JP2000301230A - 鋼管製造設備 - Google Patents
鋼管製造設備Info
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- JP2000301230A JP2000301230A JP11110924A JP11092499A JP2000301230A JP 2000301230 A JP2000301230 A JP 2000301230A JP 11110924 A JP11110924 A JP 11110924A JP 11092499 A JP11092499 A JP 11092499A JP 2000301230 A JP2000301230 A JP 2000301230A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 連続ロール成形による鋼管、特に電縫鋼管の
製造において、ロール交換作業を大きく軽減し、且つ２
次加工性に優れた鋼管の製造が可能な新しい鋼管製造設
備を安価に提供する。 【解決手段】 入側設備、成形設備、溶接設備、矯正設
備および出側設備などから構成される鋼管製造設備にお
いて、従来の矯正設備の一部であるサイザーを配置しな
いことにより、ロール交換作業を大きく軽減すると共
に、被加工材の変形ひずみを極力抑止し鋼管の２次加工
性を大きく改善することができる。
製造において、ロール交換作業を大きく軽減し、且つ２
次加工性に優れた鋼管の製造が可能な新しい鋼管製造設
備を安価に提供する。 【解決手段】 入側設備、成形設備、溶接設備、矯正設
備および出側設備などから構成される鋼管製造設備にお
いて、従来の矯正設備の一部であるサイザーを配置しな
いことにより、ロール交換作業を大きく軽減すると共
に、被加工材の変形ひずみを極力抑止し鋼管の２次加工
性を大きく改善することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ロール成形で鋼管
を連続的に製造する鋼管製造設備において、従来のサイ
ザーを配設することなく、ロール交換作業を軽減すると
共に、ハイドロフォーミングなどの２次加工プロセスに
用いる優れた２次加工性を有する鋼管の製造設備に関す
るものである。
を連続的に製造する鋼管製造設備において、従来のサイ
ザーを配設することなく、ロール交換作業を軽減すると
共に、ハイドロフォーミングなどの２次加工プロセスに
用いる優れた２次加工性を有する鋼管の製造設備に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】ロール成形で鋼管を連続的に製造する鋼
管製造設備は、一般に図２に示すように、アンコイラー
・シャーウェルダー・ルーパーなどからなる入側設備、
ブレークダウンロール・クラスタロール・フィンパスロ
ールからなる成形設備、スクイズロール・溶接機などか
らなる溶接設備、サイザー・ストレートナーなどからな
る矯正設備、及び切断機などからなる出側設備から構成
されている。その中で、溶接工程の下流側に配置される
サイザーは、主に目標の真円度を出すと同時に残留応力
分布を均一化するために用いられ、必要不可欠な矯正設
備と考えられてきた。
管製造設備は、一般に図２に示すように、アンコイラー
・シャーウェルダー・ルーパーなどからなる入側設備、
ブレークダウンロール・クラスタロール・フィンパスロ
ールからなる成形設備、スクイズロール・溶接機などか
らなる溶接設備、サイザー・ストレートナーなどからな
る矯正設備、及び切断機などからなる出側設備から構成
されている。その中で、溶接工程の下流側に配置される
サイザーは、主に目標の真円度を出すと同時に残留応力
分布を均一化するために用いられ、必要不可欠な矯正設
備と考えられてきた。
【０００３】このサイザーを用いるサイジング工程で
は、通常複数段の成形ロールを用い、溶接後の鋼管を周
方向に段階的に絞り量を加え、最終製品の外観寸法を得
る。そのため、製品の寸法、特に外径が変わる毎にこれ
らのサイジングロールをすべて交換する必要がある。ま
た、必要な絞り量を加えるために、２次加工プロセスに
