JP6684634B2 - 鋼管製造設備及び鋼管製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、鋼管の製造設備及び製造方法に関するものであり、特に、ロール成形により大径鋼管を製造する設備及び製造方法に関するものである。

従来、この種の鋼管製造設備においては、素材である鋼板を連続的に払出し、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、鋼板の幅方向の両側のエッジ部が対向するように湾曲成形し、対向するエッジ部を溶接することで円形中空状の鋼管を製造する。

この種の鋼管製造設備においては、フィンパスロール通過後のスクイズロールにおいて鋼板のエッジ部を溶接する際に突合せ目違いが発生することから、ブレークダウンロールの上流側に、鋼管の当該エッジ部を曲げ成形するエッジ曲げ装置が設けられている。

しかしながら、この種の鋼管製造設備では、まず、鋼管の当該エッジ部を曲げ成形してから湾曲成形を行うため、当該エッジ部の高さ或いは形状に合わせて、既存のスタンド及び各種ロールの形状等を変更する必要がある。

そこで、特許文献１に示す鋼管製造設備においては、ブレークダウンロールと、クラスタロールと、の間にエッジ曲げ装置を設け、ブレークダウンロールを通過した鋼板がクラスタロールへ導入される前に、エッジ曲げ装置により当該エッジ部の曲げ成形を行うものが開発されている。

特開平６−１２６３３７号公報

しかしながら、特許文献１に示す鋼管製造設備においては、鋼板をクラスタロールへ導入する時点で、鋼板の当該エッジ部が搬送方向に対して左右方向にズレる場合があり、特に、大径の鋼管を製造する際には当該ズレが生じ易い。そのため、特許文献１に示すような単に鋼板の当該エッジ部を曲げるエッジ曲げ装置に、左右方向にズレた状態の鋼板が導入されると、左右方向にズレた状態のままで鋼板のエッジ部が曲げられることとなり、鋼板のエッジ部を溶接する際に、依然として突合せ目違いが発生して溶接不良となる。

そこで、本発明は、クラスタロールによる成形中に、鋼板のエッジ部の搬送方向に対するズレを防止して鋼板のエッジ部の曲げ成形を行う鋼管製造設備及び鋼管製造方法を提供することを目的とする。

本発明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、本発明の鋼管製造設備は、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、前記鋼板の幅方向の両側のエッジ部が対向するように湾曲成形して円管状の鋼管を成形する鋼管製造設備であって、クラスタロールによる成形中に、前記鋼板のエッジ部を前記鋼板の厚さ方向から狭持して前記鋼板のエッジ部の曲げ成形を行うとともに、前記鋼板の位置決めを行うエッジ曲げ装置を備え、前記エッジ曲げ装置は、前記鋼板の厚さ方向上方から前記鋼板のエッジ部に当接する一対の上方当接ロールと、前記鋼板の厚さ方向下方から前記鋼板のエッジ部に当接する一対の下方当接ロールと、を備え、前記一対の上方当接ロールは、それぞれの上方当接ロールが前記クラスタロールが配置される位置に合わせて互いに対向して配置され、対向する前記上方当接ロール同士の間隔が、円管状に湾曲成形されて対向する前記鋼板のエッジ部の先端の間隔に合わせて設定され、前記一対の下方当接ロールは、それぞれの下方当接ロールが前記クラスタロールが配置される位置に合わせて互いに対向して配置され、対向する前記下方当接ロール同士の間隔が、円管状に湾曲成形されて対向する前記鋼板のエッジ部の先端の間隔に合わせて設定され、前記一対の上方当接ロールと、前記一対の下方当接ロールと、によって前記鋼板のエッジ部を前記鋼板の厚さ方向から狭持することにより前記鋼板のエッジ部の曲げ成形を行うとともに、前記一対の上方当接ロール又は前記一対の下方当接ロールによって前記鋼板の位置決めを行うものである。
上記構成では、鋼板の位置決めを行った状態で、鋼板のエッジ部の曲げ成形を行う。
また、上記構成では、上方当接ロールと、下方当接ロールと、によって、鋼板の位置決めを行った状態で、鋼板のエッジ部の曲げ成形を行う。

