(57)【要約】【課題】ＵＯＥ鋼管の製造における、分離型ボルスターを用いたＯプレスのエアープレス圧延法を提供する。【解決手段】分離型ボルスターを備えたＯプレスで、Ｕ字型鋼板をエアプレス法でＯプレスするＵＯＥ鋼管の製造方法であって、Ｏプレスする際、分離型ボルスターの段差制御と傾斜制御を行い、前記傾斜制御で用いる原点は、予め、分離型ボルスターで下ダイスを空加圧して設定加圧力が得られた時点に主フレームに固定したエンコーダを０リセットして得られるものとする。【選択図】図４
2008161909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分離型ボルスターを備えたＯプレスで、Ｕ字型鋼板をエアプレス法でＯプレスするＵＯＥ鋼管の製造方法であって、Ｏプレスする際、分離型ボルスターの段差制御と傾斜制御を行い、前記傾斜制御で用いる原点は、予め、分離型ボルスターで下ダイスを空加圧して設定加圧力が得られた時点に主フレームに固定したエンコーダを０リセットして得られるものであることを特徴とするＵＯＥ鋼管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＵＯＥ鋼管の製造方法に関し、特に、分離型ボルスターを用いたＯプレスのエアープレス圧延法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＯＥ製管法では、鋼板をＵプレスでＵ形に成型した後、ＯプレスでＯ形とし、縦シーム溶接を行った後、拡管して製品形状に仕上げる。
【０００３】
ＵプレスとＯプレスは、上ダイと下ダイの間に鋼板を挟みこみ、下ダイを固定した状態で、上ダイを昇降させて成型する機構で、上ダイは昇降シリンダーに取り付けられたボルスターに組込まれている。
【０００４】
図５は、Ｏプレスで鋼板１３を所望する製品径に圧延する様子を模式的に示し、ボルスター１に組み込まれた上ダイスは、シム１４を挟んだ状態で加圧シリンダー２によって、下ダイスに加圧される（加圧成型法）。シム１４は、インチサイズのダイスで、ミリサイズのパイプを成型する際に規定の形状が得られるように用いる。
【０００５】
加圧成型法では、優れた真円度が得られるものの、加圧シリンダー２の反力を受けとめる主フレームに係る応力が高く、シム切り替え作業に要する時間が２０Ｈ／月と作業能率を低下させる。
【０００６】
加圧力は、鋼板の引張り強さ、管厚、および管長を用いて計算されるが、引張り強さのバラツキを考慮するため、高目に設定されることになり、主フレームの溶接部に割れが生ずるなどの損傷が発生する。
【０００７】
特許文献１は、加圧成型法において必要最低限の荷重によってＯプレスすることにより、主フレームの負担を軽減させるもので、ダイス間隔の変化量を電気的に計測して、得られた電気信号によってＯプレス油圧制御を行うことが記載されている。
【０００８】
また、特許文献２には、Ｕプレスにおける荷重を検出し、得られた荷重から装入鋼板の材料強度を計算し、Ｏプレスの最適荷重を算出し、制御に用いることが記載されている。
【０００９】
エアープレス法は加圧成型法の問題を解決するために開発され、上ダイスと下ダイスの間にギャップが生じている状態で、加圧を終了させる。上述した欠点は解決されるものの、真円度が不安定となる欠点が指摘されている。
【００１０】
特許文献３は、上下ダイス間のギャップを設定調整しながらＯ成型を行うＵＯＥ鋼管の製造方法に関し、Ｕプレスの出力要素、例えば、Ｕプレスの出力荷重の最大値、に基づいて板一枚毎の材料強度を求め、当該材料強度に応じて、Ｏ成型を行う際の、上下ダイス間隔を設定することが記載されている。
【特許文献１】特開昭５８−１６７０２４号公報
【特許文献２】特開昭６０−２１１２４号公報
【特許文献３】特開昭６１−６７５２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、Ｏプレスは、Ｕ字型となした鋼板の全長を一台のボルスタで圧下する一体型ボルスター構造と、２，３台のボルスターで圧下する分離型ボルスター構造に大別される。
【００１２】
