JPH06312292A - 粉粒体充填管の製造方法 - Google Patents

粉粒体充填管の製造方法

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JPH06312292A
JPH06312292A JP10327493A JP10327493A JPH06312292A JP H06312292 A JPH06312292 A JP H06312292A JP 10327493 A JP10327493 A JP 10327493A JP 10327493 A JP10327493 A JP 10327493A JP H06312292 A JPH06312292 A JP H06312292A
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JP
Japan
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granular material
tube
flux
powder
vibration
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JP10327493A
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English (en)
Inventor
Toru Ono
徹 小野
Haruji Hashimoto
晴次 橋本
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Nippon Steel Welding and Engineering Co Ltd
Original Assignee
Nippon Steel Welding and Engineering Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 粉粒体充填率の安定した粉粒体充填管の製造
する方法を提供する。 【構成】 金属帯板を管状体に成形する途中で管状体1
に粉粒体20を供給し、管状体1の両エッジ17を高周
波溶接により接合し、粉粒体20が充填された溶接管1
1を縮径する粉粒体充填管の製造方法において、前記管
状体1に粉粒体20を供給してから粉粒体20が管内断
面全体を占有するまでの過程で、粉粒体20に振動体2
4を接触させることにより振動を付与して脱気処理す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は炭素鋼、ステンレス
鋼、銅合金、アルミニウム合金その他の金属管に粉粒体
を充填した粉粒体充填管の製造方法に関する。
【0002】ここで、粉粒体とは溶接用フラックス、酸
化物超電導材、溶鋼用添加剤等の粉粒体をいう。
【0003】
【従来の技術】粉粒体充填管の一つとして、溶接用フラ
ックス入りシームレスワイヤがある。このシームレスワ
イヤの製造では、帯鋼を所要の幅でスリッティングし、
スリット後の帯鋼を成形ロールによりU字形からO字形
に漸次成形する。この成形途中でU字形帯鋼の長手方向
に沿った開口からフィーダによりフラックスを帯鋼谷部
に供給する。ついで、O字形に成形すると同時に、オー
プン管(管状体)の開口の相対するエッジ面を溶接によ
り接合し、引き続いて縮径する。さらに必要に応じて焼
鈍したのちフラックスが充填された管を所望の径に伸
線、巻き取って製品とする。(特開昭54−10904
0号公報、特開昭60−234795号公報、特開昭6
3−132797号公報参照) 上記粉粒体充填管の製造における溶接法として、高周波
誘導溶接法、高周波抵抗溶接法等の高周波溶接が広く用
いられている。これらの溶接法は、いずれもオープン管
をほぼO字形に成形したところで、高周波電流により発
生するジュール熱により開口のエッジ面を溶融温度まで
加熱し、相対するエッジ面を一対のスクイズロールによ
り圧接する。
【0004】そして、溶接直後にフラックスを内部に充
填した管を冷間圧延する工程では、連続する複数段の圧
延スタンドに組み込まれた2ロールまたは3ロールの孔
型ロール列により順次管の外形圧下を行い所望の径に縮
径する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この管の縮径圧延によ
り管内断面積が次第に減少すると、逆にフラックスの管
内断面積占有率が次第に増加し、ついには100%、す
なわちフラックスが管内断面全体を占有する(このとき
まで静嵩密度の状態)。以後フラックスの圧縮が開始し
