JPH06104251B2

JPH06104251B2 - 溶接鋼管の製造装置

Info

Publication number: JPH06104251B2
Application number: JP1317288A
Authority: JP
Inventors: 高明豊岡; 裕二橋本; 進板谷; 勉井手
Original assignee: 川崎製鉄株式会社
Priority date: 1989-12-06
Filing date: 1989-12-06
Publication date: 1994-12-21
Anticipated expiration: 2009-12-21
Also published as: JPH03180213A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は、溶接鋼管の製造装置に関する。

「従来の技術と発明が解決しようとする課題」鋼帯板を連続的にロール成形して素管を形成し、突き合
わせた継目を溶接する溶接鋼管は、既によく知られてお
り、現状では、継目を電気溶接（抵抗溶接）する電縫鋼
管が主流となっている。

ところで、この場合のロール成形方法の一つに、帯板を
全体的に逐次幅寄せ曲げ成形しながら素管全体を丸めて
行く全体幅寄せ曲げ加工法があり、これに属する成形装
置に、第８図、第９図に示す米国ヨーダ社のもの（特開
昭45−29896号公報）と、第10図乃至第12図に示す米国
トーランス社のもの（実公昭46−28897号公報）とがあ
る。図中、100は、プレフォーミングロール、102,104,1
06,108は、ブレイクダウンロール、110…は、インナー
ロール、EFはエッジフォーミングロール、CRは、ケージ
ロール、1F,2F,3Fは、フィンパスロール、SQは、スクイ
ズロールである。

しかし、これらの装置には、ｉ）成形ロール数が多い。

ii）帯板に対する拘束力が弱く、帯板がローリングし易
い。

iii）製管サイズの変更に対するロール兼用範囲が狭
い。

iv）素管成形形状がロールの影響で不連続の多角形にな
り易い（第13図参照）。

ｖ）粗・中間成形過程での曲げ加工が十分行えないた
め、終段のフィンパス成形での負荷が大きく、実際上、
少なくとも３段のフィンパスロールを要する。

などの欠点がある。

そこで、これらの欠点を改善すべく、先に、第14図、第
15図に示す成形装置（特開昭61−135428号公報）を開発
した。この装置は、上流側から下流側へ、エッジフォー
ミングロールEF、第１乃至第４センターベンドロール1C
B,2CB,3CB,4CBとこれらのロールの両側に配列した多数
のケージロールCR…、複数のフィンパスロール1F,2F,3
F、スクイズロールSQを順次に配列したものであり、エ
ッジフォーミングロールEFで帯板の素管エッジ部を曲げ
加工し（第15図ａ）、第１乃至第３センターベンドロー
ル1CB,2CB,3CBとケージロールCR…とで素管サイド部と
素管ボトム部との境界部を曲げ加工し（第15図b,c,
d）、第４センターベンドロール4CBとケージロールCR…
とで素管ボトム部を最終成形曲率半径に曲げ加工して
（第15図ｅ）、断面Ｕ字状に形成し（第15図ｆ）、これ
をフィンパスロール1F,2F,3Fで圧下成形して、素管サイ
ド部を張り出させるとともに、素管エッジ部、素管エッ
ジ部と素管サイド部との境界部及び素管サイド部と素管
ボトム部との境界部を曲げ・曲げ戻し加工し、溶接機で
継目を溶融させ、かつ、スクイズロールSQによりその継
目をアプセットして接合するものである。

しかし、この場合にも、実際上、第１乃至第４センターベンドロール1CB,2CB,3CB,4CB
が素管サイド部と素管ボトム部との境界部乃至素管ボト
ム部だけの曲げ加工を行うものであって、帯板の中央部
で幅1/3程度の範囲内に配置され（第15図ｂ〜ｄ）、か
つ、第１乃至第３センターベンドロール1CB,2CB,3CB
は、ツイン型の分割ロールであるから、帯板との接触面
積が小さく、したがって、全てのセンターベンドロール
を駆動してもロールから帯板への送りのトルク伝達が十
分なされず、帯板の進行がスムーズに行かない。

