JP3305088B2 - Welding tube forming method and forming stand - Google Patents

Welding tube forming method and forming stand

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JP3305088B2
JP3305088B2 JP00479594A JP479594A JP3305088B2 JP 3305088 B2 JP3305088 B2 JP 3305088B2 JP 00479594 A JP00479594 A JP 00479594A JP 479594 A JP479594 A JP 479594A JP 3305088 B2 JP3305088 B2 JP 3305088B2
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roll
rolls
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horizontal
forming
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憲治 羽田
康雄 木宮
大吾 住本
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新日本製鐵株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電気抵抗溶接法、ある
いは、その他の溶接法にて、所定の幅の金属帯を連続的
にロール成形、溶接する溶接管の製造ラインのセンター
ベンドを目的とする初・中期のロール成形群において、
捩れのない、寸法精度の良好な溶接管を成形するための
成形方法、および成形スタンドに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is directed to a center bend for a welded pipe production line for continuously rolling and welding a metal band having a predetermined width by an electric resistance welding method or another welding method. In the first and mid-term roll forming groups,
The present invention relates to a forming method and a forming stand for forming a welded pipe having no twist and good dimensional accuracy.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、電気抵抗溶接鋼管などの溶接管
を製造する製造工程においては、所定の幅の鋼帯が、複
数のブレークダウンロール、サイドロール、フィンパス
ロールなどからなる成形ロール群に連続的に供給され、
然る後にスクイズロールで高周波溶接他の溶接を施され
ることによって製造される。この方法は、連続で製造可
能なため、高能率で、低コストであることが大きな利点
である。このため、機械構造用管、ボイラー管、油井
管、各種配管など幅広く用いられており、最近では、厚
肉管、高張力管などの要求も増加している。さらに、高
級管指向として高寸法精度の確保が強く望まれている。
2. Description of the Related Art Generally, in a manufacturing process for manufacturing a welded pipe such as an electric resistance welded steel pipe, a steel strip having a predetermined width is formed into a forming roll group including a plurality of breakdown rolls, side rolls, and fin pass rolls. Continuously supplied,
Thereafter, it is manufactured by performing high-frequency welding or other welding with a squeeze roll. Since this method can be manufactured continuously, high efficiency and low cost are major advantages. For this reason, it is widely used for machine structural pipes, boiler pipes, oil well pipes, various pipes, and the like, and recently, demands for thick-walled pipes, high-tensile pipes, and the like are increasing. Further, it is strongly desired to ensure high dimensional accuracy for high-grade pipes.
【0003】この方法は従来、孔型をもつ複数のエッジ
ベンドロール、ブレークダウンロールで成形された後、
図4に示すような2ロールタイプの垂直サイドロール
5,5によって成形されるため、特に、厚肉管、高張力
管の製造において、スレッディング中あるいは成形中に
捩れが発生するという問題点が発生していた。一方、手
持ちロールの削減によるロールコストの削減、ロール組
み替え頻度の低減によるライン稼働率の向上、を実現す
るためのロール共用化技術の要望も強い。
[0003] In this method, conventionally, after being formed by a plurality of edge bend rolls and breakdown rolls having a hole shape,
Since it is formed by the two-roll type vertical side rolls 5 and 5 as shown in FIG. 4, there is a problem in that twisting occurs during threading or forming, particularly in the production of thick-walled pipes and high-tensile pipes. Was. On the other hand, there is a strong demand for a roll sharing technology for realizing a reduction in roll costs by reducing hand-held rolls and an improvement in the line operation rate by reducing the frequency of changing rolls.
【0004】これに対し、本発明者らは、特開平3−2
91116号公報において、センターベンドを目的とす
る水平上下ロールおよび垂直サイドロールを配置した4
ロールブレークダウンスタンドのスタンド位置を調整
し、ロール無拘束領域での変形曲率を当該成形サイズに
最適化することにより、ロールの共用化を図る方法を提
供した。
On the other hand, the present inventors have disclosed in Japanese Patent Laid-Open No.
No. 91116, in which horizontal and vertical rolls and vertical side rolls for center bend are arranged.
