JP2017177202A - Breakdown roll and manufacturing method of welding steel pipe - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鋼帯のエッジ部を確実に成形することのできるブレークダウンロール及び鋼帯エッジ部の成形方法に関する。 The present invention relates to a breakdown roll capable of reliably forming an edge portion of a steel strip and a method for forming the steel strip edge portion.
溶接鋼管の一種である電縫鋼管を製造する際には、一般的に、素材である鋼帯を走行させた状態で、一群のロールによって鋼帯を円筒状に成形し、突き合わせた鋼帯の幅方向端部（エッジ部）同士を溶接することが行われる。 When manufacturing ERW steel pipes, which are a type of welded steel pipe, generally, a steel strip is formed into a cylindrical shape by a group of rolls while the steel strip as a material is running, and Welding the width direction end portions (edge portions) is performed.
溶接鋼管の製造プロセスについて、図５を用いてより詳細に説明する。まず、鋼帯１を水平にしながら成形ロール列２へと一定速度で送りこむ。成型ロール列２は、例えば、入側から順に、鋼帯幅方向の両端近傍部を上方に曲げる（エッジ曲げを行う）ブレークダウンロール３及び４、鋼帯幅方向の両端部と中央部との間を押圧する（腹曲げを行う）ケージロール５、及び円形断面への仕上げ成形を行うフィンパスロール６を有する。この成形ロール列２で加工して円筒状に形成された鋼帯は、突き合わせたエッジ部同士を誘導コイル７で加熱し、スクイズロール８でこれらエッジ部同士を押さえて圧着・溶接し、管体９が成形される。
The manufacturing process of the welded steel pipe will be described in more detail with reference to FIG. First, the steel strip 1 is fed at a constant speed to the forming
さらに後段において、管体９に生じたビードは管体９の内外面に設置されたビード切削手段１０等で切削除去される。超音波探傷器１１での疵検査後、必要に応じてシームアニラ１２における溶接部の焼鈍及び水噴射ノズル１３での冷却が順次実施される。その後、絞り圧延機１４にて寸法を整えてから、搬送ライン上でカッター１５によって所望される軸線長さに切断されて、溶接鋼管が完成する。
Further, in the subsequent stage, the bead generated in the tube body 9 is removed by the bead cutting means 10 installed on the inner and outer surfaces of the tube body 9. After the flaw inspection with the
このように製造される溶接鋼管は、前記突合せ部分（溶接部分）を境にして、断面形状が左右対称となっていることが非常に重要である。断面形状が左右非対称であれば、製品の外観が好ましくないうえに、強度等の品質にも悪影響を及ぼすからである。尚、このような断面形状の左右非対称を理由とする製品の不合格率は、鋼帯の材質が高強度材であればあるほど、また、鋼管の肉厚（鋼帯の板厚）が大きければ大きいほど、高くなる。 It is very important that the welded steel pipe manufactured in this way has a cross-sectional shape that is symmetric with respect to the butt portion (welded portion). This is because if the cross-sectional shape is asymmetrical, the appearance of the product is not preferable, and quality such as strength is adversely affected. The rejection rate of products due to such cross-sectional asymmetry is higher when the steel strip is made of higher strength material and the thickness of the steel pipe (the thickness of the steel strip) is larger. The bigger it is, the higher it gets.
ところで、この溶接鋼管の断面形状の非対称性に最も影響を与えるのは、鋼帯のエッジ部を最初に曲げるブレークダウンロールでの成形状態である。ブレークダウンロールでのエッジ部の成形について開示した文献として、以下の特許文献１及び２が挙げられる。
By the way, what has the greatest influence on the asymmetry of the cross-sectional shape of this welded steel pipe is the state of forming with a breakdown roll that bends the edge of the steel strip first. The following
特許文献１で用いられるブレークダウンロールを図６に示す。図６（ａ）のように、ブレークダウンロール３は、２個の上ロール１８と２個の下ロール１６とを備える。上ロール１８は、鋼帯１の表面（図では上面）側に位置し、上下方向（鋼帯の板厚方向）及び左右方向（鋼帯の幅方向）への移動が自在で、且つ左右対称の形状を有する。下ロール１６は、鋼帯１の裏面（図では下面）側に位置し、左右対称であって前記上ロール１８に噛み合う形状を備え、通板中は位置が固定されている。尚、上ロール１８及び下ロール１６とは、鋼帯１のエッジ部を押圧することから、エッジロールとも称される。上ロール１８を上下左右に移動させるための機構として、上下移動用サーボモーター１９、左右移動用サーボモーター２０、上下移動用ウォームジャッキ２５、及び左右移動用スクリューネジ２６等が設けられている。尚、上ロール１８及び下ロール１６は、それぞれロール軸３７、３８に保持され、これらロール軸３７、３８は左右に柱状に設けられたロールスタンド３９、４０に取り付けられる。
The breakdown roll used in Patent Document 1 is shown in FIG. As shown in FIG. 6A, the breakdown roll 3 includes two
図６（ｂ）のように、ブレークダウンロール３の後段には、鋼帯１の曲がり形状を測定するセンサ２１が設けられる。センサ２１による測定値に基づいて、エッジ部の曲がり形状が左右対称となるように、位置調整手段２２が上下移動用サーボモーター１９及び左右移動用サーボモーター２０を制御し、上ロール１８の上下方向位置や左右方向位置が調節される。尚、位置調整手段２２の動作確認は、ディスプレー２４を用いて行われる。
As shown in FIG. 6B, a
また、２個の上ロールと２個の下ロールとを用いたエッジベンドロールを開示したその他の文献として、特許文献２が挙げられる。特許文献２には、上ロールや下ロールの旋回角を変化させることで、精度のよい成形が可能となることが開示されている。
