JPH02205206A - 電縫鋼管の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、縦ロールを使用してエツジ部近傍の曲げ成形
を行う成形法であり、帯鋼からの電縫鋼管の製造法に関
する。

（従来の技術） 従来、電縫鋼管は、通常、第５図に示すようなブレーク
ダウン、サイドロール、フィンパスロール列からなる連
続ロール成形機により帯鋼ｌから管状に成形された後、
突合せ溶接を行う工程にて製造されている０図示例にお
いて帯鋼１はブレークダウンと呼ばれるロール群２〜５
にて主に上下方向の圧下により曲げ成形を受けほぼ半円
形状まで成形される。その後、サイドロールと呼ばれる
縦ロール群８〜１０にて左右方向の圧下によりほぼ管状
に曲げ成形され、さらにフィンバスと呼ばれるロール群
１１〜１３にて周方向の圧下を加えると同時に曲げ成形
を行いほぼ製品の形状まで成形を行う。このようにほぼ
製品形状にまで連続的に曲げ成形されてから、図示しな
いが、電気抵抗溶接による継目溶接を行って電縫鋼管に
仕上げるのである。

このように、電縫鋼管の製法は曲げ成形と溶接とに分け
られるが、これらのうち成形を行う場合に重要なことは
全周にわたって均一な形状に曲げ成形すると共にＩＩｔ
続の突合せ溶接に最適な端面形状を得ることである。し
かしながら、ブレークダウンでの曲げ成形による寸法精
度に関し、従来技術では以下に述べる問題点がある。

■ブレークダウンでは第６図に示すような上下側ロール
１５．１６にて上下方向の圧下を加えて曲げ成形を行う
ことを考えた場合、両端部の曲げ成形が十分に行われて
いない。

■帯鋼１の曲げ成形を行う際に下側ロール１５と帯鋼１
の下側エツジ１７が最初に接触を開始し、この点を支点
として曲げ成形が行われる。従って帯鋼１の板厚の増加
に伴い鋼板の曲げ剛性が増大するとこの部分の減肉変形
が進行し寸法精度が悪化する。これはエツジ減肉と呼ば
れる。

■上記■項の場合と同様に上側ロール１６と帯鋼１の接
触部分となる端部接触領域１８についても板厚の増加に
伴う鋼板の曲げ剛性の増大と共に圧痕と呼ばれる減肉部
が発生し寸法精度が悪化する。

第７図は、ブレークダウン後の肉厚分布を帯鋼センター
からの距離に対して示すグラフであり、前述したエツジ
減肉および圧痕による肉厚減少がみられる。外周長８０
ｍ５のうち、幅はぼ４０ｍｍの領域にわたって肉厚変化
がみられるのが分かる０本例は、板幅１５０ｇ＊ｍＸ板
厚８．２　ｍ−の帯鋼を最終的に外径５０．８ｍｍＸ肉
厚８．２１の管に曲げ成形する場合についてのデータで
ある。

従来、これらの対策として上記の■、■項については、
通常、フィンバス工程での周方向の圧下による曲げ成形
時に発生するエツジ部の増肉により減肉部を相殺するこ
とが行われているが、プレクダウンのエツジ減肉とフィ
ンバスでのエツジ増肉との位置が完全に一致しないため
に減肉部を相殺するには過大な周方向圧下が必要となり
エツジ部の増肉による内面形状の悪化が著しい、またフ
ィンバスでの増肉は、成形中の材料のローリング現象に
より両エツジの差が生じ易く内面形状は−ｉ悪化すると
いう欠点がある。

第８図は、フィンパス後の肉厚分布を帯鋼センターから
の距離に対して示すもので、上述の関係が見られる。エ
ツジ減肉は解消しているが、今度はエツジ増肉が顕著に
表れているのが分かる。なお、本例も第７図の場合に同
じであり、フィンバスでの圧下量は２％であった。

（発明が解決しようとする課題） このようなブレークダウンでの曲げ成形不足、エツジ減
肉を根本的に低減する方法として特開昭５６−１３６２
３０号公報または同６０−７２６１４号公報に開示され
た手段が開発されているが、厚肉の鋼管の成形ではその
効果は十分ではない。

