JP6022030B1 - 鋼管製造設備 - Google Patents

Abstract

【課題】大径の鋼管を製造する製造設備において、装置全体を大型化することなく、ブレイクダウン装置の成形ロールの周速差により生じる鋼板の捻じれを防止可能な鋼管製造設備を提供する。【解決手段】鋼板１２を連続移動させて円管状の大径鋼管１１を成形する鋼管製造設備１０であって、鋼板１２を円弧状に成形するブレイクダウン装置３０を備え、ブレイクダウン装置３０は、鋼板１２を上下方向から挟圧して円弧状に成形する一対の成形ロール３１と、成形ロール３１を軸支する回転軸と、を有し、回転軸３５は、その両端から駆動可能に構成されるものである。【選択図】図２

Description

本発明は、鋼管の製造設備に関するものであり、特に、大径鋼管のブレイクダウン成形の装置に関するものである。

従来、この種の鋼管製造設備においては、例えば、特許文献１のように、素材である鋼板をアンコイラーで連続的に払出し、払い出した鋼板の両端部をブレイクダウン装置によって円弧状に成形し、続いて、フィンパス装置によって当該鋼板を円形断面に成形することで円形中空状の鋼管を製造する。

図４（ａ）に示すように、この種の鋼管製造設備に用いられるブレイクダウン装置１００においては、鋼板１０１を挟む位置に一対の成形ロール１０２が上下方向に配設され、一対の成形ロール１０２間で鋼板１０１を挟圧することにより、鋼板１０１を円弧状に成形する。一対の成形ロール１０２は、回転軸１０３に装着され、回転軸１０３がモータ等の駆動源１０４により回転することにより、鋼板１０１を挟圧しながら回転する。

特開２０１３−１３２６７１号公報

しかしながら、従来の鋼管製造設備においては、図４（ａ）に示すように、回転軸１０３の一端を駆動端１０３Ａとして駆動させることから、長軸の成形ロール１０２（回転軸１０３）を用いて大径の鋼管を製造する場合には、成形ロール１０２の一端側（回転軸１０３の駆動端１０３Ａ側）の周速が、成形ロールの他端側（回転軸１０３の駆動端１０３Ａ側と反対側）の周速より速くなり、成形ロール１０２全体を均一の周速で回転させることができなかった。そのため、このような成形ロール１０２間に鋼板１０１を挟み込んで成形すると、図４（ｂ）に示すように、鋼板１０１が周速の遅い成形ロール１０２の他端側（回転軸１０３の駆動端１０３Ａ側と反対側）に捻れた状態で円弧状に成形され、形状及び寸法特性に優れた大径の鋼管を製造することができないという問題があった。

また、成形ロール１０２全体の周速を均一にするために、大径の成形ロール１０２を用いる方法が考えられるが、大径の成形ロール１０２を用いると、大径の成形ロール１０２を支持するための大型の軸受が必要である。また、大径の成形ロール１０２を上下方向に配置するために、上下の回転軸１０３、１０３間の間隔を充分にとる必要がある。そのため、成形ロール１０２を支持する成形ロールスタンドが大きくなり、結果としてブレイクダウン装置全体が大型化するという問題がある。

そこで、本発明は、大径の鋼管を製造する製造設備において、装置全体を大型化することなく、ブレイクダウン装置の成形ロールの周速差により生じる鋼板の捻じれを防止可能な鋼管製造設備を提供することを目的とする。

本発明の解決しようとする課題は以上であり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、本発明の鋼管製造設備は、鋼板を連続移動させて円管状の大径鋼管を成形する鋼管製造設備であって、前記鋼板を円弧状に成形するブレイクダウン装置を備え、前記ブレイクダウン装置は、前記鋼板を上下方向から挟圧して円弧状に成形する一対の成形ロールと、前記成形ロールを軸支する回転軸と、を有し、前記回転軸は、その両端から駆動可能に構成されるものである。

上記構成では、成形ロールを軸支する回転軸がその両端から駆動されることにより、成形ロールが回転する。

また、本発明の鋼管製造設備は、前記回転軸の一端から前記回転軸を駆動する第１駆動源と、前記回転軸の他端から前記回転軸を駆動する第２駆動源と、を備え、前記第１駆動源と、第２駆動源と、を互いに同期して制御するものである。