A method for sharing rolls is provided by adjusting the stand position of the roll breakdown stand and optimizing the deformation curvature in the unconstrained roll region to the molding size.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】特開平3−29111
6号公報を適用することにより、溶接管の成形ラインに
おけるロール共用化を図ることが可能となった。さら
に、通常のセンターベンドのための2ロール垂直サイド
ロールスタンドによる成形に比べ、上下方向の拘束によ
り捩れにくいという利点をも有している。一方、特に、
厚肉材、高張力材を成形する場合、以下の課題が予想さ
れる。つまり、厚肉材、高張力材を成形しようとする
と、サイドロールの反力が大となり、図5に模式的に示
すようにロール無拘束領域に変形が集中し、この領域に
過大な幅方向圧縮力7が作用し、増肉が発生するため偏
肉の要因となり得るという問題点がある。さらに、水平
上下ロール1,2に接触する前に垂直サイドロール3に
接触するような構造の場合、捩れの発生が大きくなると
いった問題点もある。
Problems to be Solved by the Invention
By applying the publication No. 6, it is possible to share rolls in a welding pipe forming line. Further, as compared with molding by a two-roll vertical side roll stand for normal center bend, there is also an advantage that it is less likely to be twisted due to vertical restraint. On the other hand,
When molding a thick-walled material or a high-tensile material, the following problems are expected. That is, when trying to form a thick material or a high-tensile material, the reaction force of the side rolls becomes large, and the deformation concentrates in the unconstrained roll region as schematically shown in FIG. There is a problem that the compressive force 7 acts to increase the wall thickness, which may cause uneven wall thickness. Further, in the case of a structure in which the vertical side rolls 3 are contacted before contacting the horizontal upper and lower rolls 1 and 2, there is also a problem that the occurrence of twist is increased.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明の第1項は、所定
の幅の金属帯をロール成形、溶接する溶接管の製造ライ
ンの初・中期のロール群におけるセンターベンドを目的
として水平上下ロールおよび左右対称の垂直サイドロー
ルを配置した4ロールブレークダウンスタンドにおい
て、水平上下ロールのロール径のうち大きくない方の径
H 、即ち水平上下ロールのロール径のうち小さい径D
H 、垂直サイドロールのロール径DV が下式を満足
し、かつ垂直サイドロールの軸芯の位置を水平上下ロー
ル軸芯の位置よりライン進行方向に対して下流側に配置
し、それぞれの軸芯間距離LVHは下式を満足させるよ
うにし、水平上下ロールと金属帯が接触した後に垂直サ
イドロールと金属帯が接触を開始することを特徴とする
溶接管の成形方法である。 DH ≧DV …………… LVH≦W …………… 但し、W:板幅
A first aspect of the present invention is a horizontal vertical roll for the purpose of center bending in a group of rolls in the first and middle stages of a welded pipe production line for roll forming and welding a metal band having a predetermined width. And a four-roll breakdown stand in which symmetrical vertical side rolls are arranged, the smaller one of the roll diameters of the horizontal upper and lower rolls D H , that is, the smaller diameter D of the roll diameters of the horizontal upper and lower rolls
H, satisfies the following formula is the roll diameter D V of the vertical side rolls and disposed on the downstream side with respect to the line direction of travel from the position the position of the horizontal upper and lower roll axis of the axis of the vertical side rolls, the axes The method of forming a welded pipe is characterized in that the center-to-center distance L VH satisfies the following expression, and that the vertical side rolls and the metal strip start to contact after the horizontal upper and lower rolls and metal strip contact. D H ≧ D V … L VH ≦ W …………………………………………………….