さらに、前記０項の対策としては上側ロールの曲率の改
善が一般的であり、特開昭６１−１１５６２３号公報等
に開示された手段が開発されているが、これらの対策も
厚肉の鋼管の成形ではその効果は十分ではない。

一方、管状に成形した後の突合せ溶接では両端面が平行
であることが望ましいが、両端面が直角な帯鋼を曲げ成
形した場合は両端面が平行にならと突合せ溶接に大きな
影響を与える。ここに、ｔは肉厚であり、Ｄは管外径を
いう、この対策としてフィンバスで行う端面成形がある
が、厚肉になると大きな周方向圧下が必要となり前述し
たように、内面形状が悪化する。さらに、ブレークダウ
ンに入る前の帯鋼の端面を切削、または圧延して予め角
度をつけることによって、管状成形後の端面を平行にす
る方法があるが、下面幅が上面幅より長く成形された台
形断面の下端がブレークダウンでの成形時に下側ロール
に接触し、この部分が端面側に折れこんでしまうことが
あり、これが突き合わせ不良の原因となる。

このように従来においては、電縫鋼管のエツジ部成形の
際の、ブレークダウンでの圧痕による肉厚減少とフィン
バスでの肉厚増加とは、特にそれが厚肉の鋼管の場合に
は未だ根本的な解決には至っていなかったのである。

すなわち従来の電縫鋼管の成形上の問題点は、ブレーク
ダウンでの圧痕による肉厚減少、およびブレークダウン
でのエツジ減肉等を相殺しさらに突合せ溶接の最適端面
形状を得るためのフィンバスでの過大な周方向圧下によ
るエツジ部の肉厚増加の、それぞれの発生である。

ここに本発明の目的は、寸法精度の大幅な向上が可能で
ある電縫鋼管の製造法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは上記の課題を解決するため、まず従来の厚
肉の電縫鋼管の曲げ成形工程における肉厚分布について
詳細に検討した。従来電縫鋼管の成形において縦ロール
による曲げ成形はブレークダウンにおいては殆ど行われ
ておらず、ブレークダウンとフィンパスとの間のサイド
ロールにおいて帯鋼中央部の曲げ成形が行われているだ
けであった。この際に帯鋼エツジの曲げ成形はブレーク
ダウン前半スタンドと外形絞りを行うフィンパススタン
ドとで行われている。したがってエツジ部の曲げ成形は
幅方向に圧下を加えることが可能であれば、フィンパス
のような略円形の孔型のロールを用いなくとも可能であ
る。

しかし、単に幅方向の圧下を加えるだけでは幅方向の圧
下によるエツジ部の増肉が問題となる。

そこでこのエツジ増肉部に相当する部分を事前に減肉さ
せておくことにより、幅方向圧下によるエツジ増肉を相
殺しエツジ部の肉厚分布を大幅に改善することが可能と
なる。

さらに縦ロールによるエツジ部の成形は多段式とするこ
とにより、略製品の形状の曲率まで成形を行うことが可
能であって、フィンパスでのエツジ部の曲げ成形は不要
となるために、厚肉の電縫鋼管の肉厚分布は大幅に改善
されることを知り、本発明を完成した。

ここに、本発明の要旨とするところは、帯鋼をロール群
で連続的に曲げ成形してから電気抵抗溶接する電縫鋼管
の製造法において、前記帯鋼を管状に曲げ成形するに先
立ち、孔型を有する水平ロールにより帯鋼の幅方向のエ
ツジ部を減肉させ、ついで孔型を有する縦ロール列によ
り帯鋼の幅方向に圧下を加えながら前記エツジ部近傍を
所定寸法に曲げ成形するとともに、接合端面形状を成形
することを特徴とする電縫鋼管の製造法である。

本発明において、「電縫鋼管」とは、帯鋼を管状に曲げ
成形してから、その端部を溶接することにより得られる
鋼管をいい、具体的には例えば前述のｔ／Ｄが１５％以
上の鋼管が例示される。

