专利名称：芯棒式无缝管轧机和无缝管的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种芯棒式无缝管轧机和使用了芯棒式无缝管轧机制造无缝管的制 造方法，特别是涉及一种能够提高管的伸长比的同时能够抑制穿孔(pinhole)缺陷的产生 的芯棒式无缝管轧机以及使用了该芯棒式无缝管轧机制造无缝管的制造方法。
背景技术：
作为无缝管的制造设备的芯棒式无缝管轧机，以往，使用如下的2辊式的芯棒式 无缝管轧机相对的两个孔型辊被配设在各轧制机中，在相邻的轧制机之间使孔型辊的压 下方向错开9(T而交替地配置。另外，也可以使用如下的3辊式的芯棒式无缝管轧机以 压下方向所形成的角为120°的方式将三个孔型辊配设在各轧制机中，在相邻的轧制机之 间使孔型辊的压下方向错开60。而交替地配置。 在此，为了提高无缝管的制造效率，最好尽量提高芯棒式无缝管轧机中的管的伸 长比(=芯棒式无缝管轧机入口侧的管的壁厚/芯棒式无缝管轧机出口侧的管的壁厚)。 这是因为只要提高管的伸长比，延伸轧制后的管的长度就变长，因此能够在一次延伸轧制 中得到多个产品坯料。 为了提高芯棒式无缝管轧机中的管的伸长比，例如考虑较大地设定每个轧制机 (特别是前段轧制机)中的壁厚压下率。然而，如果壁厚压下率设定得过大，则由于在孔型 辊的槽底压下的管材的流动(金属塑性流动)无法充分传递到孔型辊的凸缘侧等原因，有 可能在与孔型辊的凸缘相对的管的部位产生被称为穿孔缺陷的通孔。另外，为了提高管的 伸长比，还考虑无需过大地设定每个轧制机的壁厚压下率而增加轧制机的数量。然而，如果 轧制机的数量过度增加，则除了相应地设备成本增大之外，还需要劳力和时间去维护，因此 实际上轧制机的数量设为5 8台左右。因此，以往的芯棒式无缝管轧机、例如具有5台轧 制机的芯棒式无缝管轧机中的管的伸长比一般被抑制为小于4的值。因此，期望如下的芯 棒式无缝管轧机提高无缝管的制造效率，并且能够进一步提高管的伸长比。
发明内容
本发明是为了解决上述现有技术的问题而做成的，目的在于提供一种能够提高管 的伸长比的同时能够抑制穿孔缺陷的产生的芯棒式无缝管轧机以及使用了该芯棒式无缝 管轧机制造无缝管的制造方法。 为了解决上述问题，本发明人专心研究的结果，发现只要将第一轧制机和第二轧 制机的辊径变大为规定值以上(因此，只要将辊径比变大为规定值以上)，就能够提高管的 伸长比，与此同时，能够抑制穿孔缺陷的产生。本发明是根据上述本发明人的新的见解而做 成的。
S卩，本发明的第1技术方案提供一种芯棒式无缝管轧机，其具有分别配设有两个 孔型辊的多个轧制机，其特征在于，第一轧制机和第二轧制机的辊径比被设定为4. 6以上。
此外，上述第1技术方案中的"第一轧制机"是指，从芯棒式无缝管轧机入口侧开始数配置为第一个的轧制机。同样，上述第1技术方案中的"第二轧制机"是指，从芯棒式 无缝管轧机入口侧开始数配置为第二个的轧制机。另外，上述第1技术方案中的"辊径比" 是指，在配置在轧制机中的各孔型辊的槽底中的辊径(最小的辊径)为A、各孔型辊的槽底 间距离为Dc时，用DK/DC表示的值。 另外，本发明的第2技术方案提供一种芯棒式无缝管轧机，其具有分别配设有三 个孔型辊的多个轧制机，其特征在于，第一轧制机和第二轧制机的辊径比被设定为2.8以 上。 上述第2技术方案中的"第一轧制机"和"第二轧制机"的意思与上述第1技术方 案的情况相同。另外，上述第2技术方案中的"辊径比"是指，在配置在轧制机中的各孔型 辊的槽底中的辊径(最小的辊径)为D"各孔型辊的槽底与孔型中心的距离为Dc/2时，用 DK/De表示的值。 并且，为了解决上述问题，本发明也提供一种无缝管的制造方法，其特征在于，包 括以下工序通过技术方案1或2所述的芯棒式无缝管轧机来对管进行延伸轧制。
根据本发明，能够提高管的伸长比，与此同时，能够抑制穿孔缺陷的产生。因此，能 够不引起轧制不良而提高无缝管的制造效率。
图1的(a)是表示构成本发明的第一实施方式的2辊式的芯棒式无缝管轧机的轧
制机的概略结构的纵截面图。图1的(b)是在将本发明的第一实施方式的芯棒式无缝管轧