Further,
しかし、従来のような上ロール及び下ロールがそれぞれ２つのエッジロールからなるブレークダウンロールでは、鋼種、板幅、及び板厚等によっては鋼帯のエッジ部が十分に曲がらないことがある。特に、鋼帯の材質が高強度材であったり、鋼帯の板厚が大きかったりすると、鋼帯のエッジ部を十分に曲げることが難しい。特に、鋼帯の板厚が１５ｍｍ以上になると、後段でスプリングバックが発生し、エッジ部の成形が不十分になってしまうという問題が頻発している。 However, in the conventional breakdown roll in which the upper roll and the lower roll each have two edge rolls, the edge portion of the steel strip may not be sufficiently bent depending on the steel type, the plate width, the plate thickness, and the like. In particular, if the material of the steel strip is a high-strength material or the thickness of the steel strip is large, it is difficult to bend the edge portion of the steel strip sufficiently. In particular, when the thickness of the steel strip is 15 mm or more, there is a frequent problem that springback occurs in the subsequent stage and the edge portion is not sufficiently formed.
エッジ部の成形が不足すると、鋼帯の断面形状を円形に近づける機能を有する後段のフィンパスロールに、エッジ部が立ち上がった状態のまま通板されることになる。これにより、フィンパスロールの表面に筋状の疵が発生する。疵のあるフィンパスロールを用いて後続の鋼帯を通板すると、鋼帯にこの疵が転写され、鋼帯表面にロールマークとよばれる連続的な疵が発生し、製品不良が発生する。 If the edge portion is insufficiently formed, the plate is passed through the fin fin roll of the subsequent stage having the function of bringing the cross-sectional shape of the steel strip closer to a circle while the edge portion is raised. Thereby, a streak is generated on the surface of the fin pass roll. When a succeeding steel strip is passed using a fin pass roll having a wrinkle, this wrinkle is transferred to the steel strip, and a continuous wrinkle called a roll mark is generated on the surface of the steel strip, resulting in a product defect.
また、ブレークダウンロールの後段に設けられるフィンパスロールでは、成形時にかかる負荷を成形負荷電流（単に、「負荷電流」と称することもある。）として測定しており、成形時にロールに過大な負荷がかからないよう監視している。エッジ部が立ち上がった状態でフィンパスロールに通板されると、フィンパスロールにおける負荷が増大し、成形負荷電流が上昇する。前述のように、ブレークダウンロールでのエッジ部の成形が不十分であると、フィンパスロールにおける成形負荷電流が一定時間に亘って定格電流を超過するか、一定値以上の成形負荷電流が瞬間的に生じることとなり、過負荷によってラインが停止する頻度が高くなる。 Further, in the fin pass roll provided after the breakdown roll, the load applied during molding is measured as a molding load current (sometimes simply referred to as “load current”), and an excessive load is applied to the roll during molding. We are monitoring so that it will not be exposed. When the plate is passed through the fin pass roll in a state where the edge portion rises, the load on the fin pass roll increases and the molding load current rises. As described above, if the edge portion of the breakdown roll is insufficiently formed, the forming load current in the fin pass roll exceeds the rated current over a certain period of time, or the forming load current exceeding a certain value is instantaneous. The frequency of stopping the line due to overload increases.
尚、特許文献１及び２では、ブレークダウンロールにおけるエッジ部の成形不良という問題を解決するために、エッジ部の曲り形状をセンサにて測定し、測定結果に応じてロールの位置（上下方向位置、左右方向位置、傾き等）を調整することも行われている。しかし、このような手法を採用する場合、上ロールの位置を調整するための複雑な動作機構やプログラムが必要であって、大規模な設備工事を必要とするほか、これらのプログラム等を維持するために多大なコストを必要とする。
In
本発明は、上記の問題点に鑑みて想到されたものであり、大規模な設備工事等を必要とせずに簡便に、かつエッジ部の成形が困難な鋼帯（例えば板厚が１５ｍｍ以上の鋼帯等）であっても成形不良を起こしにくいブレークダウンロール、及びこのブレークダウンロールを用いた鋼帯エッジ部の成形方法を提供することを課題とする。 The present invention has been conceived in view of the above-described problems, and does not require large-scale equipment construction and the like, and a steel strip (for example, having a plate thickness of 15 mm or more, which is difficult to form an edge portion) is easily obtained. It is an object of the present invention to provide a breakdown roll that is less likely to cause molding defects even in the case of a steel strip or the like, and a method for forming a steel strip edge portion using the breakdown roll.
