JPS63286220A - 電縫管の製造方法 - 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） この発明は電縫管を製造する方法に関し、特に径の異な
る電縫管を同一の設備にて製造する際、ロールの兼用化
範囲の拡大を図るのに便利な電縫管の製造方法に関する
ものである。

（従来の技術） 周知のよう１に、電縫鋼管は、コイルから送り出した帯
鋼をフォーミング工程で円筒状のオープンパイプに成形
するとともに、突き合せた鋼帯の側縁部を溶接し、つい
でこれをサイジング工程にてわずかながら絞りを与えつ
つ所期の寸法状に仕上げることにより製造している。こ
のような製造工程のうちフォーミング工程では、従来一
般に、鼓形あるいは太鼓形をなすブレークダウンロール
やサイドロールによって帯鋼を次第に円筒状に成形し、
ついでフィンパスロールによって帯鋼の側縁部を整え、
さらに円筒状に成形した帯鋼をスクイズロールで拘束し
つつ、突き合せた側縁部を溶接している。

しかるに従来このようなフォーミング工程においては、
帯鋼の幅方向における全体に次第に曲げ加工を施し、幅
方向の各部分での曲率が、最終的に得るべき半径の鋼管
の曲率に次第に近づくよう成形し、そのために前述した
各ロールとしては、外周面が、得るべき半径の鋼管の曲
率に対応した曲率のものを用いている。したがって電縫
管を製造する際のロールの兼用の範囲は鋼管の設計外径
りに対して、ブレークダウンロールで１．１Ｄ程度、ま
たフィンパスロールでは１．０３Ｄ程度と狭く、これを
越える外径の電縫鋼管を製造する場合には、全てのロー
ルを新たな曲率のロールに変えざるを得す、そのために
上述した方法では、備えておくべきロール数が多大とな
り、またロールの交換を含む設備の変更に長時間を要し
、稼働率が低下するなどの問題があった。

このような不都合を解消するために、電縫管の製造にお
けるブレークダウンロールによる粗成形プロセスに関し
て、ロールの兼用化を図るためのフルケージフォーミン
グ成形がある。これはロールの軸線の傾斜角度を順次界
ならせた多数のケージロールによって帯鋼を円筒または
それに近い形状に成形するもので、製造する管の外径を
変更する場合には個々のケージロールを、高さ、ライン
幅方向の位置及び軸線の傾斜角度を調整し、得るべき管
の曲率に対応するように配列して成形を行なうものであ
る。また、同様に電縫管の粗成形プロセスに関してロー
ルの兼用化を図る試みとして例えば特公昭５７〜１３２
８号公報に提案されている方法がある。この方法は、帯
鋼を押込みロールによって竪ロール群に送り込み、ここ
で帯鋼に曲げ加工を施し、ついでフィンパスロール群を
介して円筒状とする方法であり、とくに竪ロールは帯鋼
の側縁部を係合させる四隅部を有する構成であって、左
右１対の竪ロールによって、あるいはこれらと水平ロー
ルとによって帯鋼に左右から圧力を加えることにより、
帯鋼に曲げ加工を施すものである。

したがって竪ロールの間隔および高さを変えることによ
り、各種の板幅に通用できるため、同一の竪ロールを用
いて各種の半径の鋼管を製造することができる。

本発明者らはこの点につきブレークダウンロールからフ
ィンパスロールまでのフォーミングプロセスに関してロ
ールを兼用することのできる方法（特願昭６０−１７２
６５号参照）を先に提案した。この方法は（Ａ）ブレー
クダウン前段においで、金属板の側縁部のみを彎曲させ
た後、（Ｂ）ブレークダウン前段において金属板の側縁
部との間に未加工部分を残して、金属板の中央部を側縁
部と同方向に彎曲させ、つづいて側縁部を（Ｃ）複数の
フィンパスロールによって曲げ加工を施し、溶接可能な
状態に突き合せる。ここで、用いる設備で製造可能な最
小外径の造管の場合は、フィンパスロールによって円形
断面に成形され、−広大径の造管の場合は長円形断面の
成形を行なうことになり、このような成形を行なった後
、（Ｄ）スクイズロールで両側から拘束しつつ突き合せ
た側縁部を溶接する。

そして得られた円筒体を次の（Ｅ）サイジング工程で真
円形状の電縫管に仕上げるものである。

（発明が解決しようとする問題点） しかるに、上述したフルケージフォーミングにおいては
電縫管の外径変更を行う場合のロール設定が複雑で調整
に時間を要し、さらにロールを兼用化できるのはケージ
ゾーンのみでフィンパスロールの兼用化はできない不利
があった。