また、全てのセンターベンドロールを駆動すると、装置
が大型化し、ケージロール設置空間の確保が困難とな
り、設備費用の増加を招く。

第２及び第３センターベンドロール2CB,3CBがツイン
型の分割ロールであり（第16図、第17図参照。ただし、
第16図は、製管サイズが小さい場合、第17図は、製管サ
イズが大きい場合である。）、特に、下ロールの分割ロ
ールでは、ロールコーナー部により帯板にへこみやロー
ル疵が生ずる。

第１乃至第４センターベンドロール1CB,2CB,3CB,4CB
が、各々独立したスタンド構造のため、ロール交換に多
くの手数及び時間がかかる。

第２及び第３センターベンドロール2CB,3CBの下ロー
ルが、両側にケージロールがあるにもかかわらず、製管
サイズの変更の度にロール間隔を変えなければならない
ため、ロール調整に手数及び時間がかかる。

フィンパスロール1F,2F,3Fが、少なくとも３段必要の
ため、ロール交換に多くの手数と時間がかかる。

などの問題点がある。

本発明は、従来のそれらの欠点、問題点を解決しようと
するものであり、エッジウェーブ防止、帯板ローリング
防止等の成形の安定化、管サイズ変更に対するロール兼
用範囲の拡大、ロール疵防止、装置のコンパクト化、ロ
ール交換及び調整時間の短縮化を図ろうとするものであ
る。

「課題を解決するための手段」上記目的を達成するため、請求項第１項の発明は、帯板
を連続的にロール成形して素管を形成し、突き合わせた
継目を溶接する溶接鋼管の製造装置において、上流側か
ら下流側へ、 i.帯板の素管エッジ部から素管サイド部との境界部まで
を圧下拘束して、該素管エッジ部乃至境界部を最終成形
円弧にほぼ等しく曲げ加工するエッジベンドロール、 ii.帯板の素管サイド部を圧下拘束して、該素管サイド
部をわずかに曲げ加工する第１センターベンドロール、 iii.帯板の素管サイド部と素管ボトム部との境界部を圧
下拘束すると同時に、素管両側に側圧を加えて、その境
界部を最終成形円弧の曲げよりも適度に曲げ加工する第
２及び第３センターベンドロールとこれらのロール両側
に配列した複数のケージロール、 iv.帯板の素管ボトム部を圧下拘束すると同時に、素管
両側に側圧を加えて、その素管ボトム部を最終成形円弧
と同等乃至過度にまで曲げ加工する第４センターベンド
ロールと該ロールの両側に配列した複数のケージロー
ル、 v.素管にその縦径が滅ずる方向に圧下を加えて、素管サ
イド部を側方へ張り出させ、該素管サイド部を最終成形
円弧とほぼ同等にまで曲げ加工するとともに、上記各境
界部及び素管エッジ部を適宜に曲げ・曲げ戻し加工する
第１及び第２フィンパスロール、 vi.素管を所定の溶接態勢に調整するロータリーシーム
ガイドロール、 vii.継目を溶融させる溶接機と、その継目をアプセット
して接合するとともに、その溶接管を円形に整形するス
クイズロール、を順次に配列し、少なくとも上記エッジベンドロール、
第１センターベンドロール、第１及び第２フィンパスロ
ールに駆動手段を講じ、また、上記第１乃至第３センタ
ーベンドロールの各上ロールとその第１センターベンド
ロールの下ロールを幅調整自在な分割ロールに、かつ、
第２乃至第４センターベンドロールの各下ロールを兼用
し得る共通範囲の最大管外径に適合するカリバー形状の
一体ロールにし、更に、第２乃至第４センターベンドロ
ールの無駆動の全上ロールを着脱自在な１つのハウジン
グにセットしたことを特徴とする溶接鋼管の製造装置に
ある。

