JPH0371204B2 - - Google Patents

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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、シーム線が管軸と平行に延びている
電縫鋼管の成形装置に関し、さらに詳しくは、帯
板を連続的にロール成形しフインパスロールを経
て素管エツジ端面を溶接する電縫鋼管の成形工程
において、帯板の横断面形状をＵ字形状に曲げ、
次いで、円形断面に加工成形する成形装置に関す
る。

〔従来の技術〕

一般に、シーム線が管軸と平行に延びている電
縫鋼管は、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を、粗、中間成形過程で各種
成形ロールにより順次所定形状に成形し、仕上成
形過程のフインパスロールによつて縫目エツジ部
の安定な成形を図り、所定の形状寸法の素管に仕
上成形した後、スクイズロールによつてその縫目
エツジ部の圧接溶接を行つて製造されている。

従来の電縫鋼管の成形装置の粗、中間成形を行
う装置としては、 ａ ブレークダウンロール成形装置 ｂ ケージロール成形装置 がある。

上記成形装置は粗、中間成形過程で帯板をサー
キユラーベンド、エツジベンドまたはセンターベ
ンドする成形装置である。例えば特開昭57−
70028号、特公昭56−53448、特公昭57−1328、特
公昭57−56409、USP4339938などがある。

第３図に従来のケージロール成形装置の平面図
を模式的に示した。プレフオーミングロール１０
０、ブレークダウンロール１０２，１０４，１０
６，１０８を備え、６組のインサイドロール１１
０、エツジフオーミングロール１１２などの部分
加工を行うアクセサリーロールを設け、ケージロ
ールCRを備える。従来のケージロール成形にお
いては、その成形法の思想よりケージロールCR
はエツジフオーミングロール１１２の下流部に配
備される形式となつている。

このような従来のケージロール成形装置によつ
て成形される電縫鋼管の帯板から素管に至るまで
の成形フラワーは第８図のようになつている。さ
らにこれをロールマツプで示すと、第１０図の通
りである。第８図の成形フラワーのうち、第９図
に示すようにフインパスロール加工工程では素管
のエツジ部を幅寄せ成形する。従来、その幅寄せ
加工量の大きい第１フインパスロールにおいてフ
インパスリダクシヨンｒを大きくしなければなら
なかつた。フインパスリダクシヨンはフインパス
ロールにおける圧下量であつて、当該フインパス
ロールの入口側の素管の周長₁と出口側の素管
の周長₂の変化で次のように表わされる。

ｒ＝（₁−₂）／₁×100 電縫鋼管の連続成形では帯板が３次元的に加工
されるので、帯板のエツジ部と帯板の中央部はそ
の軌跡長差に基づき伸びの差が生ずる。一般にエ
ツジ部が大きく伸びる。この伸ばされたエツジ部
材料はフインパス成形にてだぶつく形となり、エ
ツジに圧縮応力が作用し、エツジ部が長手方向に
座屈する。これがエツジウエーブの発生である。
そこで素管を絞つて材料を長手方向に伸ばし、エ
ツジウエーブが生じないようにフインパスリダク
シヨンを大きくしてフインパス成形をする必要が
ある。またそのためにエツジ部増肉が大となる問
題がある。

本発明者は上記問題点を解決するため、特願昭
58−131938（特開昭60−24220号）において電縫鋼
管の新しい成形方法を提案した。

その内容は次の（），（），（）の工程から
成るものである。

（） 帯板エツジ部を帯板長手方向にて比較的
小ピツチで拘束支承する複数の支承ロールと帯
板中央部を拘束かつ成形加工する複数のセンタ
ーベンドロールとを用い、帯板の素管サイド部
相当部分については曲げ成形加工を行わず、帯
板中央部の少なくとも一部については最終成形
円筒管曲率以上にオーバーベンド成形加工を行
い、前記帯板をＵ字形状に成形する工程、 （） 上流側フインパスロールを用い、素管サ
イド部の曲げ成形加工を最終成形円筒管半径の
２倍以上の曲げ半径に抑制し、該素管サイド部
の横径（幅）を前記Ｕ字形成形体の横径と同等
あるいはそれ以上の大きさに成形し、かつ素管
エツジ部を最終成形円筒管曲率の80％以上の曲
率で曲げ成形するとともに素管サイド部と素管
エツジ部との境界部および素管サイド部と素管
ボトムとの境界部を最終成形円筒管曲率以上に
オーバーベンド成形する工程、 （） 下流側フインパスロールを用い、主とし
て素管縦径を減ずる方向の圧下を加えることに
より、上記（）で曲げ成形した素管サイド部
を順次幅方向に張り出し成形し、この張り出し
成形加工により、素管サイド部の曲げ成形、な
らびに前記各境界部の曲げ戻し加工を行う工
程。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は前記特願昭58−131938（特開昭60−
24220号）の方法を好適に実施することができ、
帯板の成形を安定かつ容易化する成形装置を提供
することを目的とするものである。

