管的矯正方法和矯正用輥的製作方法
2023-10-08 13:03:54
專利名稱：管的矯正方法和矯正用輥的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於對鋼管等管的軸向的彎曲、橫截面的歪曲(以下，記作「橢圓形狀」)進行矯正的管的矯正方法和矯正用輥。更詳細地說，本發明涉及能夠通過抑制在矯正管時產生的管端部的變形(所謂的「 口變形」)來抑制伴隨著切除該口變形部而產生的成品率降低、且能夠對管進行充分的矯正的管的矯正方法和能夠抑制管端部的口變形的矯正用輥。另外，只要沒有另行記載，本說明書中的用語的定義如下。「 口變形」是指由彎曲矯正時被矯正管的頂端與輥的碰撞而引起的管端部的壓扁(日文潰扎)。「非對稱輥」是指在以輥的軸線呈水平(與地球的重力成直角的方向)的方式配置 輥，從與該輥的軸線垂直的方向進行觀察的情況下，左右的輥肩部的高度不相同的(準確地說，左右的輥肩部的最大直徑部處的輥徑彼此不同的)輥。另外，與此相對，將左右的輥肩部的輥徑相同的、通常的矯正用輥也稱為「對稱輥」。「管的入口側」是指在相對於軋道(日文"中心軸線(偏置量、滾壓量都為零的狀態下輥之間的中心的水平方向的軸線)傾斜配置的矯正用輥中被矯正管被輸入的一偵U。「管的出口側」:是指在矯正用輥中被矯正管脫離矯正用輥的一側。
背景技術：
利用各種制管法製造而成的管在被供給到精整工序後，根據需要實施熱處理等處理，經過檢查、試驗工序，製作成產品。管的矯正是在精整工序中所進行的處理之一，其目的在於對管的軸向的彎曲、伴隨著彎曲矯正而產生的管的橫截面的橢圓形狀進行矯正。在管的矯正中，通常使用壓力機、多個鼓形狀的輥組合而成的斜輥矯直機(旋轉矯直機以下，僅稱為「矯直機」)。在矯直機中，由於輥的個數及排列、配置的組合的不同，存在許多種結構。另外，由於壓力機是公知的設備，因此省略其說明。圖I是表不矯直機的棍排列的一例的圖。在圖不的矯直機中，具有三對以旋轉軸線的方向彼此交叉的狀態在上下方向上相對配置的矯正用輥Ral和Rbl (第I軋制設備(日文7夕> F))、Ra2和Rb2 (第2軋制設備)、Ra3和Rb3 (第3軋制設備)以及輔助輥Re(第4軋制設備(最終軋制設備))。輔助輥Re是用於通過上下調整該輔助輥來提高矯正效果的棍。將上述棍統稱為矯正用棍。該圖I所例不的棍排列的矯直機為2 — 2 — 2 — I型矯直機。圖2是說明在矯直機中使用的矯正用輥的形狀的圖，表示了利用通過輥的軸線的任意平面截取輥而得到的輥截面(僅為輥的軸線的上方的部分)。如圖2所示，矯正用輥呈所謂的鼓形，其由輥肩部與輥主體部形成，該輥肩部形成於兩側端，該輥主體部具有從兩輥肩部朝向輥的中央(槽底P)去而向輥的軸心線側彎曲的表面。輥肩部的最大直徑部處的輥徑Dl和輥徑D2相等，形成輥肩部的曲面和形成主體部的曲面均為相對於輥的中央(槽底P)呈左右相同的形狀。S卩，以往的矯正用輥的形狀為左右對稱。
在上述圖I中，能夠分別調整矯正用輥R相對於軋道中心軸線的角度(使被矯正件螺旋移動所需要的輥角度)和成對的矯正用輥R之間的相對間隔(滾壓量)。此外，例如還能夠通過相對於第I軋制設備的矯正用輥RaURbl之間的中心軸線在垂直方向上調整第2軋制設備的矯正用輥Ra2、Rb2之間的中心軸線來形成偏置量。通常，在利用矯直機矯正管時，要調整各矯正用輥R相對於被矯正管I的角度(即，輥角度)，以便使被矯正管I的表面沿著矯正用輥R的表面。並且，通過將各軋制設備的成對的各矯正用輥R之間的相對間隔設定得比被矯正管I的外徑小一些來對管施加壓力(進行滾壓)，並且，通過使矯正用輥Ra2、Rb2的中心軸線高於矯正用輥Ral、Rbl和矯正用輥Ra3、Rb3的中心軸線(使矯正用輥Ra2、Rb2的中心軸線偏置)來對管施加彎曲應力，從而矯正彎曲。即，在利用矯直機矯正管時，需要適當地確定作為設定條件的輥角度、滾壓量及偏置量。