JP3682682B2 - Manufacturing method of thin wall forged pipe - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、薄肉鍛接管の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
溶接鋼管の製造法の一つとして、加熱炉において所定温度に加熱された鋼帯を、成形鍛接機の鍛接ロールによって管状に成形すると共に、その突き合わされた両エッジ部を鍛接する鍛接管の製造方法が知られている。
【０００３】
図３は、従来の鍛接管の製造方法の一例を示す概略工程図である。図面に示すように、一定速度で移動する鋼帯１は、加熱炉２において１２００〜１３００℃の温度に加熱された後、更にエッジヒータ３においてその両エッジ部のみが約１４００℃に加熱される。このような温度に加熱された鋼帯１は、第１鍛接ロール５によって管状に成形された後、ウェルディングホーン４において鍛着部のスケールや不純物が除去される共にその両エッジ部が昇温され、次いで、第２鍛接ロ３ル６によって管体の両エッジ部が鍛接され、更に、第３鍛接ロール７、第４鍛接ロール８および第５鍛接ロール９によって鍛接成形された後、ストレッチレデューサー１０により所定の外径および肉厚に矯正されて製品鍛接管１′となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記工程によって薄肉の鍛接管を製造するに際し、ウェルディングホーン４によってエッジ部が高温に昇温された管体を、第２鍛接ロール６によって鍛接し次いで第３鍛接ロール７に送り込む際に、管体の鍛接部に座屈の発生することがある。このように鍛接部に座屈が発生した管体は不良品として処分しなければならない。
【０００５】
このような薄肉鍛接管を製造する際における座屈の発生防止手段に関しては従来知られておらず、例えば、特開昭６０−２６１６１８号公報に、鍛接管製造ラインにおける絞り工程において鍛接部を強制冷却する技術（以下、先行技術という）が開示されているが、この先行技術は、絞り工程における外径絞りにおいて、変形抵抗の小さい鍛接部が内側に盛り上がり厚肉になることによる偏肉を防止することが目的であり、本願発明のような、薄肉鍛接管を製造する際に生ずる座屈の発生防止を目的とするものではない。
【０００６】
従って、この発明の目的は、上述した問題を解決し、板幅に比べて板厚が薄い鋼帯を、鍛接ロールによって管状に成形し鍛接し薄肉鍛接管を製造する際に、鍛接部に座屈の発生することがなく、品質の優れた鍛接管を製造するための方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、薄肉鍛接管を製造する際における座屈の発生状態および発生原因について調査をした結果、図２のグラフに●印で示すように、鋼帯の板厚、即ち板幅(W) ／板厚(T) が１２５以上の薄肉になると、鍛接部に顕著に座屈が発生すること、そして、このような座屈の発生する原因は、鋼帯が薄肉のために、ウェルディングホーン４によって加熱された管体鍛接部の温度が、他の母材部分の温度よりも顕著に高温になるためであることがわかった。
【０００８】
この発明は、上記知見に基づいてなされたものであって、板幅(W) ／板厚(T) が１２５以上の薄肉鋼帯を使用し、前記薄肉鋼帯を所定温度に加熱し、エッジヒータによってその両エッジ部のみを更に加熱し、ウェルディングホーンによって鍛着部のスケールおよび不純物を除去すると共にエッジ部を昇温させ、複数の鍛接ロールによって管状に成形しそしてその両エッジ部を鍛接し、ストレッチレデューサーによって所定の外径および肉厚に成形することにより薄肉鍛接管を製造する方法において、前記ウェルディングホーンの直後の鍛接ロールによって鍛接された管体の鍛接部に対し、前記管体が次の鍛接ロールに入る前に冷却水を噴射して前記鍛接部を冷却することにより、前記鍛接部に生ずる座屈を防止することに特徴を有するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、この発明を図面を参照しながら説明する。図１は、この発明の方法の一実施態様を示す概略工程図である。図面に示すように、一定速度で移動する板幅(W) ／板厚(T) が１２５以上の薄肉鋼帯１は、加熱炉２において１２００〜１３００℃の温度に加熱された後、更に、エッジヒータ３において、その両エッジ部のみが約１４００℃に加熱され、次いで、第１鍛接ロール５によってほぼ管状に成形された後、ウェルディングホーン４によって鍛着部のスケールや不純物が除去され且つ両エッジ部が昇温され、次いで、第２鍛接ロール６において両エッジ部が鍛接される。
