(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパイラル鋼管の製造に用いられる鋼帯の幅方向両端に位置されて溶接されるべき側縁部を平滑化するための鋼帯側縁部平滑化装置であって、
送給される鋼帯の幅方向両側にそれぞれ位置される一対の圧下駆動部を備え、
前記各圧下駆動部は、
鋼帯の前記側縁部を下側から支持するとともに、鋼帯の送給方向に沿って互いに所定の間隔を隔てて配置される複数の下側圧下ロールと、
前記下側圧下ロール間の隙間と対向して位置されるとともに、前記下側圧下ロールとの間で鋼帯の前記側縁部を挟み込んで圧下することにより前記側縁部を平滑化する昇降可能な上側圧下ロールと、
を有することを特徴とする鋼帯側縁部平滑化装置。
【請求項２】
前記上側圧下ロールおよび前記下側圧下ロールによる鋼帯の圧下部位よりも鋼帯幅方向内側に位置して鋼帯を下側から支持することにより前記上側圧下ロールによる圧下に伴う鋼帯の垂れ下がりを規制する受けロールをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の鋼帯側縁部平滑化装置。
【請求項３】
前記下側圧下ロールおよび前記上側圧下ロールを前記受けロールと共に鋼帯の幅方向で移動させるための移動機構を更に有することを特徴とする請求項２に記載の鋼帯側縁部平滑化装置。
【請求項４】
前記各圧下駆動部は、前記上側圧下ロールを昇降駆動させるための昇降機構と、前記下側圧下ロールに対する前記上側圧下ロールの高さを調整するための高さ調整機構と、前記昇降機構に伴う前記上側圧下ロールの圧下量を調整するための圧下量調整機構とを更に有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の鋼帯側縁部平滑化装置。
【請求項５】
スパイラル鋼管の製造に用いられる鋼帯の幅方向両端に位置されて溶接されるべき側縁部を平滑化するための方法であって、
送給される鋼帯の幅方向両側のそれぞれにおいて、下側圧下ロールによって鋼帯の前記側縁部を下側から支持するとともに、前記下側圧下ロールと対向して位置される昇降可能な上側圧下ロールを降下させて前記下側圧下ロールと前記上側圧下ロールとの間で鋼帯の前記側縁部を挟み込んで圧下することにより前記側縁部を平滑化することを特徴とする方法。
【請求項６】
前記上側圧下ロールおよび前記下側圧下ロールによる前記平滑化は、これらの圧下ロールによる鋼帯の圧下部位よりも鋼帯幅方向内側で鋼帯を受けロールによって下側から支持することにより前記上側圧下ロールによる圧下に伴う鋼帯の垂れ下がりを規制することで、鋼帯側縁部を確実に平滑化することを含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパイラル鋼管の製造に用いられる鋼帯（鋼板）の幅方向両端に位置されて溶接されるべき側縁部を平滑化するための装置、および、鋼帯の前記側縁部を平滑化するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スパイラル鋼管は、例えば、外径が４００ｍｍ〜２７００ｍｍ、肉厚が６ｍｍ〜３０ｍｍ程度の溶接鋼管である。また、スパイラル鋼管は最長４０ｍ程度の長さのものもある（理論上、より広い範囲の外径の鋼管やより長い鋼管の製造も可能である）。このようなスパイラル鋼管は、構造用鋼管（鋼管杭、鋼管矢板）、水道用鋼管、ラインパイプ、各種配管等に用いられる。これらの用途では、数ｍ〜１０数ｍのスパイラル鋼管の端部同士を溶接によって接続していくことにより、延長しつつ施工される。  
【０００３】
