l辊轴交叉。第2辊表面的第2辊轴方向的截面形状为凹的弓形。另外，第2引导辊为无驱动(即自由辊)。在这种情况下，圆钢坯由第l及第2引导辊夹持，被第l及第2引导辊赋予旋转。因此，圆钢坯难以自轧制线左右错位，在轧制线上稳定地直线行进。另外，由于圆钢坯被第1及第2引导辊抑制，因此，能够高效地旋转。优选为，穿孔机还包括多个第l引导辊和第2引导辊。第2引导辊包括上述第2辊轴和第2辊表面，为无驱动(即自由辊)。多个第1引导辊与第2引导辊沿着轧制线交错排列。在这种情况下，圆钢坯与沿着轧制线交错排列的3个以上引导辊(多个第l引导辊和第2引导辊)接触。因此，圓钢坯不仅难以相对于轧制线左右错位，也难以上下错位。图l是从上方看本发明的第1实施方式的穿孔机的示意图。图2是穿孔轧制中的穿孔机的侧视图。图3是表示从穿孔机入侧看的情况下倾斜辊、引导辊及圆钢坯的旋转方向的示意图。图4是从上方看本发明的第2实施方式的穿孔机的示意图。图5是图4所示的引导辊的主视图。图6是表示从穿孔机入侧看的情况下的倾斜辊、引导辊及圆钢坯的旋转方向的示意图。图7是从上方看本发明的第3实施方式的穿孔机的示意图。具体实施例方式下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。对图中相同或相当的部分标注相同的附图标记，不进4亍重复"i兌明。第l实施方式整体图参照图1及图2，穿孔机10包括2个圆锥形倾斜辊(以下简称作倾斜辊)1、顶头2、芯棒3、推进器4、入口槽(trough)7和配设在穿孔机10的出侧的HMD(HotMetalDetector:热钢检测器)51。2个倾斜辊1隔着轧制线PL而互相面对地配置。各倾斜辊1相对于轧制线PL具有倾斜角s及交叉角y。顶头2配置在2个倾斜辊l之间，且配置在轧制线PL上。芯棒3沿着穿孔机10的出侧的轧制线PL配置，芯一奉3的前端与顶头2的后端连4妄。推进器4沿着轧制线PL配置在穿孔机10的入侧前方。推进器4包括缸主体41、缸轴42、连接构件43和钢坯推棒44。钢坯推棒44利用连接构件43能够向周向旋转地与缸轴42连结。连接构件43例如包括用于能够使钢坯推棒44向周向旋转的轴承。缸主体41为液压式或电动式，使缸轴42前进及后退。推进器4使钢坯推棒44的前端面抵接于圆钢坯20的后端面，并利用缸主体41使缸轴42及钢坯推棒44前进，从而，从后方推进圆钢坯20。推进器4沿着轧制线推进圆钢坯20，将圆钢坯20推入到2个倾斜辊l之间。至少在圆钢坯20从与上述倾斜辊接触到前进规定距离为止的期间里，推进器4进一步推进圆钢坯20。换言之，推进器4推进圆钢坯20，直到不会产生咬入不良地稳定地穿孔轧制圆钢坯20为止。作为检测装置的HMD51配置在穿孔机10的出侧，且配置在倾斜辊l的后端附近。HMD51对穿孔轧制后的圆钢坯(即中空管坯)20的前端是否通过了倾斜辊1之间进行检测。在HMD51检测到了穿孔轧制后的圆钢坯20的前端时，推进器4停止推动圆钢坯20。在入口槽7中放置有穿孔轧制前的圆钢坯20。另外，图l中虽未图示，但穿孔机10包括隔着顶头2地上下配置的2个引导件。引导件例如是盘形辊。穿孔机10还包括引导辊6。引导辊6配置在推进器4与倾斜辊l之间。图3表示在从穿孔机10的入侧看的情况下穿孔轧制中的倾斜辊l、引导辊6及圆钢坯20的示意图。如图3所示，引导辊6将高度调整为使得被推进器4推入的圆钢坯20的表面与引导辊的表面62接触地配置。再次参照图l，引导辊6包括辊轴部61和辊表面62。辊轴部61相对于轧制线PL倾斜。由于辊轴部61相对于轧制线PL倾斜，因此，引导辊6能够对圆钢坯20赋予周向的旋转。辊表面62的辊轴部61方向的截面形状为弓形。因此，在引导辊6上通过的圆钢坯20难以左右摆动，难以自轧制线PL错位。另外，与辊表面62平坦的情况相比，辊表面62与圆钢坯20的表面的接触区域(接触面积)较大。因此，引导辊6握持圆钢坯20的力变大，圓钢坯20变得容易旋转。引导辊6不与电动机等驱动源连结。