おいてはむしろ有害となる鋼管の延性を低下させる要因
となっている。
は、通常複数段の成形ロールを用い、溶接後の鋼管を周
方向に段階的に絞り量を加え、最終製品の外観寸法を得
る。そのため、製品の寸法、特に外径が変わる毎にこれ
らのサイジングロールをすべて交換する必要がある。ま
た、必要な絞り量を加えるために、２次加工プロセスに
おいてはむしろ有害となる鋼管の延性を低下させる要因
となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のロール成形によ
る鋼管製造プロセスでは、製品寸法、特に製品外径が変
わる時に、成形に直接かかわる成形ロールの殆んどが、
製品寸法にあわせて交換しなければならない。上記ロー
ル交換及びロール交換に伴うロール位置調整には、多く
の工数及び熟練度が要る。しかし、成形機でのロール兼
用化が進んだ現在においては、成形機における交換ロー
ルの数が大きく減り作業性が飛躍的に向上している反
面、サイザーでのロール交換及びロール調整に費やす作
業量の割合が大きくなっている。
る鋼管製造プロセスでは、製品寸法、特に製品外径が変
わる時に、成形に直接かかわる成形ロールの殆んどが、
製品寸法にあわせて交換しなければならない。上記ロー
ル交換及びロール交換に伴うロール位置調整には、多く
の工数及び熟練度が要る。しかし、成形機でのロール兼
用化が進んだ現在においては、成形機における交換ロー
ルの数が大きく減り作業性が飛躍的に向上している反
面、サイザーでのロール交換及びロール調整に費やす作
業量の割合が大きくなっている。
【０００５】一方、最近になって、上記設備で製造され
た溶接鋼管は、従来の用途だけではなく、各種部品生産
のための素材としても使用されるようになってきてい
る。例えば、溶接鋼管を用いて液圧で所要の製品形状に
成形する、いわゆるハイドロフォーミング（Ｈｙｄｒｏ
ｆｏｒｍｉｎｇ）加工法が製品の軽量化を図る重要な手
段として開発・実用化されつつある。このような２次加
工プロセスにおいては、一般に、目標の製品形状が複雑
で、素管が受ける変形量が部位によって非常に大きい。
加工途中の素材の破断などを防ぐために、素管は十分な
延性を有しなければならない。必要な２次加工性を確保
するには、高延性を有する素材（鋼板）の製造技術の開
発が重要なことは勿論であるが、鋼管の製造過程におい
て余分な変形ひずみを低減し、できる限り大きな延性を
残すことも２次加工性を向上させる重要手段である。そ
のため、変形ひずみを生じるサイジング工程を省略する
成形方法および成形設備の開発が必要となっている。
た溶接鋼管は、従来の用途だけではなく、各種部品生産
のための素材としても使用されるようになってきてい
る。例えば、溶接鋼管を用いて液圧で所要の製品形状に
成形する、いわゆるハイドロフォーミング（Ｈｙｄｒｏ
ｆｏｒｍｉｎｇ）加工法が製品の軽量化を図る重要な手
段として開発・実用化されつつある。このような２次加
工プロセスにおいては、一般に、目標の製品形状が複雑
で、素管が受ける変形量が部位によって非常に大きい。
加工途中の素材の破断などを防ぐために、素管は十分な
延性を有しなければならない。必要な２次加工性を確保
するには、高延性を有する素材（鋼板）の製造技術の開
発が重要なことは勿論であるが、鋼管の製造過程におい
て余分な変形ひずみを低減し、できる限り大きな延性を
残すことも２次加工性を向上させる重要手段である。そ
のため、変形ひずみを生じるサイジング工程を省略する
成形方法および成形設備の開発が必要となっている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】鋼管製造過程において、
被加工材の変形ひずみの大きさに直接関わるのは、成形
工程とサイジング工程である。素管の２次加工性を向上
させるために、この二つの工程での変形ひずみを共に低
減しなければならない。成形工程に関しては、本出願人
が先に出願した特願平１０−２１４３２０号及び特願平
１１−９７５７５号で出願したような成形方式及び成形
設備（以下ＦＦ−Ｘミルと呼ぶ）を使用すれば、成形工
