JPH01299714A - 厚肉電縫鋼管の製造方法 - 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、帯鋼の管状曲げ加工前に、エツジ部近傍の成
形加工を行う、帯鋼からの厚肉電縫鋼管の製造方法に関
する。

（従来の技術） 従来、電縫鋼管は、通常、第５図に示すようなブレーク
ダウン、サイドロール、フィンパスロール列から成る連
続ロール成形機により帯鋼１から管状に成形された後、
突合せ溶接を行う工程にて製造されている０図示例にお
いて帯鋼１はブレークダウンと呼ばれるロール群２〜５
にて主に上下方向の圧下により曲げ成形を受けはソ゛半
円形状まで成形される。その後、サイドロールと呼ばれ
る縦ロール群８〜１０にて左右方向の圧下によりは＼゛
管状曲げ成形され、さらにフィンパスと呼ばれるロール
群１１〜１３にて周方向の圧下を加えると同時に曲げ成
形を行いほり製品の形状まで成形を行う。このようにほ
り製品形状にまで成形されてから、図示しないが、電気
抵抗溶接による継目溶接を行って電！ａ鋼管に仕上げる
のである。

このように、電縫鋼管の製法は曲げ成形と溶接とに分け
られるが、これらのうち成形を行う場合に重要なことは
全周にわたって均一な形状に曲げ成形すると共に後続の
突合せ溶接に最適な端面形状を得ることである。しかし
ながら、ブレークダウンでの曲げ成形による寸法精度に
関し、従来技術では以下に述べる問題点がある。

■ブレークダウンでは第６図に示すような上下側ロール
１５．１６にて上下方向の圧下を加えて曲げ成形を行う
ことを考えた場合、両端部の曲げ成形が充分に行われて
いない。

■帯鋼１の曲げ成形を行う際に下側ロール１５と帯鋼１
の下側エツジ１７が最初に接触を開始し、この点を支点
として曲げ成形が行われる。従って、帯鋼１のＦｉ、厚
の増加に伴い鋼板の曲げ剛性が増大するとこの部分の減
肉変形が進行し寸法精度が悪化する。これはエツジ減肉
と呼ばれる。

■上記■項の場合と同様に上側ロール１６と帯鋼１の接
触部分となる端部接触領域１８についても板厚の増加に
伴う鋼板の曲げ剛性の増大と共に圧痕と呼ばれる減肉部
が発生し寸法精度が悪化する。

第７図は、ブレークダウン後の肉厚分布を帯鋼センター
からの距離に対して示すグラフであり、エツジ減肉およ
び圧痕による肉厚減少がみられる。

外周長８０１１１１１のうち、幅は＼４０１１１１１の
領域にわたって肉厚変化がみられるのが分かる。本例は
、板幅１５０ｆｆ１１１Ｘ板厚８．２ａ＋ｍの帯鋼を最
終的に外径５０．８ｍｍｘ肉ｒ￥８．２１の管に曲げ成
形する場合についてのデータである。

従来、これらの対策として上記■、■項については、通
常、フィンバス工程での周方向の圧下による曲げ形成時
に発生するエツジ部の増肉により減肉部を相殺すること
が行われているが、ブレークダウンでのエツジ減肉とフ
ィンバスでのエツジ増肉の位置が完全に一致しないため
に減肉部を相殺するには大きな周方向圧下が必要となり
エツジ部の増肉による内面形状の悪化が著しい。又、フ
ィンバスでの増肉は、成形中の材料のローリング現象に
より両エツジの差が生じ易く内面形状は一層悪化すると
いう欠点がある。

第８図は、フィンパス後の肉厚分布を帯鋼センターから
の距離に対して示すもので、上述の関係が見られる。エ
ツジ減肉は解消しているが、今度はエツジ増肉が顕著に
表れているのが分かる。なお、本例も第７図の場合に同
じであり、フィンパスでの圧下量は２％であった。

このようなブレークダウンでの曲げ成形不足、エツジ減
肉を根本的に低減する方法として特開昭５６−１３６２
３０号、同６０−７２６１４号が開発されているが、厚
肉鋼管の成形ではその効果は充分ではない。

更に、前記０項の対策としては上側ロールの曲率の改善
が一般的であり、特開昭６１−１１５６２３号等が開発
されているが、これらの対策も厚肉管の成形ではその効
果は充分ではない。

