JP3236591U - 鋼管製造設備 - Google Patents

Abstract

【課題】製造可能な鋼管の板厚、管径及び長さが制限されることなく、効率良く鋼管を製造可能な鋼管の鋼管製造設備を提供する。
【解決手段】鋼板９０を連続移動させて鋼管９５を製造する鋼管製造設備１０は、連続移動させる２枚の鋼板９０のうちの一方の鋼板９０の終端と、他方の鋼板９０の始端と、を突き合わせて溶接する鋼板溶接装置３０と、鋼板溶接装置３０において溶接された鋼板９０を鋼管９５の原材料として保持する鋼板保持テーブル４０と、鋼板保持テーブル４０において保持される鋼板９０から鋼管９５を成形する鋼管成形装置１５～１８と、鋼管成形装置１５～１８において成形された鋼管９５を所定の長さに切断する鋼管切断装置２１と、から構成されている。
【選択図】図１

Description

本考案は、鋼板を連続移動させて鋼管を製造する方法及び鋼管製造設備に関するものである。

従来、鋼板を連続移動させて鋼管を製造する鋼管製造設備としては、特許文献１に示すような設備がある。特許文献１の鋼管製造設備は、鋼板を、ブレークダウンロール、クラスタロール及びフィンパスロールに順次通して、湾曲成形することで、円管状の鋼管を製造するものである。

特許文献１の鋼管製造設備では、製造する鋼管に見合う板厚及び幅を有する鋼板が、原材料としてコイル（ロール）状に準備される。そして、コイル状の鋼板を連続して払い出してレベリング装置によって矯正し、各種ロールを順次通すことで、円管状の鋼管が製造される。

特開２０１７―１８５５２８号公報

しかしながら、特許文献１の鋼管製造設備で用いられるコイル状の鋼板は、その最大板厚及びその最大幅が決まっている。そのため、コイル状の鋼板を原材料として鋼管を製造する場合には、製造可能な鋼管の板厚及び管径が制限されるという問題があった。

このようなことから、コイル状の鋼板からでは製造できない所定以上の板厚及び管径の鋼管を製造するためには、この板厚及び管径の鋼管に見合う板厚及び幅を有する１枚の鋼板を準備する必要がある。

しかしながら、このような鋼板は、輸送にあたり１枚当たりの最大長さが決まっている。そのため、このような鋼板を原材料として鋼管を製造する場合には、製造可能な鋼管の長さが制限されるという問題があった。

さらに、コイル状の鋼板が全て次工程に払い出された場合には、新たなコイル状の鋼板を準備する必要がある。同様に、１枚の鋼板が次工程に払い出された場合には、新たな１枚の鋼板を準備する必要がある。そして、新たなコイル状の鋼板及び新たな１枚の鋼板を準備する間は、次工程の装置を待機させる必要がある。そのため、鋼管の製造効率が低下するという問題があった。特に、円弧状に湾曲成形された鋼板のエッジ部を高周波抵抗溶接機によって溶接する鋼管製造設備では、鋼板を高速で移動させることが可能であるため、高速で設備の下流側に移動される鋼板の移動速度に合わせて、新たなコイル状の鋼板或いは１枚の鋼板を準備し、設備の下流側に供給する必要がある。

そこで、本考案は、製造可能な鋼管の板厚、管径及び長さが制限されることなく、効率良く鋼管を製造可能な鋼管の製造方法及び鋼管製造設備を提供することを目的とする。

本考案の解決しようとする課題は以上であり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、本考案の鋼管の製造方法は、鋼板を連続移動させて鋼管を製造する鋼管の製造方法であって、連続移動させる２枚の鋼板のうちの一方の鋼板の終端と、他方の鋼板の始端と、を突き合わせて溶接する鋼板溶接工程と、前記鋼板溶接工程において溶接された鋼板を前記鋼管の原材料として保持する鋼板保持工程と、前記鋼板保持工程において保持される鋼板から前記鋼管を成形する鋼管成形工程と、前記鋼管成形工程において成形された前記鋼管を所定の長さに切断する鋼管切断工程と、から構成される方法である。

