JPS641213B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶接鋼管の製造設備、とくに全体をタ
ンデム配置した造管設備に関する。

従来、鋼帯を造管して市販すべき最終製品とな
すプロセスは、第１図に示したように、鋼帯Ｓを
ロールで丸めて行くフオーミングＡ、その接合線
に沿う溶接Ｂ、溶接して得られた管体の断面円化
であるサイジングＣ、溶接ビードを除去するビー
ド除去B′、長さ方向の真直化であるタークスＤ、
所定寸法より約１％程度長い寸法への粗切断Ｅを
行い、こゝで一たんストツクされ、ついでアウト
ライン焼鈍Fb、この工程は加熱、冷却を含み、
それによつて、若干の変形が生ずるので、それを
是正するための粗矯正Ｇ、ついで管自体を回転さ
せ乍らローラ間を通す管回転式精矯正Hb、この
矯正では管体の長さがバラツクことと両端部の真
円度が出にくいので、端部切除の定寸切断Ｉ、つ
いで面取りＪから成つている。このプロセスのう
ち、焼鈍工程Fbはライン外の焼鈍炉内で行われ
るため、それがネツクとなつてプロセス全体の能
率化を阻んでいる。なお、場合によつては粗矯正
Ｇの省略、小口径管の場合には、定寸切断Ｉの省
略される場合もあるが、大勢に影響はない。

これがため、第２図に示した他のプロセスで
は、前例と同じくフオーミングＡ、溶接Ｂ、ビー
ド除去B′、サイジングＣしたあとに、トンネル
型のインライン焼鈍炉を適用し、長尺のまゝで管
体を焼鈍Fa適用し、ついでタークスＤ、粗切断
Ｅを行い、こゝで一たんストツクされ、ついで前
例と同じく、管自体を回転させながらローラ間を
通す精矯正Hb、さらに定寸切断Ib、面取りＪを
行つている。この場合には焼鈍工程がインライン
となつた利点は認められるが、粗切断の後に前記
管回転精矯正工程を置いているので、未だ完全な
インライン化が完成したものとは云えず、その改
善が望まれている。

このように、従来プロセスは、管回転式精矯正
工程Hbが、インライン化の障害になつていた。
線材や棒鋼の矯正に関しては、矯正機自体が、そ
れら線材や棒溝の外表面を回転するロータリ式の
ものが広く行われていて、オンライン化できてい
たが、管体の場合には、そのようなロータリ矯正
機の使用では、スパイラルマークが残つてしまう
け念とか、矯正に際して管体の伸びの制御が困難
で、割れ発生率が高くなるなどの理由によつてイ
ンライン化できていない。いずれにせよ、従来の
造管プロセスは、それらプロセスを構成する各装
置の一連に連結せられた設備として一応完結した
ものとなつているとは云え、インライン化できて
いない設備である。

本発明者らは、上述したような造管設備がイン
ライン化されていない最大の問題点が、管材を回
転しつゝ行う精矯正工程にあることに着目し、長
尺な管材のまゝで、その外表面に接触させた矯用
ダイスを回転させる新たなダイス回転式矯正機を
開発し、それによつて造管設備を、第３図に示し
たようにフオーミングＡ、溶接Ｂ、ビード除去
B′、サイジングＣ、インライン焼鈍Fa、ダイス
回転式矯正Haおよび定寸片端切断Ｉなる７工程
の装置を直結した設備となし、それによつて造管
のストレートなインライン化いわばタンデム化を
可能ならしめた。

本発明設備におけるフオーミングＡ、溶接Ｂ、
ビード除去B′、サイジングＣおよびインライン
焼鈍Faの各工程は従来のそれら工程およびその
ための装置と全く異らない。即ち、コイルセツト
された鋼帯を所定管径を成す巾に切断し、つい
で、次第に丸めて行き、縁辺が突き合されるに従
い、連続的に電気抵抗溶接、アーク溶接、ガス溶
接などの溶接Ｂの各装置がそのまゝが適用せられ
る。溶接部を冷却し、ビード研磨機などによつて
外表面を研磨し、さらに、ロールかけによつて断
面形状の真円化が行われるサイジングＣ工程、さ
らには、加熱、均熱およびその急速冷却からなる
インライン焼鈍工程Faを経て、管体の切断が行
われることなく、インライン精矯正Haに入る。
なお、サイジング工程は焼鈍工程Faの後にあつ
てもよい。