【0007】本発明の第2項は、所定の幅の金属帯をロ
ール成形、溶接する溶接管の製造ラインの初・中期のロ
ール群におけるセンターベンドを目的とし、水平上下ロ
ールおよび垂直サイドロールを配置した4ロールブレー
クダウンスタンドにおいて、水平上下ロールのロール径
のうち大きくない方の径DH 、垂直サイドロールのロー
ル径DV が下式を満足し、かつ、サイドロールの軸芯
のライン進行方向位置と水平上下ロール軸芯のライン進
行方向位置間の距離LVHが、下式を満足するようにそ
れぞれのロールを配置することを特徴とする溶接管の成
形スタンドである。 DH ≧DV …………… LVH≦W …………… 但し、W:板幅
The second aspect of the present invention is directed to a center bend in a group of rolls in the first and middle stages of a welded pipe production line for roll forming and welding a metal band having a predetermined width. in four-roll breakdown stand arranged, the diameter D H of the direction not greater among the roll diameter of the horizontal upper and lower rolls, satisfies the following formula is the roll diameter D V of the vertical side roll, and a line progression of the axis of the side roll A welding pipe forming stand characterized in that the rolls are arranged such that a distance L VH between the directional position and the line traveling direction position of the horizontal vertical roll axis satisfies the following expression. D H ≧ D V … L VH ≦ W …………………………………………………….
【0008】[0008]
【作用】本発明は、溶接管の成形領域において、センタ
ーベンドを目的とする4ロールブレークダウンスタンド
において、水平上下ロール、垂直サイドロールのロール
位置を調整することによってロールの共用性を実現して
いる。さらに、垂直サイドロールの軸芯のライン進行方
向位置を、水平上下ロール軸芯のライン進行方向位置の
下流側に設定することにより、ロール無拘束領域の面積
を増大することにより、幅方向圧下時による局部増肉を
抑制している。ここで、この効果を十分に発揮するため
には、この軸間距離LVHを板幅の1/10以上とするの
が望ましい。なお、この距離が板幅以上になると、後述
の捩れが発生する場合があるとともに、徒にスタンドの
大きさを大きくするため、距離の上限を設定した。
The present invention realizes the commonality of rolls by adjusting the roll position of horizontal upper and lower rolls and vertical side rolls in a four-roll breakdown stand for the purpose of center bend in the forming region of a welded pipe. I have. Furthermore, by setting the line traveling direction position of the axis of the vertical side roll to the downstream side of the line traveling direction position of the horizontal vertical roll axis, the area of the roll non-constrained area is increased, thereby reducing the widthwise reduction. Due to local thickening. Here, in order to sufficiently exhibit this effect, it is desirable that the inter-axis distance L VH is set to 1/10 or more of the plate width. If the distance is equal to or greater than the plate width, twist may be generated as described below, and the upper limit of the distance is set in order to increase the size of the stand.
【0009】また、軸芯位置をライン方向にずらすとと
もに、水平上下ロール径DH を垂直サイドロールのロー
ル径DV 以下とすることにより、水平上下ロールと金属
帯が接触した後に垂直サイドロールと金属帯の接触を開
始させており、これにより、サイドロール接触位置のず
れによって発生する捩れモーメントを抑制するといった
作用も有している。なお、以上は主としてロールの位置
調整によりロールの共用化を行なう場合について述べた
が、ロール共用化を実施しない場合においても、センタ
ーベンドとして成形外径毎にロール替えを行なう本発明
を適用した4ロールブレークダウンを、1段あるいは数
段設置する場合においても、寸法精度向上、捩れ抑制に
対しても同様に大きな効果を発揮する。
Further, by shifting the axial center position in the line direction and setting the horizontal vertical roll diameter DH to be equal to or smaller than the vertical side roll roll diameter DV, the horizontal vertical roll and the metal band come into contact with each other after the horizontal vertical roll comes into contact with the metal band. The contact of the metal strip is started, thereby having an effect of suppressing a torsional moment generated by a displacement of the side roll contact position. In the above description, the case where the rolls are commonly used by adjusting the position of the rolls has been mainly described. However, even when the rolls are not commonly used, the present invention in which the roll is changed for each forming outer diameter as the center bend is applied. Even in the case where one or several roll breakdowns are installed, a large effect is similarly exhibited for improving dimensional accuracy and suppressing twisting.
