(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の鋼帯の長手方向端部を順次溶接して、連続的に加熱、成形し、鋼帯幅方向端部を鍛接して鋼管を製造する際に、前記加熱用の加熱炉前に設置した、鋼帯幅方向端部圧延用のエッジロールを用いて、該エッジロールを前記鋼帯が通過する際に衝撃荷重の発生を検出し、該検出した衝撃荷重の発生位置を鋼帯の溶接継目部と同定し、
かつ、前記エッジロールの押さえ荷重を６．０〜８．８ｋＮに設定し、
さらに、前記エッジロールの平均荷重の１．３倍の荷重値を閾値に用い、前記エッジロールにおける計測荷重が前記閾値以上となったときのみ前記衝撃荷重が発生したとすることを特徴とする鍛接鋼管製造における鋼帯溶接継目部の検出方法。
【請求項２】
前記発生した衝撃荷重による衝撃を吸収するアキュムレーターを付設したことを特徴とする請求項１に記載の鍛接鋼管製造における鋼帯溶接継目部の検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鍛接鋼管製造における鋼帯溶接継目部の検出方法に関し、詳しくは、製品不良部である溶接継目部（鋼帯溶接継目部、すなわち鋼帯同士の長手方向端部の継ぎ溶接による溶接継目部の意。以下同じ）を確実に検出できて、特に、造管後の、樹脂を被覆する前に、溶接継目部を確実に検出して除去するとともに、溶接継目部がエッジロールを通過する時に発生する衝撃圧力によるエッジロールの磨耗を軽減する、鍛接鋼管製造における鋼帯溶接継目部の検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鍛接鋼管は、鋼帯を加熱炉で加熱し、成形ロールによる鍛着及び加工、絞り圧延機による外径・管厚調整の工程を経て、所定長さの鋼管に切断して製造される。この製造工程をコイル毎に単独に行うと生産性が著しく低下するので、前記加熱炉に装入する鋼帯の長手方向端部を順次溶接（継ぎ溶接）して連続的に通板し製造する。従って、製造した鋼管には、相前後する鋼帯同士が溶接された鋼帯溶接継目部（以下、単に、継目部ともいう）が発生する。この継目部を含む鋼管は継目部を含まない製品鋼管と比較して機械的強度に劣るため、製品の品質管理上、継目部を確実に検出して、造管後の製造ライン途中の所定長さに切断した早い段階で除去する必要がある。特に、製造した鋼管に樹脂被覆を施す場合、樹脂が被覆されると外観から継目部が全く見えなくなって検出が著しく難しくなるため、樹脂被覆工程の前に確実に継目部を検出して除去する必要がある。
【０００３】
従来、継目部の検出方法としては、特許文献１に、鋼帯溶接直後に溶接部にスプレーマーキングでペイントを施し、継目部の検出工程でレーザーセンサー等を用いて未ペイント部と識別して継目部を検出する方法が開示されている。
また、特許文献２には、継目部を板厚計で検出する方法が開示されている。継目部は溶接部以外の部位と比べ、一般的に溶接部の高さが加わって板厚が大きいため、板厚計を用いて、規定した閾値より大きい板厚を検出して継目部としていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１０２７７９号公報
【特許文献２】特開平６−３０４６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に開示されている方法では、マーキング工程から継目部検出工程までの搬送途中で、鋼帯表面を補助ロール等で押さえて通板するため、マーキング箇所のペイントが剥離しやすくて確実に継目部検出ができない問題があった。また、スプレーノズルが詰まりやすく継目部のマーキングに失敗する問題や、スプレー液の交換費用に永続的なコストを要してしまう問題もあり、これらの問題が未解決の課題であった。
【０００６】
また、特許文献２に開示されている方法では、溶接部近辺の板厚が厚くて溶接ビード高さが低い場合、継目部検出の閾値を低くすると、継目部を検出しないこと(未検知)や、溶接部以外を継目と誤検出(誤検知)する問題があって操業に支障をきたしており、この点も未解決の課題であった。