程での余分な変形ひずみを極力抑えることが可能であ
る。一方、サイジング工程に関しては、このような技術
革新がまだ見られていない。
被加工材の変形ひずみの大きさに直接関わるのは、成形
工程とサイジング工程である。素管の２次加工性を向上
させるために、この二つの工程での変形ひずみを共に低
減しなければならない。成形工程に関しては、本出願人
が先に出願した特願平１０−２１４３２０号及び特願平
１１−９７５７５号で出願したような成形方式及び成形
設備（以下ＦＦ−Ｘミルと呼ぶ）を使用すれば、成形工
程での余分な変形ひずみを極力抑えることが可能であ
る。一方、サイジング工程に関しては、このような技術
革新がまだ見られていない。
【０００７】上述のように、サイジング工程は、口径や
真円度などの製品寸法を獲得し、且つその上流側の成形
による残留応力の分布を均一化することを主な目的とし
ている。溶接後の鋼管はサイジング工程で矯正しなけれ
ばならない主な原因は、溶接する前の成形工程で十分な
成形が行われていないことにある。この成形工程は、本
来、素板を開放状の円形断面に成形することが目的であ
る。しかし、設計者の経験のみに頼ってきたこれまでの
ロール設計は、成形中の素板の変形挙動を十分理解する
うえで行われたものではないため、この目的がなかなか
実現されていないのが現状である。むしろ「溶接さえで
きればよい」という安易な考え方が常識となってきた。
結局、必要な製品寸法の獲得は、ほとんどサイジング工
程に頼っている。さらに、成形プロセスが最適化されて
いないため、成形工程で余分な変形ひずみが生じやすい
うえ、複雑な残留応力分布にもなりやすい。
真円度などの製品寸法を獲得し、且つその上流側の成形
による残留応力の分布を均一化することを主な目的とし
ている。溶接後の鋼管はサイジング工程で矯正しなけれ
ばならない主な原因は、溶接する前の成形工程で十分な
成形が行われていないことにある。この成形工程は、本
来、素板を開放状の円形断面に成形することが目的であ
る。しかし、設計者の経験のみに頼ってきたこれまでの
ロール設計は、成形中の素板の変形挙動を十分理解する
うえで行われたものではないため、この目的がなかなか
実現されていないのが現状である。むしろ「溶接さえで
きればよい」という安易な考え方が常識となってきた。
結局、必要な製品寸法の獲得は、ほとんどサイジング工
程に頼っている。さらに、成形プロセスが最適化されて
いないため、成形工程で余分な変形ひずみが生じやすい
うえ、複雑な残留応力分布にもなりやすい。
【０００８】サイジング工程で生じるひずみは、鋼管の
用途によって、その全てが余分なものといってもよい場
合がある。例えば、上述したハイドロフォーミング加工
を行う際に、最終製品形状と素管は全く異なり、厳しい
真円度は必ずしも加工の必要条件ではなくなる。当然、
残留応力分布の均一化も重要ではない。このような場合
は、上記したサイジング工程の主な目的から見て、この
製造工程を省略することは可能であり、また、ロール交
換作業の低減および鋼管の２次加工性の改善にとって非
常に有利である。
用途によって、その全てが余分なものといってもよい場
合がある。例えば、上述したハイドロフォーミング加工
を行う際に、最終製品形状と素管は全く異なり、厳しい
真円度は必ずしも加工の必要条件ではなくなる。当然、
残留応力分布の均一化も重要ではない。このような場合
は、上記したサイジング工程の主な目的から見て、この
製造工程を省略することは可能であり、また、ロール交
換作業の低減および鋼管の２次加工性の改善にとって非
常に有利である。
【０００９】しかし、前述のように、従来の成形方式お
よび経験的なロール設計では、成形工程の前半に当たる
ブレークダウン成形において素板幅方向の曲率の制御が
殆ど行われておらず、成形工程の後半に当たるフィンパ
ススタンドにおいて強圧下・強絞りなどの手段で無理に
形状を整える場合が多い。しかし、本発明者らの実験及
び解析結果によると、このようなフィンパス依存型成形
は、過大な変形ひずみを生じるだけではなく、フィンパ
スで一気に所要の曲率分布を得られないことも多い。特
にフィンパスでは、その次の溶接工程に関わる周長管理