請求項第２項の発明は、上記請求項第１項の発明にあっ
て、第２乃至第４センターベンドロールの各下ロール及
びスクイズロールにも駆動手段を講じて成る。

また、請求項第３項の発明は、上記請求項第１項の発明
にあって、各ケージロールを水平進退、垂直昇降及び角
度の調整自在に装備させて成る。

なお、エッジベンドロールは、下ロールだけを駆動して
もよく、また、スクイズロールは、駆動しなくてもよ
い。

「作用」如上の構成であるから、所定寸法の帯板を上流側から下
流側へと送り込めばよく、これにより、帯板は上記行程
に従って順次に加工され、溶接鋼管となる。

「実施例」第１図乃至第６図は、本発明に係る装置を示している。

この装置は、第１図に示すように、上流側から下流側
へ、エッジベンドロールEB、第１センターベンドロール
1CB、第２乃至第４センターベンドロール2CB,3CB,4CBと
両側に配列した多数のケージロールCR…、第１及び第２
フィンパスロール1F,2F、ロータリーシームガイドロー
ルRSG、高周波溶接機HFW及びスクイズロールSQを順次に
配列している。

これらのロールのうち、エッジベンドロールEB、第１セ
ンターベンドロール1CB、第２乃至第４センターベンド
ロール2CB,3CB,4CB、第１及び第２フィンパスロール1F,
2Fは、上ロールと下ロールとから成り、多数のケージロ
ールCR…、スクイズロールSQは、左ロールと右ロールと
が対をなしている。そして、第１乃至第４センターベン
ドロール1CB,2CB,3CB,4CBには、一定の兼用範囲をもた
せている。例えば、外径22.22mm〜60〜5mmの鋼管を製造
するものとすれば、第７図に示すように、 22.22mm〜31.03mm 31.03mm〜43.33mm 43.33mm〜60.5mm の兼用範囲とし、、、の３組のロール群を用意す
る。

また、これらのロールのうち、エッジベンドロールEBの
下ロール、第１センターベンドロール1CBの上・下ロー
ル、第１及び第２フィンパスロール1F,2Fの各上・下ロ
ールには、駆動手段を講じている。具体的には、ロール
軸をユニバーサルジョイントを介して駆動源へと機械的
に接続している。なお、必要であれば、エッジベンドロ
ールEBの上ロール、第２乃至第４センターベンドロール
2CB,3CB,4CBの各下ロール、スクイズロールSQの駆動も
可能である。

エッジベンドロールEBは、第２図Ｉに示すように上・下
ロール共に分割ロールとし、製管サイズに応じて幅調整
できるようにしており、帯板の素管エッジ部から素管サ
イド部との境界部までを圧下拘束して帯板を送ると同時
に、該素管エッジ部乃至境界部をスプリングバックを見
越して最終成形円弧にほぼ等しく曲げ加工する（第３図
EB）。

第１センターベンドロール1CBは、第２図IIに示すよう
に、下ロールを比較的幅の広い左右部材12,13と、比較
的幅の狭い中間部材11との三体の分割ロール、また、上
ロールを左右部材14,15二体の分割ロールとし、いずれ
も製管サイズに応じて幅調整できるようにしており、帯
板の素管サイド部を圧下拘束して帯板を送ると同時にわ
ずかに曲げ加工する（第３図1CB）。ここでの曲げ程度
は、このロールにおける兼用可能な製管サイズ（管外
径）範囲での中間点のカリバー半径が、これに適合する
スクイズロールSQのカリバー半径の約2.5倍となる程度
でよい。

第２乃至第４センターベンドロール2CB,3CB,4CBは、第
２図III〜Ｖ及び第５図に示すように、それぞれ下ロー
ルを一体ロール16とし、これらの一体ロールを製管サイ
ズの一定範囲に兼用させるが、前述のように、その兼用
範囲が22.22mm〜31.03mm、31.03mm〜43.33mm、4
3.33mm〜60.5mmの３つだとすれば、用〜用の３つの
一体ロールを用意し、用の一体ロールにあっては、3
1.03mmに適合するカリバー形状に、用の一体ロールに
あっては、43.33mmに適合するカリバー形状に、また、
用の一体ロールにあっては、60.5mmのカリバー形状に
形成する。つまり、兼用し得る共通範囲の最大管外径に
適合するカリバー形状に形成するのである。

