JPH07314048A - 角鋼管の製造方法 - Google Patents
角鋼管の製造方法Info
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- JPH07314048A JPH07314048A JP12992794A JP12992794A JPH07314048A JP H07314048 A JPH07314048 A JP H07314048A JP 12992794 A JP12992794 A JP 12992794A JP 12992794 A JP12992794 A JP 12992794A JP H07314048 A JPH07314048 A JP H07314048A
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- Japan
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- tube
- steel pipe
- pipe
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ロール成形方式による角鋼管の製造方法にお
いて、低コストで角鋼管の切口変形を低減すること。 【構成】 丸鋼管１Ｂをロールにより角形成形して角鋼
管２を製造する角鋼管の製造方法において、角形成形工
程後の段階で、角鋼管２の辺部に、管長手方向で管外面
側が引張歪、管内面側が圧縮歪となるように、管内面側
から曲げ加工を施し、その後、角形成形のサイジングを
施すもの。
いて、低コストで角鋼管の切口変形を低減すること。 【構成】 丸鋼管１Ｂをロールにより角形成形して角鋼
管２を製造する角鋼管の製造方法において、角形成形工
程後の段階で、角鋼管２の辺部に、管長手方向で管外面
側が引張歪、管内面側が圧縮歪となるように、管内面側
から曲げ加工を施し、その後、角形成形のサイジングを
施すもの。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はロール成形方式による角
鋼管の製造方法に関する。
鋼管の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】角鋼管の製造方法の一つであるロール成
形方式は、素材としての鋼帯を複数段の丸形成形ロール
に通してオープンパイプ状に成形し、このオープンパイ
プの両エッジを電縫溶接して丸鋼管とし、更に、この丸
鋼管を複数段の角形成形ロール（図３のリシェーピング
スタンドＲ１〜Ｒ４）に通して角形成形し、角鋼管を得
るものである。
形方式は、素材としての鋼帯を複数段の丸形成形ロール
に通してオープンパイプ状に成形し、このオープンパイ
プの両エッジを電縫溶接して丸鋼管とし、更に、この丸
鋼管を複数段の角形成形ロール（図３のリシェーピング
スタンドＲ１〜Ｒ４）に通して角形成形し、角鋼管を得
るものである。
【０００３】然るに、ロール成形方式により製造された
角鋼管を切断すると、図１に示す如く、成形方向に沿っ
て、切口の辺部が外方に凸状にふくらむ開口変形の現象
を生ずる。
角鋼管を切断すると、図１に示す如く、成形方向に沿っ
て、切口の辺部が外方に凸状にふくらむ開口変形の現象
を生ずる。
【０００４】このような切口変形は角鋼管の寸法精度を
悪化するものであり、角鋼管を建築用部材として用いる
場合、その加工、組立の工程で、本来角鋼管の高寸法精
度を前提として採用される自動溶接が不可能となり、手
動溶接等を余儀なくされ、生産能率が低下する。また、
２本の角鋼管を接続するとき、両角鋼管の突き合わせ部
の内面に裏当金を設けるとき、上述の切口変形は管内面
と裏当金との間に間隙を発生させるものとなり、接続強
度を低下させる。また、角鋼管の辺部が上述の切口変形
で外方に凸状にふくらむことにより、管コーナー部内面
に高い残留引張応力を生じ、冬期低温時に施す溶接加工
に伴う割れ、溶融亜鉛めっき施工時の割れ等を生ずる場