圖3是說明輥矯正的設定條件中的輥角度的 圖。如圖示那樣，被矯正管I的軸心線與矯正用輥R的旋轉中心線的夾角θ為輥角度(° )。在圖示的例子中，矯正用輥R配置於被矯正管I的下方，通過矯正用輥R的旋轉(向箭頭所示的方向旋轉)，被矯正管I被向空心箭頭的方向輸送。圖4是說明輥矯正的設定條件中的滾壓量的圖。如圖4所示，被矯正輥施加了滾壓的被矯正管Ib被壓下而變形成橢圓形狀。在圖4中，對被施加滾壓前的被矯正管(用虛線表示)標註附圖標記Ia來表示,對被施加滾壓後的被矯正管標註附圖標記Ib來表示。滾壓量ε (mm)用變形前的被矯正管Ia的外徑d與矯正用棍Ra和Rb之間的相對間隔s之差來表示，其相當於對被矯正管I的外徑壓下的壓下量。被矯正管I一邊由矯正用輥R施加旋轉一邊在整個長度上受到反覆壓下，由此，被矯正管I會被實施彎曲矯正。圖5是說明輥矯正的設定條件中的偏置量的圖。如圖示那樣，將矯正用輥Ra2、Rb2的中心軸線設定得比前段(被矯正管的行進方向的前側(入口側))的矯正用輥Ral、Rbl的中心軸線高。偏置量δ (mm)用矯正用輥Ra2、Rb2的中心軸線在高度方向(壓下方向)上的位移量來表示。並且，矯正用輥Ra3、Rb3的中心軸線位於比前段的矯正用輥Ra2、Rb2的中心軸線低的位置(即使不是與矯正用輥RaURbl的中心軸線相同的位置也可)，並且，處於相對於矯正用輥Ra2、Rb2被向反向進行了偏置的狀態。即，通過交替地對被矯正管I施加向上和向下的彎曲應力來進行彎曲矯正。如上所述，在利用矯直機進行矯正時，需要對被矯正管施加一定程度的滾壓、偏置等載荷。因此，以往以來，一直對偏置量、滾壓量等的設定方法進行研究。例如，在專利文獻I中記載有如下的偏置量、滾壓量等的設定方法，該偏置量、滾壓量等的設定方法基於預先計算出的、表示偏移位置的管截面中的由偏置而產生的變形的塑性區域的指標與偏置量之間的關係來確定輥的偏置量，基於預先計算出的、表示滾壓位置的管截面中的由滾壓而產生的變形的塑性區域的指標與滾壓量之間的關係來確定輥的滾壓量。但是，在基於專利文獻I來設定偏置量並進行了矯正處理的情況下，有時會產生管端部(被處理管的頂端部分)的口變形。這是由如下原因引起的，即，在輸送管而使管通過偏置後的矯正用輥時，管的頂端難以被咬入上下輥之間而會與輥相碰撞並受到撞擊。特別是在將偏置量設定得較大(高偏置)的情況下，會產生管端部的口變形。若產生管端部的口變形，則外徑會縮小，因此，必須切除該部分，而使生產率變差。
作為防止管端部的口變形的方法，即作為避免被處理管頂端與輥相碰撞的對策，在專利文獻2中記載有如下方法預先擴大在上下方向上相對配置的輥對(相對輥)之間的相對間隔(上下輥之間的間隔)，當管的頂端進入相對輥時，使在此之前向上方退避的上輥下降而施加滾壓(開始壓下)。但是，在該方法中，由於在施加滾壓之前，管的頂端已經通過矯正用輥，因此未能對管端部進行矯正。此外，需要進行複雜且高精度的控制。另一方面，還有將偏置設定得較小等使矯正條件變得輕微的方法、通過擴大輥角度來抑制被矯正管與輥之間的撞擊的方法，但是，在這些方法中，矯正力較弱，存在矯正效果降低，不能充分地去除管的彎曲而殘留有彎曲的情況。若殘留有彎曲，則需要另外進行以離線作業的方式使用壓力機來去除彎曲或使管再次通過矯直機來去除彎曲等再矯正處理，而使生產率變差。在先專利文獻專利文獻
專利文獻I :日本特公平4 - 72619號公報專利文獻2 :日本特開昭61 - 123419號公報
發明內容
