JPH01181920A - 電縫鋼管の帯板端部圧下制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、有限長の帯板からシーム線が管軸と平行に延
びている電縫鋼管を製造するに際し、帯板の先後端部を
仕上成形過程のフィンパスロールおよびスクイズロール
により安定的に成形する、電縫鋼管の帯板端部圧下制御
方法に関する。

［従来の技術］ 一般に、シーム線が管軸と平行に延びる電縫鋼管は、第
１０図、第１１図に示す如く、製造されるべき電縫鋼管
の展開寸法に予め裁断された帯板１０を、粗、中間成形
道程の各種成形ロール（ブレイクダウンロール１２、エ
ツジフォーミングロール１４、アウトサイドケージロー
ル１６、インサイドケージロール１８）により順次略円
弧状に曲げ成形され、引き続き仕上成形過程の複数のフ
ィンパスロール２０．２２．２４によって継目エツジ２
６ａの安定な成形を図り円弧状の素管２６を得た後、該
素管２６のエツジ２６ａを高周波加熱するとともにスク
イズロール２８にてアプセット溶接を行なって製造され
る。３０は電縫鋼管である。

このような電縫鋼管の製造において、フィンパスロール
およスクイズロールは帯板の仕上げ円形化、エツジスリ
ット面の端面加工、エツジ長手方向のエツジウェーブ発
生防止、エツジ変動防止、エツジのアプセット接合等を
行なう極めて重要な成形ロールである。特に薄肉管の成
形においては、上記フィンパスロールによる成形過程か
らスクイズロールによる成形過程にて素管エツジ２６ａ
に第３図に示す如くのエツジウェーブ３１が発生するた
め、従来より、これを防止するためにフィンパスロール
で管を絞ることすなわち圧下が行なわれている。例えば
、特開昭５７−１４９０１８号公報に記載されるように
、第１フインパスロールによる圧下を他のスタンドにお
けるよりも強める第１フィンパス強圧下成形法が提案さ
れている。また、エツジウェーブを防止する方法として
ダウンヒル成形法を採用したり、スタンド間エツジガイ
ドロールの設置による素管エツジ拘束の強化を図る方法
等が採用されている。

しかしながら、上記従来法は主として帯板定常部の成形
時におけるエツジウェーブ防止を目的としたものであり
、有限長の帯板を使用する場合の帯板先後端部の成形に
関してはその効果が不十分であり、帯板先後端部ではエ
ツジウェーブ発生および拘束力の減少に”よるエツジ変
動が発生し、溶接不可能なオープンパイプおよび第４図
に示す如くの溶接時のエツジラップ等の溶接欠陥を招来
している。３２は溶接ビードである。

そこで、発明者らは、帯板先後端部の成形安定化を図る
ため、特開昭８０−１１１７８３号公報に記載されるよ
うに素管のエツジとサイド部とを同時に拘束するスタン
ド間ガイドロールを提案し、あるいは特開昭５９−１４
４５２号公報に記載されるように、帯板先後端部と帯板
定常部とでフィンパスロールの圧下配分を変更し帯板成
形の安定化、特にエツジウェーブ発生防止を図る方法を
提案している。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記特開昭８０−１１１７８３号公報、
特開昭５１１１−１４４５２１号公報にそれぞれ記載の
方法は、前述の帯板定常部の成形のための方法に比べ効
果はあるものの、薄肉材になると帯板先後端部でエツジ
ウェーブの発生、溶接時のエツジラップの発生等を依然
として生じ、その傾向も薄肉化が進むほど顕著となり造
管歩留りの低下を招いている。また、特開昭８０−１１
１７８３号公報に記載の方法は既設スタンド内への装置
の設置に制限があったり、装置のセツティングに時間を
要する等のハード面および生産性の面で実施上の不都合
をともなう。