図１は、分離型ボルスターを用いるＯプレスを説明する図で、（ａ）は装置構成の概略、（ｂ）は圧下時に生じる形状不良（「傾斜」や「段差」）の発生状況を示す。
【００１３】
単体ボルスター１ａには、管長方向に３台の加圧シリンダー２ａ，３ａ，４ａが取り付けられ、Ｕプレス後の鋼管（図示しない）を下ダイス１０ａとの間で加圧する。
【００１４】
単体ボルスター１ａの管長方向始終端における、垂直方向の位置は、位置検出器９ａ，９ｂで検出し、得られた位置情報は制御装置８に送信され、制御装置８からはサーボポンプ６に吐き出し油量を制御する制御信号を伝達する。
【００１５】
また、３台の加圧シリンダの中央に配置される、加圧シリンダー３ａの両側には、キッカーシリンダ３１ａを取り付ける。単体ボルスター１ｂ、１ｃも同様の構造とする。
【００１６】
分離型ボルスターによるＯプレスは、エアープレス法または加圧成型法が適用可能で、実線で示す油圧配管はエアープレス法で用いるエアープレス回路を、点線で示す油圧配管は、上下ダイスを接触させ加圧する加圧成型法で用いる、押し切りプレス回路を示す。
【００１７】
エアープレス回路には、単体ボルスター１ａ（１ｂ，１ｃ）の傾きを制御するため、各加圧シリンダー２ａ，３ａ，４ａに入る油量を調整するサーボ弁５を設けるが、押し切りプレス回路では、サーボアンプ６から各加圧シリンダー２ａ，３ａ，４ａに供給される油量は、サーボ弁５を介さずにロジック弁７でＯＮ−ＯＦＦ制御される。
【００１８】
分離型ボルスターによるＯプレスでエアープレス法を行う場合、一つの単体ボルスターの管長方向始終端で、垂直方向の位置が相違すると「傾斜」が、左右の単体ボルスター間で垂直位置が相違すると「段差」を生じ、管端部で周長が異なる傾斜管や段付き管などの形状不良の管が製造される（図１（ｂ））。
【００１９】
図２は、分離型ボルスターによるＯプレスを用いたエアープレス法を説明する図で、単体ホルスター１ａが下ダイス１０ａに向けて下降する様子を示す。
【００２０】
エアープレス法では、まず、隣接する単体ホルスター（図示しない）との間で段差を発生させないように、段差制御を行いつつ、単体ホルスター１ａを、下ダイス１０ａに向けて下降させる（ａ）。
【００２１】
段差制御は、サーボアンプ６の傾転角度を変えて吐出油量を変化させ、各々のボルスターの下降速度を調整してボルスター間の段差を修正する。下降はキッカーシリンダー３１のスピードで行われる。
【００２２】
単体ボルスター１ａが、Ｕ曲げ後の鋼板に接触する位置まで下降すると、加圧下降が開始され、キッカーシリンダー３１と加圧シリンダー２ａ，３ａ，４ａにより、設定圧力が得られるまで、単体ホルスター１ａは段差制御されつつＵ曲げ後の鋼板を加圧する（ｂ）。
【００２３】
単体ホルスター１ａは設定圧力まで加圧した位置（点線１１）より、傾斜制御（位置制御）を開始して下限設定値（点線１２）まで、更に下降し（ｃ）、下限設定値に達した位置で停止する（ｄ）。下限設定値は、単一ボルスター１ａと下ダイスの間隔ｄがシム厚となるように設定する。
【００２４】
傾斜制御（位置制御）は、サーボ弁スプールの変位量で主シリンダーに入る油量を変化させて、位置検出器９ａ，９ｂで検出されるボルスターの傾きを修正して行う。
【００２５】
上述した段差制御と傾斜制御により、分離型ボルスターを用いるＯプレスによって一体型ボルスターによるＯプレスと同等の寸法精度を有するＵＯＥ鋼管の製造が可能であるが、近年、ラインパイプの寸法精度はますます厳格化し、段差、傾斜ともに±２ｍｍとすることが要求され、より高精度な製品寸法が得られるエアプレス法が要望されている。
【００２６】
そこで、本発明は、分離型ボルスターを用いるＯプレスで、段差、傾斜ともに±２ｍｍを満足するＵＯＥ鋼管が得られるエアプレス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】
【００２７】
本発明の課題は以下の手段により達成可能である。
