JPH04127916A - 熱間電縫鋼管又は鍛接鋼管の横継破断防止法 - 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、熱間電縫鋼管又は鍛接鋼管の製造に際して、
素材であるコイルの横継部における破断を防止すること
ができる熱間電縫鋼管又は鍛接鋼管の横継破断防止法に
関する。

（従来の技術） 周知のように、熱間電縫鋼管は、小口径（外径：　１１
４．３ｍ−以下）の、電気抵抗溶接を行って得られる鋼
管であり、鍛接鋼管は、主としてガス管用として用いら
れる小口径（外径：　１１４．３ｍｍ以下）の鋼管であ
る。

そして、熱間電縫鋼管は、コイル状の帯鋼を８００〜９
００℃に加熱し、熱間電縫鋼管ミルによって電気抵抗溶
接機で突き合わせ溶接を行うことにより製造され、一方
鍛接鋼管は、素材であるスケルプ（鍛接管用帯鋼）を約
１４００℃に加熱し、連続式鍛接機の朝顔型のダイス孔
を引き出すことによって、成形と鍛接とを同時に行い、
スケルプの両端が完全に圧着されることにより製造され
る。

このような、熱間電縫鋼管又は鍛接鋼管の製造工程にお
いて、製品である鋼管の肉厚値を所望の値に正確に制御
するには、製品である鋼管の肉厚値を、製造中連続的に
把握しておく必要がある。

しかし、通常の場合、このような熱間電縫鋼管又は鍛接
鋼管の製造工程において、直接的かつ連続的に製品であ
る鋼管の肉厚の測定を行うことは困難なことであり、現
実には実施できない。

このため、前記鋼管の肉厚を所望の値に正確に制御する
手段として、従来は、例えば製管が完了した後に適当な
数の試料を採取し、マイクロメータで試料である鋼管の
肉ｆｆ値の測定を行い、その後に目標値に対する差を算
出して成形機のロール間の張力を適宜変更させることに
より、製品の肉厚調整を行う方法を用いていた。

このため、前記製造工程中における製品へのフィードバ
ック、すなわち成形機のロール間の張力の変更が遅れる
こととなり、材料のばらつき等に起因して発生した鋼管
の肉厚変動に対して、短時間で対応することができず、
このような手段では、製品である鋼管の肉厚のばらつき
を小さくすることには限界があった。

そこで、本出願人は、先に、特公昭５２−２７１３号公
報により、素材コイルの帯鋼幅Ｗを予め計算機に人力し
ておき、連続的に成形機前で速度ｖ１及び肉厚１．を測
定し、これら３つの値を成形機入側における採取数値と
し、さらに成形機出側の外径りを予め計算機に人力して
おき、成形機出側の鍛接鋼管の速度ｖ２を連続的に測定
し、これら２つの値を成形機出側における採取数値とす
るとともに、「成形機の入側および出側の双方における
素材量が一定である」（マスフロー一定）という前揚を
基に、成形機入側の帯鋼の厚みｔ２のバラツキを、下記
（１）式 ％式％（） α：管の径によって定まる定数 より求め、このようにして間接的に測定した成形機入側
における帯鋼の厚みに応じて成形機の各コル間の回転数
比を変えることにより、自動的に安定した成品の厚みを
得ることができる技術を提案した。

なお、第２図は、この特公昭５２−２７１３号公報によ
り提案した発明の基本構成を示すブロック図であり、こ
の第２図からも明らかなように、この発明は、略述すれ
ば、鋼管の肉厚を連続的に測定するとともに、測定値と
目標値との差によって、ミル・テーバを制御し、これに
よって製品である鋼管の肉厚を制御させるようにシステ
ム化した発明である。第２図において、１は計算機、２
は帯鋼の速度検出ロール、３は帯鋼の肉厚検出器、４は
予熱炉、５は加熱炉、６は製品管の速度検出ロール、７
は製品管の肉厚表示記録計、８は比較器、９は鍛接ロー
ル、１０は成形ロール、１１は制御器、Ａ、は帯鋼、Ａ
２は製品鋼管、Ｍはロール駆動モーターをそれぞれ示し
ている。

一方、特開昭５０−３９２６７号公報により、素材コイ
ル巻き戻し機から成形機までの間に、フラッシュ・バッ
ト溶接機で溶接した中継部を検出し、その中継部が成形
機に入る前後３〜９ｍの間を中継部以外の通常成形時の
速度信号に対して、成形機のロールの回転速度を一定比
率で低下させることにより、中継部における帯鋼のちぎ
れ（横継破断）を防止する技術が提案されている。