【００１０】
この発明においては、上記第２鍛接ロール６によって両エッジ部が鍛接された管体の鍛接部の表面に対し、第２鍛接ロール６と第３鍛接ロール７との間に設けられた水冷ノズル１１によって冷却水が噴射され、鍛接部をその温度が鍛接部以外の母材部分の温度とほぼ同一となるように冷却する。
【００１１】
このようにして水冷ノズル１１によって鍛接部表面が冷却された管体は、次いで、第３鍛接ロール７、第４鍛接ロール８および第５鍛接ロール９に順次送り込まれ、各ロールよって鍛接成形された後、ストレッチレデューサー１０により所定の外径および肉厚に矯正されて製品鍛接管１′となる。
【００１２】
この発明によれば、上述したように、第２鍛接ロール６によって両エッジ部が衝接された管体の鍛接部に対し、水冷ノズル１１から噴射される冷却水によって鍛接部が冷却されることにより、薄肉にもかかわらず、鍛接部に発生する座屈は防止される。
【００１３】
なお、図示はしないが、水冷ノズル１１の設置位置近傍に温度計を設置し、その部分を通る管体の表面温度を測定し、鍛接部と鍛接部以外の部分即ち母材部との表面温度が同一になるように、水冷ノズル１１から噴射される冷却水の水量、水圧等を制御することが好ましい。
【００１４】
【実施例】
次に、この発明を実施例により説明する。図１に示すように、ウェルディングホーン４の直後の第２鍛接ロール６と第３鍛接ロール７との間にスプレータイプの水冷ノズル１１を設置し、板幅(W) ／板厚(T) が異なる各種肉厚の鋼帯に対して、水冷ノズル１１から２．５Ｋｇの圧力で冷却水を噴射した。なお、水冷ノズル１１から噴射される冷却水の圧力、および、水冷ノズル１１の角度は、鍛接部の状態により可変とした。
【００１５】
上述のようにして、板幅(W) ／板厚(T) が異なる各種肉厚の鋼帯に対し、この発明の方法により冷却水を噴射して鍛接部を冷却した場合における、鍛接部に生じた座屈の発生率と、板幅(W) ／板厚(T) との関係を、図２に○印で示した。
【００１６】
比較のために、板幅(W) ／板厚(T) が異なる各種肉厚の鋼帯に対し、鍛接部を冷却しない場合における、鍛接部に生じた座屈の発生率と、板幅(W) ／板厚(T) との関係を、図２に併せて●印で示した。
【００１７】
図２から明らかなように、鍛接部を冷却をしない従来の場合には、板幅(W) ／板厚(T) が１２５を超えると座屈発生率が顕著に増大したが、この発明の方法により、鍛接部を冷却した場合には、板幅(W) ／板厚(T) が１６０位になるまでは座屈の発生することがなく、安定した鍛接成形を行うことができた。
【００１８】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明の方法によれば、板幅に比べて板厚が薄い鋼帯を鍛接ロールによって管状に成形、鍛接し、薄肉鍛接管を製造する際に、鍛接部に座屈の発生することがなく、品質の優れた鍛接管を製造することができる、工業上有用な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の方法の一実施態様を示す概略工程図である。
【図２】鋼帯の板幅(W) ／板厚(T) と座屈発生率との関係を示すグラフである。
【図３】従来の鍛接管の製造工程の一例を示す概略工程図である。
【符号の説明】
１ 鋼帯
２ 加熱炉
３ エッジヒータ
４ ウェルディングホーン
５ 第１鍛接ロール
６ 第２鍛接ロール
７ 第３鍛接ロール
８ 第４鍛接ロール
９ 第５鍛接ロール
10 ストレッチレデューサー
11 水冷ノズル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a thin-walled forged pipe.
[0002]
[Prior art]
As one of the methods for producing welded steel pipes, the steel strip heated to a predetermined temperature in a heating furnace is formed into a tubular shape by a forging roll of a forming and forging machine, and a welded pipe that forges both edges that are butted together. The method is known.
