JPS62158528A - パイプミルにおける帯鋼端部の成形方法及びその装置 - 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】 利用産業分野 この発明は、電縫鋼管の製造、すなわち、連続ロール成
形による鋼管の製造において、ブレイクダウンと呼ばれ
る帯鋼端部の成形領域における成形方法とその装置に係
り、成形ロールを交換することなく、単一の成形ロール
で、小径管から大径管の広範囲にわたる各柱径並びに肉
厚の鋼管の製造に適合した帯鋼の端部的げができ、かつ
帯鋼端部のスプリングバックによる影響を減少させ、パ
イプミルにおける成形初期の成形性を著しく高めること
ができ、端部の不良が減少するため、後続の帯鋼中心部
の成形領域及びレデューシング領域の成形量を低減して
、成形配分並びに成形性にすぐれた連続ロール成形を可
能にした帯鋼端部の成形方法及びその装置に関する。

背景技術 直線継目溶接鋼管のｔ４造は、種々提案されており、例
えば、山形に配置された２本の下ロールと１本の上ロー
ル間を、予め端面げした鋼板を挟んで数回往復させて円
筒状に成形するロール曲げ方式は、管口径の適用範囲が
広く、多品種生伍生産に向いているが、大量生産及び管
の長尺化が困難なため、現在は、所要口径や肉厚の成形
に適した成形ロールを用いて、その口径に応じた成形ロ
ール配列を行ない、帯鋼を連続成形する連続ロール成形
による所謂電縫鋼管が主流となっており、少品種大ｍ生
産に最適である。

連続ロール成形による造管は、第８図に示す如く、全工
程の成形区分は、帯鋼端部の成形領域■、帯鋼中心部の
成形領域■及びレデューシング領域■に大別され、水平
ロールクラスタ（同す図）にて、帯鋼端部的げから半円
までの初期成形を行ない、次に、非駆動のサイドロール
クラスタ（同Ｃ図）及び／または水平ロールにて、略円
形にまで成形し、所謂フィンパスロール（同Ｃ図）にて
、エツジ面の角度調整、縮小、仕上成形、センタリング
を行ない、スクイズロールにて溶接工程１ｖに入る構成
である。

また、上記工程において、成形ロールは、水平及びサイ
ドロールを種々組合せて配置する成形方法か逼常取られ
ており、さらには、薄肉管の成形時に発生するエツジス
トレッチを防止する目的で、ケージロールと称する平坦
面の小型ロールを多数配置するケージフォーミング方式
が併用されている。

この従来の連続ロール成形方式は、いずれも、成形初期
は半円状への成形が主であり、最も成形困難であるが、
管の真円度及び溶接工程の良否を左右する帯鋼端部曲げ
が不十分で、成形不十分によるロール通過後のスプリン
タバックが多いにも関わらず、主に製造コストの要請か
ら、成形段数を増して帯鋼端曲げを完全に行なうことな
く、次成形領域の帯鋼中心部の成形を行ない、かかる成
形初期及び中期の成形性の不良を、レデューシング領域
にて、−気に修正する考えで構成されている。

従って、レデューシング領域での成形口が多いことは、
製品の精度や製造性および成形装置の経汎性を考慮する
と、全工程における成形量配分からも好ましくなく、ま
た、帯鋼端曲げ不足に伴なう端部不良が、管の真円度及
び溶接工程の良否を左右するため、帯鋼端曲げを充分か
つ完全に実施できる成形方法ならびに成形装置が切望さ
れていた。

さらに、前述した如く、連続ロール成形による溶接鋼管
の製造は、所要口径並びに肉厚の成形に適した成形ロー
ルを用いて、その口径に応じた成形ロール配列を必要と
し、被成形帯鋼幅に応じて、成形ロールを交換する必要
がおり、極めて多数の成形ロールを所要口径毎に準備し
、かつこれを交換することは、製造効率の上からも好ま
しくないため、該方式は、少品種大量生産に用いられて
きたが、今日では、多品種を１機の装置でを効率よく製
造することが求められており、少品種大量生産は勿論の
こと、多品種人足生産にも適した連続ロール成形方法が
求められている。