なお、第３図は、この特開昭５０−３９２６７号公報に
より提案された発明を説明するための工程図であり、第
３図において、１２はアンコイラ−１１３はフラッシュ
・バット溶接機、１４は加熱炉、１５は成形機、１６は
中継部検出器、１７はピンチロール、１８はパルスジェ
ネレーター、１９はシフトレジスター２０はＤ／Ａ変換
器、２１はモーター回転数ゲイン設定器、２２はミルモ
ーター速度制御機構をそれぞれ示している。

（発明が解決しようとする課題） ところで、−船釣に、熱間電縫鋼管又は鍛接鋼管の素材
には、連続成形機により製造された熱延広幅帯鋼が使用
されるが、この熱延広幅帯鋼のトップは、連続成形機に
よる板厚制御可能範囲から外れており　（オフゲージ部
）、肉厚が安定しない。

また、このオフゲージ部の長さは、熱延広幅帯鋼のトッ
プにおいては約１０ｍ前後であり、がっ成形機の板厚制
御可能範囲（ゲージ部）よりも肉厚が大きくなる。

すなわち、−船釣に熱延広幅帯鋼の板厚制御は、各ロー
ルの回転数比に応して生じるストリップの張力を適宜制
御することにより行われる。そして、下流の成形ロール
の回転数が上流の成形ロールの回転数に対して大きくな
ればなる程、ストリップに付与される張力が増加するこ
ととなり、得られる製品の板厚が小さくなる。

また、熱延広幅帯鋼は、１つのスラブから１つのコイル
が製造されることにより得られるものであり、連続成形
を行われることにより得られるものではない。

よって、例えば第４図に示すようなロール列を考えた場
合、成形の最後（使用時にはトップになる）は、例えば
ストリップがロールＢを通過すると、該ストリップはロ
ールＣのみによる成形を行われることとなる。したがっ
て、ロールＢおよびロールＣの間に存在するストリップ
に生じる張力を制御することができず、目標板厚よりも
大きな板厚であって、かつ安定しないオフゲージ部を生
してしまう。

以上のように、通常の熱間成形によると、熱延広幅帯鋼
のトップにはオフゲージ部を生しることとなるが、前述
の従来の技術である特公昭５１−２７１３号公報により
提案した発明を実施した場合、横継部前後、すなわちオ
フゲージ部およびその近傍は、前述のようにゲージ部よ
りも肉厚が大きくなっているため、成形機出側における
製品の肉厚を一定に保とうとすれば、必然的に、オフゲ
ージ部成形時は、ゲージ部成形時よりもいっそう成形機
のロール回転数比を上昇させて板厚を減少させる必要が
ある。

しかし、オフゲージ部成形時に成形機のロール回転数を
上昇させると、ゲージ部よりもｍ械的特性が劣化してい
るオフゲージ部、すなわち横継部においてストリップが
破断してしまう。

したがって、オフゲージ部の板厚をゲージ部の板厚と同
様の値にすることはできない。

また、特開昭５０−３９２６７号公報により提案された
、横継部以外のロール回転数比に対して、横継部通過時
は該ロール回転数比を一定率だけ低下させる技術は、横
継部が熱延広幅帯鋼のオフゲージ部に相当するため、肉
厚が安定せず、偶発的に厚肉側の不良の発生を生じたり
、熱延広幅帯鋼の厚さのバラツキが製品である鋼管の厚
さのバラツキに直接的に継がってしまうという問題点が
ある。

ここに、本発明の目的は、上記課題を解消し、熱間電縫
鋼管又は鍛接鋼管の製造に際して、横継部において生じ
る破断を防止することができる熱間電縫鋼管又は鍛接鋼
管の機織破断防止法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明者は、上記課題を解決するため種々検討を重ねた
結果、熱間電縫鋼管又は鍛接鋼管の肉厚制御については
、従来の技術である特公昭５２−２７１３号公報により
提案した技術を基本技術として用い、さらに熱延広幅帯
鋼の横継部、すなわち熱延広幅帯鋼のオフゲージ部にお
ける板厚のばらつきを考慮して成形を行うことにより、
製品である鋼管の厚さを一定に保つことができ、かつ機
織破断を防止することができることを知見して、本発明
を完成した。

ここに、本発明の要旨とするところは、それぞれの端部
で順次接合された複数のコイルを素材として用いる熱Ｉ
Ｓｉ′ｌ　ｔ　Ｍ　ＩＩ管又は鍛接鋼管の製造工程にお
ける熱間電縫鋼管又は鍛接鋼管の機織破断防止法であっ
て、熱間電縫鋼管又は鍛接鋼管の素材からの採取数値と
して、１つの素材コイルの重量、帯鋼の幅値、および帯
鋼の肉厚値から前記素材コイルの長さを算出し、この素
材コイルの長さの算出値と連続的に検出した前記帯鋼の
送り速度とから、コイルの横継部が製管機の絞り成形機
に進入するタイミングを予想し、その予想タイミング時
に、コイルの横継部における破断を防止すべく、帯鋼の
肉厚に合わせて絞り成形機の各ロール間の回転数比率を
変化させることを特徴とする熱間電縫鋼管又は鍛接鋼管
の機織破断防止法である。

