JPH02117705A - 鋼管のストレッチレデューサ圧延連続化方法及び装置 - 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】 ［ａ業上の利用分野］ 本発明は絞り圧延（ストレッチレデューサ）方式で小径
鋼管を製造するに際して行なわれるエンドレス圧延のた
めの鋼管の接続方法及び装置に関するものである。

［従来の技術］ 通常ストレッチレデューサ方式による鋼管の圧延方法と
は２〜４０−ルを組み込んだ圧延スタンド（ストレッチ
レデューサミル）を２〜２Ｇ数スタンド程度配列し、一
般には加工温度７００〜１０００℃において１スタンド
当たり１０％以下の外径圧下を加えつつ、同時にスタン
ド間で材料に引張り力を働かせ、同一素管から各種寸法
の製品に仕上げる方法であり、小中径管製造設備として
最も広く採用されている方法である。

ストレッチレデューサミルは継目無鋼管あるいは溶接鋼
管製造の最終工程に位置している。

そして前工程で圧延又は製造された大径の素管から一挙
に所定の小径管に能率良くかつ精度良く仕上げることが
できるという特徴をもつ。しかしそれは素管が全スタン
ドに噛まれている定常状態にあってのことであり、−木
の鋼管の圧延の最初と最後の状態すなわち鋼管の先端が
圧延スタンドに順次噛み込まれてゆく時や鋼管の後端が
圧延スタンドから順次抜けてゆく時の過渡的状態にあっ
ては問題がある。そういう過渡的状態にあフてはスタン
ド間での張力が十分に働かない、従って管の両端部付近
には中央部に比較し著しい肉厚の増肉現象が生じる。こ
の厚肉部分はクロップと称されスクラップとして切り捨
てなければならず非常に大きな歩留ロスを生ずることに
なる。その量は一般的に鋼管１本の両端合計で重量比で
５〜１０％にも達し、経済的にも大きな問題となってい
る。

上記のような両端の増肉現象を少しでも抑制する方法と
して種々の研究がなされている。例えば ■　張力が変化するきっかけとなる管端部のスタンド通
過の瞬間を検出して、過渡的状態であることを判断する
。そしてその過渡的時間帯においては各スタンドの前部
ロールと後部ロールの回転数の差を定常状態（鋼管が前
スタンドに噛み込んだ状態）におけるよりも大きくする
ことによって、定常状態におけると同程度の張力を鋼管
に与える方法 ■　予め増肉量を予測して、圧延その他の方法にてその
場肉分を相殺する分だけ素管の端部の肉厚を薄くしてお
いてからストレッチレデューサ圧延する方法 などのいくつかの方法がある。

しかし■の方法においては、鋼管の頭部・圧部の管端部
がスタンドにさしかかっていることを正確に検出する必
要があるがその検出精度に限界があること、また頭部の
管端部がスタンドにさしかかって材料がロールに噛込ま
れた時には一時的なロール回転速度の低下とその回復現
象がおこること、 などのために、制御方法が複雑な割にはクロップ短縮の
効果はそれほど大きくなく、経済的には引き合わない。

また■の方法においては予測そのものが難しく、加えて
端部肉厚の前処理が必要であるなどの理由からやはり経
済的には引診合わない。

要するに１本の鋼管の管端部での製品歩留りの低下は解
決されていない。

この欠点を解決する方法として絞り圧延時の張力に耐え
られる接続強度でもって素管同士を接続して、−木の連
続した鋼管とさせながら圧延しようとして、次のような
方法が提案されている。

■　溶接による接続 ■　摩擦圧延による接続 例えば特開昭６０−４４１０８号公報では溶接によって
素管を接続する提案がなされている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記のような接続方法では接続準備の事前作業
として接続部の端面の形状を平滑にした後に溶接のため
の開先をとる作業、あるいは鋼管の接続部の表面加工作
業（スケールの除去等）などが必要であって時間がかか
る。さらに溶接や圧延という接続加工作業そのものにも
かなりの時間を要するために、その間は圧延作業は中断
となり著しい生産性の低下を招く。そうしたことから上
記のような接続方法による接続はいずれも実用化に至っ
ていない。

［課題を解決するための手段］ 未発明は上記の欠点を解消し、接続準備の事前作業も瞬
時にでき、接続加工作業そのものも短時間にできる方法
として次の３ステツプからなる鋼管の接続方法を発明し
たものである。

■　接続すべぎの２本の鋼管のいずれか一方の管端の電
磁成形縮径 ■　管端の挿入による接続 ■　接続された連続鋼管の挿入接続部の電磁成形縮径に
よる内外管のかしめ すなわち先行鋼管の尾部管端又は後続鋼管の頭部管端の
いずれかを再加熱炉前面に配した電磁成形コイルにより
縮径することを特徴の１とし、再加熱および管端の挿入
接続を終えた連続鋼管の挿入接続部をストレッチレデュ
ーサミルの前面に配した！磁成形コイルにより縮径する
ことを特徴の２とするものである。

