JPH10109109A - 鋼管の製造装置 - Google Patents
鋼管の製造装置Info
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- JPH10109109A JPH10109109A JP9046197A JP9046197A JPH10109109A JP H10109109 A JPH10109109 A JP H10109109A JP 9046197 A JP9046197 A JP 9046197A JP 9046197 A JP9046197 A JP 9046197A JP H10109109 A JPH10109109 A JP H10109109A
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Abstract
(57)【要約】
【課 題】 ビード切削の必要がなく高い生産性が確保
できしかもシーム品質および表面肌に優れた鋼管を製造
できる上述の固相圧接造管法の実施に適した鋼管の製造
装置を提供する。 【解決手段】 第１、第２のワークコイル１、２および
その下流で両エッジ部21、21を衝合・圧接してシーム部
10を形成するスクイズロール３を備えた鋼管の製造装置
において、スクイズロールがシーム部に当接するよう配
置され、さらに、シーム部を管内から押圧して平滑化す
る平滑化ロール４、および必要に応じて第１、第２のワ
ークコイルの少なくともいずれかのエッジ部加熱効率を
高めるインピーダ６、７、を装着した内挿バー５を管内
に備え、また必要に応じて平滑化による管径の変動を拘
束する拘束ロール60、61を管外に備えた。
できしかもシーム品質および表面肌に優れた鋼管を製造
できる上述の固相圧接造管法の実施に適した鋼管の製造
装置を提供する。 【解決手段】 第１、第２のワークコイル１、２および
その下流で両エッジ部21、21を衝合・圧接してシーム部
10を形成するスクイズロール３を備えた鋼管の製造装置
において、スクイズロールがシーム部に当接するよう配
置され、さらに、シーム部を管内から押圧して平滑化す
る平滑化ロール４、および必要に応じて第１、第２のワ
ークコイルの少なくともいずれかのエッジ部加熱効率を
高めるインピーダ６、７、を装着した内挿バー５を管内
に備え、また必要に応じて平滑化による管径の変動を拘
束する拘束ロール60、61を管外に備えた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼管の製造装置に
関し、とくに、オープン管の両エッジ部を固相圧接適正
温度域で衝合接合して管に成形するのに好適な鋼管の製
造装置に関する。
関し、とくに、オープン管の両エッジ部を固相圧接適正
温度域で衝合接合して管に成形するのに好適な鋼管の製
造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】溶接鋼管は、鋼板または鋼帯（帯鋼）を
管状に成形しその継目を溶接したもので、小径から大径
まで各種の製造法によりつくられているが、主な製造法
として、電気抵抗溶接（電縫）、鍛接、電弧溶接による
ものが挙げられる。小径〜中径鋼管用としては、高周波
誘導加熱を利用した電気抵抗溶接法（電気抵抗溶接鋼
管、電縫管）が主として利用されている。この方法は、
連続的に帯鋼を供給し、成形ロールで管状に成形してオ
ープン管とし、続いて高周波誘導加熱によりオープン管
の両エッジ部端面を鋼の融点以上に加熱した後、スクイ
ズロールで両エッジ部端面を衝合溶接して鋼管を製造す
る方法である（例えば、第３版鉄鋼便覧第III 巻（２）
1056〜1092頁）。
管状に成形しその継目を溶接したもので、小径から大径
まで各種の製造法によりつくられているが、主な製造法
として、電気抵抗溶接（電縫）、鍛接、電弧溶接による
ものが挙げられる。小径〜中径鋼管用としては、高周波
誘導加熱を利用した電気抵抗溶接法（電気抵抗溶接鋼
管、電縫管）が主として利用されている。この方法は、
連続的に帯鋼を供給し、成形ロールで管状に成形してオ
ープン管とし、続いて高周波誘導加熱によりオープン管
の両エッジ部端面を鋼の融点以上に加熱した後、スクイ
ズロールで両エッジ部端面を衝合溶接して鋼管を製造す
る方法である（例えば、第３版鉄鋼便覧第III 巻（２）
1056〜1092頁）。
【０００３】上記した高周波誘導加熱を利用した電縫管
の製造方法では、オープン管の両エッジ部端面を鋼の融
点以上に加熱するため、電磁力の影響により溶鋼が流動