などの機能も果たさなければならないため、曲率制御を
犠牲にして周長管理を優先するのが現状である。このよ
うな場合は、サイジング工程がなければ、必要最低限の
真円度さえ得られない可能性が非常に高い。
よび経験的なロール設計では、成形工程の前半に当たる
ブレークダウン成形において素板幅方向の曲率の制御が
殆ど行われておらず、成形工程の後半に当たるフィンパ
ススタンドにおいて強圧下・強絞りなどの手段で無理に
形状を整える場合が多い。しかし、本発明者らの実験及
び解析結果によると、このようなフィンパス依存型成形
は、過大な変形ひずみを生じるだけではなく、フィンパ
スで一気に所要の曲率分布を得られないことも多い。特
にフィンパスでは、その次の溶接工程に関わる周長管理
などの機能も果たさなければならないため、曲率制御を
犠牲にして周長管理を優先するのが現状である。このよ
うな場合は、サイジング工程がなければ、必要最低限の
真円度さえ得られない可能性が非常に高い。
【００１０】ところが、前記したＦＦ−Ｘミルのような
高性能の成形設備を成形工程に用いた場合、成形工程で
の変形ひずみを極力抑えると共に、上述した問題点を解
決することが可能である。例えば、ＦＦ−Ｘミルの場合
は、成形工程の前半であるブレークダウン成形部におい
て、成形機能の優れたエッジベンド成形方式を用い、製
品曲率を直接狙って素板幅領域の大部分を成形し、成形
工程の後半であるフィンパス成形で所要の曲率分布を得
やすい断面形状を作り出す。そのため、フィンパスで小
さな成形負荷で成形目的を達成できるだけではなく、周
長管理も行いやすくなる。特に、ロール兼用型ミルであ
るＦＦ−Ｘミルのブレークダウン成形では、予め設定し
た兼用範囲内のすべての製品外径・肉厚にロール交換な
しで対応できるため、周長管理のための帯鋼幅の調整に
非常に対応しやすい。
高性能の成形設備を成形工程に用いた場合、成形工程で
の変形ひずみを極力抑えると共に、上述した問題点を解
決することが可能である。例えば、ＦＦ−Ｘミルの場合
は、成形工程の前半であるブレークダウン成形部におい
て、成形機能の優れたエッジベンド成形方式を用い、製
品曲率を直接狙って素板幅領域の大部分を成形し、成形
工程の後半であるフィンパス成形で所要の曲率分布を得
やすい断面形状を作り出す。そのため、フィンパスで小
さな成形負荷で成形目的を達成できるだけではなく、周
長管理も行いやすくなる。特に、ロール兼用型ミルであ
るＦＦ−Ｘミルのブレークダウン成形では、予め設定し
た兼用範囲内のすべての製品外径・肉厚にロール交換な
しで対応できるため、周長管理のための帯鋼幅の調整に
非常に対応しやすい。
【００１１】ＦＦ−Ｘミル以外のロール兼用型ミルまた
はロール交換型ミルを用いても、成形工程でＦＦ−Ｘミ
ルと同等の適切な曲率制御及び周長管理を行うことがで
きれば、溶接後の鋼管はサイジング工程で矯正しなくて
も２次加工の素材として必要な真円度や周長公差などを
満たすことは可能である。すなわち、本発明は、入側設
備、成形設備、溶接設備、矯正設備および出側設備等か
ら構成される鋼管製造設備において、矯正設備の一部で
あるサイザーを配置しないことを特徴とする鋼管製造設
備である。
はロール交換型ミルを用いても、成形工程でＦＦ−Ｘミ
ルと同等の適切な曲率制御及び周長管理を行うことがで
きれば、溶接後の鋼管はサイジング工程で矯正しなくて
も２次加工の素材として必要な真円度や周長公差などを
満たすことは可能である。すなわち、本発明は、入側設
備、成形設備、溶接設備、矯正設備および出側設備等か
ら構成される鋼管製造設備において、矯正設備の一部で
あるサイザーを配置しないことを特徴とする鋼管製造設
備である。
【００１２】
【発明の実施の形態・実施例】図２には、ロール成形に
よる従来の溶接鋼管の製造設備の構成を示す。鋼管の素
材となる帯鋼コイルはアンコイラー１で巻き戻された
後、レベラー２、ルーパー５などの入側設備を経て、ブ
レークダウンロール群７、クラスタ成形ロール群８およ
びフィンパス成形ロール群９などからなる成形設備に入
る。成形工程で開放型の円筒となった素材の両エッジが
溶接設備１０で溶接された後、サイジングロール群から