即，引导辊6是无驱动的自由辊。因此，在被推进器4推入的圆钢坯20与辊表面62接触时，引导辊6利用自圆钢坯20承受的外力旋转。这样，由于引导辊6利用来自圆钢坯20的外力旋转，因此，引导辊6的转速在圆钢坯20的行进方向分量与圓钢坯20的行进速度大致相等。因此，引导辊6难以空转，难以在圆钢坯20的表面打滑。结果，能够抑制由打滑导致产生圆钢坯20的外表面缺陷。如图l所示，在从穿孔机10的入侧看倾斜辊1为左旋转的情况下，引导辊6以辊轴部61中的右端部61R比左端部61L更靠近顶头2的方式相对于轧制线PL倾斜地配置。由此，如图3所示，由引导辊6对圆钢坯20赋予的旋转方向与由倾斜辊1对圆钢坯20赋予的旋转方向一致。因此，能够将圆钢坯20与倾斜辊1接触时的旋转方向的摩擦力(转矩)抑制得较小。另外，在从穿孔机10的入侧看倾斜辊1为右旋转的情况下，引导辊6以左端部61L比右端部61R更靠近顶头2的方式配置。总之，将引导辊6配置为，由引导辊6对圆钢坯20赋予的旋转方向与由倾斜辊l对圆钢坯20赋予的旋转方向一致。穿孔轧制时的穿孔机的动作下面，说明穿孔轧制时的穿孔机10的动作。首先，将圆钢坯20配置在入口槽7上。其次，推进器4^f吏钢坯推棒44前进，4吏钢坯推才奉44的前端与圆钢坯20的后端4妄触。接着，推进器4使钢坯推棒44前进而朝向倾斜辊l推进圆钢坯20。圆钢坯20—边被推进器4推入、一边在入口槽7上前进。在圆钢坯20的前端与引导辊6的辊表面62接触时，引导辊6追随圆钢坯20的移动地开始;5走转。此时，由于引导辊6相对于轧制线PL倾斜，因此，引导辊6对圆钢坯20赋予旋转。结果，圆钢坯20—边螺錄:旋转，一边前进。在利用引导辊6使圆钢坯20开始旋转之后，推进器4也推进圓钢坯20。因此，圆钢坯20—边^:转，一边与倾4斗辊1的表面接触。在圆钢坯20与倾斜辊1接触之后，推进器4将圓钢坯20推进规定距离。这是为了抑制产生咬入不良。圓钢坯20预先向与由倾斜辊1赋予的^走转方向相同的方向旋转。因此，与圆钢坯20不旋转而被咬入到倾斜辊1时相比，倾斜辊l所承受的摩擦力降低。结果，倾斜辊的磨损量降低。在配设于倾斜辊l后方的HMD51检测到了穿孔轧制后的圓钢坯20的前端时，推进器4停止推进圆钢坯20。其原因在于，在圓钢坯20的前端通过倾#h辊的后端时，穿孔轧制,人非稳、定区域向稳定区域转移，因此，即使推进器4不推动圆钢坯20,也以恒定的行进速度稳定地对圆钢坯20进行穿孔轧制。在此，非稳定区域是指，从圆钢坯20的前端与倾斜辊l接触直到穿孔轧制后的圆钢坯20的前端通过(脱离)倾斜辊l的后端为止的期间。另外，稳定区域是指，非稳定区域以后的期间、即从穿孔轧制后的圆钢坯20的前端通过倾斜辊1的后端直到以大致恒定的行进速度对圆钢坯20进行穿孔轧制的期间。另外，在上述实施方式中，推进器4持续推动圆钢坯20直到穿孔轧制为稳定区域为止，但推进器4也可以在其他时机推动圆钢坯20。例如，推进器4也可以在非稳定区域J亭止4,动圓钢坯20。推进器4至少在圆钢坯20从与倾斜辊1表面接触直到前进规定距离为止推进圆钢坯20的情况下，可获得本发明的效果。第2实施方式在上述实施方式中，仅配置l个引导辊，但也可以配置2个引导辊。参照图4及图5，与第l实施方式相比，第2实施方式的穿孔机ll还包括引导辊8。引导辊8隔着轧制线PL与引导辊6相面对地配置。引导辊8被卡夹器具(chock)81支承。引导辊8利用连接于卡夹器具支承板82的升降装置84(例如液压式或电动式缸)上下升降。如图4所示，引导辊6的辊轴61与引导辊8的辊轴83交叉。辊轴83还相对于轧制线PL倾斜。更优选为，在从穿孔机11的入侧看倾斜辊1为左旋转的情况下，引导辊8以辊轴部83中的左端部83L比右端部83R更靠近顶头2的方式相对于轧制线PL倾斜地配置。引导辊8的辊表面具有与引导辊6的表面62同样的形状。具体地讲，引导辊8的辊表面的辊轴方向的截面形状为弓形。