(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電縫鋼管のビード切削に引き続いてシーム両側の内面ビード切削域境界相当部を、左右振り分け型または中凹み型の内面圧延ロールと、外面圧延ロールとを用いて圧延することを特徴とする電縫鋼管の管内面平滑化方法。
【請求項２】
前記内面圧延ロールの管接触部の曲率半径が管内面の目標曲率半径の１／１０倍超２倍未満であり、かつ、前記外面圧延ロールの管接触部の曲率半径が管外面の目標曲率半径の１／２倍超５倍未満であることを特徴とする請求項１記載の電縫鋼管の管内面平滑化方法。
【請求項３】
電縫鋼管の製造ライン内で、ビード切削用バイトの下流側に配設され、シーム両側の内面ビード切削域境界相当部を圧延する、左右振り分け型または中凹み型の内面圧延ロールと、外面圧延ロールとを有することを特徴とする電縫鋼管の管内面平滑化装置。
【請求項４】
前記内面圧延ロールの管接触部の曲率半径が管内面の目標曲率半径の１／１０倍超２倍未満であり、かつ、前記外面圧延ロールの管接触部の曲率半径が管外面の目標曲率半径の１／２倍超５倍未満であることを特徴とする請求項３記載の電縫鋼管の管内面平滑化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電縫鋼管の管内面平滑化方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電縫鋼管は、通常、帯鋼を、オープン管状にロール成形し、該オープン管の両エッジ部で形成したＶ字形のオープンシームを高周波電流（抵抗または誘導方式）により加熱してＶ字先端部を溶融させるとともに、スクイズロールを用いて、溶融したＶ字先端部の両エッジ部端面を衝合圧接（溶接）することにより、周方向に閉じた管となし、該管のシームに形成されている溶接ビードを管内外面から切削バイトで切削除去し、得られた母管を絞り圧延機（サイザー）で縮径圧延して各種外径寸法の製品にするという方法で製造されている（例えば、非特許文献１、特許文献１など参照。）。
【０００３】
【非特許文献１】
日本鉄鋼協会編第３版鉄鋼便覧III(2)第1056-1092 頁（昭和55年11月20日、丸善（株）発行）
【特許文献１】
特公平２−24606 号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記製造方法で製造された電縫鋼管製品では、次のような問題があることがわかった。
すなわち、図４(a）に示すように、ビード切削後の管１内面形状は、シーム２の両側に跨る内面ビード切削域３の境界４が高さ0.02mm程度の微小な尖り部をなすような形状を呈する。これは、溶接前のフィンパス成形によりオープン管両エッジ部が内面側に膨出するため、シーム近傍では、管内面の曲率半径が所定の設計値よりも大きくなり、一方、内面ビード切削用バイトの刃先の延長方向の曲率半径は前記所定の設計値以下に設定されていることから、内面ビード切削域とその外側のビード切削されなかった管内面との境界において曲率の不連続が生じることによる。
【０００５】
内面に上記のような尖り部４を有する管を母管として縮径圧延を行なうと、図４(b) に示すように、尖り部４が隆起し、その結果、シーム２近傍に二つ山状の内面突条５が形成されるという現象が認められる。縮径圧延の縮径率によっては、内面突条５の山高さ（定義を図４(c) に示す。）が0.05mm超になる。
このような山高さ0.05mm超の内面突条を有する管は、これを冷牽（冷間引抜き加工）すると、内面工具（プラグ）の焼き付きや不当りが発生して、加工中断や仕上寸法不良を招きやすいことから、厳しい内面寸法精度を要求される自動車部品等の製造に用いられる冷牽用素材管として安定供給することが難しいという問題がある。
【０００６】