すなわち、帯板を幅方向にほぼ３分割して考
え、中央の３分の１の部分を製品管より小さい曲
率半径にオーバーベンドし、両エツジ側の各３分
の１の部分はほとんど曲げ成形を与えずに、上す
ぼみのＵ字形断面になるように帯板を漸次連続的
に曲げ加工してＵ字形素管を形成する。このＵ字
形素管は、中央のボトム部から立上がつたサイド
部を有し、そのサイド部頂上はエツジ部となつて
いる。ボトム部とサイド部、及びサイド部とエツ
ジ部の境界付近を境界部と呼ぶことにする。

フインパスロールは、先ずＵ字形素管のエツジ
部とサイド部の境界部及びサイド部とボトム部の
境界部をオーバーベンドし、次いでこのエツジ部
とサイド部の境界部及び上記中央の３分の１の部
分のオーバーベンドした部分を曲げ戻すと共に、
Ｕ字形素管のサイド部の未曲げ部分を押し下げ曲
げ加工して円管素管とする。

本発明の他の目的はエツジ部の増肉を防止し、
優れた溶接部形状をもつ電縫鋼管を得る装置を提
供することにある。

また本発明は素管エツジ部近傍をオーバーベン
ドした後曲げ戻し加工し、溶接部が開く方向に働
く素管円周方向の残留応力の低減化を可能とし、
これにより、溶接割れなどを防止し、材料歩留
り、管形状寸法、溶接部品質の優れた電縫鋼管の
製造を可能とすることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、次の（），（）の技術手段を組合
わせて構成された電縫鋼管の成形装置である。

（） 帯板を平板から順次Ｕ字形素管に成形す
るＵ字成形ロール群： このＵ字成形ロール群は次の(イ)，(ロ)及び(ハ)から
構成されている。

(イ) 帯板長手方向に列設した複数のツインロー
ルからなるセンターベンドロール： ツインロールからなるセンターベンドロー
ルは、Ｕ字成形ロール群中の上流側に配設さ
れ、帯板幅の両エツジからほぼ３分の１幅の
位置に当接する幅狭の帯板曲げ曲面を有する
左右対称の同軸に配置したツインロールであ
つて、帯板上下に配設したロールである。

(ロ) シングルロールからなるセンターベンドロ
ール： シングルロールからなるセンターベンドロ
ールは、上記ツインロールの後流に配設され
た１個のロールであつて、帯板幅のほぼ中央
の位置に当接する幅狭の帯板曲げ曲面を有す
る。シングルロールは帯板上側のみまたは帯
板上下に配設したロールとする。

(ハ) ケージロール群： ケージロール群はセンターベンドロールの
両側の帯板エツジ部に多数列設され、これら
のセンターベンドロールと協働して帯板の幅
方向中央部に曲げ加工を与える多数のケージ
ロール群である。

ケージロールは、前記複数組のツインロー
ルからなるセンターベンドロール群の最上流
のロールの上流から前記シングルロールから
なるセンターベンドロールの下流までの帯板
下面両エツジ部に列設されている。このケー
ジロール群は帯板の上流側から下流側に向つ
て各ケージロールのロール軸方向を水平から
順次鉛直を越える方向まで漸次変更して配列
されている。

ケージロールは、ツインロールから成るセ
ンターベンドロールが帯板中央部の幅方向２
点を上下から押えた状態の帯板の両エツジ部
を持ち上げる。ツインロールから成るセンタ
ーベンドロールは帯板幅方向の断面が小径の
凸円形接触部をもつ上ツインロールと凹円形
接触部をもつ下ツインロールであつて、間隔
を開けて帯板と接触している。多数のケージ
ロールの持上げによる帯板の横断方向に沿う
曲げモーメントはツインロールの当接部で最
大となり、この点で集中局部曲げ応力を生じ
帯板が降伏するに至る。

したがつて、センターベンドロールの当接
部が塑性変形をする。その他の部分は曲げモ
ーメントが小さいので、大きな変形を生じな
い。

なお、前記ツインロールからなるセンター
ベンドロールは、ツインロール相互間の間隔
を可変に構成し、併せて前記ケージロールの
角度、幅方向位置と高さとを可変とすること
により容易に多種の外径、板厚の成形に対応
させることができる。

（） Ｕ字形素管を円形に仕上成形を行うフイ
ンパスロール群： 仕上成形を行うフインパスロール群は、次の
(イ)，(ロ)から構成されている。

(イ) 第１フインパスロールはＵ字成形されたＵ
字形素管のエツジ部とサイド部との境界部お
よびサイド部とボトム部との境界部に対応す
る部分の曲率が製品管の曲率より大きく、サ
イド部の曲率が製品管の曲率より小さい曲率
を有し、孔形の横幅寸法に比し高さ寸法の大
きい孔形を有する。

