JPH0312975B2

JPH0312975B2 -

Info

Publication number: JPH0312975B2
Application number: JP556086A
Authority: JP
Inventors: Ryosuke Kuramoto; Akane Okamoto; Takashi Tomino
Original assignee: Nakata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nakata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1986-01-14
Filing date: 1986-01-14
Publication date: 1991-02-21
Also published as: JPS62166027A

Description

【発明の詳細な説明】利用産業分野この発明は、電縫鋼管の製造、すなわち、連続
ロール成形による鋼管の製造において、帯鋼端部
の成形、略円形まで成形する帯鋼中心部の成形領
域などの各成形段階に用いる新規な成形ロール係
り、成形ロールを交換することなく、一組かつ一
種類の成形ロールで、小径管から大径管の広範囲
にわたる各種径並びに肉厚の鋼管の製造に適合し
た帯鋼の成形が可能であり、ロールの共用範囲が
極めて広いにもかかわらず、例えば、帯鋼端部曲
げ用成形ロールとして用いると、帯鋼端部曲げが
充分かつ確実に実施でき、また帯鋼中心部の成形
ロールとして、帯鋼端部曲げ部と線接触が可能
で、ロール面圧の軽減並びに所要円形への成形性
にすぐれ、前段階の端曲げ不足あるいは不良を補
正できる効果も有し、かつ被成形材のローリング
防止効果も有する共用範囲の広いパイプミル用成
形ロールに関する。

背景技術直線継目溶接鋼管の製造は、現在、所要口径や
肉厚の成形に適した成形ロールを用いて、その口
径に応じた成形ロール配列を行ない、帯鋼を連続
成形する連続ロール成形による所謂電縫鋼管が主
流となつており、少品種大量生産に最適である。

連続ロール成形による造管は、第１０図に示す
如く、全工程は、帯鋼端部の成形領域、帯鋼中
心部の成形領域及びフインパス領域の成形区
分に大別される。

すなわち、まず、ブレークダウンロール（同ｂ
図）にて、帯鋼端部曲げから半円までの初期成形
行ない、次に、非駆動のサイドロールクラスタ
（同ｃ図）及び／または水平ロールにて、略円形
にまで成形し、所謂フインパスロール（同ｄ図）
にて、エツジ面の角度調整、縮小、仕上成形、セ
ンタリングを行ない、スクイズロールにて溶接工
程に入る構成である。

また、上記工程において、成形ロールは、水平
及びサイドロールを種々組合せて配置する成形方
法が通常取られており、さらには、薄肉管の成形
時に発生するエツジストレツチによるバツクリン
グや縁波を防止する目的で、ケージロールと称す
る小型フラツトロールを多数配置するケージフオ
ーミング方式が併用されている。

従来の連続ロール成形方式は、いずれも、成形
初期は半円状への成形が主であり、最も成形困難
であるが、管の真円度及び溶接工程の良否を左右
する帯鋼端部曲げが不十分である。

一般に、帯鋼端部曲げ不足によるロール通過後
のスプリングバツクが多いにも関わらず、主に製
造コストの要請から、成形段数を増して帯鋼端曲
げを完全に行なうことなく、次成形領域の帯鋼中
心部の成形を行ない、かかる成形初期及び中期の
成形性の不良を、フインパス領域にて、一気に修
正する考えで構成されている。

例えば、初期成形を十分に行う目的で、帯鋼中
心部を背曲げして両端を内曲げし、その後、背曲
げをもとに戻す技術が提案（特公昭59−27654号
公報、特開昭59−150620号公報）されているが、
前記修正を不要とするにはいまだ十分な初期成形
とは言い難い、また、成形ロールにはパイプ口
径、肉厚の変化に対する共用性は殆どない。

従つて、成形初期及び中期の成形性の不良に伴
うフインパス領域での成形量の増大は、製品の精
度や製造性および成形装置の経済性を考慮する
と、全工程における成形量配分からも好ましくな
い。

また、帯鋼端曲げ不足及び成形中期での所謂角
張りが、管の真円度及び溶接工程の良否を左右す
るため、帯鋼端曲げ段階での成形を充分に実施で
き、あるいは次段階では端曲げ不足を補い、角張
りを防止できる成形方法あるいは成形装置が切望
されていた。

さらに、前述した如く、連続ロール成形による
溶接鋼管の製造は、所要口径並びに肉厚の成形に
適した成形ロールを用いて、その口径に応じた成
形ロール配列を必要とし、かつ被成形帯鋼幅に応
じて、成形ロールを交換する必要があり、極めて
多数の成形ロールを所要口径毎に準備し、かつこ
れを交換することは、製造効率の上からも好まし
くないため、該方式は、少品種大量生産に用いら
れてきたが、今日では、多品種を一機の装置で効
率よく製造することが求められており、少品種大
量生産は勿論のこと、多品種少量生産にも適した
連続ロール成形方法あるいは成形装置が求められ
ている。

また、ダブルラデイアス成形において、パイプ
口径が変れば、端部曲げの曲率が変るので、ロー
ルを共用する場合は、端部曲げ部を圧下すること
ができず、サーキユラー部分をストレートロール
あるいは比較的曲率半径の大きなロールで、点接
触しながら圧下するため、円形への成形性が劣化
し、角張りが発生し易くなる問題があつた。

