JP6248683B2 - 電縫鋼管製造ラインにおけるスケール除去装置 - Google Patents

Description

本発明は、電縫鋼管製造ラインにおけるスケール除去装置に関するものである。

電縫鋼管の製造工程では、図６に示すように、熱延ラインから搬送されてくるコイル状の鋼板１を巻き戻し（巻きほぐし）て、先行の鋼板と後続の鋼板とを溶接後、一旦、ルーパー２への送り込みが行われる。ルーパー２は、後段の造管ラインにおける処理スピードに応じて鋼板の送り出しを行い、ルーパー２から送り出された鋼板１は、造管ラインでの成形３・溶接４・矯正５の各工程を経て造管され、その後、切断機６で適宜の長さに切断されて電縫鋼管となる。

電縫鋼管のうち、特に、石油や天然ガス等の掘削に用いられる油井管には、高強度・優れた耐腐食性・優れた靱性を兼ね備えることが求められる。従来、このような要求に答えるため、鋼板の炭素や窒素等の各元素の含有量を規定した各種技術が開示されている（例えば、特許文献１、２）。

しかし、上記従来技術では、鋼板の炭素含有量が高く、鋳造能力や熱延能力が低下するという欠点や、電縫鋼管の造管時に曲がりが発生しやすいという欠点があった。

これらの欠点を克服するため、鋼板の炭素含有量を低く抑えるなどの成分調整による対策が講じられている。

しかし、コイル表面に酸化スケールが多く発生しやすくなり、また当該酸化スケールは鋼板との密着性が低く剥離しやすいため、造管途中で剥離したスケールの粉塵による作業環境の悪化や、造管ラインに配置された各種センサーの故障、更には、鋼板のアバタ疵など、新たな問題の要因となっている。

特開２００７−１３８２８９号公報 特開２００７−１３８２９０号公報

本発明の目的は前記問題を解決し、コイル表面に不可避的に発生する酸化スケールの剥離に起因する各種問題（作業環境の悪化や、センサーの故障、鋼板のアバタ疵など）を解消する技術を提供することである。

上記課題を解決するためになされた本発明の電縫鋼管製造ラインにおけるスケール除去装置は、熱延ラインから搬送されてくるコイル状の鋼板を巻き戻す巻き戻し手段と、巻き戻した鋼板を管状に形成する造管手段を備えた電縫鋼管製造ラインにおけるスケール除去装置であって、前記巻き戻し手段で巻き戻された鋼板の板面の両面を挟みこむ一対のスケール除去用ブラシと、該一対のブラシの周囲を囲う集塵ボックスからなり、該一対のブラシを、前記造管手段の前段に、該ブラシ間を通過する鋼板の板面が床面に対し９０±１０°となる角度で配置したことを特徴とするものである。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の電縫鋼管製造ラインにおけるスケール除去装置において、前記一対のブラシを、各ブラシの先端部が重複する位置に配置したことを特徴とするものである。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の電縫鋼管製造ラインにおけるスケール除去装置において、前記一対のブラシのうち、少なくとも一方のブラシが、ブラシ位置を鋼板の板厚変動に自動追従して移動させる位置調節手段を備えることを特徴とするものである。

請求項４記載の発明は、請求項１記載の電縫鋼管製造ラインにおけるスケール除去装置において、前記集塵ボックスの下方に落下するスケールを吸引するサイクロン集塵機を備えることを特徴とするものである。

請求項５記載の発明は、請求項１記載の電縫鋼管製造ラインにおけるスケール除去装置において、前記集塵ボックスの下方に落下するスケールを系外に排出する排出路にバグフィルターを備えることを特徴とするものである。