ここにエツジ部、サイド部、ボトム部、境
界部とは、それぞれ添付図面の第２図ｃにお
いて、 Ａ：エツジ部 Ｂ：エツジ部とサイド部との境界部 Ｃ：サイド部 Ｄ：サイド部とボトム部との境界部 Ｅ：ボトム部 で示された部分である。

(ロ) 後流フインパスロールは、最終製品管断面
形状に近似する孔形を有し、Ｕ字形素管の高
さを減ずると共に第１フインパスロールにお
いてオーバーベンドした素管の部分を曲げ戻
し、サイド部を張出させＵ字形素管を近似円
形に成形する。後流フインパスロールは、第
２フインパスロール、第３フインパスロール
とすることができる。この場合第２フインパ
スロールの孔形は第１フインパスロールの孔
形より高さが低く、Ｕ字形素管のエツジ部と
サイド部との境界部及びサイド部とボトム部
との境界部に対応する部分が第１フインパス
ロールのそれぞれ対応する部分の曲率より小
さい曲率を有し、素管サイド部の曲率が、第
１フインパスロールの孔形の曲率より大き
く、かつ、孔形の横幅寸法と高さ寸法の比が
第１フインパスロールより小さい孔形を有す
る。第３フインパスロールの孔形は、Ｕ字形
素管のエツジ部とサイド部との境界部および
サイド部とボトム部との境界部の曲率が第２
フインパスロールの曲率より小さく、サイド
部の曲率が第２フインパスロールの曲率より
大きく、かつ製品管の断面形状に近似する孔
形を有する。

〔作用〕

本発明の装置は、帯板の中央部の幅のほぼ1/3
近傍（ボトム部とサイド部との境界部）をオーバ
ーベンドして帯板をＵ字形状に成形するＵ字成形
ロール群と、エツジ部とサイド部の境界部をオー
バーベンドし、次いで上記オーバーベンド部を曲
げ戻し加工するフインパスロール群とから構成さ
れている。Ｕ字成形ロール群はセンターベンドロ
ールとケージロールの組合わせから構成されてい
る。

第１図に示すように、センターベンドロール
は、ツインロール１CB，２CB，３CBとシング
ルロール４CBとから成り、帯板の長手方向に間
隔をあけた位置に配設され、ツインロールは帯板
幅両エツジからの約３分の１幅の部分の上下面に
当接しており、シングルロールは帯板中央部に当
接している。ケージロールは帯板のエツジ部の下
面に列設されている。

上流側のセンターベンドロール１CB，２CB，
３CBはツインロールであつて、ケージロールと
の協働により帯板の中央部の、帯板幅の両エツジ
から約３分の１幅付近の位置に局部曲げを与え
る。下流側のセンターベンドロール４CBはシン
グルロールであつてケージロールとの協働により
帯板中央部に局部曲げを与える。

本発明の装置によれば、帯板のＵ字成形工程に
おいて、第２図ａにフオーミングフラワーを示す
ように、帯板中央部のほぼ３分の１の幅の部分を
成品管曲率以上の曲率で半円形状に曲げ成形し、
帯板の両側部各約３分の１はそれぞれ平板状とし
たＵ字形素管を成形する。

以上のＵ字成形後の帯板はフインパスロールに
おいて、第２図ｂにそのフオーミングフラワーを
示すように曲げ、成形される。

第１フインパスロールの孔形は上記Ｕ字形素管
を、Ｕ字形素管のエツジ部とサイド部との境界部
及びサイド部とボトム部との境界部が製品管の曲
率以上の曲率になるようにオーバーベンド成形す
る。第１フインパスロールでは、第１４図に示す
ように上記オーバーベンド成形を得るため、ロー
ルカリバーのＵ字形素管のサイド部に当接する部
分の曲率半径を、Ｕ字形素管のサイド部の曲率と
ほぼ同等の曲率にすることにより、素管サイド部
の曲げ加工をほとんど行わないようにする。この
ため、本発明装置の第１フインパスロールによつ
て素管横断面に生ずる曲げモーメント分布を従来
のそれと比較して第１５図に示した。

第１５図ａに示すように従来装置のフインパス
加工では、フインパスロールの作用力Ｆによつて
素管サイド部に最大曲げモーメントが作用し、素
管サイド部の成形が最初に進行する。このため、
従来装置では、２ロール型のフインパスロールの
フランジ部と素管との接触圧力が大きくなりフイ
ンパスロールのフランジのギヤツプＧの部分に、
第１６図に示すようにロール疵Ｋが発生しやす
い。これに対し本発明の装置では、第１５図ｂに
示すように最大曲げモーメントが素管サイド部で
はなく、オーバベンド部に作用するため、素管サ
イド部の成形が進行しにくく、フインパスロール
のフランジのギヤツプ部におけるフランジと素管
との接触圧力は小さく、第１６図に示すようなロ
ール疵Ｋが発生しにくい。