また粗成形プロセスにおいてロールの兼用化を図る方法
（特公昭５７−１３２８号公報）においては左右１対の
竪ロールによって帯鋼の幅方向に加圧した場合、帯鋼の
幅方向のほぼ全体に曲げが生しるにも拘わらず、帯鋼は
その側縁部のみにて拘束しているに過ぎず、そのために
帯鋼の拘束力が不充分で、成形中の帯鋼が不安定となり
、帯鋼のローリングに適正に対処し得ず、あるいはロー
リングが生じた場合に成形不良となるおそれがある。ま
たこの方法は、要は帯鋼をフリー状態に保持し、竪ロー
ルによって幅方向に加える曲げ力と帯鋼の変形抵抗とを
バランスさせつつ曲げ成形を行なう方法であるが、所期
通りの曲げを生じせさる力学的バランスを崩す要因が多
数あり、例えば竪ロールの位置が曲げ成形に大きく影響
し、その正確な位置設定が極めて難しい問題がある。さ
らにこの方法におけるロールの兼用は、ブレークダウン
のみにおいてであり、フィンバスロールの兼用化を図る
ことができない。一方、本発明者らが先に提案した方法
においては、ロールの兼用範囲内の最小外径以外の電縫
管については、とくに曲げ加工を施した側縁部と中央部
の間に未加工部分を残すものであり、フィンバスの成形
過程において上下方向の圧下を加えた際、管の肉厚ｔと
未加工部分の長さｌとの比率１／Ｉ！が小さくなると未
加工部分が座屈を起こすようになる。このため仮に外側
への座屈をロールギヤツブ間に１対のサイドロールを設
ける事によって防止できたとしても、内側への座屈は不
可避であり、これが起こると成形不能となる。またｔ／
７！が比較的大きくなると、フィンバスでの座屈もなく
、スクイズロールで縦長円形の管に溶接し得るが、一部
分に未加工部分を残した管をサイジング工程において上
下方向の圧下のみで真円化を図るには、どのようなカリ
バー形状のロールを用いても困難であり、大きな成形負
荷を必要とすると同時に、製品の曲率が一定せず管の形
状不良となる危険性が高く、さらに金属板の側縁部は実
際設計よりも曲げ不足となり易く、ロールのフランジ内
側コーナーと材料が強く接触してフランジきずが入る可
能性が高いという不利があった。

このように前記の各々の提案に係る方法は、ロールの兼
用化を可能とする範囲が狭いうえに、実施のためには上
述のような種々の困難があり、実用化は難しい。

この発明は上記の事情に鑑み、ロール兼用化の範囲を拡
大し、しかも実施の容易な電縫管の製造方法を提供する
ことを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） この発明は、以下の工程を経て造管を行なうことにより
、上記の目的を達成するものである。

すなわち連続的に供給される鋼帯に曲げ加工を施して管
形状に成形したのち該鋼帯の工・ノヂ部を突き合せて溶
接することにより電縫管を製造するに当り、鋼帯の両側
縁部に、電縫管として成形し得る最小製品半径Ｒの０．
８Ｒ〜１．２Ｒの曲率で曲げ加工を施し、引き続きその
両側縁部と鋼帯の巾方向中央部を除く領域に、電縫管と
して成形し得る最大製品半径Ｒの１．５Ｒ〜１０Ｒの曲
率で曲げ加工を施し、次いで鋼帯のｌ】方向中央部に、
電縫管として成形し得る最小製品半径Ｒの０．８Ｒ〜１
．２Ｒの曲率で曲げ加工を施す粗成形工程と、この粗成
形工程にて得られた鋼帯に該鋼帯の中央部を除いてさら
に、曲げ加工を施し、該鋼帯のエッヂ部を突き合せつつ
溶接を施す工程および前記工程にて得られた円筒体をそ
の外側より圧下を加えて円形化処理して所定の外径に仕
上げるサイジング工程からなることを特徴とする電縫管
の製造方法である。

（作　用） 以下、この発明を図面に基づいて具体的に説明する。

第１図（八）〜（Ｆ）はブレークダウンからサイジング
に到る鋼帯のフラワ形状（素材の断面形状）を、電縫管
として成形し得る大径管と小径管とについてそれぞれ右
半分、左半分として示す図であり、また第２図（Ａ）〜
（Ｅ）は第１図（Ａ）〜（Ｅ）に示すフラワ形状の成形
を行なうロール形状を示すロール変遷図である。第１の
粗成形過程であるブレークダウン前段階（八）では、鋼
帯等の金属板１の両側縁部２ａ、　２ｂを電縫管として
成形し得る最小製品半径Ｒの０．８Ｒ〜１．２Ｒの範囲
内で曲げ加工を施す。ここでの加工形状は金属板１の長
手方向に沿う軸線を中心とした彎曲形状であって、その
半径Ｒは後に行なうフィンバスロールでのカリバーの半
径Ｒに合わせる。