し、生成された酸化物が衝合溶接部に噛み込まれペネト
レータ等の溶接欠陥あるいは、溶鋼飛散（フラッシュ）
が発生しやすいという問題があった。この問題に対し、
例えば、特開平2-299782号公報には、２つの加熱装置を
有する電縫鋼管の製造法が提案されている。すなわち、
第１の加熱装置でオープン管の両エッジ部の温度をキュ
リー点以上に加熱し、第２の加熱装置で更に融点以上に
加熱し、すぐ下流に設けたスクイズロールで両エッジ部
を衝合溶接して鋼管を製造する。また、特開平2-299783
号公報には、第１の加熱装置で周波数45〜250kHzの電流
を流し、両側エッジ部を予熱し、第２の加熱装置で更に
融点以上に加熱し、スクイズロールで両エッジ部を衝合
溶接して鋼管を製造する電縫管製造装置が提案されてい
る。
の製造方法では、オープン管の両エッジ部端面を鋼の融
点以上に加熱するため、電磁力の影響により溶鋼が流動
し、生成された酸化物が衝合溶接部に噛み込まれペネト
レータ等の溶接欠陥あるいは、溶鋼飛散（フラッシュ）
が発生しやすいという問題があった。この問題に対し、
例えば、特開平2-299782号公報には、２つの加熱装置を
有する電縫鋼管の製造法が提案されている。すなわち、
第１の加熱装置でオープン管の両エッジ部の温度をキュ
リー点以上に加熱し、第２の加熱装置で更に融点以上に
加熱し、すぐ下流に設けたスクイズロールで両エッジ部
を衝合溶接して鋼管を製造する。また、特開平2-299783
号公報には、第１の加熱装置で周波数45〜250kHzの電流
を流し、両側エッジ部を予熱し、第２の加熱装置で更に
融点以上に加熱し、スクイズロールで両エッジ部を衝合
溶接して鋼管を製造する電縫管製造装置が提案されてい
る。
【０００４】しかしながら、これらの電縫管製造技術で
は、エッジ部を均一に加熱することは示唆しているもの
の、両エッジ部を鋼の融点以上に加熱するため、衝合溶
接時に、溶融した鋼が管の内外面に排出されビード（余
盛）が形成される。そのため、衝合溶接後に管内外面の
溶接ビードの除去が必要であり、ほとんどがビード切削
用バイトにより切削されて除去されている。
は、エッジ部を均一に加熱することは示唆しているもの
の、両エッジ部を鋼の融点以上に加熱するため、衝合溶
接時に、溶融した鋼が管の内外面に排出されビード（余
盛）が形成される。そのため、衝合溶接後に管内外面の
溶接ビードの除去が必要であり、ほとんどがビード切削
用バイトにより切削されて除去されている。
【０００５】このようなことから、この方法では、 ビード切削用バイトの切削量の調整で、材料と時間の
ロスが発生する。 ビード切削用バイトは消耗品であるため、造管速度に
よって異なるが、3000〜4000ｍのビード切削長毎にバイ
トを交換する必要があり、そのため、１時間程度ごとに
３〜５分間のバイト交換のためのラインの停止を余儀な
くされる。
ロスが発生する。 ビード切削用バイトは消耗品であるため、造管速度に
よって異なるが、3000〜4000ｍのビード切削長毎にバイ
トを交換する必要があり、そのため、１時間程度ごとに
３〜５分間のバイト交換のためのラインの停止を余儀な
くされる。
【０００６】特に造管速度が100m／min を超える高速
造管では、ビード切削用バイトの寿命が短く、交換頻度
が高い。 など、ビード切削がネックとなり、高速造管ができない
ため生産性が低いという問題があった。一方、比較的小
径鋼管用として極めて高い生産性を有する鍛接鋼管製造
方法がある。この方法は、連続的に供給した帯鋼を加熱
炉で1300℃程度に加熱した後、成形ロールで管状に成形
してオープン管とし、続いてオープン管の両エッジ部に
高圧空気を吹き付けて端面のスケールオフを行った後、
ウェルディングホーンにより端面に酸素を吹き付け、そ
の酸化熱で端面を1400℃程度に昇温させてから、鍛接ロ
ールで両エッジ部端面を衝合させ固相接合して鋼管を製
造する方法である（例えば、第３版鉄鋼便覧第III 巻
（２）1056〜1092頁）。
造管では、ビード切削用バイトの寿命が短く、交換頻度
が高い。 など、ビード切削がネックとなり、高速造管ができない
ため生産性が低いという問題があった。一方、比較的小
径鋼管用として極めて高い生産性を有する鍛接鋼管製造
方法がある。この方法は、連続的に供給した帯鋼を加熱
炉で1300℃程度に加熱した後、成形ロールで管状に成形
してオープン管とし、続いてオープン管の両エッジ部に
高圧空気を吹き付けて端面のスケールオフを行った後、
ウェルディングホーンにより端面に酸素を吹き付け、そ