【0010】[0010]
【実施例】以下に、図1〜図3に示す実施例に基づい
て、本発明を詳細に説明する。図1は、本発明を適用し
たロール例の正面図、図2は図1の側面図を示すもので
ある。図において、1:水平上ロール、2:水平下ロー
ル、3:垂直サイドロール、4:被成形帯板、L:水平
ロール−垂直ロール間ライン方向距離を示す。垂直サイ
ドロールの3,3の軸芯は垂直上下ロール1,2の軸芯
に対しライン方向にLVH下流側に設定されている。ここ
で、各ロールの孔型は、成形サイズ、ロール共用範囲、
成形配分などによって、最適化されたものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the embodiments shown in FIGS. FIG. 1 is a front view of a roll example to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a side view of FIG. In the drawing, 1: horizontal upper roll, 2: horizontal lower roll, 3: vertical side roll, 4: strip to be molded, L: line direction distance between horizontal roll and vertical roll. The axes of the vertical side rolls 3 and 3 are set on the LVH downstream side in the line direction with respect to the axis of the vertical upper and lower rolls 1 and 2. Here, the hole shape of each roll is the forming size, the roll common range,
It is optimized by molding distribution.
【0011】図3は、降伏応力σy、肉厚tを変化させ
た場合の鋼管の成形において、成形配分(製品の曲率半
径/成形後の平均曲率半径)が0.4から0.6に成形
するために4ロールブレークダウンを適用し、水平上下
ロール軸芯と垂直サイドロール軸芯間のライン方向距離
VHを変化させた場合の、本スタンド通過後の増肉量と
出側の最大捩れ量を示したものである。本発明の範囲内
にLVHを設定することにより、増肉量、捩れ量ともに抑
えられていることがわかる。
FIG. 3 shows that, in the forming of a steel pipe when the yield stress σy and the wall thickness t are changed, the forming distribution (the radius of curvature of the product / the average radius of curvature after forming) is changed from 0.4 to 0.6. When applying 4 roll breakdown to change the line direction distance L VH between the horizontal vertical roll axis and the vertical side roll axis, the wall thickness increase after passing through the stand and the maximum twist on the exit side. It shows the amount. It can be seen that by setting L VH within the range of the present invention, both the thickness increase and the amount of twist are suppressed.
【0012】表1は、降伏応力279N/mm2 ,φ50.
8×t8(mm)相当の鋼管の成形において、センターベ
ンド領域に本発明を適用した場合と、従来法の2ロール
垂直サイドロールにより成形した場合のフィンパスロー
ル入側での捩れ量を示す。本発明を適用することによ
り、成形中、および、スレッディング中においても、著
しい捩れ抑制効果があることがわかる。
Table 1 shows that the yield stress is 279 N / mm 2 , φ50.
The figure shows the amount of twist on the entry side of the fin pass roll when the present invention is applied to the center bend region in forming a steel pipe equivalent to 8 × t8 (mm) and when forming is performed by a conventional two-roll vertical side roll. It can be seen that by applying the present invention, there is a remarkable torsion suppressing effect even during molding and during threading.
【0013】[0013]
【表1】 [Table 1]
【0014】[0014]
【発明の効果】本発明によれば、金属帯を連続的にロー
ル成形、溶接して溶接管を製造する際に、センターベン
ド領域において、肉厚精度を阻害することなく、捩れも
ない成形が可能である。
According to the present invention, when a metal tube is continuously roll-formed and welded to produce a welded pipe, the center bend region can be formed without hindering wall thickness accuracy and without twisting. It is possible.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】本発明を適用したロール例の正面図。FIG. 1 is a front view of a roll example to which the present invention is applied.
【図2】図1の側面図。FIG. 2 is a side view of FIG. 1;
【図3】本発明の水平上下ロール軸芯−垂直サイドロー
ル軸芯間ライン方向距離を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a line-direction distance between a horizontal vertical roll axis and a vertical side roll axis in the present invention.
【図4】従来法におけるセンターベンドのための2ロー
ルタイプの垂直サイドロールを示す図。
FIG. 4 is a view showing a two-roll type vertical side roll for center bend in a conventional method.
