JPH04224023A - 角鋼管の成形方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、断面が正方形もしくは
矩形をなす角形管の成形方法に関し、特にロールフォー
ミング方式による角鋼管の成形方法に関するものである
。

【０００２】

【従来の技術】角鋼管の製造方法のうちロールフォーミ
ング法は、素材である鋼帯を多段のロール群を通すこと
により母管（鋼管）を造り、ひき続いてその母管を角形
断面に成形する方法である。これ以外の角管の製造方法
のうち主なものとしては、平板から直接角管を製造する
方法がある。例えば特開昭５７−２２８１５に見られる
ように、平板を成形する際に、角管のコーナー部となる
部分のみを成形し、角管の平坦部となる部分には歪を付
与せずに角管とする方法がある。この方法だとかなり高
精度の角管が得られると考えられるが、残念ながらこの
方法は、角管製造の専用ラインにしか適用できないとい
う欠点を持っている。つまり、鋼管（丸管）製造ライン
で、そのうちの一部を角管に供するようなラインでは、
角管製造は丸管から角管に成形する、いわゆるロールフ
ォーミング法を取らざるを得ないという状況がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ロールフォーミング方
式で寸法精度を向上するためには、角管成形ロールの段
数を少なくとも５段以上必要であり、各段での圧下量を
少なくして、かつ角管成形の後段になるにしたがってロ
ールの圧下を少なくしていく必要がある。これは、最終
段に近づき角管平坦部が平坦になるに従って、圧下を少
なくして、最終製品の平坦度を確保するという狙いがあ
る。もし最終段の圧下を少なくしなければ、最終製品の
平坦度を確保できないと考えられていた。多段ロールフ
ォーミングでの角管成形の一例を図１に示す。図１は６
段でのロールフォーミングの例であるが、最終段の圧下
は２０％以下になっている。ただしこの時、丸管から角
管への圧下を１００％として計算している。

【０００４】ロールフォーミング法による一連の造管ラ
インでは、通常数種類のサイズの管を製造するから、各
サイズごとに各管成形用のロールを用意する必要があり
、そのために備えておくロール数が相当多くなるから、
設備費が高くなり、またロール摩耗等によるランニング
コストが高騰する問題があった。つまり、角管成形の段
数を少なくして、かつ精度の高い角管成形法の開発が強
く望まれていた。具体的には、ロール段数が３〜４で、
かつ最終製品の平坦部の平坦度に優れた角管製造法が必
要であった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで本発明者らは、少
ない段数で寸法精度を向上させるために、多数の実験と
詳細な検討を加えた結果、最終段の圧下を３０〜５０％
と大きくして丸管を角管に成形したら、角管の平坦度は
プラス（凸となっている）の場合と、マイナス（凹とな
っているもの）の場合の混在していることを確認した。 また、平坦度のプラス・マイナスは、鋼管の寸法、特に
肉厚外径比に大きく影響を受けることも確認した。同一
ロール条件で肉厚／外径が大きくなると、平坦度はプラ
ス（凸）からマイナス（凹）に移動することも確認した
。

【０００６】さらに本発明者らは、以上の知見から３〜
４段成形での最適製造法を見つけるために多数の実験と
詳細な検討を追加し、同一肉厚／外径の場合、最終段の
ロールカリバーを増加する（ロールから見て凹から凸に
する）に従って平坦度はプラス（凸）からマイナス（凹
）に移動することを確認した。つまり、外径／肉厚の変
化した場合、そのサイズで平坦度が良好となるような、
最終段のロールカリバーが存在し、その条件で製造する
ために、最終段のロールカリバーを数種保持すればよい
というものである。

【０００７】本発明は、このような知見に基づき、３〜
４段という少ない段数で寸法精度のよい角管の製造を可
能にしたもので、その要旨とするところは、鋼管を、３
段または４段の角成形ロールで、かつ最終段の圧下を一
定で角管成形する際、鋼管の肉厚／外径比が大きくなる
につれて、最終段のロールカリバーを小さくして（凸型
から凹型にして）成形することを特徴とする、角管の成
形方法である。