従来の成形装置では素管のサイド部はフインパ
スロールでも積極的に曲げ成形するので素管のサ
イド部とフインパスロールのフランジ部との接触
圧力が強い。

また、第１フインパスロール後の後流フインパ
スロールにおいては、第１フインパスロールまで
の工程でオーバーベンド成形した素管のボトム部
とサイド部の境界部およびエツジ部とサイド部と
の境界部を曲げ戻し成形し、かつ、Ｕ字形素管を
上下方向から押しつぶして、第１フインパスロー
ルまでの工程で曲げ成形をほとんど与えていない
Ｕ字形素管のサイド部を横方向に膨出させる、い
わゆる張り出し成形を行う。この後流フインパス
ロールの成形は素管のオーバーベンド部を製品管
の曲率以上の曲げ曲率を有する形状から製品曲率
まで曲げ戻す工程である。このため、Ｕ字形素管
とフインパスロールとの接触圧力はオーバーベン
ド部で強く、サイド部で弱いものとなる。従つ
て、本成形装置では第１フインパスロールにおい
ても、後流フインパスロールにおいても、サイド
部にギヤツプがある２ロール型フインパスロール
を用いて成形した場合に、Ｕ字形素管のサイド部
にロールフランジ疵は発生しない。

従来の成形装置では素管のサイド部はフインパ
スロールにおいても積極的に横径を減少させて曲
げ成形するので素管のサイド部とフインパスロー
ルのフランジ部との接触圧力が強い。このため接
触圧力の高い部分にロールギヤツプが存在する２
ロール型フインパスロールを用いると、ロールフ
ランジ疵が発生し易く、特に管外径サイドが大き
くなるとその発生は顕著となつていた。このため
従来、大径サイドの場合には４ロール型フインパ
スロールを用いている。

４ロール型フインパスロールでは、スタンド構
造が複雑となるためロール替えならびにロール調
整に時間を要し、稼動率が低下する。

本成形装置によれば上記のような理由により製
造管外径サイドの如何に拘らず、２ロール型フイ
ンパスロールを用いることが可能であり、スタン
ド構造の簡略化によりロール替え、ロール調整が
容易となり設備の稼動率が向上する。

本発明の装置では、素管成形の最終段階におい
てスプリングバツクに対抗してエツジ部を引寄せ
曲げするのではなく、エツジ曲げが容易な段階で
曲エツジ部近傍をオーバーベンドし、後に曲げ戻
してエツジを成形するのでエツジ部が容易となる
と共に、エツジラツプやエツジ部増肉を生じな
い、良好な電縫管形状を得ることができる。

本発明の装置は、少数のセンターベンドロール
とこれと共働する多数のケージロールによつて構
成され、帯板を容易に所望の形状に成形すること
ができ、構造が簡易で小型安価であり、かつ、保
守が容易である。また、直径の異なる管の製造に
兼用することができる。

〔実施例〕

以下図面に従つて本発明を詳細に説明する。

第１図は本発明装置の実施例の平面図を曲げ加
工中の帯板と共に示したものである。第１図中の
−，−，−，−，−矢視の
帯板断面はそれぞれ第２図ａの，，，，
に対応し、第１図の−，−，−矢
視の帯板断面はそれぞれ第２図ｂの，，に
対応して示されている。

実施例の装置では、それぞれ上下対をなすセン
ターベンドロール１CB，２CB，３CB，４CBが
帯板Ｓの進行方向に間隔を隔てて配設され、帯板
Ｓがその上下ロール間を通過し、帯板Ｓの両エツ
ジ部背面にケージロールCRが配設されており、
その下流にフインパスロール群が配設されてい
る。

センターベンドロール１CB，２CB，３CBお
よび４CBは帯板Ｓの上面に配設された凸型のプ
ロフイールをもつロールと帯板Ｓの下面に配設さ
れた凹部のプロフイールをもつロールとをそれぞ
れ対向して一対をなしている。ツインロールから
なるセンターベンドロール１CB，２CBのスタン
ドの正面図を第５図に、ツインロールからなるセ
ンターベンドロール３CBのスタンドの正面図を
第６図に例示した。なお、第６図においてツイン
ロールの代りにシングルロールを装着すればシン
グルロールからなるセンターベンドロール４CB
となる。

ツインロールからなるセンターベンドロール１
CB，２CB，３CBは帯板Ｓの長手方向に配列さ
れ、帯板Ｓの幅方向中央部に一定間隔を隔てて左
右対称の同軸のツインロールを備えている。それ
ぞれのツインロールは帯板Ｓ幅方向中央部に帯板
幅の約1/3程度を隔てた位置に配設される。