【図5】従来4ロールブレークダウン法において発生す
る増肉発生状況の模式説明図。
FIG. 5 is a schematic explanatory view of a state of occurrence of thickening occurring in a conventional four-roll breakdown method.
【符号の説明】[Explanation of symbols]
1 水平上ロール 2 水平下ロール 3 垂直サイドロール 4 被成形帯板 5 2ロールタイプサイドロール 6 増肉発生領域 7 圧縮力 8 幅方向圧下力 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Horizontal upper roll 2 Horizontal lower roll 3 Vertical side roll 4 Molded strip 5 2 Roll type side roll 6 Thickening occurrence area 7 Compressive force 8 Width direction compressive force
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−291116(JP,A) 特開 昭64−71520(JP,A) 特開 平5−277566(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21C 37/08 B21D 5/12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-3-291116 (JP, A) JP-A 64-71520 (JP, A) JP-A 5-277566 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) B21C 37/08 B21D 5/12

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】(57) [Claims]
  1. 【請求項1】 所定の幅の金属帯をロール成形、溶接す
    る溶接管の製造ラインの初・中期のロール群におけるセ
    ンターベンドを目的として水平上下ロールおよび左右対
    称の垂直サイドロールを配置した4ロールブレークダウ
    ンスタンドにおいて、水平上下ロールのロール径のうち
    大きくない方の径DH および垂直サイドロールのロール
    径DV が下式を満足し、かつ、垂直サイドロールの軸
    芯の位置を水平上下ロール軸芯の位置よりライン進行方
    向に対して下流側に配置し、それぞれの軸芯間距離LVH
    は下式を満足させるようにし、水平上下ロールと金属
    帯が接触した後に、垂直サイドロールと金属帯が接触を
    開始することを特徴とする溶接管の成形方法。 DH ≧DV …………… LVH≦W …………… 但し、W:板幅
    1. Four rolls in which horizontal upper and lower rolls and symmetrical vertical side rolls are arranged for the purpose of center bending in a group of rolls in the first and middle stages of a welded pipe production line for roll forming and welding a metal strip having a predetermined width. in the breakdown stand satisfies the following formula is the roll diameter D V of diameter D H and a vertical side roll towards not greater among the roll diameter of the horizontal upper and lower rolls, and horizontal upper and lower rolls the location of the axis of the vertical side rolls It is arranged downstream from the position of the axis with respect to the line traveling direction, and the distance L VH between respective axes is set.
    Is a method for forming a welded pipe, wherein a vertical side roll and a metal strip start to contact after the horizontal upper and lower rolls and the metal strip come into contact with each other so as to satisfy the following expression. D H ≧ D V … L VH ≦ W …………………………………………………….
  2. 【請求項2】 所定の幅の金属帯をロール成形、溶接す
    る溶接管の製造ラインの初・中期のロール群におけるセ
    ンターベンドを目的とし、水平上下ロールおよび左右対
    称の垂直サイドロールを配置した4ロールブレークダウ
    ンスタンドにおいて、水平上下ロールのロール径のうち
    大きくない方の径DH および垂直サイドロールのロール
    径DV が下式を満足し、かつ、サイドロールの軸芯の
    ライン進行方向位置と水平上下ロール軸芯のライン進行
    方向位置間の距離LVHが、下式を満足するようにそれ
    ぞれのロールを配置したことを特徴とする溶接管の成形
    スタンド。 DH ≧DV …………… LVH≦W …………… 但し、W:板幅
    2. A horizontal up-down roll and symmetrical vertical side rolls are arranged for the purpose of center bending in a group of rolls in the first and middle stages of a welded pipe production line for roll forming and welding a metal band having a predetermined width. in roll breakdown stand, to satisfy the following equation diameter D H and the roll diameter D V of the vertical side rolls towards not greater among the roll diameter of the horizontal upper and lower rolls, and a line process position of the axis of the side roll A forming stand for a welded pipe, wherein the rolls are arranged so that a distance L VH between the horizontal vertical roll axis centers in the line traveling direction satisfies the following expression. D H ≧ D V … L VH ≦ W …………………………………………………….
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