JPS61115686A - 電縫鋼管の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電縫鋼管の製造方法工程における帯板の成形方
法に関し、さらに詳しくはキャンバを有する帯板の成形
制御方法に関する。

（従来の技術〕 電縫鋼管の製造工程の概略を第２図によって説明する。

一般に電縫鋼管は、コイル状に巻かれた帯板ｌＯをアン
コイラによって巻戻し、レベラ１２で平坦化した後、帯
板両サイドをトリミング装置１４によって、所定の帯幅
に加工すると共に帯板継目エツジ部端面の仕上加工をす
るいわゆる前処理を行い、該帯板をブレイクダウンロー
ル１６またはケージロール２０等によって逐次円筒形状
に成形し、フィンパスロール２２，２４．２６にて円周
方向リダクションをかけることにより継目エツジ部の安
定な成形を図りつつ、所定の形状、寸法の素管３４に仕
上成形し、次いで、該継目エツジ部３４ａを高周波加熱
し、スクイズロール３０にてアプセット溶接し、このア
プセット溶接により生じた溶鋼ビードをスクイズロール
後流側に設置したビード切削装置３２（３２ａ。

３２ｂ）により切削除去する一連の工程によって製造さ
れる。

上記のような電縫鋼管の製造にあっては、帯板の形状、
特に帯板１０のキャンバが素管成形性および溶接性に与
える影響は極めて大きい。

ここで帯板ｌＯのキャンバとは、第３図に帯板１０の部
分平面を示すように、帯板１０の部分平面を示すように
、帯板１０の長手方向に沿って中心線が直線でなく、円
弧状または蛇行状になっている状態をいう。

キャンバを有する帯板は、前記電縫鋼管の製造の前処理
工程であるロータリシャ一方式あるいはミーリング方式
によってサイドトリミング加工され、左右エツジのトリ
ミング代調整によって、第４図（ａ）に示すように、多
少はそのキャンバ量を減少する方向に加工することがで
きる。しかし大きなキャンバに対しては、設定帯幅Ｗｓ
ならびに図中に斜線を施して示したトリムロスΔＷによ
る歩留低下の面より十分な調整加工を行うことができず
、第４図（ｂ）に示すようにトリミング加工後も帯板が
キャンバを有する状態となっている。仮にキャンバ修正
をトリミング加工で完全に行うとすれば、第４図（Ｃ）
に示すように、帯幅がＷＳ本のように帯幅不足となり、
所定の外径寸法の鋼管を製造することが不可能であった
。

圧延された製品コイルのキャンバを修正する方法とし、
ては例えば特開昭５３−１００１５７に示されるような
成形入側でのキャンバ矯正装置によリコイルキャンバを
矯正するものがあるが１次のような難点があった。

（１）コイルを圧延し、伸延するには、矯正装置が大が
かりなものとなり、設備費が大となる。

（２）キャンバ修正のために、片側エツジ部を圧延し伸
延する場合、片側エツジの板厚の減少により左右エツジ
の板厚が異なり、溶接アプセットにおいて、エツジのラ
ップならびにビード切削不良　　　　　）を招く。

（３）矯正圧延により伸延されたコイルのエツジ部が長
手方向に波打ちを生じ易い。

一方キャンパを有する帯板をそのまま成形工程のブレイ
クダウンロールあるいはケージロール等の粗成形ロール
で半円筒形状に丸め、仕上成形ロールであるフィンパス
ロールで素管に仕上成形していくと、該キャンバを有す
る帯板部には下記に述べるようないくつかの成形不良が
発生し、溶接不良あるいはビード切削不良等を招き歩留
の低下となっていた。

例えば第５図（ａ）に示すようなキャンバを有する帯板
部の成形の場合、各成形過程におけるキャンバを有する
帯板部の成形状態および成形不良発生について説明する
。

第５図（ａ）に示すような紙面に向って左側へ凸のキャ
ンバを有する帯板部は、粗成形域のブレイクダウンロー
ルあるいはケージロールによる成形で第５図（ｂ）に示
す如く、パスセンターに対し帯板センターが時計方向に
回転した芯ずれの状態、いわゆる帯板のローリング現象
を生ずる状態となる。このようなローリングを生じた状
態の半円筒素管は、後段のフィンパスロールで仕上成形
される際に、第５図（Ｃ）に示す如く左右エツジ部の成
形加工量が大きく異なる。すなわち第５図（ｂ）のよう
なローリング状態を呈する場合、フィンロール成形にお
いて、左側工・ンジ部の成形加工量が右側エツジ部の加
工量に比べ極めて大きくなり、第５図（Ｃ）に示すよう
に、左エツジ部の増肉が大きくなり、スクイズロールで
の溶接の際にエツジ端面接合部の板厚が異なる結果とな
り、第５図（ｆ）（ｇ）に示すような継目エツジ部の段
差あるいはラップとなり、溶接欠陥の発生を招いている
。

