(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼帯供給装置と成形装置とシーム溶接装置と定形装置とをライン上に順次配置してある電縫鋼管の製造装置において、前記鋼帯供給装置と成形装置との間に、鋼管内表面の潤滑性を高める被膜を形成するための内表面被膜塗布装置を設置したことを特徴とする電縫鋼管の製造装置。
【請求項２】
鋼帯供給装置と成形装置とシーム溶接装置と定形装置とをライン上に順次配置してある電縫鋼管の製造装置において、前記鋼帯供給装置と成形装置との間に、鋼管内表面の潤滑性を高める被膜を形成するための内表面被膜塗布装置を設置するとともに、前記成形装置の前段と前記定形装置の後段の何れかに、鋼管外表面の潤滑性を高める被膜を形成するための外表面被膜塗布装置を設置したことを特徴とする電縫鋼管の製造装置。
【請求項３】
鋼帯供給装置と成形装置とシーム溶接装置と定形装置とをライン上に順次配置してある電縫鋼管の製造装置において、前記成形装置の前段に鋼管外表面の潤滑性を高める被膜を形成するための外表面被膜塗布装置を設置するとともに、成形装置の後段に前記外表面被膜塗布装置で形成された被膜を補修する被膜補修装置を設置したことを特徴とする電縫鋼管の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼管の内面および／または外面に高潤滑で優れた加工性を付与するための潤滑用被膜を効率よく形成することができる電縫鋼管の製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常、鋼管は使用用途等に応じて曲げ加工、径拡大加工、径絞り加工、液圧バルジ加工等の様々な加工が施されるが、この内、鋼管内面に中子、爪、ポンチ、シール等の内面治具を用いて加工する場合が数多く存在する。これらの内面治具は、鋼管の形状を維持したり、変形させたり、加工において重要な役割を果たしている。そして、これらの加工においては、内面治具が被加工鋼管と強く接触・摩擦するため、被加工鋼管にかじりや焼付きによる表面粗さの劣化や磨耗の問題が生じやすく、この結果、加工精度の低下や治具寿命の短命化等の問題を生じる場合があった。
一方、このような問題を回避する方法として、内面治具と被加工物である鋼管が接触・摩擦する部位に塗油を施したり、鋼管材料である鋼帯に予め潤滑被膜を施す方法等が知られている。
【０００３】
しかしながら、塗油を施す方法は、かじりや焼付きや磨耗の防止には有効であるものの、加工後油を除去する為に洗浄工程を必要としたり、洗浄工程までの間の搬送における油の垂れが床面汚染の原因と成ったりする為に、工程省略や作業環境改善の面から適切でないという問題点があった。
また、鋼帯に予め潤滑被膜を施す方法は、樹脂が溶剤系、水系の場合は鋼管を溶剤液中に浸漬したり、スプレー塗装したりして塗布し、一方、樹脂が固体系の場合は、静電粉体塗装して塗布するのが一般的であるが、いずれの場合も、鋼管製造ラインとは別のラインで潤滑被膜を施すものであり、塗装ラインが大型で広大なスペースを必要とするものであった。しかも、通常は鋼帯をその後に鋼管径に合わせて細幅に裁断するため同一厚みでかつ同一面側の潤滑被膜しか得られず、用途により種々の厚みの潤滑被膜が要求される場合や、内外面の異なる面側に潤滑被膜が要求される場合等には無駄が生じてしまい、多品種少ロット生産には不適当であるという問題点があった。
【０００４】