具体的には、スパイラル鋼管は、一般に知られている（例えば特許文献１参照）ように、熱延コイル等のコイル状の鋼帯（鋼板；ホットコイル）をスパイラル状に成形しつつ、スパイラル状で円筒状（管状）にされた鋼帯の互いに突き合わされる左右側縁部同士を溶接することにより連続的に製造される。より具体的には、例えば図７に示されるように、コイル状の鋼帯１は、アンコイラー２によって巻かれた状態から、メインピンチロール７により駆動力を得て、サブピンチロール３を通じて帯状（板状）に引き出されるように送給され、フラットナー（レベラー）４およびローラーレベラー５により平坦度が矯正された後、研削装置であるベベルミラー６によって左右の側縁部（エッジ）１ａ，１ａが（図７では２段階で）トリミングされて幅調整等が行なわれる。このベベルミラー６によるトリミングでは、鋼帯１の帯幅を一定にする幅出しが行なわれるとともに、溶接面となる左右側縁部１ａ，１ａの端面のスケールが除去され、また、溶接のための開先加工も施される。なお、鋼帯１は、フラットナー４を通過した後、必要に応じて、鋼帯継部１３において新・旧鋼帯の接続のための溶接が行なわれる。  
【０００４】
その後、メインピンチロール７によって鋼帯１を更に下流側へ送るとともに、成形ロール８によって鋼帯１の長さ方向（鋼帯１の送り方向）に対して所定の角度を持った状態で所定の曲率で鋼帯１を曲げつつ、曲げられることで管状となる部分の管内面側で、既に管状に形成された部分の端面に曲げられた鋼帯１の管側の側縁を溶接（内面溶接）していく。また、管状に成形された直後の部分は、周囲に互いに間隔をあけて配置された押えロール９で管状に成形された直後の部分をサポートしつつ、管状に成形された部分で、鋼帯１の互いに突き合わされる左右側縁部１ａ，１ａを管外面側から更に溶接（外面溶接）する。これにより、スパイラル鋼管１０が製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第６４９０２６６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前述したレベラー４，５による鋼帯１の平坦度の矯正は、鋼帯１の圧延成形時に生じた鋼帯１の幅方向の凹凸状の波打ち（成形不良）を平滑化するために必要不可欠である。このようなレベラー４，５による平滑化では、一般に、鋼帯１の幅方向全体にわたってローラーが上下に配置され、上側ローラーまたは下側ローラーを圧下する（一般的には、下側ローラーを固定し、上側ローラーを圧下する）ことで、鋼帯１に均一な曲げ戻し応力を与えて、幅方向で長さに差（波打ち）がある鋼帯１の長い部分を短く、短い部分を長くして長さを揃えることにより、鋼帯１が平滑化される。
【０００７】
しかしながら、リブが付設されたリブ付き鋼帯を使用するスパイラル鋼管では、リブがローラーによる圧下作用を阻害し、特に溶接されるべき鋼帯１の側縁部１ａ，１ａで鋼帯１に生じる凹凸状の波打ち部位に対して均一な曲げ戻し応力を与えることが困難になる。とりわけ、肉厚の薄い鋼帯１では、凹凸状の波打ちが発生し易い。
【０００８】
側縁部１ａ，１ａの凹凸状の波打ちが平滑化されていないそのような鋼帯１がベベルミラー６に送給された場合には、べベルミラー６で行なわれる幅出しおよび溶接開先加工に不具合が生じ得る。すなわち、側縁部１ａ，１ａの凹凸状の波打ちが残存している状態では、ベベルミラー６が側縁部１ａ，１ａに接触できない場合があり、その場合には、溶接開先加工はおろか、幅出しすら行なうことができなくなり、成形ロール８での成形において成形不良が生じるとともに、その後の溶接においても溶接不良が発生し、造管品質および造管効率に大きな影響を及ぼす。
【０００９】