合があり、建築用部材としての性能確保に困難がある。
悪化するものであり、角鋼管を建築用部材として用いる
場合、その加工、組立の工程で、本来角鋼管の高寸法精
度を前提として採用される自動溶接が不可能となり、手
動溶接等を余儀なくされ、生産能率が低下する。また、
２本の角鋼管を接続するとき、両角鋼管の突き合わせ部
の内面に裏当金を設けるとき、上述の切口変形は管内面
と裏当金との間に間隙を発生させるものとなり、接続強
度を低下させる。また、角鋼管の辺部が上述の切口変形
で外方に凸状にふくらむことにより、管コーナー部内面
に高い残留引張応力を生じ、冬期低温時に施す溶接加工
に伴う割れ、溶融亜鉛めっき施工時の割れ等を生ずる場
合があり、建築用部材としての性能確保に困難がある。
【０００５】そこで従来、角鋼管の切口変形の原因と考
えられる残留応力を低減する方法として、例えば特開平
5-23738 号公報に記載の如く、角形成形工程の一部又は
全部を熱間成形するもの、或いは特開平5-146821号公報
に記載の如く、角形成形後の管を全面加熱し、ＳＲ（ス
トレスレリーフ）するものがある。
えられる残留応力を低減する方法として、例えば特開平
5-23738 号公報に記載の如く、角形成形工程の一部又は
全部を熱間成形するもの、或いは特開平5-146821号公報
に記載の如く、角形成形後の管を全面加熱し、ＳＲ（ス
トレスレリーフ）するものがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、従来技術
では、角鋼管の切口変形の原因と考えられる残留応力を
低減すべく、管を熱間成形もしくは熱処理するものであ
り、重油、ガス等の燃料或いは電力を使用するにせよ、
加熱エネルギを必要として高コストとなる。また、ＳＲ
に対してオフラインの加熱炉を使用する場合には生産性
の低下を招き更に一層の高コストになる。
では、角鋼管の切口変形の原因と考えられる残留応力を
低減すべく、管を熱間成形もしくは熱処理するものであ
り、重油、ガス等の燃料或いは電力を使用するにせよ、
加熱エネルギを必要として高コストとなる。また、ＳＲ
に対してオフラインの加熱炉を使用する場合には生産性
の低下を招き更に一層の高コストになる。
【０００７】本発明は、ロール成形方式による角鋼管の
製造方法において、低コストで角鋼管の切口変形を低減
することを目的とする。
製造方法において、低コストで角鋼管の切口変形を低減
することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、丸鋼管をロー
ルにより角形成形して角鋼管を製造する角鋼管の製造方
法において、角形成形工程後の段階で、角鋼管の辺部
に、管長手方向で管外面側が引張歪、管内面側が圧縮歪
となるように、管内面側から曲げ加工を施し、その後、
角形成形のサイジングを施すようにしたものである。
ルにより角形成形して角鋼管を製造する角鋼管の製造方
法において、角形成形工程後の段階で、角鋼管の辺部
に、管長手方向で管外面側が引張歪、管内面側が圧縮歪
となるように、管内面側から曲げ加工を施し、その後、
角形成形のサイジングを施すようにしたものである。
【０００９】
【作用】本発明者らは角鋼管の切口変形の原因を調査
し、以下の知見を得た。角鋼管の切口変形の発生原因は
図２に示す通りである。即ち、ロール成形される材料の
ロールへの巻き付きによって生じた管長手方向の曲げ歪
（板厚の内面で引張、外面で圧縮）が、ロール成形終了
後に材料が直線的形状へもどるときに板厚の内面で圧
縮、外面で引張の曲げ残留応力となる。その後、管の切
断によってその残留応力が解放されると切口がロールへ
の巻き付きと同じ形状に、即ち辺部が長手方向で下に凸
に曲がるためである。従って、製品辺長Ｄが大きいほ
ど、製品板厚ｔが小さいほど、また製品の降伏強度が高
いほど、切口変形は大きくなる傾向がある。
し、以下の知見を得た。角鋼管の切口変形の発生原因は
図２に示す通りである。即ち、ロール成形される材料の
ロールへの巻き付きによって生じた管長手方向の曲げ歪