發明要解決的問題如上所述，在矯正鋼管等管時，特別是在為了提高矯正效果而實施了高偏置的情況下，有時會產生管端部的口變形。對於該問題，難以利用現有技術來應對。本發明即是鑑於與管的矯正相關的上述這樣的問題而完成的，其目的在於提供能夠抑制在使用矯直機矯正管時產生的管端部的口變形，從而能夠通過對被矯正管施加較高的偏置量來提高矯正效果的管的矯正方法和能夠抑制管端部的口變形的矯正用輥。用於解決問題的技術手段本發明的主要內容如下。(I) 一種管的矯正方法，其使用矯直機，該矯直機在被矯正管的行進方向上連續地配置有三組以上的輥對，該輥對是由兩個在上下方向上相對配置的鼓形輥構成一組的，其特徵在於，構成如下的至少一組輥對的上輥和下輥中的至少一個輥使用左右的輥肩部的最大直徑部處的輥徑不同的非對稱輥，以輥徑較小的輥肩部位於管的入口側、輥徑較大的輥肩部位於管的出口側的方式配置該非對稱輥，該至少一組輥對是上述多組輥對中的、除了位於被矯正管的行進方向上的最靠近入口側的位置的輥對以外的輥對。(2) 一種管的矯正方法,其使用矯直機,該矯直機在被矯正管的行進方向上隔著在多組輥對之間僅配置在上下任一方的輥地配置有該多組輥對，該輥對是由兩個在上下方向上相對配置的鼓形輥構成一組的，其特徵在於，構成如下的至少一組輥對的上輥和下輥中的至少一個輥和/或配置在上述多組輥對之間的上下任一方的輥使用左右的輥肩部的最大直徑部處的輥徑不同的非對稱輥，以輥徑較小的輥肩部位於管的入口側、輥徑較大的輥肩部位於管的出口側的方式配置該非對稱輥，該至少一組輥對是上述多組輥對中的、除了位於被矯正管的行進方向上的最靠近入口側的位置的輥對以外的輥對。其中，在上述(I )、(2)中，非對稱輥的輥肩部的最大直徑部處的輥徑是指該輥肩部的以輥的軸線呈水平的方式配置該輥並從與該輥的軸線垂直的方向進行觀察情況下的輥徑。(3)根據上述(I)所述的管的矯正方法，其特徵在於，使用2 — 2 — 2 — I型的矯直機，在構成如下的輥對的上下兩方的輥使用上述非對稱輥，該輥對是位於從入口側起第2處和第3處的輥對，該2 — 2 — 2 — I型的矯直機從被矯正管的行進方向入口側連續地配置有三組輥對，且在三組輥對的後方僅在上下任一方配置有輥。(4) 一種矯正用輥，其是在斜輥式矯直機中所使用的矯正用輥中的、用於偏置的輥，該斜輥式矯直機具有以旋轉軸線的方向彼此交叉的狀態在上下方向上相對配置的鼓形矯正用輥，其特徵在於，該矯正用輥由形成於兩側端的輥肩部和位於上述兩輥肩部之間用於壓下被矯正管的輥主體部構成，在將被矯正管的出口側輥肩部的最大直徑部處的輥徑設為Dl，將入口側輥肩部的最大直徑部處的輥徑設為D2，將被矯正管的外徑設為d時，滿足下述(i)式和(ii)式。Dl > D2... (i)
O. 004 彡(Dl — D2)/d 彡 O. 2 …(ii)(5)根據上述(4)所述的矯正用輥，其特徵在於，在利用包含輥的軸心線在內的平面截取矯正用輥而得到的截面中表示輥肩部外表面的曲線呈圓弧狀，在將該截面內的輥入口側肩部的曲率半徑設為CR2，將輥出口側肩部的曲率半徑設為CRl時，滿足下述(i i i )式。CR2/CR1 > I. O …(iii)(6)根據上述(4)或(5)所述的矯正用輥，其特徵在於，在利用包含輥的軸心線在內的平面截取矯正用輥而得到的截面中表示輥外表面的曲線中，表示輥主體部的外表面的曲線由多條圓弧或近似的圓弧構成，在將該多條圓弧或近似的圓弧中的、通過輥槽底部的輥外表面的圓弧Cl的曲率半徑設為R1，將在比圓弧Cl靠入口側的部位構成該表示輥主體部的外表面的曲線的一條以上的圓弧或一條以上的近似的圓弧的曲率半徑設為R2i，將輥槽底部截面到圓弧Cl的入口側末端的距離設為AL，將被矯正管的外徑設為d時，滿足下述(iv)式、(V)式。R2i/Rl > I. O ... (iv)O ( AL/d 彡 I. 5 ... (v)其中，輥槽底部截面是指通過輥直徑為最小值的輥槽底部且與輥的軸線正交的截面。此外，R2i的下標i為圓弧或近似的圓弧的數量。發明的效果本發明的管的矯正方法是將左右的輥肩部的最大直徑不同的非對稱輥用作矯正用輥的矯正方法。採用本發明的管的矯正方法，能夠抑制產生管端部的口變形，並且，能夠對被矯正管施加較高的偏置，因此，能夠提高矯正效果。本發明的矯正用輥是由最大直徑部處的輥徑在左右不同的輥肩部和具有左右不同的彎曲面的輥主體部構成的非對稱輥。通過將該矯正用非對稱輥應用於由矯直機進行的管的矯正中，能夠通過避免被矯正管的頂端與棍相碰撞來抑制產生管端部的口變形。