本発明において、そのような工程に使用するダ
イス回転式管材矯正機は、 管材の進行方向に沿つて隔置された２個の軸受
１０に管材の通過を許す中空軸首部２４を介して
回転自在に支持された回転枠体２０と、 回転枠体２０に、管材の進行方向に沿つて間隔
を有して配置される複数のラツパ状中空ダイスロ
ール４３と、 管材出口側の前記ダイスロール４３と軸首部２
４との間で前記回転枠体２０に回転自在に装着さ
れた一対の鼓形クラツシユロール５６とを含み、 前記クラツシユロール５６は、その軸線を管材
の進行方向に対し傾倒し、かつ、管材進行方向に
平行な平面内にあるように支承され、 ダイスロール４３は、ロールホルダ４１に、管
材の進行方向に対し傾斜させた軸線まわりに回転
自在に装着され、 ロールホルダ４１は、 回転枠体２０の軸線に垂直方向に延びる突条４
１ａと、 ダイスロール４３に関して前記突条４１ａとは
反対側に形成され、外方へ向く切欠４１ｂとを有
し、 切欠４１ｂには、雌ねじ部材６２が嵌装され、 雌ねじ部材６２は、回転枠体２０の軸線に垂直
方向に延びるねじ棒６１に螺合し、 このねじ棒６１は、回転枠体２０に固定された
本体２１に設けられ、 本体２１には、ねじ棒６１を回転駆動する手段
６３〜６５が設けられ、 本体２１にはまた、蓋体３２の一端部が、回転
枠体２０の軸線に平行なピン３３によつて回動自
在に枢支され、 蓋体３２は、突条４１ａを案内する凹溝３２ａ
を有し、 蓋体３２の凹溝３２ａに突条４１ａが嵌合した
状態で蓋体３２の他端部を本体２１に保持し、こ
の保持を解除してロールホルダ４１を取外し可能
とする手段３４，３５を設けたことを特徴とする
管材の矯正機である。

第４図はそのような矯正機実施例断面図である
が、本例のものは、軸受１０によつて、その両端
に形成された中空軸首部２４を支承された回転枠
体２０が、Ｖプーリ１を介して図示外のモータに
より回転駆動される。前記軸受１０は矯正される
べき管材（以下管材という）の入口側（第４図左
側）に１個、出口側（第４図右側）に２個設けら
れる。Ｖプーリ１は前記２個の出口側軸受間の軸
首に嵌装されている。回転枠体２０は管材進行方
向に対する直角断面が概ね正方形をなす筒状本体
２１と該筒状本体２１の管材入口側、出口側に固
定された端板２２とを有する。前記端板２２には
中心部に管材導入用の円形孔２２ａが設けられて
いる。該円形孔２２ａには、前記軸首部２４の中
空部分に連通し、該中空孔と略同一径の孔を有す
るロールガイド２３がとりつけられる。ロールガ
イド２３は、その内面が管材の進行方向に沿つて
凸状に彎曲され、前記管材のまわりを自由回動可
能とされる。

筒状本体２１には、前記正方形枠体の一面と、
該面に対して90度変向する他面とに交互に向き、
管材進行方向へ一定間隔毎に複数のダイス装脱口
２１ａと、１個のクラツシユロール装脱口２１ｂ
が設けられる。

これらダイス装脱口２１ａおよびクラツシユロ
ール装脱口２１ｂが臨む筒状本体２１内には
夫々、ダイス取付部３０およびクラツシユ部５０
が設けられ、これら各部には夫々、ダイス４０、
クラツシユロール５６が装備される。即ち、ダイ
ス取付部３０において第５図、第６図示の如く、
前記ダイス装脱口２１ａに対向する筒状本体２１
の一部にダイス基板３１が固設され、該基板の上
面には筒状本体２１の幅方向（第５図左右方向）
に沿う条溝３１ａが設けられる。また、ダイス装
脱口２１ａには蓋体３２がピン３３により、管材
進行方向に対して直角面内回動自在に枢支され、
その他端は係止ピン３５により後退を制限された
楔片３４が該蓋体３２の一部を貫通して筒状本体
２１の対向面に挿通されたて止される。該蓋体３
２の下面にはその幅方向に沿う凹溝３２ａが設け
られている。蓋体３２の一端部は、回転枠体２０
の軸線に平行なピン３３によつて本体２１に回動
自在にして枢支される。蓋体３２の凹溝３２ａに
よつて、突条４１ａが案内される。クラツシユ部
５０も図示省略したがクラツシユ部基板蓋体を備
え、前記ダイス取付部と同様に構成される。