本発明は、電縫鋼管の製造に際し、帯板先後端部の成形
の安定化を図り、エツジウェーブおよび溶接時のエツジ
ラップならびにそれらに基づく溶接不良の発生を防止す
ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、帯板を粗、中間成形過程で順次略円弧状に曲
げ成形し、引き続き複数組のフミンパスロールにて円弧
状に仕上げ成形して素管を得た後、該素管のエツジを高
周波加熱するとともにスクイズロールにてアプセット溶
接し、電縫鋼管を製造するに際し、■帯板先端部のフィ
ンパスロールおよびスクイズロールへの挿入ならびに成
形に関し、各成形スタンドへの帯板先端部の挿入時には
、各成形スタンドのロール圧下量を帯板定常部に対する
ロール圧下量に比べ緩めておき、帯板先端部が後続スタ
ンドに噛み込むとともに該後続スタンドに相隣る先行ス
タンドのロール圧下量を帯板定常部に対するロール圧下
量に制御し、■帯板後端部のフィンパスロールおよびス
クイズロール成形に関し、帯板後端部が上流のブレイク
ダウンロールを含む各先行スタンドのそれぞれを抜けた
以後、該先行スタンドに相隣る後続スタンドのロール圧
下量をそれまでの帯板定常部に対する圧下量よりも強め
るようにしたものである。

［作用］ 本発明は、帯板先後端部の成形安定化に関する発明者ら
の長年に渡る実験研究結果より導き出されたものである
。

圧下状態に設定されたフィンパスロールへ挿入され成形
された帯板の先後端部は第５図に示すように当該スタン
ド通過後ラッパ状に開き次スタンドへの進入が極めて困
難となって押し込み成形状態となりエツジには圧縮応力
が作用しエツジウェーブを招来する。この現象は第６図
、第７図に例示する如く、フィンパスロールの圧下すな
わち゛　フィンパスリダクション（ｒｉ　）と関係があ
り、リダクションが大きくなるほどラッパ状態が激しく
なって、エツジウェーブの発生が顕著となり、そして特
に、素管の横枠の増大がエツジウェーブの発生に大きく
影響することが明らかとなった。

第８図は第１フインパスリダクシヨンと帯板先端部の成
形、溶接不良長さとの関係を示す線図である。この第８
図の結果からも第１フインパスリダクシヨンを緩めるこ
とが帯板先端部の成形不良長さを減少する有効手段であ
ることが明らかとなった。ここで、各フィンパススタン
ドのりダクションｒｉは、第ｉスタンド出側素管外周長
又ｉを用いて ｒｊ＝１００又ｎ（文、　　／！；Ｌ　、）で表わされ
る。そこで、帯板先端部のフィンパスロールおよびスク
イズロールへの挿入に際しては、各成形スタンドの圧下
量を帯板定常部に対する圧下量よりも緩めてやれば、帯
板先端部のラッパ状態が改善され、素管の横長化も抑制
され、当該スタンドから次スタンドへの帯板の進入を円
滑化でき、帯板が次スタンドへ進入した段階で当該スタ
ンドの圧下量を定常圧下量に抑制してやればよいことが
認められた。すなわち、各成形スタンドへの帯板先端部
の挿入時には各成形スタンドのロール圧下量を帯板定常
部に対するロール圧下量に比べ緩めておき、帯板先端部
が第２フインパススタンドに噛み込むとともに第１フイ
ンパススタンドのロール圧下量を帯板定常部に対するロ
ール圧下量に制御し、そして帯板先端部が第３フインパ
ススタンドに噛み込むとともに第２フインパススタンド
のロール圧下量を帯板定常部に対するロール圧下量に圧
下制御するという具合に、後続の成形スタンドも同様の
圧下制御を行なう。