また、第２及び第３センターベンドロール2CB,3CBは、
第２図III,IV及び第５図に示すように、それぞれ上ロー
ルを左右部材17,18二体の分割ロールとして、製管サイ
ズに応じて任意に幅調整できるようにしており、第４セ
ンターベンドロール4CBは、第２図Ｖに示すように、上
ロールを一体ロール27としている。

而して、第２図III〜Ｖに示すように、第２及び第３セ
ンターベンドロール2CB,3CBは、帯板の素管サイド部と
素管ボトム部との境界部を圧下拘束し、第４センターベ
ンドロール4CBは、素管ボトム部を圧下拘束して、これ
らのロールの両側に配列された複数のケージロールCR…
と共に、その素管境界部を最終成形円弧の曲げよりも過
度に、かつ、素管ボトム部を最終成形円弧と同等乃至過
度にまで曲げ加工する（第３図2CB,3CBB,4CB）。

ケージロールCR…は、成形ラインの両側にて、第２セン
ターベンドロール2CBの上流位置から第４センターベン
ドロール4CBの下流位置まで、各12個配列しており、第
２図III〜VI及び第６図に示すように、素管に両側から
適宜に側圧を加えて、上記第２乃至第４センターベンド
ロールと相埃って素管サイド部と素管ボトム部との境界
部から素管ボトム部までを、上述のように順次に曲げ加
工する（第３図2CB,3CB,4CB,CR12）第１及び第２フィンパスロール1F,2Fは、フィン付きの
上ロールとフィンなしの下ロールとを備えており、第１
フィンパスロール1Fは、断面小判状となった素管（第３
図CR12）を圧下成形して、第４図Ａに示すように、素管
エッジ部と素管サイド部との境界部及び素管サイド部と
素管ボトム部との境界部を更に過度に曲げ加工するとと
もに、素管エッジ部を適度に曲げ加工し、次いで、第２
フィンパスロール2Fは、その素管を引き続き圧下成形
し、第４図Ｂに示すように、素管サイド部を外側へ張り
出させて最終成形円弧とほぼ同等にまで曲げ加工すると
同等に、上記各境界部を最終成形円弧近くまで曲げ戻し
加工する。

ロータリーシームガイドロールRSGは、フィン付きの上
ロールとフィンなしの下ロールを備え、該ロールの位
置、角度等の調整が可能であり、素管を正規の溶接態勢
に整える。

高周波溶接機HFWは、一種の抵抗溶接機であり、素管の
継目に溶接電流を流して継目を加熱溶融させる。

スクイズロールSQは、左右一対のロールを備え、素管を
両側から押圧して、その溶融した継目をアプセットして
接合するとともに、その接合管を円形に整形する。

ところで、上述のエッジベンドロールEB、第１センター
ベンドロール1CB、第１及び第２フィンパスロール1F,2
F、ロータリーシームガイドロールRSGは、上・下ロール
をそれぞれ独立したロールスタンド19…にロール交換可
能に装備させ、スクイズロールSQは、左・右ロールをロ
ールスタンド20にロール交換可能に装備させている。

また、第２乃至第４センターベンドロール2CB,3CB,4CB
は、下ロールだけをそれぞれ独立したロールスタンド21
…に装備させ、それらのロールスタンド21…を共通サブ
ベースプレート50に固定し、ロール交換時に共通サブベ
ースプレートごと交換可能ならしめている。そして、上
ロールを三者共通の１つのハウジング22にロール交換可
能に装備させている。したがって、上下ロールの交換に
は、ハウジング及び共通サブベースプレートの交換によ
りそれぞれ三者一挙の交換が可能である。

ケージロールCR…は、１ゾーン３個をそれぞれ１つのロ
ールスタンド23…に装備させており、第６図に示すよう
に、各ロールスタンドには、ロールごとに進退調整手段
24、昇降調整手段25及び角調整手段26を講じている。