上記の如き条件にて曲げ加工を施す理由は、フィンバス
ロールのカリバーを、兼用範囲内の最小径を基本に設計
するのと同時に、大径管の場合にエッヂ部げを強化する
事により、フィンバス成形時におけるロールの負荷を減
少させるためである。

またこの場合、加工部位は、当然、金属板１の全幅にお
ける側縁部２ａ、　２ｂのみであるから、そのためのロ
ールとしては、第２図（１）に示すように、上ロール５
および下ロール６を軸線方向の中央部で二゛分割した構
成とし、第１図（１）の左半分に示す小径管の製造の場
合は、上下各ロール５．６の分割部分を第２図（Ａ）の
左半分に示すようにセンターＣ側に寄せる。また第１図
（＾）の右半分に示す大径管の製造の場合は、第２図（
＾）の右半分に示すように上下各ロール５．６の分割部
分を互いに離し、板幅に合せてセットする。これをより
具体的に示せば、第３図の通りであって、上下各ロール
５．６の幅（軸長）Ｗを適用最小外径のものに対応した
寸法としておくとともに、上下各ロール５．６の分割部
分を離隔させた際の全幅が、最適最小外径に対し予め設
定した外径比のものに対応した寸法となるスペーサ１５
を設けておく。小径管の製造の場合は、第３図の左半分
に示すようにスペーサ１５をロール軸線方向での外側に
配置し、大径管の製造の場合は、スペーサ１５を上下各
ロール５．６の中央部に配置して上下各ロール５，６に
おける分割部分の間隔を拡げる。

上述した第１の成形過程に続くブレークダウンの第２の
粗成形過程では、第１図（Ｂ）および第２図（Ｂ）に示
すように、金属板１の側縁部２ａ、　２ｂと中央部４の
間３ａ、　３ｂを電縫管として成形し得る最大製品半径
Ｒの１．５〜１０．０倍に両側縁部２ａ、　２ｂと同方
向にゆるく曲げ加工を施す。

この曲げ加工は、後述するフィンパス成形において、大
径管でかつ製品肉厚ｔが小さいものを成形する際、３ａ
、　３ｂ部分の内側への座屈を防止すること、また製品
肉厚ｔの大きいものを成形する際、長円形断面になる管
のサイジング工程における真円成形の成形負荷を軽減し
、管曲率の向上を図ることを目的としている。この場合
のロールとしては第１の成形過程と同様に、上下ロール
７．８をロール軸線方向の中央部で２分割した構成とす
る。

第１図（Ｂ）の左半分に示す小径管の製造の場合は第１
の成形過程で曲げられた側縁部２ａと金属板１の中央部
４の間の領域３ａの部分を上記の条件下で半径Ｒにて曲
げ加工を施す。また第１図（Ｂ）の右半分に示す大径管
の製造の場合には、側縁部２ｂと金属板１の中央部４の
間の領域３ｂの部分を、先述した条件の半径Ｒにて曲げ
加工を施す。次にブレークダウンの第３の粗成形過程で
は第１図（Ｃ）および第２図（Ｃ）に示すように上下ロ
ール９．１０により金属板１の中央部４に前記側縁部２
ａ、　２ｂと同方向の曲げ成形を施す。この場合の曲げ
半径Ｒは前述した側縁部２ａ、　２ｂの曲げ半径Ｒと同
様に、電縫管として成形し得る最小製品半径Ｒの０．８
　〜１．２倍とし、なるべく側縁部２ａ、　２ｂの曲げ
半径と同一である事が望ましい。

ここで小径管の製造の場合は、第１図（Ｃ）の左半分に
示すように第２の成形過程でゆるく曲げられた領域３ａ
を含めて金属板１の中央部４を、該半径Ｒに曲げ加工し
、また大径管の製造の場合は第１図（Ｃ）の右半分に示
すように、金属板１の中央部４を該半径Ｒに曲げ加工を
施す。以上説明した第１、第２及び第３の粗成形過程に
おいて第１、第２の過程では上下ロール５，６及び７，
８を、成形すべき電縫管の外径に合せてロール軸方向に
移動させるだけでよく、また第３の過程では曲げ加工す
る部分が金属板１の中央部４のみであるからこの段階の
粗成形に用いる上下ロールは第２図に示すように小径管
、大径管のいずれを製造する場合においても１種類でよ
いわけである。

