(57)【要約】【課題】加工するテーパ鋼管の品質の安定を図るとともに、加工スピードを向上することのできるテーパ鋼管の製造方法を提供すること。【解決手段】加熱装置Ｈを通過させて鋼管を加熱しながら、鋼管周面に絞り加工装置Ｓの絞りローラＲを当接して鋼管をテーパ加工するテーパ鋼管の製造方法において、絞りローラＲによって成形された直後の鋼管部分を冷却しながらテーパ加工する。【選択図】図１
2006320944.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱装置を通過させて鋼管を加熱しながら、鋼管周面に絞り加工装置の絞りローラを当接して鋼管をテーパ加工するテーパ鋼管の製造方法において、絞りローラによって成形された直後の鋼管部分を冷却しながらテーパ加工することを特徴とするテーパ鋼管の製造方法。
【請求項２】
冷却箇所を、鋼管に対する絞りローラの最終接点箇所から鋼管の出側に向けて成形管最小外径の１〜２倍の範囲としたことを特徴とするテーパ鋼管の製造方法。
【請求項３】
絞りローラの周面に近接して冷却水巻き込み防止板を配設したことを特徴とする請求項１又は２記載のテーパ鋼管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テーパ鋼管の製造方法に関し、特に、長尺の鋼管（パイプ）を加熱雰囲気下でテーパ鋼管に塑性加工するに際し、加工後の製品の精度（真直度や表面平滑度）を向上することのできる、テーパ鋼管の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願人が先に提案した絞りローラを用いた装置で、長尺の鋼管（パイプ）をテーパ鋼管に加工するテーパ鋼管加工機の概略を図３に示す。
このテーパ鋼管の製造に用いるテーパ鋼管加工機１は、長尺のパイプ素材Ｗを加熱雰囲気下でテーパ鋼管に塑性加工するもので、架体４上に載置する牽引力付加側回転機構台２と、架体５上に載置する回転駆動力付加側機構台３と両架体４、５間に配設する絞り加工装置Ｓと加熱装置Ｈからなり、牽引力付加側回転機構台２、回転駆動力付加側機構台３は、それぞれ走行駆動手段２ａ、３ａを配設し、架体４、５上を軸方向に移行可能に構成する。走行駆動手段２ａ、３ａの構成は特に限定されるものではないが、サーボモータや油圧モータ等によって回転するピニオンを、両架体４、５上に敷設したラックに噛み合わせて牽引力付加側回転機構台２、回転駆動力付加側機構台３を移行させるように構成することが好ましい。
【０００３】
回転駆動力付加側機構台３には軸回転手段３ｂを配設し、パイプ素材Ｗを回転駆動させる。牽引力付加側回転機構台２には、同期駆動制御機構（図示せず）によって回動手段を設けてもよいが、ベアリングなどによって回動自在に支持し、単に従動するように構成することが好ましい。
【０００４】
上記構成のテーパ鋼管加工機１を用いて行う、テーパ鋼管の製造方法は、まず、パイプ素材Ｗのパイプ成形終端側をローダ機構（図示省略）や人手によって回転駆動力付加側機構台３の把持装置７に取り付ける。そして、走行駆動手段３ａによって回転駆動力付加側機構台３を牽引力付加側回転機構台２に移動させ、牽引力付加側回転機構台２側でパイプ素材Ｗのパイプ成形始端側を把持したとき、回転駆動力付加側機構台３の走行駆動手段３ａを停止し、軸回転手段３ｂによって高速にパイプ素材Ｗを回転させるとともに、牽引力付加側回転機構台２の走行駆動手段２ａによって図例左側に引張力を付与し鋼管を順次移送しながら絞り加工装置Ｓの絞りローラＲをパイプ素材Ｗの周面に当接し縮管（絞り加工）を開始する。
【０００５】
牽引力付加側回転機構台２を走行駆動手段２ａにより移行することによってパイプ素材Ｗを順次移送する際に、絞りローラＲによって加工されるパイプ素材Ｗに対して引張力を付与することができる。本発明者らの実験によると、パイプ素材Ｗの両端に走行駆動手段２ａによるＡ方向（図２（ｂ）参照）の引張力を約２０ｔ、走行駆動手段３ａによる引止力（Ｂ方向の引張力（図２（ｂ）参照））を約５ｔ付加させて絞り加工を行うことによって長尺の鋼管（パイプ）を加熱雰囲気下でテーパ鋼管に塑性加工する際に、１回の操作で良好な塑性加工を行うことができる。
なお、引張力や引止力は、パイプサイズや肉厚等の変更に対応して付加力が変わることはいうまでもない。
【０００６】