【０００８】

【作用】本発明は、鋼管を３段、または４段という少な
い段数で高寸法精度の角管を製造することを特徴とする
ものである。先ずロール段数について述べると、３段ま
たは４段という少ないロール段数（従来は５段以上）で
、１段当たりの平均ロール圧下量２０〜５０％という高
圧下量の範囲内で（従来の５段の場合は、平均ロール圧
下量：２０％以下）、角管の高精度化に成功している。 例えば３段圧下で第１段目を駆動系として使用する場合
、第１段目にはほとんど圧下をかけられず、実質的に２
段目、３段目だけの圧下となり、平均の圧下量は５０％
となる場合がある。

【０００９】最終圧下量については、２０〜５０％の高
圧下の場合、角管コーナー部の変形と平坦部の変形の不
均一により、プラスのそり（凸のそり）やマイナスのそ
り（凹のそり）になることを見つけ、鋼管の肉厚／外径
比が大きくなるにつれて、最終段のロールカリバーを小
さくして（凸型から凹型にして）、角管コーナー部の変
形と平坦部の変形をバランスさせて、平坦部のそりをな
くすことに成功した。パイプサイズについては、同一外
径の場合に肉厚を増加させていくと、平坦部のそりは凸
から凹に変化するため、ロールカリバーを凹から凸にす
る必要がある。また逆に、肉厚を減少させていくと、平
坦部のそりは凹から凸に変化するため、ロールカリバー
を凸から凹にする必要がある。これらの結果を踏まえて
、パイプ（肉厚／外径比）により最終段ロールカリバー
を変化させて、平坦部の高精度化に成功した。

【００１０】次に本発明の鋼管製造、角管成形の条件に
ついて述べる。まず、鋼管の製造については、特に規定
はなくどのようなものでも許容される。例えば鋼管はそ
の製造方法から、シームレス鋼管、電縫鋼管、ＵＯ鋼管
、スパイラル鋼管、鍛接管等に分類できるが、本発明は
これらどの製造方法でも許容される。また、強度レベル
についても、低強度から高強度まで、どの範囲において
も本発明の考え方を適用することができる。ただ、強度
レベルが変化した場合、パイプ各サイズに対する最適な
最終段ロールカリバーの絶対値は変化する可能性がある
ので、事前に調査しておく必要がある。本発明は、特に
鋼管と規定したが、鋼管だけでなく他の金属管、例えば
Ａｌ管やＴｉ管等にも適用可能である。次に角管成形に
ついては、ロールフォーミングの場合、通常は断面が４
ロールサイジングであるが、特にその方法にはこだわら
ない。

【００１１】

【実施例】表１に、供試材のサイズ、角管成形の最終段
のロールカリバーとその時の平坦部のそり量の一例を示
す。子番１のものは、平坦部のそりを考慮せずに製造し
たものであり、プラスやマイナスのそりが出ている。こ
れに対して、子番２のものについては、パイプサイズを
考慮して最適な最終段ロールのロールカリバーを使用し
たものであり、角管平坦部のそり量を低く押さえて、高
精度の角管を得ることができている。図２はこれをひと
つの図に示したものである。

【００１２】

【表１】

【００１３】

【発明の効果】以上詳細に示した通り、本発明は角管成
形の段数を少なくして、安価で角管の平坦度が良好で、
しかも角管コーナー部の形状が良好な角管を得ることが
でき、産業上その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】ロール段数が６段と多い場合、つまり従来の角
管成形の方法を、ロール成形パターンとともに示したも
のである。

【図２】３段または４段での角管成形の場合の最終段ロ
ールカリバーと平坦部そりの関係を示した図であり、パ
イプサイズごとに最適な最終段圧下量の存在することを
示している。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　鋼管を、３段または４段の角成形ロー
   ルで、かつ最終段ロールの圧下率を一定で角管成形する
   際、鋼管の肉厚／外径比が大きくなるにつれて、最終段
   のロールカリバーを小さくして（凸型から凹型にして）
   成形することを特徴とする、角鋼管の成形方法。