JPS60161011A - 溶接管内面ビ−ドの切削細断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野１ 本発明は、熱間電縫管等の溶接管の内面ビードを切削し
、かつ切削したビード屑条を細断するための溶接管内面
ビードの切削細断装置に関する。

【発明の技術的背景１ 所定の温度まで全体的に加熱された帯鋼を電縫溶接する
、いわゆる熱間電気抵抗溶接法自体は知られている。し
かし、最大の問題である内面ビードの処理法が確立され
ていないため、実稼動していないのが現状である。

一方、電縫管の製造ラインで、冷間で内面ビードを固定
したバイトにより切削することは行なわれているが、こ
の冷間の場合でさえもバイトの寿命はせいぜい約１時開
存度である。これが熱間で内面ビードの切削を行うと、
バイトの寿命は著しく短い。

また冷間での内面ビード切削では、冷間ライン」二であ
るため／＜イト苔えのための停機による損失は比較的少
い。これに対して、熱間電縫管製造法を採る場合、バイ
トの交換が頻繁であると、停機による損失が冷間による
場合に比較して著しく大きい。すなわち、熱間電縫管製
造法にあっては、帯鋼をその全体加熱のためのガス、油
等を燃料とする雰囲気加熱炉を通し、帯鋼を所定温度に
かつ均一に加熱するが、かかる温度制御のためには少く
とも加熱炉内での帯鋼速度等が一定でなければならない
。もし、バイト替えのために製造ラインを停機するとす
れば、停機後の再スタート時において油鋼が所定温度に
かつ均一に加熱されるまで相当な時間を要し燃料使用量
等の点から経済的でないばかりでなく、炉内雰囲気温度
の再制御の困難性に伴って再スタート時から炉内雰囲気
温度が安定するまで不良品の発生率が高まる。この意味
で、熱間電縫管製造法を確立する際には、バイトの長寿
命化が必須の要件となっている。

そこで、本出願人は、先に切削バイトの寿命が延長し、
もって停機による損失を著しく低減化でき、十分熱間電
縫管の製造に当って使用可能な内面ビードの切削装置を
開発済で、その思想は特開昭５８−＋４３Ｈ８号および
特願昭５８−１７９８８号として出願した。　・ その切削装置の基本的思想は、第１に、バイトの長寿命
化には、バイトの摩耗を低減することが必要であり、そ
のためには一つのバイトに負担をかけたり、バイトの一
部に負担をかけることは絶対避けるべきであるとの観点
から、バイトを円盤状とした点である。すなわち、円盤
状バイトであると、周方向の負担が均一となるので、バ
イトの寿命が長くなる。

第２に、前述のように従来電縫管製造の際、冷間で丸コ
マバイトを固定しながら切削する方法は知られているが
、その種のものではバイトの温度上昇が激しく、結局寿
命が短かくなる点に着目し、同装置では前述のようにバ
イトを円盤状とするとともに、その円盤状バイトを常時
回転することによって、ビートとの特定局部的接触を極
く端時間となし、再び接触するまでの時間内においてバ
イトを冷却するようにしたものである。

第３に、へイトに回転力を与える場合、外部からマンド
レル、インピーダを通してホルダーへ回転力を伝達する
ことは、対象鋼管が特別小径サイズである場合には至難
の技であること等に対処するために、同装置においては
、鋼管の長手方向の移送力に着目し、ビードの移動にバ
イトを従動回転させるようにしたのである。

［従来技術とその問題点Ｊ 上記切削装置は、熱間Ｔの電縫管を製造する上で著しく
効果的である。一般に、あるいは特に上記切削装置によ
ると、内面ビードの切削屑が螺旋状に連続して残り、通
常３〜５ｍｌ、極端な場合には、５〜１０ｍの長さで管
内面にからまってしまうことがある。

このような場合、従来は、管を注文寸法に切断後、ビー
ド屑条の端部を把持具でつかみ、人力によって引出す作
業を行っていた。これでは、多大な手間がかかり、問題
が大きい。

そこで、本発明者は、管を所定寸法に切断後、管内に高
圧水を噴射して押出すことも試みたが、成功率は約３０
％で確実性がないばかりでなく、手間もかなり要する。

一方、予め周囲に刃を有する円盤状の回転ビードノツチ
ャ−にて、内面ビードにノツチを入れた後、バイトで切
削する方法もある。しかし、これではビードノツチャ−
の刃の寿命が著しく短かく、短期間で効果が消失してし
まうとともに１．故障が多い。

［発明の目的１ 本発明は、前記従来の問題点を解決し、内面ビードの切
削屑条を細かく切断でき、しかも細断屑の処理も容易な
切削細断装置を提供することを目的としている。