圖I是表示矯直機的輥排列的一例的圖。圖2是說明在矯直機中使用的矯正用輥的形狀的圖。
圖3是說明輥矯正的設定條件中的輥角度的圖。圖4是說明輥矯正的設定條件中的滾壓量的圖。圖5是說明輥矯正的設定條件中的偏置量的圖。圖6是說明本發明的矯正用非對稱輥的形狀的圖。圖7是說明本發明的矯正用非對稱輥的形狀的另一例的圖。圖8是說明本發明的矯正用非對稱輥的形狀的再一例的圖。圖9是例示矯直機的各種結構和具有該結構的各矯直機中的非對稱輥的應用部位的圖。圖10是說明本發明的非對稱輥的形狀的再一例的圖。 圖11是在對應用非對稱輥給管端部的口變形帶來的效果進行調查的調查結果中、表示距管端的長度與管外徑之間的關係的圖。
具體實施例方式本發明的管的矯正方法以使用如下的矯直機來矯正管為前提，該矯直機具有多個以旋轉軸線的方向彼此交叉的狀態在上下方向上相對配置有鼓形矯正用輥的輥對，或者，具有在上述多個輥對之間僅配置在上下任一方的輥，其特徵在於，作為進行偏置的矯正用輥，使用左右的輥肩部的最大直徑部處的輥徑不同的非對稱輥，以輥徑較小的輥肩部位於管的入口側、輥徑較大的輥肩部位於管的出口側的方式配置該非對稱輥。上述的「管的入口側」是指在矯正用輥中被矯正管被輸入的一側，上述的「管的出口側」是指在矯正用輥中被矯正管脫離矯正用輥的一側。由於矯正用輥傾斜配置，因此，被矯正管不會在輥的中央部(槽底附近)通過，而是被從自中央部向一輥肩部側偏移的部位輸入，從自中央部向另一輥肩部側偏移的部位脫離。如果用上述圖3來說明，則輥的從中央(槽底P)向輥肩部3b側偏移的部位為管的入口側，輥的從中央(槽底P)向輥肩部3a側偏移的部位為管的出口側。在本發明的矯正方法中，之所以使用非對稱輥，並以最大輥徑較小的輥肩部位於管的入口側、最大輥徑較大的輥肩部位於管的出口側的方式配置該非對稱輥，是為了抑制在矯正管時產生管端部的口變形。圖6 圖8是說明在管的矯正方法中所使用的非對稱輥的形狀的圖，表示了利用通過輥的軸線的任意平面截取輥而得到的輥截面(僅為輥的軸線的上方部分)。另外，在這些圖中，標註有附圖標記S的直線表示通過輥2的槽底P且與輥的軸線垂直的直線。在圖6 圖8所示的非對稱輥2中，紙面右側的輥肩部3a的高度(Dl)與紙面左側的輥肩部3b的高度(D2)並不相同，均為Dl > D2，輥形狀左右不對稱。R3和R4分別為形成輥肩部3a、3b的曲線(圓弧)的曲率半徑。圖6和圖7所示的Rl為表示輥主體部4的兩條曲線(該情況下，為圓弧)中從連接點Q (在圖6中，棍2的槽底P為連接點)到Ka (右側的輥肩部3a的一端)的曲線(圓弧)的曲率半徑，R2為表示輥主體部4的兩條曲線(圓弧)中從連接點Q (在圖6中，為輥2的槽底P)到Kb (左側的輥肩部3b的一端)的曲線(圓弧)的曲率半徑。在圖6和圖7中，均為Rl> R2。圖8所示的拋物線I是指表示輥主體部4的兩條曲線中從連接點Q到Ka(右側的輥肩部3a的一端)的曲線為拋物線,拋物線2是指表示輥主體部4的兩條曲線中從連接點Q到Kb (左側的輥肩部3b的一端)的曲線為拋物線。S卩，在圖6中，示出了表示輥2的主體部4的兩條曲線由以槽底P為界左右分別具有不同的曲率半徑的單一圓弧形成而成為不對稱的形狀的例子，在圖7中，示出了表示輥2的主體部4的兩條曲線由以連接點Q為界左右分別具有不同的曲率半徑的單一圓弧形成而成為不對稱的形狀的例子。此外，在圖8中，示出了表示輥2的主體部4的兩條曲線由以連接點Q為界左右分別為不同的形狀的單一拋物線形成而成為不對稱的形狀的例子。上述兩條曲線的連接點Q可以位於比槽底P靠右側(P與Ka之間)的適當的位置。此外，表示輥2的主體部4的曲線的條數並不限於兩條，可以是連接3條以上的多條圓弧或拋物線而成的形狀。