JPH11104710A

JPH11104710A - 継目無角形鋼管の製造方法

Info

Publication number: JPH11104710A
Application number: JP27118297A
Authority: JP
Inventors: Yoshitomi Onoda; 義富小野田; Takuya Nagahama; 拓也長濱; Takaaki Toyooka; 高明豊岡; Hideo Sato; 秀雄佐藤; Nobuhiko Morioka; 信彦森岡; Masaharu Kita; 政春喜多; Kenichi Yamamoto; 健一山本
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1997-10-03
Filing date: 1997-10-03
Publication date: 1999-04-20

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、１スタンドに２ロールを使用して
も、角部の丸みが少なく、且つ辺の平坦な製品が得られ
る継目無角形鋼管の製造方法を提供することを目的とし
ている。【解決手段】継目無鋼管製造設備でビレットに穿孔して
得た円筒状素管を、１スタンドが２ロールからなる定形
圧延機で熱間圧延して角筒に成形するに際し、前記定形
圧延機のうち最初の角成形スタンドより上流側の定形ス
タンドで、前記円筒状素管の断面を楕円状に成形してか
ら、該楕円状素管を角成形スタンドに通管して角筒に熱
間圧延する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、断面が角形の継目
無鋼管の製造方法に関し、特に、１スタンドが２ロール
で複数列のスタンドからなる定形圧延機（サイザー・ミ
ル）を使用し、熱間圧延で該継目無角形鋼管を製造する
技術である。

【０００２】

【従来の技術】近年、一般構造用、建材用、あるいは機
器部材として、角形鋼管が多用されるようになった。こ
れら周知の角形鋼管は、サイズ、肉厚等によって、いく
つかの製造方法が知られている。例えば、複雑な断面形
状をした角形鋼管は、熱間押出し成形法で製造され、通
常の角形鋼管は、鋼板を曲げ加工し、突き合わせ部を溶
接で接合して製造されていた。この溶接による方法は、
特開昭６３−２２０９２２号公報で開示されているよう
に、まず、鋼板を円形に成形して継目部を溶接して円形
素管（所謂電縫管）を作り、これを複数スタンドからな
る角形鋼管用サイザー・ミルを通すことによって徐々に
角形断面に加工するものである。しかし、これらの方法
は、通常冷間加工によるため、製造される角鋼管の肉厚
やサイズ等に限界があり、また加工後の加工歪みを除去
する工程を必要としていた。

【０００３】そこで、最近は、多サイズ、特に厚肉の角
形鋼管を量産できるよう、継目無鋼管の製造設備（図６
参照）の利用に着眼し、鋼鋳片（以下、ビレットとい
う）を用い直接角形にする試みが種々なされている。例
えば、特開平４−４１００６号公報は、「ビレットを穿
孔後、圧延加工によって円形断面の素管１を得、次いで
再加熱後多数のスタンド列より構成されるサイザー・ミ
ル２により所要断面に縮管し、次いで、前記サイザー・
ミル２の後段の少なくとも一つ以上のスタンドに配置し
た、複数のロール３より形成されパス断面を角形とした
サイザー・ミルで熱間加工することを特徴とする継目無
角形鋼管の製造方法を開示している。

【０００４】ところで、角型鋼管を柱のような建築構造
物に使用するには、日本工業規格（ＪＩＳＧ３４６
６）を満足させる必要がある。その一つに、図５に示す
鋼管断面の角部の寸法（Ｓ値、下記（２）式で定義され
る）が肉厚ｔの３倍以下（Ｓ≦３．０ｔ），及び角鋼管
断面の辺の平坦度Ｐが辺長Ｌの０．５％以下（Ｐ／Ｌ≦
０．００５）という規定がある。つまり、角の丸みがで
きるだけ少なく、辺が平坦であることである。なお、実
用上は、該角部の寸法（Ｓ値）は、もっと厳しく１．５
ｔ以下が望まれている。

【０００５】Ｓ＝（１／２）×（Ｌ−Ｌ_F ）・・・・・（２）式ここで、Ｌ：角鋼管断面の辺長（ｍｍ）Ｌ_F ：角鋼管断面の辺のフラット部長さ（ｍｍ）ｔ：角鋼管の肉厚（ｍｍ）かかる要望を現在国内で主流となっている冷間圧延で達
成しようとすると、角部の曲率半径Ｒ（ほぼＳ値と同じ
意味を持つ）が大、つまり丸みが大きくなる。特に、ｔ
／Ｌ≧０．０５の厚肉鋼管では、Ｒ／ｔ＞３になり、そ
の結果として、図５に示す辺のフラット部の長さＬ_F も
短くなる。そこで、熱間圧延で加工し易くして製造すれ
ば、この問題は解消すると考えられた。事実、加工度を
高め、鋼管断面の圧延による減面率（後述するが、１−
Ａ₀ ／Ａ_i で表わされる）を大きくすれば、前記Ｒは小
さくなり、辺のフラット部の長さが長くなると共に、Ｓ
値も小さくなった。なお、この減面率は、図５に示すよ
うに、断面の実肉部での値であり、空間部は含まない。