本発明は、上述の課題を解決するために、製品不良部である継目部を正確に検出して精度良い品質管理を図るとともに、継目部がエッジロールを通過することによって生じるエッジロールの磨耗量を低減する、鍛接鋼管製造における鋼帯溶接継目部の検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題を解決するためになされた本発明は、
(１)複数の鋼帯の長手方向端部を順次溶接して、連続的に加熱、成形し、鋼帯幅方向端部を鍛接して鋼管を製造する際に、前記加熱用の加熱炉前に設置した、鋼帯幅方向端部圧延用のエッジロールを用いて、該エッジロールを前記鋼帯が通過する際に衝撃荷重の発生を検出し、該検出した衝撃荷重の発生位置を鋼帯の溶接継目部と同定し、
かつ、前記エッジロールの押さえ荷重を６．０〜８．８ｋＮに設定し、
さらに、前記エッジロールの平均荷重の１．３倍の荷重値を閾値に用い、前記エッジロールにおける計測荷重が前記閾値以上となったときのみ前記衝撃荷重が発生したとすることを特徴とする鍛接鋼管製造における鋼帯溶接継目部の検出方法であり、
また、(２)前記発生した衝撃荷重による衝撃を吸収するアキュムレーターを付設したことを特徴とする(１)に記載の鍛接鋼管製造における鋼帯溶接継目部の検出方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、鍛接鋼管を製造するにあたって、鋼帯長手方向端部の継目部を検出する工程において、前記エッジロールを鋼帯が通過する際の衝撃荷重の発生位置を検出し、この発生位置を継目部と同定することによって、継目部を正確に検出することが可能となる。また、前記衝撃荷重をアキュムレーターで衝撃吸収することで、エッジロールへの衝撃を緩和することができて、エッジロールの磨耗を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明における、継目部がエッジロールを通過した際に発生した衝撃荷重の例を示す概略図。
【図２】本発明における、アキュムレーターによるエッジロールの衝撃緩和方法の例を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明者らは、鍛接鋼管の製造工程において、継目部を検出する方法として、従来のスプレーマーキングや板厚測定のような、検出条件が変動した場合に誤検知してしまう方法でなく、安定して確実に検知できる方法を鋭意検討した。
その結果、図１に例を示すとおり、鋼帯４の継目部２０がエッジロールの設置位置（エッジ上ロール１とエッジ下ロール３とのロール間隙位置）を通過する際に、継目部２０の段差により、エッジロールに衝撃荷重が発生することに着目した。なお、図１において、（ａ）は通板の様子を示す斜視図、（ｂ）は検出荷重の推移図であり、図１（ｂ）において、５は押さえ荷重（８．８ｋＮの場合），６は押さえ荷重（６．０ｋＮの場合），７は継目部と同定される鋼帯通過部位の衝撃荷重（検出荷重が８．８ｋＮの場合で最大約２３ｋＮ），８は７と同様、継目部と同定される鋼帯通過部位の衝撃荷重（検出荷重が６．０ｋＮの場合で最大約１２ｋＮ）である。継目部は、鋼帯長手方向端部を溶接した部分であり、継目部のない通常の鋼帯部分に比べて、継目部の板厚は、溶接部が板厚方向に盛り上がることで厚くなっている場合が多く、継目部がエッジロールを通過した場合に衝撃荷重が確実に発生する。また、特許文献２の方法では未検知や誤検知の虞があった場合（溶接部近傍の板厚が厚くて溶接部の板厚が薄い場合）でも、溶接部には段差が生じるためエッジロールに衝撃荷重が発生する。さらに、長手方向端部を溶接する鋼帯同士には板厚の僅かな段差があり、その段差によっても衝撃荷重が生じる。
【００１１】
従って、継目部がエッジロールを通過する際には確実に衝撃荷重が発生するため、この衝撃荷重を検出すれば、継目部を確実に同定できるわけである。
なお、通常の鋼帯部分においてもエッジロールの押さえ荷重はいくらか変動するため、その変動を超えた荷重が検出された鋼帯長手方向部位を継目部として同定するとよく、本発明者らの検討では、エッジロールの荷重を計測して、常にその平均値を算出しておいて、その平均荷重に対して１．３倍以上の荷重となった（すなわち平均荷重の１．３倍の荷重値を閾値に用い、この閾値以上の荷重となった）鋼帯長手方向部位を継目部と同定するとよいことを把握した。
