JPH06170413A - 電縫鋼管の冷間圧延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電縫鋼管の冷間絞り工程での溶接部と母材部
の肉厚偏差を解消する。 【構成】 複数のロールスタンドを連続的に配置し、各
ロールスタンドの圧延パスラインまわりの円周方向に、
絞り圧延用の３個のロールを１２０°間隔で配置すると
共に、隣接するロールスタンドのロールを圧延パスライ
ンに直交する面内で相互に６０°ずらして配置してなる
３ロールストレッチレデューサで電縫鋼管を冷間絞り圧
延する方法において、絞り圧延前に予め溶接部を絞り圧
延時に生じる溶接部と母材部の増肉代差分を増肉する。 【効果】 外径に対する肉厚比ｔ／Ｄ値の高い小径厚肉
管を製造でき、母管サイズを大きくできるから溶接効率
が向上し、製管速度が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電縫鋼管を複数のス
タンドからなる絞り圧延機で冷間絞り圧延する際、溶接
部の偏肉を抑制できる電縫鋼管の冷間圧延方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電縫鋼管は、素材の鋼帯を一群の成形ロ
ールによって円筒状に連続成形したのち、その継目部を
電気抵抗溶接法を用いて接合し製造される。この溶接
は、成形後のオープンパイプの両エッジ部を電流による
ジュール熱で集中的に加熱・圧接するものある。電縫鋼
管は、継目無鋼管に比較して生産性、寸法精度、表面性
状等に優れているが、厚肉品の製造が困難であり、厚肉
品の製造可能範囲において継目無鋼管に劣っている。

【０００３】電縫鋼管の絶対肉厚については、主として
ミルの剛性に起因することとなるが、主として外径５０
ｍｍ以下の小径厚肉品については、ミル剛性が十分ある
にもかかわらず、オープンパイプの加熱時にエッジ部だ
けでなく、母材部も加熱され、溶接効率が著しく悪くな
り、生産性が悪化または内面冷却水の吹き返し等により
溶接が困難となる。また、内径が小さくなるため、内面
ビード切削が困難となり、生産性が著しく悪化する。ま
たは内面ビードの切削ができなくなる。さらに、内外径
差が大きくなるため、鋼帯をオープンパイプに成形する
工程において、特に突き合わせのエッジ形状が悪化し、
溶接が困難となると共に、肉厚形状が悪化する。したが
って、電縫鋼管の小径厚肉品の製造可能範囲は、一般的
に管肉厚ｔ、管外径Ｄとすると、ｔ／Ｄ≦２０％程度で
ある。

【０００４】一方、上記小径厚肉品製造時の問題点を解
決する方法としては、鋼帯を成形、溶接した電縫鋼管を
３ロールのストレッチレデューサ等による外径絞り工程
を付加し、外径絞りにより外径に対する肉厚比ｔ／Ｄ値
の高い小径厚肉管が製造できることが知られている。例
えば、電縫鋼管に溶接後、引続き冷間で３ロールレデュ
ーサによる外径絞りを行った場合、管肉厚は増肉し、管
径が小さくなるため、外径に対する肉厚比ｔ／Ｄが上昇
する。しかしながら、外径に対する肉厚比ｔ／Ｄが２０
％の母管からｔ／Ｄが２５％の管を製造する場合は、冷
間鋼管の特性上、溶接部の硬度が母材部の硬度より高く
変形抵抗が大きいため、溶接部の増肉代より母材部の増
肉代の方が大きく、肉厚精度の悪化による偏肉が生じ
る。これを防止するには、絞り圧延機の前段にシームア
ニーラを設置し、溶接部と母材部との硬度を均一にする
方法が考えられるが、設備投資額が上昇する。

【０００５】上記電縫鋼管の３ロールのストレッチレデ
ューサ等による外径絞りにおける肉厚精度の悪化を防止
する方法としては、素材厚みの変化に応じて、ストレッ
チレデューサのロール回転数を変化させるに際して、中
継部をストレッチレデューサミル各スタンドの電動機電
流で検出することにより素材厚みをミル内に高精度トラ
ッキングすることによって、複数段のスタンドからなる
ストレッチレデューサミルの単スタンド毎、あるいは数
スタンドのグループ毎にロール回転数を変化させること
により、仕上がり鋼管の厚みバラツキを抑制する方法
（特開平３−１９８９０１号公報）、一つのロール形状
が、ロール開口部と３つのロールからなる孔形中心点と
を結ぶ線上に中心点を持つ円弧２つと、この円弧に接す
る一つの円弧から構成されている、３つのロールから成
る孔形を複数個用いて、冷間状態で中空の金属管を連続
的に圧延する方法（特開昭６３−３３１０５号公報）等
が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記特開平３−１９８
９０１号公報に開示の方法は、仕上がり鋼管の長手方向
の厚みバラツキを抑制するもので、円周方向の厚みバラ
ツキを抑制することはできない。また、特開昭６３−３
３１０５号公報に開示の方法は、出来る限り大きな外径
縮小を行うもので、円周方向の厚みバラツキの抑制につ
いては述べられていない。