【０００６】しかしながら、このように減面率を大きく
すると、圧延中の鋼管に座屈が生じ、前記した角鋼管断
面の辺の平坦度が悪くなるという別の問題が生じた。前
記特開平４−４１００６号公報には、１スタンドに３つ
のロールを使用したサイザー・ミル（定形圧延機）で熱
間圧延する記載があるが、具体的に実施する条件の記載
がないので、該公報からかかる問題の解決に関する情報
は一切得られなかった。

【０００７】そこで、本出願人は、最近、１スタンドに
２ロールを使用したサイザー・ミル（定形圧延機）を用
いて円筒状素管を角筒に成形し、継目無角形鋼管を製造
することを試み、比較的良好な結果を得ている。しかし
ながら、前記円筒状素管１をサイザー・ミル２のうち角
成形スタンドに通管させると、図３（ａ）に示すよう
に、ロール３に設けた角形カリバー１２の底側では、被
成形体の肉がカリバー形状にほぼ一致するが、ロール３
の間隙では、前記被成形体の一部の肉がカリバーよりは
み出し、角が必要以上に鋭くなることが多い。これで
は、図３（ｂ）のように、角鋼管１１の断面が不均一に
なり、前記したユーザの要望を満足できないことが明ら
かである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる事情
を鑑み、１スタンドに２ロールを使用しても、角部の丸
みが少なく、且つ辺の平坦な製品が得られる継目無角形
鋼管の製造方法を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】発明者は、上記目的を達
成するため、継目無鋼管製造設備のサイザー・ミルに１
スタンドが２ロールの角成形スタンドを用い、角形鋼管
の角部の丸み低減と辺の平坦化を達成する圧延条件を見
い出すことに鋭意努力した。その結果、角成形スタンド
に送入する素管の形状変更で上記目的が達成できること
を知り、本発明を完成させた。

【００１０】すなわち、本発明は、継目無鋼管製造設備
でビレットに穿孔して得た円筒状素管を、１スタンドが
２ロールからなる定形圧延機で熱間圧延して角筒に成形
するに際し、前記定形圧延機のうち最初の角成形スタン
ドより上流側の定形スタンドで、前記円筒状素管の断面
を楕円状に成形してから、該楕円状素管を角成形スタン
ドに通管して角筒に熱間圧延することを特徴とする継目
無角形鋼管の製造方法である。

【００１１】また、本発明は、前記楕円状素管の断面の
長辺を、角成形ロールに設けたカリバー底側に向けて、
該楕円状素管を熱間圧延することを特徴とする継目無角
形鋼管の製造方法である。さらに、本発明は、前記楕円
状素管の下記（１）式で定義する楕円率（Ｄ）を、１．
０〜３０．０％とすることを特徴とする請求項１又は２
記載の継目無角形鋼管の製造方法でもある。

【００１２】Ｄ＝｛（ｂ−ａ）／ａ｝×１００・・・（１）式ここで、ａ：楕円の長径長さ（ｍｍ）ｂ：楕円の短径長さ（ｍｍ）本発明では、円筒状素管の断面を一旦楕円状にしてから
角成形スタンドで熱間圧延したので、製品鋼管の断面で
角部の丸みが低減し、辺の平坦度も所望の値を満足する
ようになる。これにより、従来から使用している継目無
鋼管設備でロールを角形カリーバーを備えたものに交換
するだけで、安価に角形鋼管が量産できるようになる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１に、本発明に係る継目無角形
鋼管の製造に用いる定形圧延機（サイザー・ミル）２の
ロール３例を示す。図１では、サイザー・ミル２が８ス
タンドあり、＃１〜４スタンドまでのロール３は、圧延
時における素管断面の周長を確保するため、通常の円筒
状鋼管製造用のカリバー４（孔型）が設けられている。
そして、本発明は、＃５スタンドのロールに楕円状のカ
リバーを設け、それによって、＃１〜４スタンドを通過
してきた円筒状素管の断面を楕円状に成形するのであ
る。そこでほぼ周長の定まった楕円状素管１は、引き続
き＃６〜８スタンドにおいて角状に成形するため、それ
らスタンドは、角形のカリバー４を有するロール３が使
用される。これによって、外側角部に対応して内側角部
が定まる。また、＃６と＃７スタンドのカリバー４は、
定形時に辺の凹みを防止するため、角部の曲率半径Ｒを
小さくしてある。

【００１４】なお、本発明の実施に際しては、図２に示
すように、＃５スタンド（図２（ｂ）参照）で断面を楕
円された素管を、＃６〜８スタンド（図２（ｃ）及び
（ｄ）参照）で楕円の長辺を角成形ロールのカリバー底
に向けて配置する。その結果、ロールの間隙には、楕円
の短辺が位置するので、カリバーからはみ出す肉が少な
くなり、角の鋭角が緩和される。長辺は、もとよりカリ
バー底に充満するので、形状の問題は生じないのであ
る。