ダイス４０は、筒状本体２１内において管材の
進行方向に沿い複数個（実施例では５個）直列に
配置されたロールホルダ４１にボールベアリング
４２を介してダイスロール４３が自由回転可能に
装着されてなる。前記ロールホルダ４１は管材の
進行方向に対し概ね正方形をなす枠体であつて、
前記蓋体３２の凹溝３２ａに嵌合する突条４１ａ
を有し、前記ダイス基板３１および蓋体３２の幅
方向（第５図左右方向、すなわち回転枠体２０の
軸線に垂直方向）に沿い、後述のダイス移動部６
０によつて移動自在とされる。ロールホルダ４１
の、反蓋体側に位置する枠片部分にあつてその幅
方向略中央には、外方へ向く矩形様切欠４１ｂが
設けられる。ダイスロール４３の各々４３ａ，４
３ｂ……はラツパ状中空をなし、第１０図に示し
たようにその軸線Ｐ１，Ｐ２……が管材の軸線に
対して傾倒する姿勢でボールベアリング４２を介
してロールホルダ４１に嵌装される。

クラツシユ部５０は第７図ないし第９および第
１１図示のごとく、対向する一対の鼓形のクラツ
シユロール５６ａ，５６ｂが管材の進行方向に対
し、その軸線Ｐ３，Ｐ４が平行面内にあり、か
つ、互いに相反するよう前後に傾倒され、その両
端がベアリングを介してロールブラケツト５２に
支承される。該ブラケツト５２は矩形枠状のクラ
ツシユロールホルダ５１に軸５３と有底スリーブ
５４を介して回動自在に支持される。スリーブ５
４の有底部分中心部には棒レンチ差込用の四角孔
５４ａが設けられている。

前記ロールブラケツト５２は角度調節部５５に
よつて前記軸５３まわりに回動可能とされ、管材
の進行方向に対してクラツシユロール５６の傾倒
角度を自由に変更できるように構成されている。

即ち、前記スリーブ５４には、それと同心なる
円弧凸面５５ｄを持つ円板分割片５５ａが固定さ
れると共に、該分割片５５ａはホルダ５１の円弧
凹面５１ａに回動自在に支持される。また、前記
クラツシユロールホルダ５１には前記軸５３をは
さんで一対の円弧状のスリツト５５ｂが対向して
設けられる。該スリツト５５ｂにはロールブラケ
ツト５２に螺合されたボルト５５ｃが遊嵌され
る。該ボルト５５ｃはねじ込まれることによりク
ラツシユロールホルダ５１を締めつけ、ロールブ
ラケツト５２を固定させることになる。前記角孔
５４ａは棒レンチを差し込んで傾倒角度を変更す
るのに役立つ。

ダイス４０は、ダイス移動部６０を介し、ロー
ルホルダ４１を管材の進行方向に対して直角方向
へ移動されることにより位置調整が行なわれる。
即ち、第５図に示す如くダイス移動部６０は、ダ
イス基板３１の幅方向（第５図の左右方向）に沿
つて本体２１に設けられ、回転自在とされたねじ
棒６１と、該ねじ棒６１に螺合する雌ねじ部材６
２と、該雌ねじ部材６２を移動させるためのウオ
ーム６３、ウオームホイール６４およびモータ６
５よりなる。モータ６５は回転枠体２０が回転中
でもスイツチ操作により回転が付与される。雌ね
じ部材６２は、前記ロールホルダ４１の切欠４１
ｂに嵌装され、モータ６５の起動によるねじ棒６
１の回転につれて、該ねじ棒６１の長さ方向へロ
ールホルダ４１を移動させる。

クラツシユロール移動部において、第７図ない
し第９図示のごとく、ホルダ５１の一方（図の上
方）側に突条５１ｃが、他方（図の下方）側に切
欠５１ｂおよび凹溝５１ｄが設けられ、前記ダイ
ス移動部６０と同様のモータ、ウオーム、ウオー
ムホイール、ねじ棒、雌ねじ部材等（何れも図示
省略）の駆動部材によつて、ホルダ５１を第７図
示の左右方向へ移動可能としている。

