図面 (/)

技術 極厚肉電縫鋼管の製造方法

出願人 新日鐵住金株式会社
発明者 住本大吾寺田好男坂本真也
出願日 1998年5月20日 (22年9ヶ月経過) 出願番号 1998-138001
公開日 1999年11月24日 (21年2ヶ月経過) 公開番号 1999-319935
状態 未査定
技術分野 スポット溶接 鍛造 金属の引抜加工 誘導加熱による溶接
主要キーワード テーパプラグ マンドレル型 引き抜き機 押し込み加工 厚肉管 新ロール プラグ挿入 厚肉鋼管
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1999年11月24日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (9)

目的

厚肉電縫鋼管の製造方法

構成

所定の幅の鋼帯ロール成形し、高周波溶接する電縫管造管後、ダイを有したロータリー鍛造機に、管内に接触させるためにプラグを挿入しながら、押し込み縮径することによって増肉させる極厚肉電縫鋼管の製造方法において、ダイのテーパ角度半角)より、1〜5゜小さなテーパ角度を有するプラグを使用しながら、ある一定の力でロータリー鍛造機の後方から管を押し込むと同時に、前方にダイを有した管引き抜き縮径機を配置し引き抜きながら縮径をすることを特徴とする極厚肉電縫鋼管の製造方法

効果

偏肉の少ない極厚肉電縫鋼管の製造が可能となった。

概要

背景

一般に、電縫鋼管にて厚肉鋼管を製造する場合は図2に示すように、最終厚さの鋼帯を数段の成形スタンドロールフォーミングし、管状にした後、高周波にて溶接し、サイザーにて所定の外径肉厚にする。この方法は、鋼管を製造する方法としては最も高能率高生産性の方法であり一般的に広く使用されているが、厚さtと外径Dの比t/Dが10%以上のサイズでは種々の問題があり、能率、生産性阻害している。又、成形スタンドでのロールフォーミング性及び電縫溶接性から製造可能なt/Dに限界が生じている。このために、新ロールフォーミング法を考案し、これらの問題を解決しようとする試みがなされており、例えば特開平5−309422に記載されているように、前段ブレークダウンの新しいロールフォーミング法も考案されている。

概要

厚肉電縫鋼管の製造方法

所定の幅の鋼帯をロール成形し、高周波溶接する電縫管造管後、ダイを有したロータリー鍛造機に、管内に接触させるためにプラグを挿入しながら、押し込み縮径することによって増肉させる極厚肉電縫鋼管の製造方法において、ダイのテーパ角度半角)より、1〜5゜小さなテーパ角度を有するプラグを使用しながら、ある一定の力でロータリー鍛造機の後方から管を押し込むと同時に、前方にダイを有した管引き抜き縮径機を配置し引き抜きながら縮径をすることを特徴とする極厚肉電縫鋼管の製造方法

偏肉の少ない極厚肉の電縫鋼管の製造が可能となった。

目的

そこで本発明は電縫鋼管において厚肉管を製造する際の上記に記した課題を解決するために、押し込みロータリー鍛造機において、寸法精度の良い厚肉電縫鋼管を製造することを目的にするものである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

所定の幅の鋼帯ロール成形し、高周波溶接する電縫管造管後、ダイを有したロータリー鍛造機に、管内に接触させるためにプラグを挿入しながら、押し込み縮径することによって増肉させる極厚肉電縫鋼管の製造方法において、ダイのテーパ角度半角)より、1〜5゜小さなテーパ角度を有するプラグを使用しながら、ある一定の力でロータリー鍛造機の後方から管を押し込むと同時に、前方にダイを有した管引き抜き縮径機を配置し引き抜きながら縮径をすることを特徴とする極厚肉電縫鋼管の製造方法。

--

0001

本発明は、厚さの厚い電縫鋼管に関する製造方法に関する。

背景技術

0002

一般に、電縫鋼管にて厚肉鋼管を製造する場合は図2に示すように、最終厚さの鋼帯を数段の成形スタンドロールフォーミングし、管状にした後、高周波にて溶接し、サイザーにて所定の外径肉厚にする。この方法は、鋼管を製造する方法としては最も高能率高生産性の方法であり一般的に広く使用されているが、厚さtと外径Dの比t/Dが10%以上のサイズでは種々の問題があり、能率、生産性阻害している。又、成形スタンドでのロールフォーミング性及び電縫溶接性から製造可能なt/Dに限界が生じている。このために、新ロールフォーミング法を考案し、これらの問題を解決しようとする試みがなされており、例えば特開平5−309422に記載されているように、前段ブレークダウンの新しいロールフォーミング法も考案されている。

発明が解決しようとする課題

0003

一般に、最終厚さに近い厚肉の鋼帯を数段の成形スタンドでロールフォーミングし、管状にした後、高周波にて溶接する電縫鋼管の方法において、厚肉鋼管を製造する場合は、厚さtと外径Dの比t/Dが10%以上のサイズでは種々の問題があり、能率、生産性を阻害している。又、成形スタンドでのロールフォーミング性から製造可能なt/Dに限界が生じている。