帯板後端部の成形に関しては、帯板後端部が成形ロール
を順次通過するにつれ、帯板拘束力およびそれによる帯
板への長手方向張力の作用が低下し、溶接されるエツジ
が変動しやすくなり左右エツジの不均一加熱による溶接
不良ならびにエツジラップ等を招来する。特にフィンパ
スロール成形において帯板定常部の成形安定化のために
特開昭５７−１４９０１８号公報に記載される如くの第
１フインパスロールを強圧下する第１フィンパス強圧下
配分成形法を採用する場合には、帯板後端部が第１フイ
ンパスロールを尻抜けする時点で帯板拘束力が急激に弱
くなり、スクイズロールでのエツジ接合に際し、エツジ
の変動が大きくなりやすく溶接不良の発生が顕著となる
。＄９図は発明者らの実験結果から得られた第２フイン
パスリダクシヨンと帯板後端部の成形、溶接不良長さと
の関係を示す線図である。この第９図の結果より、帯板
後端部の成形に関しては、第２フインパスリダクシヨン
を増大させることが帯板後端部の成形不良長さを減少す
る有効手段であることが明らかとなった。そこで、帯板
後端部のフィンパスロールおよびスクイズロール成形に
際しては、先行するロールスタンド尻抜けとともに次ロ
ールスタンドにおける圧下量を帯板定常部に対する圧下
量よりも強めるように制御すれば、帯板後端部のロール
による拘束が強化されエツジの安定溶接が可能となるこ
とが認められる。すなわち、帯板後端部が上流のブレー
クダウンロールを抜けるとともに第１フインパススタン
ドのロール圧下量をそれまでの帯板定常部に対する圧下
量よりも強め、そして帯板後端部が第１フインパススタ
ンドを抜けると同時に第２フインパススタンドのロール
圧下量ヲそれまでの帯板定常部に対する圧下量よりも強
めるという具合に後続の成形スータンドも同様の圧下制
御を行なう。

なお、本発明の実施においては、上記本発明の帯板先後
端部の圧下制御方法と、従来技術の例えば特開昭８０−
１１１７８３号公報に記載される如くのガイドロール装
置とを組み合わせて使用することも可能であり、ミルを
新規に建設する場合にはこのようにすることによりその
効果がより大きなものとなる。

［実施例］ 以下、本発明を具体的に説明する。

第１図は本発明の帯板端部圧下制御方法の概念を、フィ
ンパス、スクイズロールの圧下チャートを用いて示す模
式図である。

（Ａ）まず、帯板先端部の圧下制御について説明する。

帯板のフィンパスロール進入に際し、全フィンパススタ
ンドともそれらの圧下率ｒを帯板定常部の圧下率に比べ
小さくしておく。その比率（減少割合）はスタンドによ
り多少異なり、帯板定常部において強圧下率となってい
る第１フインパスロールスタンド（ＩＦ）の減少割合を
大きくとることが重要であり、効果が大きい。このこと
は前述した研究の結果である第６図、第７図に示すよう
に、リダクション（圧下率）の先端ラッパ形成度への影
響が第１フインパスロールスタンド（ＩＦ）において極
めて大きく、第２フインパスロールスタンド（２Ｆ）、
第３フインパスロールスタンド（３Ｆ）になるにつれ、
その影響度が小さくなることが認められていることによ
る。

なお、例えば第１フインパスロールスタンドの帯板先端
部挿入時の圧下率（ｒ　ＩＦ）は帯板先端部の成形安定
化の面からは小さくすることが好ましいが、圧下率を大
きく変動するには電動方式によるロール圧下位置の移動
に時間を要し制御時間が大となって帯板先端部通過時に
クイックレスポンスができず、結果として、帯板先端部
の通板に際し圧下制御が間に合わないケースの発生も考
えられる。このため、第１フインパスロールスタンドの
帯板先端部挿入時の圧下率（ｒ　ＩＦ）は上記両者の要
因を考慮して決定する必要があり、本発明の実施におい
ては帯板定常部の圧下率に対し５０％の圧下率を選定し
たところ、帯板先端部の成形安定化を達成できた。後続
のロールスタンドについても同様な考え方に基づき帯板
先端部の挿入時における圧下率（ｒ）を減少させる。

すなわち、帯板先端部が第１フインパスロールスタンド
を通過し第２フインパスロールスタンドに噛み込むとと
もに第１フインパスロールスタンドの圧下率を帯板定常
部の圧下率に変更し、次に帯板先端部が第３フインパス
ロールスタンドに噛み込むとともに第２フインパスロー
ルスタンドの圧下率を帯板定常部の圧下率に変更すると
いった具合に後続のスタンドの圧下率をも同様に制御す
る。そして帯板定常部については、従来と同様の第１フ
ィンパス強圧下配分成形法を行なう。