一方、管状に成形した後の突合せ溶接では両端面が平行
であることが望ましいが、両端面が直角な帯鋼を曲げ成
形した場合は両端面が平行にならずに外側が開いた形状
となり、この傾向は厚肉管になる程、大きくなり、ｔ／
Ｄ　＝１５％以上となると突合せ溶接に大きな影響を与
える。ここに、ｔは肉厚であり、Ｄは管外径をいう。こ
の対策として、フィンパスで行う端成形があるが、厚肉
になると大きな周方向圧下が必要となり前述の内面形状
が悪化する。更に、ブレークダウンに入る前の帯鋼の端
面を切削、または圧延して予め角度をつけることによっ
て、管状成形後の端面を平行にする方法があるが、下面
幅が上面幅より長く成形された台形断面の下端がブレー
クダウンでの成形時に下側ロールに接触し、この部分が
端面側に折れ込んでしまうことがあり、これが突合せ溶
接不良の原因となる。また、端部成形時に肉厚が増肉し
内面形状の悪化の原因ともなる。このために特開昭５６
−１６８９７２号にてブレークダウン成形、サイドロー
ル成形後に端面の切削を行い突合せ溶接時の端面の平行
を確保する方法が提案されているが、この方法も成形中
の材料のローリングにより切削が安定せず切削不良によ
り端面の平行の確保は困難である。

このように従来においては、電縫鋼管のエツジ部成形は
、特にそれが厚肉の場合には未だ根本的な解決には至っ
ていない。

（発明が解決しようとする課題） 電縫鋼管はその溶接部の品質改善にともなって従来の継
目無し鋼管の適用範囲までその用途が拡大してきており
、そのために特に最近ではその厚白化が図られ、機械構
造用鋼管などの高級鋼管への適用範囲が拡大され厚肉鋼
管が採用されているが、厚肉鋼管はその製造に際して成
形上の問題が多く、特に従来の成形方法では寸法精度が
劣るという問題があった。

すでに述べたように、厚肉電縫鋼管の成形上の問題点は
、ブレークダウン工程での圧延時の圧痕による肉厚減少
と、ブレークダウン工程でのエツジ減肉等を相殺し、さ
らに突合せ溶接の最適端面形状を得るためのフィンパス
工程での過大な周方向圧下によるエツジ部の増肉である
。

従って、本発明の目的は、ブレークダウン工程での成形
において、圧痕、エツジ減肉等の発生を大幅に減少する
端部成形方法を採用することによってフィンパス工程で
の周方向圧下の適正化による寸法精度の大幅な向上が図
られる厚肉電縫鋼管の製造方法を提供することである。

（課題を解決するための手段） 前述の如き従来技術における問題点を解決すべく、本発
明者等は種々の研究を行った結果、素材鋼管を管状に成
形する前、すなわちブレークダウン工程前で帯鋼の両端
部を孔型を有する縦型ロールによって曲げ加工および接
合端面の成形を行うことにより、寸法精度に優れた厚肉
電縫鋼管を製造することができることを知り、本発明を
完成したものである。

よって、本発明の要旨とするところは、帯鋼を連続する
ロール群で、連続的に管状に曲げ成形してから電気抵抗
溶接する電縫鋼管の製造方法において、帯鋼を管状に曲
げ成形するに先立ち、孔型を有する縦ロール列により、
帯鋼の幅方向に圧下を加えるとともにエツジ部近傍を所
定寸法に、曲げ成形を行い、次いで孔型縦ロールにて幅
方向の圧下によって生じた増肉部を圧延するとともに溶
接接合に適した接合端面形状を成形することを特徴とす
る厚肉電縫鋼管の製造方法である。

本発明で云う厚肉電縫鋼管とは、上述の作用効果が得ら
れる限りその肉厚は制限されないが、−般にはｔ／Ｄ　
＝１５％以上の電縫鋼管を云う。ｔ、Ｄは前述の通り。

（作用） 以下、添付図面を参照しながら本発明をさらに詳細に説
明する。

第１図は本発明による曲げ成形ロール列を示す模式図、
第２図（Ａ）　、　（Ｂ）　、　（Ｃ）　、　（Ｄ）は
本発明によるエツジ成形方法を各段階（工程順）に示す
模式図、第３図は本発明による肉厚分布の結果を示すグ
ラフ、そして第４図は同じく本発明による曲率分布結果
を示すグラフである。