上記課題を解決するための手段は、以下の通りである。
［１］鋼帯のエッジ部を上方に曲げるブレークダウンロールであって、前記鋼帯の上面側に位置する上ロール群と、前記鋼帯の下面側に位置する下ロール群と、を有し、前記上ロール群は、鋼帯のエッジ部を押圧する２つの上エッジロールと、鋼帯の幅方向中央部を押圧する上センターロールと、からなり、前記下ロール群は、鋼帯のエッジ部を押圧する２つの下エッジロールを有するブレークダウンロール。
［２］前記上エッジロール、前記上センターロール、及び前記下エッジロールの、幅方向位置を固定するスペーサー部材を有する前記［１］に記載のブレークダウンロール。
［３］前記［１］又は［２］に記載のブレークダウンロールを用いて行う鋼帯エッジ部の成形方法であって、上エッジロール及び下エッジロールによって鋼帯のエッジ部を挟圧し、鋼帯の幅方向両端部を上方へと曲げつつ、上センターロールによって鋼帯の上面中央部を下方向へと押圧することにより成形を行う鋼帯エッジ部の成形方法。
［４］通板する鋼帯に応じた上エッジロール、上センターロール、及び下エッジロールを選択し、上エッジロール、上センターロール、及び下エッジロールの幅方向位置を固定し、選択した上エッジロール及び下エッジロールを備えた上ロール群及び下ロール群の上下方向位置を固定した後に、成形を行う前記［３］に記載の鋼帯エッジ部の成形方法。
Means for solving the above problems are as follows.
[1] A breakdown roll that bends the edge portion of the steel strip upward, and has an upper roll group located on the upper surface side of the steel strip and a lower roll group located on the lower surface side of the steel strip. The upper roll group is composed of two upper edge rolls that press the edge of the steel strip and an upper center roll that presses the central portion in the width direction of the steel strip, and the lower roll group is an edge of the steel strip. The breakdown roll which has two lower edge rolls which press a part.
[2] The breakdown roll according to [1], further including a spacer member that fixes a position in a width direction of the upper edge roll, the upper center roll, and the lower edge roll.
[3] A method for forming an edge portion of a steel strip performed using the breakdown roll according to [1] or [2], wherein the edge portion of the steel strip is clamped by an upper edge roll and a lower edge roll. A method for forming an edge portion of a steel strip that is formed by pressing both ends of the strip in the width direction upward and pressing the center portion of the upper surface of the steel strip downward with an upper center roll.
[4] The upper edge roll, upper center roll, and lower edge roll corresponding to the steel strip to be passed through are selected, and the width direction positions of the upper edge roll, upper center roll, and lower edge roll are fixed, and the selected upper The forming method of the steel strip edge part according to [3], wherein the forming is performed after fixing the vertical position of the upper roll group and the lower roll group including the edge roll and the lower edge roll.
本発明によって、エッジ部の成形が困難な鋼帯をブレークダウンロールに通板する場合でも、エッジ部の成形不良の発生を抑えることができる。 According to the present invention, even when a steel strip that is difficult to form at the edge portion is passed through the breakdown roll, the occurrence of defective formation at the edge portion can be suppressed.
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態について説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図１に、本発明に係るブレークダウンロールの構成の一例を示す。 FIG. 1 shows an example of the configuration of a breakdown roll according to the present invention.
ブレークダウンロール４１は、鋼帯１の上面側に位置する上ロール群３５と、鋼帯１の下面側に位置する下ロール群３６とを有する。鋼帯１をブレークダウンロール４１に通板すると、鋼帯１のエッジ部が上面側に向かって立ち上がるように成形される。
The
上ロール群３５は、２つの上エッジロール２８、３０と上センターロール２９とからなる。下ロール群３６は、２つの下エッジロール３１、３２を有する。上ロール群３５は、ラジアルクラウン形状のロールを幅方向に３つに分割した形状を有する。また、下ロール群３６は、逆クラウン状のロールを幅方向に分割し、その幅方向端部のみを取り出した形状を有する。
The upper roll group 35 includes two upper edge rolls 28 and 30 and an upper center roll 29. The
図１の左側に位置する上エッジロール２８は、鋼帯１を上方向へと曲げられるように、
鋼帯１の端部に向かって上向きにテーパー状となる断面形状を有する。また、下エッジロール３１は、この上エッジロール２８の断面形状と噛み合わせの断面形状になっている。尚、鋼帯１のエッジ部を左右対称に立ち上がらせられるように、左右の上エッジロール２８と３０、左右の下エッジロール３１と３２は、それぞれ左右対称の形状になっている。
The upper edge roll 28 located on the left side of FIG. 1 is configured so that the steel strip 1 can be bent upward.