［発明の概要］ この目的を達成するための本発明は、管内面の溶接ビー
トを切削するための内面ビート切削装置と、この切削装
置を支持する支持杆と前記切削装置により切削されたビ
ード屑条に対向して管内に設けられ前記ビード屑を溶断
する溶断用ガス吹伺へ−すとを備えたことを特徴とする
ものである。

すなわち、本発明の主要点は、ビード屑条に対して溶断
カスを吹付けて溶断しようとする点にある。実際、本発
明に至るまで、本発明者は種々の改良を試みたが、方法
によってはある程度の効果はあるものの、十分でなかっ
たのに対して、溶断によると１０〜１５ｍｍピッチで細
断でき、細断屑は管内に残るが、／ヘイト等の冷却のた
め冷却水を管内に流すこともあって、細断後、管を斜め
に傾けると、細断屑が速かに排出されることが明らかと
なった。

［発明の具体例１ 以下本発明を図面に示す具体例によって説明する。

（熱間電縫管製造設備とビード切削装置）まず、第１図
を中心として、熱間電縫管の製造装置の概要と製造法に
ついて説明する。ｌは雰囲気加熱炉で、この加熱炉ｌ内
に帯鋼２Ａが連続的に通され、所定温度、通常８５０°
Ｃ以上にかつ均一に加熱された後抽出される。加熱され
た帯鋼２Ａは左右の成形ロール（フォーミングロール）
３により下部にエツジ対向部を有するオープン鋼管２Ｂ
が成形される。その後この鋼管２Ｂは、フィンバスロー
ル４を通り、その際エツジ面の角度コントロール、仕上
成形およびセンタリングがなされる。次いで鋼管２Ｂに
対して溶接が行なわれる。溶接は、たとえば誘導方式の
高周波溶接法が採用され、溶接点Ｑの直前に配置したワ
ークコイル５に高岡波型流を通し、鋼管２Ｂに加熱電流
を誘起させ両エツジを溶融温度近くにまで昇温加熱させ
る。６はスクイズ（圧接）ロールで、これにより対向両
エツジが圧溶接されると共に、アプセット量およびエツ
ジの突合せ形状がコントロールされる。その後溶接が完
了した鋼管２Ｃに対して、その外面ビードが外面ビート
カッター７により除去される。さらにその下流側には絞
り（レジューシング）ロール８・・・が配されており、
その下流位置で切削バイト８により内面ビードＢ１が切
削除去される。

ここで、成形ロール３は第３図のように、開き角θが約
１３０度から２３０度程度の半成形を行うもので、また
フィンパスロール４は、第４図のように、その下部にフ
ィン４ａが形成されたものである。

一方、切削バイト８およびこれを支持する支持杆１０を
、成形の安定前はパスラインから外しておき、安定後に
おいて管内に挿入するために、成形ロール３の入側の下
方には、切削装置の挿嵌装置１１が配され、切削装置お
よび支持杆ｌＯを昇降および前後進させるようになって
いる。第４図実線は挿入時、仮想線が退避状態である。

また、第１図および特に第゛２図に比較的詳しく図示す
るように、切削へイト９による切削位置またはその若干
上流位置（図示例がそうである）の管２Ｂの外部におい
て、管を切削バイトθ側に押圧しかつその押圧伏を調整
可能とするために切削代調整ローラ１２が設けられてい
る。

この種の熱間電縫管製造法では、内面ビードＢ、の存在
が問題となり、溶接直後の段階でオンラインで長時間安
定した連続切削が可能な内面ビード切削装置が望まれて
いた。この要望に対応するのが、第５図〜ｔｆＩｊ１１
図に示すビード切削装置である。

このビード切削装置は、従来の丸コマバイトに代って採
用された円盤状、詳細には截頭円錐形の切削バイト９を
備え、これを保持しかつ管２Ｂ内において管２Ｂの移動
を許しながら切削バイト８の位置決めを行う中空角形（
第７図参照）のホルダ一部１３の先端に取付けられてい
る。

ホルダー１３は、これから基部側に続く、中空の連結杆
、インピーダおよび中空マンドレル（詳細図示せず）と
共に、支持杆１０を構成している。

切削バイト９は次のような構造をもって、ホルダー１３
の先端に取付けられている。すなわち、第１１図に示す
如く切削バイト９は支持軸１７にキー（図示せず。キー
溝１８は図示されている）を介して周方向に関し固定さ
れ、軸方向には支持軸１７の段部１７ａおよび外方から
のナンド１９により固定されている。また支持軸１７は
、その軸心が、管２Ｂの軸心りに対して、平面的にはス
キュー角度αをもって、立面的には傾斜角βをもって、
第１０図矢印で示す回転方向の場合において、・斜め手
前下方に向いて傾斜配置されている。支持軸１７の基部
は、ホルダー１３の前部に固定されたブロック２０の凹
陥部２Ｏａ内において収容されており、ヘアリング２１
を介して周方向に回転自在となり、またブロック２０の
前面にポルト２２により固定された固定板２３とナツト
２４とにより軸方向の固定化が図られている。かかる切
削バイト８の取付構造によれば、凹陥部２Ｏａ内に耐熱
グリースの封入が可能となり、かつ後述するように支持
杆１０．の基部側から供給する冷却水Ｗによって、ブロ
ック２０を介して切削バイト８取付部分特にベアリング
２１を冷却できるので、長時間の運転によってもガタを
生じることがない。