以上の構造よりなる矯正機を用いて管材の矯正
を行うには、インライン焼鈍工程Faから送られ
て来る管材Ｓを、回転中の回転枠体２０に対し、
管材を入口側（第４図左側）よりその中空軸首部
２４へガイドロール２を経て挿入する。該挿入さ
れた管材は第１のダイス４０に達すると、該ダイ
ス４０の公転と自転作用により、ダイスロール４
３の中空孔の内面と線接触して曲げモーメントが
与えられる。そして、前記ダイスロール４３の自
由回転により、摩擦力の発生が防がれる。従つ
て、管材に擦傷がついたり、余分な押圧力が加わ
ることがない。管材は５個のダイスの取付角度に
従つてジグザグ状に進みながら、前記線接触によ
つて曲げモーメントが加えられ、管材の全円周上
に均等な圧力によつて矯正される。つまり、管材
は、ダイスロール４３の回転軸の傾斜により推進
力が付与され、そして最後のクラツシユ部５０に
至り、クラツシング力と曲げ力が付与されて矯正
力が高められる。換言すれば回転枠体２０内に複
数個のダイスロールが、被矯正材の進行方向に対
し傾斜して直列に配置されているので、該被矯正
材は、その全面がダイスロールに線接触され、該
ダイスロールの傾きにより送り力が付与され、被
矯正材に無理な部分的圧力が加わることなく、溶
接管材の場合でも部分的へこみを生ずることがな
い。更に、最終段階において、一対の鼓形のクラ
ツシユロールが管材進行方向に対しその軸線を傾
倒し、かつ平行面内にあるよう配設され、管材を
挾んで矯正が行なわれるため、インラインの状態
下に精度の高い矯正が可能となつたのである。前
後したが、第４図中符号３はピンチロールであ
る。

つぎにまた、上述矯正機において被矯正管材の
外径が変つた場合、ダイス４０の傾斜角度を変え
る代りに、孔径の異なるダイスロール４３に入れ
かえて矯正を行うので管材に無理がかからず全面
線接触が可能となる。また、各ダイスは、管材の
進行方向に対し直角方向へ移動できるので、スイ
ツチ操作により回転枠体を回転させながら曲げ量
の調整ができるのである。

このようにして、上述したダイス回転式矯正機
によれば管材を回転させることなく、ダイスロー
ルおよびクラツシユロールを内蔵した枠体が回転
し、該管材はそれらロール表面に接触した状態で
インラインのまゝ高度の矯正が行われ得たのであ
る。

したがつて、次に製品化のために為すべきこと
は長尺の管体を定寸に切断することである。

第１図および第２図に示した従来の定寸切断Ib
は、粗切断Ｅの為されたものについての切断であ
るから、真円度の出にくい短尺は両端部が切除さ
れるのであるが、本プロセスの場合、管材は長尺
のまゝインライン矯正を受けて出て来ているか
ら、その定寸切断はいわゞ片端切断Iaである。し
たがつて切断操作が著しく簡素化されたばかりで
なく切断屑も少いという効果が伴う。例えば、外
径27.2mmの鋼管の定尺4000mmものを製造する場
合、粗切断Ｅでは、約10％のロスを見込んで、長
さ4040mmに切断し、精矯正Hb後の定寸両端切断
Ibで4005mmとなしているが、第３図に示される通
り、粗切断工程が省略され、定寸片端切断Iaのみ
で済む。当然著しい歩留りの向上、労務費の削
減、納期短縮などの利点が生ずる。製品管材の出
荷に先立つて、面取りＪが行われるが、それは従
来プロセスと同様であつて、本発明プロセスに格
別な点はない。

特に本発明では、クラツシユロール５６を管材
出口側のダイスロール４３と回転枠体２０の軸首
部２４との間に回転自在に設けたので管材の矯正
力を向上することが可能になる。

しかもまた本発明では、蓋体３２の一端部がピ
ン３３によつて本体２１に回動自在にして枢支さ
れており、蓋体３２の他端部を、保持手段３４，
３５による保持を解除して本体２１から離脱し、
これによつて回転枠体２０を前記ピン３３のまわ
りに角変位することによつてロールホルダ４１が
装着されたダイスロール４３を容易に交換可能と
なる。したがつて孔径の異なるダイスロール４３
を交換して、各種の外径を有する管材の矯正を行
なうことができるので、ダイス４０の傾斜角度を
変える構成に比べて、管材に無理がかからず全面
線接触が可能となり、正確な矯正が可能になる。

