JPH0440090B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） この発明は電縫管を製造する方法に関し、特に
径の異なる電縫管を同一の設備にて製造する際、
ロールの兼用化範囲の拡大を図るのに便利な電縫
管の製造方法に関するものである。 （従来の技術） 周知のように、電縫鋼管は、コイルから送り出
した帯鋼をフオーミング工程で円筒状のオープン
パイプに成形するとともに、突き合せた鋼帯の側
縁部を溶接し、ついでこれをサイジング工程にて
わずかながら絞りを与えつつ所期の寸法状に仕上
げることにより製造している。このような製造工
程のうちフオーミング工程では、従来一般に、鼓
形あるいは太鼓形をなすブレークダウンロールや
サイドロールによつて帯鋼を次第に円筒状に成形
し、ついでフインパスロールによつて帯鋼の側縁
部を整え、さらに円筒状に成形した帯鋼をスクイ
ズロールで拘束しつつ、突き合わせた側縁部を溶
接している。 しかるに従来このようなフオーミング工程にお
いては、帯鋼の幅方向における全体に次第に曲げ
加工を施し、幅方向の各部分での曲率が、最終的
に得るべき半径の鋼管の曲率に次第に近づくよう
成形し、そのために前述した各ロールとしては、
外周面が、得るべき半径の鋼管の曲率に対応した
曲率のものを用いている。したがつて電縫管を製
造する際のロールの兼用の範囲は鋼管の設計外径
Ｄに対して、ブレークダウンロールで1.1D程度、
またフインパスロールでは1.03D程度と狭く、こ
れを越える外径の電縫鋼管を製造する場合には、
全てのロールを新たな曲率のロールに変えざるを
得ず、そのために上述した方法では、備えておく
べきロール数が多大となり、またロールの交換を
含む設備の変更に長時間を要し、稼働率が低下す
るなどの問題があつた。 このような不都合を解消するために、電縫管の
製造におけるブレークダウンロールによる粗成形
プロセスに関して、ロールの兼用化を図るための
フルケージフオーミング成形がある。これはロー
ルの軸線の傾斜角度を順次異ならせた多数のケー
ジロールによつて帯鋼を円筒またはそれに近い形
状に成形するもので、製造する管の外径を変更す
る場合には個々のケージロールを、高さ、ライン
幅方向の位置及び軸線の傾斜角度を調整し、得る
べき管の曲率に対応するように配列して成形と行
なうものである。また、同様に電縫管の粗成形プ
ロセスに関してロールの兼用化を図る試みとして
例えば特公昭57−1328号公報に提案されている方
法がある。この方法は、帯鋼を押込みロールによ
つて竪ロール群に送り込み、ここで帯鋼に曲げ加
工を施し、ついでフインパスロール群を介して円
筒状とする方法であり、とくに竪ロールは帯鋼の
側縁部を係合させる凹隅部を有する構成であつ
て、左右１対の竪ロールによつて、あるいはこれ
らと水平ロールとによつて帯鋼に左右から圧力を
加えることにより、帯鋼に曲げ加工を施すもので
ある。したがつて竪ロールの間隔および高さを変
えることにより、各種の板幅に適用できるため、
同一の竪ロールを用いて各種の半径の鋼管を製造
することができる。 本発明者らはこの点につきブレークダウンロー
ルからフインパスロールまでのフオーミングプロ
セスに関してロールを兼用することのできる方法
（特願昭60−17265号参照）を先に提案した。この
方法は(A)ブレークダウン前段において、金属板の
側縁部のみを彎曲させた後、(B)ブレークダウン前
後において金属板の側縁部との間に未加工部分を
残して、金属板の中央部を側縁部と同方向に彎曲
させ、つづいて側縁部を(C)複数のフインパスロー
ルによつて曲げ加工を施し、溶接可能な状態に突
き合せる。ここで、用いる設備で製造可能な最小
外径の造管の場合は、フインパスロールによつて
円形断面に成形され、一方大径の造管の場合は長
円形断面の成形を行なうことになり、このような
成形を行なつた後、(D)スクイズロールで両側から
拘束しつつ突き合せた側縁部を溶接する。そして
得られた円筒体を次の(E)サイジング工程で真円形
状の電縫管に仕上げるものである。 （発明が解決しようとする問題点） しかるに、上述したフルケージフオーミングに