在利用矯直機進行矯正時，例如像上述圖5所示那樣，使矯正用輥Ra2、Rb2的中心軸線上升而對被矯正管I施加偏置量S (mm)的載荷。該情況下，剛通過矯正用輥Ral、 Rbl之後的被矯正管I的頂端大致朝向水平。因此，若偏置量較大，則難以順利地向矯正用輥Ra2、Rb2輸入被矯正管1，被矯正管I的頂端容易碰撞到下側的輥Rb2的入口側而受到撞擊。此外，由於矯正用輥Ra3、Rb3被相對於矯正用輥Ra2、Rb2偏置，因此，通過了矯正用輥Ra2、Rb2的被矯正管I的頂端在向輥Ra3、Rb3輸入時容易碰撞到上側的輥Ra 3的入口側。因此，作為相對於被矯正管的行進方向上的入口側(被矯正管的行進方向的上遊偵D的軋制設備(前段軋制設備)的輥進行偏置的矯正用輥，使用非對稱輥，並以最大輥徑較小的輥肩部位於管的入口側的方式配置該非對稱輥。在圖5所示的矯直機的情況下，在第2軋制設備的矯正用輥Ra2、Rb2和第3軋制設備的矯正用輥Ra3、Rb3使用非對稱輥，並以最大輥徑較小的輥肩部位於管的入口側的方式配置該非對稱輥。由此，向矯正用輥Ra2、Rb2的輸入和向矯正用輥Ra3、Rb3的輸入變得容易，從而能夠避免被矯正管的頂端與矯正用輥相碰撞。在該情況下，如上所述，對於第2軋制設備而言，被矯正管的頂端容易發生碰撞的位置是下側輥Rb2的入口側，對於第3軋制設備而言，被矯正管的頂端容易發生碰撞的位置是上側輥Ra3的入口側。因而，若至少上述輥使用非對稱輥，則能夠避免被矯正管的頂端與矯正用輥相碰撞。但是，若在上下使用形狀不同的輥則控制會變得複雜，因此，最好使用上下輥均為相同形狀的非對稱輥。此外，對於位於被矯正管的行進方向上的最靠近入口側(上遊側)的位置的第I軋制設備，為了使被矯正管順暢地輸入而調整了輥對的上下方向的位置(具體而言，將第I軋制設備輥對的位置調整為被矯正管的中心與上下輥之間的相對間隔的中心大致一致的位置)，因此，不易發生被矯正管的頂端與矯正用輥的碰撞。因而，第I軋制設備可以不必使用非對稱輥。當然，並不是否定使用非對稱輥，例如因輥角度、輥開度等設定條件，在第I軋制設備中也產生被矯正管的頂端部與矯正用輥Ral、Rbl的碰撞這樣的情況下，只要也在第I軋制設備的矯正用輥Ral、Rbl使用本發明的非對稱輥即可。圖9是例示矯直機的各種結構和具有該結構的各矯直機中的非對稱輥的應用部位的圖。在圖9中，僅表示矯正用輥的個數和配置以及非對稱輥的應用部位，因此，不考慮輥角度，簡化地表示了矯正用輥本身。在非對稱輥中劃了斜線。
在圖9中，應用了非對稱輥的輥是相對於前段的輥對(或輥)進行了偏置的矯正用輥。如上所述，在第I軋制設備的矯正用輥可以不使用非對稱輥。僅配置於最終軋制設備的下側的輥(參照圖9的(b)、圖9的(e)及圖9的(g))是用於在上下進行調整來提高矯正效果的輔助輥。對於該輔助輥而言，也能夠通過調整輥角度來抑制被矯正管的頂端與矯正用輥的碰撞，因此，可以不使用非對稱輥(當然，在因偏置量等條件的不同而有可能使被矯正管的頂端碰撞到輔助輥(的入口側)的情況下，作為其有效的對策，輔助輥能夠使用本發明的非對稱輥)。此外,在圖9中，第I軋制設備的矯正用棍和輔助棍以外的全部的矯正用棍應用了非對稱輥，但是，可以不必全部的矯正用輥應用非對稱輥。例如，對於無需將偏置量設定得較大的矯正用輥(相對於前後的軋制設備的輥僅施加較小的偏置的軋制設備的輥)，可以不使用非對稱用輥。此外，如上所述，能夠僅上下相對配置的輥對中的上下任一方的輥使用非對稱輥。能夠採用如下的實施方式在向上方偏置矯正用輥的情況下，進行了該偏置的矯正用輥的下側輥使用上述非對稱輥，在向下方偏置矯正用輥的情況下，進行了該偏置的矯正用輥的 上側輥使用上述非對稱輥。其原因在於，如上所述，在向上方偏置矯正用輥的中心軸線情況下，被矯正管的頂端容易碰撞到該矯正用輥的下側輥，在向下方偏置矯正用輥的中心軸線的情況下，被矯正管的頂端容易碰撞到該矯正用輥的上側輥。