の酸化熱で端面を1400℃程度に昇温させてから、鍛接ロ
ールで両エッジ部端面を衝合させ固相接合して鋼管を製
造する方法である（例えば、第３版鉄鋼便覧第III 巻
（２）1056〜1092頁）。
【０００７】しかし、この鍛接鋼管製造方法では、 端面のスケールオフが完全ではないので、鍛接衝合部
へのスケール噛込みが発生し、シーム部の強度が母材部
に比べてかなり劣る。このため、偏平試験で、電縫鋼管
なら偏平高さ比ｈ／Ｄ＝２ｔ／Ｄ（ｔ：板厚）を達成で
きるのに対し、鍛接鋼管では偏平高さ比ｈ／Ｄが0.5 程
度に劣るものとなる。
へのスケール噛込みが発生し、シーム部の強度が母材部
に比べてかなり劣る。このため、偏平試験で、電縫鋼管
なら偏平高さ比ｈ／Ｄ＝２ｔ／Ｄ（ｔ：板厚）を達成で
きるのに対し、鍛接鋼管では偏平高さ比ｈ／Ｄが0.5 程
度に劣るものとなる。
【０００８】帯鋼を高温に加熱するため、管表面にス
ケールが生成し表面肌が悪い。 など、造管速度が300m／min 以上と速く生産性は高い
が、シーム品質及び表面肌が悪く、ＪＩＳのＳＴＫ等の
強度信頼性や表面品質を要求されるものは製造できない
という問題があった。
ケールが生成し表面肌が悪い。 など、造管速度が300m／min 以上と速く生産性は高い
が、シーム品質及び表面肌が悪く、ＪＩＳのＳＴＫ等の
強度信頼性や表面品質を要求されるものは製造できない
という問題があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記問題を有利に解決
するには、本発明者らの創案になる固相圧接造管法によ
るのが好適である。これは、オープン管のエッジ部を、
キュリー点（770 ℃程度）以上融点未満の温度域（予熱
温度域という）に誘導加熱（エッジ予熱という）し、次
いで空冷により予熱温度域内でエッジ部の温度均一化を
行った後、固相圧接適正温度域（1300℃〜1500℃）に誘
導加熱（本加熱という）して衝合・圧接するという従来
にない造管法である。この固相圧接造管法で製造される
鋼管は、従来の溶接管のようにビード切削の必要がない
ので高速造管が可能で生産性が高く、しかも従来の鍛接
管の欠点である酸化起因のシーム品質および表面肌の劣
化もない。
するには、本発明者らの創案になる固相圧接造管法によ
るのが好適である。これは、オープン管のエッジ部を、
キュリー点（770 ℃程度）以上融点未満の温度域（予熱
温度域という）に誘導加熱（エッジ予熱という）し、次
いで空冷により予熱温度域内でエッジ部の温度均一化を
行った後、固相圧接適正温度域（1300℃〜1500℃）に誘
導加熱（本加熱という）して衝合・圧接するという従来
にない造管法である。この固相圧接造管法で製造される
鋼管は、従来の溶接管のようにビード切削の必要がない
ので高速造管が可能で生産性が高く、しかも従来の鍛接
管の欠点である酸化起因のシーム品質および表面肌の劣
化もない。
【００１０】本発明の目的は、ビード切削の必要がなく
高い生産性が確保できしかもシーム品質および表面肌に
優れた鋼管を製造できる上述の固相圧接造管法の実施に
適した鋼管の製造装置を提供することにある。
高い生産性が確保できしかもシーム品質および表面肌に
優れた鋼管を製造できる上述の固相圧接造管法の実施に
適した鋼管の製造装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、帯鋼から成形
されたオープン管の両エッジ部を二段階に誘導加熱する
第１、第２のワークコイルおよびその下流で両エッジ部
を衝合・圧接してシーム部を形成するスクイズロールを
備えた鋼管の製造装置において、スクイズロールがシー
ム部に当接するよう配置され、さらに、シーム部を管内
から押圧して平滑化する平滑化ロール、および必要に応
じて第１、第２のワークコイルの少なくともいずれかの
エッジ部加熱効率を高めるインピーダ、を装着した内挿
バーを管内に備え、また、必要に応じて平滑化による管
径の変動を拘束する拘束ロールを管外に備えたことを特
徴とする鋼管の製造装置である。
されたオープン管の両エッジ部を二段階に誘導加熱する
第１、第２のワークコイルおよびその下流で両エッジ部
を衝合・圧接してシーム部を形成するスクイズロールを
備えた鋼管の製造装置において、スクイズロールがシー
ム部に当接するよう配置され、さらに、シーム部を管内
から押圧して平滑化する平滑化ロール、および必要に応
じて第１、第２のワークコイルの少なくともいずれかの
エッジ部加熱効率を高めるインピーダ、を装着した内挿
バーを管内に備え、また、必要に応じて平滑化による管