（板厚の内面で引張、外面で圧縮）が、ロール成形終了
後に材料が直線的形状へもどるときに板厚の内面で圧
縮、外面で引張の曲げ残留応力となる。その後、管の切
断によってその残留応力が解放されると切口がロールへ
の巻き付きと同じ形状に、即ち辺部が長手方向で下に凸
に曲がるためである。従って、製品辺長Ｄが大きいほ
ど、製品板厚ｔが小さいほど、また製品の降伏強度が高
いほど、切口変形は大きくなる傾向がある。
【００１０】そこで、本発明においては、上述のロール
成形時の管長手方向の曲げ歪とは逆の変形を角形成形工
程後の段階で、角鋼管の辺部に付与し、その後、角形成
形のサイジングを行なう。これにより、製品の角鋼管に
残存する管長手方向の曲げ残留応力は極めて小となり、
結果として管端の切口変形の発生も抑制される。
成形時の管長手方向の曲げ歪とは逆の変形を角形成形工
程後の段階で、角鋼管の辺部に付与し、その後、角形成
形のサイジングを行なう。これにより、製品の角鋼管に
残存する管長手方向の曲げ残留応力は極めて小となり、
結果として管端の切口変形の発生も抑制される。
【００１１】
【実施例】図１は角鋼管の切口変形を示す模式図、図２
は角鋼管の切口変形原因を示す模式図、図３は本発明の
一実施例における丸鋼管成形過程を示す模式図、図４は
本発明の一実施例における角鋼管成形過程を示す模式
図、図５は本発明の一実施例における角鋼管成形過程後
の管矯正工程を示す模式図、図６は図５の要部拡大図、
図７は内張ロール配置の変形例を示す模式図、図８は本
発明の効果を示す模式図、図９は角鋼管切断後の切口変
形量の説明図である。
は角鋼管の切口変形原因を示す模式図、図３は本発明の
一実施例における丸鋼管成形過程を示す模式図、図４は
本発明の一実施例における角鋼管成形過程を示す模式
図、図５は本発明の一実施例における角鋼管成形過程後
の管矯正工程を示す模式図、図６は図５の要部拡大図、
図７は内張ロール配置の変形例を示す模式図、図８は本
発明の効果を示す模式図、図９は角鋼管切断後の切口変
形量の説明図である。
【００１２】図３は、丸鋼管成形過程であり、丸形成形
ロール群によりオープンパイプ状に丸形成形されたオー
プンパイプ１Ａを、丸形成形ロール群の最終ロールであ
るフィンパスロール１１に通した後、オープンパイプ１
Ａの両エッジ部に２個のコンタクトチップ１２を接触さ
せて高周波電流を流し、これによって加熱されたエッジ
をスクイズロール１３によって加圧溶接（電縫溶接）
し、丸形電縫鋼管（丸鋼管１Ｂ）を得るものである。そ
して、この丸鋼管１Ｂの溶接ビードは、外面ビード切削
バイト１４により切削除去される。また、内面ビードは
仕様により内面ビード切削バイトにより切削除去される
場合もある。
ロール群によりオープンパイプ状に丸形成形されたオー
プンパイプ１Ａを、丸形成形ロール群の最終ロールであ
るフィンパスロール１１に通した後、オープンパイプ１
Ａの両エッジ部に２個のコンタクトチップ１２を接触さ
せて高周波電流を流し、これによって加熱されたエッジ
をスクイズロール１３によって加圧溶接（電縫溶接）
し、丸形電縫鋼管（丸鋼管１Ｂ）を得るものである。そ
して、この丸鋼管１Ｂの溶接ビードは、外面ビード切削
バイト１４により切削除去される。また、内面ビードは
仕様により内面ビード切削バイトにより切削除去される
場合もある。
【００１３】そして、丸鋼管１Ｂは引き続き図４の角形
成形ロール群に通されて角形成形され、角鋼管２とな
る。図４において、１６は丸鋼管１Ｂのためのサイジン
グロール、１７Ａ〜１７Ｄは角鋼管２を角形成形するた
めのリシェーピングロールである。
成形ロール群に通されて角形成形され、角鋼管２とな
る。図４において、１６は丸鋼管１Ｂのためのサイジン
グロール、１７Ａ〜１７Ｄは角鋼管２を角形成形するた
めのリシェーピングロールである。
【００１４】然るに、本実施例では、角形成形工程後の
角鋼管２の段階（角鋼管２が管成形ライン上で丸鋼管１
Ｂと連続一体化しているオンライン段階でも、角鋼管２