また、前記の多数のケージロールを用いてロー
ルを共用する場合は、同様にフラツトロールを用
いる必要があり、被成形帯材がローリングし易い
問題があつた。

一方、数種類の管径範囲内でロールの共用を目
的とした粗成形（ブレイクダウン）用成形ロール
として、特公昭57−46926号公報には、予定した
最大径の管の帯鋼端部曲げに必要な曲面R₃、予
定した最小径の管の帯鋼端部曲げに必要な曲面
R₁、前記最小径の管の帯鋼端部に続く内側曲面
の粗成形に必要な曲げ半径の曲面R₂を、ロール
面の外側から曲面R₃、曲面R₁、曲面R₂の順に内
側へ配列したロール面を有する粗成形用ロールが
提案されている。

この粗成形ロールを用いた成形は、基本的にエ
ツジフオーミングであり、数種類の管径範囲内で
ロールの共用を目的とし、共用範囲の最大と最小
の管径を基本に３種のロール曲面を決定するた
め、従来同様、多段の成形が不可欠であり、成形
スタンド数を減すことができず、また、成形配分
も前記従来方法と全く同様で、成形初期及び中期
の成形性の不良を、フインパス領域にて、一気に
修正する考えで構成されている。

従来技術の問題点そこで、連続ロール成形において、共用ロール
を使用してある範囲の外径、肉厚のパイプを成形
することを目的に従来技術を検討した結果、同様
目的を有するフオーミング方式には以下の方式が
ある。

１ケージロールフオーミング方式２リニヤーフオーミング方式３ VRF方式４ CTA方式従来の各方式において、ロールフラワーに基く
半円弧状の成形に使用するロールは、１の場合、サーキユラフオーミングを基本方式
として、多数のフラツトロールを使用する、２の場合、UOフオーミング、センターフオー
ミングを基本方式として、多数のフラツトロール
を使用する、３の場合、サーキユラフオーミングを基本方式
として、フランジを有する円錘形ロールを使用す
る、４の場合、サーキユラフオーミングを基本方式
として、１のフラツトロールの代りにコンケーブ
状の円弧ロールの組合せを使用する。

いずれの方式も成形の初期段階でエツジベンデ
イングを行わないのが基本であり、エツジベンデ
イングを必要とする場合は、専用のロールセツト
を利用して行つている。

従つて、従来のいずれのフオーミング方式も、
一種類の成形ロールで、小径管から大径管の広範
囲にわたる各種径並びに肉厚の鋼管の製造に適合
した帯鋼の端部曲げを行うことができなかつた。

発明の目的この発明は、かかる現状に鑑み、連続ロール成
形による溶接鋼管の製造において、帯鋼端曲げか
らその後の略円形までの帯鋼中心部の成形を、成
形ロールを交換することなく、一組かつ一種類の
成形ロールで、小径管から大径管の広範囲にわた
る各種径並びに肉厚の鋼管の成形が可能で、かつ
帯鋼端曲げが確実に実施でき、あるいは中心部に
成形に際して、端曲げ不足を補い、角張りを防止
して形状のすぐれた鋼管を製造できるパイプミル
用の共用範囲の広い成形ロールの提供を目的とし
ている。

発明の概要この発明は、連続ロール成形にて帯鋼から管を製造するに際
し帯鋼の所要部の成形領域で使用する成形ロール
であつて、成形ロールの当接方向を所要成形段階における
被成形帯鋼幅に応じて変更可能となしてロール面
の一部面または全面にて成形すべく、ロール面の
断面曲線の一部または全部が、当該成形領域にお
ける種々外径鋼管の各ロールフラワーの帯鋼所要
部の各曲面を含むように予め設定した伸開曲線か
らなる断面曲線を有することを特徴とするパイプ
ミル用成形ロールである。

発明の構成一般に連続成形において、複数段スタンドでい
かに成形量を負担させるかを検討することが重要
であり、一般的に曲率配分のほか、エツジベンデ
イングおよび／またはサーキユラベンデイングの
ロールフラワー図を考え、エツジストレツチを少
なくするように考慮されている。

例えば、前述した粗成形（帯材端部の成形領
域）においては、成形段数ｎを設定し、そのｎ個
の成形ロールで順次、曲げ半径を小さくして成形
するため、各段の成形ロールは、それぞれ所要半
径Ｒの単一円弧あるいは前述の２〜３の円弧から
なるロール面を有している。

したがつて、端部付近を曲げる時、その製品管
径に合せて、調整された曲率を断面形状とする成
形ロールが必須であり、異なる管径の成形に前記
ロールを共用することは不可能である。

換言すれば、従来の成形方法はいずれも、上記
の如き単一円弧あるいは２〜３の円弧からなるロ
ール面にて、多段に成形されるが、現実の成形
は、帯材断面形状がかかる単一円弧状ではなく、
連続的に曲率が変化する曲面形状であると考えら
れるため、想像される無数の曲率のうち、近似す
るしかも極僅か１個あるいは数個の曲率の曲面に
てのみ成形することになり、前述した如く、所要
形状への成形性が悪く、後工程での大幅な成形補
正が不可欠となつていた。

また、成形性の向上を考慮すると、成形段数を
大幅に増大することが考えられるが、目的とする
成形効率、経済性あるいは成形ロールの共用から
は全く逆行することになる。