It has a cross-sectional shape that tapers upward toward the end of the steel strip 1. Further, the
上エッジロール２８及び下エッジロール３１は、鋼帯１のエッジ部を挟圧できるように、通板前に鋼帯１の幅方向（Ｘ方向）位置が調節される。図１の例では、上エッジロール２８と下エッジロール３１との噛み込み部（テーパー形状部）に、鋼帯１の端面が位置する。
The position of the upper edge roll 28 and the
上センターロール２９は、鋼帯１の上面側、かつ鋼帯１の幅方向（Ｘ方向）中央部に位置する。上センターロール２９を鋼帯１の幅方向中央部に位置させることにより、左右対称形状となるようにエッジ部を立ち上げることができる。図１において、上センターロール２９のＸ方向中央線と、鋼帯１のＸ方向中央線とはともに鎖線Ａで一致する。なお、これら２つの線は厳密に一致していなくてもよく、例えばロールスタンド間の長さに対して、±３％程度の範囲内で、上センターロール２９のＸ方向中央線と鋼帯１のＸ方向中央線とのいずれかが、左右にずれていてもよい。 The upper center roll 29 is located at the upper surface side of the steel strip 1 and at the center in the width direction (X direction) of the steel strip 1. By positioning the upper center roll 29 at the center in the width direction of the steel strip 1, the edge portion can be raised so as to have a bilaterally symmetric shape. In FIG. 1, the X-direction center line of the upper center roll 29 and the X-direction center line of the steel strip 1 coincide with each other along a chain line A. Note that these two lines do not have to coincide exactly, for example, within about ± 3% of the length between the roll stands, the X-direction center line of the upper center roll 29 and the steel strip 1 Any of the center line in the X direction may be shifted to the left or right.
上エッジロール２８及び下エッジロール３１の断面形状、曲率の大きさ等は、通板する鋼帯１の鋼種、エッジ部の曲げ量等に応じて適宜変更することができる。
The cross-sectional shape, the magnitude of curvature, and the like of the upper edge roll 28 and the
上センターロールは、複数個設けられていてもよい。上センターロールを複数個設ける場合には、一群の上センターロールが、中央線Ａ（図１では鎖線）に左右対称となるように配置する。尚、装置のコスト削減の観点からすると、上センターロールは１つとすることが好ましい。 A plurality of upper center rolls may be provided. When a plurality of upper center rolls are provided, a group of upper center rolls are arranged so as to be symmetrical with respect to the center line A (chain line in FIG. 1). From the viewpoint of reducing the cost of the apparatus, it is preferable to use one upper center roll.
図１には図示していないが、下ロール群３６にも、鋼帯１の下面中央部を押圧する下センターロールが設けられていてもよい。特に、板幅が大きい鋼帯の場合には下センターロールを設けることが有効である。但し、下ロール群に下センターロールを設けると、下センターロールと下エッジロールとの間のギャップ部分で鋼帯の下面に疵が発生しやすく、このような疵の発生を防止しようとすると上ロール群で十分な圧下力をかけられず、エッジ部の成形が不十分になることがある。また、下ロール群に下センターロールを設けると、エッジ部の曲げ時において応力が幅方向中央部にも分散してしまい、エッジ部を曲げにくくなるという問題もある。これらの点を考慮すると、下ロール群には下センターロールを設けないことが好ましく、つまり、下ロール群は２つの下エッジロールからなることが好ましい。
Although not shown in FIG. 1, the
上ロール群（又は下ロール群）は、それぞれ１本のロール軸（シャフト）に取り付けられる。尚、図１ではロール軸は筒状に形成されたスペーサー部材３３の内側に隠れて存在する。これらロール軸の左右の端部は、上下方向に延在するロールスタンド３４に取り付けられる。ロール軸をロールスタンド３４に沿って上下させることで、上ロール群３５を上下方向（図のＺ方向）に変位させることができる。また、下ロール群３６も上下に変位可能としてもよいが、パスラインを維持するという観点からは固定式とすることが好ましい。
Each of the upper roll group (or lower roll group) is attached to one roll shaft (shaft). In FIG. 1, the roll shaft is hidden behind the cylindrical spacer member 33. The left and right ends of these roll shafts are attached to a
上ロール群３５を構成する各ロールは、通板前に、ロール軸に沿って鋼帯１の幅方向（図のＸ方向）の位置を調節することができる。具体的には、上ロール群３５を組み立てる際、シャフト（ロール軸）に、上エッジロール２８又は上センターロール２９と、スペーサー部材３３とを交互に通していく。スペーサー部材３３は、中空筒状の部材であり、その軸線方向長さ分だけ、各ロールは距離を開けて配置、固定される。例えば、図１の例では、左側のロールスタンド３４と上エッジロール２８との間、上エッジロール２８と上センターロール２９との間、上センターロール２９と上エッジロール３０との間、及び上エッジロール３０と右側のロールスタンド３４との間に、それぞれ所定の軸線方向長さを備えた筒状のスペーサー部材を設けることで、各ロールのＸ方向（幅方向）位置が固定される。
Each roll which comprises the upper roll group 35 can adjust the position of the width direction (X direction of a figure) of the steel strip 1 along a roll axis | shaft before threading. Specifically, when the upper roll group 35 is assembled, the upper edge roll 28 or the upper center roll 29 and the spacer member 33 are alternately passed through the shaft (roll axis). The spacer member 33 is a hollow cylindrical member, and each roll is arranged and fixed at a distance corresponding to the axial length. For example, in the example of FIG. 1, between the
下ロール群のロールについても同様に、通板前に下エッジロール３１、３２のＸ方向位置が調節可能であり、所定の軸線方向長さを備えるスペーサー部材３３によって、下エッジロール３１、３２のＸ方向位置を固定する態様とすることができる。 Similarly, for the rolls in the lower roll group, the X-direction positions of the lower edge rolls 31 and 32 can be adjusted before passing, and the X of the lower edge rolls 31 and 32 can be adjusted by the spacer member 33 having a predetermined axial length. The direction position can be fixed.