が丸鋼管１Ｂから長尺切断されたオフライン段階でも
可）で、角鋼管２四周の４つの辺部に、４個の内張ロー
ル２１Ａ〜２１Ｄにより管内面側から曲げ加工を施す
（図５）。各内張ロール２１Ａ〜２１Ｄは、角鋼管２の
長手方向で管外面側が引張歪、管内面側が圧縮歪となる
ような曲げ加工を施すものである。
角鋼管２の段階（角鋼管２が管成形ライン上で丸鋼管１
Ｂと連続一体化しているオンライン段階でも、角鋼管２
が丸鋼管１Ｂから長尺切断されたオフライン段階でも
可）で、角鋼管２四周の４つの辺部に、４個の内張ロー
ル２１Ａ〜２１Ｄにより管内面側から曲げ加工を施す
（図５）。各内張ロール２１Ａ〜２１Ｄは、角鋼管２の
長手方向で管外面側が引張歪、管内面側が圧縮歪となる
ような曲げ加工を施すものである。
【００１５】ここで、内張ロール２１Ａ〜２１Ｄは、角
鋼管２の内部に延在されているホルダーバー１５の先端
部に回転自在に枢着される。このとき、内張ロール２１
Ａ〜２１Ｄは管長手方向の同一面内に配置しても良く
（図６）、上下の内張ロール２１Ａ、２１Ｃの配置面と
左右の内張ロール２１Ｂ、２１Ｄの配置面とを互いに管
長手方向でずらして配置しても良く（図７）、或いは１
個ずつ管長手方向に互いに異なる位置に配置しても良
い。
鋼管２の内部に延在されているホルダーバー１５の先端
部に回転自在に枢着される。このとき、内張ロール２１
Ａ〜２１Ｄは管長手方向の同一面内に配置しても良く
（図６）、上下の内張ロール２１Ａ、２１Ｃの配置面と
左右の内張ロール２１Ｂ、２１Ｄの配置面とを互いに管
長手方向でずらして配置しても良く（図７）、或いは１
個ずつ管長手方向に互いに異なる位置に配置しても良
い。
【００１６】また、角鋼管２に曲げ加工を施す内張ロー
ル２１Ａ〜２１Ｄのロール径Ｄ、及び張り出し量は、角
鋼管２の外径、板厚、強度、切口変形量等に応じて定
め、調整できる。
ル２１Ａ〜２１Ｄのロール径Ｄ、及び張り出し量は、角
鋼管２の外径、板厚、強度、切口変形量等に応じて定
め、調整できる。
【００１７】尚、上述の内張ロール２１Ａ〜２１Ｄは、
シューに代えることもできる。このとき、シューは回転
せず、管内面との接触部には潤滑剤が供給される。
シューに代えることもできる。このとき、シューは回転
せず、管内面との接触部には潤滑剤が供給される。
【００１８】更に、本実施例では、上述の内張ロール２
１Ａ〜２１Ｄによる曲げ加工を施された角鋼管２に、そ
の後、角形成形サイジングロール２２Ａ〜２２Ｄにより
角形成形のサイジングを施す。この角形成形サイジング
は、内張ロール２１Ａ〜２１Ｄの出側で、１スタンドも
しくは複数スタンドに適用できる。
１Ａ〜２１Ｄによる曲げ加工を施された角鋼管２に、そ
の後、角形成形サイジングロール２２Ａ〜２２Ｄにより
角形成形のサイジングを施す。この角形成形サイジング
は、内張ロール２１Ａ〜２１Ｄの出側で、１スタンドも
しくは複数スタンドに適用できる。
【００１９】即ち、本実施例では、内張ロール２１Ａ〜
２１Ｄが角鋼管２の辺部に管内面側から前述の歪Ｓ１を
付与し、サイジングロール２２Ａ〜２２Ｄが角鋼管２の
辺部に歪Ｓ１と反対方向の歪Ｓ２を付与して角鋼管２の
辺部をフラットとするが、サイジングロール２２Ａ〜２
２Ｄの出側で、角鋼管２に残存する管長手方向の曲げ残
留応力を極小とするものである。
２１Ｄが角鋼管２の辺部に管内面側から前述の歪Ｓ１を
付与し、サイジングロール２２Ａ〜２２Ｄが角鋼管２の
辺部に歪Ｓ１と反対方向の歪Ｓ２を付与して角鋼管２の
辺部をフラットとするが、サイジングロール２２Ａ〜２
２Ｄの出側で、角鋼管２に残存する管長手方向の曲げ残
留応力を極小とするものである。
【００２０】以下、本実施例の作用について説明する。
角鋼管２には、角形成形工程を構成する各成形ロール
（サイジングロール１６、リシェーピングロール１７Ａ
〜１７Ｄ）の入側で、当該成形ロールへの巻き付きによ
って管長手方向の曲げ歪（板厚の内面で引張、外面で圧
縮）が付与され、当該ロール成形後に直線状に戻る際に
板厚の内面で圧縮、外面で引張の曲げ残留応力が残る。