（作用） 以下、本発明の作用効果を添付図面を参照しながら詳述
する。

第１図（ａｌないし第１図１ｄｌは、本発明にかかる電
縫鋼管の製造法を具現化した、電縫鋼管のエツジ成形の
状態を示す略式説明図である。

第１図（ａｌにおいて電縫鋼管に使用される帯鋼ｌはス
リッタにて両端の切断が行われており、その端面は直角
ではなく、また剪断面１９も平滑ではない。

そして次に第１図山）に示すように、帯鋼の曲げ成形の
前段階として次工程である曲げ成形工程でのエツジ増肉
を相殺するためのエツジ部の薄肉化を行う、第１図山）
に示す成形水平ロール旧で上下方向から圧下することに
より、端面が薄く、かつ中央部に向かって順次肉厚が増
加する板厚分布となるように成形する。圧延による成形
は端部だけの加工であり、中央部では端部の圧延による
変形を防ぐためのロールであり、肉厚圧下は行っていな
い。

なおこの工程において加えるエツジ減肉加工は、第１図
山）に示すような帯鋼１の片面に限られるものではなく
、たとえば第１図（ｂ″）に示すように帯鋼１の両面に
ついて行ってもよいことはいうまでもない。

次に第１図山）に示すようにその端部を薄肉化された帯
１１１を第１図１ｄｌに示すように、成形縦ロールＥ１
により幅方向に圧下を加えると共にエツジ部の曲げ成形
を行う、成形縦ロール［！１の孔型は管状に成形された
後の突合せ溶接での端面形状の最適化のために円弧部と
端面とが９０度より小さな値としており、中央部の曲げ
成形を行わずに中央部の座屈を防止するためにその下側
をロールにより支える形状としている。中央部はエツジ
部の曲げ成形を大きくとるために直線形状としているが
、緩やかな曲率を持たせても問題はない。

なお第１図山）における成形水平ロール旧の孔型は、最
終製品である電縫鋼管の肉厚分布の実測値からエツジ増
肉を相殺する形状とすればよい、また圧下量、圧下位置
は製品である電縫鋼管の外径、肉厚によって変化するた
めにロールを分割方式としてエツジ部形状を最適化する
と共に異なる幅の帯鋼に対してロールの共用化を図った
望ましい態う 様を示してシろり、一体型のロールであってもよい。

そＬ７て第１図ｆｄｌは、エツジ部成形の最終段階であ
って、成形縦ロールＥ２は基本的にはＥｌと同様である
が、はぼ製品の最終形状に近い値の曲率となっている。

帯ｓ１は第１図中）で示した旧におけるエツジ薄肉化を
Ｅｌ、Ｅ２での幅方向圧下によるエツジ増肉により相殺
しており、エツジ部の肉厚分布は略均−となっている。

この工程で行う縦ロールによる成形は２スタンドに限る
ことはなく、必要に応じて３スタンド以上の多スタンド
に配分することができる。また縦ロールはブレークダウ
ン、フィンバスにて帯鋼を動かすことが可能であれば、
無駆動のロールとすることが設備費の低減並びに省エネ
ルギーの観点からは望ましい。

この後帯ａｉｉはブレークダウン工程に送られ、従来の
工程と同じに曲げ成形を受けるが、既にエツジ部の成形
を完了しているため、従来のブレークダウンの前半のス
タンドすなわち従来エツジ部の成形を行っていたスタン
ドは不要であり、またフィンバスにおける周方向圧下量
も太き（設定する必要はなくなり、エツジ部の肉厚分布
は曲げ成形工程中殆ど変化せず、略一定の値を維持する
ことができる。

さらに本発明を実施例ととともに説明するが、これは本
発明の例示でありこれにより本発明が不当に制限される
ものではない。

実施例 幅１５５　ｍ＋ｗＸ板厚８．５　ｍｓの炭素鋼帯鋼を使
用し、第１図ｆｂｌに示した成形水平ロールＨ１にて帯
鋼の端部での板厚方向圧下量が２１１＠、端面から板幅
方向に１５ｍ−の部位で板厚圧下量が０となるように２
点間を直線で結んだ形状に成形を行う。

