JP5082746B2

JP5082746B2 - 角形鋼管の製造設備および製造方法

Info

Publication number: JP5082746B2
Application number: JP2007266031A
Authority: JP
Inventors: 重人坂下; 祐二杉本; 雅仁鈴木
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2007-10-12
Filing date: 2007-10-12
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2027-10-12
Also published as: JP2009090363A

Description

本発明は、角形鋼管の製造設備および製造方法に関するものである。

角形鋼管の製造方法の一つとして、通常の電縫鋼管（円形断面）の製造工程を利用して製造するものがある（例えば、特許文献１参照）。

図４は、このような通常の電縫鋼管の製造工程を利用した角形鋼管（角形電縫鋼管）の代表的な製造ラインを示すものである。通常の電縫鋼管を製造する場合と同様に、アンコイラ１で巻き戻された鋼帯２１は、テンションレベラ２で形状矯正され、エッジミラー３で幅方向端面を整えられた後、プリフォーマー４を通過し、ロール成形機５によって略円形の管状体（オープン管）２２に成形される。そして、オープン管２２の突き合わされた幅方向両端部が電縫溶接されて（すなわち、高周波加熱装置６で幅方向両端部が加熱された後、スクイズロール７で圧接されて）、円形管体２３となり、その電縫溶接部のビードが切削バイト８で除去される。この後、通常の電縫鋼管を製造する場合と異なり、円形管体２３は角孔型を有する定形ロール９によって、所定の角形形状を備えた角形鋼管（角形電縫鋼管）２４に整形され、切断機１０で所定長さに切断される。

そして、上記のようにして製造された角形鋼管２４は、その後、オンライン上での部分的な目視検査および、オフラインにおける、主に抜き取り式の目視検査によって、表面欠陥（表面性状）等の検査が行われた後、表示・塗油されて出荷される。
特開２００６−２３３３２３号公報

角形鋼管は、その形状から周方向に回転させることが困難ということもあり、生産能率も考慮して、上述したように、表面欠陥の検査については、オンライン上での部分的な目視検査および、オフラインにおける、主に抜き取り式の目視検査によって行われているが、これでは、全製品に対する表面検査が実施されないとともに、製造ラインに対する迅速なフィードバックが困難であるために、表面欠陥の大量発生を招く可能性もあり、表面性状の良好な角形鋼管を安定して製造することが難しい。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、表面性状の良好な角形鋼管を安定して製造することができる角形鋼管の製造設備および製造方法を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。

［１］鋼帯をロール成形して略円形の管状体にするロール成形装置と、前記略円形の管状体の幅方向両端部を電縫溶接して円形管体にする電縫溶接装置と、前記円形管体を角孔型ロールで整形して角形鋼管にする定形ロール装置と、前記角形鋼管を所定長さに切断する切断装置とを備えた角形鋼管の製造設備において、前記定形ロール装置と前記切断装置との間に、角形鋼管の表面欠陥を検査する表面検査装置を備えていて、前記表面検査装置は、角形鋼管の表面を照射する照射手段と、該照射手段で照射された角形鋼管の表面を撮影する撮影手段と、該撮影手段が撮影した画像における輝度の差異に基づいて表面欠陥を検出する画像処理手段とを備えており、前記照射手段と前記撮影手段とからなる撮像ユニットが前記角形鋼管の４つの表面に対してそれぞれ配置されていることを特徴とする角形鋼管の製造設備。

［２］前記表面検査装置の入側に水切り手段を備えていることを特徴とする前記［１］に記載の角形鋼管の製造設備。

［３］前記［１］または［２］に記載の角形鋼管の製造設備を用いた角形鋼管の製造方法であって、表面検査装置が検出した表面欠陥の形態と検出位置に基づいて、当該表面欠陥の発生原因を特定し、当該表面欠陥が解消するように、関係する装置を調整することを特徴とする角形鋼管の製造方法。

本発明においては、定形ロール装置と切断装置との間に表面検査装置を備えているので、角形鋼管の表面欠陥をオンラインで連続的に検査することができる。その結果、生産能率を阻害することなく全長（全製品）の表面検査を実施できるようになるとともに、製造ラインに対する迅速なフィードバックができるようになので、表面欠陥の大量発生を抑止し、表面性状の良好な角形鋼管を安定して製造することが可能となる。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る角形鋼管（角形電縫鋼管）の製造設備を示すものであり、図２、図３は、その詳細説明図である。

図１に示すように、この実施形態に係る角形鋼管の製造設備は、図４で示したものと同様に、鋼帯コイル２０を巻き戻すアンコイラ１と、巻き戻された鋼帯２１の形状矯正を行うテンションレベラ２と、鋼帯２１の幅方向端面を整えるエッジミラー３と、鋼帯２１を予成形するプリフォーマー４と、鋼帯２１をロール成形して略円形の管状体２２にするロール成形機５と、略円形の管状体２２の幅方向両端部を電縫溶接して円形管体２３にする電縫溶接装置（管状体２２の幅方向両端部を加熱する高周波加熱装置６と、加熱された管状体２２の幅方向両端部を圧接するスクイズロール７）と、円形管体２３の電縫溶接部のビードを除去する切削バイト８と、円形管体２３を角孔型ロールで整形して角形鋼管（角形電縫鋼管）２４にする定形ロール９と、角形鋼管２４を所定長さに切断する切断機１０とを備えている。

その上で、この実施形態に係る角形鋼管の製造設備においては、定形ロール９と切断装置１０との間に、角形鋼管２４の表面欠陥を検査する表面検査装置１１を備えている。

図２は、この実施形態における表面検査装置１１近傍の説明図であり、表面検査装置１１の入側に、定形ロール９で用いたロール冷却・潤滑水の水切りを行って、検査環境を整えるための水切り手段として、水切りロール１７とエアパージ装置１８が設けられている。