ところが、本実施例では、内張ロール２１Ａ〜２１Ｄ
が、角形成形後の角鋼管２の管内面側から曲げ加工を施
し、角鋼管２の辺部に、管長手方向で管外面側に引張
歪、管内面側に圧縮歪を付与する。
角鋼管２には、角形成形工程を構成する各成形ロール
（サイジングロール１６、リシェーピングロール１７Ａ
〜１７Ｄ）の入側で、当該成形ロールへの巻き付きによ
って管長手方向の曲げ歪（板厚の内面で引張、外面で圧
縮）が付与され、当該ロール成形後に直線状に戻る際に
板厚の内面で圧縮、外面で引張の曲げ残留応力が残る。
ところが、本実施例では、内張ロール２１Ａ〜２１Ｄ
が、角形成形後の角鋼管２の管内面側から曲げ加工を施
し、角鋼管２の辺部に、管長手方向で管外面側に引張
歪、管内面側に圧縮歪を付与する。
【００２１】即ち、角形成形工程におけるロール成形時
の管長手方向の曲げ歪（内面で引張、外面で圧縮）とは
逆の変形を角形成形工程後の角鋼管２の段階で、角鋼管
２の辺部に付与することにより、角鋼管２に残存する管
長手方向の曲げ残留応力を極めて小とする。従って、角
鋼管２が製品長に切断され、その残留応力が解放されて
も、管端での切口変形の発生は極小となる。
の管長手方向の曲げ歪（内面で引張、外面で圧縮）とは
逆の変形を角形成形工程後の角鋼管２の段階で、角鋼管
２の辺部に付与することにより、角鋼管２に残存する管
長手方向の曲げ残留応力を極めて小とする。従って、角
鋼管２が製品長に切断され、その残留応力が解放されて
も、管端での切口変形の発生は極小となる。
【００２２】以下、本実施例の具体的実施結果について
説明する。丸形成形ロール群と角形成形ロール群とを連
続配置した電縫鋼管製造設備で、角形成形後の角鋼管
に、上記実施例の内張ロール２１Ａ〜２１Ｄにより前述
の曲げ加工を施し、その後２スタンドのサイジングロー
ル２２Ａ〜２２Ｄにより前述のサイジングを施した後、
550mm 角、16mm板厚、ＳＴＫＣ490 材の角鋼管を製造し
た。この角鋼管を製品長に切断し、切口変形量を調査
し、図８、表１を得た。尚、切口変形量とは、切断前後
の各辺の平坦度の差で表わす。切断前の辺の平坦度Δd1
＝d −d1、切断後の辺の平坦度Δd2＝d −d2とすると
き、切口変形量はΔd2−Δd1で表わされる（図９）。
説明する。丸形成形ロール群と角形成形ロール群とを連
続配置した電縫鋼管製造設備で、角形成形後の角鋼管
に、上記実施例の内張ロール２１Ａ〜２１Ｄにより前述
の曲げ加工を施し、その後２スタンドのサイジングロー
ル２２Ａ〜２２Ｄにより前述のサイジングを施した後、
550mm 角、16mm板厚、ＳＴＫＣ490 材の角鋼管を製造し
た。この角鋼管を製品長に切断し、切口変形量を調査
し、図８、表１を得た。尚、切口変形量とは、切断前後
の各辺の平坦度の差で表わす。切断前の辺の平坦度Δd1
＝d −d1、切断後の辺の平坦度Δd2＝d −d2とすると
き、切口変形量はΔd2−Δd1で表わされる（図９）。
【００２３】図８、表１によれば、本発明方法の実施に
より、従来方法に比して、切口変形量を格段に低減でき
ることが認められる。
より、従来方法に比して、切口変形量を格段に低減でき
ることが認められる。
【００２４】
【表１】
【００２５】以上、本発明の実施例を図面により詳述し
たが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更等があっても本発明に含まれる。例えば、本発明は四
角鋼管に限らず、三角、五角等の如何なる角鋼管にも適
用できる。
たが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更等があっても本発明に含まれる。例えば、本発明は四
角鋼管に限らず、三角、五角等の如何なる角鋼管にも適
用できる。
【００２６】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ロール成
形方式による角鋼管の製造方法において、低コストで角
鋼管の切口変形を低減することができる。