その後第２図に示す成形縦ロールＥ１、Ｅ２にて帯鋼の
幅方向圧下量が３−履の圧下を加えると共に、両エツジ
部に周長（Ｆｉ幅）の略１／４の範囲に曲げ成形を行う
と同時に突合せ溶接に最適な形状に端面成形を行った。

さらに第２図に示す工程により、最終的に外径５０．８
＋ｖｗＸ肉厚８．５−−の管体に曲げ成形を行った。

なお第２図に示すブレークダウンロール群４．５におい
ては、従来法のようにエツジ部の成形を行わずに、また
フィンバスでの合計圧下率は０．８％（従来法：　２％
程度）であった。

比較のため、同様の帯鋼を使用し、予め端部成形をせず
に直接に第５図の装置で曲げ成形を行って管体を得た。

なおこの場合にブレークダウンスタンド２．３において
はエツジの成形を行っており、さらにフィンバスロール
での圧下率は２％であった。

なお両側とも成形管体は、慣用の電気抵抗溶接によって
その継目溶接を行った。

このようにして得られた厚肉の電縫鋼管の、本発明によ
る肉厚分布の改善効果を見るため、肉厚分布を測定した
。溶接部からの外周長に対するその結果を第３図にグラ
フで示す。

第３図から明らかなように、本発明によれば、溶接部近
傍、つまり継目近傍においても殆ど肉厚変化は見られな
いのが分かる。しかし、従来例では溶接部においては最
大約０．５１の増肉部が見られる。したがって本発明に
より、電縫鋼管の肉厚分布が極めて一定化したことがわ
かる。

第４図は同じ（製品の外面曲率および内面曲率を示すグ
ラフである。本発明によれば、溶接部内面がわずかに真
円形状から外れているが、従来法に対して、外面は勿論
内面もかなり良好な形状を呈しており、電縫鋼管の真円
度が著しく向上したことがわかる。

なおここに、（曲率）（ρ）は、内面および外面の曲率
半径をそれぞれＲ＋、Ｒｏとすると、１／Ｒｉ、１／Ｒ
０ただし、周長：４ｓｎの間）で表される。

このように、第３図および第４図に示す結果からも分か
るように、本発明によれば、曲率、肉厚ともにフィンバ
スでのエツジ増肉部による変動が減少しており、特に製
品内面の曲率分布の改善効果が大きく、電縫鋼管の寸法
精度が大幅に向上していることが明らかである。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明により、最も曲げ成形が困
難である厚肉の電縫鋼管の曲げ成形が容易になり、従来
帯鋼の両端部を成形する際に生じていたブレークダウン
での圧痕、フィンバスでのエツジ増肉に起因する寸法精
度の悪化が解消されて、厚肉の電縫鋼管の寸法精度が大
幅に向上する。

したがって電縫鋼管の突合せ溶接部の形状不良を防止す
ることができ、電縫鋼管の溶接品質（強度、外観等）を
良好に保持することができる。

かかる効果を有する本発明の実用上の意義は極めて著し
い。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｌないし第１図（ｄｌは、本発明にかかるエ
ツジ曲げ成形方法の略式説明図： 第２図は、本発明にかかる曲げ成形ロール列の略式説明
図； 第３図および第４図は、本発明の実施例の効果を示すグ
ラフ； 第５図は、従来の曲げ成形ロール列の略式説明図； 第６図は、ブレークダウンでの、従来のエツジ曲げの略
式説明図： 第７図は、従来法でのブレークダウン後の肉厚分布を示
すグラフ；および 第８図は、従来法でのフィンパス後の肉厚分布を示すグ
ラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 帯鋼をロール群で連続的に曲げ成形してから電気抵抗溶
   接する電縫鋼管の製造法において、前記帯鋼を管状に曲
   げ成形するに先立ち、孔型を有する水平ロールにより帯
   鋼の幅方向のエッジ部を減肉させ、ついで孔型を有する
   縦ロール列により帯鋼の幅方向に圧下を加えながら前記
   エッジ部近傍を所定寸法に曲げ成形するとともに、接合
   端面形状を成形することを特徴とする電縫鋼管の製造法
   。