JPS6186027A - キヤンバを有する帯板の成形制御方法 - 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、電縫鋼管の製造工程における帯板の成形方法
に関し、さらに詳しくはキャンバを有する帯板の成形、
ＴｊｌｌＪ１方法に関する。

〔従来の技術〕

゛電縫ｖＡ管の製造工程の概略を第１図によって説明す
る。

一般に電縫鋼管は、コイル状に巻かれた帯板ｌＯをアン
コイラによって巻戻し、レベラ１２で平坦化した後、帯
板両サイドをトリミング？を置１４によって、所定の帯
幅に加工すると共に帯板継目エツジ部端面の仕上加工を
するいわゆる前処理を行い、該帯板をブレイクダウンロ
ール１６またはケージロール２０等によって逐次円筒形
状に成形し、フィンパスロール２２，２４．２６にて円
周方向リタクシコンをかけることによりＪｔｌｌＪエツ
ジ部エツ定な成形を図りつつ、所定の形状、寸法の素管
３４に仕上成形し１次いで、′＆に継目エツジ部３４ａ
をコンタクトチップ２７によって高周波加熱し、スクイ
ズロール３０にてアプセット溶接し、このアプセット溶
接により生じた溶鋼ビードをスクイズロール後流側に設
置したビード切削装置３２により切削除去する一連の工
程によって製造される。

上記のような電に３鋼管の製造にあっては、帯板の形状
、特に帯板ｌＯのキャンバが素管成形性および溶接性に
与える影響は極めて大きい。

ここで帯板ｌＯのキャンバとは、第２図に帯板ｌＯの部
分モ面を示すように、帯板ＩＯの長ト方向に沿って中心
線が直線でなく１円弧状または蛇行状になっている状態
をいう。

キャンバを有する帯板は、前記電縫鋼管のＭ造の前処理
上程であるロータリンヤ一方式あるいはミーリング方式
によるサイトトリこ／グ加工における左右エツジのトリ
ミング代調整によって第３図（ａ）に示すように、多少
はそのキャンバ！１１を減少する方向に加工することが
できるが、大きなキャンバに対しては、設定ｍ　＠Ｗｓ
ならびに図中に斜線を施して示したトリムロスΔＷによ
る歩留低ドの面より十分なａ整加工を行うことができず
、第３図（ｂ）に示すようにトリミング加工後も帯板は
キャンバを有する状態となっている。

仮にキャンバ修正をトリミング加工で完全に行うとすれ
ば、第３図（Ｃ）に示すように、帯幅がＷｓ零のように
帯幅不足となり、所定の外径寸法の鋼管を製造すること
が不ｎ（能な場合がある。

圧延された製品コイルのキャンバを修正する方法として
は１例えば特開昭５３−１００１５７に示されるような
成形入側でのキャンバ矯正装置によりコイルキャンバを
矯正するものがあるが、次のような難点があった。

（１）コイルを圧延し、伸延するには、矯正装置が大が
かりなものとなり、３没備費が人となる。

（２）キャンバ修正のために１片側エツジ部を圧延し、
伸延する場合１片側エツジの板厚の減少により、左右エ
ツジの板厚が異なり、溶接アプセットにおいて、エツジ
のラップならびにビードシフ削不良を招く。

（３）矯正圧延により伸延されたコイルのエツジ部が長
手方向に波打ちを生じ易い。

〜方、キャンバを有する帯板をそのまま成形工程のブレ
イクダウンロールあるいはケージロール等の粗成形ロー
ルで半円筒形状に丸め、仕上成形ロールであるフィンバ
スロールで素管に仕上成形して行くと、上記のようなキ
ャンバを有する帯板部ではフィンバス成形後の素管前エ
ツジ部のスプリングバック量が異なり、溶接部の左右の
成形状態が非対称のＪ管となる。これはフィンパス成形
でのＡ管両工、ジに付加される円周方向圧縮ひずみ及び
曲げひずみが帯板のキャンバに起因する帯板のローリン
グによって異なるためである。