また、本発明の鋼管製造方法は、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、前記鋼板の幅方向の両側のエッジ部が対向するように湾曲成形して円管状の鋼管を成形する鋼管製造設備における鋼管製造方法であって、前記鋼管製造設備は、クラスタロールによる成形中に、前記鋼板のエッジ部を前記鋼板の厚さ方向から狭持して前記鋼板のエッジ部の曲げ成形を行うとともに、前記鋼板の位置決めを行うエッジ曲げ装置を備え、前記エッジ曲げ装置は、前記鋼板の厚さ方向上方から前記鋼板のエッジ部に当接する一対の上方当接ロールと、前記鋼板の厚さ方向下方から前記鋼板のエッジ部に当接する一対の下方当接ロールと、を備え、前記一対の上方当接ロールは、それぞれの上方当接ロールが前記クラスタロールが配置される位置に合わせて互いに対向して配置され、対向する前記上方当接ロール同士の間隔が、円管状に湾曲成形されて対向する前記鋼板のエッジ部の先端の間隔に合わせて設定され、前記一対の下方当接ロールは、それぞれの下方当接ロールが前記クラスタロールが配置される位置に合わせて互いに対向して配置され、対向する前記下方当接ロール同士の間隔が、円管状に湾曲成形されて対向する前記鋼板のエッジ部の先端の間隔に合わせて設定され、前記一対の上方当接ロールと前記一対の下方当接ロールとが前記鋼板のエッジ部を前記鋼板の厚さ方向から狭持することにより前記鋼板のエッジ部の曲げ成形が行われ、前記一対の上方当接ロール又は前記一対の下方当接ロールによって前記鋼板の位置決めが行われる方法である。
上記方法では、鋼板の位置決めを行った状態で、鋼板のエッジ部の曲げ成形を行う。

本発明の鋼管製造設備及び鋼管製造方法によれば、鋼板の位置決めを行った状態で、鋼板のエッジ部の曲げ成形を行うことから、クラスタロールによる成形中に、鋼板のエッジ部の搬送方向に対するズレを防止して鋼板のエッジ部の曲げ成形を行うことができる。そのため、鋼板のエッジ部を溶接する際に、突合せ目違いが発生せず、品質の良い鋼管を製造することができる。

本発明の実施の形態に係る鋼管製造設備を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る鋼管製造設備におけるクラスター装置及びエッジ曲げ装置を示す正面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。

以下、本発明の実施の形態に係る鋼管製造設備１０を図面に基づき説明する。

図１に示すように、鋼管製造設備１０は、鋼板１２の幅方向（鋼板１２の搬送方向に対して水平に直交する方向）の両側のエッジ部１２Ａ（図２）が対向するように湾曲成形し、両側のエッジ部１２Ａ同士を突き合わせて溶接して円管状の鋼管１１を成形する設備である。

鋼管製造設備１０においては、円管状の鋼管１１を製造するに当たり、この鋼管１１に見合う所定の板厚、長さの素材である鋼板１２がコイル（ロール）状で準備される。鋼板１２は、ピンチローラ等から構成される巻き戻し装置１３により巻き戻された後、レベリング装置１４により平らに矯正される。そして、鋼板１２の巻き戻し先端部分のみが切断装置１５により切断除去される。

巻き戻されて連続移動される鋼板１２は、トリミング装置１６により両側のエッジ部１２Ａが切断除去される。次いで、鋼板１２は、その幅方向の両側のエッジ部１２Ａが対向するように、プリフォーム装置１７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１８Ａからなるブレークダウン装置１８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１２は、複数のクラスタロール１９Ａからなるクラスター装置１９において、その上部の一対の垂直板部分が内側へと曲げ成形される。そして、複数のフィンパスロール２０Ａからなるフィンパス装置２０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１２Ａ間が当接された円管状の鋼管１１がプレス成形される。円管状の鋼管１１は高周波抵抗溶接機２１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２２により外面ビートが切削され、シーム溶接部を有する円管状の鋼管１１が製造される。

鋼管製造設備１０においては、クラスター装置１９によって鋼板１２全体の曲げ成形を行う際に、鋼板１２における幅方向の両側のエッジ部１２Ａの曲げ成形を行う。図２に示すように、クラスター装置１９には、鋼板１２のエッジ部１２Ａの曲げ成形を行うエッジ曲げ装置３０が設けられている。エッジ曲げ装置３０は、クラスタロール１９Ａが回動自在に支持されるスタンド１９Ｂの上部に設けられる。エッジ曲げ装置３０は、搬送ロール１９Ｃによって搬送される鋼板１２のエッジ部１２Ａを上方及び下方から狭持し、エッジ部１２Ａの曲げ成形を行う。