そこで、発明者らは、成形ロールのロール面
を、前述した現実あるいは理想の成形に近付ける
べく、多数の曲率の曲面にて構成することを検討
した。

しかし、単にあるいはアトランダムに、多数の
曲率面を組合せただけでは、すぐれた成形性及び
成形ロールの共用性が得られず、これについて
種々検討した結果、一定の関連性を有して連続的
に曲率が変化する複数あるいは無数の曲率群によ
る曲面からなるロール面が最適であることを知見
した。

さらに詳述すると、まず、帯鋼に対する塑性変
形が最も自然な成形方法を想定すると、連続ロー
ル成形で帯鋼を所定外径の管に連続的に成形する
には、最も成形が困難である帯鋼端部は初めから
所定外径に合うように曲げ成形されるべきである
が、帯鋼端部以外の各部、すなわち端部から中央
部にかけては徐々に曲げ成形されるほうが自然で
あり、かかる成形に適した成形ロールのロール曲
面は帯鋼端部に当接する箇所から曲率が連続的に
緩やかになるものが最も好ましいと考えた。

一方、前述の異なる管径の成形にロールに共用
する目的から、成形ロールのロール面を多数の曲
率の曲面にて構成することを想定した場合、いず
れの管径の成形にも無理なく成形性よく曲げ成形
する必要がある。

また、帯鋼端部は最も成形が困難であるため、
前述の如く従来のいずれの連続ロール成形方法
も、目的外径に応じた帯鋼端部専用の成形ロール
を用いることを前提にしているが、帯鋼端部の成
形を成形初期段階で共用ロールで行うことができ
れば、成形中期段階で帯鋼中央部はこの共用ロー
ルの帯鋼端部の成形曲面を利用して比較的容易に
成形できると考えた。

そこで、最も自然な成形方法と考えた帯鋼端部
に当接する箇所から中心部へと曲率が連続的に緩
やかになる成形ロールのロール面が、上述のロー
ルを共用する目的に適用できるか種々検討した結
果、共用範囲に応じて選定される一定の関連性を
有して曲率が連続的に緩やかになる複数あるいは
無数の曲率群による曲面からなるロール面が最適
であり、この思想は上記の帯鋼端部の成形段階の
みでなく、連続ロール成形のいずれの成形領域に
用いるいずれの成形ロールにも適用できることを
知見した。

一般に、帯鋼端部の曲率は円弧曲面のロールで
成形してもスプリングバツクの影響で均一な半径
には成形されない。すなわち、端部に近づく程モ
ーメントアームが短くなるので、スプリングバツ
ク後はエツジベンデイングの形状はエツジ部に近
づく程曲率がゆるやかになる。

そこで、端部に近づく程曲率半径を小さくした
曲面で成形すれば、スプリングバツク後均一の曲
率に近くなることを知見した。

エツジベンデイングを共用ロールで外径の異な
つた管の成形を行う場合、ある範囲の曲率半径を
含んだインボリユート曲面ロールを使用すれば、
成形材に接触する個所を変化させることにより成
形曲率を変化させることができる。すなわち、共
用ロールで曲率の異なつた成形が可能となる。

上記知見にかかる連続的に曲率が変化する複数
あるいは無数の曲率群による曲面からなるロール
面とは、第１図ａ，ｂ、第２図、第３図に示す如
く、この発明でいう予定した種々外径の鋼管を成
形するための各鋼管のロールフラワーにおける帯
鋼端部の各曲面を含むように予め設定した伸開曲
線からなるロール面である。

かかる伸開曲線とは、ロール面の断面曲線の一
部または全部が、当該成形領域における種々外径
鋼管の各ロールフラワーの帯鋼所要部の曲線を含
むように、多数の連続的に曲率が変化する曲面、
すなわち予め設定した変化率で連続的にロール面
の曲率が変化するように想定した、円、曲線、多
角形等のエボリユートとして使用する伸開曲線か
らなる。

従つて例えば、実際にロールフラワー図より求
めるほか、あるベース円を基本とする正規の伸開
曲線であつてもよく、また、前記円あるいは楕円
等を基本とする伸開曲線を一部に含む曲線であつ
てもよい。

これは、前述した如く、帯材の断面形状が成形
時に、連続的にその曲率を変化させていると考え
れば、該曲率にすべて沿う曲面を想定すると、こ
の発明でいう近似伸開曲線のベースとなる多角形
は、非常に多数辺からなる多角形であり、例えば
ベースが正多角形の場合は一定の円に収束し得、
該円を基本とする伸開曲線を含み得ることとなる
からである。

この発明による成形ロールは、例えば、連続的
に曲率が変化する曲面のうち、端曲げに必要なす
べての曲面を含み得るため、１段の成形にて端曲
げを成形性よく完了させることができ、また、必
要に応じてこれを多段とすることも可能で、ま
た、各成形ロールのロール面に、成形作業性、能
率、あるいはロールの製造性等を考慮して想定し
た曲面を、近似伸開曲線に連続させて設けてあつ
てもよい。

また、この発明による成形ロールは、成形に必
要な連続的に曲率が変化する曲面を、多数の異な
る管径を想定して１つのロール面内に設定するこ
とができるため、成形ロールを共用し、所要管径
の成形に必要な曲面部分のみ使用することができ
る。