回転駆動力付加側機構台３の先端に配設した把持装置７が加熱装置Ｈを通過し、絞り加工装置Ｓの絞りローラＲによって、把持装置７に把持されたパイプ素材Ｗの把持装置７近傍まで絞り加工がなされたとき絞り加工は終了し（図２（ｂ）参照）、テーパ鋼管が製作される（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
そして、このテーパ鋼管加工機１による絞り加工の際には、図４に示すように、通常パイプ素材Ｗに当接する絞りローラＲの発熱を抑えるために、冷却ノズルＶから冷却水を噴射し、絞りローラＲに対してのみ冷却を行っていた。
【０００８】
しかし、この場合には、絞りローラＲは冷却されるものの、絞りローラＲによって絞り加工が施された、加工直後のテーパ鋼管のＺ部分は高温で、牽引力付加側回転機構台から付与されるＡ方向への引張力によって、加工されるテーパ鋼管に波状肌が生じたり、一定の肉厚のテーパ鋼管の成形が困難な場合があり、牽引力付加側回転機構台から付与される引張力を低減させる必要が生じ、加工スピードを上げることができないといった問題があった。
【特許文献１】特開２００２−２９２４３３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記従来のテーパ鋼管の製造方法の有する問題点に鑑み、加工するテーパ鋼管の品質の安定（波状肌の発生を抑制しかつ、真直度を向上する）を図るとともに、加工スピードを向上することのできるテーパ鋼管の製造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】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明のテーパ鋼管の製造方法は、加熱装置を通過させて鋼管を加熱しながら、鋼管周面に絞り加工装置の絞りローラを当接して鋼管をテーパ加工するテーパ鋼管の製造方法において、絞りローラによって成形された直後の鋼管部分を冷却しながらテーパ加工することを特徴とする。
【００１１】
この場合において、冷却箇所を、鋼管に対する絞りローラの最終接点箇所から鋼管の出側に向けて成形管最小外径の１〜２倍の範囲とすることができる。
【００１２】
さらに、これらの場合において、絞りローラの周面に近接して冷却水巻き込み防止板を配設することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のテーパ鋼管の製造方法によれば、絞りローラによって成形された直後の鋼管部分を冷却しながらテーパ加工を施すから、加工直後のテーパ鋼管の高温部分が冷却され、牽引力付加側回転機構台の走行駆動手段によって付与される引張力によって、テーパ部分に波状肌が生じることもなく、一定の肉厚のテーパ鋼管の成形ができるテーパ鋼管の製造方法を提供することができる。
【００１４】
また、冷却箇所を、鋼管に対する絞りローラの最終接点箇所から鋼管の出側に向けて成形管最小外径の１〜２倍の範囲とするときは、加工直後のテーパ鋼管の範囲を広範囲にわたって冷却する際に生じる曲がりやうねりなどの冷却歪みを抑え、より真直度の高いテーパ鋼管の製造方法を提供することができる。
【００１５】
また、絞りローラの周面に近接して冷却水巻き込み防止板を配設するときは、絞りローラの周面を冷却域Ｒ１と潤滑域Ｒ２とに分割した状態とすることができ、絞りローラが肌荒のない状態を保ち円滑に絞り加工することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明のテーパ鋼管の製造方法の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１に、本発明のテーパ鋼管の製造方法の概略を示す。
このテーパ鋼管の製造方法に用いるテーパ鋼管加工機１は、本出願人の提案例と同様で、その製造方法も、走行駆動手段２ａによって、図３に示すように、鋼管（「パイプ素材Ｗ」ともいう。）の左側（鋼管出側）に引張力を付与して鋼管を順次移送しながら絞り加工装置Ｓの絞りローラＲをパイプ素材Ｗの周面に当接し縮管（絞り加工）を開始するものである。
【００１８】
そして、本発明のテーパ鋼管の製造方法では、絞り加工装置Ｓの絞りローラＲでパイプ素材Ｗを縮管した直後の鋼管部分を冷却しながらテーパ加工するようにしている。
【００１９】