0004

これらの問題を解決するために、1)ロールフォーミング法の検討、2)管製造後絞りによる増肉法の検討 がなされている。前者のロールフォーミング法では板のエッジ部が初期段階では十分に曲げることができず、後段のほぼ管状になった状態で全体を拘束しながら曲げるために、十分に曲げることができないのみならず、エッジ部の増肉という新たな課題も生じてしまう。後者の管製造後絞りによる増肉法では通常ロールによる絞り圧延が行われるが、これでは張力を必要とするために増肉代が少なく効率的でない。又、管を押し込みダイを回転しながら鍛造する押し込みロータリー鍛造法では、偏肉が発生し寸法精度が著しく悪い。

0005

そこで本発明は電縫鋼管において厚肉管を製造する際の上記に記した課題を解決するために、押し込みロータリー鍛造機において、寸法精度の良い厚肉電縫鋼管を製造することを目的にするものである。

課題を解決するための手段

0006

上記の目的を達成するために、所定の幅の鋼帯をロール成形し、高周波溶接する電縫管造管後、ダイを有したロータリー鍛造機に、管内に接触させるためにプラグを挿入しながら、押し込み縮径することによって増肉させる極厚肉電縫鋼管の製造方法において、ダイのテーパ角度半角)より、1〜5゜小さなテーパ角度を有するプラグを使用しながら、ある一定の力でロータリー鍛造機の後方から管を押し込むと同時に、前方にダイを有した管引き抜き縮径機を配置し引き抜きながら縮径をすることを特徴とする極厚肉電縫鋼管の製造方法を発明した。

発明を実施するための最良の形態

0007

以下に本発明を詳細に説明する。

0008

従来の工程は図2に示すように所定の幅の鋼帯を連続的に成形ロールに挿入し、管状にロールフォーミング後高周波溶接をする。その後、管を真円にするために定型ロールで若干絞るが、増肉はほとんどない。

0009

そこで、図1に本発明の工程を示すが、管状にロールフォーミング、高周波溶接、定型後、押し込みロータリー鍛造をする。この際、定型ロールでの絞りは真円にするためであるが、最終的には真円にするのは押し込みロータリー鍛造であるため定型ロールはなくてもよい。次に、押し込みロータリー鍛造であるが、図3にその構造を示す。球状のパンチ3を1個ないしは数個をダイ1の回りに回転させ、又、ダイ1も対象物(管)4の回りにパンチ3と反対方向に回転させながら、対象物を押し込む。このことにより対象物を鍛たき所定の形状に縮径することにより増肉を計る。この際、重要なことは寸法精度と表面肌である。このようなロータリー鍛造は一般的に寸法精度、特に偏肉が発生し、厚さ精度が悪く、且つ、表面性状も悪い。これは基本的には分割したダイで鍛造せざるをえないことが起因している。

0010

これらの課題を解決するための最大のポイントはプラグ2であるが、図3に示すようにダイ1とほぼ同じ断面の位置に、管の鍛造後のプラグを挿入しない場合の内径より大きい径のプラグ2を挿入する。このことにより管は押し込み鍛造されながらダイ1とプラグ2に挟まれ、偏肉の少ない寸法精度の優れた厚肉電縫鋼管を製造することができる。しかし、プラグの形状が問題である。

0011

プラグ2の形状としては図4に示すマンドレル型プラグ5、図5に示すストレートプラグ6、図6に示すフローティングプラグ7、図7に示すテーパプラグ8等が考えられる。しかし、マンドレル型プラグ、ストレートプラグ及びフローティングプラグは、管を押し込み鍛造後、プラグにストレート部が存在するために、管から簡単には抜けず、作業性を著しく低下させることになる。

0012

そこで本発明ではテーパ型プラグを使用する。ここで重要なのはテーパ角度である。テーパ角度とは図7に示してあるようにプラグの挿入方向につける角度を指すが、今回の場合は全体の角度を指すのではなく片側の角度、すなわち半角を指す。よってテーパ角度(半角)と示す。テーパ角度はダイのテーパ角度(半角)より、1〜5゜小さくする。

0013

これは1゜未満だとダイとプラグのテーパ角度(半角)がほぼ一致してしまい、管に対する拘束効果がなくなり、偏肉防止に繋がらないためである。5゜超であると、ダイのテーパ角度(半角)が小さい場合、プラグのテーパ角度(半角)はほぼストレートになって、管から抜けなくなってしまう。よって、プラグのテーパ角度(半角)はダイのテーパ角度(半角)より、1〜5゜小さくする。

0014

またテーパプラグを使用することにより、ダイとの位置を変更することによりダイとプラグの間隔を変更することができる。このことにより、管厚を変更できる。

0015

しかし、このように単にプラグを挿入するとロータリー鍛造により増肉した厚さを減少させることになる。例えばプラグを挿入しないと厚さ10mmを越える場合でも、偏肉精度を確保するためにプラグを挿入すると厚さは8mm程度(サイズにより異なる)しかならないという問題が生じる。