上記構成では、回転軸が、互いに同期して制御される第１駆動源及び第２駆動源によって、その両端から駆動される。

本発明の鋼管製造設備によれば、ブレイクダウン装置における上下一対の成形ロールの回転軸をその両端から駆動させることで、上下一対の成形ロール全体を均一の周速で回転させることができるため、上下一対の成形ロールの周速差により生じる鋼板の捻じれが防止される。そのため、鋼板が捻じれることなく円弧状に成形され、形状及び寸法特性に優れた円管状の大径鋼管を製造することができる。また、大径の上下一対の成形ロールを用いて、回転軸の両端における周速のズレを抑制する必要がないため、大径の回転軸を支持するための大型の軸受を用いる必要はなく、上下の回転軸間の間隔を狭くすることができる。そのため、ブレイクダウン装置全体を小型化することができる。

本発明の実施の形態に係る鋼管製造設備を示す側面図である。 本発明の実施の形態に係る鋼管製造設備におけるブレイクダウン装置を示す正面図である。 本発明の実施の形態に係る鋼管製造設備におけるブレイクダウン装置を示す平面図である。 （ａ）は、従来の鋼管製造設備におけるブレイクダウン装置を示す正面図、（ｂ）は、従来の鋼管製造設備におけるブレイクダウン装置を示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態に係る鋼管製造設備１０を図面に基づき説明する。

図１に示すように、鋼管製造設備１０においては、円管状の大径鋼管１１を製造するに当たり、この大径鋼管１１に見合う所定の板厚、長さの素材である鋼板１２がコイル（ロール）状で準備される。鋼板１２は、ピンチローラ等から構成される巻き戻し装置１３により巻き戻された後、レベリング装置１４により平らに矯正される。そして、鋼板１２の巻き戻し先端部分のみが切断装置１５により切断除去される。

巻き戻されて連続移動される鋼板１２は、トリミング装置１６により両側部分が切断除去される。次いで、鋼板１２は、プリフォーム装置１７によって緩やかなＲ状に成形された後、ブレイクダウン装置３０によって徐々に円弧状に成形される。

円弧状に成形された鋼板１２は、クラスター装置１８において、その上部の一対の垂直板部分が内側へと曲げ成形される。そして、フィンパス装置１９によって徐々に円管状に成形され、一対の側縁間が当接された円管状の大径鋼管１１がプレス成形される。円管状の大径鋼管１１は高周波抵抗溶接機２０に入り、加熱による溶融方式の溶接が施工された後、切削装置２１により外面ビートが切削され、シーム溶接部を有する円管状の大径鋼管１１が製造される。

次に、鋼管製造設備１０に設けられるブレイクダウン装置３０について説明する。

図２及び図３に示すように、ブレイクダウン装置３０は、素材である鋼板１２を円弧状に成形する装置である。ブレイクダウン装置３０は、その一端から鋼板１２を供給し、複数台設けられる成形ロールスタンド３２のそれぞれに配設される上下一対の成形ロール３１の間に、鋼板１２を通して逐次に上下方向から挟圧することにより鋼板１２を円弧状に成形する。

ブレイクダウン装置３０は、４段の成形ロールスタンド３２を備える。各成形ロールスタンド３２は、鋼板１２の搬送方向に沿って所定の間隔で配置される。なお、本実施の形態においては、成形ロールスタンド３２の段数を４段としているが、これに限定されるものではなく、成形する円管状の大径鋼管１１の形状、寸法等に応じて成形ロールスタンド３２の段数を増減させても構わない。

図２に示すように、成形ロールスタンド３２は、基台３３上に設けられ、基台３３に対して垂直に設けられるスタンドフレーム３４、３４から主に構成される。スタンドフレーム３４、３４は、上下一対の成形ロール３１を回転可能に支持する。

上下一対の成形ロール３１は、上下一対の成形ロール３１の回転軸３５が鋼板１２の長手方向に直交する同一の平面内に配置される。図３に示すように、上下一対の成形ロール３１は、その配置される成形ロールスタンド３２の位置に応じて、異なる形状（異なるロール径）の成形ロールにより構成されている。また、上下一対の成形ロール３１は、同一の成形ロールスタンド３２内においても、異なる形状（異なるロール径）の成形ロールにより構成される。

図２及び図３に示すように、上下一対の成形ロール３１は、回転軸３５に装着（軸支）される。回転軸３５は、スタンドフレーム３４、３４に設けられる軸受３６に回転可能に支持される。

回転軸３５は、その一端がユニバーサルジョイント３７Ａを介して減速機３８Ａの出力軸に連結され、その他端がユニバーサルジョイント３７Ｂを介して減速機３８Ｂの出力軸に連結される。減速機３８Ａには第１駆動源である駆動モータ３９Ａが接続され、減速機３８Ｂには第２駆動源である駆動モータ３９Ｂが接続されている。すなわち、回転軸３５は、各成形ロールスタンド３２の両側方（回転軸３５の両側）に配置される駆動モータ３９Ａ、３９Ｂによって、その両端から駆動可能に構成されている。駆動モータ３９Ａ、３９Ｂの駆動力は、減速機３８Ａ、３８Ｂにおいて、上側の成形ロール３１の回転軸３５と、下側の成形ロール３１の回転軸３５と、に分割されて伝達される。