例えば第４ＩＡ（ａ）に示すようなキャンバを有する帯
板部の成形の場合の各成形過程におけるキャンバを有す
る帯板部の成形状態および成形不良発生について説明す
る。ｗＳ４図（ａ）に示す如く１紙面に向って左側へ凸
のキャンバを有する帯板部は、フィンパス成形後、第４
図（ｂ）に示す如に、左側エツジ３７ａのスプリングバ
ック３８ａに比べ、右側エツジ３７のスプリングバック
３８が大きくなり、左右エツジ３７．３７ａの相対高さ
位置が異なる。このような状態を呈するＪ管のエツジを
高周波加熱してスクイズロールにてアプセット溶接する
場合、第４図（Ｃ）に高温部を陰ｗｅ３９を付して示し
たような左右エツジの不均一加熱が生じ、第４１ｆｆｌ
（ｄ）に示すようなシーム部がゆがんだ状態となリシー
ム部の酸化物の排出が困難となり溶接欠陥の発生を招い
ている。また、スクイズロールにおける左右エツジのロ
ールへの作用力が異なるため、ロールの押え位置が若干
ではあるが異なり、左右エツジ接合高さの不一致が生じ
、　ｉｔ１述同様趨目部の段差あるいはう、プとなり５
溶接欠陥の発生や内外面ビード切削不良の発生を招いて
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、上記のようなキャンバを有する帯板を円筒形
状の素管に成形してその継目エツジ部を溶接するに際し
、キャンバ部をキャンバ蛋に応じて成形制御することに
より、両エツジ部の高さの差を解消し、溶接不良を解消
することを目的とした、ＴＬ電縫鋼管成形方法を提供す
るものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、キャンバを有する帯板部の各成形工程で
の成形挙動および成形不良発生の因果関係を解明するた
めに一連のキャンバ調査成形実験を実施し、そのデータ
の解析により成形挙動を究明把握した。

本発明はこの知見に基づいて完成されたもので、連続的
に送給される帯板を円筒形状の素管に成形して、その継
１１エンジ部を溶接する電縫鋼管の製造に際し、素管両
エツジの相対高さ変位量かもエツジガイトロールおよび
／またはスクイズトップロールの左右両エツジ部の圧ト
早をｌ１ｉｉ算決定し、該決定に従って前記圧ドｊ−を
制御することを特徴とするキャンバを有する？＋Ｆ板の
成形制御力２大である。

本発明は。

ＩＩ　　成形機の入側に設置したキャンバ検出器より１
’ｌられたキャンバ量から演算により求めた木管エツジ
の相対高さ変位量に基づいて、あるいは、 ｌ？）　　最終フィンパスロールの出側に素管両エツジ
部の高さ方向凌位を検出する検出器を設け、このエツジ
部変位検出器で測定された素管工、ジの相対高さ変位Ｈ
Ｉ８に基づいて。

成形ａｌｌを行うことによって、キャンバに起因するフ
ィンパス成形後における素管丙エツジ高さの相違を防Ｉ
ｌ：する。

素管の両エツジの相対高さ変位量は、成形機の入側に設
置したキャンバ検出器の測定値から演算により求めるか
、またはフィンパスロール出側で実測する。前者の方法
については、第５図に１本発明者らが数多くの研究調査
によって解明した帯板キャンバ量Ｃ１と最終フィンパス
ロール出側における素管両エツジの高さ方向相対変位量
ΔＨとの関係を例示した。この高さ方向相対変位ｔΔＨ
はキャンバ量ｃｉ、帯板強度σ！、加工硬化指数ｎ、板
厚ｔ、外径Ｄ、フィンパスリダクシ重ノｒによって決定
され、σ７．ｎ、ｔ、Ｄ、ｒが一定下ではΔＨと０１そ
の間には第５図に示すような ΔＨ＝　ｆ　（Ｃｉ　） なる一定の関係を有する。

第５図から、ｉ終フィンパスロール出側における累管両
エツジの高さ方向相対変位量ΔＨはキャンバＱ　Ｃｉの
増加につれて増加する一義的な関係があることが分る。

この関係を制御器に記憶させ、造管諸条件とキャンバｚ
Ｉシから高さ方向相対変位ｔＩ）ΔＨを演算により求め
る。この相対変位場ΔＨは第６図に示すようにフィンパ
スロール２６の直後に高さ方向変位検出器２５を設けて
直接測定してもよい。

上記いずれかの方法により求めたΔＨからロール圧下変
位量ΔＨａを次式、 ΔＨａ＝αΔＨ（α＝定数） によって演算し、ａ−ル圧下位置Ｍ御を行う。

〔作用〕

以にのように本発明はキャンバを有する帯板をに管に製
造するに際し、該キャンバ−１を検出し。

その検出キャンバ量から求めた演算値、あるいは大管両
エツジの相対高さ変位に実０値に基づき、スクイズロー
ル前のエツジガイドロールおよび／またはスクイズトッ
プロールの左右圧下制御を行うことにより、素管の両エ
ツジの高さ方向相対位置を同じ高さ位置に修正する。か
くしてエツジ加熱の不拘・ならびにスクイズロールでの
アプセットＨ接時のエンジ段差、ラップの発生を防止す
ることができる。