ただし特徴の１である先行鋼管（あるいは後続鋼管）の
管端を後続鋼管（あるいは先行鋼管）の管端に挿入する
ために先行鋼管の尾部管端または後続鋼管の頭部管端の
何れかを縮径する手段としては、再加熱炉前面に配した
電磁成形コイルによる方法のほかに機械的なプレス加工
による方法も有力な手段として考えられる。

［作用及び実施例コ 先ず本発明において鋼管の管端や挿入接続部の縮径を行
なう電６１成形用コイルとして通している１ターン板状
コイルを第１図により説明する。剛性のある一体物の金
属板をまず円形にくりぬき、さらに電源側に向かってス
リットを入れる。このスリットの円形の穴とは反対側の
端の上下にコンデンサバンクからの電流路を繋ぎこむ。

この１ターン板状コイルおよびそれに基づくその改良で
ある擬似スリット入りの１ターン板状コイル、ならびに
スリット位置をずらして多段に配置した１ターン板状コ
イルについては、別途特許出願を行なっている。痛論電
磁成形用コイルとして１ターン板状コイルだけでなく通
常用いられている多重巻コイルであっても構わないが、
鋼管のような変形抵抗が大きくてかつ導電率が低い素材
には強磁場を発生できる低インダクタンスの１ターン板
状コイルを採用することが最も経済的にも有利である。

第２図は１ターン板状コイルによる管端の縮径の様子を
示す図で、１は放電スイッチ、２はコンデンサバンク、
３は１ターン板状コイル、４は電流路、５は鋼管である
。放電スイッチ１を閉じるとコンデンサバンク２から高
周波大電流が電流路４を経由して１ターン板状コイル３
に流れ、１ターン板状コイル３の内側には鋼管５を縮径
しようとする力が発生する。

第３図（ａ）　、　（ｂ）は縮径作業の前後での鋼管の
管端の変化を示したもので、６は縮径前の鋼管管端の形
状、７は縮径後の鋼管管端の形状を示す。縮径後の鋼管
管端の形状は先細りであっても、後述する他の鋼管管端
とのかしめ作業は可能であるが、７に示すように管末端
径が中央側の径より大きい形状、即ち鼓形にすることに
より、この縮径作業自身も安定するしかしめ後の強度も
安定するので、鼓形にするのが好ましい。

第４図は本発明における鋼管の挿入接続方法を説明する
図であり、後続鋼管の縮径された頭部管端を先行鋼管の
縮径されない尾部管端に挿入接続する場合について示し
たものである。頭部管端が縮径されている後続鋼管８は
Ｖローラーテーブル９とガイドローラーｌＯによって前
方に送られている。■ローラーテーブル９とガイドロー
ラーｌＯは可変速の駆動装置を有している。ガイドロー
ラー１０は後続鋼管８の輸送のほかに芯出しの機能を持
ち、ガイドローラー近傍における後続鋼管の中心軸の位
置を正しく保つ。

縮径されていない尾部管端を持つ先行鋼管１１も同様の
ガイドローラー１２によって芯出しされている。

■ローラーテーブル９およびガイドローラー１０は、ガ
イドローラー１２の輸送速度即ち先行鋼管の圧部の前方
への移動速度より大ぎな速度で後続鋼管を前方に移動さ
せて、後続鋼管の縮径された頭部管端を先行鋼管の圧部
に挿入する。

これ以上挿入できないところまで差し込まれた後も、■
ローラーテーブル９とガイドローラーｌＯの駆！ｖＩ装
置は先行鋼管の圧部の前方への移動速度より僅かに大き
な速度で運転を続ける。その結果、後続鋼管は先行鋼管
に僅かに押しつけられた状態で先行鋼管に接続を保持し
ている状態になる。

第５図は管端の挿入接続を終えた連続鋼管の挿入接続部
の外管と内管とをかしめる様子を示した図である。

第６図（ａ）　、　（ｂ）ばかしめのための挿入接続部
の縮径作業の前後での鋼管の挿入接続部の形状の変化を
示したので、１３は縮径前の挿入接続部、１４は縮径後
の挿入接続部を示す。

この時の挿入接続部の最終縮径寸法の最適値は仕上げ外
形と絞り圧延中のスタンド間張力により決まるが、スト
レッチレデューサミルのうちの最終スタンドのミルの孔
型径以下の縮径することが好ましい。

この接続方法によれば絞り圧延に十分耐えつる接続強度
を得ることができる。現在実施されている鋼管１木ずつ
の圧延作業に比較してクロップが少なく歩留りが向上す
ることは当然のこととして、これまで提案されていた素
管同士の接続方法に比較しても接続に要する時間が極端
に短くて済むため生産性を向上させることができる。