本考案の鋼管の製造方法は、前記鋼板溶接工程において、前記一方の鋼板の終端と、前記他方の鋼板の始端と、の突き合わせ部分に未溶接部分を形成する方法である。

本考案の鋼管の製造方法は、前記鋼管切断工程において、前記鋼板溶接工程にて形成される前記未溶接部分を検出することによって、前記鋼管を切断する方法である。

本考案の鋼管製造設備は、鋼板を連続移動させて鋼管を製造する鋼管製造設備であって、連続移動させる２枚の鋼板のうちの一方の鋼板の終端と、他方の鋼板の始端と、を突き合わせて溶接する鋼板溶接装置と、前記鋼板溶接装置によって溶接された鋼板を前記鋼管の原材料として保持する鋼板保持テーブルと、前記鋼板保持テーブルによって保持される鋼板から前記鋼管を成形する鋼管成形装置と、前記鋼管成形装置によって成形された前記鋼管を所定の長さに切断する鋼管切断装置と、を備えるものである。

本考案の鋼管製造設備は、前記鋼板溶接装置が、前記一方の鋼板の終端と、前記他方の鋼板の始端と、の突き合わせ部分に未溶接部分を形成するものである。

本考案の鋼管製造設備は、前記鋼管切断装置が、前記鋼板溶接装置によって形成される前記未溶接部分を検出することで、前記鋼管を切断するものである。

本考案の鋼管の製造方法及び鋼管製造設備によれば、連続移動させる２枚の鋼板のうちの一方の鋼板の終端と、他方の鋼板の始端と、突き合わせて溶接した鋼板を鋼管の原材料として使用することから、１枚当たりの最大長さが決まっている鋼板を鋼管の原材料として使用する場合であって、複数の鋼板を連続した状態で移動させることができる。また、コイル状の鋼板が全て次工程に払い出された場合、或いは１枚の鋼板が次工程に払い出された場合であっても、次工程の装置を待機させることなく、新たなコイル状の鋼板及び新たな１枚の鋼板を準備することができる。そのため、製造可能な鋼管の板厚、管径及び長さが制限されることなく、効率良く鋼管を製造することができる。

本考案に係る鋼管製造設備を示す概略図である。 本考案に係る鋼管製造設備の一部構成を示す平面図である。 本考案に係る鋼管製造設備の溶接機近傍を示す平面図である。 本考案に係る鋼管製造設備の鋼板保持テーブル近傍を示す平面図である。 本考案に係る鋼管製造設備における溶接後の鋼板の突き合わせ部分を示す平面図である。 本考案に係る鋼管製造設備における鋼管成形後の鋼板の突き合わせ部分を示す平面図である。

以下、本考案の実施例を図面に基づき説明する。

図１に示すように、本考案に係る鋼管製造設備１０は、所定の厚さの鋼板９０から丸形或いは角形の鋼管９５を製造する設備である。

鋼管製造設備１０では、鋼管９５を製造するための原材料として、例えば、コイル（ロール）状の鋼板９０が準備される。コイル状の鋼板９０は、製造する鋼管９５に見合う所定の板厚及び幅を有する鋼板がコイル（ロール）状に巻かれたものである。また、鋼管製造設備１０では、コイル状の鋼板９０からでは製造できない板厚及び幅以上の鋼管９５を製造する場合には、鋼管９５を製造するための原材料として、コイル状の鋼板９０ではなく、コイル（ロール）状に巻かれていない１枚の鋼板９０Ａ（図２参照）が準備される。なお、以下では、鋼管９５を製造するための原材料をコイル状の鋼板９０として説明する。

鋼管製造設備１０では、コイルスキッド９６（図２参照）に載せられたコイル状の鋼板９０が、ピンチローラ等から構成される巻き戻し装置１１によって巻き戻された後、レベリング装置１２によって平らに矯正される。そして、鋼板９０の巻き戻し先端部分のみが切断装置１３によって切断除去される。

巻き戻されて搬送方向Ｈへ連続移動される鋼板９０は、その幅方向の両側のエッジ部９０ｆがトリミング装置１４によって切断除去される。次いで、鋼板９０は、その幅方向の両側のエッジ部９０ｆが対向するように、プリフォーム装置１５（「鋼管成形装置」の一例）によって緩やかなＲ状に成形された後、複数のブレークダウンロール１６Ａからなるブレークダウン装置１６（「鋼管成形装置」の一例）によって徐々に円弧状に湾曲成形される。