本製造方法における冷却箇所の範囲は、本発明者等の実験によれば、鋼管に対する絞りローラＲの最終接点箇所Ｐから鋼管出側の方向（図例左側）に向かって成形管の最小外径の１〜２倍程度の範囲を、成形管用の冷却ノズルＶ（Ｖ１及びＶ２）から噴射する冷却水によって集中的に冷却する（鋼管に対する絞りローラＲの最終接点箇所Ｐから鋼管出側に向かう成形直後域（Ｃ１＋Ｃ２）を冷却する）もので、より詳しくは、成形管の最小外径Ｌが８０ｍｍの場合、冷却範囲Ｃは、１００〜１５０ｍｍ程度であることが好ましい。
成形管用の冷却ノズルＶは、絞りローラＲの周面側方に配置されたノズル群Ｖ１と、絞りローラＲの側面に鋼管出側方向に直列配置されたノズル群Ｖ２とからなっている。
図示例では、両ノズル群Ｖ１、Ｖ２の冷却水噴射方向を、噴射後の冷却水が成形管上で対向する方向としているのでテーパ鋼管成形の初期においても周囲への不都合（テーパ鋼管成形の初期においては、成形管周面と素管周面との段部量が少ないので、前段の加熱装置Ｈで加熱され、高温状態とされている未成形管（素管）に冷却水飛沫がふりかかると該部を冷やしてしまう不都合）が生じない。
加工直後の成形管部分を広範囲（例えば、冷却範囲Ｃを４００〜５００ｍｍ）に冷却した場合では、走行駆動手段２ａによって付与される引張力に打ち勝ち、十分な加工速度を確保することはできるものの、絞りローラＲとパイプ素材Ｗの当接箇所から離れた箇所（前記冷却範囲Ｃを４００〜５００ｍｍとしたときの後半部分）では、回転揺れとなる冷却歪み（長手そり）が発生する場合もあり好ましくない。
【００２０】
また、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、絞りローラＲの周面に近接して冷却水巻き込み防止板８を配設して、前記テーパ鋼管の製造方法を行うこともできる。冷却水巻き込み防止板８は、絞りローラＲとの隙間ｍを０．２〜１ｍｍ程度とすることが好ましい。
これによって、絞りローラＲを冷却する冷却ノズルＶ３から噴射する冷却水は、回転する鋼管に従って回転する絞りローラＲの周面に乗って、矢符Ｙ方向に移動し、冷却水巻き込み防止板８に当たり、大部分の冷却水は掻き落とされるので、前段の加熱装置Ｈで加熱され、高温状態とされているワーク加工部（未成形管部）の温度低下を起こさない。また、冷却水巻き込み防止板８を通過した冷却水は潤滑膜となって絞りローラＲの周面を保護する。
冷却水は工業用水よりも冷却性能の低い一般研削・切削用潤滑液（クーラント）を使用することにより、成形管に衝突した箇所（Ｘ１，Ｘ２）だけに冷却作用を及ぼし、衝突後の反射水は冷却作用に影響することが少ないので冷却域を規定しやすい。すなわちピンポイント冷却が可能となる。なお、図１（ａ）中に示すＸ１、Ｘ２は冷却ノズルから噴射された冷却水の成形管上の形状、位置を理解しやすくするために模式的に示したものである。
【００２１】
以上、本発明のテーパ鋼管の製造方法について、実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明のテーパ鋼管の製造方法は、成形直後の鋼管部分を冷却ノズルから噴射する冷却水によって冷却し、牽引力付加側回転機構台から付与される引張力によってテーパ鋼管に変形を生じさせないという特性を有していることから、新規の設備でテーパ鋼管の製造に用いることができるほか、例えば、既存のテーパ鋼管加工機においても冷却ノズルを増設することによって用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明のテーパ鋼管の製造方法におけるの冷却状態を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】図１のＡ線に沿う側面図である。
【図３】テーパ鋼管の製造方法の概略図である。
【図４】従来のテーパ鋼管の製造方法における絞りローラに対する冷却状態を示す正面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１    テーパ鋼管加工機
８    冷却水巻き込み防止板
Ｃ    冷却範囲
Ｓ    絞り加工装置
Ｒ    絞りローラ
Ｈ    加熱装置
Ｗ    パイプ素材（鋼管）
【図１】
2006320944.tif 000003
【図２】
2006320944.tif 000004
【図３】
2006320944.tif 000005
【図４】
2006320944.tif 000006