更に、鋼管を成形後に潤滑被膜を施す方法もあるが、この場合は外表面のみに潤滑被膜を塗布するのが普通であり、鋼管内面への塗布は非常に困難で、特に均一な厚みの塗膜形成はほとんど不可能であるとともに、その対策手段には多大の費用が必要になるという問題点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような従来の問題点を解決して、鋼管の内面および／または外面に、加工治具のかじりや焼付きや磨耗等を防止する高潤滑で優れた加工性を付与するための潤滑用被膜を簡単に形成することができ、しかも潤滑用被膜を鋼管の内面および／または外面のいずれの面にも任意かつ自在の厚みで効率よく確実に形成することができる電縫鋼管の製造装置を提供することを提供することを目的として完成されたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明は、鋼帯供給装置と成形装置とシーム溶接装置と定形装置とをライン上に順次配置してある電縫鋼管の製造装置において、前記鋼帯供給装置と成形装置との間に、鋼管内表面の潤滑性を高める被膜を形成するための内表面被膜塗布装置を設置したことを特徴とする電縫鋼管の製造装置を請求項１に係る発明とし、鋼帯供給装置と成形装置とシーム溶接装置と定形装置とをライン上に順次配置してある電縫鋼管の製造装置において、前記鋼帯供給装置と成形装置との間に、鋼管内表面の潤滑性を高める被膜を形成するための内表面被膜塗布装置を設置するとともに、前記成形装置の前段と前記定形装置の後段の何れかに、鋼管外表面の潤滑性を高める被膜を形成するための外表面被膜塗布装置を設置したことを特徴とする電縫鋼管の製造装置を請求項２に係る発明とし、鋼帯供給装置と成形装置とシーム溶接装置と定形装置とをライン上に順次配置してある電縫鋼管の製造装置において、前記成形装置の前段に鋼管外表面の潤滑性を高める被膜を形成するための外表面被膜塗布装置を設置するとともに、成形装置の後段に前記外表面被膜塗布装置で形成された被膜を補修する被膜補修装置を設置したことを特徴とする電縫鋼管の製造装置を請求項３に係る発明とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態を示す。
図中、１は鋼管の材料であるコイル状の鋼帯を供給するための鋼帯供給装置、２は供給された鋼帯を管状に成形する成形装置、３は合わせ目をシーム溶接するための高周波溶接や、ＴＩＧ溶接、レーザー溶接等のシーム溶接装置、４はシーム溶接した鋼管を最終寸法に仕上げるための定形装置、５は切断装置であり、これらの装置がひとつのライン上に順次配置されている構成は従来の電縫鋼管の製造装置と基本的に同じである。
【０００８】
そして本発明では、前記同一ライン内に鋼管内表面および／または外表面の潤滑性を高める被膜を形成するための内表面被膜塗布装置１０および／または外表面被膜塗布装置１１を設置した点に特徴的構成を有するものであり、このような構成により、本発明は後述するように、鋼管の内面および／または外面に、加工治具のかじりや焼付きや磨耗等を防止する高潤滑で優れた加工性を付与するための潤滑用被膜を簡単に形成することができ、しかも潤滑用被膜を鋼管の内面および／または外面のいずれの面にも任意かつ自在の厚みで効率よく確実に形成することができるのである。
【０００９】
前記した内表面被膜塗布装置１０は、図１に示されるように、成形装置２の前段に相当する鋼帯供給装置１と成形装置２の間に設置されるものであるが、従来のようにライン外で被膜を塗布してから所定幅に裁断した鋼帯と異なり、鋼管製造ライン内で被膜形成処理するので、鋼管の用途に応じ任意の厚みの被膜を自在に形成することができ、いかなる品種にも対応可能である。
【００１０】
【００１１】
さらに、鋼帯供給装置１と成形装置２の間に鋼管内表面の潤滑性を高める被膜を形成するための前記内表面被膜塗布装置１０を設置するのみならず、同じくこのライン上の前記成形装置２の前段と前記定形装置４の後段の何れかに、鋼管外表面の潤滑性を高める被膜を形成するための外表面被膜塗布装置１１をも設置するようにしてもよい。この場合における外表面被膜塗布装置１１の設置位置も、内表面被膜塗布装置を設置しない場合と同様、図２に示されるように成形装置２の前段に設置するか、図３に示されるように定形装置４の後段に設置することになる。
【００１２】