次に、第１、第２及び第３の成形過程におけるブレーク
ダウン粗成形工程に続いてはフィンパスロールにより金
属板１に上下ロール１１．１２で圧下を加えて金属ＩＭ
、１の側縁部２ａ、　２ｂおよび側縁部２ａ。

２ｂと中央部４を除く部分３ａ、　３ｂの曲げ加工を進
行させ、金属板１のエッヂ部を突き□合せるべく曲げ加
工を行なう。この場合、第２の成形過程で曲げ加工を施
した部分３ａ、　３ｂはロール１１．１２に接触せず、
その長さは第２図（Ｄ）に示す如く小径管の場合には短
かく、大径管の場合には長くなる。

ここで、第１、第３の成形過程で曲げられた金属ｖｉ１
の側縁部２ａ、　２ｂおよび中央部４は、それぞれこれ
らの曲げ半径Ｒに等しいカリバー半径を有する上下ロー
ル９．１０にて圧下される。そしてこのような曲げ加工
は、同一種類のフィンパスロールの上ロール１１と下ロ
ール１２の間隔を製造すべき管の外径に応じて設定、調
整するだけでよく、したがって、この工程においてもロ
ールの兼用化が可能となる。

なお、第２の成形過程において、電縫管のサイドとなる
部分３ａ、　３ｂをゆるく曲げ加工するのは、フィンパ
ス成形の際のロール１１．１２の上下圧下により、材料
が内側へ座屈し成形不良となるのを防止するためであり
、本発明の重要なプロセスである（第４図参照）。

また大径の電縫管を製造する場合は、上下のロール１１
．１２の間隔が広くなり過ぎ、ロールフランジきずある
いは材料の外側へのバルジングが起き易くなる（第５図
参照）。それらを防止するためには１対のサイドロール
１６またはサイドシュー１６をフィンパスロール軸と同
一平面上かあるいはその出側か入側に設ける事が好まし
い（第６図参照）。

次に、第５の成形過程として粗成形したのちの金属板１
をスクイズロールにより拘束し工・ノヂ部を突き合せて
溶接する。ここで適用最小外径の電縫管を製造する場合
は、第１図（Ｅ）の左半分に示すように真円断面になる
が、それ以外の場合は、第１図（Ｅ）の右半分に示すよ
うに長円形断面の管として溶接することになる。このよ
うな加工は、第２図（ｔりの左半分あるいは右半分に示
すように得るべき管形状に応じたカリバーの１対のスク
イズロール１３．１４を用いればよい。

そして最後に、上述したようにして得られた円筒体を、
サイジング工程において若干の絞りを与えながら第１図
（Ｆ）に示すように目的とする外径の真円に成形する。

ここで適用最小外径の小径管の場合は、上述のようにこ
こまでの工程で真円の管として形成されているから、サ
イジング工程は従来一般に行なわれているように真円カ
リバーのサイジングロールによって行なうことになるが
、それ以外の管の場合は長円形状の管として溶接されて
いるため、先ず長円を真円に成形し、最終的に外径およ
び真円度の調整を行なう。その−例を示すと、第７図（
八）は断面形状の変化過程を示し、また同図（Ｂ）はカ
リバー形状を示しており、ここで示す例はスタンド数が
４でスクイズ工程Ｓ口で得られた長円形断面の円筒体を
第１ないし第３のスタンドＳ、〜Ｓ３で真円に成形し、
第４スタンドＳ４では従来の真円カリバーのロールを用
いて外径および真円度の調整を行なう。なお、第１ない
し第３のスタンドでは管上下のオーバーベンド部を各ス
タンドでほぼ均等に曲げ戻すことが好ましい。

しかして上述した工程のうちブレークダウン前段からフ
ィンパスまでにおいては、金属板１を所定の条件下で部
分的な曲げ加工を施すものであるから、とくに製品とし
て成形すべき電縫管の外径に制約を受けないロールを用
いることが可能となり、ロールの兼用化を有利に図り得
る。

（実施例） 本発明の実施例について以下に説明する。製品外径が４
８．６ｍｍφから６３．５ｍｍφまでの兼用を可能とし
たロールを用いて、外径６３．５ｍｍの電縫管を製造し
た。このときのフラワー寸法を表１に示す。