【００１５】また、本発明では、楕円状素管の楕円率を
前記のごとく１．０〜３０％、好ましくは１〜５％とす
る。発明者の研究によれば、１．０％未満では、図４に
示すＳ値でＳ１＞Ｓ２となり、３０％を超えると、Ｓ１
＜Ｓ２となって、角形鋼管の断面の左右対称性が悪くな
るからである。

【００１６】

【実施例】図６のピアサー・ミルで穿孔された種々の外
径を有する円筒状素管１に、本発明に係る製造方法を適
用して、継目無角形鋼管１１を製造した。なお、該素管
１の鋼種は、ＪＩＳＧ３４６６ＳＴＫＲ４００であり、
穿孔減肉・延伸圧延後の再加熱温度は、いずれも８５０
〜１０５０℃内としてある。使用したサイザー・ミル２
は、１スタンドが２ロールで８スタンドあり、各スタン
ドのロール３には、図１に示した通りのカリバー４を有
するものを使用した。つまり、＃１〜＃４スタンドが円
形カリバー４で、＃５スタンドが楕円、＃６〜＃８スタ
ンドが角状カリバー４を有するロールを使用している。
表１に、＃５スタンドでの楕円率を、各実施例ごとに示
す。

【００１７】

【表１】

【００１８】その後、表１の楕円状素管を、角成形ロー
ルで角筒に熱間圧延したが、その結果を鋼管断面の左右
角部のＳ値の差（図４参照）で評価し、表１に示す。つ
まり、断面形状の均一性で評価したのである。表１よ
り、楕円率が本発明の範囲にあるものは、ΔＳ値が満足
できる所望の値となった。

【００１９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明により、断面
での角部の丸みが小さく、且つ辺の平坦な継目無角形鋼
管が、１スタンドが２ロールの定形圧延機で効率良く、
且つ安価に製造できるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る継目無角形鋼管を成形するサイザ
ー・ミルに配置したロールのカリバー形状を示す模式図
である。

【図２】図１の斜視図であり、（ａ）はサイザー・ミル
全体、（ｂ）は＃５スタンド、（ｃ）は＃６スタンド、
（ｄ）は＃８スタンドでの圧延状況である。

【図３】１スタンドが２ロールの角成形スタンドで、円
筒状素管より角筒に成形する時の問題点を示す図であ
り、（ａ）は圧延時、（ｂ）は製品の断面である。

【図４】本発明の実施結果を評価するΔＳ値の説明図で
ある。

【図５】角形鋼管の各部サイズを説明する断面図であ
る。

【図６】継目無鋼管の製造設備を示すフロー図である。

【符号の説明】

１素管（円筒状素管）又はビレット２定形圧延機（サイザー・ミル）３ロール４カリバー５加熱炉６ピアサー・ミル７エロンゲータ８プラグ・ミル９リーラ１０再加熱炉１１継目無角形鋼管又は角形鋼管（角筒）１２角カリバー１３楕円形状

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者長濱拓也愛知県半田市川崎町１丁目１番地川崎製鉄株式会社知多製造所内 (72)発明者豊岡高明愛知県半田市川崎町１丁目１番地川崎製鉄株式会社知多製造所内 (72)発明者佐藤秀雄愛知県半田市川崎町１丁目１番地川崎製鉄株式会社知多製造所内 (72)発明者森岡信彦愛知県半田市川崎町１丁目１番地川崎製鉄株式会社知多製造所内 (72)発明者喜多政春愛知県半田市川崎町１丁目１番地川崎製鉄株式会社知多製造所内 (72)発明者山本健一愛知県半田市川崎町１丁目１番地川崎製鉄株式会社知多製造所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】継目無鋼管製造設備でビレットに穿孔し
て得た円筒状素管を、１スタンドが２ロールからなる定
形圧延機で熱間圧延して角筒に成形するに際し、前記定形圧延機のうち最初の角成形スタンドより上流側
の定形スタンドで、前記円筒状素管の断面を楕円状に成
形してから、該楕円状素管を角成形スタンドに通管して
角筒に熱間圧延することを特徴とする継目無角形鋼管の
製造方法。
【請求項２】前記楕円状素管の断面の長辺を、角成形
ロールに設けたカリバー底側に向けて、該楕円状素管を
熱間圧延することを特徴とする請求項１記載の継目無角
形鋼管の製造方法。
【請求項３】前記楕円状素管の下記（１）式で定義す
る楕円率（Ｄ）を、１．０〜３０．０％とすることを特
徴とする請求項１又は２記載の継目無角形鋼管の製造方
法。Ｄ＝｛（ｂ−ａ）／ａ｝×１００・・・（１）式ここで、ａ：楕円の長径長さ（ｍｍ）ｂ：楕円の短径長さ（ｍｍ）