なお、通常は鋼管外表面の潤滑性の確保は外表面被膜塗布装置１１による被膜形成によって十分に得られるのであるが、加工条件によっては厳しい曲げや縮径加工等を施す場合もあり、この際には溶接継目部などを含む外表面全体が完全に外表面被膜で覆われていることが要求されることがある。このような場合、例えば、図２や図２に示した装置においては、シーム溶接装置３において形成された鋼管の溶接継目部には外表面被膜が形成されないこととなるため、この外表面被膜が形成されてない部分にも被膜が完全に形成されるような補修を施す必要がある。
そこで、図４および図５に示されるように、成形装置２の後段に前記外表面被膜塗布装置１１によっては形成されていない部分に被膜を塗布するなどしてこの部分を補修するための被膜補修装置１２を設置し、溶接継目部などの外表面被膜塗布装置１１による被膜形成だけでは外表面被膜が不十分な部分に被膜補修装置１２により被膜を形成するなどの補修を施して鋼管外表面を完全に被膜で覆い、これにより鋼管外表面の潤滑性を十分に確保するようにしておくことが好ましい。
【００１３】
以上のように、内表面被膜塗布装置１０および／または外表面被膜塗布装置１１を鋼管製造ライン内に設置することで、鋼管の内面および／または外面に、加工治具のかじりや焼付きや磨耗等を防止する高潤滑で優れた加工性を付与するための潤滑用被膜を簡単に形成することができ、しかも、潤滑用被膜を鋼管の内面および／または外面のいずれの面にも任意かつ自在の厚みで効率よく確実に形成することができるのである。
この結果、例えば鋼管の内面に治具を用いて加工する曲げ加工、径拡大加工、径絞り加工、液圧バルジ加工等の多くの加工法においても、鋼管内表面に施した潤滑被膜により内面治具と被加工鋼管内面表面との接触、摩擦による内面治具のかじり、焼付き、磨耗を防止して優れた加工性を発揮する。また、鋼管外面の潤滑被膜は鋼管の搬送や取り扱い工程においてスリップ、クランプミス等の工程障害を発生させるが、必要に応じて外面潤滑被膜を止めたり極く薄い被膜とする等、鋼管の内面および／または外面のいずれの面にも任意に被膜の形成を行えることとなる。
【００１４】
以下に、本装置により形成する潤滑被膜につき説明する。
潤滑被膜としては、無機系被膜でも有機系被膜（例えば有機樹脂被膜等）のいずれでも良い。無機系被膜としてはＺｎ、Ｐ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｌ等の金属元素を所定量含有する酸化物被膜を用いることができる。無機系であるので、無機材が主体であれば、潤滑用の無機系被膜中には、有機系潤滑剤が二次的に含有していてもよい。
また、有機系被膜としては熱硬化型、熱可塑型、放射線硬化型等、何れの型の有機樹脂も利用可能である。具体的な有機樹脂としては、アクリル、ウレタン、ポリエステル、エポキシ等が挙げられる。更に、これらの樹脂を適宜硬化剤を用いて、架橋させたものも利用可能である。硬化剤の種類としては、アミノ樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。具体例としては、アクリル酸や、メタクリル酸を主体として重合させたアクリル樹脂をメチルアルコールや、ブチルアルコールで変性したメラミンで熱硬化させた塗料等が挙げられる。
【００１５】
また、かかる潤滑被膜を用いても未だなお潤滑が不足し、内面治具にかじりや焼付きよる表面粗さの劣化や摩耗の問題が残る場合には、潤滑被膜中に有機系潤滑剤（例えばポリエチレン系ワックスやフッ素系樹脂粒子等）を有機被膜固形分重量％で０．５〜２０％含有させることもできる。更に、潤滑被膜中に各種顔料を添加することも、被膜物性を向上させる目的であれば何ら限定されるものではない。
【００１６】
潤滑用被膜の厚さが小さ過ぎると、加工治具を用いた場合に内面治具表面にかじりや焼付きが生じやすくなるので、潤滑用の有機系被膜厚は少なくとも１μｍは必要である。また、潤滑用の有機系被膜厚が１００μｍを超えると、潤滑被膜の内部応力により被膜剥離しやすくなり、剥離した被膜が内面治具に焼付き堆積して被加工鋼管に押し込み疵を発生させることになるうえ、経済的にも過大な潤滑被膜厚は無駄であるので、潤滑被膜厚は１００μｍ以下が好ましく、１０〜５０μｍの範囲がより好ましい。