（作用） 以下、本発明を作用効果とともに詳述する。

本発明は、略述すれば、熱間ｔ＆！鯛管又は鍛接鋼管の
製造工程において、まず素材である帯鋼について、 ■素材コイルの重量、 ■帯鋼の幅値、および ■帯鋼の肉厚値 を事前に設定するとともに、 ■帯鋼の送り速度 を連続的に測定する。

そして、前記■に示した素材コイルの重量を前記■帯鋼
の幅値と前記■で示した帯鋼の肉厚値との積で除して、
帯鋼長さを算出する。

また、前記■で示したように、帯鋼の送り速度を連続的
に測定する。

そして、算出した帯鋼の長さと測定した帯鋼の送り速度
とから、コイルの横継部が、製管機の絞り成形機に進入
するタイミングを求め、このタイミングに、コイルの横
断部における破断を防止するべく帯鋼の肉厚に合わせて
絞り成形機の各ロールの間のロール回転数比を適宜変化
させる。

ロール回転数は、例えば中継部が絞り成形機のロールに
進入する時およびその直前・直後には最小にし、それ以
外では、中継部の通過タイミングから離れれば離れる程
（通過の前後を問われない）、大きくなるように、適宜
設定すればよい。

本発明は、以上の構成により、熱間電縫鋼管又は鍛接鋼
管の製造に際して、横継部における破断を防止すること
ができる。

さらに、具体的に説明すれば、本発明は、例えばフラッ
シュ・バット溶接により接合した、素材コイルの横継部
が成形機を通過するタイミングを誤差なく推定すること
から始まる。

まず、前記■ないし■に示した、素材コイルの重量、帯
鋼の幅、および帯鋼の肉厚のデータ（設定値）を計算機
に入力しておくことにより、その素材コイルの長さを演
算し、このようにして算出された素材コイルの長さと、
前記■に示した帯鋼速度の測定値とから、横継部が絞り
成形機に進入するタイミングを推定する。

さらに、横継部に対し、例えば該横継部が成形機に入る
前後５ｍ区間を、「横継部ゾーン」として計算機に入力
しておく、すなわち、横継部ゾーン以外については、特
公昭５２−２７１３号公報により提案した技術による肉
厚制御を行い、横継部ゾーンについては、横継部ゾーン
の成品肉厚（目標値）を成形前に計算機に入力しておき
、帯鋼の肉厚検出機で連続的に実測された肉厚を計算機
に入力させることにより、定められた横継部ゾーンの目
標製品肉厚となるように、各成形機の間のロール回転数
比を決定・変更する。

すなわち、本発明によれば、横継部が成形機を通過する
タイミングを正確に推定するとともに、素材板厚のばら
つきの大きな横継部ゾーンについて、独自に目標成品肉
厚を設けることにより、横組破断を解消し、かつ一定の
成品厚さが得られるため、歩留りの向上にも寄与するこ
とができる。

さらに、本発明を実施例を参照しながら、詳述する。

第１図は、本発明にかかる熱間電縫鋼管の積繊破断防止
法を実施する際に用いる装置の１例の構成を示す略式説
明図である。

第１図において、巻き戻されたコイルＳは、まず予熱炉
４に入り、次いで加熱炉５を通過し、その後に熱間電縫
管ミル２３により管状に成形され、その後に絞り成形機
２４により製品とされる。なお、第１図において、１゛
は本発明にかかる方法を実施するための計算機であり、
２は帯鋼の表面に接触しながら自転することにより帯鋼
の送り速度を連続的に測定する帯鋼の速度検出ロールで
あり、３は加熱炉に送られる直前の帯鋼の肉厚を測定す
る帯鋼の肉厚検出機であり、７は管加熱炉であり、さら
に１０は成形ロールの回転数を制御する制御器である。

その他の図中符号は、前述の第２図で用いた図中符号と
同じである。

この第１図に示す本発明の実施例については、コイルＳ
の重量Ｗ、帯鋼Ｓの幅Ａ、帯鋼Ｓの基準板厚ＴＩを計算
機へ入力する。これらのデータの計Ｘ１ｌｌ°への入力
、および加熱炉５の入口に設けられた帯鋼の速度検出ロ
ール２による速度値Ｖｌの検出によって、前述のように
して、略正確に帯鋼の横継部がストレッチレデューサ−
に進入するタイミングを電比することができる。なお、
基準板厚値と実板厚値とには若干の誤差があり、この誤
差分だけ予想タイミングには誤差を伴うことになる。