机的第一轧制机和第二轧制机中的管的壁厚压下率以及辊径比设定为各种值来进行延伸
轧制时而将在管中没有产生穿孔缺陷的辊径比的下限值绘制成图表的图。 图2的(a)是表示构成本发明的第二实施方式的3辊式的芯棒式无缝管轧机的轧
制机的概略结构的纵截面图。图2的(b)是在将本发明的第二实施方式的芯棒式无缝管轧
机的第一轧制机和第二轧制机中的管的壁厚压下率以及辊径比设定为各种值来进行延伸
轧制时而将在管中没有产生穿孔缺陷的辊径比的下限值绘制成图表的图。
具体实施例方式
下面，适当参照
本发明的实施方式。
第一实施方式 图1的(a)是表示构成本发明的第一实施方式的2辊式的芯棒式无缝管轧机的轧 制机的概要结构的纵截面图。如图1的(a)所示，本实施方式的芯棒式无缝管轧机具有配 设有两个孔型辊Rll、 R12的多个轧制机。并且，其特征在于将第一轧制机和第二轧制机的 辊径比D/Dc设定为4.6以上。 g卩，如图1的(a)所示，在配置在第一轧制机中的各孔型辊R11、R12的槽底B中的 辊径(最小的辊径)为D"各孔型辊Rll、R12的槽底B之间的距离为Dc时，用D/Dc表示的 辊径比被设定为4.6以上。第二轧制机也相同。此外，关于其它轧制机(例如，在本实施方 式的芯棒式无缝管轧机具有合计5台轧制机的情况下，是第三轧制机 第五轧制机)，不需 要设定为上述辊径比，而能够设定为以往一般使用的辊径比(例如，3以下的值)。下面，参 照图1的(b)说明将第一轧制机和第二轧制机的辊径比DK/DC设定为4. 6以上的理由。
图1的(b)是在将本实施方式的芯棒式无缝管轧机的第一轧制机和第二轧制机中 的管的壁厚压下率以及辊径比设定为各种值来进行延伸轧制时而将在管中没有产生穿孔 缺陷的辊径比的下限值绘制成图表的图。换言之，图1的(b)所示的图表是指，只要在图1 的(b)所示的近似直线L下方的区域设定壁厚压下率和辊径比，就在管中产生穿孔缺陷，而 只要在图1(b)所示的近似直线L上方的区域设定壁厚压下率和辊径比，则在管中不会产生 穿孔缺陷。此外，在第一轧制机入口侧的管的壁厚为tu、第二轧制机出侧的管的壁厚为t。2 时，作为图1的(b)的横轴的壁厚压下率是由下述的式(1)定义的值。
壁厚压下率=(tftj/tu
= l-to2/tn." (1) 在此，处于上述式(1)右边的t。2/tn的倒数tn/t。2是相当于第一轧制机和第二轧 制机中的管的伸长比的值。如果将该^/、2至少设定为4，则能够将整个芯棒式无缝管轧 机中的管的伸长比(=芯棒式无缝管轧机入口侧的管的壁厚/芯棒式无缝管轧机出口侧的 管的壁厚)设为比以往大的4以上的值。在^/、2 = 4时，由上述式(1)定义的壁厚压下 率为0. 75。并且，从图1的(b)清楚知道，在壁厚压下率=0. 75时，只要将辊径比D/Dc设 定为4.6以上，就能够抑制穿孔缺陷的产生。S卩，只要将辊径比D/Dc设定为4.6以上，就能 够将第一轧制机和第二轧制机中的管的伸长比提高到4(因此，将整个芯棒式无缝管轧机 中的管的伸长比提高为比以往大的4以上的值)，与此同时，能够抑制穿孔缺陷的产生。
根据以上所说明的理由，本实施方式的芯棒式无缝管轧机的第一轧制机和第二轧 制机的辊径比D/Dc被设定为4.6以上。由此，根据本实施方式的芯棒式无缝管轧机，能够 提高管的伸长比，与此同时，能够抑制穿孔缺陷的产生。此外，使辊径比D/D。变大(使辊径 A变大)时，延伸轧制中的管与孔型辊R11、R12的接触长度(沿管的轴向的长度)就变长。 因此，考虑到即使将伸长比(壁厚压下率)设定得较高，在延伸轧制的过程中，管材的流动 (金属塑性流动)充分传递到孔型辊R11、R12的凸缘侧，其结果，能够抑制穿孔缺陷的产生。