本発明によれば第１図に示すように、鋼帯１は、ブレー
クダウンロールの上流側に、エツジ成形縦ロールＥ１、
Ｅ２および圧延成形ロールＥ３、押えロールＥ４　（第
１図では圧延成形ロールＥ３の下側にあり、みえない）
を配設して成るエツジ成形部において、帯鋼を管状に曲
げ成形するに先立って、エツジ部の曲げ成形を行い、続
いて通常のブレークダウンロール４．５、サイドロール
８．９．１０、フィンパスロール１１．１２．１３、ス
クイズロール１４の各ロール群を通って管状に成形され
接合部が溶接され電縫鋼管が製造される。なお、継目溶
接は電気抵抗溶接によって行うのであり、本発明では慣
用手段で行えば良く、特に制限されるものでなく、また
当業者にとってそれらは良く知られているのであって、
この点についての説明は以下省略する。

第２図（Ａ）　、　（Ｂ）　、　（Ｃ）　、　（Ｄ）は
本発明によるエツジ成形方法を各段階（工程順）に分け
て示した説明図である。

第２図（＾）に示すように、電縫鋼管に使用される帯鋼
１はスリッタにて両側端の切断が行われているが、両側
端面１９は直角ではなく且つ平滑ではない、更に板厚が
厚くなるとスリット時に端部の減肉が発生し中央部に比
べて端部が薄肉化している。このため形状の整形とエツ
ジ部の曲げ成形を目的として第２図（Ｂ）で示すような
孔型成形縦ロールを用いて幅方向の圧下を加え端面１９
の平滑化、エツジ部減肉部の回復およびエツジ部の曲げ
成形を行う、成形縦ロールＥ１の孔型（イ）は円弧の部
分と端面が直角になるような形状としており、帯鋼中央
部の曲げ成形は行わずに帯鋼中央部の座屈を防止するた
めに下側をロールにて支える形状としている。中央部は
エツジ部の曲げ成形を大きくとるために直線形状として
いるが緩やかな曲率をもたせても問題はない。

第２図（Ｃ）はエツジ部の曲げ成形の最終段階の形状を
示しており、端面ば９０°曲げられた位置となっている
。孔型（ロ）は基本的な考え方は第２図（Ｂ）と同様で
あるが、エツジ部の曲げ成形がさらに進んだ形状となっ
ており、はり製品の曲率に近い値となっている。この状
態において、帯鋼１はエツジ部の曲げ成形がはソ゛完了
しており、幅方向の圧下によりロールに拘束されていな
いエツジ部の内側が増肉している。成形縦ロールＥ１、
Ｅ２による成形は２スタンドに限ることはなく、必要に
応じて多スタンドに配分することができる。又、成形縦
ロールＩＥＬ　Ｅ２はブレークダウン、フィンパスロー
ルにて帯鋼を移送することが可能であれば無駆動のロー
ルどすることが望ましい。

エツジ部の曲げ成形が完了した銅帯は第２図（Ｄ）で示
す次工程の圧延成形ロールＥ３にてエツジの増肉部が圧
延されると共に突合せ溶接に適した形状に成形される。

第２図（Ｄ）では、板厚変化や、板厚の変化による帯鋼
幅の変化に対応が可能である４０一ル方式で示している
が、寸法精度の面で若干、劣るものの構造が簡単である
２０一ル方式についても適用可能である。

このように、本発明ではブレークダウン工程に入る前の
初期段階でエツジ部だけの成形を行うようにしたので、
この後、帯鋼はブレークダウン工程に入るが既にエツジ
成形が完了しているために従来のブレークダウンの前半
スタンドは不用であり、又、フィンパスの周方向圧下も
大きくとる必要はない。

以上詳述した如く、従来法においては、特に厚肉管内厚
６．０１以上の厚肉管の製造の場合は管状成形工程でエ
ツジ部の成形を行うので、減肉や増肉の発生があり、又
溶接継目部にも欠陥の発生が認められることもある。継
目部近傍の直円度も正確でなく品質上の問題があった。

しかしながら、上述のように本発明方法では管状に成形
する前にエツジ部のみの曲げ成形および接合端面の成形
も圧延成形ロールを用いて所定の曲率形状に成形するの
で減肉や増肉はなく、又曲げ加工と同時に接合端面の成
形をも圧延方式で行うので寸法精度に優れた品質向上に
大きな効果を発揮することができるものである。