第６図はフィンパスロール２６とスクイズロール３０ａ
、３０ｂ、３０ｃ近傍の素管３４の部分平面図、：ｔＳ
７図、第８図はそれぞれ従来法と本発明法の素管成形状
況を比較して示した説明図である。

フィンパスロール２６の出側における素管３４のエツジ
部のＢ−Ｂ矢視をｆｆＳ７図（ａ）、第８図（ａ）に示
したように、キャンバを有する帯板部では、左右エツジ
の高さ方向相対変位量ΔＨを生ずる。

従来はこの変位；１１ΔＨの４ｉ％に拘らず、左右のロ
ールは同一高さ位置にある。この状態は第７図（ｂ）に
示されるｅ：ｉＳ７図（ｂ）は、第６図のＣ−Ｃ矢視ま
たはＤ−Ｄ矢視におけるエツジガイドロール２９または
スクイズト５・ブロール３０ａの９１ｒ＄を示す、その
結果、エツジガイドロール２９またはスクイズトップロ
ール３０ａにおけるに　％　３４　（７）状態は、第７
１；４（ｃ）に示したように、スプリングバック３８．
３８ａの差により。

肉エツソ＋１１３７．３７ａに高低差が桟る。

次に、　ｕｉｉ記ｌｓｌ算または実測により表めた夷位
；ＩＸΔＨからスフ・ｆズロール＋ｉｉのエツジカート
ロール２９および／またはスクイズドアブロール３０ａ
の左右内エツジ部を圧ドする圧下墳ΔＨａを決定し　第
８ｂ４（ｂ）に示すように　圧ド：ＭΔＨａに隻づいて
　スクイズロール前のエツジガイトロール２９および／
またはスクイズトップロール３０ａの１１ニドを制御す
る。

第８図（ｂ）は第６図のＣ−Ｃ矢視またはＤ−Ｄ矢視を
示したものである。ΔＨａの修ＩＬ制御は、エツジガイ
トロール２９とスクイズトップロール３０ａのいずれか
一方で行ってもよく　双方で行ってもよい、第８図（Ｃ
＞はＬ記のように圧延制御されたエツジガ・Ｃドａ　−
、＋し２９および／またはスクイズトップロール３０ａ
における素管３４の横断面を・へしたもので　両エツジ
の高ざの差が零となる。

以ド、本発明によるキャンバを有する帯板の成形制御方
法について　ル制御出力例をもとに説明す’Ｊ　ｌ　１
４はＡ：発明の実施例のブロックＩＡ　　第９１４は制
井出力例を示すものである。

’ＪＳｅ図はキャンバ検出とエツジガイドロールおよび
／またはスクイズトップロールの圧下廣の説Ｉｌ１図で
あって、帯板の長り方向見本のしざにおいて　最大キャ
ンへｊ許Ｃｍａｘを４する帯板のキャンバがある場合の
未発り１による制御の実施例をｔｆ＜すものである。

第１図において　帯板のエツジトリミ／グ装置１４の出
側に設置した帯板キャンバ検出器１５により帯板のキャ
ッパを検出する。

キャッパ検出の方法としては　例えば第９図に示すよう
にキャンバ検出器が設定キャンバ検出レー＼ルＣｓをａ
過する時点より微少時間ΔＴごとに午ヤンパ３Ｃｉ　を
検出し・これを中央処理！ＩｃＺ１３に記憶する。

中央処理装置１３は、検出キャ／へ擾Ｃ１に基づいて２
工７ジがイトロール２９および／またはスクイズトップ
ロール３０ａの制御壕ΔＨａを演算決定すると同時に、
制御を実施すべき帯板のサイトを決定する。

さらに、中央処理装置１３は、ニー、ジガイドロール２
９および／またはスクイズトップロール３０ａの圧ト制
御実施への遅延特開を、ミル速度およびキャン１＜検出
器から制御すべきロール（り置までの距離より演算し、
キャンバ＠ＣＩを有する帯板部が制御されるエツジガイ
ドロール２９および／またはスクイズトップロール３０
ａの位置を通過する際に、・適正制御を行うように指令
を出力する。