次に、ブレークダウンロール４１を用いた鋼帯１のエッジ部の成形方法について説明する。
Next, a method for forming the edge portion of the steel strip 1 using the
まず、通板する鋼帯の鋼種、鋼帯の幅や板厚、所望のエッジ変形量等に応じて、最適な曲率、形状の上エッジロール２８，３０、上センターロール２９、及び下エッジロール３１，３２を選択する。次に、上エッジロール２８，３０、上センターロール２９、及び下エッジロール３１，３２のＸ方向位置を設定し、最適な軸線方向長さを備えたスペーサー部材３３を選択する。ロール軸に、スペーサー部材３３、上エッジロール２８，３０、及び上センターロール２９を嵌めこんで、上ロール群３５を形成する。また、ロール軸に、スペーサー部材３３及び下エッジロール３１，３２を嵌めこんで、下ロール群３６を形成する。これら最適な上ロール群３５及び下ロール群３６が取り付けられたロール軸を、ロールスタンド３４に装着する。これにより、スペーサー部材３３の軸線方向長さに応じて、上エッジロール２８，３０、上センターロール２９、及び下エッジロール３１，３２の幅方向位置が固定される。
First, according to the steel type of the steel strip to be passed through, the width and thickness of the steel strip, the desired edge deformation amount, etc., the upper edge rolls 28 and 30, the upper center roll 29, and the lower edge roll having an optimum curvature and shape. 31 and 32 are selected. Next, the X direction positions of the upper edge rolls 28 and 30, the upper center roll 29, and the lower edge rolls 31 and 32 are set, and the spacer member 33 having an optimal axial length is selected. The upper roll group 35 is formed by fitting the spacer member 33, the upper edge rolls 28 and 30, and the upper center roll 29 onto the roll shaft. In addition, the
次に、上ロール群３５と下ロール群３６との上下方向（Ｚ方向）の間隔を調節し、固定する。このＺ方向の間隔も、通板する鋼帯の鋼種、鋼帯の幅や板厚、所望のエッジ変形量等に応じて適宜調節することができる。
Next, the distance between the upper roll group 35 and the
その後、鋼帯１をブレークダウンロール４１に通板してエッジ部の成形を行う。通板時には、上エッジロール２８、３０と下エッジロール３１、３２とが、鋼帯１の上下面のエッジ部を、上方向（上面側）へ立ち上げるように押圧する。同時に、上センターロール２９が鋼帯１の上面中央部を下方向へ向けて押圧し、鋼帯１の左右端部を上方向へ曲げやすくする。これにより、従来のような上センターロールを有しない装置ではエッジ部の成形が難しかった鋼帯であっても、成形不良になることを抑制することができる。
Thereafter, the steel strip 1 is passed through the
エッジ部の成形の難しい鋼帯としては、例えば、板厚の大きい鋼帯、及び／又は高強度の鋼帯等が挙げられる。より具体的には、板厚が１５ｍｍ以上である鋼帯、及び／又はＸ６５グレード以上の強度を備えた材料が挙げられる。尚、本発明によると、２２ｍｍ程度までの板厚の鋼帯であれば成形不良の発生を非常に小さく抑えられる。 Examples of steel strips that are difficult to form at the edge include steel strips having a large thickness and / or high-strength steel strips. More specifically, a steel strip having a plate thickness of 15 mm or more and / or a material having strength of X65 grade or more can be used. In addition, according to this invention, if it is a steel strip of thickness about 22mm, generation | occurrence | production of a shaping | molding defect can be suppressed very small.
本発明では、エッジ部の成形不良を抑えることによって、後段のフィンパスロールでのロールマークの発生を防止し、製品の歩留りを向上させることができる。さらに、後段のフィンパスロールでの成形負荷電流が過大となることを防止することで、通板性を向上させ、ラインの生産効率を上昇させることもできる。 In the present invention, it is possible to prevent the occurrence of roll marks on the latter fin pass rolls and to improve the product yield by suppressing the molding defects at the edges. Furthermore, by preventing the molding load current in the latter fin pass roll from becoming excessive, it is possible to improve the sheet passing property and increase the production efficiency of the line.
