JP4315005B2 - 電縫鋼管の製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、電縫鋼管の製造装置に係わり、特に、高強度薄肉の電縫鋼管を製造する場合に、内面ビードの切削除去に有効な技術に関する。

電縫鋼管は、一般に、素材であるコイル状鋼帯を巻き戻して連続的に走行させながら、一群の成形ロールによって円筒状に成形した後、該鋼帯の幅方向両端部を溶接して製造される（特許文献１参照）。例えば、その製造には、素材として、溶鋼を連続鋳造して得た鋼鋳片を加熱炉で所定温度（通常、１２００〜１３００℃）に加熱してから、熱間圧延で一定幅として巻き取ったコイル状鋼帯を用いる。そして、該コイル状鋼帯１をアンコイラで巻き戻してから、種々の形状をした多種ロールを多段に配設した一群の成形ロールに鋼帯面を水平にして一定速度で送り込む。その成形ロールで加工して円筒状にされた管体（突き合わされた幅方向端部は未接合なので、オープン管と称する）２は、引き続き、図３に示すように、その突き合わされた幅方向両端部３をインダクション・コイル４で加熱し、スクイズ・ロール５で押さえて圧着、溶接し、一体化した素鋼管６とされる。その素鋼管６の長手方向に連続してほぼ直線的に延びる接合部分の内外面には、ビード７と称するじゅず状突起が形成されるので、該ビード７は、内外面の美観上あるいは加工性の観点から、ビード切削手段（バイト等）８を用いて切削除去される。ここで、このような内面ビードを切削した跡は、内面ビード切削跡と称されている。さらに、ビード７の除去された素鋼管６は、加熱炉（図示せず）で再加熱し、ホット・ストレッチ・レデューサーあるいはサイザーのような多段の絞り圧延機で寸法を整え、所望サイズ及び特性を有するかを検査した後、一次製品としての電縫鋼管となる。なお、前記内面ビード切削手段８は、素鋼管６の内部に一端側より挿入される支持バー９に支持されたバイトで構成されており、該バイトの曲率半径は素鋼管６の内面曲率半径と一致するように設定し、素鋼管６の内面ビード７に接触し、それを切削するようになっている。

ところで、高強度薄肉材で電縫鋼管を製造する場合（例えば、外径８８〜１４６ｍｍΦ、肉厚２〜３ｍｍ、素材強度５００ＭＰａ以上）に多いが、前記した製造工程では、スクイズ・ロール５による押さえつけで圧着、溶接した後にスプリングバックが起き、図２（ａ）に示すように、素鋼管６の断面形状が真円を呈さず、縦長楕円形（所謂ピリケン状）になる傾向がある。そのため、素鋼管内面の曲率半径が様々な大きさになるばかりでなく、バイトの曲率半径と一致しないようになる。これでは、素鋼管６の内面ビードを切削した跡に、切削不良（スジ残り等）が生じ、製品歩留りの低下等で生産性を阻害するという問題が多発する。
特開２００２−２８７１８号公報

本発明は、かかる事情に鑑み、素材が高強度薄肉材であっても、内面ビード切削跡を常に一定の形状にすることの可能な電縫鋼管の製造装置を提供することを目的としている。

発明者は、上記目的を達成するため鋭意研究を重ね、その成果を本発明に具現化した。

すなわち、本発明は、コイル状鋼帯を巻き戻すアンコイラと、巻き戻された鋼帯を一定速度で走行し、幅方向の両端を突き合わせて円筒状に成形する一群の成形ロールと、前記突き合わせた部分を加熱するインダクション・ヒータと、加熱された部分を圧着して素鋼管とするスクイズロールと、圧着部分の内面に形成されたビードを切削する内面ビード切削手段とを備えた電縫鋼管の製造装置において、前記スクイズ・ロールの下流側で、且つ内面ビード切削手段の上流側の位置に、前記素鋼管を上方より押さえ、その素鋼管の外径偏差を３．０％以下に保持する昇降自在な押さえロールを設けたことを特徴とする電縫鋼管の製造装置である。この場合、前記押さえロールには、素鋼管の外面ビードを避ける孔型が設けてあるこのが好ましい。また、前記コイル状鋼帯の肉厚が２．０〜３．０ｍｍで、引張り強度が５００ＭＰａ以上であるのが一層好ましい。

本発明によれば、スクイズ・ロールから開放されて所謂ピリケン状になった素鋼管の断面形状を、内面ビードを切削する前に真円状に復元できるようになる。その結果、内面ビード切削時に素鋼管内面の曲率半径と切削バイトの曲率半径が一致するようになり、内面ビードの切削が円滑に行え、切削跡の形状が常に一定となる。