発明の目的 この発明は、かかる現状に鑑み、連続ロール成形による
溶接鋼管の製造において、最も成形が困難な帯鋼端曲げ
を、成形ロールを交換することなく、単一の成形ロール
で、小径管から大径管の広範囲にわたる各柱径並びに肉
厚の鋼管の製造に適合した帯鋼の端部曲げができ、かつ
帯鋼端部のスプリングバックによる影響を減少させるこ
とができるパイプミルにおける帯鋼端部の成形方法及び
その装置を目的としている。

発明の構成と効果 この発明は、 連続ロール成形による鋼管の製造における帯鋼端部の成
形領域の成形において、成形ロールのロール面の断面曲
線の一部または全部が、種々外径鋼管の各ロールフラワ
ーにあける帯鋼端部の曲線に一致するように、予め設定
した多角形を基本とする伸開曲線を断面形状とする成形
ロールを用い、帯鋼の両端部を、該伸開曲線を断面形状
とする上下一組の成形ロールで各々成形し、これを１段
または多段にて成形するに際し、帯鋼両端部の一対の成
形ロール間隔を帯鋼幅に応じて変更し、必要に応じて、
帯鋼中央部を上側に隆起させるロールを用い、少なくと
も各成形ロール組の上側成形ロールの圧下方向を変え、
被成形帯鋼幅と所要端曲げ段階に応じて、予め設定した
成形ロール断面形状の該伸開曲線の一部面または全面に
て成形することを特徴とするパイプミルにおける帯鋼端
部の成形方法。

であり、さらに、 連続ロール成形による鋼管の製造における帯鋼端部の成
形領域の成形において、帯鋼の両端部を成形する成形ロ
ールを、上下間隔可変に軸支した雄型の上ロールと雌型
の下ロールの上下一組で、かつロール面の断面曲線の一
部または全部が、種々外径鋼管の各ロールフラワーにお
ける帯鋼端部の曲線に一致するように、予め設定した多
角形を基本とする伸開曲線を断面形状とする成形ロール
となし、上記の上下一組、帯鋼幅方向に一対の成形ロー
ルを個別に帯鋼方向に移動可能に軸支し、さらに、帯鋼
両端部の一対の成形ロール間隔を帯鋼幅に応じて変更し
、被成形帯鋼幅と所要端曲げ段階に応じて、予め設定し
た成形ロール断面形状の該伸開曲線の一部面または全面
にて帯鋼端部と当接可能に、上ロールをそのロール面が
帯鋼幅方向に円弧揺動可能に支持し、あるいはさらに、
帯鋼幅方向に近接離反可能に２分割して軸止し帯鋼の中
央部を隆起、平坦または凹状にし得る中間ロールを一対
の下ロール間に軸止た構成からなることを特徴とするパ
イプミルにおける帯鋼端部の成形装置。

である。

この発明において、成形ロールは、第１図に示す如く、
１つの成形ロールにて、大径管と小径管の帯鋼端部的げ
が可能なように、成形ロール（３０）のロール面の断面
曲線の一部または全部が、予め設定される種々外径鋼管
の各ロールフラワーにおける帯鋼（１０）端部の曲線に
一致するように、図面では広幅帯鋼（３１）の端部曲げ
では、成形ロール（３０）の下側部の曲面に、また、狭
幅帯鋼（３２）の端部曲げでは、成形ロール（３０）の
上側曲面に一致するようなロール面となし、所要口径す
なわち帯鋼の幅に応じて、必要とする曲面が所定位置に
くるよう該成形ロールを移動させるもので、帯鋼端部の
曲げを行なう上下１組の成形ロールの帯鋼幅方向の移動
は勿論、ロール面の向きの変更は、少なくとも上ロール
だけでも行なう必要があり、図面の場合は上下のロール
（１８）（３０）ともロール面の向き変更が必要である
。

この発明の成形ロールは、上述の如く、共用範囲を拡大
する目的で、特定形状のロール面となし、そのロール面
の口径に応じた所要曲面を適宜選定し、すなわち、成形
ロール側を移動させて、成形する帯鋼の端部に一致させ
るという発想からなる。