しかもまた本発明によれば、ねじ棒６１を回転
駆動手段６３〜６５で駆動することによつて、雌
ねじ部材６２を回転枠体２０の軸線に垂直方向に
変位し、これによつてダイスロール４３の位置を
調整することができるので、管材の曲げ量の調整
を運転中においても容易に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、共に従来の造管工程
図、第３図は本発明造管工程図、第４図は本発明
に使用するに適したダイス回転式矯正機の縦断面
図、第５図は第４図の−断面図、第６図は第
５図の−断面図、第７図は第４図の−拡
大断面図、第８図は第７図の右側面図、第９図は
第７図の−断面図、第１０図は管材とダイス
ロールとの関係説明図、第１１図は管材とクラツ
シユロールとの関係説明図である。 ２０は回転枠体、２１は筒状本体、２１ａはダ
イス装脱口、２１ｂはクラツシユロール装脱口、
３０はダイス取付部、３１はダイス基板、３２は
蓋体、２はガイドロール、４０はダイス、４１は
ロールホルダ、４３はダイスロール、５０はクラ
ツシユ部、５１はクラツシユロールホルダ、５２
はロールブラケツト、５３は軸、５４はスリー
ブ、５５は角度調節部、５５ａは円板分割片、５
６はクラツシユロール、６０はダイス移動部、Ａ
はフオーミング、Ｂは溶接、B′はビード除去、
Ｃはサイジング、Ｄはタークス、Ｅは切断、Fa
はインライン焼鈍、Fbはアウトライン焼鈍、Ｇ
は荒矯正、Haはダイス回転式インライン矯正、
Hbは管材回転式アウトライン矯正、Iaは定寸片
端切断、Ibは定寸両端切断、Ｊは面取り、Ｓは管
材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ フオーミング装置Ａ、溶接装置Ｂ、サイジン
   グ装置Ｃ、ダイス回転式矯正装置Ha、定寸切断
   装置Iaとから構成され、かつ該各装置間を連続せ
   しめて全体をタンデムに配置し、 前記ダイス回転式矯正装置Haは、 管材の進行方向に沿つて隔置された２個の軸受
   １０に管材の通過を許す中空軸首部２４を介して
   回転自在に支持された回転枠体２０と、 回転枠体２０に、管材の進行方向に沿つて間隔
   を有して配置される複数のラツパ状中空ダイスロ
   ール４３と、 管材出口側の前記ダイスロール４３と軸首部２
   ４との間で前記回転枠体２０に回転自在に装着さ
   れた一対の鼓形クラツシユロール５６とを含み、 前記クラツシユロール５６は、その軸線を管材
   の進行方向に対し傾倒し、かつ、管材進行方向に
   平行な平面内にあるように支承され、 ダイスロール４３は、ロールホルダ４１に、管
   材の進行方向に対し傾斜させた軸線まわりに回転
   自在に装着され、 ロールホルダ４１は、 回転枠体２０の軸線に垂直方向に延びる突条４
   １ａと、 ダイスロール４３に関して前記突条４１ａとは
   反対側に形成され、外方へ向く切欠４１ｂとを有
   し、 切欠４１ｂには、雌ねじ部材６２が嵌装され、 雌ねじ部材６２は、回転枠体２０の軸線に垂直
   方向に延びるねじ棒６１に螺合し、 このねじ棒６１は、回転枠体２０に固定された
   本体２１に設けられ、 本体２１には、ねじ棒６１を回転駆動する手段
   ６３〜６５が設けられ、 本体２１にはまた、蓋体３２の一端部が、回転
   枠体２０の軸線に平行なピン３３によつて回動自
   在にして枢支され、 蓋体３２は、突条４１ａを案内する凹溝３２ａ
   を有し、 蓋体３２の凹溝３２ａに突条４１ａが嵌合した
   状態で蓋体３２の他端部を本体２１に保持し、こ
   の保持を解除してロールホルダ４１を取外し可能
   とする手段３４，３５を設けたことを特徴とする
   溶接鋼管の製造設備。