以下、発明をなすに至った経緯をまじえ、本発明の最良の実施形態を説明する。

まず、発明者は、内面ビードの切削後に、該内面ビードの切削跡をローラで平滑する対策を考えた。しかしながら、その対策では、十分にスジ状の欠陥が解消できず不十分であった。そこで、内面ビードの切削前に素鋼管の断面形状を真円状に保持するようにしてやれば、常に素鋼管内面の曲率半径と切削バイトの曲率半径が一致するようになり、切削作業が安定化すると考え、具体的な手段として押さえローラを採用することにしたのである。

つまり、本発明は、コイル状鋼帯を巻き戻すアンコイラと、巻き戻された鋼帯を一定速度で走行し、幅方向の両端を突き合わせて円筒状に成形する一群の成形ロールと、前記突き合わせた部分を加熱するインダクション・ヒータと、加熱された部分を圧着して素鋼管とするスクイズロールと、圧着部分の内面に形成されたビードを切削する内面ビード切削手段とを備えた既存の電縫鋼管の製造装置を改造したものである（図３参照）。

その改造としては、図１及び図２（ｂ）に示すように、前記スクイズ・ロール５の下流側で、且つ内面ビード切削手段８の上流側の位置に、前記素鋼管６を上方より押さえ、その素鋼管の外径偏差を３．０％以下に保持する昇降自在な押さえロール１０を設けるようにした。本発明では、この押さえロール１０の形状及び大きさを特に限定しない。それら形状及び大きさ、さらには圧下高さ位置は、製造する鋼管のサイズに応じて、事前に試験操業等を行い調整する必要があるからである。ただし、外面ビードが残留する状態で前記素鋼管６を押さえることが多いので、該押さえロールには、図２（ｂ）に示したように、素鋼管６の外面ビードを避ける孔型１１が設けてあるこのが好ましい。なお、この孔型１１の形状及び大きさも、特に限定するものではなく、またロール１０の材質も、通常利用されている鋼管の搬送用ローラと同質で良い。また、前記素鋼管の外径偏差は、下式のように定義される。

素鋼管の外径偏差＝１００×（素鋼管の最大外径―素鋼管の最小外径）／（目標（又は平均）外径）
さらに、素鋼管がスクイズ・ロールから開放された後に、縦長楕円状の断面になり易いのは、前記した高強度薄肉材からなる鋼管であるので、本発明は、鋼管の素材が高強度薄肉材である場合に特に有効である。具体的には、前記コイル状鋼帯の肉厚が２．０〜３．０ｍｍで、引張り強度が５００ＭＰａ以上である素材である。肉厚が３．０ｍｍ超えの素鋼管では、ビード切削時に真円に近くなるので、本装置による押さえが不要だからである。

鋼種が引張り強度が７８０ＭＰａ級の鋼で、板幅４６０ｍｍの鋼帯を素材にして、素鋼管を製造すると共に、該素鋼管（母管）の外径１４６ｍｍΦをレデゥーサーにて絞り、外径７０ｍｍΦ、肉厚２．９ｍｍの電縫鋼管を製造した。その操業は、図１に示した本発明に係る製造装置を用いた場合と、図３に示した押さえロールを具備していない従来の製造装置を用いた場合で行われた。

この操業の結果、製品歩留りが０．２％向上した。本発明に係る装置によれば、従来より品質の良い電縫鋼管が高生産性で製造できることが明らかである。ここで、製品歩留り（％）＝（製品として合格した鋼管の重量（トン）／成形ロールに供給したコイル状鋼帯の重量（トン）×１００）

本発明に係る電縫鋼管の製造装置を説明する模式図である。 電縫鋼管の断面形状及び内外面ビードの状態を示す図であり、（ａ）は、従来の状態を、（ｂ）は、本発明に係る押さえロールを採用した場合の状態である。 従来の電縫鋼管の製造装置を説明する模式図である。

符号の説明

１ コイル状鋼帯
２ 管体（オープン管）
３ 幅方向両端部
４ インダクション・コイル
５ スクイズ・ロール
６ 素鋼管
７ ビード
８ ビード切削手段
９ 支持バー
１０ 押さえロール
１１ 孔型

Claims (3)

1. コイル状鋼帯を巻き戻すアンコイラと、巻き戻された鋼帯を一定速度で走行し、幅方向の両端を突き合わせて円筒状に成形する一群の成形ロールと、前記突き合わせた部分を加熱するインダクション・ヒータと、加熱された部分を圧着して素鋼管とするスクイズロールと、圧着部分の内面に形成されたビードを切削する内面ビード切削手段とを備えた電縫鋼管の製造装置において、
   前記スクイズ・ロールの下流側で、且つ内面ビード切削手段の上流側の位置に、前記素鋼管を上方より押さえ、その素鋼管の外径偏差を３．０％以下に保持する昇降自在な押さえロールを設けたことを特徴とする電縫鋼管の製造装置。
2. 前記押さえロールには、素鋼管の外面ビードを避ける孔型が設けてあることを特徴とする請求項１記載の電縫鋼管の製造装置。
3. 前記コイル状鋼帯の肉厚が２．０〜３．０ｍｍで、引張り強度が５００ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１又は２記載の電縫鋼管の製造装置。

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