また、キャンバ量が大きい場合には、上記フィンパスロ
ールでの左右エツジ部の圧縮曲げ加工度が異なり、第５
図（Ｃ）の例で示すように右側エツジ部の圧縮曲げ加工
度が小さくなり、フィンパスロール成形における適正圧
縮加工量を下回る加工不足となる。このため第５図（ｄ
）に示すように右側エツジ部にエツジウェーブが発生す
る状態となり溶接不可能なオープン管の発生を招く結果
となっている。

さらに上記のようなキャンバがある場合には、両エツジ
部の増肉量の相違のみならず、フィンパス成形後の素管
間エツジ部のスプリングバック量が異なり、左右の成形
状態が非対称の素管となる。これはフィンパス成形での
素管前エツジに付加される円周方向圧縮ひずみおよび曲
げひずみが帯のキャンバに起因する帯のローリングによ
って異なるためである。

例えば第５図の例で説明すると、キャンバを有する部分
の帯板はフィンパス成形後、第５図（ｅ）に示すように
、左側エツジに比べ、右側エツジのスプリングバックが
大きくなり左右エツジの相対高さ位置が異なる。このよ
うな状態を呈する素管のエツジを高周波加熱してスクイ
ズロールにてアプセット溶接する場合、第５図（ｈ）に
示すような左右エツジの不均一加熱シーム部の酸化物の
排出が困難となり、溶接欠陥の発生を招いている。また
スクイズロールにおける左右エツジのロールへの作用力
が異なるため、ロールの押え位置が若干ではあるが異な
り、左右エツジ接合高さの不一致が生じ、前述同様、継
目部の段差あるいは、ラップとなり、溶接欠陥ならびに
内外面ビード切削不良の発生を招いている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上記のようなキャンバを有する帯板の成形不良
、溶接不良等の問題点を解消するために、フィンパスロ
ールを帯板のキャンバによって生ずるワーリングに同期
・追従して円周方向に揺動制御することにより、フィン
パスロール成形での両エツジ増肉量の相違、エツジウェ
ーブの発生、フィンパス成形後における素管エツジ高さ
の相違を防止し、該帯板の成形、溶接の安定化を図るこ
とを目的としたキャンバを有する帯鋼板の成形制御方法
を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の特徴とするところは次の通りである。

連続的に送給される帯板を円筒形状の素管に成形してそ
の継目エツジ部を溶接する電縫鋼管の製造に際し、フィ
ンパスロールをパスラインに対して、円周方向に揺動さ
せることを特徴とする。

さらにその具体的実施態様として、帯板のキャンバを予
め検出しこの検出に基づいて、フィンパスロールの揺動
量を演算決定し、この決定に従って、前記揺動量をメカ
ニカルあるいは油圧方式により制御する。また、フィン
パスロールの揺動部をアイドル型とし、帯板のキャンバ
によって生じるローリング量により、揺動させることを
特徴とするものである。

以下に本発明法を具体的に説明する。

本発明者は、キャンバを有する帯板部の各成形工程での
成形挙動および成形不良発生の因果関係を広範に亘り調
査した。その結果、第６図に例示するように帯板のキャ
ンバ量が増大するとフィンパス成形直前での帯板のロー
リング量が増加する関係にあることが分った。また、ロ
ーリングした帯板はフィンパス成形されると左右エツジ
の加工量が異なるため、 ■両エツジ増肉最の相違 （■エツジウェーブの発生 ■フィンパス成形後における素管エツジ高さの相違 が生じ、継目エツジ部の段差あるいはラップとなって溶
接欠陥発生の一因となることを明らかにした。

従って、帯板のローリングによって生ずる成形不良を防
止するためには、第７図に示すようにフィンパスロール
を帯板のローリングに同期して揺動させ、フィンパス成
形での左右工・ンジ加工量を等しくするようにすればよ
い。