さらに、」−記のような切削バイト３の配設態様による
と、鋼管の連続的な移送に伴って、切削バイト８が従回
転し内面ビードＢ１を連続的に切削する。すなわち、い
ま第１２図および第１３図のように、切削バイト９が鋼
管２Ｇの内面にＦなる押付力をもって半径方向に押付け
られており、またビード切削時の抵抗（ビード進行方向
について）がＰである場合を考えてみると、バイトのス
ラスト力はＰ　ｃｏｓα、バイトの回転力はＰ　ｓｉｎ
αである。

そしてバイトが回転する時働く摩擦抵抗は１７．Ｆであ
る。したがって、 Ｐｓｉｎ　α〉ルＦ なる条件とすると、切削バイト９が内面ビードＢ１の移
動に伴って自転し逆に内面ビードＢ１を切削除去する。

前述のように、一般に小径の鋼管を対象とする、場合に
は、外部の回転駆動力を切削バイトへ伝えることはスペ
ース上などの点で著しく困難であるが、上記例のように
外部から回転駆動力を与えることなく、内面ビードＢ１
の流れに切削バイトを従回転するようにすれば、小径の
鋼管であってもその内面ビードをシンプルな構造の切削
装置で容易に切削除去できる。

また切削バイトを従来の丸コマバイトに代えて円盤状切
削バイト８としたので、切削後ビートから離れるから、
再びビードに当るまでの間、当該部位が冷却され、熱間
で連続的に内面ビードを切削する場合であっても、熱に
よるバイト寿命の低下がない。また円盤状切削バイトで
あると、切削抵抗は均一にかかり、丸コマバイトにおい
てみられるトップ面のみが摩耗したり、一部のバイトの
みの摩耗量が大きくなり、結局寿命低下を招くことがな
く、寿命が著しく向上する。

ところで、通常上記傾斜度βは５〜１５度特に約７度が
望ましい。またスキュー角αは、１０〜４５度特に２５
〜３５度が望ましい。スキュー角αが小さい場合には、
回転数が低下しベアリングの寿命上好ましいのであるが
、あまり小さいと切削バイトが自転しないこともある。

スキュー角αか゛大きいと、バイトの回転数が高くなり
、バイトの冷却時間が十分とれず、バイト寿命上望まし
くないばかりでなく、切削ｌＪが狭くなり、ビート部へ
のセツティングが難しくなる問題点を招く。さらにへイ
ト９は、截頭円錐形として逃げ角γ（第１１図参照）を
取ることが望ましく、通常逃げ角γは１〜６度、好適に
は約３度とされる。バイト８の大径側半径ｒは、管内半
径Ｒの０．６〜０．８倍、特に０゜６〜０．７倍が好ま
しい。

一方、切削へイト８を管内において正確に保持スルタめ
に、ホルダー１３には、その下部にヒートＢ１を跨ぐた
めに溝２５ａを有する溝付ローラ２５，２５か、それら
の間の上部位置に溝無ローラ２６が、両側に一対のガイ
ドローラ２７．２７がそれぞれ回転自在に設けられてい
る。２８は支持杆ｌＯの基部から供給された冷却水Ｗの
漏れ孔である。

（ビート細断装置） 上記のビード切削装置によると、内面ビードを切削した
後の屑が螺旋形の条３０となって（これを切削ビード屑
糸という）、鋼管２Ｃ内にからまりながら残存する。

そこで、この切削ビード屑糸３０を溶断して細片とする
ために、切削ビード屑糸３０と対向した位置、具体例で
はブロック２０に溶断用ガス吹付バーナ３１が設けられ
ている。この吹付へ−す３１からは、プロパンガス３２
と空気または酸素ガス３３との混合溶断ガスが火炎３４
として噴射される。このために、それらのガス源から支
持杆１０内を通って吹伺へ−す３１に至乞鋼管等からな
るガス導管３５Ａ、３５Ｂが配管されている。第６図に
ホルダー１３内における配管態様を図示してあり、同図
に示すようにカス導管３５Ａ、３５Ｂは、冷却水の通路
内をローラ２５．２８．２７等を避けながら吹付バーナ
３１に連っている。