（Ｂ）次に帯板後端部の圧下制御について説明する。帯
板後端部がブレイクダウンロール（ここでは−例として
第１ブレイクダウンロール（ＩＢＤ）を代表として示す
）を尻抜けすると同時に第１フインパスロールスタンド
の圧下率を帯板定常部の圧下率よりもやや増加させロー
ルによる帯板拘束を強化する。この圧下率の増加割合は
実験の結果、第１フインパスロールスタンドでは定常部
圧下率の５％増以上、第２フィンパスーロールスタンド
では２０％増以上、第３フインパスロールスタンドでは
３０％増以上、スクイズロールスタンド（ＳＱ）では１
０％増以上に設定すれば成形改善効果を得られることが
発明者らの数多くの実験により確認された。その後、帯
板後端部が第１フインパスロールスタンドを尻抜けする
とともに第２フインパスロールスタンドの圧下率を定常
部圧下率よりも増加させ、帯板後端部の拘束を強めると
いった具合に後続のスタンドの圧下率についても同様に
制御する。

なお、スクイズロールの圧下に関しては、第１図に■で
示す如く帯板後端部の第１フインパスロールスタンド、
第２フインパスロールスタンド尻抜は毎にスクイズロー
ルスタンドの圧下率を増加させる制御方法を適用するこ
とも帯板後端部の制御には有用である。

上記（Ａ）、（Ｂ）における圧下変更のための制御信号
は、各スタンドに設置されているロードセルの負荷信号
を採用することも、各スタンドの駆動モータの電流信号
を採′用することも、あるいは各ロールスタンドの内外
に光電スイッチを設置し材料の有無を検出する方法を用
いることも可能であり、いずれの方法を採用してもフィ
ンパス、スクイズロールの圧下制御を行なうことができ
る。

第２図は本発明の実施に用いられる制御系統のブロック
図である。第２図において、１０は帯板、１２はブレー
クダウンロール、２０は第１フインパスロール、２２は
第２フインパスロール、２４は第３フインパスロール、
２６は素管、２８はスクイズロール、３０は電縫鋼管、
３４は圧下モータおよび自動位置決め装置、３６はロー
ドセル、３８は圧下スクリュウ、４０は圧下制御設定回
路である。

この圧下制御設定回路は、帯板先端部のフィンパスロー
ルへの進入に際しフィンパスロールのりダクション（圧
下量）を定常部リダクションの約５０％とし、帯板先端
部が第２フインパスロールに噛み込むと同時に第１フイ
ンパスロールノ電動モータ圧下による自動位置決め装置
３４を作動させて、第１フインパスロールの上ロールを
所定の位置すなわち定常部リダクションを付与する位置
まで圧下する。その作動のための信号としては、第２フ
インパスロールの上ロールに設置されているロードセル
３６の荷重検出信号を用いる。そして帯板先端部の第３
フインパスロール、スクイズロールへの噛み込みにおい
ても上記と同様な圧下制御を実施する。

また、圧下制御設定回路４０は、帯板後端部のロール尻
抜けに関しても、上記方法の逆で、例えば帯板後端部が
ブレークダウンロールを抜けることをブレークダウンロ
ールのロードセルによる荷重検出にて検出し、その信号
により第１フインパスロールの自動位置決め装置３４を
作動させ、第１フインパスロールの圧下を定常部リダク
ションよりも増大させ所定圧下位置までその上ロール位
置を制御する。以下、後続のロールスタンドについても
帯板後端部が尻抜けするに際して同様の制御を行なう。

以下、本発明の具体的実施例について説明する。

実施材料は従来法において帯板先後端部の成形が不安定
になりやすい大径薄肉鋼管（外径２じ、肉厚８．３５ｍ
ｍ、グレードＡＰＩ　５ＬＸ７０）　テある。上記鋼管
製造時における帯板定常部のためのフィンパス適正圧下
条件は、第１フインバスリダクシヨン（ｒ　ＩＦ）　＝
　０．７％、第２フインパスリダクシゴン（ｒ　２Ｆ）
　＝　０．３％、第３フインパスリダクシ式ン（ｒ　３
Ｆ）　＝　０．１％であり、スクイズロールのリダクシ
ョン（ｒ　ＳＱ）は０．１％である。

しかして、帯板先端部の各ロール進入に際しては、その
ロールスタンドの圧下率を定常部圧下率のそれの５０％
とし、１つ後段スタンドに帯板先端部が噛み込むととも
に該スタンドの圧下率を定常部圧下率に設定する。