て、その粒子間隔が次第に縮まりタップ密度の状態さら
にはタップ密度以上に圧縮された状態となる。
【0006】このフラックスの圧縮によってフラックス
粒子間に介在するエアーは、 フラックス粒子間から締め出されて溶接位置まで逆流
し、オープン管のエッジ間から外部に開放される。 フラックス粒子間に残留する。
【0007】このうち問題になるのは、のケースであ
って、エアーがフラックス粒子間に残留すると、管の縮
径圧延の進行に伴って次第に集合しエアー溜まりを生じ
る。このエアー溜まりは後続する焼鈍工程での急速加熱
により膨張してさらに増長する。フラックス中に生じた
エアー溜まりは管長手方向に充填フラックスの疎密状態
つまりフラックス充填率のバラツキを生成させる。これ
は製品段階まで残存し、溶接作業性の不良(スラグ被包
性の不良、スパッタの多発等)等の欠陥となって溶接用
フラックス入りワイヤに現れる。
【0008】管内に充填するフラックスとして、複数の
原材料粉を混合したままの非造粒フラックスとさらに固
着剤を添加して造粒、乾燥、分級した造粒フラックスと
が一般的に使用されるが、上記のケースは微粉を多く
含む非造粒フラックスを使用した場合に顕著に現れる。
【0009】そこで、この発明は微粉を多く含む粉粒体
を充填する場合であっても、粉粒体充填率の安定した粉
粒体充填管の製造方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明の粉粒体充填管
の製造方法は、金属帯板を管状体に成形する途中で管状
体に粉粒体を供給し、管状体の両エッジを高周波溶接に
より接合し、粉粒体が充填された溶接管を縮径する粉粒
体充填管の製造方法において、前記管状体に粉粒体を供
給してから粉粒体が管内断面全体を占有するまでの過程
で、粉粒体に振動体を接触させることにより振動を付与
して脱気処理することを特徴としている。
【0011】また、前記粉粒体の表面に振動体を接触さ
せることを特徴としている。
【0012】粉粒体に振動を付与するには、電磁振動
機、ロータリー振動機その他適宜の振動機を使用し、こ
の振動機により振動する振動体を粉粒体に接触させるこ
とにより行う。
【0013】採用すべき振動条件(振動方向、振動数、
振幅)としては、鉛直方向(重力方向)の方向成分を有
する振動方向であれば他の条件について特に限定するも
のではない。すなわち管内に供給する粉粒体の性状(圧
縮度、粒度分布等)、粉粒体の管内占有断面積、ライン
速度等を考慮して粉粒体粒子間から効率良く脱気できる
振動方向、振動数、振幅等の振動条件を適宜に選択決定
する。
【0014】
【作用】粉粒体に振動体を接触させて振動を付与する
と、粉粒体は静嵩密度の状態からタップ密度の状態とな
ってその粒子間隙を狭める。このとき粉粒体粒子間に介
在するエアーは、粒子間隙から排出されて減少する。こ
の発明ではこの脱気処理を管状体に粉粒体を供給してか
ら粉粒体が管内断面全体を占有する以前の粉粒体に対し
て実施するので、粉粒体粒子間にエアーが残留すること
に起因する粉粒体中のエアー溜まり(管長手方向の充填
粉粒体の疎密状態)の発生を未然に回避することができ
る。その結果、微粉を多く含む粉粒体を充填する場合で
あっても、粉粒体充填率の安定した品質良好な粉粒体充
填管を得ることができる。
【0015】
【実施例】以下、溶接用フラックス入りワイヤの製造を
実施例として説明する。図1は溶接用フラックス入りワ
イヤ製造装置の主要部の構成図である。図1に示すよう
に、オープン管(管状体)1の送り方向に沿って成形ロ
ール群2、サイドロール3およびフラックス供給装置4
が配置されている。成形ロール2の上流側には、予成形
ロール(図示しない)が設けられている。サイドロール
3とサイドロール3との間5より成形途中のオープン管
1にフラックス20が供給される。フラックス20を供
給されたオープン管1は、フィンパスロール6(6-1、
6-2、6-3)、シームガイドロール7を通過し、溶接ゾ
ーンに入る。
【0016】高周波誘導溶接装置8はワークコイル9お
よびスクイズロール10を備えている。ワークコイル9
には電源12から、高周波溶接電流が供給される。この
高周波誘導溶接により幅w=30〜150mm、厚さt=
1〜5mm程度の鋼帯を外径D=10〜50mm程度の管に
造管する。このときの溶接条件として 高周波電流の周波数 … f=300〜8
00kHz 入熱(電力量) … P=100〜4
00kVA ワークコイル〜V収束点間の距離 … L=10〜10
0mm アペックス角(V収束角) … θ=3〜15° 程度のものが採用され、溶接速度(造管速度)V=10