潤滑用の無機系被膜生成量は最小でも１ｍｇ／ｍ2 は必要である。また、潤滑用の無機系被膜生成量が１０００ｍｇ／ｍ2 を超えると、潤滑被膜の内部応力により被膜剥離しやすくなり、剥離した被膜が内面治具に焼付き堆積すると、被加工鋼管に押し込み疵を発生させることになるうえ、経済的にも過大な潤滑被膜付着量は無駄である。従って、潤滑用の無機系被膜生成量は、１〜１０００ｍｇ／ｍ2 の範囲が好ましく、更に５〜３００ｍｇ／ｍ2 の範囲がより好ましい。
【００１７】
潤滑被膜は、できるだけ均一に形成する必要があるので、溶剤系や水系であればスプレー塗装、固体状の樹脂であれば静電粉体塗装等を利用するのが好ましい。溶剤系や水系の場合には、強制乾燥により溶剤や水を乾燥させる。加熱方法としては、熱風あるいは誘導加熱等が利用できる。また、放射線硬化型塗料を利用する場合には、例えば紫外線等の利用により、乾燥時間を短時間化できる。
【００１８】
また、鋼管表面に塗装下地処理層を施しておくこともできる。この下地処理層は必要により施すもので、潤滑被膜が有機樹脂の場合、鋼管内表面に強固に密着させておく必要がある場合、変形抵抗が大きい鋼種を使用する場合、加工度が大きい場合等に有効である。
この下地処理層は燐酸系、クロメート系等、通常の塗装前の処理で施す。なお下地処理の厚さは、厚過ぎると有機樹脂被膜の剥離が発生しやすくなるので、燐酸亜鉛処理であれば５ｇ／ｍ2 以下、燐酸鉄処理であれば０．３ｇ／ｍ2 以下、クロメート処理であれば金属クロム換算で５００ｍｇ／ｍ2 以下が好ましい。燐酸系処理や反応型クロメートの場合には、処理液の入った槽の中に所定時間浸漬した後、水洗、乾燥処理を施す。塗布型クロメート処理の場合には、スプレー処理や、はけ塗り等を行って、１００℃程度の温度で強制乾燥を行う。
【００１９】
鋼管の材質としては、炭素鋼、オーステナイト系ステンレス鋼やフェライト系ステンレス鋼が一般的な材質であるが、特にこれらに限定されるものではなく、更に素材が熱間圧延鋼帯であっても冷間圧延鋼帯であっても、またそれらを熱処理した鋼帯であっても全く問題ない。更には、それらの表面にＺｎやＡｌのメッキが施してある場合も同様に利用可能である。
【００２０】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明は鋼管の内面および／または外面に、加工治具のかじりや焼付きや磨耗等を防止する高潤滑で優れた加工性を付与するための潤滑用被膜を簡単に形成することができ、しかも、潤滑用被膜を鋼管の内面および／または外面のいずれの面にも任意かつ自在の厚みで効率よく確実に形成することができるものである。
よって本発明は従来の問題点を一掃した電縫鋼管の製造装置として、産業の発展に寄与するところは極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態を示す概略レイアウト図である。
【図２】  その他の実施の形態を示す概略レイアウト図である。
【図３】  その他の実施の形態を示す概略レイアウト図である。
【図４】  その他の実施の形態を示す概略レイアウト図である。
【図５】  その他の実施の形態を示す概略レイアウト図である。
【符号の説明】
１  鋼帯供給装置
２  成形装置
３  シーム溶接装置
４  定形装置
10  内表面被膜塗布装置
11  外表面被膜塗布装置
12  被膜補修装置
【図１】
0004077598.tif 000002
【図２】
0004077598.tif 000003
【図３】
0004077598.tif 000004
【図４】
0004077598.tif 000005
【図５】
0004077598.tif 000006