このように、スパイラル鋼管では、べベルミラー６の幅出し及び溶接開先加工の精度が鋼管の品質に大きな影響を及ぼすため、幅出しされて溶接されるべき鋼帯１の側縁部１ａ，１ａにおける凹凸状の波打ち等の成形不良部位はその工程上流側で確実に平滑化されていなければならない。このことは、リブ付き鋼帯に限らず、リブが無い鋼帯に関しても当てはまる重要な造管条件である。
【００１０】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、鋼帯におけるリブの存在の有無にかかわらず、凹凸状の波打ち等の成形不良部位を伴う鋼帯側縁部を平滑化できるスパイラル鋼管製造用鋼帯側縁部平滑化装置及び鋼帯側縁部平滑化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】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明は、スパイラル鋼管の製造に用いられる鋼帯の幅方向両端に位置されて溶接されるべき側縁部を平滑化するための鋼帯側縁部平滑化装置であって、
送給される鋼帯の幅方向両側にそれぞれ位置される一対の圧下駆動部を備え、
前記各圧下駆動部は、
鋼帯の前記側縁部を下側から支持するとともに、鋼帯の送給方向に沿って互いに所定の間隔を隔てて配置される複数の下側圧下ロールと、
前記下側圧下ロール間の隙間と対向して位置されるとともに、前記下側圧下ロールとの間で鋼帯の前記側縁部を挟み込んで圧下することにより前記側縁部を平滑化する昇降可能な上側圧下ロールと、
を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の上記構成によれば、一対の圧下駆動部により、送給される鋼帯の幅方向両側のそれぞれにおいて、下側圧下ロールによって鋼帯の側縁部を下側から支持しつつ、下側圧下ロールと対向して位置される昇降可能な上側圧下ロールを降下させて下側圧下ロールと上側圧下ロールとの間で鋼帯の側縁部を挟み込んで圧下することによって側縁部を平滑化するため、高精度な突き合わせ溶接要求に起因して平滑化が不可欠な鋼帯の側縁部のみに特化した圧下を実現して、曲げ戻し応力を側縁部に対して集中的かつ確実に印加できる。したがって、レベラーの圧下によって鋼帯側縁部の平滑化が不十分な場合であっても、鋼帯側縁部に残存する凹凸状の波打ち等の成形不良部位に対して曲げ戻し応力を確実に与えて、側縁部を完全に平滑化することが可能となる。その結果、ベベルミラーよりも造管工程上流側でこのような鋼帯側縁部平滑化装置による側縁部の平滑化を行なうことにより、べベルミラーでの幅出しおよび溶接開先加工を確実に行なって、成形ロールでの成形不良および溶接不良の発生を防止でき、造管品質および造管効率を高めることが可能となる。
【００１３】
また、以上のような構成および作用効果に加え、本発明の鋼帯側縁部平滑化装置は、上側および下側の圧下ロールによる鋼帯の圧下部位よりも鋼帯幅方向内側に位置する受けロールによって鋼帯を下側から支持することにより上側圧下ロールによる圧下に伴う鋼帯の垂れ下がりを規制（拘束）することが好ましい。これによれば、上側圧下ロールによる少ない圧下量で、適正かつ均一な曲げ戻し応力を局所的かつ効果的に鋼帯側縁部に印加して、鋼帯側縁部を効果的かつ均一に平滑化できるとともに、圧下量の制御を精度良く容易に行なうこともできるようになる。なお、圧下量とは、下側圧下ロール直上にある鋼帯上面に上側圧下ロール直下が位置する隙間がゼロとなる位置を基準とし、上側圧下ロール直下が下方に位置する方向を正とする。
【００１４】
また、このような受けロールによる鋼帯垂れ下がり規制においては、鋼帯を支持する受けロールの支持面が下側圧下ロールの支持面よりも若干下側に位置されることが好ましい。このように、受けロールの支持面の位置を下側圧下ロールの支持面よりも下げることにより、上側圧下ロールの圧下に伴って受けロールで平滑化に悪影響を及ぼす局所的な力が鋼帯に作用することを防止できるとともに、上側圧下ロールからの圧力を下側圧下ロールで無駄なく効果的に受けることができ、上側圧下ロールによる圧下量の低減にも寄与し得る。