[0003]
FIG. 3 is a schematic process diagram showing an example of a conventional method of manufacturing a forged pipe. As shown in the drawing, the steel strip 1 moving at a constant speed is heated to a temperature of 1200 to 1300 ° C. in a heating furnace 2, and then only both edge portions thereof are heated to about 1400 ° C. in an edge heater 3. . After the steel strip 1 heated to such a temperature is formed into a tubular shape by the first forging roll 5, the scale and impurities of the welded portion are removed in the welding horn 4, and both edge portions are heated. Then, both edge portions of the pipe body are forged by the second forging roller 3 and further forged by the third forging roller 7, the fourth forging roller 8, and the fifth forging roller 9, and then stretch reducer. 10 is corrected to a predetermined outer diameter and wall thickness to obtain a product forged pipe 1 '.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
When manufacturing a thin-walled forged pipe by the above process, a pipe whose edge is heated to a high temperature by the welding horn 4 is forged by the second forged roll 6 and then fed to the third forged roll 7. Buckling may occur at the forged part of the body. Thus, the tubular body in which buckling has occurred in the welded portion must be disposed of as a defective product.
[0005]
Conventionally, no means for preventing the occurrence of buckling when manufacturing such a thin-walled forged pipe is disclosed. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-261618 discloses a method for forcing a forged portion in a drawing process in a forged pipe manufacturing line. Although cooling technology (hereinafter referred to as “prior art”) is disclosed, this prior art prevents uneven thickness due to the inner diameter of the forging portion having a small deformation resistance rising and thickening in the outer diameter drawing in the drawing process. The purpose of this is to prevent the occurrence of buckling that occurs when manufacturing a thin-walled forged pipe as in the present invention.
[0006]
Accordingly, the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and when a steel strip having a thin plate thickness compared to the plate width is formed into a tubular shape by a forging roll and forged to manufacture a thin-walled forged tube, it is seated on the forged portion. It is an object of the present invention to provide a method for producing a forged welded pipe having no bending and having excellent quality.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
As a result of investigating the occurrence state and cause of buckling when manufacturing a thin walled welded pipe, the present inventors, as shown by the mark ● in the graph of FIG. W) / When the plate thickness (T) is thinner than 125, buckling is noticeably generated at the welded joint, and the cause of such buckling is that the steel strip is thin, It has been found that this is because the temperature of the tube forged contact portion heated by the ding horn 4 is significantly higher than the temperature of the other base metal portions.
[0008]
The present invention has been made on the basis of the above knowledge, and uses a thin steel strip having a width (W) / thickness (T) of 125 or more, heating the thin steel strip to a predetermined temperature, Only the two edge portions are further heated by a heater, the scale and impurities of the welded portion are removed by a welding horn, the temperature of the edge portion is raised, the tube is formed into a tubular shape by a plurality of forging rolls, and the two edge portions are forged. In the method of manufacturing a thin-walled forged pipe by forming it into a predetermined outer diameter and wall thickness by a stretch reducer, the tubular body with respect to the forged portion of the tubular body forged by a forging roll immediately after the welding horn. Is characterized by preventing buckling occurring in the forged welded part by cooling the forged welded part by injecting cooling water before entering the next forged welded roll. .
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic process diagram showing one embodiment of the method of the present invention. As shown in the drawing, a thin steel strip 1 having a plate width (W) / plate thickness (T) of 125 or more that moves at a constant speed is heated to a temperature of 1200 to 1300 ° C. in a heating furnace 2, and further, In the edge heater 3, only both edge portions are heated to about 1400 ° C. and then formed into a substantially tubular shape by the first forging contact roll 5, and then the scale and impurities of the forged portion are removed by the welding horn 4 and Both edge portions are heated, and then both edge portions are forged in the second forging roll 6.
[0010]
In the present invention, a water-cooled nozzle 11 provided between the second forging roll 6 and the third forging roll 7 with respect to the surface of the forged portion of the tube whose both edges are forged by the second forging roll 6. Then, the cooling water is injected, and the forged portion is cooled so that the temperature thereof is substantially the same as the temperature of the base material portion other than the forged portion.
[0011]
The pipe body whose surface of the weld joint was cooled by the water-cooling nozzle 11 in this manner was then sequentially fed to the third forge weld roll 7, the fourth forge weld roll 8 and the fifth forge weld roll 9, and was forged by each roll. After that, the product is corrected to a predetermined outer diameter and thickness by the stretch reducer 10 to become a product forged welded tube 1 ′.
[0012]
According to the present invention, as described above, the forged joint portion is cooled by the cooling water sprayed from the water-cooling nozzle 11 with respect to the forged joint portion of the tubular body in which both edge portions are brought into contact with each other by the second forging roll 6. Thus, buckling occurring in the forged contact portion is prevented despite the thin wall.