第二实施方式 图2的(a)是表示构成本发明的第二实施方式的3辊式的芯棒式无缝管轧机的轧 制机的概略结构的纵截面图。如图2的(a)所示，本实施方式的芯棒式无缝管轧机具有配 设有三个孔型辊R21、R22、R23的多个轧制机。并且，其特征在于，第一轧制机和第二轧制机 的辊径比DK/DC被设定为2. 8以上。 SP，如图2的(a)所示，在配置在第一轧制机中的各孔型辊R21 R23的槽底B中 的辊径(最小的辊径)为D"各孔型辊R21 R23的槽底B与孔型中心(作为被压制材料 的管的轧制线中心)0之间的距离为Dc/2时，由D/Dc表示的辊径比被设定为2. 8以上。第 二轧制机也相同。此外，关于其它轧制机(例如，在本实施方式的芯棒式无缝管轧机具有合 计5台轧制机的情况下，是第三轧制机 第五轧制机)，不需要设定为上述辊径比，能够设 定为以往一般使用的辊径比(例如3以下的值)。下面，参照图2的(b)说明将第一轧制机 和第二轧制机的辊径比DK/DC设定为2. 8以上的理由。 图2的(b)是在本实施方式的芯棒式无缝管轧机的第一轧制机和第二轧制机中的 管的壁厚压下率和辊径比设定为各种值来进行延伸轧制时而将在管中没有产生穿孔缺陷 的辊径比的下限值绘制成图表的图。换言之，图2的(b)所示的图表是指，只要在图2的 (b)所示的近似直线L下方的区域设定壁厚压下率和辊径比，就在管中产生穿孔缺陷，而只
5要在近似直线L上方的区域设定壁厚压下率和辊径比，就在管中不产生穿孔缺陷。此外，作 为图2的(b)的横轴的壁厚压下率与上述第一实施方式同样是由上述的式(1)定义的值。
从图2的(b)清楚知道，在壁厚压下率=0. 75时，只要将辊径比DK/DC设定为2. 8 以上，就能够抑制穿孔缺陷的产生。即，只要将辊径比D/Dc设定为2. 8以上，就能够将第一 轧制机和第二轧制机中的管的伸长比提高到4(因此，将整个芯棒式无缝管轧机的管的伸 长比提高到比以往大的4以上的值)，与此同时，能够抑制穿孔缺陷的产生。
根据以上所说明的理由，本实施方式的芯棒式无缝管轧机的第一轧制机和第二轧 制机的辊径比D/Dc被设定为2.8以上。由此，根据本实施方式的芯棒式无缝管轧机，能够 提高管的伸长比，与此同时，能够抑制穿孔缺陷的产生。此外，只要使辊径比D/Dc变大(使 辊径DK变大)，延伸轧制中的管与孔型辊R11、R12的接触长度(沿管的轴向的长度)就变 长。因此，考虑到即使将伸长比(壁厚压下率)设定得较高，在延伸轧制的过程中，管材的 流动(金属塑性流动)充分传递到孔型辊R11、R12的凸缘侧，其结果，能够抑制穿孔缺陷的 产生。 此外，在以上所说明的第一实施方式和第二实施方式的芯棒式无缝管轧机中，只 要将第一轧制机和第二轧制机的辊径比DK/De设定得过大(将辊径DK设定得过大)，就需要 大直径的孔型辊，因此设备成本增大。另外，由于轧制机间的距离(第一轧制机 第二轧制 机之间的距离以及第二轧制机 第三轧制机之间的距离)变长，因此有可能导致管端的非 稳定部(在不通过孔型辊约束两端的状态下被延伸轧制的管端的部位)变长，管的质量下 降。并且，随着轧制机间的距离变长，由于需要纵长的芯棒式无缝管轧机，因此设备成本增 大。为了防止以上的弊病，优选将第一轧制机和第二轧制机的辊径比D/Dc尽可能设定为趋 近于下限值的值。
权利要求
一种芯棒式无缝管轧机，其具有分别配设有两个孔型辊的多个轧制机，其特征在于，第一轧制机和第二轧制机的辊径比被设定为4.6以上。
2. —种芯棒式无缝管轧机，其具有分别配设有三个孔型辊的多个轧制机，其特征在于， 第一轧制机和第二轧制机的辊径比被设定为2. 8以上。
3. —种无缝管的制造方法，其特征在于， 包括以下工序通过权利要求1或2所述的芯棒式无缝管轧机来对管进行延伸轧制。
全文摘要
本发明提供一种能够提高管的伸长比的同时能抑制穿孔缺陷的发生的芯棒式无缝管轧机和无缝管的制造方法。本发明的第1技术方案是具有分别配设有两个孔型辊(R11、R12)的多个轧制机的芯棒式无缝管轧机，其特征在于，第一轧制机和第二轧制机的辊径比DR/DC被设定为4.6以上。本发明的技术方案2是具有分别配设有三个孔型辊(R21～R23)的多个轧制机的芯棒式无缝管轧机，其特征在于，第一轧制机和第二轧制机的辊径比DR/DC被设定为2.8以上。
文档编号B21B17/02GK101730597SQ200880017808
公开日2010年6月9日 申请日期2008年1月8日 优先权日2007年5月31日
发明者山根明仁 申请人:住友金属工业株式会社