【００１５】
なお、鋼帯側縁部に残存する凹凸状の波打ち等の成形不良部位は、一般に、鋼帯側縁部の内面側および外面側の一方側に作用する圧縮応力と他方側に作用する引張応力との相反する応力に伴って凹凸状に波打つように反った歪み形状を成しており、したがって、本発明に係る上記構成の鋼帯側縁部平滑化装置は、下側圧下ロールおよび受けロールと協働する上側圧下ロールの前述した圧下作用に基づき、圧縮応力を伴う鋼帯側縁部の部位に引張応力を作用させる一方、引張応力を伴う鋼帯側縁部の部位に圧縮応力を作用させて、鋼帯側縁部を塑性変形させることで、波打ちによって幅方向で長さに差がある鋼帯の長い部分（引張応力を伴う部分）を（圧縮応力の印加により）短くし、短い部分（圧縮応力を伴う部分）を（引張応力の印加により）長くして長さを揃えることにより、鋼帯を平滑化する。
【００１６】
また、本発明の鋼帯側縁部平滑化装置がリブ付き鋼帯に適用される場合、上側および下側圧下ロールの幅寸法（鋼帯との接触幅）は、これらのロールがリブと接触しない範囲内に設定されることが好ましい。すなわち、リブよりも鋼帯幅方向外側で上側圧下ロールによる圧下が成されることが好ましい。
【００１７】
また、上記構成において、各圧下駆動部は、上側圧下ロールを昇降駆動させるための昇降機構と、下側圧下ロールに対する上側圧下ロールの高さを調整するための高さ調整機構と、昇降機構に伴う上側圧下ロールの圧下量を調整するための圧下量調整機構とを更に有することが好ましい。このような機構を各圧下駆動部が備えることにより、鋼帯の厚さや成形不良の状態等に応じた適切な圧下量を設定することが可能となる。なお、この場合、上側圧下ロール（したがって下側圧下ロール）が複数設けられる場合には、各圧下ロールの圧下量を個別に調整できるように、各圧下ロールの高さを個別に調整できることが好ましい。また、昇降機構は、圧下ロールの圧下量を容易に微調整できるという点で油圧作動が好ましいが、電動ジャッキなど、機械的な作動により昇降を実現するものであっても構わない。
【００１８】
また、上記構成の鋼帯側縁部平滑化装置は、下側圧下ロールおよび上側圧下ロールを受けロールと共に鋼帯の幅方向で移動させるための移動機構を更に有することが好ましい。このような移動機構は、鋼帯の幅寸法に合わせて圧下ロールおよび受けロールの位置を鋼帯幅方向で調整でき、したがって、鋼帯の圧下部位（および鋼帯垂れ下がり規制位置）を任意に設定できるとともに、鋼帯がリブを有する場合でも、リブを避けるようにリブよりも鋼帯幅方向外側で所望の鋼帯側縁部位を確実に圧下できるようにする。
また、本発明は、前述の特徴を有する鋼帯側縁部平滑化方法も提供する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、一対の圧下駆動部により、送給される鋼帯の幅方向両側のそれぞれにおいて、下側圧下ロールによって鋼帯の側縁部を下側から支持しつつ、上側圧下ロールを降下させて下側圧下ロールと上側圧下ロールとの間で鋼帯の側縁部を挟み込んで圧下することで、鋼帯におけるリブの存在の有無にかかわらず曲げ戻し応力を鋼帯側縁部に印加して、凹凸状の波うち等の成形不良部を伴う鋼帯側縁部を均一に平滑化できる。さらに、圧下ロールによる鋼帯の圧下部位よりも鋼帯幅方向内側に位置する受けロールによって鋼帯を下側から支持することにより上側圧下ロールによる圧下に伴う鋼帯の垂れ下がりを規制するようにしているため、上側圧下ロールによる少ない圧下量で、適正かつ均一な曲げ戻し応力を局所的かつ効果的に鋼帯側縁部に印加して、凹凸状の波打ち等の成形不良部位を伴う鋼帯側縁部の平滑化を効果的かつ均一に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る鋼帯側縁部平滑化装置が適用されるスパイラル鋼管の製造工程を概略的に示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る鋼帯側縁部平滑化装置の正面図である。