発明の効果この発明による成形ロールを用いることによ
り、例えば、帯材端部の成形領域の成形におい
て、帯材の両端部を、該伸開曲線を断面形状とす
る上下一組の成形ロールで各々成形し、これを１
段または多段にて成形するに際し、帯材両端部の
一対の成形ロール間隔を帯材幅に応じて変更し、
必要に応じて、帯材中央部を上側に隆起させるロ
ールを用い、少なくとも各成形ロール組の上側成
形ロールの圧下方向を変え、被成形帯材幅と所要
端曲げ段階に応じて、予め設定した成形ロール断
面形状の伸開曲線の一部面または全面にて成形す
るパイプミルにおける帯材端部の成形方法が実施
できる。

すなわち、この発明による成形ロールを用いた
帯材端部の成形方法は、成形ロールを交換するこ
となく、一組かつ一種類の成形ロールで、小径管
から大径管の広範囲にわたる各種径並びに肉厚の
鋼管の製造に適合した帯材端部の成形が可能で、
かつスプリングバツクによる影響を減少させ、パ
イプミルにおける成形初期の成形性を著しく高め
ることができ、端部の不良が減少する。

また、この発明による成形ロールを用いること
により、前記帯材端部曲げ後の帯材中心部の成形
領域の成形において、帯材の端曲げ部を該伸開曲
線を断面形状とするサイドロールで押圧し、この
サイドロールを１段または多段に配置して帯材を
略円形に成形するに際し、一対のサイドロール間
隔を帯材幅に応じて変更し、かつ各サイドロール
の当接方向を被成形帯材幅と所要成形段階に応じ
て変更し、予め設定したサイドロール断面形状の
近似伸開曲線の一部面または全面にて成形するパ
イプミルにおける帯材中心部の成形方法が実施で
き、また、成形段階なとに応じて、帯材の中心部
に上側から当接する中間ロールおよび／または帯
材中心部に下側より当接する水平ロールを併用す
る成形方法が実施できる。

すなわち、この発明による成形ロールを用いた
帯材中心部の成形方法は、前記形状のサイドロー
ルのみを用いて、あるいは、帯材中心部に当接し
得る上中間ロールおよび／または下水平ロールを
併用することにより、成形ロールを交換すること
なく、一組かつ一種類の成形ロールで、小径管か
ら大径管の広範囲にわたる各種径並びに肉厚の鋼
管の製造に適合した帯材の中心部の成形が可能
で、かつ帯材端部曲げを補正でき、そのスプリン
グバツクによる影響を減少させ、パイプミルにお
ける成形初期及び中期の成形性を著しく高めるこ
とができ、端部の不良が減少するため、後続のフ
インパス領域の成形量を低減して、成形配分並び
に成形性にすぐれた連続ロール成形を可能にす
る。

また、この発明による成形ロールは、パイプミ
ルにおけるあらゆる成形段階に用いることがで
き、成形段数および／または成形ロール数を減す
ことができ、かつ成形ロールの交換が不要になる
利点がある。

さらに、上記の帯材端部成形および／または帯
材中心部の成形領域の各段階で、駆動、非駆動を
問わず、公知の水平ロール、サイドロール、上下
の中間ロール、あるいはケージロールの機能を有
するロールとして用いたり、また、帯材に対する
移動、回動するか否かを適宜選定したり、同一成
形スタンドで従来の各種成形ロールや駆動方法と
組合せたり、成形段階毎に従来公知の種々の成形
ロールと交互に併用するなど、適宜選定利用が可
能である。

発明の図面に基づく開示第１図ａ、第２図、第３図はこの発明の成形方
法に用いる成形ロールの説明図であり、それぞれ
下ロール、サイドロール、上ロールを示してい
る。第１図ｂは第１図ａにおける予め設定した多
角形a₁を示す説明図である。

第４図、第５図、第６図はこの発明によるサイ
ドロールと中間ロールを示す説明図である。第７
図はこの発明による成形ロールを使用した帯鋼端
部成形装置の正面図である。

第８図は成形ロールの帯鋼幅方向に最も近接し
た状態を示す成形ロールの説明図である。第９図
は、この発明による成形ロールを使用した帯鋼中
心部の成形装置の正面図である。

この発明において、例えば、帯鋼端曲げ用成形
ロールは、第７図と第８図に示す如く、１つの成
形ロールにて、大径管と小径管の帯鋼端部曲げが
可能なように、上下の成形ロール５，１８のロー
ル面の断面曲線の一部または全部が、予め設定さ
れる種々外径鋼管の各ロールフラワーにおける帯
鋼１０端部の曲線を含むように、図面では広幅の
帯鋼１０の端部曲げでは、下成形ロール５の下側
部の曲面に、また、狭幅の帯鋼１０の端部曲げで
は、下成形ロール５の上側曲面を含むようなロー
ル面となし、所要口径すなわち帯鋼の幅に応じ
て、必要とする曲面が所定位置にくるよう該成形
ロールを移動させるもので、帯鋼端部の曲げを行
なう上下１組の成形ロールの帯鋼幅方向の移動は
勿論、ロール面の向きの変更は、少なくとも上ロ
ールだけでも行なう必要がある。