１．分離型ボルスターを備えたＯプレスで、Ｕ字型鋼板をエアプレス法でＯプレスするＵＯＥ鋼管の製造方法であって、Ｏプレスする際、分離型ボルスターの段差制御と傾斜制御を行い、前記傾斜制御で用いる原点は、予め、分離型ボルスターで下ダイスを空加圧して設定加圧力が得られた時点に主フレームに固定したエンコーダを０リセットして得られるものであることを特徴とするＵＯＥ鋼管の製造方法。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、分離型ボルスターを用いたＯプレスでエアープレスを行うことにより、一体型ボルスターを用いたＯプレスによるＯプレスと比較して、主フレームの応力が７％低減され、寿命が８．７年延長された。また、シム切り替え作業が不要となるため、２７０Ｈ／年の実稼動時間が増加した。
【００２９】
また、傾斜制御において、主フレームの伸びを考慮して原点位置の調整を行うので、段差、傾斜ともに±２ｍｍを満足するＵＯＥ鋼管が得られ、産業上極めて有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
本発明に係るＵＯＥ鋼管の製造方法は、図１、２を用いて詳述した、エアプレス法でＯプレスする際の傾斜制御において、位置情報における原点を、予め、分離型ボルスターで下ダイスを空加圧して設定加圧力が得られた時点で、主フレーム１５に固定したエンコーダを０リセットして得られるものとすることを特徴とする。
【００３１】
図４は、分離型ボルスターの概略構造を説明する側面図で、加圧シリンダー２ａで、そ先端に取り付けられた単体ボルスター１ａを下ダイス１０ａに接触加圧させると、反力により主フレーム１５が点線で示すように上方に伸びる。
【００３２】
位置検出器９として、エンコーダを用いる場合、エンコーダの本体９２を主フレーム１５に、本体９２のピニオンと噛み合うラック９１は単体ボルスター１ａに固定する。
【００３３】
単体ボルスター１ａが上下方向に移動すると、本体９２のピニオンが回転して、単体ボルスター１ａの垂直方向の絶対位置を検出する。単体ボルスター１ａを下ダイス１０ａに接触加圧させた際、反力により主フレーム１５が伸びると、伸びた長さだけ、マイナス側に表示される。
【００３４】
従って、本発明では、上ダイスで加圧する際、予め、上下ダイスを接触させ、空加圧し、設定加圧力が得られた時点に主フレーム１５に固定したエンコーダを０リセットし、原点とする。
【００３５】
図３は、本発明法により、プレスが完了した時点で、シム厚み分だけのギャップを確保するエアプレス法を説明する図で、上ダイス１ａは、点線１１まで下降した時点から傾斜制御を開始し、設定荷重で鋼管１３を加圧した際、下ダイス１０ａの上方にシム厚み分だけのギャップｄが得られた時点で、下降を停止する。
【００３６】
傾斜制御における位置情報は、当該設定荷重による反力で、主フレームに生じる伸び量が補正されているので、±０．５ｍｍの精度で上ダイスを停止さえることが可能であった。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係るエアプレス法の適用に好適な分離ホルスターの一例を示す図で、（ａ）は装置構成、（ｂ）は形状不良（傾斜、段差）を説明する図。
【図２】エアプレス法を説明する図。
【図３】本発明に係るエアプレス法の一例を説明する図。
【図４】分離型ボルスターの概略構造を説明する側面図。
【図５】加圧成型法を説明する図。
【符号の説明】
【００３８】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ    単体ボルスター
２、２ａ，２ｂ，２ｃ，３ａ，３ｂ，３ｃ，４ａ，４ｂ，４ｃ    加圧シリンダー
５    サーボ弁
６    サーボアンプ
７    ロジック弁
９    位置検出器
９１    ラック
９２    本体
１０，１０ａ    下ダイス
１１    位置（点線）
１２    下限設定値（点線）
１３    鋼管
１４    シム
１５    主フレーム
３１ａ，３１ｂ，３１ｃキッカーシリンダー
【図１】
2008161909.tif 000003
【図２】
2008161909.tif 000004
【図３】
2008161909.tif 000005
【図４】
2008161909.tif 000006
【図５】
2008161909.tif 000007