即ち生産性向上の第−点として接続すべきの２木の鋼管
のいずれか一方の管端の縮径作業を電磁成形という　０
．１秒以下で済む方法でできる利益がある。ただしここ
での作業はもともとストレッチレデューサ圧延作業を中
断することなしにで診る作業であるから、時間短縮の利
益の大きさは後出の２工程の時間短縮（第二点）に比較
すると小さいが、それでも従来法に比較すると有利であ
る。第二点として圧延を中断することなしに管端の挿入
接続ができ、接続された連続鋼管の挿入接続部の電磁成
形縮径による内外管のかしめに０．１秒以下、という短
時間で鋼管の１本化が完了する利点がある。

第７図に本発明による鋼管のエンドレスストレッチレデ
ューサ圧延の一連のユニットのレイアウト例を示す、第
７図において１５は管端の縮径用の電磁成形装置、１６
は再加熱炉、１７は鋼管の挿入接続装置、１８は挿入接
続部のかしめのための電磁成形装置、１９はストレッチ
レデューサミルである。

長さ１０ｍの軟ｗＩ鋼管（外径８９．１ｍｆｆ１、肉厚
４．２ｍｍ　）の尾部管端を再加熱炉１６の前面に設置
した電磁成形装置１５にセットして縮径を行なった。コ
イルにはＭＡＸ　２Ｍ＾の電流を流し、管端部の外径を
７０＋ｕ＋にまで縮めた。その後再加熱炉１６に入れ９
５０℃まで加熱した後に挿入接続装置１７に搬送した。

挿入接続装置１７においては縮径された尾部管端を持つ
先行鋼管と縮径されない頭部管端を持つ後続鋼管を挿入
接続した。挿入接続された部分の長さは１２０ｍｍであ
った。連続された鋼管をストレッチレデューサ前面に設
置した挿入接続部のかしめのための電磁成形装置１８に
搬送しその挿入接続部を電磁成形用コイル内にセットし
た。電磁成形用コイルにおよそ２Ｍ＾の電流を流して外
管と内管をかしめた。外管である後続鋼管の頭部管端相
当部は外径でｆ１５ｍｍにまで縮管された。この状態で
ストレッチレデューサミル１９にて圧延した。張力はお
よそＩＱｋｇ／ｍｍ’をかけた。

長さ１０ｍの外径８９．１ｍｍ、肉厚４２ｍ１ｍの鋼管
２木が最終的には長さ８８ｍの鋼管となつたが、外径２
７．２＋ａｍ、肉厚３．４＋ａａ＋の鋼管となったのは
８４ｍで残り２ｍ（重量で４％）はクロップとして切り
捨てられた。この鋼管を従来の１本ずつの圧延によって
圧延した時にはクロップは６％であったのでそれと比較
すると大幅な歩留り向上である。この実施例では鋼管２
本だけの連続化であったが、連続させる鋼管の本数を３
本あるいはもっと多数とすればより大幅な歩留り向上が
得られる。

［発明の効果］ 従来の鋼管１本ずつの圧延に比較する顕著な歩留り向上
が得られ、これまで提案されていた連続圧延に比較して
も生産性向上が有利に得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における１ターン板状コイルの
説明図、第２図は同１ターン板状コイルによる管端の縮
径図、第３図（ａ）　、　（ｂ）は鋼管の管端の縮径作
業前後での管端形状の説明図、第４図は鋼管の挿入接続
方法の説明図、第５図は鋼管の挿入接続部の縮径作業図
、第６図（ａ）　、　（ｂ）は鋼管の挿入接続部の縮径
作業前後での挿入接続部形状の説明図、第７図は実施例
鋼管のエンドレスストレッチレデューサ圧延装置の要部
レイアウトを示す図である。 １・・・放電スイッチ　　　２・・・コンデンサバンク
３・・・１ターン板状コイル ４・・・電流路　　　　　　５・・・鋼管６・・・縮径
前の鋼管管ｔ４７・・・縮径後の鋼管管端８・・・後続
鋼管 ９・・・Ｖローラーテーブル ｌＯ・・・ガイドローラー　　１１・・・先行鋼管１２
・・・ガイドローラー １３・・・縮径前の挿入接続部 １４・・・縮径後の挿入接続部 １５・・・管端の縮径用の電磁成形装置１６・・・再加
熱炉 １７・・・鋼管の挿入接続装置 １８・・・ストレッチレデューサ 他４名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　先行鋼管の尾部管端または後続鋼管の頭部管端のい
   ずれかを再加熱炉前面に配した縮径装置により縮径し、
   再加熱後、前記縮径した管端と対応する他の鋼管管端と
   の挿入接続を終えた連続鋼管の挿入接続部をストレッチ
   レデューサミルの前面に配した電磁成形コイルにより縮
   径し、かしめることを特徴とする鋼管のストレッチレデ
   ューサ圧延連続化方法。 ２　鋼管のストレッチレデューサ圧延ラインにおいて、
   再加熱炉前面に管端縮径装置を配備し、再加熱炉後面に
   管端の挿入接続装置、電磁成形コイルを備えた管端縮径
   装置を配備したことを特徴とする鋼管のストレッチレデ
   ューサ圧力連続化装置。