但是，如上所述，若在上下使用形狀不同的輥則控制會變得複雜，因此，最好使用上下均為相同形狀的非對稱輥。在管的矯正中，大多使用2 — 2 — 2 — I型矯直機。在該情況下，最好第2軋制設備、第3軋制設備的矯正用輥對的上下兩方的輥使用上述非對稱輥。本發明的非對稱的矯正用輥適用於用在矯直機中的、相對於前段的輥進行偏置的輥，該矯直機具有以旋轉軸線的方向彼此交叉的狀態在上下方向上相對配置的鼓形矯正用輥。如在上述圖6 圖8中例示的那樣，該輥是具有如下特徵的矯正用輥，其由形成在兩側端的輥肩部3a、3b和位於上述兩輥肩部之間並用於壓下被矯正管的輥主體部4構成，在將被矯正管的出口側輥肩部的最大輥徑設為D1，將入口側輥肩部的最大輥徑設為D2，將被矯正管的外徑設為d時，滿足下述(i )式和(i i )式。Dl > D2 ... (i)O. 004 彡(Dl — D2)/d 彡 O. 2 …(ii)如圖6 圖8所示，該非對稱輥呈鼓形，由形成在兩側端的輥肩部3a、3b和輥主體部4構成，該輥主體部4具有從兩輥肩部3a、3b (準確來說，肩部3a、3b的端部Ka、Kb)朝向輥的中央(槽底P)去而向輥的軸心線側彎曲的表面。上述輥肩部3b相當於管的入口側，其最大輥徑為D2，輥肩部3a相當於管的出口偵牝其最大輥徑為D1。在本發明的矯正用輥中，之所以規定為Dl >D2 (上述(i)式)，是為了在使用該非對稱輥來矯正管時，通過以最大輥徑較小的輥肩部3b位於管的入口側、最大輥徑較大輥肩部3a位於管的出口側的方式配置而使管向輥的輸入變得容易，而避免被矯正管的頂端與矯正用輥相碰撞，從而抑制產生管端部的口變形。並且，在設計本發明的矯正用輥時，在考慮到利用該矯直機要進行矯正的對象材料的尺寸(外徑d)的上下限範圍的基礎上，規定了滿足O. 004彡(Dl - D2) /d彡O. 2 (上述(ii)式)的範圍。在此，規定了下限值的原因在於，若(Dl — D2)/d小於O. 004，則無法充分地獲得本發明的非對稱輥形狀所產生的口變形的抑止效果，另一方面，規定了上限值的原因在於，若(Dl - D2)/d超過O. 2，則輥出口側和入口側會失衡，因此，矯正所產生的彎曲矯正效果會降低。通過使用滿足(ii)式的範圍的輥，能夠防止口變形，並且，能夠獲得充分的彎曲矯正效果。 該非對稱輥在作為實施本發明的管的矯正方法時的矯正用輥來使用的情況下，如上所述，以最大棍徑較小的棍肩部3b位於被矯正管的入口側、最大棍徑較大的棍肩部3a位於被矯正管的出口側的方式配置。在本發明的矯正用輥中，能夠採用如下的實施方式在利用包含輥的軸心線在內的平面截取矯正用輥而得到的截面中表示輥肩部外表面的曲線呈圓弧狀，在將該截面內的輥入口側肩部的曲率半徑設為CR2，將輥出口側肩部的曲率半徑設為CRl時，滿足下述
(iii)式。CR2/CR1 > I. O …(iii)圖10是說明本發明的非對稱輥的形狀的再一例的圖，表示了利用通過輥的軸線的任意平面截取輥而得到的輥截面。輥2由軸向長度為LI的主體部、出口側肩部(長度為CLl)及入口側肩部(長度為CL2)構成，出口側肩部的最大直徑部處的輥徑Dl與入口側肩部的最大直徑部處的輥徑D2為Dl > D2的關係。上述實施方式是如下的矯正用輥在上述
(i)式和(ii)式的規定的基礎上，如圖10所示，使輥肩部截面(包含輥的軸心線在內的截面)所示的兩肩部外表面呈圓弧狀，並對其曲率半徑CR1、CR2賦予在上述(iii)式中規定的大小差，而形成為非對稱的矯正用輥。使輥肩部外表面呈圓弧狀的原因在於，這是去除拐角部的角的通常方法，能夠通過改變曲率半徑來容易地調整該外表面的圓的程度。滿足(iii)式的原因在於，通過使輥入口側肩部的曲率半徑CR2大於出口側肩部的曲率半徑CRl，使入口側肩部呈更加平緩的形狀，由此，使被矯正管向輥的輸送變得容易。