【図３】図２の鋼帯側縁部平滑化装置の側面図（図２のＡ−Ａ方向矢視図）である。
【図４】鋼帯側縁部平滑化装置による圧下形態を模式的に示す概略図である。
【図５】鋼帯側縁部平滑化装置を用いた圧下試験の試験結果を示す表である。
【図６】鋼帯側縁部平滑化装置を用いた鋼帯矯正前後の鋼帯側縁部の概略図である。
【図７】従来のスパイラル鋼管の製造工程を概略的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１には、本発明の一実施の形態に係る鋼帯側縁部平滑化装置２０が適用されるスパイラル鋼管の製造工程が概略的に示されている。
【００２２】
図示のように、本実施の形態においても、図７に関連して前述したように、コイル状の鋼帯１は、アンコイラー２によって巻かれた状態から、メインピンチロール７により駆動力を得て、サブピンチロール３を通じて帯状（板状）に引き出されるように送給され、フラットナー（レベラー）４およびローラーレベラー５により平坦度が矯正された後、研削装置であるベベルミラー６によって左右の側縁部（エッジ）１ａ，１ａが（本実施の形態においても２段階で）トリミングされて幅調整等が行なわれる。このベベルミラー６によるトリミングでは、鋼帯１の帯幅を一定にする幅出しが行なわれるとともに、溶接面となる左右側縁部１ａ，１ａの端面のスケールが除去され、また、溶接のための開先加工も施される。なお、鋼帯１は、フラットナー４を通過した後、ローラーレベラー５に送り込まれる前に、必要に応じて、鋼帯継部１３において新・旧鋼帯の接続のための溶接が行なわれる。
【００２３】
その後、メインピンチロール７によって鋼帯１を更に下流側へ送るとともに、成形ロール８によって鋼帯１の長さ方向（鋼帯１の送り方向）に対して所定の角度を持った状態で所定の曲率で鋼帯１を曲げつつ、曲げられることで管状となる部分の管内面側で、既に管状に形成された部分の端面に曲げられた鋼帯１の管側の側縁を溶接（内面溶接）していく。また、管状に成形された直後の部分は、周囲に互いに間隔をあけて配置された押えロール９で管状に成形された直後の部分をサポートしつつ、管状に成形された部分で、鋼帯１の互いに突き合わされる左右側縁部１ａ，１ａを管外面側から更に溶接（外面溶接）する。これにより、スパイラル鋼管１０が製造される。
【００２４】
このようなスパイラル造管工程において、本実施の形態では、鋼帯１の幅方向両端に位置されて溶接されるべき側縁部１ａ，１ａを平滑化するための鋼帯側縁部平滑化装置２０が、ベベルミラー６よりも工程上流側に、特に本実施の形態では鋼帯継部１３とローラーレベラー５との間に配置されている。しかしながら、鋼帯継部１３を精度良く容易に行なうという観点からは、鋼帯側縁部平滑化装置２０が鋼帯継部１３よりも工程上流側に設けられることが好ましい。
【００２５】
なお、このような鋼帯側縁部平滑化装置２０は、本実施の形態のように、スパイラル造管工程中に常時配置されていても構わないが、必要に応じて適宜配置されても構わない。例えば、造管時において使用される鋼帯の凹凸状の波打ち（成形不良）は、使用前の鋼帯の巻姿の外観により判断できる（凹凸状の波打ちが発生している鋼帯の部位では、凹凸状の波打ちの大きさに相当する隙間が鋼帯の巻回部同士の間に生じている）ため、造管の品質に悪影響を与える例えば３ｍｍ以上の波打ち量（３ｍｍ以上の鋼帯巻回部間隙間）が巻姿外観から確認できる場合にのみ鋼帯側縁部平滑化装置２０を配置して使用するようにしてもよい。