〜200m/min 程度の速度で造管が行われる。溶接さ
れた管11の外面側余盛りビード14は切削バイト13
により除去され、また内面側余盛りビード15はそのま
ま製品サイズまで残留する。
【0017】次に管11は冷間圧延機16で縮径され
る。この冷間圧延工程では連続する複数段の圧延スタン
ド18(18-1、18-2、18-3、…)に組み込まれた
3ロールの孔型ロール19(19-1、19-2、19-3、
…)の列によりトータル管外径減少率40〜60%程度
で順次管11の外径圧下を行う。この管11の縮径圧延
により管内断面積が次第に減少すると、逆にフラックス
20の管内断面積占有率が次第に増加し、ついには10
0%、すなわちフラックスが管内断面全体を占有する状
態になる(この例では4番圧延スタンド18-4の位
置)。以後フラックスの圧縮が始まり、少なくともフラ
ックスが管内で自由に移動できなくなるまで、すなわち
少なくともタップ密度で管内に充填した状態になくなる
まで圧縮する。冷間圧延機16で縮径された管11は直
接通電加熱炉等の連続式焼鈍炉26に通され、650〜
750℃程度に加熱されて軟化する。さらに縮径圧延、
焼鈍、仕上伸線と各工程を経て外径0.8〜2.0 mm
の製品サイズまで縮径される。本発明の方法を実施する
ための製造装置は、このようなワイヤ製造装置におい
て、さらにフラックス供給装置4と高周波誘導溶接装置
8との間の適宜位置にオープン管1内に供給されたフラ
ックス20に対して振動を付与しフラックス粒子間に介
在するエアーを脱気処理するための手段を備えている。
【0018】図1および図2a(図1のIIa−IIa線断
面図)、b(図2aのIIb−IIb線断面図)により説明
する。この例ではフラックス供給装置4と1番フィンパ
スロール6-1の間、1番フィンパスロール6-1と2番フ
ィンパスロール6-2の間および3番フィンパスロール6
-3とシームガイドロール7の間の計3箇所に振動脱気手
段21(21-1、21-2、21-3)を設けている。この
振動脱気手段21は図2a、bに示すようにオープン管
1の開口エッジ17の上方に設けられた電磁振動機2
2、オープン管1内に挿入されフラックス表面に接触し
てフラックスに振動を付与する振動板24およびこの両
者を接続し電磁振動機22からの鉛直振動を振動板24
に伝達する支持棒23からなる。振動板24は管1の走
行方向に沿う長手方向の両端部にアールを設けた橇形状
をしており、また電磁振動機22から伝達される鉛直振
動を正確に振動板全面で受けるよう支持棒23との間に
三角形状の補強板25を添設している。なお振動板24
をフラックス表面に対し押圧気味にして接触させると効
果的に脱気する。その他、 振動板に通気用の小孔を複数設ける。 複数の振動脱気手段に対してそれぞれ別個に振動板を
設けるのでなく単一の振動板を設ける。 等の振動板の変更例が考えられる。
【0019】上記実施例では、振動板を水平にしてフラ
ックス表面に接触させたが、本発明ではこれに限定され
ない。例えば振動板を管の走行方向に対し垂直にしてフ
ラックス内部に挿入し、フラックスの長手方向の積層断
面部分に振動板(振動面)を接触させてフラックスに振
動を付与するようにしてもよい。
【0020】つぎに、上記装置により製造した溶接用フ
ラックス入りワイヤのフラックス充填率のバラツキ発生
結果について説明する。板厚2.2mm、幅65.5mmの
鋼帯を使用し、外径22.4mm、内径18.0mmの管に
成形した。成形途中でフラックスを供給し、オープン管
を高周波溶接により連続的に突合せ接合した。このとき
ワークコイルに供給した高周波電流の周波数は520kH
z 、入熱は150KVA 、溶接速度Vは30m/min 、ワ
ークコイル〜溶接点距離は25mm、アペックス角は6°
である。溶接した外径22.4mmの管を冷間圧延機16
(3ロール型、6スタンド構成)の圧延ロール群により
外径11.3mmまでトータル管外径減少率50%で縮径
して管内のフラックスが圧密化したフラックス充填管と
し、次に直接通電加熱炉26を通して焼鈍(700℃×
6秒)を施した。さらに縮径圧延、焼鈍、仕上伸線と各
工程を経て外径1.2mm、内径0.6mmの製品サイズま
で縮径してスプール(20kg巻)に巻き取った。この製
品ワイヤのフラックス充填率のバラツキ発生状況を調べ
た。
【0021】供給したフラックスはルチール系の非造粒
フラックスで、粒度:32メッシュ(500μm )×D
ust 、100メッシュ(150μm )下%≧60% の
ものを使用し、目標フラックス充填率:13.0±1.