對(iii)式的上限並沒有特別規定，但是，若曲率半徑CR2過大，則會失去入口側肩部的圓度而阻礙被矯正管向輥順暢的輸入，或者，由於需要加長入口側肩部的長度(即，相對地縮短主體部的長度)而有可能會使矯正效果降低，因此，通常最好設為CR2/CR1 I. O ... (iv)O ( AL/d 彡 I. 5 ... (v)其中，輥槽底部截面是指通過輥直徑為最小值的輥槽底部且與輥的軸線正交的截面。此外，R2i的下標i為圓弧或近似的圓弧的數量。在此，「近似的圓弧」是指在利用例如通過最小二乘法等在數學上近似的多條圓弧來表示構成輥主體部的外表面的曲線的情況下的各圓弧。
在圖10所示的例子中，表示輥主體部(長度為LI)的外表面的曲線由曲率半徑為Rl的圓弧Cl (在圖10中用較粗的曲線表示)和曲率半徑為R21或R22這兩條圓弧構成，但是，並不限於此。通過輥槽底部的輥外表面的圓弧Cl的曲率半徑被規定為R1，從圓弧Cl的入口側末端E到入口側肩部的連接點為止的部分可以是I條以上的圓弧或近似的圓弧。此外，在圖10所示的例子中，圓弧Cl的出口側起始端S為與出口側肩部之間的連接點，在圓弧Cl的出口側起始端與出口側肩部之間可以包含I條以上的圓弧或近似的圓弧作為構成輥主體部的外表面的曲線。如圖示那樣，輥槽底部截面到圓弧Cl的入口側末端的距離為AL。在該實施方式中，之所以要滿足(iv)式，是為了能夠在輥的外表面使自主體部向入口側肩部的連接變得容易且平滑。為了使入口側肩部的最大輥徑D 2小於出口側肩部的最大輥徑D1，並且，利用多條圓弧或近似的圓弧從圓弧Cl的入口側末端平滑地向直徑較小的入口側肩部連接，需要像(iv)式所規定的那樣，隨著靠近入口側肩部，增大曲率半徑，而形成平緩的形狀。即，最好為R2i + 1/R2i彡1.0 (下標i較大的一方為靠近入口側的圓弧)。對R2i/Rl的上限並沒有特別規定，但在容易且平滑地連接圓弧Cl的入口側末端和入口側 肩部的條件下，自然就會確 定。此外，之所以要滿足(V)式，是為了確保口變形的抑止效果，並且，減少出口側和入口側的失衡來確保矯正效果。若AL/d超過I. 5，則圓弧Cl的入口側末端會過於靠近入口側肩部，而使入口側輥肩部的最大直徑變得過大，(Dl — D2)/d變小，從而難以獲得口變形的抑止效果。另一方面，在AL/d較小且不為O的情況下，矯正所產生的彎曲矯正效果會因輥出口側和入口側的失衡而降低。採用該實施例，在利用包含輥的軸心線在內的平面截取輥而得到的截面中，輥主體部的外表面並不限定為單一的圓弧，而能夠由各種形狀的曲線構成，從而能夠對構成輥主體部的曲面進行微妙的調整。由此，能夠抑制產生管端部的口變形，並且，能夠提高矯正效果。實施例實施例I將外徑為34. 0mm、壁厚為2. 3mm的碳鋼管(相當於API標準X52的材料)作為對象材料，應用本發明的矯正方法對管進行矯正，對管端部的口變形的抑制效果進行了調查。另外，為了進行比較，對使用了通常的對稱輥的情況也進行了同樣的調查。所使用的矯直機是2 — 2 — 2 — I型的矯直機。在表I中表不棍條件。表I的棍條件I是全部使用了對稱輥的情況，輥條件2是對第2軋制設備的上下輥和第3軋制設備的上下輥應用了非對稱輥的情況。^ I表I
權利要求
1.一種管的矯正方法，其使用矯直機，該矯直機在被矯正管的行進方向上連續地配置有三組以上的輥對，該輥對是由兩個在上下方向上相對配置的鼓形輥構成一組的，其特徵在於， 構成如下的至少一組輥對的上輥和下輥中的至少一個輥使用左右的輥肩部的最大直徑部處的輥徑不同的非對稱輥，該至少一組輥對是上述多組輥對中的、除了位於被矯正管的行進方向上的最靠近入口側的位置的輥對以外的輥對， 以輥徑較小的輥肩部位於管的入口側、輥徑較大的輥肩部位於管的出口側的方式配置該非對稱輥， 其中，非對稱輥的輥肩部的最大直徑部處的輥徑是指該輥肩部的以輥的軸線呈水平的方式配置該輥並從與該輥的軸線垂直的方向進行觀察情況下的輥徑。