また、帯鋼中心部用成形ロールは、第４図、第
５図、第６図に示す如く、１つの成形ロールに
て、大径管と小径管の帯鋼端部曲げが可能なよう
に、サイドに配置される成形ロール２９のロール
面の断面曲線の一部または全部が、予め設定され
る種々外径鋼管の各ロールフラワーにおける帯鋼
端部の曲線を含むように、第４図に示すように、
広幅の帯鋼１０の中心部成形では、成形ロール２
９の下側部の曲面に、また、第５図に示す狭幅の
帯鋼１０の中心部成形では、成形ロール２９の上
側曲面を含むようなロール面となし、所要口径す
なわち帯鋼の幅に応じて、必要とする曲面が所定
位置にくるよう該成形ロールを移動させるもので
ある。

また、帯鋼の中心部に上側から当接する上中間
ロールに用いることも可能で、同様の思想で、中
間ロール１０のロール面の断面曲線の一部または
全部が、予め設定される種々外径鋼管の各ロール
フラワーにおける帯鋼１０中心部の曲線を含むよ
うに、帯鋼幅方向に近接離反可能な２分割ロール
となして、所要口径すなわち帯鋼の幅に応じて、
必要とする曲面が所定位置にくるよう幅方向並び
に上下動させることが望ましい。

上述の如く、この発明の成形ロールは、共用範
囲を拡大する目的で、特定形状のロール面とな
し、そのロール面の口径に応じた所要曲面を適宜
選定し、すなわち、成形ロール側を移動させて、
成形する帯鋼の端部に一致させるという発想から
なる。

詳述すれば、多数種類の口径の造管で、ある所
定の成形段階において、例えば、各種帯鋼端部の
成形に必要な多数種類の円弧を全て含み、かつ連
続したスムーズな曲面をロール面に与えるべく、
種々検討した結果、所謂伸開曲線が適当であるこ
とを知見した。

すなわち、従来のダブルラデイアス等の曲面を
有する成形ロールでは、共用ロールとしてはほと
んど利用できないが、円を基本とする伸開曲線を
ロール面に与えると、遥かに共用範囲の広い成形
ロールすることができ、さらに実施例に示すよう
に、１つで数十種類の口径の造管が可能な極めて
共用範囲の広い成形ロールを求めてさらに検討し
た結果、前述の必要とする半径、長さがそれぞれ
異なる多数種類の円弧を全て含む連続円弧面を得
るには、例えば第１図ａ，ｂ、第２図、第３図に
示すような該円弧を想定した多角形を基本とする
伸開曲線でなければならいなことを知見し、この
発明を完成したものである。

かかる伸開曲線は、実際には第１図ｂに示す如
く、種々の所要の開き角度θ_oからなる多数辺を基
本に伸開曲線を求めるもので、要求される口径の
種類、並びに肉厚、曲げ部位や段階などに応じ
て、２辺のみを用いる場合から極めて多数辺、す
なわち円弧や円を基本に伸開曲線を求めるなど、
種々の場合がある。

一例を示せば一般に、多角形の辺数を多くすれ
ば曲線に近づく、従つてその曲線をベースとした
伸開曲線の曲率は連続的に変換する。そこで必要
なロール曲面の曲率の変化範囲は、多角形または
曲線を規定してその伸開曲線を求めればよい。

成形ロールのロール面を、第１図ａ、第２図、
第３図の上下ロールにて具体的に詳述すると、か
かる成形ロールのロール面は、要求される口径の
種類、並びに肉厚、さらには端部曲げ段階に応じ
て、予め設定した多角形（図面でα₁，α₂，α₃の部
分）を基本とする伸開曲線をロール面の断面形状
とするもので、この特定の伸開曲線に基づくロー
ル面により、小径管から大径管のロール成形にお
ける各種の外径並びに肉厚の鋼管のロールフラワ
ーの帯鋼端部の曲線あるいは帯鋼中心部の曲線に
一致し、帯鋼端部あるいは中心部に当接押圧が可
能になる。

さらに前述した如く、この発明による成形ロー
ルは、帯鋼端部の各曲面を含むように予め設定し
た変化率で連続的にロール面の曲率が変化するよ
うに想定した多数辺からなる多角形をエボリユー
トした伸開曲線をロール面の断面形状とすること
により、帯鋼端部のスプリングバツクを防止でき
ることを知見した。その機構を詳述すると、一般
に、一定曲率の曲面を有するロールで成形を行な
つても、材料の特性、板厚、曲率により異なる
が、圧下時、ロール曲面に沿つて曲つた板は、成
形ロールを通過後、スプリングバツクにより連続
的に変化した曲率にに成形される。

すなわち、一定曲率の曲面を有する成形ロール
では、帯鋼の端部近傍は、圧下時、曲げモーメン
トアームが変化し、零に近くなるため、材料に加
えられる応力は板幅位置によつて変化して、一定
曲率の成形は実際上不可能と言える。

ところが、帯鋼の端部に近接する程、小さな半
径の曲面とすると、スプリングバツクが発生して
も、所要の一定半径の曲げ成形が可能となる。こ
の発明の成形ロールのロール面は、第１図、第２
図、第３図に示す如く、帯鋼端部の各曲面を含む
ように予め設定した変化率で連続的にロール面の
曲率が変化するように想定した多数辺からなる多
角形をエボリユートした伸開曲線をロール面の断
面形状とするため、帯鋼の端部に近接する程、小
さな半径の曲面とすることが可能で、帯鋼の端部
を一定半径の曲面に成形できる効果を有する。