そして、図３は、この実施形態における表面検査装置１１の説明図であり、表面検査装置１１は、角形鋼管２４の表面を照射するライト１３と、ライト１３で照射された角形鋼管の表面を撮影するカメラ１４とからなる撮像ユニット１２と、カメラ１４が撮影した画像における輝度の差異に基づいて表面欠陥を検出する画像処理装置１５とを備えている。なお、図３では、簡略化して、撮像ユニット１２が角形鋼管２４の上面にのみ配置されているようになっているが、実際には、撮像ユニット１２は他の３つの表面（下面と左右側面）にも配置されている。

これによって、表面検査装置１１は、角形鋼管２４の全長および全周にわたって表面欠陥の検出を行い、検出した表面欠陥の形態（例えば、ラップ疵、へげ疵等）とその検出位置（例えば、上面、下面等）を識別することができる。

ちなみに、角形鋼管の表面欠陥の検査方法としては、表面波を用いた接触式の検査方法や、超音波または渦流を用いた非接触式の検査方法等が考えられる。

しかし、表面波を用いた接触式の検査方法では、検査機器を製造ライン上に設置した際に、製造時の振動等のために、検査機器の破損率が高く、ノイズの影響も大きい。

また、超音波または渦流を用いた非接触方式では、多チャンネル化が必須となり、初期コストおよびメンテナンスコストが膨大となる。

その点、この実施形態の表面検査装置のように、カメラの撮像を画像処理する光学式の方法は、非接触方式なので、検査機器の破損が回避されるとともに、多チャンネル化の必要がないので、低廉化が図られる。

ただし、表面検査装置１１を定形ロール９と切断装置１０の間に設置した場合、定形ロール９で使用したロール冷却・潤滑水が検査前の角形鋼管２４の表面に付着したり、ライト１２やカメラ１３に飛散したりして、検査環境が悪化する可能性があるので、前述したように、水切りロール１７とエアパージ装置１８によって水切りを行い、検査前の角形鋼管２４の表面を乾燥状態にすること等によって、ロール冷却・潤滑水の影響を排除して、検査環境を整えるようにしている。

そして、上記のように構成された角形鋼管の製造設備においては、表面検査装置１１が角形鋼管２４の表面欠陥を検出した場合には、その表面欠陥の形態（例えば、ラップ疵、へげ疵等）とその検出位置（例えば、上面、下面等）に基づいて、当該表面欠陥の発生原因（例えば、ロール成形機５の設定不良、定形ロール９の設定不良等）を特定し、当該表面欠陥が解消するように（あるいは、許容範囲内に収まるように）、関係する装置の設定を調整するようにしている。

なお、上記において、表面欠陥の形態と検出位置に基づいて当該表面欠陥の発生原因を特定する際には、予め、これまでの操業実績や実験データ等から表面欠陥の形態等とその発生原因をデータベース化（テーブル化）しておき、検出した表面欠陥をそのデータベースと突き合わせることによって、発生原因を特定するようにすればよい。

このようにして、この実施形態においては、定形ロール９と切断機１０との間に光学式の表面検査装置１１を備えているので、角形鋼管２４の表面欠陥をオンラインで連続的に精度良く検査することができる。その結果、生産能率を阻害することなく全長・全周の表面検査を実施できるようになるとともに、製造ラインに対する迅速なフィードバックができるようになるので、表面欠陥の大量発生を抑止し、表面性状の良好な角形鋼管を安定して製造することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る角形鋼管の製造設備を示す図である。本発明の一実施形態における詳細説明図である。本発明の一実施形態における詳細説明図である。従来技術の説明図である。

符号の説明

１アンコイラ
２レベラ
３エッジミラー
４プリフォーマー
５ロール成形機
６高周波加熱装置
７スクイズロール
８切削バイト
９定形ロール
１０切断機
１１表面検査装置
１２撮像ユニット
１３ライト
１４カメラ
１５画像処理装置
１７水切りロール
１８エアパージ装置
２０鋼帯コイル
２１鋼帯
２２略円形の管状体（オープン管）
２３円形管体
２４角形鋼管（角形電縫鋼管）

Claims

鋼帯をロール成形して略円形の管状体にするロール成形装置と、前記略円形の管状体の幅方向両端部を電縫溶接して円形管体にする電縫溶接装置と、前記円形管体を角孔型ロールで整形して角形鋼管にする定形ロール装置と、前記角形鋼管を所定長さに切断する切断装置とを備えた角形鋼管の製造設備において、前記定形ロール装置と前記切断装置との間に、角形鋼管の表面欠陥を検査する表面検査装置を備えていて、前記表面検査装置は、角形鋼管の表面を照射する照射手段と、該照射手段で照射された角形鋼管の表面を撮影する撮影手段と、該撮影手段が撮影した画像における輝度の差異に基づいて表面欠陥を検出する画像処理手段とを備えており、前記照射手段と前記撮影手段とからなる撮像ユニットが前記角形鋼管の４つの表面に対してそれぞれ配置されていることを特徴とする角形鋼管の製造設備。
前記表面検査装置の入側に水切り手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の角形鋼管の製造設備。
請求項１または２に記載の角形鋼管の製造設備を用いた角形鋼管の製造方法であって、表面検査装置が検出した表面欠陥の形態と検出位置に基づいて、当該表面欠陥の発生原因を特定し、当該表面欠陥が解消するように、関係する装置を調整することを特徴とする角形鋼管の製造方法。