〔作用〕

本発明は、フィンパスロールをパスラインに対して円周
方向に揺動可能な機構にし、キャンバ検出量から、揺動
量を演算し、揺動量に基づいてフィンパスロールをメカ
ニカル、油圧などにより、揺動させる、あるいはアイド
ル型として帯板のローリングにより自動揺動させること
で、キャンバに起因する成形不良の発生を防止したもの
である。

〔実施例〕

以下に第８図に示す本発明方法の実施に好適な装置につ
いて説明する。第８図（ａ）は断面平面図（第８図（ｂ
）のＢ−Ｂ矢視）、第８図（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視
図である。

フィンパスロール５１は固定スタンド５２に支持された
揺動形インナースタンド５３に支持される。フィンパス
ロール５１は揺動形インナースタンドをメカニカルある
いは油圧式などにより強制的に揺動させるか、またはア
イドル型の揺動部にすることでパスラインに対して円周
方向に揺動するようになっている。

上記の実施例ではフィンパスロールをパスラインに対し
、円心方向に帯板のキャンバ量に応じて揺動制御し、キ
ャンバに起因する成形不良、溶接不良等を極小に押さえ
ることが可能となったが、スタンド全体をキャンバ検出
量に応じて、回転、移動制御する方法においても、本発
明法実施例装置と同様の効果が得られる。その具体装置
例を第１２図に示す、第１２図の装置のフィンパスロー
ルスタンドの回転・移動制御方法を第１３図を用いて説
明する。フィンパスロールの中心点Ｏを原点として、フ
ィンバスロール中心軸ＯＯに対し。

時計方向と逆方向にフィンパスロールを０度揺動させる
ために必要な各スタンド回転・移動装置の移動量は次の
通りである。

上下移動装置１の上下方向移動量Ｈ１ ＝　　−Ｂｓｔｎθ 上下移動装置２の上下方向移動量Ｈ２ ＝　　Ｃｓ１ｎθ スタンド左右移動装置の左右方向移動Ｊｌ、Ｗ＝　　ａ
　・　ｓｉｎ　　θ ただし、シリンダーの圧縮方向を負、スタンドの左方向
を負とする。

なおａはフィンパスロール中心点Ｏとスタンド回転軸間
距離、Ｂはスタンド回転軸と、上下方向移動装置１のシ
リンダの軸間距離、Ｃはスタンド回転軸と上下方向移動
装置２のシリンダの軸間距離である。

次に、強制揺動式の揺動形インナースタンドを採用した
実施例について、第１図、ならびに第９図の各制御出力
例をもとに、本発明によるキャンバを有する場合の成形
制御方法の実施手順を説明する。

イ１？板のエツジトリミング装置１４の出側に設置した
帯板キャンバ検出器１５により、帯板のキャンバを検出
する。該帯板キャンバ量は中央処理装置１３にて、検出
キャンバ量の大きさを判定する。キャンバ検出の方法と
しては例えば、第９図に示すようにキャンバ検出量が設
定キャンバ検出レベルＣｓを超過する時点より、微小時
間ΔＴごとにキャンバ量Ｃｉを検出記憶する。

そして、中央処理装置１３において検出キャンバ量Ｃ４
に対応する各フィンパスロール位置での帯板のローリン
グ量を演算し、帯板のローリングに同期する各フィンパ
スロールの揺動量を演算決定する。さらに各フィンパス
ロールの揺動制御実施への遅延時間をミル速度およびキ
ャンバ検出器から各フィンバスロール位置までの距離よ
り演算し、キャンバ量Ｃｉを有する帯板が各フィンパス
ロールを通過するに際し、揺動形インナースタンドを強
制揺動させ、適正制御がなされる。

次にインナースタンドの揺動部をアイドル型とした実施
例について説明する。揺動部をアイドル型にすれば、キ
ャンバ検出量から揺動量を演算し、揺動量に基づいてフ
ィンパスロールを揺動する一連の成形制御を行う必要が
ない、板帯のキャンバによって生じたローリング状態の
板帯がフィンパスロールを通過する際、ローリング力に
よって、フィンパスロールは、帯板のローリングに同期
Φ追従し、適正なフィンバス成形がなされる。

第１２図の装置を用いる場合においても、第８図のキャ
ンバ制御例と同様にキャンバ検出量から、上記の各スタ
ンド回転や移動装置の移動量を演算決定し、さらに各フ
ィンパスロールスタンドの回転等移動制御実施への遅延
時間をミル速度およびキャンバ検出器から各フィンパス
ロール−までの距離より演算し、キャン／へ量Ｃ１を有
する帯板が各フィンパスロールを通過する際に、各スタ
ンドを回転移動制御するこ′とにより、適正制御がなさ
れる。