円弧状に湾曲成形された鋼板９０は、その上部の一対の垂直板部分が、複数のクラスタロール１７Ａからなるクラスター装置１７（「鋼管成形装置」の一例）において、内側へと曲げ成形される。そして、円弧状に湾曲成形された鋼板９０は、複数のフィンパスロール１８Ａからなるフィンパス装置１８（「鋼管成形装置」の一例）によって徐々に円管状に成形され、その幅方向の両側のエッジ部９０ｆ間が当接された鋼管９５Ａがプレス成形される。鋼管９５Ａは高周波抵抗溶接機１９に入り、加熱による溶融方式の溶接が施工された後、切削装置２０によって外面ビートが切削される。さらに、外面ビートが切削された鋼管９５Ａは、図示しない成形装置によって円形又は角形に成形された後、鋼管切断装置２１によって所定の長さに切断されることで、製品としての鋼管９５となる。

ここで、鋼管製造設備１０では、原材料であるコイル状の鋼板９０から全ての鋼板９０が払い出された場合には、新たなコイル状の鋼板９０が準備され、溶接機３０（鋼板溶接工程）において、払い出された鋼板９０の終端９０ａ（図５Ａ参照）と新たに準備されたコイル状の鋼板９０の始端９０ｂ（図５Ａ参照）とが突き合わされ、溶接される。

図１から図３に示すように、溶接機３０（「鋼板溶接装置」の一例）は、切断装置１３とトリミング装置１４との間に設けられる。より具体的には、溶接機３０は、切断装置１３の下流側に設けられる開先加工機２２の下流側であって、一対のセンタリングユニット２３の間に設けられる。溶接機３０は、連続移動させる２枚の鋼板９０のうちの一方の鋼板９０の終端９０ａと、他方の鋼板９０の始端９０ｂと、を突き合わせて溶接する。すなわち、溶接機３０は、払い出された鋼板９０の終端９０ａと、新たに準備されたコイル状の鋼板９０の始端９０ｂと、を突き合わせて溶接する。新たに準備されたコイル状の鋼板９０の始端９０ｂは、レベリング装置１２によって平らに矯正され、開先加工機２２によって幅方向の両側縁に開先が形成された後、払い出された鋼板９０の終端９０ａと溶接される。

なお、コイル（ロール）状に巻かれていない１枚の鋼板９０Ａを鋼管９５の原材料とする場合には、レベリング装置１２と切断装置１３との間に設けられるテーブル２４に１枚の鋼板９０Ａを載置し、テーブル２４に載置した鋼板９０Ａの始端９０ｂと、テーブル２４の下流側にある鋼板９０Ａの終端９０ａと、を突き合わせて、溶接機３０によって溶接する。

このように、溶接機３０が２枚の鋼板９０を突き合わせ溶接することで、鋼板９０を途切れさせることなく連続して次工程に移動させることができる。

溶接機３０は、ガスシールド溶接、或いはサブマージアーク溶接等によって鋼板９０の突き合わせ溶接を行う。図５Ａに示すように、溶接機３０は、２枚の鋼板９０を溶接する際に、２枚の鋼板９０の突き合わせ部分９０ｃにおける所定の領域のみを溶接する。すなわち、溶接機３０は、２枚の鋼板９０の突き合わせ部分９０ｃに、溶接を行う溶接部分９０ｄと、溶接を行わない未溶接部分９０ｅと、を形成する。溶接機３０は、２枚の鋼板９０の突き合わせ部分９０ｃを所定の間隔で溶接することで、溶接部分９０ｄと、未溶接部分９０ｅと、を形成する。

より具体的には、図５Ｂに示すように、溶接機３０は、鋼板９０を鋼管９５に成形する際に鋼板９０の突き合わせ部分９０ｃにおいて湾曲成形される部分、及び鋼板９０の幅方向の両端部分を溶接部分９０ｄとして溶接し、湾曲成形されない部分は溶接せずに未溶接部分９０ｅとする。すなわち、溶接機３０は、鋼板９０の突き合わせ部分９０ｃにおいて鋼管９５のＲ部分９５ａ（角部分）となる部分、及び鋼板９０の幅方向の両側のエッジ部９０ｆを溶接部分９０ｄとして溶接し、鋼管９５の側面９５ｂとなる部分を溶接せずに未溶接部分９０ｅとする。