本発明では、熱延ラインから搬送されてくるコイル状の鋼板を巻き戻す巻き戻し手段と、巻き戻した鋼板を管状に形成する造管手段を備えた電縫鋼管製造ラインにおけるスケール除去装置を、前記巻き戻し手段で巻き戻された鋼板の両面を挟みこむ一対のブラシおよび該一対のブラシの周囲を囲う集塵ボックスで構成し、該一対のブラシを、前記造管手段の前段に、該ブラシ間を通過する鋼板の板面が床面に対し略垂直となる角度で配置しているため、熱延ラインから搬送されてきたコイル状の鋼板表面に発生している酸化スケールを、造管手段の前段で、ブラシとの接触により集塵ボックス内の床面方向に落下させて集塵することができる。落下したスケールは、集塵ボックス内に留まるため、造管途中で剥離したスケールの粉塵に起因する各種問題（作業環境の悪化や、各種センサーの故障、鋼板のアバタ疵発生など）を回避することができる。

本発明のスケール除去装置を備えた電縫鋼管製造ラインの概略説明図である。 スケール除去装置の概略説明図である。 鋼板の通板角度にズレが生じた場合の対策を説明する図である。 鋼板の板厚に変更が生じた場合の対策を説明する図である。 サイクロン集塵機の集塵能力が不十分である場合の対策を説明する図である。 従来の電縫鋼管製造ラインの概略説明図である。

以下に本発明の好ましい実施形態を示す。

スケール除去装置７は、図１に示すように、熱延ラインから搬送されてくるコイル状の鋼板８を巻き戻す巻き戻し手段９と、巻き戻した鋼板を管状に形成する造管手段１０を備えた電縫鋼管製造ラインのうち、造管手段１０の前段に配置されている。より好ましくは、図１のようにルーパー２の入側に配置されれば、ルーパー２内に除去したスケールを持ち込んで鋼板の疵になるおそれがないため好ましい。

スケール除去装置７は、図２に示すように、巻き戻し手段９で巻き戻された鋼板の両面を挟みこむ一対のブラシ１１と、該一対のブラシ１１の周囲を囲う集塵ボックス１２と、集塵ボックス１２の下方に落下したスケールを吸引するサイクロン集塵機１３から構成されている。ブラシ１１としては、砥粒入り等の特殊なブラシでなく、通常の化繊性のブラシを使用することができるが、スケールの状況に応じ、適宜選択する。

本実施形態では、巻き戻し手段９で巻き戻された鋼板は、板面を水平にして送り出された後、板面が垂直になるように捻られ、板面が垂直（板面が床面に対し、９０±１０°）の状態で、ルーパー２へ送りこまれる。ルーパー２は、前段と後段の処理能力の差を吸収する機能を備え、後段の造管手段１０の処理能力に応じて、最適スピードで鋼板の送り出しを行う。

鋼板は、板面が垂直（板面が床面に対し、概ね９０±１０°）の状態で、ルーパー２から送り出され、その後、ローラー等によって水平になるまで捩りもどされて、造管手段１０へと送り込まれる。

本来、図３―（１）に示すように、ブラシ１１間には、鋼板の板厚分のスペースを確保し、片側のブラシで鋼板の片面、反対側のブラシで鋼板のもう一方の面をブラッシングすれば、両面のスケール除去が可能であるが、この状態で、ブラシを固定した場合、図３―（２）に示すように、鋼板の通板角度にズレが生じた場合、ブラシ先端が鋼板表面に届かない箇所が生じ、この部分にスケールが残留する恐れがある。そこで、本実施形態では、図３―（３）に示すように、各ブラシの先端３０ｍｍが、重複するように近づけて配置し、図３―（４）に示すように、鋼板の通板角度にズレが生じた場合でも、確実に全面のスケール除去が可能な構造としている。重複代は通常の電縫鋼管製造であれば３０ｍｍ程度で十分であるが、鋼板の板厚や各ブラシの磨耗程度によって５〜５０ｍｍ程度の範囲で適宜選択する。

一対のブラシ１１は、前述の様に通板される鋼板８の垂直状態に合わせ、ブラシ設置の床面に対し９０°±１０°の範囲で鋼板８表面の垂直方向に向けて傾斜させる他、鋼板８の通板方向（前方又は後方）に同様に一対のブラシ１１を傾斜させ、ブラシの接触面積を増やすことも好ましく、必要に応じこれらを複合的に用いることも好ましい。また、一対のブラシ１１が同一方向だけに傾斜するのではなく、お互いクロスする方向に傾斜させれば、ブラシの当たりが強くなり、スケール除去に好ましい。尚、ブラシはその胴長方向に複数分割されていて、磨耗状況に応じ分割された部分を差し替えるなどすることも好ましい。