ツインロールからなるセンターベンドロール１
CB，２CB，３CBは帯板Ｓ上面側が凸のプロフ
イールを持ち、下面側が凹のプロフイールを持
つ。その凹凸型のプロフイールは成形の進行と共
に、製品鋼管の曲率よりも大きい曲率のプロフイ
ールとなるようにする。

ケージロールCRは、帯板の最上流のセンター
ベンドロール１CBよりも上流側から、最下流の
センターベンドロール４CBよりも下流側まで配
設される。

ケージロールCRは第５図，第６図の正面図に
見られるように、ロールの円筒面が帯板Ｓのエツ
ジ部背面に当接するように配設されている。

帯板Ｓをトラフ状断面に曲げ、次いでＵ字形状
断面に成形する工程では、センターベンドロール
１CB，２CB，３CB，４CB及び多数のケージロ
ールCRを配列し、その相互作用によつて、帯板
Ｓを順次成形する。

すなわちツインロールからなるセンターベンド
ロール１CB，２CBおよび３CBとケージロール
CRとの協働により、帯板Ｓは台形トラフ状断面
に成形され、次いで、シングルロールからなるセ
ンターベンドロール４CBとケージロールCRによ
つて、帯板Ｓは上すぼみの丸底Ｕ字状断面に成形
される。

本発明装置は従来のブレークダウンロールを用
いる成形装置と異なり、ケージロールと少数のセ
ンターベンドロールとの協働により帯板の幅方向
の一部分のみに局部的に応力を集中させて局部湾
曲させる成形を行うので、ツインロールからなる
センターベンドロール１CB，２CB，３CBは従
来の帯板幅方向全部を一様な曲率に湾曲させるた
めのブレークダウンロールよりも小型、幅狭のも
のとすることができる。ケージロールCRは最上
流のセンターベンドロール１CBよりも上流から
帯板エツジ部に多数のケージロールを配設するこ
とによつて、支承力を広範に分散し、帯板のツイ
ンロールからなるセンターベンドロールとの当接
部のみの局部曲げ加工のみを行う。

本発明の装置は、第３図に示す従来のケージロ
ール成形ミルに比し、帯板中央部の成形のみを行
い帯板側部の成形を行わないので成形ライン長が
短くてすみ、設備費が安価となりかつロールスタ
ンド数も少なく、従つて、ロール調整が容易とな
る。

第４図は第１図と第３図の装置を素管成形工程
の帯板のプロフイル変化で比較して示した斜視図
である。

第４図ｂは従来の装置による成形工程を示し、
第４図ａは本発明の装置による成形工程を示す。
ａ，ｂ図はそれぞれ右上方の平板状態から左下端
のフインパス成形完了までの帯板の変形状態を示
している。一例では、第４図ｂと第４図ａのライ
ン長は同一管の成形装置において１：0.7、フイ
ンパス成形部を除くケージ成形域のライン長は
１：0.6である。

また、第７図に示したように本発明のツインロ
ールからなるセンターベンドロールのツインロー
ル相互間隔を例えばデイスタンスピース２０によ
つて可変に構成し、かつ、ケージロールCRの位
置を可変に構成しておくことによつて、これらの
位置調整、圧下調整を行い、その部分の曲げ成形
をコントロールして直径や板厚の異なる広範囲の
電縫鋼管をロール替えを行うことなく製造するこ
とができ、Ｕ字形成形ロール工程のサイド兼用化
が達成される。

次に本発明装置による成形工程を説明する。

上流において板幅を適正にトリミングした帯板
Ｓを連続的に成形装置に供給し、先ず、その横断
面形状を開放側が拡開した台形トラフ状に局部曲
げする。この台形トラフ状断面は第６図に示すよ
うに、両側の側線１１，１１ａと平底部１２の合
計３本の直線部とこれらの直線を結ぶ２個の局部
屈曲部１３，１３ａとからなる。

第２図ａはこの台形トラフ状断面を成形する過
程を示す帯板Ｓの断面プロフイルを示すもので、
局部曲げ部１３，１３ａは、帯板Ｓの中央部でほ
ぼ帯板Ｓの幅の1/3の間隔１５を隔てて対設され
ている。この局部屈曲部１３，１３ａの円弧の曲
率は成形の進行と共に製造されるべき電縫鋼管の
曲率より大きい曲率（従つて曲率半径は小さい）
になるように曲げ成形されるものとする。こうす
ることによつて、後工程の後流フインパス成形時
に、この部分１３，１３ａに曲率を小さくする方
向の加工を加えることができる。