另外，在图5中，引导辊6及引导辊8的辊轴61及辊轴83均与轧制线PL垂直地配置，但引导辊6及引导辊8能够自由地调整相对于轧制线PL的倾斜。因此，在穿孔轧制时，引导辊6及引导辊8配置为，辊轴61及辊轴83相对于轧制线PL倾斜，10而且，辊轴61及辊轴83互相交叉。在被推进器4推进的圆钢坯20在引导辊6上通过时，升降装置84使引导辊8下降。因此，圆钢坯20被引导辊6及引导辊8夹持。即，圆钢坯20的表面与引导辊6及引导辊8的辊表面接触。由于辊轴61与辊轴83互相交叉，因此，如图6所示，引导辊6及引导辊8均对圆钢坯20赋予相同方向的转。圆钢坯20—边被引导辊6及引导辊8夹持一边前进。因此，圆钢坯20难以自轧制线PL左右错位而沿着轧制线PL稳定地直线行进。并且，由于2个引导辊夹持圆钢坯20使圆钢坯20向周向旋转，因此旋转稳定。另外，引导辊8与引导辊6同样不与驱动源连结，是无驱动的自由辊。因此，引导辊8难以在圆钢坯20的表面打滑。引导辊8的升降时机由例如图4中所示的HMD52决定。HMD52配置在引导辊6及引导辊8的跟前。在从圆钢坯20的前端通过HMD52起经过规定时间之后，升降装置84使引导辊8下降。由此，2个引导辊6及引导辊8能够夹持圓钢坯20。另外，在HMD51检测到了穿孔轧制后的圆钢坯20的前端时，升降装置84使引导辊8上升。这是为了使穿孔轧制转移到稳定区域。但是，也可以在转移到稳定区域之后也维持由引导辊6及引导辊8夹持圓钢坯20的状态。第3实施方式参照图7，与第2实施方式相比，第3实施方式的穿孔才几12包括多个引导辊6。多个引导辊6和引导辊8沿着轧制线PL交错排列。更具体地讲，引导辊6和引导辊8隔着轧制线PL地配置。并且，引导辊6与引导辊8沿着轧制线PL交替地配置。其他结构与图4相同。另外，引导辊8的升降时机与第2实施方式相同。ii在这种情况下，圓钢坯20与第2实施方式同样地一边被引导辊6及引导辊8夹持一边前进。因此，圆钢坯20难以自轧制线PL左右错位。另外，由于引导辊6及引导辊8交错排列，因此，圆钢坯20还一边被引导辊6及引导辊8以长度方向上的不同的3点支承一边前进。由此，圓钢坯20的前端及后端难以自轧制线PL向上下方向错位。因此，圆钢坯20沿着轧制线PL更加稳定地直线前进。另外，在图7中，穿孔机12包括2个引导辊6和1个引导辊8,但穿孔机12也可以包括l个引导辊6和多个引导辊8。另外，也可以包括多个引导辊6和多个引导辊8。在上述实施方式中，将引导辊6及引导辊8的辊表面的截面形状做成凹的弓形，但凹的弓形例如是圆弧、椭圆弧。另外，也可以是具有多个凹的曲率的曲线，也可以在一部分上含有直成使引导辊6及引导辊8的辊表面与圆钢坯20的表面接触的形状。另外，在第2及第3实施方式中，隔着轧制线PL地上下配置了引导辊6及引导辊8，但也可以将引导辊6及引导辊8左右配置。在本实施方式中，倾斜辊为2个，但倾杀+辊也可以是3个以上。另外，倾斜辊l为圆锥形，但也可以是筒形。实施例1利用具有无驱动的引导辊的本发明的穿孔机和具有自图1中的穿孔机除去引导辊6的结构的穿孔机(以下称作比较穿孔机)，一边用推进器推入多个圓钢坯一边对多个圆钢坯进行穿孔轧制，并测定轧制后的倾斜辊的磨损量。调查方法本发明的穿孔机及比较穿孔机均为倾斜角5=10Q、交叉角丫=15°、顶头前端压下率=4%、辊凹槽直径-410mm、辊转速N-lrps。另外，穿孔机均包括2个倾斜辊。本发明的穿孔机还包括与第2实施方式相对应的2个引导辊。将由依据JIS规格的SUS304不锈钢构成的外径70mm的圆钢坯加热到1200。C之后，利用穿孔机对该圆钢坯进行穿孔轧制而做成外径75mm、壁厚5mm的中空管坯。本发明的穿孔机及比较穿孔机分别对多个圆钢坯进行穿孔轧制。具体地讲，推进器的推力设置为表l所示的试验条件l~4的值，以各自的试验条件对50根圓钢坯进行了穿孔轧制。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>在以各试验条件l~4对50根圆钢坯进行了穿孔轧制之后，测定各穿孔机的倾斜辊的磨损量。