エッジ曲げ装置３０は、鋼板１２の厚さ方向に対して上方から鋼板１２のエッジ部１２Ａに当接する上方当接ロール３１と、鋼板１２の厚さ方向に対して下方から鋼板１２のエッジ部１２Ａに当接する下方当接ロール３５と、から主に構成されている。

上方当接ロール３１は、円管状に湾曲成形された鋼板１２の外周側に配置され、スタンド１９Ｂにより回動自在に支持される。上方当接ロール３１は、鋼板１２のエッジ部１２Ａの上面（円管状に湾曲成形された鋼板１２の外周面）に当接する。上方当接ロール３１は、鋼板１２の幅方向両側のそれぞれのエッジ部１２Ａに対応して設けられ、一対の上方当接ロール３１が互いに対向するように配置される。上方当接ロール３１は、鋼板１２のエッジ部１２Ａに上方から当接する上方ロール本体３２と、スタンド１９Ｂに支持されて上方ロール本体３２を回動自在に支持する上方ロール軸３３と、から主に構成される。

上方ロール本体３２は、その一端から他端に向けての軸径が、鋼板１２のエッジ部１２Ａの湾曲度合いに合わせて、徐々に大きくなるように成形されている。上方ロール本体３２は、鋼板１２の上方からエッジ部１２Ａを押圧することで、エッジ部１２Ａを曲げ成形する。また、上方ロール本体３２の一端（軸径が小さい側の端部）には、鋼板１２の位置決めを行うための位置決め部３４が形成されている。

位置決め部３４は、上方ロール本体３２の一端（軸径が小さい側の端部）に、上方ロール本体３２の一端（軸径が小さい側の端部）の径より大きく環状に形成される。位置決め部３４は、その環状の周端部が鋼板１２のエッジ部１２Ａの先端部（鋼板１２の幅方向の端面）に当接することにより、鋼板１２の左右方向（鋼板１２の搬送方向に対して水平に直交する方向）の位置決めを行う。

図２に示すように、下方当接ロール３５は、鋼板１２を挟んで上方当接ロール３１と対向するように、円管状に湾曲成形される鋼板１２の内周側に配置され、スタンド１９Ｂから下方に延設される支持部材１９Ｄにより回動自在に支持される。下方当接ロール３５は、鋼板１２のエッジ部１２Ａの下面（円管状に湾曲成形された鋼板１２の内周面）に当接する。下方当接ロール３５は、鋼板１２の幅方向両側のそれぞれのエッジ部１２Ａに対応して設けられ、一対の下方当接ロール３５が互いに対向するように配置される。下方当接ロール３５は、鋼板１２のエッジ部１２Ａに下方から当接する下方ロール本体３６と、支持部材１９Ｄに支持されて下方ロール本体３６を回動自在に支持する下方ロール軸３７と、から構成される。

下方ロール本体３６は、その一端から他端に向けての軸径が、鋼板１２のエッジ部１２Ａの湾曲度合いに合わせて、徐々に大きくなるように構成されている。下方ロール本体３６は、上方から上方ロール本体３２により押圧される鋼板１２のエッジ部１２Ａを下方から支持する。すなわち、上方ロール本体３２と、下方ロール本体３６と、により鋼板１２のエッジ部１２Ａを狭持することにより、鋼板１２のエッジ部１２Ａの曲げ成形を行うとともに、鋼板１２の上下方向の位置決めを行う。このように、下方当接ロール３５（下方ロール本体３６）が、円管状に湾曲成形される鋼板１２の内周側に配置されることで、上方当接ロール３１（上方ロール本体３２）の上方からの押圧によって鋼板１２が過度に折り曲げられることを防止できる。

図２及び図３に示すように、上方当接ロール３１及び下方当接ロール３５は、クラスタロール１９Ａが配置される位置に合わせて、鋼板１２の搬送方向に沿って配置される。また、対向する上方当接ロール３１同士の間隔Ｋ及び対向する下方当接ロール３５同士の間隔Ｋは、円管状に湾曲成形されて対向する鋼板１２のエッジ部１２Ａの先端（鋼板１２の幅方向の端面）の間隔に合わせて設定される。具体的には、上方当接ロール３１同士の間隔Ｋ及び下方当接ロール３５同士の間隔Ｋは、鋼板１２の搬送方向の上流側に配置される上方当接ロール３１及び下方当接ロール３５より、鋼板１２の搬送方向の下流側に配置される上方当接ロール３１及び下方当接ロール３５の方が狭い。また、当該間隔Ｋは、鋼板１２の搬送方向の下流側に配置される上方当接ロール３１及び下方当接ロール３５につれて徐々に狭くなるように設定される。