（実施例） 幅１５５ｍｍ　ｘ板厚８．５ｍｍの炭素鋼帯鋼を使用し
、これを第１図（Ｂ）　、（Ｃ）の孔型の成形縦ロール
Ｅ１、Ｅ２にて帯鋼の幅方向圧下Ｎ：３ＩＩＩＩの圧下
を加えると共に両エツジ部に周長く板幅）の１７４の範
囲に曲げ成形を行った後、引続いて４０−ル形状の圧延
成形ロールＥ３、押えロールＥ４にて帯鋼両側端部の成
形を行った。次いで、第１図に示す曲げ成形手段にて最
終的に外径５０．８＋ｗｍｘ肉厚８．５＋ｕ＋の管体に
曲げ成形した。フィンパススタンドでの合計の圧下率は
１％であった。

比較のため、同様の帯鋼を使用し、予め端部成形をせず
に直接に第５図の装置で曲げ成形を行って管体を得た。

なお、両側とも成形管体は、慣用の電気抵抗溶接によっ
てその継目溶接を行った。

このようにして得られた電縫鋼管の本発明による肉厚分
布の改善効果を見るために、肉厚分布を測定し溶接部か
らの外周長に対してその結果を第３図にグラフで示す。

本発明によれば溶接部近傍、つまり継目近傍においても
ほどんど肉厚変化は見られないのが分かる。しかし、従
来例では溶接部においては最大約０．５ｗ＋ｗの増肉部
がみられる。

第４図は同じく製品外面曲率、製品内面曲率を示すグラ
フである。本発明によれば、溶接部内面がわずかに真円
形状から外れているが、外面はもちろん内面もかなり良
好な形状を呈しているのが分かる。

なお、ここに〔曲率〕　（ρ）は、内面および外面の曲
率半径をそれぞれＲいＲｏとすると、１／Ｒ８，１／Ｒ
ｅ　（ただし、周長：４ｍｍの間）で表される。

このように、第３図および第４図に示す結果からも分か
るように、本発明によれば、曲率、肉厚共にフィンパス
でのエツジ部増肉による変動が城少しており、特に製品
内面の曲率分布の改善効果が大きく大幅に寸法精度が向
上している。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、厚肉電縫鋼管の
製造における最も曲げ成形を行い難い帯鋼両端部の曲げ
成形が容易になり、従来、両端部を成形するために生じ
ていたブレークダウンの圧痕、フィンパスでのエツジ増
肉に起因する寸法精度の悪化が解消され、寸法精度が大
幅に向上するなど大きな効果を有するものである。

なお、以上の説明では、厚肉電縫鋼管を対象に説明して
きたが、厚肉電縫管のみでなく、薄肉電縫鋼管の製造に
おいても本発明方法を適用できるのは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の曲げ成形ロール列を示す模式的説明
図； 第２図（Ａ）　、　（Ｂ）　、　（Ｃ）　、　（Ｄ）は
、本発明でのエツジ部曲げ成形法を示す工程図： 第３図は、本発明法による肉厚改善効果を示すグラフ： 第４図は、同じく本発明法による曲率分布改善効果を示
すグラフ； 第５図は、従来法による曲げ成形ロール列を示す模式的
説明図； 第６図は、従来法による曲げ成形方法を示す模式的説明
図； 第７図は、従来法によるブレークダウン後の肉厚分布を
示すグラフ：および 第８図は、従来法によるフィンパス後の肉厚分布を示す
グラフである。 １：帯鋼 ２．３，４，５　：　ブレークダウンロール８．９．１
０　：　サイドロール １１．１２．１３　：　フィンパスロール１４：　スク
イズロール １７：　エツジ減肉部 １８：圧痕 １９：端面 Ｅｌ、［ｉ２１成形縦ロール Ｅ３：圧延成形ロール Ｅ４：押えロール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 帯鋼をロール群で連続的に曲げ成形してから電気抵抗溶
   接する電縫鋼管の製造方法において、帯鋼を管状に曲げ
   成形するに先立ち、孔型を有する縦型ロール列により、
   帯鋼の幅方向に圧下を加えるとともにエッジ近傍を所定
   寸法に曲げ成形を行い、次いで孔型ロールにて幅方向の
   圧下によって生じた増肉部を圧延するとともに接合端面
   形状を成形することを特徴とする厚肉電縫鋼管の製造方
   法。