【００１２】
また、エッジロールの押さえ荷重を大きくすると、継目部通過による衝撃荷重も大きくなって検出しやすくなる。しかし、衝撃荷重によりエッジロールへの負荷が大きくなって摩耗が進行しやすい。そこで、図２に例を示すとおり、エッジロール１または／および３を上下可動型にし（図２の例ではエッジ上ロール１のみをエッジ上ロール可動方向１２に可動とした）、アキュムレーター１１を付設することで前記衝撃荷重は吸収され、エッジロールの押さえ荷重を大きくしても、エッジロールへの負荷を軽減したまま、継目部を確実に検出することが可能になった。なお、図２において、１０はアキュムレータ１１の油圧力をエッジ上ロール１に伝える油圧配管である。
【実施例】
【００１３】
本発明例および従来例ともに、板厚が３．８mm〜４．２mmの鋼帯について、鋼帯長手方向端部を順次継ぎ溶接して、それぞれ計１０１本（継目部個数は１００個）を継いだものを通板させて鍛接鋼管を製造し、継目検出率、未検出率、誤検出率（いずれも個数率（％）である）を調べた。
本発明例１では、エッジロールの押さえ荷重を6.OｋＮに設定し、荷重を常時計測して、平均荷重の１．３倍（これを荷重の閾値とした）超の衝撃荷重を検出した場合を継目部と同定することとした。なお、この場合検出された衝撃荷重は約12ｋＮ(平均荷重の約２倍)であり、確実に検出できることがわかった。
【００１４】
本発明例２として、エッジロールの押さえ荷重を８．８ｋＮに設定し、荷重を常時計測して、平均荷重の１．３倍を超えた衝撃荷重を検出した場合を継目部と同定することとした。なお、この場合、検出された衝撃荷重は約２３ｋＮ(平均荷重の約２．６倍)であり、確実に検出できることがわかった。
従来例１として、スプレーマーキング装置を取り付けて、鋼帯を溶接することに継目部にペイントをスプレー噴射したが、途中でスプレーノズルの詰まりが発生して、ノズル交換した後、再びスプレー噴射を継続し、このノズル交換の間は継目部を検出できず、継目検出率を大幅に低下させてしまった。
【００１５】
従来例２として、板厚計を設置して鋼帯の板厚を常時計測した。この場合、平均板厚の１．２倍を閾値として計測板厚がこの閾値を超えた場合に、その超えた鋼帯長手方向部位を継目部と判定した。
表１にこれらの結果を示す。表１から、本発明例は、従来例に比べて、継目部を確実に検出できることがわかった。
【００１６】
また、本発明例３として、上記と同様の鋼帯１０１本を同様に継いだものを通板させて鍛接鋼管を製造した。その際、エッジロール１および３にアキュムレーター１１を付設した場合（本発明例３(1)）と付設しない場合（本発明例３(2)）との二通りの条件で上記製造を行い、それぞれについてエッジロールの摩耗量を調べた。その結果を表２に示す。なお、エッジロールの押さえ荷重を７．３ｋＮとした。表２に示すとおり、アキュムレーターを設置した本発明例３(1)は、設置しない本発明例３(2)に比べて、継目部がエッジロール通過する際の衝撃荷重を緩和できて、エッジロールの磨耗量(初期からのロール直径差)を低減できることがわかった。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
【表２】
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【符号の説明】
【００１９】
１  エッジロール（エッジ上ロール）
２  エッジロール荷重
３  エッジロール（エッジ下ロール）
４  鋼帯
５、６  押さえ荷重  
７、８  継目部と同定される鋼帯通過部位の衝撃荷重
９  荷重表示器
１０  油圧配管
１１  アキュムレーター
１２  エッジ上ロール可動方向
２０  継目部（鋼帯溶接継目部）
【図１】
0005625744.tif 000004
【図２】
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