本発明のブレークダウンロールは、溶接鋼管（丸形鋼管及び角形鋼管を含む。）の製造に用いられることが好ましい。本発明によって、溶接鋼管の製造過程で特に重要となる鋼帯の初期のエッジ変形における、成形不良の割合を低減させることができる。 The breakdown roll of the present invention is preferably used for the production of welded steel pipes (including round steel pipes and square steel pipes). According to the present invention, it is possible to reduce the proportion of forming defects in the initial edge deformation of a steel strip that is particularly important in the manufacturing process of a welded steel pipe.
また、図５に示すような溶接鋼管の製造プロセスにおいて本発明のブレークダウンロールを用いる場合には、ライン中の最も入側（１段目）のブレークダウンロール（図中では符号３）に適用することが好ましい。１段目のブレークダウンロールでは、フラットな形状の鋼帯１のエッジ部の変形が行われ、最も成形不良を引き起こしやすいが、本発明のブレークダウンロールを用いることで成形不良の割合を低減させることができる。尚、本発明のブレークダウンロールを、後段（２段目）のブレークダウンロール（図中では符号４）に適用してもよい。２段目（符号４）のブレークダウンロールでは、１段目（符号３）のブレークダウンロールに比べて、上エッジロール同士（及び下エッジロール同士）の間隔を狭め、鋼帯１のより幅方向中央部側（腹側）を押圧するように、上エッジロール及び下エッジロールの幅方向位置を調節する。
In addition, when the breakdown roll of the present invention is used in the manufacturing process of a welded steel pipe as shown in FIG. 5, it is applied to the most entrance side (first stage) breakdown roll in the line (reference numeral 3 in the figure). It is preferable to do. In the first-stage breakdown roll, the deformation of the edge portion of the flat steel strip 1 is performed and the molding defect is most likely to be caused. However, by using the breakdown roll of the present invention, the ratio of the molding defect is reduced. be able to. The breakdown roll of the present invention may be applied to a subsequent (second stage) breakdown roll (
本発明のブレークダウンロールは、鋼帯のエッジ部を曲げる機能を有する。前述のように、溶接鋼管ラインの１段目のブレークダウンロールに本発明を適用する場合と、２段目以降のブレークダウンロールに本発明を適用する場合とで、エッジロールによって曲げる鋼帯の位置は異なるが、いずれにしても本発明のブレークダウンロールで押圧されるエッジ部は、鋼帯の幅方向両端面から鋼帯の幅長の１／４以下の長さ分だけ中央方向へ寄った位置であればよい。 The breakdown roll of this invention has the function to bend the edge part of a steel strip. As described above, when the present invention is applied to the first-stage breakdown roll of the welded steel pipe line and when the present invention is applied to the second-stage and subsequent breakdown rolls, In any case, the edge portion pressed by the breakdown roll of the present invention approaches the center direction from the both end faces in the width direction of the steel strip by a length equal to or less than ¼ of the width of the steel strip. Any position can be used.
本発明のブレークダウンロールは、既存のブレークダウンロール装置を流用することができる。既存のブレークダウンロール設備は、例えば図６（ａ）に示したように、２つの移動型の上エッジロールと、２つの固定型の下エッジロールとを備える。この設備に、上ロール軸の中央部近傍に、新たに上センターロールを取り付け、間隙にあわせた長さのスペーサー部材を用いて幅方向の位置を固定するだけで、本発明を適用することができる。例えば、成形不良を抑えるために従来用いられている、上エッジロールの位置制御プログラムを導入する場合のような大がかりな設備工事が不要であり、既存のロールスタンド及びロールを使用して、簡易かつ低コストで本発明の適用が可能である。 The breakdown roll of this invention can divert the existing breakdown roll apparatus. The existing breakdown roll equipment includes, for example, two movable upper edge rolls and two fixed lower edge rolls as shown in FIG. To this equipment, the upper center roll is newly attached near the center of the upper roll shaft, and the present invention can be applied only by fixing the position in the width direction using a spacer member having a length corresponding to the gap. it can. For example, there is no need for large-scale equipment construction as in the case of introducing the position control program for the upper edge roll, which has been conventionally used to suppress molding defects, and it is simple and easy to use existing roll stands and rolls. The present invention can be applied at low cost.
尚、本発明では、スペーサー部材によって各ロールの幅方向位置を調節、固定できる。よって、板幅の異なる鋼帯を通板する場合や鋼帯に蛇行が生じた場合等、各ロールの幅方向位置を調節する必要が生じた際に、上ロール群又は下ロール群を丸々他の製品に変えずとも、安価なスペーサー部材を変更することのみで各ロールの幅方向位置の調節が可能となる。 In the present invention, the position in the width direction of each roll can be adjusted and fixed by the spacer member. Therefore, when it is necessary to adjust the position in the width direction of each roll, such as when passing steel strips with different plate widths or when meandering occurs in the steel strip, the upper roll group or the lower roll group is completely removed. Even if it does not change to this product, the width direction position of each roll can be adjusted only by changing an inexpensive spacer member.