[0013]
Although not shown, a thermometer is installed in the vicinity of the installation position of the water cooling nozzle 11, the surface temperature of the tube passing through the portion is measured, and the surface temperature of the forged portion and the portion other than the forged portion, that is, the base material portion. It is preferable to control the amount of cooling water jetted from the water-cooling nozzle 11, the water pressure, and the like so that they are the same.
[0014]
【Example】
Next, the present invention will be described with reference to examples. As shown in FIG. 1, a spray-type water-cooled nozzle 11 is installed between the second forging roller 6 and the third forging roller 7 immediately after the welding horn 4, and the plate width (W) / plate thickness (T). Cooling water was sprayed from the water cooling nozzle 11 at a pressure of 2.5 Kg to steel strips having various thicknesses. In addition, the pressure of the cooling water sprayed from the water cooling nozzle 11 and the angle of the water cooling nozzle 11 were made variable according to the state of the forged contact portion.
[0015]
As described above, for the steel strips having various thicknesses (W) / thicknesses (T), the forged joints in the case where the forged joints are cooled by injecting the cooling water by the method of the present invention. The relationship between the rate of occurrence of buckling and the width (W) / thickness (T) is shown by a circle in FIG.
[0016]
For comparison, for steel strips of various thicknesses with different plate width (W) / plate thickness (T), the rate of occurrence of buckling in the welded portion and the plate width ( The relationship between (W) / thickness (T) is shown with a circle in FIG.
[0017]
As is clear from FIG. 2, in the conventional case where the welded portion is not cooled, the buckling occurrence rate increases remarkably when the plate width (W) / plate thickness (T) exceeds 125. When the forged portion was cooled by the method, buckling did not occur until the plate width (W) / thickness (T) reached 160, and stable forge forming could be performed.
[0018]
【The invention's effect】
As described above, according to the method of the present invention, a steel strip having a thickness smaller than the plate width is formed into a tubular shape by a forging roll and forged to produce a thin-walled forged tube. This produces an industrially useful effect that can produce a forged welded tube with excellent quality.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic process diagram showing an embodiment of the method of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the sheet width (W) / thickness (T) of a steel strip and the buckling occurrence rate.
FIG. 3 is a schematic process diagram showing an example of a conventional forged pipe manufacturing process.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steel strip 2 Heating furnace 3 Edge heater 4 Welding horn 5 1st forging roll 6 Second forging roll 7 Third forging roll 8 4 forging roll 9 Fifth forging roll
10 Stretch reducer
11 Water cooling nozzle

Claims (2)

板幅(W) ／板厚(T) が１２５以上の薄肉鋼帯を使用し、前記薄肉鋼帯を所定温度に加熱し、エッジヒータによってその両エッジ部のみを更に加熱し、ウェルディングホーンによって鍛着部のスケールおよび不純物を除去すると共にエッジ部を昇温させ、複数の鍛接ロールによって管状に成形しそしてその両エッジ部を鍛接し、ストレッチレデューサーによって所定の外径および肉厚に成形することにより薄肉鍛接管を製造する方法において、
前記ウェルディングホーンの直後の鍛接ロールによって鍛接された管体の鍛接部に対し、前記管体が次の鍛接ロールに入る前に冷却水を噴射して前記鍛接部を冷却することにより、前記鍛接部に生ずる座屈を防止することを特徴とする、薄肉鍛接管の製造方法。A thin steel strip having a width (W) / thickness (T) of 125 or more is used, the thin steel strip is heated to a predetermined temperature, and both edges are further heated by an edge heater, and a welding horn is used. Remove the scale and impurities from the welded part, raise the temperature of the edge part, shape it into a tubular shape with multiple forging rolls, forge both edges, and shape it to a specified outer diameter and thickness with a stretch reducer In the method of manufacturing a thin-walled forged pipe,
For the welded portion of the tube forged by the forge weld roll immediately after the welding horn, the forged weld is cooled by spraying cooling water before the tube enters the next forged weld roll. A method for manufacturing a thin-walled forged pipe characterized by preventing buckling occurring in a part. 前記冷却水の噴射による前記鍛接部の冷却を、鍛接部の温度が鍛接部以外の母材部の温度と同一温度となるように行う、請求項１に記載の方法。  The method according to claim 1, wherein the forging portion is cooled by jetting the cooling water so that the temperature of the forging portion is the same as the temperature of the base material portion other than the forging portion.

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