このように、２枚の鋼板９０の突き合わせ部分９０ｃに未溶接部分９０ｅを形成することで、後述する鋼管切断装置２１のレーザーセンサ５０が検出（反応）可能な部分を突き合わせ部分９０ｃに形成することができる。すなわち、２枚の鋼板９０の突き合わせ部分９０ｃに、光（レーザー）が透過可能な部分を形成することで、レーザーセンサ５０が２枚の鋼板９０の突き合わせ部分９０ｃを検出することができる。また、未溶接部分９０ｅを形成することで溶接を行う部分が減るため、溶接時間を短縮することができる。なお、突き合わせ部分９０ｃに未溶接部分９０ｅを形成しない場合（突き合わせ部分９０ｃを全て溶接して溶接部分９０ｄとした場合）には、突き合わせ部分９０ｃにレーザーセンサ５０が検出（反応）可能な部分がないため、レーザーセンサ５０が突き合わせ部分９０ｃを検出することができない。

さらに、鋼管製造設備１０では、鋼板９０から鋼管９５を製造するに際して、鋼板９０を一定速度で下流側の工程に移動させる必要がある。そのため、溶接機３０（鋼板溶接工程）において溶接された鋼板９０をトリミング装置１４の上流側で一時的に溜め込む必要がある。そこで、鋼管製造設備１０では、図１及び図４に示すように、切断装置１３とトリミング装置１４との間であって、溶接機３０の下流側に、鋼板保持テーブル４０が設けられている。鋼板保持テーブル４０は、溶接機３０によって溶接された鋼板９０を鋼管９５の原材料として保持する。鋼板保持テーブル４０は、鋼管９５をその長さ方向に搬送する長尺の遊転ローラコンベヤと、短尺の駆動ローラコンベヤと、によって主に構成されている。

さらにまた、図１に示すように、鋼管製造設備１０では、クラスター装置１７等の各種の鋼管成形装置（鋼管成形工程）によって鋼管９５に成形された鋼板９０の突き合わせ部分９０ｃの位置を、鋼管切断装置２１において検出するために、レーザーセンサ５０が設けられている。鋼管切断装置２１は、レーザーセンサ５０によって検出される鋼板９０の突き合わせ部分９０ｃの位置に基づいて鋼管９５を切断する。より具体的には、鋼管切断装置２１は、レーザーセンサ５０によって検出される鋼板９０の突き合わせ部分９０ｃから所定距離だけ離れた位置を鋼管９５の切断位置として、鋼管９５を切断する。

鋼管切断装置２１に設けられるレーザーセンサ５０は、鋼管９５に成形された鋼板９０の突き合わせ部分９０ｃに形成される未溶接部分９０ｅを検出する。すなわち、レーザーセンサ５０は、鋼板９０の突き合わせ部分９０ｃにおいて光（レーザー）が透過可能な部分を検出する。なお、未溶接部分９０ｅを検出するセンサは、レーザーセンサ５０に限定されるものではなく、未溶接部分９０ｅを検出可能な光センサであれば構わない。

鋼管切断装置２１は、レーザーセンサ５０が鋼板９０の未溶接部分９０ｅを検出することで、鋼管９５に成形された鋼板９０の突き合わせ部分９０ｃの位置を検出する。そして、鋼管切断装置２１は、検出した鋼板９０の突き合わせ部分９０ｃから所定距離だけ離れた位置を鋼管９５の切断位置として、鋼管９５を切断する。このように、鋼管切断装置２１は、鋼板９０の突き合わせ部分９０ｃの未溶接部分９０ｅを利用して、鋼板９０の突き合わせ部分９０ｃを検出し、鋼管９５を切断することから、鋼板９０の突き合わせ部分９０ｃの近傍にて鋼管９５を確実に切断できるため、製品としての鋼管９５の歩留まりを向上させることができる。

以上のように、本実施形態に係る鋼管製造設備１０及び鋼管９５の製造方法によれば、連続移動させる２枚の鋼板９０のうちの一方の鋼板９０の終端９０ａと、他方の鋼板９０の始端９０ｂと、突き合わせて溶接した鋼板９０を鋼管９５の原材料として使用することから、１枚当たりの最大長さが決まっている鋼板９０を鋼管９５の原材料として使用する場合であって、複数の鋼板９０を連続した状態で移動させることができる。また、コイル状の鋼板９０が全て次工程に払い出された場合、或いは１枚の鋼板９０Ａが次工程に払い出された場合であっても、次工程の装置を待機させることなく、新たなコイル状の鋼板９０及び新たな１枚の鋼板９０Ａを準備することができる。そのため、製造可能な鋼管９５の板厚、管径及び長さが制限されることなく、効率良く鋼管９５を製造することができる。