径の変動を拘束する拘束ロールを管外に備えたことを特
徴とする鋼管の製造装置である。
【００１２】前記装置はさらに、誘導加熱されつつある
エッジ部周辺の雰囲気を低酸素状態または還元性状態に
保つ雰囲気保定機構を備えることが好ましい。前記雰囲
気保定機構は、管外に前記エッジ部を囲むボックスを設
けて該ボックスに低酸素ガスまたは還元性ガスを供給す
る、あるいは、前記内挿バーにガス供給路を設けて前記
エッジ部周辺の管内に低酸素ガスまたは還元性ガスを供
給するよう構成するのが好ましく、また、これらを複合
して構成すればさらに好ましい。
エッジ部周辺の雰囲気を低酸素状態または還元性状態に
保つ雰囲気保定機構を備えることが好ましい。前記雰囲
気保定機構は、管外に前記エッジ部を囲むボックスを設
けて該ボックスに低酸素ガスまたは還元性ガスを供給す
る、あるいは、前記内挿バーにガス供給路を設けて前記
エッジ部周辺の管内に低酸素ガスまたは還元性ガスを供
給するよう構成するのが好ましく、また、これらを複合
して構成すればさらに好ましい。
【００１３】なお、シーム部に当接する、スクイズロー
ル、平滑化ロールおよび拘束ロールは、曲げ強度15kg/m
m2以上、耐熱衝撃温度差 150℃以上の特性を有すること
が好ましく、それらの素材としては、窒化ケイ素系、炭
化ケイ素系、ジルコニア系、またはアルミナ系のセラミ
ックスが最適である。
ル、平滑化ロールおよび拘束ロールは、曲げ強度15kg/m
m2以上、耐熱衝撃温度差 150℃以上の特性を有すること
が好ましく、それらの素材としては、窒化ケイ素系、炭
化ケイ素系、ジルコニア系、またはアルミナ系のセラミ
ックスが最適である。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の鋼管の製造装置
（本発明装置）の例を示す模式図であり、（ａ）は別設
の拘束ロールなし、（ｂ）は別設の拘束ロールありの場
合を夫々示す。図１において、１は第１のワークコイ
ル、２は第２のワークコイル、３はスクイズロール、４
は平滑化ロール、５は内挿バー、６は第１のインピー
ダ、７は第２のインピーダ、10はシーム部、20はオープ
ン管、21はエッジ部、30は圧接点、40はシーム管、51は
圧延反力受けロール、52は支持枠体、60、61は拘束ロー
ル、100 は予熱区間、200 は本加熱区間である。
（本発明装置）の例を示す模式図であり、（ａ）は別設
の拘束ロールなし、（ｂ）は別設の拘束ロールありの場
合を夫々示す。図１において、１は第１のワークコイ
ル、２は第２のワークコイル、３はスクイズロール、４
は平滑化ロール、５は内挿バー、６は第１のインピー
ダ、７は第２のインピーダ、10はシーム部、20はオープ
ン管、21はエッジ部、30は圧接点、40はシーム管、51は
圧延反力受けロール、52は支持枠体、60、61は拘束ロー
ル、100 は予熱区間、200 は本加熱区間である。
【００１５】なお、インピーダを設けない本発明装置の
例を図４に示す。図１に示されるように、本発明装置
は、前記固相圧接造管法を実施するために、帯鋼から成
形されたオープン管20の両エッジ部21、21を二段階に誘
導加熱する第１、第２のワークコイル１、２およびその
下流で両エッジ部を衝合・圧接してシーム部10を形成す
るスクイズロール３を備えている。第１のワークコイル
１でエッジ予熱区間100 、第２のワークコイル２で本加
熱区間200 が設定される。ここで、オープン管20のエッ
ジ部21が衝合・圧接される点（シーム部10の始点）を圧
接点30、圧接点30の下流の管体をシーム管40と呼ぶこと
にする。
例を図４に示す。図１に示されるように、本発明装置
は、前記固相圧接造管法を実施するために、帯鋼から成
形されたオープン管20の両エッジ部21、21を二段階に誘
導加熱する第１、第２のワークコイル１、２およびその
下流で両エッジ部を衝合・圧接してシーム部10を形成す
るスクイズロール３を備えている。第１のワークコイル
１でエッジ予熱区間100 、第２のワークコイル２で本加
熱区間200 が設定される。ここで、オープン管20のエッ
ジ部21が衝合・圧接される点（シーム部10の始点）を圧
接点30、圧接点30の下流の管体をシーム管40と呼ぶこと
にする。
【００１６】ところが、固相圧接されたシーム部10に
は、エッジ部21の到達温度あるいはスクイズロール３に
よる絞り込みの程度により図３（ａ）、（ｂ）に示すよ
うに、シーム管40においてシーム部10の管内外側または
管内側に管体肉厚の５％以上の増肉を生じることがあ