【０００７】この発明の目的は、電縫鋼管のストレッチ
レデューサによる冷間絞り工程において、円周方向にお
ける肉厚精度、すなわち溶接部と母材部の肉厚精度を向
上できる電縫鋼管の冷間圧延方法を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく種々検討を重ねた。その結果、電縫鋼管の
外径絞りにおいて、外径絞り前に予め溶接部を絞り圧延
時に生じる溶接部と母材部の増肉代差分を増肉させてお
くことによって、溶接部の肉厚精度の悪化を防止できる
との結論に至り、この発明に到達した。

【０００９】すなわちこの発明は、複数のロールスタン
ドを連続的に配置し、各ロールスタンドの圧延パスライ
ンまわりの円周方向に、絞り圧延用の３個のロールを１
２０°間隔で配置すると共に、隣接するロールスタンド
のロールを圧延パスラインに直交する面内で相互に６０
°ずらして配置してなる３ロールストレッチレデューサ
で電縫鋼管を冷間絞り圧延する方法において、絞り圧延
前に予め溶接部を絞り圧延時に生じる溶接部と母材部の
増肉代差分を増肉することを特徴とする電縫鋼管の冷間
圧延方法である。

【００１０】

【作用】この発明においては、複数のロールスタンドを
連続的に配置し、各ロールスタンドの圧延パスラインま
わりの円周方向に、絞り圧延用の３個のロールを１２０
°間隔で配置すると共に、隣接するロールスタンドのロ
ールを圧延パスラインに直交する面内で相互に６０°ず
らして配置してなる３ロールストレッチレデューサで電
縫鋼管を冷間絞り圧延する方法において、絞り圧延前に
溶接部を絞り圧延時に生じる溶接部と母材部の増肉代差
分を増肉するから、電縫鋼管の溶接部は、絞り圧延によ
る増肉が母材部より少ないが、絞り圧延により母材部と
同一の肉厚となり、溶接部の肉厚精度の悪化を防止する
ことができる。

【００１１】入側ガイドスタンドからスクイズスタンド
までの間での溶接部の増肉方法としては、絞り圧延時に
生じる溶接部と母材部の増肉代差を増肉できればよく、
いかなる方法でもよいが、例えば、通常フープのセンタ
リングのために使用される入側ガイドスタンドにおい
て、ガイドロールを絞め込んでフープエッジを強圧下す
ることにより実施することができる。

【００１２】絞り圧延時に生じる溶接部と母材部の増肉
代差は、材質、肉厚、外径絞り率等によって異なるた
め、予め前もってデータを採取し、どの程度溶接部を増
肉すればよいか具体的数値を材質、肉厚、外径絞り率等
に応じて設定しておけばよい。また、溶接部の絞り圧延
時に生じる溶接部と母材部の増肉代差分の増肉制御は、
上記増肉手段応じて、例えば、入側ガイドスタンドにお
けるガイドロールの絞め込み量と両端増肉量との関係を
求めておき、材質、肉厚、外径絞り率等に応じて設定す
ればよい。

【００１３】

【実施例】

実施例１ 以下にこの発明の詳細を入側ガイドスタンド〜スクイズ
スタンド間での溶接部増肉の一例として、入側ガイドス
タンドでの実施例を示す図１ないし図３に基づいて説明
する。図１（ａ）図は電縫鋼管製造工程の概略配置図、
（ｂ）図はスクイズスタンド出側での溶接部近傍断面
図、（ｃ）図は絞り圧延機出側での溶接部近傍断面図、
図２はガイドロール絞め代とスクイズスタンド出側での
溶接部肉厚と母材部肉厚との差との関係を示すグラフ、
図３は入側ガイドスタンドの概略図である。図１、図３
において、１は入側ガイドスタンド、２はブレークダウ
ンスタンド、３はクラスタースタンド、４はフインパス
スタンドで、矢印方向から挿入された鋼帯５は、入側ガ
イドスタンド１でガイドロール６によりエッジが強圧縮
されて増肉されたのち、ブレークダウンスタンド２、ク
ラスタースタンド３、フインパススタンド４で順次成形
されてオープンパイプとなり、電気抵抗溶接機とスクイ
ズロールからなる溶接部７で、両エッジ部を電流による
ジュール熱で集中的に加熱・圧接したのち、内外面ビー
ドが切削される。