成形ロールのロール面を、第２図の上下ロールにて具体
的に詳述すると、かかる成形ロールのロール面は、要求
される口径の種類、並びに肉厚、さらには端部曲げ段階
に応じて、予め設定した多角形（図面で△の部分）を基
本とする伸開曲線をロール面の断面形状とするもので、
この特定の伸開曲線に基づくロール面により、小径管か
ら大径管のロール成形における各種の外径並びに肉厚の
鋼管のロールフラワーの帯鋼端部の曲線に一致し、帯鋼
端部的げが可能になる。

さらに、この発明による成形ロールは、予め設定した多
角形を基本とする伸開曲線をロール面の断面形状とする
ことにより、帯鋼端部のスプリングバックを防止できる
ことを知見した。その機構を詳述すると、一般に、一定
曲率の曲面を有するロールで成形を行なっても、材料の
特性、板厚。

曲率により異なるが、圧下時、ロール曲面に沿って曲っ
た板は、成形ロールを通過後、スプリングバックにより
連続的に変化した曲率に成形される。

すなわち、一定曲率の曲面を有する成形ロールでは、帯
鋼の端部近傍は、圧下時、曲げモーメントアームが変化
し、Ｏに近くなるため、材料に加えられる応力は板位冒
によって変化して、一定曲率の成形は実際上不可能と言
える。

ところが、帯鋼の端部に近接する程、小さな半径の曲面
とすると、スプリングバックが発生しても、所要の一定
半径の曲げ成形が可能となる。この発明の成形ロールの
ロール面は、第２図に示す如く、予め設定した多角形を
基本とする伸開曲線をロール面の断面形状とするため、
帯鋼の端部に近接する程、小さな半径の曲面とすること
が可能で、帯鋼の端部を略一定半径の曲面に成形できる
。

したがって、この発明による帯鋼端曲げ成形方法は、成
形ロールを交換することなく、単一の成形ロールで、小
径管から大径管の広範囲にわたる各柱径並びに肉厚の鋼
管の製造に適合した帯鋼の端部曲げができ、かつ帯鋼端
部のスプリングバックの影響を減少させ、パイプミルに
おける成形初期の成形性を著しく高めることができ、端
部の不良が減少するため、後続の帯鋼中心部の成形領域
及びレデューシング領域の成形量を低減して、成形配分
並びに成形性にすぐれた連続ロール成形を可能にする。

この発明における上下１組の成形ロールは、帯鋼両端部
の一対の成形ロール間隔を帯鋼幅に応じて変更し、被成
形帯鋼幅と所要端曲げ段階に応じて、予め設定した成形
ロール断面形状の該伸開曲線の一部面または全面にて帯
鋼端部と当接可能に、少なくとも上ロールをそのロール
面が帯鋼幅方向に円弧揺動可能に支持した溝成であれば
、いかなる軸支、配置方法であってもよい。

また、この発明において、帯鋼幅方向の一対の下ロール
間に、帯鋼中央部を上側に隆起させる中間ロールを用い
、帯鋼を半円とは逆に弓なりにし、両端部の成形性を高
めるのもよく、この場合、次段にて帯鋼中央部を半円状
に戻す必要があるが、次段に配置する所謂インナーロー
ルにて矯正するのもよく、帯鋼中央部の成形領域で同時
に行なうのもよい。

また、前記中間ロールは、帯鋼中央部を平坦におるいは
凹状に保持することも可能であり、要求される口径、肉
厚、端間げの段階や、成形ラインの成形配分等の諸条件
に応じて、適宜選定するとよい。

また、この発明による成形方法において、成形ロールは
フリーでも駆動型でもよく、例えば、上下ロールとも駆
動したり、下ロールのみの駆動の成形スタンドの次段に
、フリーのものあるいは上ロール駆動型を配置するなど
、要求される口径。

肉厚、端間げの段階や、成形ラインの成形配分等の諸条
件に応じて、適宜選定するとよい。

また、この発明において、被成形材料は帯鋼のみならず
、各種金属９合金の造管に適用できる。

発明の図面に基づく開示 第３図と第４図は、この発明による帯鋼端部成形装置の
正面図と側面図であり、第５図と第６図は上ロールの詳
細を示す正面説明図と縦断側面図である。第７図は成形
ロールの帯鋼幅方向に最も近接した状態を示す成形ロー
ルの説明図である。