る。そこで、本発明装置では、スクイズロール３をシー
ム部10に当接させるよう配置し、さらに、シーム部10を
管内から押圧して平滑化する平滑化ロール４を装着した
内挿バー５を管内に備えた。内挿バー５には剛性の高い
鉄材等を用いるのがよい。平滑化ロール４は、図１に示
すように、シーム管40の内面上を転動自在な圧延反力受
けロール51付きの支持枠体52を内挿バー５に固定して該
支持枠体52に支持させればよい。
は、エッジ部21の到達温度あるいはスクイズロール３に
よる絞り込みの程度により図３（ａ）、（ｂ）に示すよ
うに、シーム管40においてシーム部10の管内外側または
管内側に管体肉厚の５％以上の増肉を生じることがあ
る。そこで、本発明装置では、スクイズロール３をシー
ム部10に当接させるよう配置し、さらに、シーム部10を
管内から押圧して平滑化する平滑化ロール４を装着した
内挿バー５を管内に備えた。内挿バー５には剛性の高い
鉄材等を用いるのがよい。平滑化ロール４は、図１に示
すように、シーム管40の内面上を転動自在な圧延反力受
けロール51付きの支持枠体52を内挿バー５に固定して該
支持枠体52に支持させればよい。
【００１７】これにより、シーム部10に図３に示したよ
うな増肉が生じても速やかに平滑化できる。また、第
１、第２のワークコイル１、２のみによる誘導加熱で
は、管体肉厚が厚い場合には加熱効率が低くて高速造管
が困難であるとか、エッジ部21端面内を一様に固相圧接
可能温度域に昇温するのが困難となる場合がある。
うな増肉が生じても速やかに平滑化できる。また、第
１、第２のワークコイル１、２のみによる誘導加熱で
は、管体肉厚が厚い場合には加熱効率が低くて高速造管
が困難であるとか、エッジ部21端面内を一様に固相圧接
可能温度域に昇温するのが困難となる場合がある。
【００１８】そこで、この例では、内挿バー５に、第
１、第２のインピーダ６、７の少なくともいずれかを装
着して、エッジ予熱区間100 、本加熱区間200 の少なく
ともいずれかにおけるオープン管20内面のインピーダン
スを高め、誘導電流のエッジ部への集中度を高めてい
る。インピーダにはフェライト等の強磁性体を用いるの
がよい。第１、第２のインピーダ６、７はいずれか一方
装着してもよいが、両方装着するほうが加熱効率はより
向上する。また、第１、第２のインピーダ６、７は一体
化してもよい。
１、第２のインピーダ６、７の少なくともいずれかを装
着して、エッジ予熱区間100 、本加熱区間200 の少なく
ともいずれかにおけるオープン管20内面のインピーダン
スを高め、誘導電流のエッジ部への集中度を高めてい
る。インピーダにはフェライト等の強磁性体を用いるの
がよい。第１、第２のインピーダ６、７はいずれか一方
装着してもよいが、両方装着するほうが加熱効率はより
向上する。また、第１、第２のインピーダ６、７は一体
化してもよい。
【００１９】増肉平滑化はシーム部10が高温のうちに行
うほうが荷重が低くて済むので、図１（ａ）に示すとお
り、圧接点30に最も近いスクイズロール３と平滑化ロー
ル４とでシーム部10を挟圧して圧延するように平滑化ロ
ール４の位置を定めるのが好ましいが、装置の寸法上や
配置上の制約等でスクイズロール３の近傍に平滑化ロー
ル４を配置できない場合には、図１（ｂ）に示すよう
に、その下流でシーム部10が900 ℃程度以下に冷えない
位置の管外に拘束ロール60、61を別設し、これら拘束ロ
ール60、61で平滑化ロール４と圧延反力受けロール51か
らの押圧力を受け止めることにより、押圧力による管径
の変動を防いでもよい。
うほうが荷重が低くて済むので、図１（ａ）に示すとお
り、圧接点30に最も近いスクイズロール３と平滑化ロー
ル４とでシーム部10を挟圧して圧延するように平滑化ロ
ール４の位置を定めるのが好ましいが、装置の寸法上や
配置上の制約等でスクイズロール３の近傍に平滑化ロー
ル４を配置できない場合には、図１（ｂ）に示すよう
に、その下流でシーム部10が900 ℃程度以下に冷えない
位置の管外に拘束ロール60、61を別設し、これら拘束ロ
ール60、61で平滑化ロール４と圧延反力受けロール51か
らの押圧力を受け止めることにより、押圧力による管径
の変動を防いでもよい。
【００２０】また、鍛接管にみられるような酸化起因の
シーム品質劣化を好適に防止するために、前記本発明装
置はさらに、誘導加熱されつつあるエッジ部周辺の雰囲
気を低酸素状態に保つ雰囲気保定機構を備えることが好
ましい。図２は、そのような雰囲気保定機構の説明図で
あり、（ａ）はボックス型、（ｂ）は管内パージ型、