【００２６】
図２および図３には、本実施の形態に係る鋼帯側縁部平滑化装置２０の構造が概略的に示されている。図示のように、鋼帯側縁部平滑化装置２０は、送給される鋼帯１の幅方向Ｗの両側にそれぞれ位置される一対の圧下駆動部２２，２２を備える。特に図２に示されるように、一対の圧下駆動部２２，２２は、送給される鋼帯１をその幅方向Ｗの両側から挟み込むように、鋼帯１の送給ライン（パスライン）Ｌを横切って延在する基台３１上で鋼帯幅方向Ｗに移動可能な可動体３０上に設置されている。
【００２７】
鋼帯幅方向Ｗの両側に位置される各圧下駆動部２２は、鋼帯１の側縁部１ａを下側から支持する下側圧下ロール（ローラー）２４と、下側圧下ロール２４と対向して位置されるとともに、下側圧下ロール２４との間で鋼帯１の側縁部１ａを上下から挟み込んで圧下することにより側縁部１ａを平滑化する昇降可能な上側圧下ロール（ローラー）２３とを有する。特に本実施の形態では、鋼帯１の送給方向Ｄ（図３参照）に沿って互いに所定の間隔を隔てて配置される３つの下側圧下ロール２４と、これらの下側圧下ロール２４と上方から対向するように鋼帯１の送給方向Ｄに沿って互いに所定の間隔を隔てて配置される２つの上側圧下ロール２３とが設けられる（特に本実施の形態では、鋼帯１の凹凸状の波打ちを効果的に平滑化できるように、３つの下側圧下ロール２４間の２つの隙間Ｃと対向するように上側圧下ロール２３が配置される）。この場合、下側圧下ロール２４は可動体３０上の取り付け台３９に対して固定され、一方、上側圧下ロール２３は、上側圧下ロール２３を昇降駆動させるための昇降機構に取り付けられている。ここで、昇降機構は、２つの上側圧下ロール２３を一体的に支持してこれらの上側圧下ロール２３と共に昇降可能な昇降体４３と、昇降体４３を昇降駆動させるための油圧シリンダ２７とを有し、油圧シリンダ２７は、取り付け台３９から立ち上がるように延在する支持体４１により支持されて図示しない油圧供給源から油圧チューブ５０を介して油圧が供給されるようになっている。
【００２８】
また、昇降体４３には、下側圧下ロール２４に対する上側圧下ロール２３の高さを調整するための高さ調整機構が設けられる。この高さ調整機構は、鋼帯送給方向Ｄの上流側（入側）および下流側（出側）の２つの上側圧下ロール２３の高さを個別に調整できるようになっており、具体的には、本実施の形態では、例えばスクリューに螺合するナット等の移動部材の移動に伴って上側圧下ロール２３を昇降させる高さ調整ネジの形態を成す高さ調整部２９，２９がそれぞれの上側圧下ロール２３に対応して個別に設けられている。
【００２９】
また、昇降体４３には、油圧シリンダ２７との間に介在して、油圧シリンダ２７に伴う上側圧下ロール２３の圧下量を調整するための圧下量調整機構２８が更に設けられる。この圧下量調整機構２８は、本実施の形態では、鋼帯１の厚さに応じて圧下量を変えることができるように、油圧シリンダ２７の駆動ピストンと昇降体４３との間に積層配置されるライナーの量を変えることによって圧下量を可変にする圧下量調整シムの形態を成す。
【００３０】