おいては電縫管の外径変更を行う場合のロール設
定が複雑で調整に時間を要し、さらにロールを兼
用化できるのはケージゾーンのみでフインパスロ
ールの兼用化はできない不利があつた。 また粗成形プロセスにおいてロールの兼用化を
図る方法（特公昭57−1328号公報）においては左
右１対の竪ロールよつて帯鋼の幅方向に加圧した
場合、帯鋼の幅方向のほぼ全体に曲げが生じるに
も拘わらず、帯鋼はその側縁部のみにて拘束して
いるに過ぎず、そのために帯鋼の拘束力が不充分
で、成形中の帯鋼が不安定となり、帯鋼のロール
リングに適正に対処し得ず、あるいはローリング
が生じた場合に成形不良となるおそれがある。ま
たこの方法は、要は帯鋼をフリー状態に保持し、
竪ロールによつて幅方向に加える曲げ力と帯鋼の
変形抵抗とをバランスさせつつ曲げ成形を行なう
方法であるが、所期通りの曲げを生じさせる力学
的バランスを崩す要因が多数あり、例えば竪ロー
ルの位置が曲げ成形に大きく影響し、その正確な
位置設定が極めて難しい問題がある。さらにこの
方法におけるロールの兼用は、ブレークダウンの
みにおいてであり、フインパスロールの兼用化を
図ることができない。一方、本発明者らが先に提
案した方法においては、ロールの兼用範囲内の最
小外径以外の電縫管については、とくに曲げ加工
を施した側縁部と中央部の間に未加工部分を残す
ものであり、フインパスの成形過程において上下
方向の圧下を加えた際、管の肉厚ｔと未加工部分
の長さｌとの比率ｔ／ｌが小さくなると未加工部
分が座屈を起こすようになる。このため仮に外側
への座屈をロールギヤツプ間に１対のサイドロー
ルを設ける事によつて防止できたとしても、内側
への座屈は不可避であり、これが起こると成形不
能となる。またｔ／ｌが比較的大きくなると、フ
インパスでの座屈もなく、スクイズロールで縦長
円形の管に溶接し得るが、一部分に未加工部分を
残した管をサイジング工程において上下方向の圧
下のみで真円化を図るには、どのようなカリバー
形状のロールを用いても困難であり、大きな成形
負荷を必要とすると同時に、製品の曲率が一定せ
ず管の形状不良となる危険性が高く、さらに金属
板の側縁部は実際設計よりも曲げ不足となり易
く、ロールのフランジ内側コーナーと材料が強く
接触してフランジきずが入る可能性が高いという
不利があつた。 このように前記の各々の提案に係る方法は、ロ
ールの兼用化を可能とする範囲が狭いうえに、実
施のためには上述のような種々の困難があり、実
用化は難しい。 この発明は上記の事情に鑑み、ロール兼用化の
範囲を拡大し、しかも実施の容易な電縫管の製造
方法を提供することを目的とするものである。 （問題点を解決するための手段） この発明は、以下の工程を経て造管を行なうこ
とにより、上記の目的を達成するものである。 すなわち連続的に供給される鋼帯に曲げ加工を
施して管形状に成形したのち該鋼帯のエツヂ部を
突き合せて溶接することにより電縫管を製造する
に当り、鋼帯の両側縁部に、電縫管として成形し
得る最小製品半径Ｒの0.8R〜1.2Rの曲率で曲げ
加工を施し、引き続きその両側縁部と鋼帯の巾方
向中央部を除く領域に、電縫管として成形し得る
最大製品半径Ｒの1.5R〜10Rの曲率で曲げ加工を
施し、次いで鋼帯の巾方向中央部に、電縫管とし
て成形し得る最小製品半径Ｒの0.8R〜1.2Rの曲
率で曲げ加工を施す粗成形工程と、この粗成形工
程にて得られた鋼帯に該鋼帯の中央部を除いてさ
らに、曲げ加工を施し、該鋼帯のエツヂ部を突き
合せつつ溶接を施す工程および、前記工程にて得
られた円筒体をその外側より圧下を加えて円形化
処理して所定の外径に仕上げるサイジング工程か
らなることを特徴とする電縫管の製造方法であ
る。 （作用） 以下、この発明を図面に基づいて具体的に説明
する。 第１図Ａ〜Ｆはブレークダウンからサイジング
に到る鋼帯のフラワ形状（素材の断面形状）を、
電縫管として成形し得る大径管と小径管とについ
てそれぞれ右半分、左半分として示す図であり、
また第２図Ａ〜Ｅは第１図Ａ〜Ｅに示すフラワ形
状の成形を行なうロール形状を示すロール変遷図
である。第１の粗成形過程であるブレークダウン