（ｃ）は複合型を夫々示す。図２において、70はボック
ス、80は内挿バー内に設けたガス供給路、81はガス供給
路80に連通するガス噴出口で、図１と同一または相当部
分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。
シーム品質劣化を好適に防止するために、前記本発明装
置はさらに、誘導加熱されつつあるエッジ部周辺の雰囲
気を低酸素状態に保つ雰囲気保定機構を備えることが好
ましい。図２は、そのような雰囲気保定機構の説明図で
あり、（ａ）はボックス型、（ｂ）は管内パージ型、
（ｃ）は複合型を夫々示す。図２において、70はボック
ス、80は内挿バー内に設けたガス供給路、81はガス供給
路80に連通するガス噴出口で、図１と同一または相当部
分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。
【００２１】この図に示すように、雰囲気保定機構は、
管外に前記エッジ部（すなわち予熱区間100 および本加
熱区間200 におけるエッジ部21）を囲むボックス70を設
けて該ボックス70に低酸素ガスを供給する（ａ）、ある
いは、前記内挿バー５に、管内に開口するガス噴出口81
を有するガス供給路80を設けて前記エッジ部21周辺の管
内に低酸素ガスを供給する（ｂ）よう構成するのが好ま
しく、また、これらを複合して構成すればさらに好まし
い。低酸素ガスとしては、Ｎ2 ガスあるいはArガス等不
活性ガスが好適である。また、さらには、Ｈ2 ガス，Ｃ
Ｏガス，プロパンガス等の還元性ガスを使用すれば、侵
入空気に対する許容度が増大する。
管外に前記エッジ部（すなわち予熱区間100 および本加
熱区間200 におけるエッジ部21）を囲むボックス70を設
けて該ボックス70に低酸素ガスを供給する（ａ）、ある
いは、前記内挿バー５に、管内に開口するガス噴出口81
を有するガス供給路80を設けて前記エッジ部21周辺の管
内に低酸素ガスを供給する（ｂ）よう構成するのが好ま
しく、また、これらを複合して構成すればさらに好まし
い。低酸素ガスとしては、Ｎ2 ガスあるいはArガス等不
活性ガスが好適である。また、さらには、Ｈ2 ガス，Ｃ
Ｏガス，プロパンガス等の還元性ガスを使用すれば、侵
入空気に対する許容度が増大する。
【００２２】また、シーム部に当接する、スクイズロー
ル、平滑化ロールおよび必要に応じて設ける拘束ロール
は、増肉平滑化の際に、管体からの反力によって15kg/m
m2以上の曲げ応力が生じ、かつ当該ロールの管体への当
接面の圧接点近傍とそれ以外の領域との温度差は150 ℃
以上にまで達していることが多い。そのため、これらの
ロールの寿命延長のために、当該ロールの素材は、曲げ
強度15kg/mm2以上、耐熱衝撃温度差150 ℃以上の特性を
有するもののうちから選択することが好ましい。なお、
ここで評価に用いた耐熱衝撃温度差とは、材料試験片と
して３mm×４mm×40mmの角棒（JIS ４点曲げ試験用の仕
様）を使用して、試験片を所定温度まで加熱した後に、
水中に投下した際に試験片にクラックが発生しない温度
差（加熱温度と水温との差）のことである。現状の技術
水準に照らせば、かかる素材としては、窒化ケイ素（Si
3N4 ）系または炭化ケイ素（SiC ）系またはジルコニア
（ZrO2）系またはアルミナ（Al2O3 ）系のセラミックス
が最適である。
ル、平滑化ロールおよび必要に応じて設ける拘束ロール
は、増肉平滑化の際に、管体からの反力によって15kg/m
m2以上の曲げ応力が生じ、かつ当該ロールの管体への当
接面の圧接点近傍とそれ以外の領域との温度差は150 ℃
以上にまで達していることが多い。そのため、これらの
ロールの寿命延長のために、当該ロールの素材は、曲げ
強度15kg/mm2以上、耐熱衝撃温度差150 ℃以上の特性を
有するもののうちから選択することが好ましい。なお、
ここで評価に用いた耐熱衝撃温度差とは、材料試験片と
して３mm×４mm×40mmの角棒（JIS ４点曲げ試験用の仕
様）を使用して、試験片を所定温度まで加熱した後に、
水中に投下した際に試験片にクラックが発生しない温度
差（加熱温度と水温との差）のことである。現状の技術
水準に照らせば、かかる素材としては、窒化ケイ素（Si
3N4 ）系または炭化ケイ素（SiC ）系またはジルコニア
（ZrO2）系またはアルミナ（Al2O3 ）系のセラミックス
が最適である。
【００２３】
【実施例】図２（ｂ）に示した本発明の鋼管の製造装置
を、鋼管製造ラインに設置し、固相圧接造管法によっ