よって、その修正は、Ｘ線を用いた帯鋼の肉厚検出機３
により行う、すなわち、横継部前後は、前述のように、
熱延広幅帯鋼Ｓのオフゲージ部であり、ゲージ部におい
ては生じない肉厚変動を生じる。このような熱延広幅帯
ｆ！Ｒ５のトップとボトムとを継ぐため、横継部で肉厚
の変化率は最大となる。よって初期に入力された条件に
より加熱炉５の入側の肉厚検出機３まで送られてきた横
継部は、その前後Ｉｏｎ以内において、肉厚検出機３に
より、板厚が１．０ｍ以内で０．３　ｍ−以上の板厚差
がある部位が検出され、この部位を横継部としてｖ２１
％し、既に推定している横継部の通過タイミングを修正
する。そして、板厚検出機３を横継部が通過した後、１
ｍの所の板厚を１点代表して検出して、これを横継部ゾ
ーン板厚として計算機１°に自動的に入力される。

ちなみに横継部通過後、５ｍ以上過ぎると板厚連続入力
値が計算機に入ってきて、通常の肉厚制御になる。

そして、横継部ゾーンの板厚が入力されて、かつ加熱炉
５人口で修正をし正確にトラッキングされた横継部が成
形［１２３に入ってくると、前後５ｍを横継部ゾーンと
して計算機が認識する。横継部ゾーンが認識されると、
通常の目標成品厚みより厚く計算Ｉｌｌ°が目標肉厚を
変更する。この横継部ゾーンの目標肉厚を、通常の目標
肉厚の１゜１倍程度とすることが、横継部の破断率を低
下させるとともに歩留りを向上させるという観点からも
好ましい。

目標肉厚が決定されると、成形機の入側および出側にお
ける「マスフロー一定の関係」に則り、入力値の横継部
ゾーンの板厚値のバラツキを目標肉厚にすべく、成形機
２４における成形ロールの回転数比が決定および変更さ
れる。

このようにして、横継部の破断がなく、かつ安定した成
品肉厚を得ることが可能な、熱間電縫鋼管又は鍛接鋼管
の機織破断防止法を提供することができる。

このような本発明にかかる方法の効果を明瞭にするため
、特公昭５２−２７１３号公報、特開昭５０−３９２７
６号公報のそれぞれにより提案された方法により、熱間
電縫鋼管の製造を行った。結果を第１表にまとめて示す
。

なお、第１表中の凡例は、以下のとおりである。

Ｏ：　問題なく良好 Ｏ：　はぼ良好 Δ：　改善必要 ×：　使用不可 第１表より、本発明の効果が明らかである。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明により、熱間電縫鋼管又は
鍛接鋼管の製造に際して、横継部において生じる破断を
防止することができる熱間電縫鋼管又は鍛接鋼管の機織
破断防止法を提供することが可能となった。

かかる効果を有する本発明の意義は極めて著しい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる熱間電縫鋼管又は鍛接鋼管の
機織破断防止法を実施する際に用いる装置の１例を示す
略式説明図； 第２図は、本出願人が先に特公昭５２−２７１３号公報
により提案した発明を実施する際に用いる装置の１例を
示す略式断面図： 第３図は、特開昭５０−３９２６７号公報により提案さ
れた装置を示す略式説明図；および 第４図は、成形ロール列を示す略式説明図である。 に計算機　　　　　　２二帯鋼の速度検出ロール３：帯
鋼の肉厚検出機　４：予熱炉 ５；加熱炉　　　　　　６：製品管の速度検出ロール７
：製品管の肉厚表示記録計 ８：比較器　　　　　　９：鍛接ロール１０：成形ロー
ル　　　　１１：制御器１２：アンコイラ− １３：フラッシュ・バット溶接機 １４：加熱炉　　　　　　１５：成形機１６：中継部検
出器　　　１７：ピンチロール１８：パルスジェネレー
ター １９：シフトレジスター　２０　：　Ｄ／Ａ変換器２１
：モーター回転数ゲイン設定器 ２２：ミルモーター速度制御機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. それぞれの端部で順次接合された複数のコイルを素材と
   して用いる熱間電縫鋼管又は鍛接鋼管の製造工程におけ
   る熱間電縫鋼管又は鍛接鋼管の横継破断防止法であって
   、熱間電縫鋼管又は鍛接鋼管の素材からの採取数値とし
   て、１つの素材コイルの重量、帯鋼の幅値、および帯鋼
   の肉厚値から前記素材コイルの長さを算出し、この素材
   コイルの長さの算出値と連続的に検出した前記帯鋼の送
   り速度とから、コイルの横継部が製管機の絞り成形機に
   進入するタイミングを予想し、その予想タイミング時に
   、コイルの横継部における破断を防止すべく、帯鋼の肉
   厚に合わせて絞り成形機の各ロール間の回転数比率を変
   化させることを特徴とする熱間電縫鋼管又は鍛接鋼管の
   横継破断防止法。