（実施例１）
図１に示す本発明のブレークダウンロール（本発明例）、又は比較例としてエッジロールとセンターロールとが一体化された上ロール及び下ロールを備えたブレークダウンロールを使用し、種々の板厚の鋼帯１のエッジ部成形を行った。鋼帯１の板幅は、１３００ｍｍ〜１３８０ｍｍであった。図２（ｂ）に示す方法にて成形後のエッジベンド量を測定した。具体的には、曲げられた鋼帯１のエッジ部の上面側に２００ｍｍの長さの直尺をあて、鋼帯１と直尺との間に形成される隙間における、鋼帯１の上面と直尺の下面との距離のうち最大のものをエッジベンド量（隙間の最大長さ）とした。
Example 1
The breakdown roll of the present invention shown in FIG. 1 (example of the present invention) or, as a comparative example, a breakdown roll having an upper roll and a lower roll in which an edge roll and a center roll are integrated, and various plate thicknesses are used. The edge part of the steel strip 1 was formed. The plate width of the steel strip 1 was 1300 mm to 1380 mm. The edge bend amount after molding was measured by the method shown in FIG. Specifically, the upper surface side of the edge of the bent steel strip 1 is applied with a straight length of 200 mm, and the upper surface of the steel strip 1 in the gap formed between the steel strip 1 and the straight scale The maximum distance between the bottom surface of the straight scale and the edge bend amount (maximum length of the gap).
図２（ａ）に、板厚とエッジベンド量との関係を示す。図中の点線は、ブレークダウンロールの後段に設けられたフィンパスロールの曲率から算出したエッジベンド量の必要曲げ量（１１ｍｍ）を示す。エッジベンド量が必要曲げ量未満であると、エッジの成形が十分ではないと評価される。比較例の結果は図中の■で示し、本発明例は図中の●で示す。比較例では、エッジベンド量が必要曲げ量よりも小さく、エッジ部の成形が不十分となっている。一方で、本発明例では、最もエッジ部の変形の難しい板厚が最大（２２ｍｍ）の例でも、エッジベンド量が必要曲げ量よりも大きく、エッジ部が十分に成形されている。 FIG. 2A shows the relationship between the plate thickness and the edge bend amount. The dotted line in the figure indicates the required bending amount (11 mm) of the edge bend amount calculated from the curvature of the fin pass roll provided at the subsequent stage of the breakdown roll. If the edge bend amount is less than the required bending amount, it is evaluated that the edge is not sufficiently formed. The result of the comparative example is indicated by ■ in the figure, and the example of the present invention is indicated by ● in the figure. In the comparative example, the edge bend amount is smaller than the required bending amount, and the edge portion is not sufficiently formed. On the other hand, in the example of the present invention, the edge bend amount is larger than the required bending amount and the edge portion is sufficiently formed even in the example where the thickness of the most difficult to deform edge portion is 22 mm.
（実施例２）
図１に示す本発明のブレークダウンロール、又は実施例１の比較例で用いたものと同様のブレークダウンロールを使用して、実施例１で使用した鋼帯のうち板厚が９〜２２ｍｍのものを通板した後に、後段でフィンパスロールに通板した。フィンパスロールを通板後に、表面に外観疵（ロールマーク）の発生した鋼帯の割合（発生頻度）を算出した。結果を図３に示す。尚、図３の比較例では２つの棒グラフが図示されているが、これらはそれぞれタイミングを違えて製造された鋼管におけるロールマークの発生率を示す。比較例では、ロールマークが発生した鋼帯が１０％前後検出されたものの、本発明例では０％であった。よって、本発明によりフィンパスロールにおけるロールマークの発生を抑えられることが示された。
(Example 2)
Using the breakdown roll of the present invention shown in FIG. 1 or the same breakdown roll as used in the comparative example of Example 1, the plate thickness of the steel strip used in Example 1 is 9 to 22 mm. After the plate was passed, the plate was passed through a fin pass roll at a later stage. After passing the fin pass roll, the ratio (occurrence frequency) of the steel strip in which the appearance flaw (roll mark) occurred on the surface was calculated. The results are shown in FIG. In the comparative example of FIG. 3, two bar graphs are shown, and these indicate roll mark occurrence rates in steel pipes manufactured at different timings. In the comparative example, the steel strip where the roll mark was generated was detected to be around 10%, but in the inventive example, it was 0%. Therefore, it was shown that the occurrence of roll marks in the fin pass roll can be suppressed by the present invention.