なるサイザー１２およびストレートナー１３で形状矯正
され、最後に製品長さに切断する切断機１４などの出側
設備を経て最終製品となる。
よる従来の溶接鋼管の製造設備の構成を示す。鋼管の素
材となる帯鋼コイルはアンコイラー１で巻き戻された
後、レベラー２、ルーパー５などの入側設備を経て、ブ
レークダウンロール群７、クラスタ成形ロール群８およ
びフィンパス成形ロール群９などからなる成形設備に入
る。成形工程で開放型の円筒となった素材の両エッジが
溶接設備１０で溶接された後、サイジングロール群から
なるサイザー１２およびストレートナー１３で形状矯正
され、最後に製品長さに切断する切断機１４などの出側
設備を経て最終製品となる。
【００１３】上記製造設備におけるサイザーでは、製品
外径に対応する孔型を有する複数段のロールで溶接後の
鋼管を外径、周長及び真円度などの寸法が公差内になる
ように仕上げる。鋼管の外径が変わる毎にこれらのロー
ルをすべて交換する必要があり、ロール交換・調整によ
る作業が非常に煩瑣である。また、成形工程で所要の曲
率分布が得られない場合は、このサイジング工程におい
て大きな矯正負荷及び変形ひずみが発生する。しかし、
従来の成形ミルを成形工程に用いた場合は、素板幅端部
及び全域にわたる曲げ加工が不充分であったり、設定通
りの断面形状にならなかったりすることが多く、所要寸
法の鋼管を得るためにサイジング工程が必要不可欠であ
る。
外径に対応する孔型を有する複数段のロールで溶接後の
鋼管を外径、周長及び真円度などの寸法が公差内になる
ように仕上げる。鋼管の外径が変わる毎にこれらのロー
ルをすべて交換する必要があり、ロール交換・調整によ
る作業が非常に煩瑣である。また、成形工程で所要の曲
率分布が得られない場合は、このサイジング工程におい
て大きな矯正負荷及び変形ひずみが発生する。しかし、
従来の成形ミルを成形工程に用いた場合は、素板幅端部
及び全域にわたる曲げ加工が不充分であったり、設定通
りの断面形状にならなかったりすることが多く、所要寸
法の鋼管を得るためにサイジング工程が必要不可欠であ
る。
【００１４】ところが、ＦＦ−Ｘミルまたはそれと同等
な成形機能を有するミルを成形工程に用い、且つハイド
ロフォーミングなどの２次加工プロセスの素材の製造を
目的とする場合は、サイジング工程の省略が可能であ
る。図１には、本発明によるサイザーのない鋼管製造設
備の構成例を示す。帯鋼がＦＦ−Ｘミル１５で開放型の
円筒状に成形された後、両エッジが溶接設備１０で溶接
されパイプとなる。その後、直接ストレートナー１３に
入り、長手方向に矯正されてから、切断機１４で所要長
さに切断される。
な成形機能を有するミルを成形工程に用い、且つハイド
ロフォーミングなどの２次加工プロセスの素材の製造を
目的とする場合は、サイジング工程の省略が可能であ
る。図１には、本発明によるサイザーのない鋼管製造設
備の構成例を示す。帯鋼がＦＦ−Ｘミル１５で開放型の
円筒状に成形された後、両エッジが溶接設備１０で溶接
されパイプとなる。その後、直接ストレートナー１３に
入り、長手方向に矯正されてから、切断機１４で所要長
さに切断される。
【００１５】上記構成においては、２次加工プロセスの
設計によって素管の真直度が厳しく要求されていない場
合、ストレートナーを省略することも可能である。特
に、ＦＦ−Ｘミルの場合は、パスラインを自由に設定す
る機能を持ち、パスラインの高さを適切に調整すること
により、真直度を制御することは可能である。
設計によって素管の真直度が厳しく要求されていない場
合、ストレートナーを省略することも可能である。特
に、ＦＦ−Ｘミルの場合は、パスラインを自由に設定す
る機能を持ち、パスラインの高さを適切に調整すること
により、真直度を制御することは可能である。
【００１６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明は、連続ロー
ル成形による鋼管、特に電縫鋼管の製造において、サイ
ザーを用いることなくロール交換作業を大きく軽減し、
且つ２次加工性に優れた鋼管の製造が可能な新しい鋼管