次に第２図ａのに示すように上記第２図ａの
，，工程で成形されたトラフ状断面の平底
部すなわち、帯板Ｓの中央部１２を半円形に曲げ
る。この半円形の曲率は、製造すべき電縫鋼管の
曲率に等しいか又はそれより大きい大きさとす
る。第２図ａのの工程における帯板中央部１２
の半円形部の曲げ量の進行は４CB以降のケージ
ロール群で行うものとし、Ｕ字形状成形工程の終
りにおいて、第２図ａのに示すように帯板Ｓの
横断面の両側縁がほぼ平行ないしは上方がやや狭
いＵ字形状となるようにすると同時にＵ字形素管
の横幅が後続の第１フインパスのロール孔形の横
径以下となるようにする。

第１１図に上記本発明に係るＵ字成形工程のロ
ールマツプの一例を示すように、先ず１CB，２
CBで帯鋼の幅の両エツジ部からほぼ1/3の部分が
曲げられ、この部分は３CBで成形最終曲率より
も強くオーバーベンドされる。次いで４CBで中
央部が曲げられ、CRによつて、この中央部分も
少しオーバーベンドされている。一方エツジ部寄
りの部分は加工されていない。本発明装置ではこ
のように帯板中央部のみ曲げ加工し、エツジ寄り
の両側部を加工しないようにＵ字成形することが
できる。

次いで第２図ｂに示すように、次工程でフイン
パス成形によつて上記Ｕ字形素管断面の上縁（エ
ツジ部）を内側に曲げつつ、Ｕ字素管の縦径を減
ずる圧下により張り出し成形する。これによりＵ
字形素管断面のサイド部１１，１１ａは横方向外
方に膨れ出す。このような成形を行うフインパス
ロールは、オーバーベンド部の曲げ戻しとこれに
隣接する部分の曲げとを同時に行うので、全体変
形により円形断面の成形ができ、従来のエツジ部
を引寄せて部分的に強い曲げ成形するフインパス
ロールに比し、円形断面を合理的に容易に成形す
ることができる。

〔発明の効果〕

本発明装置によれば、特願昭58−131938（特開
昭60−24220号）の優れた電縫鋼管の製造方法を
好適に実現することができる。

また、本発明装置は帯板の成形を安定かつ容易
に実施することができ、成形ロール数が少なく、
成形ラインの長さが短く、安価で、ロールの兼用
範囲が広く、多数の肉厚、寸法の管を同一のロー
ルで製造でき、ロール調整、ロール交換時間が短
く、ミル稼動率が高い。

さらに、本発明の効果はフインパス工程を含め
た全工程について生ずるもので、以下述べるよう
にフインパス工程および溶接工程に大きなメリツ
トを与える形で表現される。

すなわち本発明装置によれば、低いフインパス
リダクシヨンで素管のボトム部がよく伸び、エツ
ジウエーブが抑制される。フインパス成形ではリ
ダクシヨンが大きい程負荷が大きくなるから本発
明の装置ではフインパスの成形負荷を軽減するこ
とができ、負荷時のフインパス中立軸リダクシヨ
ン（管の肉厚の中心で測つたリダクシヨン）を平
均化することができ、ロール設計製作上、バラン
スのよい装置とすることができる。またエツジウ
エーブを生じないリダクシヨンの範囲、すなわち
適正リダクシヨンの範囲が広くなることと相俟つ
て板厚グレードの変更によるリダクシヨン調整が
不要となる。

第１２図に各フインパススタンド１Ｆ，２Ｆ，
３Ｆにおけるエツジウエーブ発生のないフインパ
スリダクシヨンの許容範囲の比較を示した。

第１２図において、従来の成形装置として示し
たものは第８図のフラワーおよび第１０図のロー
ルマツプによる成形装置である。

従来装置では、エツジウエーブの発生を防止す
るためには第１フインパスロールで大きなリダク
シヨンを要し、逆に第３フインパスロールではエ
ツジウエーブを防止するためにはほとんどリダク
シヨンをかけることができない。リダクシヨンを
かけるとエツジウエーブが発生する。したがつ
て、管をしつかりとグリツプできない問題があ
り、かつリダクシヨンの範囲も極めて小さい範囲
に局限されていた。これに対して本発明装置で
は、第２フインパスロール、第３フインパスロー
ルでは曲げ戻しを行い、エツジウエーブを発生す
ることなく、リダクシヨンをかけることができ、
その範囲も広い。

本発明装置によれば第１２図に示すように、各
フインパススタンド１Ｆ，２Ｆ，３Ｆにおけるリ
ダクシヨンは平均化されると共にその最大値が低
下し、さらに適正リダクシヨンの範囲すなわちエ
ツジウエーブを生じない範囲が拡がつた。