2.一種管的矯正方法，其使用矯直機，該矯直機在被矯正管的行進方向上隔著在多組輥對之間僅配置在上下任一方的輥地配置有該多組輥對，該輥對是由兩個在上下方向上相對配置的鼓形輥構成一組的，其特徵在於， 構成如下的至少一組輥對的上輥和下輥中的至少一個輥和/或配置在上述多組輥對之間的上下任一方的輥使用左右的輥肩部的最大直徑部處的輥徑不同的非對稱輥，該至少一組輥對是上述多組輥對中的、除了位於被矯正管的行進方向上的最靠近入口側的位置的輥對以外的輥對， 以輥徑較小的輥肩部位於管的入口側、輥徑較大的輥肩部位於管的出口側的方式配置該非對稱輥， 其中，非對稱輥的輥肩部的最大直徑部處的輥徑是指該輥肩部的以輥的軸線呈水平的方式配置該輥並從與該輥的軸線垂直的方向進行觀察情況下的輥徑。
3.根據權利要求I所述的管的矯正方法，其特徵在於， 使用2 — 2 — 2 — I型的矯直機,該2 — 2 — 2 — I型的矯直機從被矯正管的行進方向入口側連續地配置有三組輥對，且在三組輥對的後方僅在上下任一方配置有輥， 在構成如下的輥對的上下兩方的輥使用上述非對稱輥，該輥對是位於從入口側起第2處和第3處的輥對。
4.一種矯正用棍,其是在斜棍式矯直機中所使用的矯正用棍中的、用於偏置的棍，該斜輥式矯直機具有以旋轉軸線的方向彼此交叉的狀態在上下方向上相對配置的鼓形矯正用輥，其特徵在於， 該矯正用輥由形成於兩側端的輥肩部和位於上述兩輥肩部之間用於壓下被矯正管的輥主體部構成， 在將被矯正管的出口側輥肩部的最大直徑部處的輥徑設為D1，將入口側輥肩部的最大直徑部處的輥徑設為D2，將被矯正管的外徑設為d時，滿足下述(i)式和(ii)式。
Dl > D2 ...⑴ O. 004 ≤(Dl — D2)/d ≤ O. 2 …(ii)
5.根據權利要求4所述的矯正用輥，其特徵在於， 在利用包含輥的軸心線在內的平面截取矯正用輥而得到的截面中表示輥肩部外表面的曲線呈圓弧狀，在將該截面內的輥入口側肩部的曲率半徑設為CR2，將輥出口側肩部的曲率半徑設為CRl時，滿足下述(iii)式。CR2/CR1 > I. O …(iii)
6.根據權利要求4或5所述的矯正用輥，其特徵在於， 在利用包含輥的軸心線在內的平面截取矯正用輥而得到的截面中表示輥外表面的曲線中，表示輥主體部的外表面的曲線由多條圓弧或近似的圓弧構成，在將該多條圓弧或近似的圓弧中的、通過輥槽底部的輥外表面的圓弧Cl的曲率半徑設為R1，將在比圓弧Cl靠入口側的部位構成該表示輥主體部的外表面的曲線的一條以上的圓弧或一條以上的近似的圓弧的曲率半徑設為R2i，將輥槽底部截面到圓弧Cl的入口側末端的距離設為AL，將被矯正管的外徑設為d時，滿足下述(iv)式、(V)式，R2i/Rl > I. O... (iv)O ( AL/d ( I. 5... (V) 其中，輥槽底部截面是指通過輥直徑為最小值的輥槽底部且與輥的軸線正交的截面；此外，R2i的下標i為圓弧或近似的圓弧的數量。
全文摘要
本發明提供一種管的矯正方法和矯正用輥。管的矯正方法使用左右的輥肩部的最大直徑部處的輥徑D1(出口側)、D2(入口側)不同的非對稱輥作為矯直機的矯正用輥，並以上述輥徑較小的輥肩部位於管的入口側的方式配置該非對稱輥。其所使用的矯正用輥是由輥肩部(3a)、(3b)與輥主體部(4)構成、且滿足D1＞D2和0.004≤(D1－D2)/d≤0.2的輥(d被矯正管的外徑)。並且，也能夠採用對在利用包含輥的軸心線在內的平面剖截取輥而得到的截面中入口側肩部和出口側肩部的曲率半徑或表示輥主體部的外表面的曲線進行限定的方式。該輥能夠抑制在管的矯正時產生的管端部的口變形，並且，能夠提高矯正效果。
文檔編號B21D3/02GK102844128SQ20118001703
公開日2012年12月26日 申請日期2011年3月24日 優先權日2010年3月29日
發明者黑巖良之, 黑田浩一, 山川富夫 申請人:住友金屬工業株式會社