なお、本実施形態においては、溶接機３０が、切断装置１３の下流側に設けられる開先加工機２２の下流側であって、一対のセンタリングユニット２３の間に設けられているが、この位置に限定されるものではなく、クラスター装置１７等の各種の鋼管成形装置が鋼板９０を鋼管９５に成形する前に、突き合わせ溶接が可能な位置であれば構わない。

また、本実施形態においては、溶接機３０による２枚の鋼板９０の突き合わせ溶接を、クラスター装置１７等の各種の鋼管成形装置と同一のライン上で行っているが、これに限定されるものではなく、各種の鋼管成形装置とは異なるライン（場所）において、２枚の鋼板９０の突き合わせ溶接を行っても構わない。

１０ 鋼管製造設備
１５ プリフォーム装置（鋼管成形装置）
１６ ブレークダウン装置（鋼管成形装置）
１７ クラスター装置（鋼管成形装置）
１８ フィンパス装置（鋼管成形装置）
２１ 鋼管切断装置
３０ 溶接機（鋼板溶接装置）
４０ 鋼板保持テーブル
９０ 鋼板
９０ａ 鋼管の終端
９０ｂ 鋼管の始端
９０ｅ 未溶接部分
９５ 鋼管

本考案は、鋼板を連続移動させて鋼管を製造する鋼管製造設備に関するものである。

そこで、本考案は、製造可能な鋼管の板厚、管径及び長さが制限されることなく、効率良く鋼管を製造可能な鋼管製造設備を提供することを目的とする。

本考案の鋼管製造設備によれば、連続移動させる２枚の鋼板のうちの一方の鋼板の終端と、他方の鋼板の始端と、突き合わせて溶接した鋼板を鋼管の原材料として使用することから、１枚当たりの最大長さが決まっている鋼板を鋼管の原材料として使用する場合であって、複数の鋼板を連続した状態で移動させることができる。また、コイル状の鋼板が全て次工程に払い出された場合、或いは１枚の鋼板が次工程に払い出された場合であっても、次工程の装置を待機させることなく、新たなコイル状の鋼板及び新たな１枚の鋼板を準備することができる。そのため、製造可能な鋼管の板厚、管径及び長さが制限されることなく、効率良く鋼管を製造することができる。

Claims (6)

1. 鋼板を連続移動させて鋼管を製造する鋼管の製造方法であって、
   連続移動させる２枚の鋼板のうちの一方の鋼板の終端と、他方の鋼板の始端と、を突き合わせて溶接する鋼板溶接工程と、
   前記鋼板溶接工程において溶接された鋼板を前記鋼管の原材料として保持する鋼板保持工程と、
   前記鋼板保持工程において保持される鋼板から前記鋼管を成形する鋼管成形工程と、
   前記鋼管成形工程において成形された前記鋼管を所定の長さに切断する鋼管切断工程と、
   から構成されること
   を特徴とする鋼管の製造方法。
2. 前記鋼板溶接工程において、前記一方の鋼板の終端と、前記他方の鋼板の始端と、の突き合わせ部分に未溶接部分を形成すること
   を特徴とする請求項１に記載の鋼管の製造方法。
3. 前記鋼管切断工程において、前記鋼板溶接工程にて形成される前記未溶接部分を検出することによって、前記鋼管を切断すること
   を特徴とする請求項２に記載の鋼管の製造方法。
4. 鋼板を連続移動させて鋼管を製造する鋼管製造設備であって、
   連続移動させる２枚の鋼板のうちの一方の鋼板の終端と、他方の鋼板の始端と、を突き合わせて溶接する鋼板溶接装置と、
   前記鋼板溶接装置によって溶接された鋼板を前記鋼管の原材料として保持する鋼板保持テーブルと、
   前記鋼板保持テーブルによって保持される鋼板から前記鋼管を成形する鋼管成形装置と、
   前記鋼管成形装置によって成形された前記鋼管を所定の長さに切断する鋼管切断装置と、
   を備えること
   を特徴とする鋼管製造設備。
5. 前記鋼板溶接装置は、前記一方の鋼板の終端と、前記他方の鋼板の始端と、の突き合わせ部分に未溶接部分を形成すること
   を特徴とする請求項４に記載の鋼管製造設備。
6. 前記鋼管切断装置は、前記鋼板溶接装置によって形成される前記未溶接部分を検出することで、前記鋼管を切断すること
   を特徴とする請求項５に記載の鋼管製造設備。

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