製造設備を安価に提供することができる。
ル成形による鋼管、特に電縫鋼管の製造において、サイ
ザーを用いることなくロール交換作業を大きく軽減し、
且つ２次加工性に優れた鋼管の製造が可能な新しい鋼管
製造設備を安価に提供することができる。
【図１】本発明による鋼管製造設備の概略構成図。
【図２】従来の鋼管製造設備の概略構成図。
１…アンコイラー ２…レベラー ３…端末切断機 ４…シャーウェルダー ５…ルーパー ６…入口ガイド ７…ブレークダウンロール ８…クラスターロール ９…フィンパスロール １０…溶接機 １１…スクイーズロール １２…サイジングロール（サイザー） １３…ストレートナー １４…切断機 １５…ＦＦ−Ｘミル
Claims (1)
- 【請求項１】 入側設備、成形設備、溶接設備、矯正設
備および出側設備等から構成される鋼管製造設備におい
て、矯正設備の一部であるサイザーを配置しないことを
特徴とする鋼管製造設備。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11110924A JP2000301230A (ja) | 1999-04-19 | 1999-04-19 | 鋼管製造設備 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11110924A JP2000301230A (ja) | 1999-04-19 | 1999-04-19 | 鋼管製造設備 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000301230A true JP2000301230A (ja) | 2000-10-31 |
Family
ID=14548080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11110924A Pending JP2000301230A (ja) | 1999-04-19 | 1999-04-19 | 鋼管製造設備 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000301230A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008093703A (ja) * | 2006-10-12 | 2008-04-24 | Jfe Steel Kk | 溶接部特性の良好な電縫管の製造装置 |
| CN102500641A (zh) * | 2011-12-14 | 2012-06-20 | 无锡鼎丰不锈钢管有限公司 | 不锈钢弯管式排气歧管的制造工艺 |
| IT201800003894A1 (it) * | 2018-03-22 | 2019-09-22 | Fives Oto Spa | Svuotamento automatico linea. |
-
1999
- 1999-04-19 JP JP11110924A patent/JP2000301230A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008093703A (ja) * | 2006-10-12 | 2008-04-24 | Jfe Steel Kk | 溶接部特性の良好な電縫管の製造装置 |
| CN102500641A (zh) * | 2011-12-14 | 2012-06-20 | 无锡鼎丰不锈钢管有限公司 | 不锈钢弯管式排气歧管的制造工艺 |
| IT201800003894A1 (it) * | 2018-03-22 | 2019-09-22 | Fives Oto Spa | Svuotamento automatico linea. |
| EP3549689A1 (en) * | 2018-03-22 | 2019-10-09 | Fives Oto S.P.A. | Strip profiling line comprising a cutting device |
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