以上のようなフインパス適正リダクシヨンの平
均化、低減化ならびに適正許容範囲の拡大化の結
果、フインパスリダクシヨンの設定が容易とな
り、スタンドの所要強度を小さくすることができ
る。さらに、最終フインパススタンドのグリツプ
力の増加により溶接の安定化が達成される。

また本発明によればＵ字形素管のエツジ部を上
から押し下げて曲げるので、引寄せて曲げる従来
のエツジ曲げに比し、エツジ部を容易に曲げるこ
とができ、エツジ部の曲げ特性が向上する。ま
た、オーバーベンドして曲げ戻すのでスプリング
バツクもなく、エツジ部を最終形状に近い形状に
成形することが容易となる。その結果、溶接時の
エツジ端面の突合わせ形状がスプリングバツクに
よつて生ずるＶ型でなく、Ｉ型の理想的な突き合
わせ状態となり、エツジのラツプ発生も極めて少
なくなる。

第１３図はこのことを示す最終フインパス成形
後の素管の円周方向の曲げ曲率の分布図で、図中
の従来成形は第８図のフラワーによる曲げ成形の
場合である。縦軸は素管の曲げ曲率を目標値で無
次元化したものである。

第１３図から明らかなように、本発明の成形装
置によれば最終フインパス成形後の溶接直前の素
管はサイド部に張り出し不足が見られるが、エツ
ジ部は極めて良好な形状となつている。第９図の
フインパスフラワーで成形する第３図の従来成形
装置ではフインパスロールで素管エツジ部を順次
曲げて幅寄せするためにエツジ部の曲げ成形不足
が生ずるのである。本発明装置による成形ではエ
ツジ部の曲げ成形不良が解消されている。

従つて、従来成形装置において、エツジ曲げ不
足に起因して溶接工程で溶接部が山型の形状を呈
する、いわゆるルーフイング現象およびエツジ端
面のＶ形突き合わせ現象およびそれらによつて生
じるエツジラツプ不良などの従来の成形装置によ
る欠点が完全に克服される。

また本発明ではフインパス成形におけるエツジ
部の増肉が減少する。これはフインパスリダクシ
ヨンが小さくてよいのでエツジ部の縮みが少なく
なるからである。

さらに本発明では、各フインパスロールの孔形
を前述のようにしたので第１フインパスロール成
形においてエツジ曲げ成形ならびに素管エツジ部
とサイド部との境界部のオーバーベンド成形を行
い、後続のフインパススタンドではエツジの曲げ
成形を進行させず、サイド部の曲げとオーバーベ
ンド部の曲げ戻し成形をすることによつて円形に
成形して行く。このときフイン幅は従来のフイン
パスロール孔形のようにエツジ部曲げ半径によつ
て一義的に決まるものではなく、サイド部の曲げ
半径、曲げ角度、オーバーベンド部の曲げ半径、
曲げ角度をそれぞれどの程度に曲げ、曲げ戻すか
によつて決められる。すなわち、エツジの曲げ半
径に関係なくフイン幅を決定することができる。
このためエツジ曲げ半径を小さくしかつＶシエイ
プ角度も大きくするとが可能となる。

従つて本発明装置では最終フインパス成形にお
けるフイン幅を広くすることができ、溶接部Ｖシ
エイプ角度を大きくすることができるから、圧接
溶接工程においてエツジ部のスパーク発生を大幅
に減少することができ、これに起因する溶接欠陥
の発生が極めて少なくする。

また上記第１フインパスでのオーバーベンド部
を後流のフインパスロールで曲げ戻し加工するこ
とにより溶接管の管円周方向の残留応力を低減さ
せる。すなわち、従来の成形装置では、帯板のエ
ツジを曲げる方向にのみ加工するので素管が開く
方向に作用する円周方向残留応力が生ずる。本発
明ではオーバーベンドし、これを曲げ戻しするの
で素管が開く方向の残留応力が生じない。このこ
とを説明する例をあげると、例えば、同一の管に
ついて溶接を行わない場合のスクイズ後のスプリ
ングバツク量の測定値は次のようであつた。

最終フインパスロールのフイン幅は従来装置の
幅をＷとした時、本発明の装置では1.7Wとする
ことができ、このとき成形後の素管エツジの開口
幅すなわちスプリングバツク量は従来装置では
3.1W、本発明の装置では2.4Wとなつた。従つ
て、（スプリングバツク量とフイン幅との差）／
（フイン幅）比は、従来装置では、 （3.1W−Ｗ）／Ｗ＝2.1 であるのに対し本発明装置では、 （2.4W−1.7W）／1.7W＝0.38 に激減した。すなわち、円周方向残留応力が激減
している。