0%で管内に充填した。
【0022】使用した振動脱気手段は図1および図2
a、bに示すもので、その設置位置、設置数は上記した
通りであり、振動の仕様を以下に記す。 振動機 … 電磁振動機 振動方向 … 鉛直方向(管の走行方向に対して垂
直方向) 振動数 … 100 振動の幅 … 0.7mm 振動板の寸法 … 幅20mm、長さ150mm 振動板の数 … 3枚 製品ワイヤのフラックス充填率のバラツキ発生結果を図
3に示す。製品1スプール(20kg巻)から本発明例、
従来例(振動脱気手段を使用せず)ともに各1m×30
本をランダムにサンプリングしワイヤ単重を測定してか
らフラックス充填率を求めた。図3から明らかなよう
に、本発明例ではすべて目標充填率内でしかも13.0
±0.5%の範囲内に入っているのに対して従来例では
目標充填率:13.0±1.0%を外れていた。
【0023】
【発明の効果】この発明によれば、管状体に粉粒体を供
給してから粉粒体が管内断面全体を占有するまでの過程
で、粉粒体に振動体を接触させることにより振動を付与
して脱気処理するので、粉粒体粒子間にエアーが残留す
ることに起因する粉粒体中のエアー溜まり(管長手方向
の充填粉粒体の疎密状態)の発生を未然に回避すること
ができる。この結果、微粉を多く含む粉粒体を充填する
場合であっても、粉粒体充填率の安定した品質良好な粉
粒体充填管を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の粉粒体充填管を製造するための装置
例を示すもので、溶接用フラックス入りワイヤの製造装
置の主要部の構成図である。
【図2】aは図1のIIa−IIa線断面図であり、bは図
2aのIIb−IIb線断面図である。
【図3】この発明の方法と従来の方法とを比較して、製
品ワイヤのフラックス充填率のバラツキを示すグラフで
ある。
【符号の説明】
1 オープン管(管状体) 2 成形ロール群 3 サイドロール 4 フラックス供給装置 6 フィンパスロール 7 シームガイドロール 8 高周波溶接装置 9 ワークコイル 10 スクイズロール 11 溶接された管 12 電源 16 冷間圧延機 17 開口エッジ面 18 圧延スタンド 19 孔型ロール 20 フラックス 21 振動脱気手段 22 電磁振動機 23 支持棒 24 振動板 26 直接通電加熱炉

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属帯板を管状体に成形する途中で管状
    体に粉粒体を供給し、管状体の両エッジを高周波溶接に
    より接合し、粉粒体が充填された溶接管を縮径する粉粒
    体充填管の製造方法において、前記管状体に粉粒体を供
    給してから粉粒体が管内断面全体を占有するまでの過程
    で、粉粒体に振動体を接触させることにより振動を付与
    して脱気処理することを特徴とする粉粒体填管の製造方
    法。
  2. 【請求項2】 前記粉粒体の表面に振動体を接触させる
    請求項1記載の粉粒体充填管の製造方法。
JP10327493A 1993-04-28 1993-04-28 粉粒体充填管の製造方法 Pending JPH06312292A (ja)

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