この場合、溶断ガスとしては、その種別を問うものでは
ないが、２種の混合ガスを用し）る場合、上記例のよう
に並列の状態で各導管を／ヘーナ３１まで供給する例の
ほか、２挿管′として回忌的に供給するか、予め混合し
たガスを１本の導管でバーナ３１まで導く等の態様を採
ることができる。

また、切削すべきビードの太さによって切削ビード屑糸
３０の形状が変化するが、ガス量とエアー量とを調整す
ることによって、火炎の長さを変えることができ、所望
の切削ビード屑片３０”とすることができる。

第１４図に示すように、吹付バーナ３１の位置としては
、同図の角度δで０〜８０度が好ましい。また、必要な
らば、吹付バーナを複数とすることもできる。

（変形例）　・ なお、内面ビードの切削装置としては、上記例のものに
必らずしも限定されない、また、溶断用ガス吹付バーナ
は支持杆ＩＯに必らずしも取付ける必要はなく、別途支
持杆以外の支持部材によって支持してもよい。

［実施例Ｊ 上記例の設備を用いて熱間で電縫管を製管した。

素材は低炭素セミキルド鋼で、外径８ｏ腸■×長さ１０
ｍ　Ｘ肉厚４■の管を得た。管送り速度は４０〜５０ｍ
／ｗｉｎである。また外径１ｈｍのバーナをホルダー略
こ取付け、その３１１Ｉｌφのノズルからプロパンとエ
アーの混合ガスを０．５ｋｇ／ｃ　ｒｎ’の圧力で噴射
した。

内面ビード寸法は、１４］３〜５ｍｍ　、山の高さ２〜
３ＩＩ１１である。

その結果、切削ビード屑糸は１０〜１５ｍｍのピッチで
細片とすることができた。また、長期間運転を行ってみ
ても、常に細片とすることができ、信頼性の高いもので
あることが判明した。

［発明の効果］ 以上の通り、本発明によれば、ビード屑糸を細断するに
当って、ガス溶断によるものであるから、安定して常に
細断が可能であるなどの利点がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置を取付けた状態の全体概要図、第２
図は切削部位の概要図、第３図は成形ロールを示すｍ−
■線矢視′図、第４図はＩＶ−ＩＶ線矢視図、第５図は
切削装置およびそのホルダーの詳細を示す平面図、第６
図はその正面図、第７〜第８図はそれぞれ■−■、■−
■およびＩＸ−ＩＸ線矢視図、第１０図は切削装置の詳
細を示す部分破断平面図、第１１図はその部分破断正面
図、第１２図はビード切削時の抵抗力およびその分力を
示す説明図、第１３図はバイトの鋼管内面への押付力の
説明図、第１４図は切削ビード屑糸の細断状態を示す第
６図に対しての左側面図である。 ２Ａ＠拳帯鋼　２Ｂ、２Ｇ’−−鋼管 ３・中成形ロール　８−・絞りロール ８・・切削バイト１０・・支持杆 １１・・挿脱装置　１３・φホルダー ３０・・切削ビード屑糸 ３０′　・・切削ビード屑片 ３１・・溶断用ガス吹付バーナ ３５Ａ、３５Ｂ−・ガス導管 Ｂｌ　・・内面ビード　−・・冷却水 特許出願人　住友金属工業株式会社 手続補正書（自発） １．事件の表示 昭和５８年１月３（ＩＳ提出の特許− ２，３１□ｏｉ＄ｐ　（’／：／ｒｌヲク溶接管内面ビ
ードの切削細断装置 ３、補正をする者 氏名　（２１１）住友金属工業株式会社４、代理人　〒
１３６ 住所　東京都江東区亀戸１丁目４２ｆＦ１４号ハピーハ
イツニュー亀戸５０５号 自発補正 ６、補正により増加する発明の数 ７、補正の対象 する。 「（１）管内面の溶接ビードを切削するための内面ビー
ド切削装置と、この切削装置を支持する支持杆と、前記
切削装置によって切削されたビード屑゛条に対向して管
内に設けられ前記ビード屑を細溶画する溶断用カス吹付
バーナとを備えたことを特徴とする溶接管内面ビードの
切削細断装置。」（２）同書、発明の詳細な説明の欄、
第６頁８行目「溶断する」とあるを、「細溶断する」と
訂正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）管内面の溶接ビードを切削するための内面ビード
   切削装置と、この切削装置を支持する支持杆と、前記切
   削装置によって切削されたビード屑条に対向して管内に
   設けられ前記ビード屑を溶断する溶断する溶断用ガス吹
   付バーナとを備えたことを特徴とする溶接管内面ビート
   の切削細断装置。