前段階Ａでは、鋼帯等の金属板１の両側縁部２
ａ，２ｂを電縫管として成形し得る最小製品半径
Ｒの0.8R〜1.2Rの範囲内で曲げ加工を施す。こ
こでの加工形状は金属板１の長手方向に沿う軸線
を中心とした彎曲形状であつて、その半径Ｒは後
に行なうフインパスロールでのカリバーの半径Ｒ
に合わせる。 上記の如き条件にて曲げ加工を施す理由は、フ
インパスロールのカリバーを、兼用範囲内の最小
径を基本に設計するのと同時に、大径管の場合に
エツヂ曲げを強化する事により、フインパス成形
時におけるロールの負荷を減少させるためであ
る。 またこの場合、加工部位は、当然、金属板１の
全幅における側縁部２ａ，２ｂのみであるから、
そのためのロールとしては、第２図Ａに示すよう
に、上ロール５および下ロール６を軸線方向の中
央部で二分割した構成とし、第１図Ａの左半分に
示す小径管の製造の場合は、上下各ロール５，６
の分割部分を第２図Ａの左半分に示すようにセン
ターＣ側に寄せる。また第１図Ａの右半分に示す
大径管の製造の場合は、第２図Ａの右半分に示す
ように上下各ロール５，６の分割部分を互いに離
し、板幅に合せてセツトする。これをより具体的
に示せば、第３図の通りであつて、上下各ロール
５，６の幅（軸長）Ｗを適用最小外径のものに対
応した寸法としておくとともに、上下各ロール
５，６の分割部分を離隔させた際の全幅が、最適
最小外径に対し予め設定した外径比のものに対応
した寸法となるスペーサ１５を設けておく。小径
管の製造の場合は、第３図の左半分に示すように
スペーサ１５をロール軸線方向での外側に配置
し、大径管の製造の場合は、スペーサ１５を上下
各ロール５，６の中央部に配置して上下各ロール
５，６における分割部分の間隔を拡げる。 上述した第１の成形過程に続くブレークダウン
の第２の粗成形過程では、第１図Ｂおよび第２図
Ｂに示すように、金属板１の側縁部２ａ，２ｂと
中央部４の３ａ，３ｂを電縫管として成形し得る
最大製品半径Ｒの1.5〜10.0倍に両側縁部２ａ，
２ｂと同方向にゆるく曲げ加工を施す。 この曲げ加工は、後述するフインパス成形にお
いて、大径管でかつ製品肉厚ｔが小さいものを成
形する際、３ａ，３ｂ部分の内側への座屈を防止
すること、また製品肉厚ｔの大きいものを成形す
る際、長円形断面になる管のサイジング工程にお
ける真円成形の成形負荷を軽減し、管曲率の向上
を図ることを目的としている。この場合のロール
としては第１の成形過程と同様に、上下ロール
７，８をロール軸線方向の中央部で２分割した構
成とする。第１図Ｂの左半分に示す小径管の製造
の場合は第１の成形過程で曲げられた側縁部２ａ
と金属板１の中央部４の間の領域３ａの部分を上
記の条件下で半径Ｒにて曲げ加工を施す。また第
１図Ｂの右半分に示す大径管の製造の場合には、
側縁部２ｂと金属板１の中央部４の間の領域３ｂ
の部分を、先述した条件の半径Ｒにて曲げ加工を
施す。次にブレークダウンの第３の粗成形過程で
は第１図Ｃおよび第２図Ｃに示すように上下ロー
ル９，１０により金属板１の中央部４に前記側縁
部２ａ，２ｂと同方向の曲げ成形を施す。この場
合の曲げ半径Ｒは前述した側縁部２ａ，２ｂの曲
げ半径Ｒと同様に、電縫管として成形し得る最小
製品半径Ｒの0.8〜1.2倍とし、なるべく側縁部２
ａ，２ｂの曲げ半径と同一である事が望ましい。 ここで小径管の製造の場合は、第１図Ｃの左半
分に示すように第２の成形過程でゆるく曲げられ
た領域３ａを含めて金属板１の中央部４を、該半
径Ｒに曲げ加工し、また大径管の製造の場合は第
１図Ｃの右半分に示すように、金属板１の中央部
４を該半径Ｒに曲げ加工を施す。以上説明した第
１、第２及び第３の粗成形過程において第１、第
２の過程では上下ロール５，６及び７，８を、成
形すべき電縫管の外径に合せてロール軸方向に移
動させるだけでよく、また第３の過程では曲げ加
工する部分が金属板１の中央部４のみであるから
この段階の粗成形に用いる上下ロール９，１０は
第２図に示すよう小径管、大径管のいずれを製造
する場合においても１種類でよいわけである。 次に、第１、第２及び第３の成形過程における
ブレークタウン粗成形工程に続いてはフインパス