また本発明ではフインパス成形において素管サ
イド部とフインパスロールのフランジ部との接触
が弱いため外径サイドの大きな鋼管の成形におい
て２ロール型のフインパスロールを適用した場合
でもロールフランジ疵の発生がない。つまりこの
場合、４ロール化が必要でなく２ロールでよいか
ら、ロール調整やプリセツトが容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の成形装置の実施例の平面図、
第２図ａ，ｂは本発明方法による帯板の成形工程
を示す帯板横断面図（フオーミングフラワー）、
第２図ｃはフインパス成形段階における素管の横
断面図、第３図は従来の成形装置の平面図、第４
図は従来の成形装置と本発明の成形装置における
素管成形工程の帯板のプロフイール変化を示す斜
視図、第５図，第６図はそれぞれ本発明のセンタ
ーベンドロールスタンドの実施例の正面図、第７
図は本発明のセンターベンドロールの正面図、第
８図，第９図は従来の成形装置の帯板成形工程を
示す帯板横断面（フラワー）、第１０図はそのロ
ールマツプ、第１１図は本発明の実施例のロール
マツプ、第１２図はフインパスリダクシヨンを示
すグラフ、第１３図はフインパスの管円周方向の
曲げ曲率のグラフ、第１４図は第１フインパスロ
ールの縦断面図、第１５図はフインパスロールに
よつて素管断面に生ずる曲げモーメント図、第１
６図は第１フインパスロールの斜視図である。 Ｓ…帯板、１CB，２CB，３CB…センターベ
ンドロール（ツインロール）、４CB…センターベ
ンドロール（シングルロール）、１Ｆ，２Ｆ，３
Ｆ…フインパスロール、CR…ケージロール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 帯板を平板からＵ字形素管に成形するＵ字成
   形ロール群と、このＵ字形素管を円形に仕上成形
   するフインパスロール群とからなる電縫鋼管の成
   形装置であつて、 前記Ｕ字成形ロール群は、帯板長手方向に列設
   した複数のツインロール１CB，２CB，３CBか
   らなるセンターベンドロールと、その後流に配設
   された１個のシングルロール４CBからなるセン
   ターベンドロールと、これらのセンターベンドロ
   ールの両側の帯板エツジ部に連続的に配設され、
   これらのセンターベンドロールと協働して帯板に
   曲げ加工を与える多数のケージロールCR群とか
   らなり、 前記ツインロール１CB，２CB，３CBからな
   るセンターベンドロールは、帯板幅の両エツジか
   らほぼ３分の１幅の位置に当接する幅狭の帯板曲
   げ曲面を有する左右対称の同軸に配置したツイン
   ロールを帯板上下に配設したロールとし、 前記シングルロール４CBからなるセンターベ
   ンドロールは、帯板幅のほぼ中央の位置に当接す
   る幅狭の帯板曲げ曲面を有するシングルロールを
   帯板上側または帯板上下に配設したロールとし、 前記ケージロールCRは、前記複数組のツイン
   ロール１CB，２CB，３CBからなるセンターベ
   ンドロール群の最上流のロール１CBの上流から
   前記シングルロール４CBからなるセンターベン
   ドロールの下流までの帯板下面両エツジ部長手方
   向に多数列設され、前記センターベンドロール群
   のロールが当接する帯板の当接部に局部曲げ応力
   を与えるように、上流側から下流側に向つて各ケ
   ージロールCRのロール軸方向を水平から順次鉛
   直を越える方向まで漸次変更して配列され、 前記フインパスロールは、Ｕ字形素管のエツジ
   部とサイド部との境界部およびサイド部とボトム
   部との境界部の曲率が製品管の曲率より大きく、
   サイド部の曲率が製品管の曲率より小さく、か
   つ、孔形の横幅寸法に比し高さ寸法が大きい孔形
   を有する第１フインパスロール１Ｆと、最終製品
   管断面形状に近似する孔形を有する後流フインパ
   スロール２Ｆ，３Ｆとしたことを特徴とする電縫
   鋼管の成形装置。 ２ 前記ツインロール１CB，２CB，３CBから
   なるセンターベンドロールのツインロール相互間
   の間隔を可変としたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の電縫鋼管の成形装置。 ３ 後流フインパスロールは、Ｕ字形素管のエツ
   ジ部とサイド部との境界部およびサイド部とボト
   ム部との境界部の曲率が第１フインパスロールの
   当該部の曲率より小さく、サイド部の曲率が第１
   フインパスロールの当該部の曲率より大きく、か
   つ、孔形の横幅寸法と高さ寸法の比が第１フイン
   パスロールより小さい孔形を有する第２フインパ
   スロール２Ｆと、Ｕ字形素管のエツジ部とサイド
   部との境界部およびサイド部とボトム部との境界
   部の曲率が第２フインパスロールの曲率より小さ
   く、サイド部の曲率が第２フインパスロールの曲
   率より大きく、かつ製品管の断面形状に近似する
   孔形を有する第３フインパスロール３Ｆであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
   項に記載の電縫鋼管の成形装置。