次に、上述の装置に係る実験につき説明する。

（１）試作する鋼管（第７図参照）外径 22.22〜60.5mm （２）使用する帯板板厚 0.8〜3.0mm 材質普通鋼 SS41相当ステンレス SUS304 （３）第１乃至第４センターベンドロール1CB,2CB,3CB,
4CBの兼用範囲（第７図参照）鋼管外径 22.22〜31.03mm 〃 31.03〜43.33mm 〃 43.33〜60.5mm （ロールは、用〜用の３サイズである。）本実験では、所期の目的を支障なく達成できた。

「発明の効果」本発明によれば、エッジベンドロールで素管エッジ部か
ら素管サイド部との境界部までを最終成形円弧にほぼ等
しく曲げ加工し、第１センターベンドロールで素管サイ
ド部をわずかに曲げ加工し、第２及び第３センターベン
ドロールと両側のケージロールとで素管サイド部と素管
ボトム部との境界部を最終成形円弧の曲げよりも過度に
曲げ加工し、第４センターベンドロールと両側のケージ
ロールで素管ボトム部を最終成形円弧と同等乃至過度に
まで曲げ加工し、第１及び第２フィンパスロールで素管
を圧下することにより素管サイド部を側方へ張り出させ
て最終成形円弧とほぼ同等にまで曲げ加工するととも
に、上記各境界部及び素管エッジ部を適宜に曲げ・曲げ
戻し加工するので、素管のスプリングバック等による支
障もロール疵の発生のおそれもなく適確に効率よく成形
でき、従来３段以上が必要とされたフィンパスロールが
２段あれば足り、そして、全体を通じてロール数を低減
でき、装置全体をコンパクトにできる。なお、第１セン
ターベンドロールによる素管サイド部のわずかな曲げ
は、後のフィンパスロールによる素管サイド部の張り出
しを円滑にかつ正確に行わせる。

また、エッジベンドロールで素管エッジ部から素管サイ
ド部との境界部までを、第１センターベンドロールで素
管サイド部を、第２乃至第４センターベンドロールで素
管サイド部と素管ボトム部との境界部及び素管ボトム部
を圧下拘束し、更に、ケージロールで素管エッジ部乃至
素管サイド部を拘束するので、帯板は、幅方向のほぼ全
域で十分に拘束されることとなり、帯板の芯ずれたロー
リングは勿論、エッジウェーブも生せず、成形を安定化
させることができ、品質を向上させることができる。

而して、素管エッジ部とこれに隣接する上記境界部を拘
束するエッジベンドロールと、素管サイド部を拘束する
第１センターベンドロールと、素管上下を拘束する第１
及び第２フィンパスロールとに駆動手段を講じているの
で、帯板は、幅方向の広い範囲でトルク伝達を受けるこ
ととなり、スムーズに進行させることができる。また、
第２乃至第４センターベンドロールでは、上ロールを駆
動させないで、装置をより小型化でき、ケージロール設
置空間を支障なく確保でき、設備費を低減できる。

更に、第２乃至第４センターベンドロールの各下ロール
を兼用し得る共通範囲の最大管径に適合するカリバー形
状の一体ロールとするので、ロールコーナー部によって
生ずる帯板のへこみやロール疵を無くすことができ、ま
た、製管サイズが一定の範囲内であれば、製管サイズの
変更にもロール間隔の調整は不要でり、ロール調整の手
数及び時間がかからない。

その上、第２乃至第４センターベンドロールの全上ロー
ルを１つのハウジングに、また、同下ロールを共通サブ
ベースプレートにセットするので、これらの上下ロール
の交換はハウジング及び共通サブベースプレートの交換
により一挙に行え、ロール交換の手数及び時間を大幅に
低減でき、ライン休止時間を短縮できる。