成形装置は、基台（１）に所定間隔で立設したＵ字型の
ロールスタンド（２］（２）間に、下ロール軸（３）と
上ロール支軸（４）を配置した通常のロールスタンドか
らなる。

下ロール軸（３）には、一対の下ロール（５Ｘ５）とそ
の間に配置する２分割の中間ロール（６Ｘ６）とが、種
々幅のスペーサー（７）を介して、軸方向の所定位置に
位置決めされて軸止されている。この下ロール軸（３）
はここでは駆動軸となり、図示しない電動機にて駆動さ
れる。

上ロール支軸（４）は、非駆動の一対の上ロール（１８
）　（１Ｂ）を垂架保持するもので、−下ロール軸（３
）に対して、その対向距離を調整して帯１（１０）厚み
に対処し、かつ圧下伍を増減できるよう、ロールスタン
ド（２）の上端に螺着されたスクリュウ−軸（１１）に
支軸本体（１２）が接続され、ロールスタンド（２）に
挾持されて垂直方向に移動可能に構成しである。。

上ロー°ル支軸（４）は、ロールスタンド（２）に挟持
される支軸本体（１２）間に一対の梁部材（１３）を配
置してなり、各梁部材（１１）の下面にレール（１４）
が着設しである。

レール（１４）には、レール（１４）に嵌合１習動可能
なスライドブラケット（１５）を介して、鞍型の上ロー
ル保持座（１６）が、その頭部を一対の梁部材（１３）
間に侵入させて、垂架保持されている。

上ロール保持座（１６）は、その下向き内面が該レール
（１４）方向の円筒座面（１７）を形成している。また
、上ロール（１８）を軸支するコ字型の軸受部材（１９
）の上部には、前記円筒座面（１７）に当接する扇形の
当接部材（２０）が着設され、上ロール支持座（１６）
に固着される扇形受は部材（２１）で、円筒座面（１７
）間に１田動自在に挾持される。

上記軸受部材（１９）の上面には扇形歯面（２２）が設
けてあり、鞍型の上ロール保持座（１６）の頭部内に帯
鋼（１０１の進行方向に軸止した小＠１ｆ（２３）にｍ
着したギアｒ２４）と歯合し、ざらに小軸（２３）に固
着したウオームギア（２５）が、支軸本体（１２）間に
軸止配置したウオームｌｌ！ｌ１ｌ（２６）と歯合し、
ウオーム１ｌｉｄ＋（２６）の回転により、上ロール（
１８）の軸受部材（１９）が円弧移動し、上ロール（１
８）のロール面が帯ｌｌｌ＜１０）に対して、その幅方
向に当接向きを変えることができる構成でおる。

図面で左右一対の上ロール（１８）の円弧揺動が相互に
逆向きとなるように、それぞれのウオームギア（２５）
の歯面は逆方向に刻設しである。□また、鞍型の上ロー
ル保持座（１６）の頭部にはナツト部材（２７）が固着
しており、支軸本体（１２）間に軸止配置したねじ軸（
２８）に螺合し、ねじ軸（２８）の回転に伴ない、上ロ
ール保持座（１６）が帯６１１１１　（１０）幅方向に
移動し、上ロール（１８）が帯鋼（１０）の幅方向に移
動する構成であり、図面で左右一対の上ロール（１８）
が近接離反するよう、それぞれの鞍型の上ロール保持座
（１６）の頭部に固着したナツト部材（２７）及びねじ
軸（２８）の螺刻方向を相互に逆としている。

一方、下ロール（５Ｘ５）及び中間ロール（６Ｘ６）は
、前述した如く、下ロール軸（３）にスペーサー（７）
を介して位置決めされ、帯鋼（１０）に対する位置を調
整する構成であり、上ロール（１Ｂ）（ｉａ）も帯鋼（
１０）に対して、幅方向及びロール面の当接方向が変更
設定できる構成である。