磨损量利用以下方法测定。首先，将穿孔前的倾斜辊安装于车床，标记任意的周向8点的位置。接着，利用千分表(dialgauge)测定从倾斜辊的入侧前端到凹槽部的辊表面中的、包括倾斜辊的轴和各标记位置的各截面形状的轮廓。接着，在穿孔轧制之后，再次将倾斜辊安装于车床，利用与穿孔前相同的程序测定辊表面的轮廓。比较穿孔前的轮廓和穿孔后的轮廓，求得磨损量。调查结果将各试验条件下的倾斜辊的磨损量表示于表1。参照表1,在试验条件l~4的情况下，与比较穿孔机相比，本发明的穿孔机的辊磨损量均较少。实施例2利用具有图7所示的结构的本发明的穿孔机和上述比较穿孔机一边用推进器推入多个圆钢坯一边对多个圆钢坯进行穿孔轧制，测定轧制后的倾斜辊的磨损量。调查方法
技术领域：
：本发明的穿孔机及以往的穿孔机均为倾斜角S-10°、交叉角丫=15。、顶头前端压下率=3.1%、辊凹槽直径=410mm、辊转速N-lrps。准备由含有13质量％的0的合金钢(13%0钢)构成的外径70mm的圆钢坯。将准备好的圓钢坯加热到1200。C之后，利用穿孔机对圆钢坯进行穿孔轧制而做成外径75mm、壁厚5mm的中空管坯。本发明的穿孔机及以往穿孔才几分别将多个圆钢坯穿孔轧制。具体地讲，推进器的推力设置为表2所示的试验条件5~8的值，以不同的试验条件对60根圆钢坯进行穿孔轧制。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>在以各试验条件58对60根圆钢坯进行穿孔轧制之后，测定各穿孔机的倾斜辊的磨损量。磨损量的测定方法与实施例1相同。调查结果将各试验条件下的倾斜辊的磨损量表示于表2。参照表2,在试验条件5~8的情况下，与比较穿孔机相比，本发明的穿孔机的辊磨损量均较少。以上，说明了本发明的实施方式，但上述实施方式仅是用于实施本发明的例示。因此，本发明并不限定于上述实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内将上述实施方式适当地变形来实施0工业实用性本发明的穿孔机能够广泛利用于金属管的穿孔轧制。权利要求1.一种穿孔机，该穿孔机对圆钢坯进行穿孔轧制而做成中空管坯，其特征在于，包括多个倾斜辊，其配置在轧制线的周围；推进器，其配置在上述倾斜辊的前方，至少从在圆钢坯与上述倾斜辊接触直到圆钢坯前进规定距离为止，从后端推进上述圆钢坯；第1引导辊，其为无驱动，配置在上述倾斜辊与上述推进器之间，包括相对于上述轧制线倾斜的第1辊轴和在上述第1辊轴方向上的截面形状为凹的弓形的第1辊表面。2.根据权利要求l所述的穿孔机，其特征在于，还包括第2引导辊，该第2引导辊为无驱动，与上述第l引导辊隔着上述轧制线地配置，包括与上述第l辊轴交叉的第2辊轴和在上述第2辊轴方向上的截面形状为凹的弓形的第2辊表面。3.根据权利要求2所述的穿孔机，其特征在于，还包括多个上述第l引导辊；上述多个第l引导辊与上述第2引导辊沿着上述轧制线交错排列。全文摘要本发明提供一种穿孔机。该穿孔机(10)包括多个倾斜辊(1)、顶头(2)、推进器(4)和引导辊(6)。推进器(4)至少在圆钢坯(20)从与倾斜辊(1)接触到前进规定距离为止，从后端推进圆钢坯(20)。引导辊(6)配置在倾斜辊(1)与推进器(4)之间。引导辊(6)包括辊轴(61)和辊表面(62)。辊轴(61)相对于轧制线(PL)倾斜。辊表面(62)的截面形状为凹的弓形。并且，引导辊(6)为无驱动。由推进器(4)推动的圆钢坯(20)被引导辊(6)赋予旋转。因此，圆钢坯(20)与倾斜辊(1)接触时的摩擦力降低。结果，即使一边利用推进器将圆钢坯推入到多个倾斜辊之间一边进行穿孔轧制，也能够抑制倾斜辊的磨损量。文档编号B21B19/04GK101652196SQ20088001106公开日2010年2月17日申请日期2008年1月11日优先权日2007年3月30日发明者下田一宗,山川富夫,平濑直也申请人:住友金属工业株式会社