以上のように、上記構成によれば、鋼板１２の位置決めを行った状態で、鋼板１２のエッジ部１２Ａの曲げ成形を行うことから、クラスタロール１９Ａによる成形中に、鋼板１２のエッジ部１２Ａの搬送方向に対するズレを防止して鋼板１２のエッジ部１２Ａの曲げ成形を行うことができる。そのため、鋼板１２のエッジ部１２Ａを溶接する際に、突合せ目違いが発生せず、品質の良い鋼管１１を製造することができる。

１０ 鋼管製造設備
１１ 鋼管
１２ 鋼板
１２Ａ エッジ部
１８Ａ ブレークダウンロール
１９Ａ クラスタロール
２０Ａ フィンパスロール
３０ エッジ曲げ装置
３１ 上方当接ロール
３５ 下方当接ロール

Claims (2)

1. 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、前記鋼板の幅方向の両側のエッジ部が対向するように湾曲成形して円管状の鋼管を成形する鋼管製造設備であって、
   クラスタロールによる成形中に、前記鋼板のエッジ部を前記鋼板の厚さ方向から狭持して前記鋼板のエッジ部の曲げ成形を行うとともに、前記鋼板の位置決めを行うエッジ曲げ装置を備え、
   前記エッジ曲げ装置は、
   前記鋼板の厚さ方向上方から前記鋼板のエッジ部に当接する一対の上方当接ロールと、
   前記鋼板の厚さ方向下方から前記鋼板のエッジ部に当接する一対の下方当接ロールと、
   を備え、
   前記一対の上方当接ロールは、
   それぞれの上方当接ロールが前記クラスタロールが配置される位置に合わせて互いに対向して配置され、
   対向する前記上方当接ロール同士の間隔が、円管状に湾曲成形されて対向する前記鋼板のエッジ部の先端の間隔に合わせて設定され、
   前記一対の下方当接ロールは、
   それぞれの下方当接ロールが前記クラスタロールが配置される位置に合わせて互いに対向して配置され、
   対向する前記下方当接ロール同士の間隔が、円管状に湾曲成形されて対向する前記鋼板のエッジ部の先端の間隔に合わせて設定され、
   前記一対の上方当接ロールと、前記一対の下方当接ロールと、によって前記鋼板のエッジ部を前記鋼板の厚さ方向から狭持することにより前記鋼板のエッジ部の曲げ成形を行うとともに、前記一対の上方当接ロール又は前記一対の下方当接ロールによって前記鋼板の位置決めを行うこと
   を特徴とする鋼管製造設備。
2. 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、前記鋼板の幅方向の両側のエッジ部が対向するように湾曲成形して円管状の鋼管を成形する鋼管製造設備における鋼管製造方法であって、
   前記鋼管製造設備は、
   クラスタロールによる成形中に、前記鋼板のエッジ部を前記鋼板の厚さ方向から狭持して前記鋼板のエッジ部の曲げ成形を行うとともに、前記鋼板の位置決めを行うエッジ曲げ装置を備え、
   前記エッジ曲げ装置は、
   前記鋼板の厚さ方向上方から前記鋼板のエッジ部に当接する一対の上方当接ロールと、
   前記鋼板の厚さ方向下方から前記鋼板のエッジ部に当接する一対の下方当接ロールと、
   を備え、
   前記一対の上方当接ロールは、
   それぞれの上方当接ロールが前記クラスタロールが配置される位置に合わせて互いに対向して配置され、
   対向する前記上方当接ロール同士の間隔が、円管状に湾曲成形されて対向する前記鋼板のエッジ部の先端の間隔に合わせて設定され、
   前記一対の下方当接ロールは、
   それぞれの下方当接ロールが前記クラスタロールが配置される位置に合わせて互いに対向して配置され、
   対向する前記下方当接ロール同士の間隔が、円管状に湾曲成形されて対向する前記鋼板のエッジ部の先端の間隔に合わせて設定され、
   前記一対の上方当接ロールと前記一対の下方当接ロールとが前記鋼板のエッジ部を前記鋼板の厚さ方向から狭持することにより前記鋼板のエッジ部の曲げ成形が行われ、
   前記一対の上方当接ロール又は前記一対の下方当接ロールによって前記鋼板の位置決めが行われること
   を特徴とする鋼管製造方法。

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