ざらに、上ロール（１８）（１８）、下ロール（５Ｘ５
）及び中間ロール（６Ｘ６）は、それぞれのロール面が
、所要の鋼管外径幅、例えば、８９，１φがら１９３φ
の種々め鋼管を成形することを想定し、種々外径鋼管の
各ロールフラワーにおける帯鋼端部の曲線に一致するよ
うに、予め設定した多角形を基本とする伸開曲線を断面
形状とする成形ロールからなる。

以上の構成からなるこの発明による成形装置は、例えば
、比較的口径の大きな鋼管の成形における帯鋼端部的げ
に際し、第２図に示す如く、所要幅の帯ｌｉ！（１０）
両端部に、一対の成形ロールすなわち、一対の上ロール
（１８）、下ロール（５）組が位置するように、その間
隔を帯ＭＡ（１０）幅に応じて変更し、ざらに、上ロー
ル（１８）の圧下方向帯１（１０）に対する当接方向を
変え、被成形帯１１９　（１０）幅と所要端曲げ段階、
すなわち、１段で完了するか多段に分割するかに応じて
、予め設定した成形ロール断面形状の該伸開曲線の所要
の曲面部分、ここでは中央部の曲面部分にて、帯！１４
　ｆｌｏ）の端部を所要形状に成形する。

この場合、帯鋼の中央部を隆起させて、両端部の成形性
を向上させるため、中間ロール（６）を用いているが、
一対の中間ロール（６Ｘ６）の間隔も帯鋼幅及び成形段
階に応じて、適宜選定される。

また、想定した口径の最も小径の場合は、第６図に示す
如く、下ロール（５）（５）及び中間ロール（６）（６
１をスペーサーを介在させずに一体に配置し、上ロール
（１８）　（１８）の当接向きも、先とは逆向きに変え
て、予め設定した成形ロール断面形状の該伸開曲線の所
要の曲面部分、ここでは最外側の曲面部分にて、帯１　
（＋０１の端部を所要形状に成形する。

詳述したごとく、この発明による成形装置は、成形ロー
ルを交換することなく、単一の成形ロールで、小径管か
ら大径管の広範囲にわたる各柱径の鋼管の製造に適合し
た帯鋼の端部的げができる。