【００１４】溶接部７で加熱・圧接され、内外面ビード
が切削された電縫鋼管８は、図１（ｂ）図に示すとお
り、溶接部肉厚ｔ_Wが母材部肉厚ｔ_Mより増肉する。溶接
部７を出た電縫鋼管は、クーラント９で冷却されたの
ち、３ロールレデューサ１０で所定の外径に絞り圧延さ
れ、増肉されて外径Ｄに対する肉厚ｔの比（ｔ／Ｄ）が
上昇する。この場合、３ロールレデューサ１０出側での
電縫鋼管８の溶接部形状は、図１（ｃ）図に示すとお
り、絞り圧延による増肉代が少ない分前以て溶接部が増
肉されているため、溶接部と母材部の肉厚がほぼ均一と
なる。

【００１５】図２は外径５０．８ｍｍ、肉厚６．０ｍｍ
の場合のガイドロール絞め代（ｍｍ）とスクイズスタン
ド出側での溶接部肉厚と母材部肉厚との差（ｍｍ）との
関係を示すグラフで、ガイドロール絞め代０とは、フー
プとガイドロールが接した時点をいう。また、スクイズ
スタンド出側での溶接部肉厚と母材部肉厚との差ｔ_W−
ｔ_Mは、ガイドロール絞め代０の時、ｔ_W−ｔ_M＝０とな
るように内面ビード切削を調整し、同条件でガイドロー
ルの絞め代を変更した。図２に示すとおり、ガイドロー
ル絞め代とスクイズスタンド出側での溶接部肉厚と母材
部肉厚との差ｔ_W−ｔ_Mは非常に相関があり、ガイドロー
ル絞め代によって、溶接部を増肉制御できることを示し
ている。

【００１６】実施例２ 肉厚２〜６ｍｍの鋼帯から入側ガイドロールによる両端
エッジ部を圧下して増肉した場合と、両端エッジ部を増
肉しなかった場合のそれぞれについて、外径５０．８ｍ
ｍの電縫鋼管を製造し、３ロールレデューサにより外径
絞り率１６％の冷間絞り圧延を実施し、増肉の有無によ
るコイル肉厚と、母材部肉厚と溶接部肉厚との差を測定
した。その結果を図４に示す。図４に示すとおり、入側
ガイドロールによる両端エッジ部を増肉しなかったＡの
場合は、鋼帯の肉厚が厚くなるに従って溶接部肉厚と母
材部肉厚との差が広がっている。これに対し入側ガイド
ロールにより両端エッジ部を圧下して増肉したＢの場合
は、鋼帯の肉厚に関係なく何れも母材部肉厚と母材部肉
厚との差が殆どなく、肉厚精度が大幅に向上している。

【００１７】

【発明の効果】以上述べたとおり、この発明方法によれ
ば、電縫鋼管の３ロールストレッチレデューサによる冷
間外径絞り圧延における肉厚精度を向上でき、高外径圧
下率での絞り圧延が可能となり、外径に対する肉厚比ｔ
／Ｄ値の高い小径厚肉管を製造できると共に、母管サイ
ズを大きくできるから溶接効率の向上を図ることがで
き、製管速度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】電縫鋼管製造工程の概略配置図とスクイズスタ
ンド出側および絞り圧延機出側での溶接部近傍断面図を
示すもので、（ａ）図は電縫鋼管製造工程の概略配置
図、（ｂ）図はスクイズスタンド出側での溶接部近傍断
面図、（ｃ）図は絞り圧延機出側での溶接部近傍断面図
である。

【図２】ガイドロール絞め代とスクイズスタンド出側で
の溶接部肉厚と母材部肉厚との差との関係を示すグラフ
である。

【図３】入側ガイドスタンドの概略図である。

【図４】増肉の有無によるコイル肉厚と、母材部肉厚と
溶接部肉厚との差の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 入側ガイドスタンド ２ ブレークダウンスタンド ３ クラスタースタンド ４ フインパススタンド ５ 鋼帯 ６ ガイドロール ７ 溶接部 ８ 電縫鋼管 ９ クーラント １０ ３ロールレデューサ

フロントページの続き (72)発明者 岩永 博巳 和歌山県和歌山市湊1850番地 住友金属工 業株式会社和歌山製鉄所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のロールスタンドを連続的に配置
   し、各ロールスタンドの圧延パスラインまわりの円周方
   向に、絞り圧延用の３個のロールを１２０°間隔で配置
   すると共に、隣接するロールスタンドのロールを圧延パ
   スラインに直交する面内で相互に６０°ずらして配置し
   てなる３ロールストレッチレデューサで電縫鋼管を冷間
   絞り圧延する方法において、絞り圧延前に予め溶接部を
   絞り圧延時に生じる溶接部と母材部の増肉代差分を増肉
   することを特徴とする電縫鋼管の冷間圧延方法。