また、帯板後端部の各ロール尻抜けに際しては、第１ブ
レイクダウンロールを帯板が尻抜けするとともに第１フ
インパスロールのりダクション（ｒ　ＩＦ）を定常部圧
下率の５％増とし、第１フインパスロールを帯板後端部
が尻抜けするとともに第２フインパスロールのリダクシ
ョｙ（ｒ２Ｆ）ヲ定常部圧下率の２５％増とし、第２フ
インパスロールを帯板後端部が尻抜けするとともに第３
フインパスロールのりダクション（ｒ　３Ｆ）を定常部
圧下率の４０％増とし、第３フインパスロールを帯板後
端部が尻抜けするとともにスクイズロールのリダクショ
ン（ｒ　ＳＱ）を定常部圧下率の１０％増となるように
それぞれ制御する。

なお、以上の帯板先後端部の圧下制御を、本実施例では
、各ロールスタンドに組み込まれているロードセルの荷
重検出信号に基づいて行なった。

この結果、従来法では帯板先後端部の成形、溶接不安定
部長さが４．５ｍ、後端部のそれが４．３ｍであったも
のが、本発明法では帯板先端部のそれを２．５ｍ、後端
部のそれを２．０ｍとする如くそれぞれほぼ半減し、材
料歩留りの大幅な向上を達成した。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、電縫鋼管の製造に際し
、帯板先後端部の成形の安定化を図り、エツジウェーブ
および溶接時のエツジラップならびにそれらに基づく溶
接不良の発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の圧下制御方法の概念を示す模式図、第
２図は本発明の実施に用いられる制御系統を示すブロッ
ク図、第３図はエツジウェーブの発生状況を示す模式図
、第４図はエツジラップの発生状況を示す模式図、第５
図はフィンパスロール成形における帯板先端部の成形状
況を示す模式図、第６図は第１フインパスリダクシヨン
と帯板先後端部の開口状況との関係を示す線図、第７図
は第１フインパスリダクシヨンと帯板先後端部のオーパ
リティ形状との関係を示す線図、第８図は第１フインパ
スリダクシヨンと帯板先端部の成形、溶接不良長さとの
関係を示す線図、第９図は第２フインパスリダクシヨン
と帯板後端部の成形、溶接不良長さとの関係を示す線図
、第１０図は電縫鋼管製造ラインを示す平面図、第１１
図は第１０図の正面図である。 １０・・・帯板、 １２・・・ブレークダウンロール、 ２０．２２．２４・・・フィンパスロール、２６・・・
素管、 ２６ａ・・・素管エツジ、 ２８・・・スクイズロール、 ３０・・・電縫鋼管、 ３４・・・圧下モータおよび自動位置決め装置、３６・
・・ロードセル、 ３８・・・圧下スクリュウ、 ４０・・・圧下制御設定回路。 代理人　弁理士　　塩　川　修　治 蔀　１　図 第３図 第４　図 第５図 第６　周 第７　図 第８　既 第９　図 第２フインノ＜？スリダクショソ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）帯板を粗、中間成形過程で順次略円弧状に曲げ成
   形し、引き続き複数組のフィンパスロールにて円弧状に
   仕上げ成形して素管を得た後、該素管のエッジを高周波
   加熱するとともにスクイズロールにてアプセット溶接し
   、電縫鋼管を製造するに際し、（ａ）帯板先端部のフィ
   ンパスロールおよびスクイズロールへの挿入ならびに成
   形に関し、各成形スタンドへの帯板先端部の挿入時には
   、各成形スタンドのロール圧下量を帯板定常部に対する
   ロール圧下量に比べ緩めておき、帯板先端部が後続スタ
   ンドに噛み込むとともに該後続スタンドに相隣る先行ス
   タンドのロール圧下量を帯板定常部に対するロール圧下
   量に制御し、（ｂ）帯板後端部のフィンパスロールおよ
   びスクイズロール成形に関し、帯板後端部が上流のブレ
   イクダウンロールを含む各先行スタンドのそれぞれを抜
   けた以後、該先行スタンドに相隣る後続スタンドのロー
   ル圧下量をそれまでの帯板定常部に対する圧下量よりも
   強めることを特徴とする電縫鋼管の帯板端部圧下制御方
   法。