また、下ロールのロール面形状が、予め設定した多角形
を基本とする伸開曲線を断面形状とすることにより、種
々外径鋼管の各ロールフラワーにおける帯鋼端部の曲線
に一致し、かつ帯鋼の最も端部側を僅かにオーバーベン
トできる形状に設定でき、ざらには中間ロールにて帯鋼
中央部を逆に隆起させ、端部の成形を容易にしているた
め、帯鋼端部のスプリングバックの影響を減少させ、パ
イプミルにおける成形初期の成形性を著しく高めること
ができ、端部の不良が減少するため、後続の帯鋼中心部
の成形領域及びレデューシング領域の成形口を低減して
、成形配分並びに成形性にすぐれた連続ロール成形が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の成形方法に用いる成形ロールを示、
す成形ロールと帯鋼ロールフラワー説明図である。第２
図はこの発明による成形ロール断面説明図である。第３
図と第４図は、この発明による帯鋼端部成形装置の正面
図と側面図であり、第５図と第６図は上ロールの詳細を
示す正面説明図と縦断側面図である。第７図は成形ロー
ルの帯鋼幅方向に最も近接した状態を示す成形ロールの
説明図でおる。第８図は従来の連続ロール成形方法を示
すパイプミルと成形ロールの説明図である。 １・・・基台、２・・・ロールスタンド、３・・・下ロ
ール軸、４・・・上ロール支軸、５・・・下ロール、６
・・・中間ロール、７・・・スペーサー、１ｏ・・・帯
鋼、１１・・・スクリュウ−軸、１２・・・支軸本体、
１３・・・梁部材、１４・・・レール、１５・・・スラ
イドブラケット、１６・・・上ロール保持座、１７・・
・円筒座面、１８・・・上ロール、１９・・・軸受部材
、２０・・・当接部材、２１・・・扇形受は部材、２２
・・・扇形歯面、２３・・・小軸、２４・・・ギア、２
５・・・ウオームギア、２６川ウオーム軸、２７・・・
ナツト部材、２８・・・ねじ軸、３ｏ・・・成形ロール
、３１．３２・・・帯鋼。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 連続ロール成形による鋼管の製造における帯鋼端部の成
   形領域の成形において、成形ロールのロール面の断面曲
   線の一部または全部が、種々外径鋼管の各ロールフラワ
   ーにおける帯鋼端部の曲線に一致するように、予め設定
   した多角形を基本とする伸開曲線を断面形状とする成形
   ロールを用い、帯鋼の両端部を、該伸開曲線を断面形状
   とする上下一組の成形ロールで各々成形し、これを１段
   または多段にて成形するに際し、帯鋼両端部の一対の成
   形ロール間隔を帯鋼幅に応じて変更し、少なくとも各成
   形ロール組の上側成形ロールの圧下方向を変え、被成形
   帯鋼幅と所要端曲げ段階に応じて、予め設定した成形ロ
   ール断面形状の該伸開曲線の一部面または全面にて成形
   することを特徴とするパイプミルにおける帯鋼端部の成
   形方法。 ２ 連続ロール成形による鋼管の製造における帯鋼端部の成
   形領域の成形において、成形ロールのロール面の断面曲
   線の一部または全部が、種々外径鋼管の各ロールフラワ
   ーにおける帯鋼端部の曲線に一致するように、予め設定
   した多角形を基本とする伸開曲線を断面形状とする成形
   ロールを用い、帯鋼の両端部を、該伸開曲線を断面形状
   とする上下一組の成形ロールで各々成形し、これを１段
   または多段にて成形するに際し、帯鋼両端部の一対の成
   形ロール間隔を帯鋼幅に応じて変更し、かつ帯鋼中央部
   を上側に隆起させるロールを用い、少なくとも各成形ロ
   ール組の上側成形ロールの圧下方向を変え、被成形帯鋼
   幅と所要端曲げ段階に応じて、予め設定した成形ロール
   断面形状の該伸開曲線の一部面または全面にて成形し、
   次段にて帯鋼中央部を円筒状に成形することを特徴とす
   るパイプミルにおける帯鋼端部の成形方法。 ３　 連続ロール成形による鋼管の製造における帯鋼端部の成
   形領域の成形において、帯鋼の両端部を成形する成形ロ
   ールを、上下間隔可変に軸支した雄型の上ロールと雌型
   の下ロールの上下一組で、かつロール面の断面曲線の一
   部または全部が、種々外径鋼管の各ロールフラワーにお
   ける帯鋼端部の曲線に一致するように、予め設定した多
   角形を基本とする伸開曲線を断面形状とする成形ロール
   となし、上記の上下一組、帯鋼幅方向に一対の成形ロー
   ルを個別に帯鋼方向に移動可能に軸支し、さらに、帯鋼
   両端部の一対の成形ロール間隔を帯鋼幅に応じて変更し
   、被成形帯鋼幅と所要端曲げ段階に応じて、予め設定し
   た成形ロール断面形状の該伸開曲線の一部面または全面
   にて帯鋼端部と当接可能に、上ロールをそのロール面が
   帯鋼幅方向に円弧揺動可能に支持し、帯鋼幅方向に近接
   離反可能に２分割して軸止し帯鋼の中央部を隆起または
   平坦あるいは凹状に得る中間ロールを一対の下ロール間
   に軸止した構成からなることを特徴とするパイプミルに
   おける帯鋼端部の成形装置。 ４ 扇形歯面を扇形上面中央に設けた軸受部材にて上ロール
   を軸支し、円筒内面座を有する支持部材の座面にて該軸
   受部材を受け、帯鋼板幅方向に成形スタンドに配置した
   スライドレールに該支持部材を摺動自在に接続し、該扇
   形歯面に歯合するギヤの回転により上ロールロール面の
   円弧揺動を制御し、支持部材の送り摺動により一対の上
   ロール間隔を制御することを特徴とする特許請求の範囲
   第３項記載のパイプミルにおける帯鋼端部の成形装置。