表１ ブレークダウンにおける鋼帯両側縁部の曲げ半径Ｒｅ、
　＠帯の幅方向中央部の曲げ半径Ｒｃは、ともに２７．
０ｍｍとし電縫管として成形し得る最小製品半径Ｒ＝　
２４．３ｍに対して１．１１倍とした。そして両側縁部
と幅方向中央部を除く領域の曲げ半径Ｒｗｌは、９１．
０ｆｉとし兼用最大製品半径Ｒ＝　３１．７５　Ｍに対
して２．８７倍とした。またフィンバスロニルのフラワ
ーは、鋼帯の両側縁部に相当する上ロールおよび鋼帯の
幅方向中央部に相当する下ロールのカリバー半径をそれ
ぞれ２７．ＯＭとしブレークダウンの曲げ半径に合わせ
た。さらにスクイズロールは縦横径比が１．２３の縦長
円形のフラワーとし、この工程で得られた円筒体をサイ
ジングロールにより円形化処理した。

本発明を適用して製造した電縫管の寸法、形状を従来の
要領で製造した場合と比較して第８図に示す。

本発明を適用して得られた電縫管は製品外径、真円度と
も従来と同一レベルであることが確かめられた。

また表２□に兼用範囲（４Ｂ、６ｎφ〜６３．５ｗｍφ
）におけるロールセット数を示すが、本発明ではロール
セント数が極めて少ないことが明らかである。

表２ （発明の効果） この発明によれば、ロールの兼用範囲が従来では外径比
（鋼管の最大径／鋼管の最小径）にして　′ブレークダ
ウンで１．１程度、フィンパスで１．０３程度であった
ものが、共に１．３程度にすることができ、′ロール兼
用範囲を大幅に拡大することが可能であること、また同
一の設備において鋼管の外径変更のためのロール替えに
ついても従来は外径毎に全スタンド交換が必要であった
ものが、ロール兼用範囲内の外径変更であればスクイズ
ロール、サイジングロールのみの交換でよいためロール
替に要する時間を大幅に短縮することができること、製
造に用いるロールの種類や本数を少なくできるのでロー
ルに要する維持費も極力削減できること、さらにロール
を所有していない中間サイズの鋼管を製造する必要があ
る場合についてもロールの兼用範囲であれば、スクイズ
ロール、サイジングロールのみを製造すれば製造可能で
あり、新規サイズの鋼管を製造するための初期コストが
大巾に削減できること等のメリットがあり、その結果電
縫管の生産性の向上と製造コストの低減を実現し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）〜（Ｆ）はこの発明によるフラワ形状を小
径管と大径管とについて順に示す図、第２図（Ａ）〜（
Ｅ）はこの発明の方法のうちスクイズ工程までに用いる
ことのできるロール形状およびフラワー形状を小径管の
造管および大径管の造管のそれぞれの場合について示す
断面図、第３図はブレークダウン前段でのロールの幅設
定法の一例を示す部分説明図、 第４図は、フィンパス成形における金属板の内側への座
屈を示す図、 第う図（八）はロールフランジきずの説明図、第６図は
大径管の造管の場合におけるフィンパス過程でのロール
配置の一例を示す説明図、第７図（八）はサイジング工
程での断面形状の変化を示す端面図、 第７図（Ｂ）はサイジング工程で用いるロールのカリバ
ー形状を示す説明図である。 第８図は製品の外径について、従来ロールと本発明ロー
ルを比較したものである。 １・・・金属板　　　　　　２ａ、　２ｂ・・・側縁部
３ａ、　３ｂ・・・側縁部と中央部の間の曲げ領域４・
・・金属板の中央部 ５、６．７．８・・・ブレークダウン上下ロール（分割
ロール）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、連続的に供給される鋼帯に曲げ加工を施して管形状
   に成形したのち該鋼帯のエッヂ部を突き合せて溶接する
   ことにより電縫管を製造するに当り、 鋼帯の両側縁部に、電縫管として成形し得 る最小製品半径Ｒの０．８Ｒ〜１．２Ｒの曲率で曲げ加
   工を施し、引き続きその両側縁部と鋼帯の巾方向中央部
   を除く領域に、電縫管として成形し得る最大製品半径Ｒ
   の１．５Ｒ〜１０Ｒの曲率で曲げ加工を施し、次いで鋼
   帯の巾方向中央部に、電縫管として成形し得る最小製品
   半径Ｒの０．８Ｒ〜１．２Ｒの曲率で曲げ加工を施す粗
   成形工程と、 前記粗成形工程にて得られた鋼帯に該鋼帯 の幅方向中央部を除いてさらに曲げ加工を施し該鋼帯の
   エッヂ部を突き合せつつ溶接を行う工程および、 前記工程にて得られた円筒体をその外側よ り圧下を加えて円形化処理して所定の外径に仕上げるサ
   イジング工程からなることを特徴とする電縫管の製造方
   法。