上記本発明によるキャンバを有する場合の帯板の成形実
施効果を従来成形との比較で説明する。

実施管サイズは２４インチＸ６．３５．ＡＰＩ５ＬＸ、
Ｘ６０で帯板のキャンバ量がスパン約２５ｍ、最大キャ
ンバ量的４５ｍｍおよび３５ｍｍを有する帯板を本発明
法と従来法で造管したところ、本発明のインナースタン
ド揺動部を強制揺動させ、成形制御を実施した場合、お
よびアイドル型の揺動部とし、成形した場合ともに該キ
ャンバ部における成形不良ならびに溶接不良の発生は全
くなく、第１Ｏ図（ａ）には前者の方法による実施例の
結果を示すが、第１０図に示すように溶接部の超音波探
傷（Ｕ　Ｓ　Ｔ）結果は良好であり、欠陥検出レベル以
下の微小欠陥の発生もほとんどなかった。一方、従来成
形すなわち固定式フィンパスロールによる成形では、キ
ャンバ量４５ｍｍの場合、フィンパス成形において、該
キャンバ部でエツジウェーブが発生し、溶接不可能なオ
ープンパイプとなり、１コイル当りの歩留り低下とじて
約１０％の歩留り低下を招いた。キャンバ量３５ｍｍの
場合は、溶接は可能であったが、溶接状態が安定せず、
第１１図（ｂ）のＵＳＴ結果に示すように溶接部に欠陥
（ペネトレータ）が発生し、且つ継目部の段差発生なら
びにシームの捩れの発生によるビード切削不良も生じ微
小欠陥の多発が生じ、結局該キャンバ部は不良品となっ
た。

第１１図には、キャンバ量３５ｍｍの場合の継目部Ｃ方
向断面の溶接およびビード切削状態の模式図を比較して
示す、従来成形の場合は、シーム＆１３３のゆがみによ
るベネトレータ４２の発生およびエツジの段差ならびに
シーム捩れに基づく内外面ビード切削不良４０が認めら
れる。

〔発明の効果〕

以りのように本発明法によれば、キャンバを有する帯板
に対し、帯板のキャンバによって生ずる帯板のローリン
グと同期して、フィンパスロールをアイドル式あるいは
、キャンバ検出量に基づいて、強制的に揺動制御するこ
とにより、成形不良、溶接不良となっていた該帯板を安
定に成形溶接することが可能となり材料歩留りの向上な
らびに溶接部形状品質の優れた電縫鋼管を製造すること
がｃＩｆ能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の一実施例のブロック図、第２図は
電縫鋼管の製造工程の概略を示す説明図、第３図はキャ
ンバの状態を示す帯板の平面図、第４図はキャンバ材の
サイドトリミング方法を示す説明図、第５図はキャンバ
材の成形状態および成形不良を示す説明図、第６図はキ
ャンバ量とローリング量の関係を示すグラフ、第７図は
フィンパスロールの揺動を示す正面図、第８図は本発明
を好適に実施する実施例装置図、第９図は実施例装置に
よる成形制御方法を示す説明図、第１０図はＵＳＴ検査
結果を示す図、第１１図はシーム部Ｃ方向断面の状態を
示す断面図、第１２図は本発明方法の実施に用いるはス
タンド全体を回転・移動する装置例、第１３図は第１２
図装置の各回転−移動装置の移動量を示す説明図である
。 １０・・・帯板、１２・・・レベラ、１４・・・トリミ
ング装置、１６・・・ブレークダウンロール、２０・・
・ケージロール、２２．２４．２６・・・フィンパスロ
ール、３０・・・スクイズロール、３２・・・ビード切
削装置、３４・・・素管、５１・・・フィンパスロール
、５２・・・固定形スタンド、５３・・・揺動型インナ
ースタンド。 出罪人　　川崎製鉄株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　連続的に送給される帯板を円筒形状の素管に成形し
   て継目エッジ部を溶接する電縫鋼管の製造に際し、フィ
   ンパスロールをパスラインに対して円周方向に揺動させ
   ることを特徴とする電縫鋼管の製造方法。 ２　帯板のキャンバ検出量に基づいて、フィンパスロー
   ルの揺動量を演算決定し、該決定に従って前記揺動量を
   制御することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   電縫鋼管製造方法。 ３　アイドル型フィンパスロールを用いフィンパスロー
   ルを自動揺動させることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の電縫鋼管製造方法。