また、本来、図４―（１）に示すように、ブラシ１１間には、鋼板の板厚分のスペースを確保し、片側のブラシで鋼板の片面、反対側のブラシで鋼板のもう一方の面をブラッシングすれば、両面のスケール除去が可能であるが、この状態で、ブラシを固定した場合、図４―（２）に示すように、鋼板の板厚に変更が生じた場合、その都度、手動でブラシ位置を変更する必要があり、作業が煩雑となる。そこで、本実施形態では、図４―（３）に示すように、一方のブラシに、エアシリンダーや電動押込などのブラシ間隔調整装置１４を隣接配置し、図４―（４）に示すように、鋼板の板厚に変更が生じた場合でも、ブラシ位置が鋼板の板厚変動に自動追従して移動するようにして、手作業によるブラシ位置の調節が不要な構造としている。

なお、図２に示したように、本実施形態のスケール除去装置７は、サイクロン集塵機１３を備えているが、図５−（１）に示すように、サイクロン集塵機の集塵能力が不十分である場合、排気口１６からスケールの粉塵が流出する恐れがある。そこで、本実施形態では、図５−（２）に示すように、スケールを系外に排出する排出路のうち、排気口の手前にバグフィルター１５を備えて、排気口からの粉塵流出を確実に回避可能な構造としている。

図６に示した従来の電縫鋼管製造ラインにおいて、スケール除去装置を設置しないケースを比較例とし、本発明のスケール除去装置を設置したケースを実施例として、電縫鋼管の外径φ１１４．３〜φ４０６．４（鋼板の板幅 ３３０〜１３００ｍｍ）、鋼板の板厚２．１〜１９ｍｍ、入側通板速度 ６０〜２３０ｍｐｍの条件下で、センサ異常トラブル、およびアバタ疵による製品不良の発生件数を調べたところ、センサ異常トラブルは、月間６．２時間（比較例）から０時間（実施例）に減少し、製品不良件数は、月間３３本（比較例）から１８本（実施例）に減少することが確認された。

１ 鋼板
２ ルーパー
３ 成形工程
４ 溶接工程
５ 矯正工程
６ 切断機
７ スケール除去装置
８ 鋼板
９ 巻き戻し手段
１０ 造管手段
１１ 一対のブラシ
１２ 集塵ボックス
１３ サイクロン集塵機
１４ ブラシ間隔調整装置
１５ バグフィルター
１６ 排気口

Claims (5)

1. 熱延ラインから搬送されてくるコイル状の鋼板を巻き戻す巻き戻し手段と、巻き戻した鋼板を管状に形成する造管手段を備えた電縫鋼管製造ラインにおけるスケール除去装置であって、
   前記巻き戻し手段で巻き戻された鋼板の板面の両面を挟みこむ一対のスケール除去用ブラシと、該一対のブラシの周囲を囲う集塵ボックスからなり、
   該一対のブラシを、前記造管手段の前段に、該ブラシ間を通過する鋼板の板面が床面に対し９０±１０°となる角度で配置したことを特徴とする電縫鋼管製造ラインにおけるスケール除去装置。
2. 前記一対のブラシを、各ブラシの先端部が重複する位置に配置したことを特徴とする請求項１記載の電縫鋼管製造ラインにおけるスケール除去装置。
3. 前記一対のブラシのうち、少なくとも一方のブラシが、ブラシ位置を鋼板の板厚変動に自動追従して移動させる位置調節手段を備えることを特徴とする請求項１記載の電縫鋼管製造ラインにおけるスケール除去装置。
4. 前記集塵ボックスの下方に落下するスケールを吸引するサイクロン集塵機を備えることを特徴とする請求項１記載の電縫鋼管製造ラインにおけるスケール除去装置。
5. 前記集塵ボックスの下方に落下するスケールを系外に排出する排出路にバグフィルターを備えることを特徴とする請求項１記載の電縫鋼管製造ラインにおけるスケール除去装置。