（実施例３）
３つのブレークダウンロールの後段に３つのフィンパスロールを備えたラインにおいて、前段の３つのブレークダウンロールのうち１段目について、図１に示す本発明のブレークダウンロール、又は実施例１の比較例で用いたものと同様のブレークダウンロールを使用し、各種板厚を有する鋼帯のエッジ部の変形を行った。尚、２段目・３段目のブレークダウンロールは、全て実施例１の比較例で用いたものと同様のブレークダウンロールで統一した。１段目のフィンパスロール（Ｆ１）、２段目のフィンパスロール（Ｆ２）、及び３段目のフィンパスロール（Ｆ３）における負荷電流を測定した結果が、図４である。本ラインにおけるＦ１の負荷電流の許容値は４００Ａであり、Ｆ２、Ｆ３の負荷電流の許容値は３５０Ａであった。
(Example 3)
Comparison of the breakdown roll of the present invention shown in FIG. 1 or the first embodiment with respect to the first of the three breakdown rolls in the preceding stage in a line having three fin pass rolls after the three breakdown rolls. A breakdown roll similar to that used in the example was used, and the edge of the steel strip having various plate thicknesses was deformed. The second-stage and third-stage breakdown rolls were all unified with the same breakdown roll as that used in the comparative example of Example 1. FIG. 4 shows the results of measuring the load current in the first-stage fin pass roll (F1), the second-stage fin pass roll (F2), and the third-stage fin pass roll (F3). The allowable value of the load current of F1 in this line was 400A, and the allowable value of the load current of F2 and F3 was 350A.
比較例では、３つのフィンパスロールのそれぞれにおいて、板厚が厚くなればなるほど負荷電流が増大する傾向が顕著であり、板厚が１２ｍｍ以上の条件では負荷電流の許容値を超えてしまい、ライン停止率が非常に高かった。 In the comparative example, in each of the three fin pass rolls, the tendency that the load current increases as the plate thickness increases, and when the plate thickness is 12 mm or more, the load current exceeds the allowable value, and the line The outage rate was very high.
一方で、本発明例では、板厚が変化しても負荷電流の大きさは比較的安定していた。板厚が最大（２２ｍｍ）の例でも一時的に負荷電流が許容値を超える例も散見されたが、比較例にくらべるとラインの停止率は顕著に低減した。 On the other hand, in the example of the present invention, the magnitude of the load current was relatively stable even when the plate thickness changed. Even in the case where the plate thickness is the maximum (22 mm), there were some cases where the load current temporarily exceeded the allowable value, but the line stoppage rate was significantly reduced compared to the comparative example.
１ 鋼帯
２ 成形ロール列
３、４ ブレークダウンロール
５ ケージロール
６ フィンパスロール
７ 誘導コイル
８ スクイズロール
９ 管体
１０ ビード切削手段
１１ 超音波探傷器
１２ シームアニラ
１３ 水噴射ノズル
１４ 絞り圧延機
１５ カッター
１６ 下ロール
１７ 下ロールの回転用モーター
１８ 上ロール
１９ 上下移動用サーボモーター
２０ 左右移動用サーボモーター
２１ センサ
２２ 位置調整手段
２４ ディスプレー
２５ 上下移動用ウォームジャッキ
２６ 左右移動用スクリューネジ
２８、３０ 上エッジロール
２９ 上センターロール
３１、３２ 下エッジロール
３３ スペーサー部材
３４ ロールスタンド
３５ 上ロール群
３６ 下ロール群
３７、３８ ロール軸
３９、４０ ロールスタンド
４１ ブレークダウンロール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記鋼帯の上面側に位置する上ロール群と、前記鋼帯の下面側に位置する下ロール群と、を有し、
前記上ロール群は、鋼帯のエッジ部を押圧する２つの上エッジロールと、鋼帯の幅方向中央部を押圧する上センターロールと、からなり、
前記下ロール群は、鋼帯のエッジ部を押圧する２つの下エッジロールを有するブレークダウンロール。 A breakdown roll that bends the edge of the steel strip upward,
An upper roll group located on the upper surface side of the steel strip, and a lower roll group located on the lower surface side of the steel strip,
The upper roll group consists of two upper edge rolls that press the edge portion of the steel strip, and an upper center roll that presses the central portion in the width direction of the steel strip,
The lower roll group is a breakdown roll having two lower edge rolls that press the edge of the steel strip.
上エッジロール及び下エッジロールによって鋼帯のエッジ部を挟圧し、鋼帯の幅方向両端部を上方へと曲げつつ、上センターロールによって鋼帯の上面中央部を下方向へと押圧することにより成形を行う鋼帯エッジ部の成形方法。 A method of forming a steel strip edge portion using the breakdown roll according to claim 1 or 2,
By pressing the edge of the steel strip with the upper edge roll and the lower edge roll and bending the both ends of the steel strip in the width direction upward, while pressing the upper center of the steel strip downward with the upper center roll A method for forming an edge of a steel strip for forming.
上エッジロール、上センターロール、及び下エッジロールの幅方向位置を固定し、
選択した上エッジロール及び下エッジロールを備えた上ロール群及び下ロール群の上下方向位置を固定した後に、
成形を行う請求項３に記載の鋼帯エッジ部の成形方法。 Select the upper edge roll, upper center roll, and lower edge roll according to the steel strip to be passed through,
Fix the width direction position of the upper edge roll, upper center roll, and lower edge roll,
After fixing the vertical position of the upper roll group and the lower roll group provided with the selected upper edge roll and lower edge roll,
The forming method of the steel strip edge part according to claim 3 which forms.
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