ロールにより金属板１に上下ロール１１，１２で
圧下を加えて金属板１の側縁部２ａ，２ｂおよび
側縁部２ａ，２ｂと中央部４を除く部分３ａ，３
ｂの曲げ加工を進行させ、金属板１のエツヂ部を
突き合せるべく曲げ加工を考なう。この場合、第
２の成形過程で曲げ加工を施した部分３ａ，３ｂ
はロール１１，１２に接触せず、その長さは第２
図Ｄに示す如く小径管の場合には短かく、大径管
の場合には長くなる。 ここで、第１、第３の成形過程で曲げられた金
属板１の側縁部２ａ，２ｂおよび中央部４は、そ
れぞれこれらの曲げ半径Ｒに等しいカリバー半径
を有する上下ロール１１，１２にて圧下される。
そしてこのような曲げ加工は、同一種類のフイン
パスロールの上ロール１１と下ロール１２の間隔
を製造すべき管の外径に応じて設定、調整するだ
けでよく、したがつて、この工程においてもロー
ルの兼用化が可能となる。 なお、第２の成形過程において、電縫管のサイ
ドとなる部分３ａ，３ｂをゆるく曲げ加工するの
は、フインパス成形の際のロール１１，１２に上
下圧下により、材料が内側へ座屈し成形不良とな
るのを防止するためであり、本発明の重要なプロ
セスである（第４図参照）。 また大径の電縫管を製造する場合は、上下のロ
ール１１，１２の間隔が広くなり過ぎ、ロールフ
ランジきずあるいは材料の外側へのバルジングが
起き易くなる（第５図参照）。それらを防止する
ためには１対のサイドロール１６またはサイドシ
ユー１６をフインパスロール軸と同一平面上かあ
るいはその出側か入側に設ける事が好ましい（第
６図参照）。 次に、第５の成形過程として粗成形したのちの
金属板１をスクイズロールにより拘束しエツヂ部
を突き合せて溶接する。ここで適用最小外径の電
縫管を製造する場合は、第１図Ｅの左半分に示す
ように真円断面になるが、それ以外の場合は、第
１図Ｅの右半分に示すように長円形断面の管とし
て溶接することになる。このような加工は、第２
図Ｅの左半分あるいは右半分に示すように得るべ
き管形状に応じたウリバーの１対のスクイズロー
ル１３，１４を用いればよい。 そして最後に、上述したようにして得られた円
筒体を、サイジング工程において若干の絞りを与
えながら第１図Ｆに示すように目的とする外径の
真円に成形する。ここで適用最小外径の小径管の
場合は、上述のようにここまでの工程で真円の管
として形成されているから、サイジング工程は従
来一般に行なわれているように真円カリバーのサ
イジングロールによつて行なうことになるが、そ
れ以外の管の場合は長円形状の管として溶接され
ているため、先ず長円を真円に成形し、最終的に
外径および真円度の調整を行なう。その一例を示
すと、第７図Ａは断面形状の変化過程を示し、ま
た同図Ｂはカリバー形状を示しており、ここで示
す例はスタンド数が４でスクイズ工程SQで得ら
れた長円形断面の円筒体を第１ないし第３のスタ
ンドS₁〜S₃で真円に成形し、第４スタンドS₄では
従来の真円カリバーのロールを用いて外径および
真円度の調整を行なう。なお、第１ないし第３の
スタンドでは管上下のオーバーベンド部を各スタ
ントでほぼ均等に曲げ戻すことが好ましい。 しかして上述した工程のうちブレークダウン前
段からフインパスまでにおいては、金属板１を所
定の条件下で部分的な曲げ加工を施すものである
から、とくに製品として成形すべき電縫管の外径
に制約を受けないロールを用いることが可能とな
り、ロールの兼用化を有利に図り得る。 （実施例） 本発明の実施例について以下に説明する。製品
外径が48.6mmφから63.5mmφまでの兼用を可能と
したロールを用いて、外径63.5mmφの電縫管を製
造した。このときフラワワー寸法を表１に示す。

【表】 ブレークダウンにおける鋼帯両側縁部の曲げ半
径Re、鋼帯の幅方向中央部の曲げ半径Rcは、と
もに27.0mmとし電縫管として成形し得る最小製品
半径Ｒ＝24.3mmに対して1.11倍とした。そして両
側縁部と幅方向中央部を除く領域の曲げ半径Rm
は、91.0mmとし兼用最大製品半径Ｒ＝31.75mmに
対して2.87倍とした。またフインパスロールのフ
ラワーは、鋼帯の両側縁部に相当する上ロールお
よび鋼帯の幅方向中央部に相当する下ロールのカ