本発明は、この問題を解決し、内面ビード切削した電縫鋼管を母管とした縮径圧延管材のシーム近傍に内面突条が現出するのを抑制する電縫鋼管の管内面平滑化方法および装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた本発明は、電縫鋼管のビード切削に引き続いてシーム両側の内面ビード切削域境界相当部を、左右振り分け型または中凹み型の内面圧延ロールと、外面圧延ロールとを用いて圧延することを特徴とする電縫鋼管の管内面平滑化方法である。
また、本発明は、電縫鋼管の製造ライン内で、ビード切削用バイトの下流側に配設され、シーム両側の内面ビード切削域境界相当部を圧延する、左右振り分け型または中凹み型の内面圧延ロールと、外面圧延ロールとを有することを特徴とする電縫鋼管の管内面平滑化装置である。
【０００８】
本発明では、前記内面圧延ロールの管接触部の曲率半径が管内面の目標曲率半径の1/10倍超２倍未満であり、かつ、前記外面圧延ロールの管接触部の曲率半径が管外面の目標曲率半径の1/2 倍超５倍未満であることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明では、例えば図１に示すように、電縫鋼管１の製造ライン内で、スクイズロール11の出側に配置されたビード切削用バイト（内面バイト６および外面バイト７）の下流側に、シーム２両側の内面ビード切削域境界相当部（図４(a) の尖り部４）を圧延する内面圧延ロール８と外面圧延ロール９とを有する管内面平滑化装置を配設する。この管内面平滑化装置を用いて、管１のビード切削に引き続いてシーム２両側の内面ビード切削域境界相当部を内面圧延ロール８と外面圧延ロール９とを用いて圧延する。
【００１０】
これにより、図４（ａ）に示した尖り部４が平滑化され、図４（ｂ）  に示した縮径圧延後の内面突条５の山高さが０．０５ｍｍ程度以下に低減する。すなわち、内面ビード切削した電縫鋼管を母管とした縮径圧延管材のシーム近傍に内面突条が現出するのを抑制することができる。
本発明に係る管内面平滑化装置の内面圧延ロールは、例えば図２（ａ）に参考例として示すような、台車１４の幅方向中央に搭載された１本の内面圧延ロール８ではなくて、例えば図２（ｂ）,（ｃ）のように台車１４の幅方向両側（左右）に振り分けて搭載された２本の内面圧延ロール８Ａ，８Ｂ、また例えば図２（ｄ），（ｅ）のように台車１４の幅方向中央に搭載された１本の内面圧延ロール８であってそのロール胴に中凹み８１を設けたもの、などのいずれも好ましく用いうる。なお、図２（ｂ）,（ｃ）の左右振り分け型では、上側の内面接触コロ１５を省略することもできる。また、何らかの原因で発生するかもしれない内面ビード未切削部が内面圧延ロールに接触してこれを損傷するのを回避する観点から、内面圧延ロール８としては、かかる内面ビード未切削部の逃がし溝を有するもの、すなわち、図２（ｄ），（ｅ）のようなロール胴に中凹み８１を設けた中凹み型のものが、より好ましい。
【００１１】
また、本発明では、例えば図３に示すように、管内面、管外面の目標曲率半径（縮径圧延される母管での曲率半径の目標値）をそれぞれＲi ＲO 、内面圧延ロール８の管接触部の曲率半径をｒi 、外面圧延ロール９の管接触部の曲率半径をｒO とすると、内面圧延ロール８と外面圧延ロール９とは、次式(1) 、(2) が満足されるようにロールプロフィル設計されたものが好ましい。
【００１２】
ＲO ／２＜ｒO ＜５×ＲO               (1)
Ｒi ／10＜ｒi ＜２×Ｒi               (2)
その理由は、次のとおりである。外面圧延ロールにおいて、ｒO がＲO ／２以下では、管を充分に拘束できずロール疵が発生しやすい。一方、ｒO が５×ＲO 以上では、管を充分に拘束できず管がローリングするため正確な圧延を行いにくい。また、内面圧延ロールにおいては、ビード切削幅（図４(a) の内面ビード切削域３の管周方向寸法）が常に一定になるわけではないことから、ｒi がＲi ／10以下となる程に小さすぎると圧延位置がずれ、圧痕疵が発生しやすくなる。一方、ｒi が２×Ｒi 以上となる程に大きすぎると管内面の尖り部４以外の位置でも管と接触するようになるため、圧延が困難となる。