減速機３８Ａ、３８Ｂ及び駆動モータ３９Ａ、３９Ｂは、制御コントローラ（図示せず）に接続され、当該制御コントローラによってその動作が制御される。当該制御コントローラは、鋼管製造設備１０の制御を行う主たる部分であり、例えば、ＣＰＵ、メモリ、ハードディスク等の記憶装置等に構成されて、メモリに記憶された制御プログラム（又はデータテーブル）に従って制御処理を行う。当該制御コントローラは、駆動させる上下一対の成形ロール３１の回転軸３５の軸長、軸径等に応じて、駆動モータ３９Ａと、駆動モータ３９Ｂとを互いに同期して制御する。

ここで、鋼管製造設備１０においては、大径の鋼管を製造するために幅の広い鋼板１２を処理することから、上下一対の成形ロール３１の回転軸３５の軸長を鋼板１２の幅に合わせて長くする必要がある。そして、このような軸長の長い回転軸３５をその片側からのみ駆動させた場合には、回転軸３５の両端において周速差が著しく生じる。そこで、鋼管製造設備１０においては、回転軸３５の両端の周速が同一となるように、上記制御コントローラが、駆動モータ３９Ａと、駆動モータ３９Ｂとを互いに同期して制御することにより、回転軸３５の両端における周速のズレを抑制し、上下一対の成形ロール３１全体を均一の周速で回転させる。

以上のように、上記構成によれば、ブレイクダウン装置３０における上下一対の成形ロール３１の回転軸３５をその両端から互いに同期させて制御される駆動モータ３９Ａ、３９Ｂによって駆動させることで、上下一対の成形ロール３１全体を均一の周速で回転させることができるため、上下一対の成形ロール３１の周速差により生じる鋼板１２の捻じれが防止される。そのため、鋼板１２が捻じれることなく円弧状に成形され、形状及び寸法特性に優れた円管状の大径鋼管１１を製造することができる。

さらに、大径の上下一対の成形ロール３１（回転軸３５）を用いて、回転軸３５の両端における周速のズレを抑制する必要がないため、大径の回転軸３５を支持するための大型の軸受３６を用いる必要はなく、上下の回転軸３５間の間隔を狭くすることができる。また、回転軸３５の一端のみを駆動させる場合と比べて、駆動源である駆動モータ３９Ａ、３９Ｂを駆動力の小さい小型の駆動モータにより構成することができる。従って、ブレイクダウン装置３０全体を小型化することができる。

なお、本実施の形態においては、回転軸３５の両側方に２台の駆動モータ３９Ａ、３９Ｂを設け、２台の駆動モータ３９Ａ、３９Ｂによって回転軸３５を駆動させているが、これに限定されるものではなく、回転軸３５をその両端から駆動可能であれば、単体の駆動モータによって回転軸３５を駆動させても構わない。また、本実施の形態においては、上下の回転軸３５をユニバーサルジョイント３７Ａ、３７Ｂを介して２台の駆動モータ３９Ａ、３９Ｂに接続し、２台の駆動モータ３９Ａ、３９Ｂによって上下の回転軸３５を駆動させているが、これに限定されるものではなく、ユニバーサルジョイント３７Ａ、３７Ｂを介さずに、上下の回転軸３５の両側に単体の駆動モータをそれぞれ設け、４台の駆動モータによって上下の回転軸３５を駆動させても構わない。

１０ 鋼管製造設備
１１ 大径鋼管
１２ 鋼板
３０ ブレイクダウン装置
３１ 成形ロール
３５ 回転軸
３９Ａ 駆動モータ（第１駆動源）
３９Ｂ 駆動モータ（第２駆動源）

Claims (2)

1. 鋼板を連続移動させて円管状の大径鋼管を成形する鋼管製造設備であって、
   前記鋼板を円弧状に成形するブレイクダウン装置を備え、
   前記ブレイクダウン装置は、
   前記鋼板を上下方向から挟圧して円弧状に成形する一対の成形ロールと、
   前記成形ロールを軸支する回転軸と、
   を有し、
   前記回転軸は、その両端から駆動可能に構成されること
   を特徴とする鋼管製造設備。
2. 前記回転軸の一端から前記回転軸を駆動する第１駆動源と、
   前記回転軸の他端から前記回転軸を駆動する第２駆動源と、
   を備え、
   前記第１駆動源と、第２駆動源と、を互いに同期して制御すること
   を特徴とする請求項１に記載の鋼管製造設備。

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