て、成形後管径φ21.7〜114.3 mm×肉厚1.9 〜4.5 mmの
配管用、一般構造用炭素鋼鋼管（JIS Ｇ3452のＳＧＰ、
Ｇ3444のＳＴＫ相当品）を製造した。なお、内挿バー５
は管内に開口するガス噴出口81を設けた鉄製円筒で、第
１、第２のインピーダ６、７は中空のフェライトを内挿
バー５の外周に挿入固定して構成し、内挿バー５の一端
から円筒中空部にＮ2 ガスを 800Nl/min供給し、シーム
部10に当接するスクイズロール３、平滑化ロール４の素
材を曲げ強度85kg/mm2、耐熱衝撃温度差 800℃を有する
窒化ケイ素系のセラミックスとした。
を、鋼管製造ラインに設置し、固相圧接造管法によっ
て、成形後管径φ21.7〜114.3 mm×肉厚1.9 〜4.5 mmの
配管用、一般構造用炭素鋼鋼管（JIS Ｇ3452のＳＧＰ、
Ｇ3444のＳＴＫ相当品）を製造した。なお、内挿バー５
は管内に開口するガス噴出口81を設けた鉄製円筒で、第
１、第２のインピーダ６、７は中空のフェライトを内挿
バー５の外周に挿入固定して構成し、内挿バー５の一端
から円筒中空部にＮ2 ガスを 800Nl/min供給し、シーム
部10に当接するスクイズロール３、平滑化ロール４の素
材を曲げ強度85kg/mm2、耐熱衝撃温度差 800℃を有する
窒化ケイ素系のセラミックスとした。
【００２４】その結果、スクイズロール３をシーム部10
に当接させず、内挿バー５を備えず、シーム部平滑化を
ビード切削で行う従来装置で上記と同規格同寸法の鋼管
を固相圧接造管法によって試作製造していた時期と比較
して、最大成形速度が100m/minから350m/minに向上し、
また、シーム品質が、偏平試験での偏平高さ比ｈ／Ｄの
平均値でみて0.5 から0.2 へと向上した。
に当接させず、内挿バー５を備えず、シーム部平滑化を
ビード切削で行う従来装置で上記と同規格同寸法の鋼管
を固相圧接造管法によって試作製造していた時期と比較
して、最大成形速度が100m/minから350m/minに向上し、
また、シーム品質が、偏平試験での偏平高さ比ｈ／Ｄの
平均値でみて0.5 から0.2 へと向上した。
【００２５】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ビ
ード切削の必要がなく高い生産性が確保できしかもシー
ム品質および表面肌に優れた鋼管を製造できる固相圧接
造管法の実施に適した鋼管の製造装置が得られるという
優れた効果を奏する。
ード切削の必要がなく高い生産性が確保できしかもシー
ム品質および表面肌に優れた鋼管を製造できる固相圧接
造管法の実施に適した鋼管の製造装置が得られるという
優れた効果を奏する。
【図１】本発明装置の例を示す模式図であり、（ａ）は
別設の拘束ロールなし、（ｂ）は別設の拘束ロールあり
の場合を夫々示す。
別設の拘束ロールなし、（ｂ）は別設の拘束ロールあり
の場合を夫々示す。
【図２】雰囲気保定機構の説明図であり、（ａ）はボッ
クス型、（ｂ）は管内パージ型、（ｃ）は複合型を夫々
示す。
クス型、（ｂ）は管内パージ型、（ｃ）は複合型を夫々
示す。
【図３】シーム部に生じる増肉の説明図である。
【図４】インピーダを設けない本発明装置の例を示す模
式図であり、（ａ）は別設の拘束ロールなし、（ｂ）は
別設の拘束ロールありの場合を夫々示す。
式図であり、（ａ）は別設の拘束ロールなし、（ｂ）は
別設の拘束ロールありの場合を夫々示す。
【符号の説明】 １ 第１のワークコイル ２ 第２のワークコイル ３ スクイズロール ４ 平滑化ロール ５ 内挿バー ６ 第１のインピーダ ７ 第２のインピーダ 10 シーム部 20 オープン管 21 エッジ部 30 圧接点 40 シーム管 51 圧延反力受けロール 52 支持枠体 60、61 拘束ロール 70 ボックス 80 ガス供給路 81 ガス噴出口 100 予熱区間 200 本加熱区間
フロントページの続き (72)発明者 板谷 元晶 愛知県半田市川崎町１丁目１番地 川崎製 鉄株式会社知多製造所内 (72)発明者 依藤 章 愛知県半田市川崎町１丁目１番地 川崎製 鉄株式会社知多製造所内 (72)発明者 橋本 裕二 愛知県半田市川崎町１丁目１番地 川崎製 鉄株式会社知多製造所内 (72)発明者 田中 伸樹 愛知県半田市川崎町１丁目１番地 川崎製 鉄株式会社知多製造所内
Claims (7)
- 【請求項１】 帯鋼から成形されたオープン管の両エッ
ジ部を二段階に誘導加熱する第１、第２のワークコイル
およびその下流で両エッジ部を衝合・圧接してシーム部