また、各圧下駆動部２２は、上側および下側圧下ロール２３，２４による鋼帯１の圧下部位よりも鋼帯幅方向内側に位置して鋼帯１を下側から支持することにより上側圧下ロール２３による圧下に伴う鋼帯１の垂れ下がりを規制する受けロール（ローラー）２５を更に有する。特に本実施の形態では、２つの受けロール２５が設けられ、これらの受けロール２５は、下側圧下ロール２４から鋼帯幅方向内側に所定距離だけ離間した（例えば１５０ｍｍ程度のロール中心間距離を隔てた）状態で、鋼帯１の送給方向Ｄに沿って互いに所定の間隔を隔てて、３つある下側圧下ロール２４のうち両側に位置される下側圧下ロール２４とほぼ対向するように配置されており、可動体３０から延びる延出支持部５３によって支持されている。この場合、鋼帯１を支持する受けロール２５の支持面２５ａは、下側圧下ロール２４の鋼帯支持面２４ａよりも若干下側（例えば１０ｍｍ程度下側）に位置されている。このように、受けロール２５の支持面２５ａの位置を下側圧下ロール２４の支持面２４ａよりも下げることにより、上側圧下ロール２３の圧下に伴って受けロール２５で平滑化に悪影響を及ぼす局所的な力が鋼帯１に作用することを防止できるとともに、上側圧下ロール２３からの圧力を下側圧下ロール２４で無駄なく効果的に受けることができ、上側圧下ロール２３による圧下量の低減にも寄与し得る。
【００３１】
また、鋼帯側縁部平滑化装置２０は、下側圧下ロール２４および上側圧下ロール２３を受けロール２５と共に鋼帯１の幅方向Ｗで移動させるための移動機構６０を更に有する。この移動機構６０は、各圧下駆動部２２の可動体３０を鋼帯幅方向Ｗで個別に移動させることができるように、各圧下駆動部２２の可動体３０にそれぞれ対応して設けられるスクリュー２６と、可動体３０の下面に設けられてスクリュー２６と螺合する螺合体３２とを有しており、スクリュー２６の回転駆動によって螺合体３２を並進させることによって可動体３０上の下側圧下ロール２４および上側圧下ロール２３を受けロール２５と一体で鋼帯１の幅方向Ｗに移動させるようになっている。
【００３２】
次に、上記構成の鋼帯側縁部平滑化装置２０の作用について説明する。
まず、鋼帯側縁部平滑化装置２０の使用に際しては、鋼帯１の種類、厚さ、および、幅寸法等に応じて、圧下ロール２３，２４の適切な幅寸法（鋼帯１との接触幅）を採用するとともに、移動機構６０により鋼帯側縁部１ａに対する下側圧下ロール２４および上側圧下ロール２３の位置を調整して、高さ調整機構（高さ調整部２９，２９）および圧下量調整機構２８を用いて上側圧下ロール２３の高さ調整および圧下量調整を行なう。特に、鋼帯側縁部平滑化装置２０がリブ付き鋼帯１に適用される場合には、圧下ロール２３，２４がリブと接触しないように（リブよりも鋼帯幅方向外側で上側圧下ロール２３による圧下が成されるように）、上側および下側圧下ロール２３，２４の幅寸法を設定するとともに、移動機構６０を用いて下側圧下ロール２４および上側圧下ロール２３の中心が例えば鋼帯１の幅方向端部から鋼帯幅方向内側へ３０〜５０ｍｍから離れた位置に位置決めされるように設定する。そして、通常は、送給方向上流側（入側）に位置される上側圧下ロール２３の高さを送給方向下流側（出側）に位置される上側圧下ロール２３の高さよりも（例えば１ｍｍ程度）低く設定して、送給方向上流側で鋼帯側縁部１ａを相対的に強く圧下し、送給方向下流側で鋼帯側縁部１ａを相対的に弱く圧下する。
【００３３】
このように初期設定された鋼帯側縁部平滑化装置２０に対して、鋼帯継部１３を通過して（必要に応じて鋼帯継部１３で新・旧鋼帯の接続のための溶接が行なわれて）送給される鋼帯１が導入されると、油圧シリンダ２７が駆動され、それにより、上側圧下ロール２３の圧下によって鋼帯１の側縁部１ａに所定の曲げ戻し応力が付与されることで、側縁部１ａに存在する凹凸状の波打ち等の非平坦部位が平滑化される。この際、受けロール２５が鋼帯１の垂れ下がりを防止することにより、曲げ戻し応力が側縁部１ａに局所的かつ効果的に与えられ、側縁部１ａに存在する凹凸状の波打ち等の非平坦部位の平滑化が確実になされる。
【００３４】