【００１３】
ｒO およびｒi を上式の範囲内とすることにより、縮径圧延後のシーム両側（あるいはさらにシーム位置）の内面突条の山高さを確実に0.02mm以下に抑制することができる。
なお、ロール端部の逃がし部（管と接触しない部分）の曲率半径については、上式以外の範囲としても別段問題はない。
【００１４】
また、内面圧延ロールおよび外面圧延ロールの材質には、セラミック、超硬合金、JIS G4404 の表５に示される熱間金型用合金工具鋼鋼材（例えばSKD ）などを用いることができ、なかでも、耐久性や耐摩耗性の観点から、セラミックがより好ましい。セラミックは、Si3N4 系、SiC 系、Al2O3 系、Zr2O3 系などが好適である。なお、これらのロールとロールホルダとの摺動部や、ロールの表面などに鉱物油やソリブル油や固体潤滑剤などの適切な潤滑剤を供給することは、耐久性向上や焼付き防止の面から有効である。
【００１５】
【実施例】
図１に示した形態の電縫管製造ラインにおいて、電縫溶接後ビード切削された表１に示す鋼種および寸法の電縫鋼管のシーム両側の内面ビード切削域境界相当部を、図３に示した形状の内面圧延ロール（中凹み型）と外面圧延ロールとを有する管内面平滑化装置を用い、SiC 系のセラミックス製で表１に示すｒi を有するものとした前記内面圧延ロールとSiC 系のセラミックス製で表１に示すｒO を有するものとした前記外面圧延ロールとにより圧延（この圧延を「シーム両側圧延」と称する。）し、該シーム両側圧延した管を母管として表１に示す縮径率で縮径圧延し、得られた製品管について、シーム両側における内面突条の山高さを、管断面の光学顕微鏡観察により測定した。なお、比較のため、前記シーム両側圧延を行わずに縮径圧延した場合についても同様に測定した。これらの測定結果を表１に示す。なお、表１に示した山高さは測定データの最大値である。
【００１６】
【表１】
0004161662.tif 000002
【００１７】
表１より、本発明に従いシーム両側圧延を行なったもの（発明例）はいずれも山高さが0.05mm以下と冷牽用素材管として十分に良好な内面平滑形状が得られ、とくにｒO とｒi を前記式(1)、(2) が満足される範囲に設定したものは山高さが0.02mm以下とさらに良好な内面平滑形状が得られた。これに対し、シーム両側圧延を行なわなかったもの（比較例）は、山高さが0.05mmを超え、冷牽用素材管としては不十分な内面平滑形状を有するものとなった。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、内面ビード切削した電縫鋼管を母管とした縮径圧延管材のシーム近傍に内面突条が現出するのを抑制することができ、冷牽用素材管の安定供給が可能となるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の１例を示す模式図である。
【図２】  本発明に係る管内面平滑化装置の内面圧延ロールの例（（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ））を、参考例（（ａ））とともに示す模式図である。
【図３】本発明に係る管内面平滑化装置の好適寸法条件を示す断面図である。
【図４】本発明が解決すべき課題の説明図である。
【符号の説明】
１  管（電縫鋼管）
２  シーム
３  内面ビード切削域
４  尖り部（内面ビード切削域の境界）
５  内面突条
６  内面バイト
７  外面バイト
８、8A、8B  内面圧延ロール
９  外面圧延ロール
10  オープン管
11  スクイズロール
12  シーム押さえロール
13  インピーダ
14  台車
15  内面接触コロ
81  中凹み
20  オープンシーム
【図１】
0004161662.tif 000003
【図２】
0004161662.tif 000004
【図３】
0004161662.tif 000005
【図４】
0004161662.tif 000006