したがつて、帯鋼端部曲げ工程において、充分
な端部曲げが実施でき、あるいは帯鋼端部曲げ工
程において、充分な端部曲げが行なわれずに、帯
鋼中心部の成形工程に入つたとしても、この発明
によるサイドロールは、前述の構成並びに効果を
有することから、帯鋼中心部の成形と同時に、帯
端部曲げの不足を補うことができ、形状性よく円
形へ成形できる。

また、ロール面は、第１図、第２図、第３図に
示す如く、前述の予め設定した多角形を基本とす
る伸開曲線をロール面の断面形状とするため、帯
鋼の端部に近接する程、小さな半径の曲面とする
ことが可能であるため、サイドロールにて帯鋼端
曲げ部を抱え込むように線接触にて当接すること
ができ、被成形材のローリングが防止でき、ま
た、ケージロールとして用いた場合は、ロール数
を減すことができる利点がある。

すなわち、この発明による成形ロールを用いる
連続ロール成形は、前記形状の成形ロールのみを
用いて、あるいは、従来の成形ロールを種々組合
わせて併用することにより、成形ロールを交換す
ることなく、一組かつ一種類の成形ロールで、小
径管から大径管の広範囲にわたる各種径並びに肉
厚の鋼管の製造に適合した造管成形が可能で、か
つ帯鋼端部曲げを補正でき、そのスプリングバツ
クによる影響を減少させ、パイプミルにおける成
形初期及び中期の成形性を著しく高めることがで
き、端部の不良が減少するため、後続のフインパ
ス領域の成形量を低減して、成形配分並びに成形
性にすぐれた連続ロール成形ができる。

この発明における成形ロールは、望ましくは、
帯鋼両端部に当接する上下ロール、サイドロール
等の間隔を帯鋼幅に応じて変更し、被成形帯鋼幅
と所要成形段階に応じて、予め設定したロール断
面形状の該伸開曲線の一部面または全面にて帯鋼
端部と当接可能に、そのロール面が帯鋼幅方向に
円弧揺動可能に支持した構成がよい。

以上の説明は、代表的な帯鋼の端部曲げ用ロー
ルとサイドロールの例を示したが、この発明によ
る成形ロールは種々の構成からなるパイプミルに
おける駆動、非駆動に拘らずいずれの成形ロール
にも適用可能であり、また、帯鋼を始めとする各
種金属、合金の造管用成形ロールに適用できる。
さらに、この発明による成形ロールのロール面を
構成する特定の伸開曲線は、種々の成形方法にお
いて、適用する上下ロール、サイドロール、下水
平ロール、上下中間ロール等のロール種類の段
数、要求される口径、肉厚、成形ラインの成形配
分等の諸条件に応じて、適宜選定するとよい。

実施例実施例１第７図はこの発明による成形ロールを使用した
帯鋼端部成形装置の正面図である。第８図は成形
ロールの帯鋼幅方向に最も近接した状態を示す成
形ロールの説明図である。

成形装置は、基台１に所定間隔で立設したＵ字
型のロールスタンド２，２間に、下ロール軸３と
上ロール支軸４を配置した通常のロールスタンド
からなる。

下ロール軸３には、一対の下ロール５，５とそ
の間に配置する２分割の中間ロール６，６とが、
種々幅のスペーサー７を介して、軸方向の所定位
置に位置決めされて軸止されている。この下ロー
ル軸３はここでは駆動軸である。

上ロール支軸４は、非駆動の一対の上ロール１
８，１８を垂架保持するもので、下ロール軸３に
対して、その対向距離を調整して帯鋼１０厚みに
対処し、かつ圧下量を増減できるよう、ロールス
タンド２の上端に螺着されたスクリユー軸１１に
支軸本体１２が接続され、ロールスタンド２に挾
持されて垂直方向に移動可能に構成してある。

上ロール支軸４は、ロールスタンド２に挾持さ
れる支軸本体１２間に一対の梁部材１３を配置し
てなり、各梁部材１１の下面にレール１４が着設
してある。

レール１４には、レール１４に嵌合摺動可能な
スライドブラケツト１５を介して、鞍型の上ロー
ル保持座１６が、その頭部を一対の梁部材１３間
に侵入させて、垂架保持されている。

上ロール保持座１６は、その下向き内面が該レ
ール１４方向の円筒座面１７を形成している。ま
た、上ロール１８を軸支するコ字型の軸受部材１
９の上部には、前記円筒座面１７に当接する扇形
の当接部材が着設され、上ロール支持座１６に固
着される扇形受け部材で、円筒座面１７間に摺動
自在に挾持される。

上記軸受部材１９の上面には扇形歯面が設けて
あり、ギア駆動により、上ロール１８の軸受部材
１９が円弧移動し、上ロール１８のロール面が帯
鋼１０に対して、その幅方向に当接向きを変える
ことができる構成である。

また、図面で左右一対の上ロール１８が近接離
反するよう、それぞれの鞍型の上ロール保持座１
６の頭部に固着したナツト部材がねじ軸の回転に
より移動する構成である。

一方、下ロール５，５及び中間ロール６，６
は、前述した如く、下ロール軸３にスペーサー７
を介して位置決めされ、帯鋼１０に対する位置を
調整する構成であり、上ロール１８，１８も帯鋼
１０に対して、幅方向及びロール面の当接方向が
変更設定できる構成である。