しかも、製管サイズの変更に対するロール兼用範囲を拡
大できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７図は、本発明の実施例を示し、第１図
は、装置の構成要領側面図、第２図は、ロール説明図、
第３図、第４図は、成形フラワーを示す図、第５図は、
第２及び第３センターベンドロール部分における装置の
截断正面図、第６図は、ケージロール部分における装置
の要部拡大截断正面図、第７図は、グラフ、第８図乃至
第17図は、従来例を示し、第８図は、第１従来例の構成
要領平面図、第９図は、同例の要部拡大截断正面図、第
10図は、第２従来例の斜視図、第11図は、第10図XI−XI
線の断面図、第12図は、第10図XII−XII線の断面図、第
13図は、第１従来例及び第２従来例の要部の説明図、第
14図は、第３従来例の構成要領平面図、第15図a,b,…ｆ
は、第14図ａ−ａ線,b−ｂ線，…ｆ−ｆ線の各要部を示
す図、第16図、第17図は、同例のセンターベンドロール
の要部拡大正面図である。 EB……エッジベンドロール 1CB……第１センターベンドロール 2CB……第２センターベンドロール 3CB……第３センターベンドロール 4CB……第４センターベンドロール 1F……第１フィンパスロール 2F……第２フィンパスロール SQ……スクイズロール RSG……ロータリーシームガイドロール HFW……高周波溶接機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者井手勉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 (56)参考文献特開昭63−281713（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−135428（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−286220（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−45032（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】帯板を連続的にロール成形して素管を形成
し、突き合わせた継目を溶接する溶接鋼管の製造装置に
おいて、上流側から下流側へ、 i.帯板の素管エッジ部から素管サイド部との境界部まで
を圧下拘束して、該素管エッジ部乃至境界部を最終成形
円弧にほぼ等しく曲げ加工するエッジベンドロール、 ii.帯板の素管サイド部を圧下拘束して、該素管サイド
部をわずかに曲げ加工する第１センターベンドロール、 iii.帯板の素管サイド部と素管ボトム部との境界部を圧
下拘束すると同時に、素管両側に側圧を加えて、その境
界部を最終成形円弧の曲げよりも適度に曲げ加工する第
２及び第３センターベンドロールとこれらのロール両側
に配列した複数のケージロール、 iv.帯板の素管ボトム部を圧下拘束すると同時に、素管
両側に側圧を加えて、その素管ボトム部を最終成形円弧
と同等乃至過度にまで曲げ加工する第４センターベンド
ロールと該ロールの両側に配列した複数のケージロー
ル、 v.素管にその縦径が減ずる方向に圧下を加えて、素管サ
イド部を側方へ張り出させ、該素管サイド部を最終成形
円弧とほぼ同等にまで曲げ加工するとともに、上記各境
界部及び素管エッジ部を適宜に曲げ・曲げ戻し加工する
第１及び第２フィンパスロール、 vi.素管を所定の溶接態勢に調整するロータリーシーム
ガイドロール、 vii.継目を溶融させる溶接機と、その継目をアプセット
して接合するとともに、その溶接管を円形に整形するス
クイズロール、を順次に配列し、少なくとも上記エッジベンドロール、
第１センターベンドロール、第１及び第２フィンパスロ
ールに駆動手段を講じ、また、上記第１乃至第３センタ
ーベンドロールの各上ロールとその第１センターベンド
ロールの下ロールを幅調整自在な分割ロールに、かつ、
第２乃至第４センターベンドロールの各下ロールを兼用
し得る共通範囲の最大管外径に適合するカリバー形状の
一体ロールにし、更に、第２乃至第４センターベンドロ
ールの無駆動の全上ロールを着脱自在な１つのハウジン
グにセットしたことを特徴とする溶接鋼管の製造装置。
【請求項２】第２乃至第４センターベンドロールの各下
ロール及びスクイズロールにも駆動手段を講じて成る請
求項第１項記載の溶接鋼管の製造装置。
【請求項３】各ケージロールを水平進退、垂直昇降及び
角度の調整自在に装備させて成る請求項第１項記載の溶
接鋼管の製造装置。