以ヒのｐ順を第１θ図にフローチャートで示した。

〔実施例〕

１−記未発明によるキャンバを口する場合の帯板の成形
ル制御実施効果を従来成形との比較で説ＩＪＪする１次
の仕様の電＆ｉｇＡ管の造管を行った。

実施管サイズ、２４インチＸ６．３５、ＡＰＩ　　５Ｌ
Ｘ、Ｘ６０ 帯板のキャン４埴　スパン約２５ｍでＭ大キャンバ茅、
約３５ｍｍ 本発明のＪ＆杉制御を用いた場合（実施例）と用いない
場合（比較例）とを示す。

本：２ＩＪＩによる成形制御を実施した場合は、キャン
バ部における成形不良、ビード！／Ｊ削不良の発生は全
くなく、溶接部の超汀岐深傷（Ｕ　Ｓ　Ｔ）結果を第１
１図（＆）に示すように良好であり、欠陥検出レベル以
下の微小欠陥の発生もほとんどなかった。

一方、キャンバ制御を行わない従来法においては溶接は
ｄ（能であったが、溶接状態が安定せず５第１１図（ｂ
）に１ｊｆｌ音波深傷の結果を示すように、溶接部に欠
陥（ペネトレータ）が発生し、結局そのキャンバ部は不
良品となった。

（発明の効果〕 未発り１はキャンバを有する帯板から１を縫８＋管を１
１８ｉ造する場合に、素管の一二一、ジの相対高さ変位
埴のキャ／パ楡からの計′ｒＬ値または実測度位争に基
ついて　ニー／ジガイドロールおよび／またはスクイズ
トップロールの庄−ト￥を制御するので、従東、キャン
・へにより成彩不良、溶接不良、ヒートジノ削不良等を
生じていｔ：？Ｉ？板を適＋Ｅに成形、溶接することが
呵Ｉ鼾となり、材料歩留が向ヒし、溶接部形状品質の潰
れた′ｉｒ！、縛鋼管をｖＪ造することがｕｆ南となっ
た。

４　（く面の筒中な説明 第１図は、４：発ＩＩ　ｔ−適用した電縫鋼管の製造工
程を示す［程図、：ｔＳ２図は帯板のキャンバを示す平
面Ｍ、第３図はキャンバを有する帯板のエッント１．１
　ミニ／グ加重状態をボす平面図、第４図はキャンバを
４１する帯板の成形工程における成形状態および不良発
生状況を示す説明図、第５図はキャンバ場と、も管内エ
ツジの高さ方向相対変位すとの関係を下すグラフ、第６
図は最終フィンパスロールとスクイズロール間の素管製
造１程の平面図、：ｊＳ７１４　　第８図はそれぞれ従
来法と本発明法の、Ｅ管成形状況を比較した説明図　第
９図は本発明によるキャンバをイ■する帯板のエツジガ
イドロールおよびスクイズトーｒブロール圧ド闇制御法
における制御出力例を小す説明図、第１θ図は本発明方
法の［１町１を小オフローチＪ−−１・　　第１１ト１
はキャンバを有する帯板の溶接部のｔｆｉ音＋！１ｉ深
傷結果を４＼すナヤートで、（ａ）は実施例、（ｂ）は
比較例（従来例）である。

１０・・・帯板 １２・・・レヘラ １３・・・中央処理装置 １４・・・エーノジトリミング装置 １５・・・キャンバ検出器 １６・・・ブレイクタウンロール １８・・・エツジ成形ロール ２０・・・ケージロール ２２．２４．２６・・・フィンバスロール２５・・・Ｊ
管肉エツジ病さ方向変位検出器２８・・・シームガイト
ロール ２９・・・エツジガイトロール ３０・・・スクイブロール ３０ａ・・・スクイズサイトロール ３Ｑｂ・・・スクイズサイトロール ３４・・・土管 第３図 （Ｑ） （Ｃ） 第４図 （ａ） （ｄ） 第６図 第７図　　　　第８図 （ｂ）　　　　　　　（ｂ） 第１０図 第１１図 （ａ）　　　　　　　　（ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　連続的に送給される帯板を円筒形状の素管に成形し
   て、その継目エッジ部を溶接する電縫鋼管の製造に際し
   、素管両エッジの相対高さ変位量からエッジガイドロー
   ルおよび／またはスクイズトップロールの左右両エッジ
   部の圧下量を演算決定し、該決定に従って前記圧下量を
   制御することを特徴とするキャンバを有する帯板の成形
   制御方法。