さらに、上ロール１８，１８、下ロール５，５
及び中間ロール６，６は、それぞれのロール面
が、所要の鋼管外径範囲、例えば、89.1Φから
241.8Φの種々の鋼管を成形することを想定し、
種々外径鋼管の各ロールフラワーにおける帯鋼端
部のの各曲面を含むように予め設定した変化率で
連続的にロール面の曲率が変化するように想定し
た多数辺からなる多角形をエボリユートした伸開
曲線を断面形状とする成形ロールからなる。

以上の構成からなるこの発明による成形装置
は、例えば、比較的口径の大きな鋼管の成形にお
ける帯鋼端部曲げに際し、第７図に示す如く、所
要幅の帯鋼１０両端部に、一対の成形ロールすな
わち、一対の上ロール１８、下ロール５組が位置
するように、その間隔を帯鋼１０幅に応じて変更
し、さらに、上ロール１８の圧下方向帯鋼１０に
対する当接方向を変え、被成形帯鋼１０幅と所要
端曲げ段階、すなわち、１段で完了するか多段に
分割するかに応じて、予め設定した成形ロール断
面形状の該伸開曲線の所要の曲面部分、ここでは
中央部の曲面部分にて、帯鋼１０の端部を所要形
状に成形する。

この場合、帯鋼の中央部を隆起させて、両端部
の成形性を向上させるため、中間ロール６を用い
ているが、一対の中間ロール６，６の間隔も帯鋼
幅及び成形段階に応じて、適宜選定される。

また、想定した口径の最も小径の場合は、第８
図に示す如く、下ロール５，５及び中間ロール
６，６をスペーサーを介在させずに一体に配置
し、上ロール１８，１８の当接向きも、先とは逆
向きに変えて、予め設定した成形ロール断面形状
の該伸開曲線の所要の曲面部分、ここでは最外側
の曲面部分にて、帯鋼１０の端部を所要形状に成
形する。

詳述したごとく、この発明による成形装置は、
成形ロールを交換することなく、一組かつ一種類
の成形ロールで、小径管から大径管の広範囲にわ
たる各種径の鋼管の製造に適合した帯鋼の端部曲
げができる。

実施例２第９図は、この発明による成形ロールを使用し
た帯鋼中心部の成形装置の正面図である。

成形装置は、基台２１に門型スタンド２２を立
設し、その両側スタンド中央部の柱枠２３を摺動
支持枠として、一対のサイドロール支持体２５を
載置したスライド枠体２６を、該柱枠２３間にそ
の両端部を継合させてあり、基台に固設した一対
の油圧ジヤツキ２６にスライド枠体２４を担持さ
せて上下移動可能に構成してある。

非駆動のサイドロール２９を所定の円弧運動可
能に軸止するサイドロール支持体２５は、上記の
スライド枠体２４に摺動自在に載置され、スライ
ド枠体２４の底部にはナツト部材２８が固着して
あり、スライド枠体２４内に軸止配置したねじ軸
２７に螺合し、柱枠２３に継合するスライド枠体
２４の両側部に内蔵するモータ（図示せず）の駆
動によるねじ軸２７の回転に伴ない、サイドロー
ル支持体２５が軸方向、すなわち帯鋼幅方向に移
動し、サイドロール２９が帯鋼の幅方向に移動す
る構成であり、図面で左右一対のスライド枠体２
４が近接離反するよう、それぞれの支持体２４の
底部に固着したナツト部材２８が歯合するねじ軸
２８の螺刻方向を相互に逆としている。

上中間ロール３０は、非駆動の２分割のロール
からなり、図示しないスペーサーを挾み、一対の
ロール間隔を調整可能となし、上下動可能のスラ
イド枠体２４に対して、その対向距離を調整して
帯鋼厚みに対処し、かつ当接量を増減できるよ
う、門型スタンド２２の上端に螺着されたスクリ
ユー軸３１に上中間ロール３０の軸支部材３２が
接続され、ロールスタンド２２に挾持されて垂直
方向に移動可能に構成してある。

サイドロール支持体２５内に固定されるロール
保持座３３は、その横向き内面が垂直方向の円筒
座面３４を形成している。サイドロール２９軸支
するコ字型の軸受部材３５の上部には、前記円筒
座面３４に当接する扇形の当接部材が着設され、
ロール保持座３３に固着される扇形受け部材で、
円筒座面間に摺動自在に挾持される。

また、図示しない上記軸受部材３５の上面には
扇形歯面が設けてあり、ギア駆動により、サイド
ロール２９の軸受部材が円弧移動し、サイドロー
ル２９のロール面が、端曲げされた帯鋼に対し
て、その幅方向に当接向きを変えることができる
構成である。

さらに、一対のサイドロール２９、上中間ロー
ル３０は、それぞれのロール面が、所要の鋼管外
径幅、例えば、89.1Φから241.8Φの種々の鋼管を
成形することを想定し、種々外径鋼管の各ロール
フラワーにおける帯鋼端曲げ部あるいは中心部の
各曲面を含むように予め設定した変化率で連続的
にロール面の曲率が変化するように想定した多数
辺からなる多角形をエボリユートした伸開曲線を
断面形状とする成形ロールからなる。