を形成するスクイズロールを備えた鋼管の製造装置にお
いて、スクイズロールがシーム部に当接するよう配置さ
れ、さらに、シーム部を管内から押圧して平滑化する平
滑化ロールを装着した内挿バーを管内に備えたことを特
徴とする鋼管の製造装置。 - 【請求項２】 内挿バーに、第１、第２のワークコイル
の少なくともいずれかのエッジ部加熱効率を高めるイン
ピーダが装着された請求項１記載の鋼管の製造装置。 - 【請求項３】 平滑化ロールの押圧力による管径の変動
を拘束する拘束ロールを管外にさらに備えた請求項１ま
たは２に記載の鋼管の製造装置。 - 【請求項４】 誘導加熱されつつあるエッジ部周辺の雰
囲気を低酸素状態または還元性状態に保つ雰囲気保定機
構をさらに備えた請求項１〜３のいずれかに記載の鋼管
の製造装置。 - 【請求項５】 雰囲気保定機構が、管外に前記エッジ部
を囲むボックスを設けて該ボックスに低酸素ガスまたは
還元性ガスを供給する、および／または前記内挿バーに
ガス供給路を設けて前記エッジ部周辺の管内に低酸素ガ
スまたは還元性ガスを供給するよう構成されてなる請求
項４記載の鋼管の製造装置。 - 【請求項６】 シーム部に当接する、スクイズロール、
平滑化ロールおよび拘束ロールが、曲げ強度15kg/mm2以
上、耐熱衝撃温度差 150℃以上の特性を有する素材から
なる請求項１〜５のいずれかに記載の鋼管の製造装置。 - 【請求項７】 前記素材が窒化ケイ素系、炭化ケイ素
系、ジルコニア系、またはアルミナ系のセラミックスで
ある請求項６に記載の鋼管の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09046197A JP3700321B2 (ja) | 1996-08-15 | 1997-04-09 | 固相圧接鋼管の製造装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21574496 | 1996-08-15 | ||
| JP8-215744 | 1996-08-15 | ||
| JP09046197A JP3700321B2 (ja) | 1996-08-15 | 1997-04-09 | 固相圧接鋼管の製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10109109A true JPH10109109A (ja) | 1998-04-28 |
| JP3700321B2 JP3700321B2 (ja) | 2005-09-28 |
Family
ID=26431943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09046197A Expired - Fee Related JP3700321B2 (ja) | 1996-08-15 | 1997-04-09 | 固相圧接鋼管の製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3700321B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007069425A1 (ja) * | 2005-12-16 | 2007-06-21 | Jfe Steel Corporation | 溶接部特性に優れる電縫管の製造方法 |
-
1997
- 1997-04-09 JP JP09046197A patent/JP3700321B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007069425A1 (ja) * | 2005-12-16 | 2007-06-21 | Jfe Steel Corporation | 溶接部特性に優れる電縫管の製造方法 |
| US9000320B2 (en) | 2005-12-16 | 2015-04-07 | Jfe Steel Corporation | Method of manufacturing electric resistance welding pipe having excellent characterization of welded seam |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3700321B2 (ja) | 2005-09-28 |
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