0016

これを解決する手段として、プラグを挿入しながら、ある一定の力でロータリー鍛造機の後方から管を押し込むこと考案した。一般に管の場合、ダイへの押し込み加工では張力が働かず、押し込み力により厚さが増加する。ロータリー鍛造の場合も同様に厚さが増加する。しかし、このことにより、偏肉も増加してしまい、一般的には押し込み力には限度がある。本発明を使用すれば問題点は解決する。すなわち、プラグを挿入しながらロータリー鍛造機の後方から管を押し込む。このことにより、増肉しながら寸法精度も確保できる。

0017

次は表面肌である。このようなロータリー鍛造の場合は円周上を分割したダイで鍛造するために表面肌が悪い。プラグを挿入することで寸法精度及び内面肌は向上するが外面肌は良くならない。これを解決するためにロータリー鍛造機の後面に管引き抜き縮径機を配置する。図8に管引き抜き縮径機を示す。ダイに増肉された管をロータリー鍛造機から連続的に挿入・縮径し、出側でチャックして引き抜く。このことにより、ロータリー鍛造の表面肌は向上する。

0018

表面肌の向上の程度は縮径する場合の減面率{(1−(縮径後の断面積/縮径前の断面積))×100}%と相関があり、大きい方が向上する。よって、最終的な表面肌の程度から減面率を決定し、ロータリー鍛造後の外径を判断する。また、一方では、ロータリー鍛造で様々な外径を作ることはコストが掛かることから、ロータリー鍛造後、ある一定以上の減面率で縮径することを前提として引き抜き縮径機のダイ9を交換することにより様々な外径を作り分けられる。

0019

更に、ロータリー鍛造時の押し込み力とこの引き抜き縮径機の引き抜き力を制御することにより厚さを変えることができ、一つの厚さから様々な厚さを作り分けることができる。

0020

このように本発明は、管製造後絞りによる増肉法において、ロータリー鍛造機と引き抜き縮径機を組み合わせることにより、高精度極厚肉電縫鋼管を製造することが可能となった。

0021

所定の幅の鋼帯をロール成形し、高周波溶接する電縫管の製造方法において、造管後、本発明の押し込みロータリー鍛造機と引き抜き縮径機を使用することにより厚肉電縫鋼管の製造する。

0022

0023

例えば、造管で φ60.5mm × t8 mm を製造し、本発明の押し込みロータリー鍛造法により φ42.7mm × t10 mm にすることができる。この時に重要なのは寸法精度であるが、外径・厚さとも造管ままの管と同等か、或いは優れた寸法精度が得られている。更に引き抜き縮径機により表面肌が著しく向上するとともに、φ38.1〜φ34.0mmまでの外径を作り分けられる。また、厚さもロータリー鍛造機の押し込み力と引き抜き縮径機の引き抜き力を制御することにより9〜11mmに作り分けができる。

0024

(実施例)造管で φ60.5mm × t8 mm を製造し、サイズ φ42.7mm × t10.0 mm を従来法と本発明の方法により製造する場合とを、表1に比較した。従来法である管製造のまま、或いは従来のロータリー鍛造機の方法では不可能であった偏肉を減少するために、表1の実施例のような方法、条件で実施すれば、偏肉の少ない厚肉の電縫鋼管を製造できる。評価は偏肉が10%以下で、且つ作業性が良好のもの、且つ厚さがプラグ挿入せず、押し込みも行わない場合と同等ないしはそれ以上の場合を○とした。

発明の効果

0025

一般に、最終厚さに近い厚肉の鋼帯を数段の成形スタンドでロールフォーミングし、管状にした後、高周波にて溶接する電縫鋼管の方法において、厚肉鋼管を製造するという従来法の場合は、厚さtと外径Dの比t/Dが10%以上のサイズでは種々の問題があり、能率、生産性を阻害している。又、成形スタンドでのロールフォーミング性から製造可能なt/Dに限界が生じている。又、管絞りによる増肉法においても従来は偏肉が生じていた。本発明の方法を適用することによって、偏肉の少ない厚肉の電縫鋼管の製造が可能となった。

図面の簡単な説明

0026

図1は本発明の製造工程を示した図、
図2は従来の製造工程を示した図、
図3はロータリー鍛造機を示した図、
図4はマンドレル型プラグを使用した図、
図5はストレートプラグを使用した図、
図6はフローティングプラグを使用した図、
図7はテーパプラグを使用した図、
図8は縮径引き抜き機を示した図である。

--

0027

1:ダイ、2:プラグ、3:パンチ、4:対象物(管)5:マンドレル型プラグ、6:ストレートプラグ、7:フローティングプラグ、8:テーパプラグ、9:縮径引き抜き機のダイ。

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

該当するデータがありません

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

該当するデータがありません

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