以上の構成からなるこの発明による成形装置
は、例えば、比較的口径の大きな鋼管の成形にお
ける帯鋼端部曲げに際し、第７図に示す如く、所
要幅の帯鋼両端部に一対のサイドロール２９が、
帯鋼中心部に上中間ロール３０組が位置するよう
に、その間隔を帯鋼幅に応じて変更し、さらに、
サイドロール２９の圧下方向、帯鋼に対する当接
方向を変え、被成形帯鋼幅と所要成形段階、すな
わち、１段で完了するか多段に分割するかに応じ
て、予め設定したロール面断面形状の該伸開曲線
の所要の曲面部分曲面部分にて、帯鋼端曲げ部に
当接しかつこれを抱え込むようにして、帯鋼を所
要の円形状に成形する。

この場合、帯鋼の中心部に当接させる一対の上
中間ロール３０の間隔並びに垂直方向位置も、帯
鋼幅及び成形段階に応じて、適宜選定される。

以上の説明は、帯鋼中心部の成形工程でも、第
４図、第５図に示すような比較的初期及び中期の
場合であり、サイドロール２９のロール面が上向
きから横向きに変化する段階、すなわち、端曲げ
と同等の段階から1/2円、2/3円程度である。

さらに、この段階から略円形まで成形する場合
は、前記の上中間ロール３０の代りに、第６図に
示す如く、帯鋼中心部に下側より当接する下水平
ロール３６を上下動可能に配置し、サイドロール
２９を前記の横向きから下向きへと段階的に圧下
方向を変える多段成形となすことがてき、また、
被成形材からみて、帯鋼端部は、その曲げ形状と
一致するサイドロール２９にて常に抱え込まれた
まま所要の円形へと成形されることになり、共用
範囲の広いサイドロール２９であるが、成形性に
すぐれていることが分る。

詳述したごとく、この発明による成形装置は、
成形ロールを交換することなく、一組かつ一種類
の成形ロールで、小径管から大径管の広範囲にわ
たる各種径の鋼管の製造に適合した帯鋼の成形が
できる。

サイドロール面は、第１図に示す如く、この発
明による特定の伸開曲線をロール面の断面形状と
するため、帯鋼の端部に近接する程、小さな半径
の曲面とすることが可能であるため、サイドロー
ルにて帯鋼端曲げ部を抱え込むように線接触にて
当接することができ、被成形材のローリングが防
止でき、さらに帯鋼端部曲げを補正でき、そのス
プリングバツクによる影響を減少させ、パイプミ
ルにおける成形初期及び中期の成形性を著しく高
めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、第２図、第３図はこの発明の成形方
法に用いる成形ロールの説明図であり、それぞれ
下ロール、サイドロール、上ロールを示してい
る。第１図ｂは第１図ａにおける予め設定した多
角形α₁を基本とする伸開曲線を示す説明図であ
る。第４図、第５図、第６図はこの発明によるサ
イドロールと中間ロールを示す説明図である。第
７図はこの発明による成形ロールを使用した帯鋼
端部成形装置の正面図である。第８図は成形ロー
ルの帯鋼幅方向に最も近接した状態を示す成形ロ
ールの説明図である。第９図は、この発明による
成形ロールを使用した帯鋼中心部の成形装置の正
面図である。第１０図ａ〜ｄは従来の連続ロール
成形方法を示すパイプミルと成形ロールの説明図
である。１……基台、２……ロールスタンド、３……下
ロール軸、４……上ロール支軸、５……下ロー
ル、６……中間ロール、７……スペーサー、１０
……帯鋼、１１……スクリユー軸、１２……支軸
本体、１３……梁部材、１４……レール、１５…
…スライドブラケツト、１６……上ロール保持
座、１７……円筒座面、１８……上ロール、１９
……軸受部材、２１……基台、２２……門型スタ
ンド、２３……柱枠、２４……スライド枠体、２
５……サイドロール支持体、２６……油圧ジヤツ
キ、２７……ねじ軸、２８……ナツト部材、２９
……サイドロール、３０……上中間ロール、３１
……スクリユー軸、３２……軸支部材、３３……
ロール保持座、３４……円筒座面、３５……軸受
部材、３６……下水平ロール。

Claims

【特許請求の範囲】１連続ロール成形にて帯鋼から管を製造するに
際し帯鋼の所要部の成形領域で使用する成形ロー
ルであつて、成形ロールの当接方向を所要成形段階における
被成形帯鋼幅に応じて変更可能となしてロール面
の一部面または全面にて成形すべく、ロール面の
断面曲線の一部または全部が、当該成形領域にお
ける種々外径鋼管の各ロールフラワーの帯鋼所要
部の各曲面を含むように予め設定した伸開曲線か
らなる断面曲線を有することを特徴とするパイプ
ミル用成形ロール。２上下一対の帯鋼端部曲げ用成形ロールである
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のパ
イプミル用成形ロール。３帯鋼幅方向に分割された上側または下側の帯
鋼端部曲げ用成形ロールであることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載のパイプミル用成形ロ
ール。４サイドロールであることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載のパイプミル用成形ロール。５帯鋼幅方向に分割された上側または下側の中
間ロールであることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のパイプミル用成形ロール。６ケージロールであることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載のパイプミル用成形ロール。