形方式による角鋼管の製造方法において、低コストで角
鋼管の切口変形を低減することができる。
【図１】図１は角鋼管の切口変形を示す模式図である。
【図２】図２は角鋼管の切口変形原因を示す模式図であ
る。
る。
【図３】図３は本発明の一実施例における丸鋼管成形過
程を示す模式図である。
程を示す模式図である。
【図４】図４は本発明の一実施例における角鋼管成形過
程を示す模式図である。
程を示す模式図である。
【図５】図５は本発明の一実施例における角鋼管成形過
程後の管矯正工程を示す模式図である。
程後の管矯正工程を示す模式図である。
【図６】図６は図５の要部拡大図である。
【図７】図７は内張ロール配置の変形例を示す模式図で
ある。
ある。
【図８】図８は本発明の効果を示す模式図である。
【図９】図９は角鋼管切断後の切口変形量の説明図であ
る。
る。
１Ｂ 丸鋼管 ２ 角鋼管 １１ フィンパスロール（ロール） １３ スクイズロール ２１Ａ〜２１Ｄ 内張ロール ２２Ａ〜２２Ｄ サイジングロール
Claims (1)
- 【請求項１】 丸鋼管をロールにより角形成形して角鋼
管を製造する角鋼管の製造方法において、 角形成形工程後の段階で、角鋼管の辺部に、管長手方向
で管外面側が引張歪、管内面側が圧縮歪となるように、
管内面側から曲げ加工を施し、その後、角形成形のサイ
ジングを施すことを特徴とする角鋼管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12992794A JPH07314048A (ja) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | 角鋼管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12992794A JPH07314048A (ja) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | 角鋼管の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07314048A true JPH07314048A (ja) | 1995-12-05 |
Family
ID=15021863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12992794A Withdrawn JPH07314048A (ja) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | 角鋼管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07314048A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102284547A (zh) * | 2011-06-23 | 2011-12-21 | 重庆大学 | 多道次滚动拉拔加工矩形铝合金波导管的方法 |
| WO2020015555A1 (zh) * | 2018-07-17 | 2020-01-23 | 欣诺冷弯型钢产业研究院（曹妃甸）有限公司 | 一种角部增厚的冷热复合成形方矩形管成型系统 |
-
1994
- 1994-05-20 JP JP12992794A patent/JPH07314048A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102284547A (zh) * | 2011-06-23 | 2011-12-21 | 重庆大学 | 多道次滚动拉拔加工矩形铝合金波导管的方法 |
| WO2020015555A1 (zh) * | 2018-07-17 | 2020-01-23 | 欣诺冷弯型钢产业研究院（曹妃甸）有限公司 | 一种角部增厚的冷热复合成形方矩形管成型系统 |
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