リバー半径をそれぞれ27.0mmとしブレークダウン
の曲げ半径に合わせた。さらにスクイズロールは
縦横径比が1.23の縦長円形のフラワーとし、この
工程で得られた円筒状をサイジングロールにより
円形化処理した。 本発明を適用して製造した電縫管の寸法、形状
を従来の要領で製造した場合と比較して第８図に
示す。 本発明を適用して得られた電縫管は製品外径、
真円度とも従来と同一レベルであることが確かめ
られた。 また第２兼用範囲（48.6mmφ〜63.5mmφ）にお
けるロールセツト数を系すが、本発明ではロール
セツト数が極めて少ないことが明らかである。

【表】 （発明の効果） この発明によれば、ロールの兼用範囲が従来で
は外径比（鋼管の最大径／鋼管の最小径）にして
ブレークダウンで1.1程度、フインパスで1.03程
度であつたものが、共に1.3程度にすることがで
き、ロール兼用範囲を大幅に拡大することが可能
であること、また同一の設備において鋼管の外径
変更のためのロール替えについても従来は外径毎
に全スタンド交換が必要であつたものが、ロール
兼用範囲内の外径変更であればスクイズロール、
サイジングロールのみの交換でよいためロール替
に要する時間を大幅に短縮することができるこ
と、製造に用いるロールの種類や本数を少なくで
きるのでロールに要する維持費も極力削減できる
こと、さらにロールを所有ていない中間サイズの
鋼管を精造する必要がある場合についてもロール
の兼用範囲であれば、スクイズロール、サイジン
グロールのみを製造すれば製造可能であり、新規
サイズの鋼管を製造するための初期コストが大巾
に削減できること等のメリツトがあり、その結果
電縫管の生産性の向上と製造コストの低減を実現
し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ〜Ｆはこの発明によるフラワ形状を小
径管と大径管とについて順に示す図、第２図Ａ〜
Ｅはこの発明の方法のうちスクイズ工程までに用
いることのできるロール形状およびフラワー形状
を小径管の造管および大径管の造管のそれぞれの
場合について示す断面図、第３図はブレークダウ
ン前段でのロールの幅設定法の一例を示す部分説
明図、第４図は、フインパス成形における金属板
の内側への座屈を示す図、第５図はロールフラン
ジきずの説明図、第６図は大径管の造管の場合に
おけるフインパス過程でのロール配置の一例を示
す説明図、第７図Ａはサイジング工程での断面形
状の変化を示す端面図、第７図Ｂはサイジング工
程で用いるロールのカリバー形状を示す説明図で
ある。第８図は製品の外径について、従来ロール
と本発明ロールを比較したものである。 １……金属板、２ａ，２ｂ……側縁部、３ａ，
３ｂ……側縁部と中央部の間の曲げ領域、４……
金属板の中央部、５，６，７，８……ブレークダ
ウン上下ロール（分割ロール）、９，１０……ブ
レークダウン上下ロール、１１，１２……フイン
パスロール、１３，１４……スクイズロール、１
５……スペーサ、１６……サイドロール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 連続的に供給される鋼帯に曲げ加工を施して
   管形状に成形したのち該鋼帯のエツヂ部を突き合
   せて溶接することにより電縫管を製造するに当
   り、 鋼帯の両側縁部に、電縫管として成形し得る最
   小製品半径Ｒの0.8R〜1.2Rの曲率で曲げ加工を
   施し、引き続きその両側縁部と鋼帯の巾方向中央
   部を除く領域に、電縫管として成形し得る最大製
   品半径Ｒの1.5R〜10Rの曲率で曲げ加工を施し、
   次いで鋼帯の巾方向中央部に、電縫管として成形
   し得る最小製品半径Ｒの0.8R〜1.2Rの曲率で曲
   げ加工を施す粗成形工程と、 前記粗成形工程にて得られた鋼帯に該鋼帯の幅
   方向中央部を除いてさらに曲げ加工を施し該鋼帯
   のエツヂ部を突き合せつつ溶接を行う工程およ
   び、 前記工程にて得られた円筒体をその外側より圧
   下を加えて円形化処理して所定の外径に仕上げる
   サイジング工程からなることを特徴とする電縫管
   の製造方法。