具体的には、図４に示されるように、リブ５０が付設された鋼帯１の側縁部１ａに存在する凹凸状の波打ち等の非平坦状の成形不良部位は、一般に、鋼帯側縁部１ａの内面１ａａ側および外面１ａｂ側の一方側（図４では内面１ａａ側）に作用する圧縮応力Ｆ１と他方側（図４では外面１ａｂ側）に作用する引張応力Ｆ２との相反する応力に伴って凹凸状に波打つように反った歪み形状を成しており、したがって、本実施の形態に係る鋼帯側縁部平滑化装置２０は、下側圧下ロール２４および受けロール２５と協働する上側圧下ロール２３（下側圧下ロール２４と共にリブ５０を避けるようにリブ５０よりも鋼帯幅方向外側に位置される）の前述した圧下作用に基づき、圧縮応力Ｆ１を伴う鋼帯側縁部の部位（内面１ａａ側部位）に引張応力を作用させる一方、引張応力Ｆ２を伴う鋼帯側縁部の部位（外面１ａｂ側部位）に圧縮応力を作用させて、鋼帯側縁部１ａを塑性変形させることで、波打ちによって幅方向で長さに差がある鋼帯の長い部分（引張応力を伴う部分）を（圧縮応力の印加により）短くし、短い部分（圧縮応力を伴う部分）を（引張応力の印加により）長くして長さを揃えることにより、鋼帯１を平滑化する。
【００３５】
以上説明したように、本実施の形態に係る鋼帯側縁部平滑化装置２０によれば、一対の圧下駆動部２２，２２により、送給される鋼帯１の幅方向両側のそれぞれにおいて、下側圧下ロール２４によって鋼帯１の側縁部１ａを下側から支持しつつ、下側圧下ロール２４と対向して位置される昇降可能な上側圧下ロール２３を降下させて下側圧下ロール２４と上側圧下ロール２３との間で鋼帯１の側縁部１ａを挟み込んで圧下することによって側縁部１ａを平滑化するため、高精度な突き合わせ溶接要求に起因して平滑化が不可欠な鋼帯１の側縁部１ａのみに特化した圧下を実現して、曲げ戻し応力を側縁部１ａに対して集中的かつ確実に印加できる。したがって、鋼帯１にリブ５０が存在する場合であって、鋼帯全幅にわたる上流側でのレベラーの圧下によって鋼帯側縁部１ａの平滑化が不十分な場合であっても、鋼帯側縁部１ａに残存する凹凸状の波打ち等の成形不良部位に対して曲げ戻し応力を確実に与えて、側縁部１ａを完全に平滑化することが可能となる。その結果、本実施の形態のようにベベルミラー６よりも造管工程上流側でこのような鋼帯側縁部平滑化装置２０による側縁部１ａの平滑化を行なうことにより、べベルミラー６での幅出しおよび溶接開先加工を確実に行なって、成形ロール８での成形不良および溶接不良の発生を防止でき、造管品質および造管効率を高めることが可能となる。
【００３６】
また、以上のような構成および作用効果に加え、本実施の形態に係る鋼帯側縁部平滑化装置２０は、上側および下側の圧下ロール２３，２４による鋼帯１の圧下部位よりも鋼帯幅方向内側に位置する受けロール２５によって鋼帯１を下側から支持することにより上側圧下ロール２３による圧下に伴う鋼帯１の垂れ下がりを規制（拘束）するようにしているため、上側圧下ロール２３による少ない圧下量で、適正かつ均一な曲げ戻し応力を局所的かつ効果的に鋼帯側縁部１ａに印加して、鋼帯側縁部１ａを効果的かつ均一に平滑化できるとともに、圧下量の制御を精度良く容易に行なうこともできるようになる。
【００３７】
図５には、本実施の形態に係る鋼帯側縁部平滑化装置２０において、送給方向上流側（入側）に位置される上側圧下ロール２３および送給方向下流側（出側）に位置される上側圧下ロール２３の圧下量（ｍｍ）がそれぞれ異なる４つの条件下で、矯正前後の凹凸状の波打ちの量（ｍｍ）および圧下徐荷後の凹み（ｍｍ）を記録した試験結果が示されている。この結果から分かるように、圧下量が最も少ない条件Ｄ下で所望の平滑化（圧下徐荷後の凹みが２ｍｍ以下）を実現することができた。すなわち、圧下量が大きい条件Ａ〜Ｃにおいては、圧下徐荷後の凹みが大きくなってしまうことから、受けロール２５の存在下では、圧下量を大きくすることなく、むしろ小さくすることで、望ましい平滑化が得られることが分かる。なお、図５に示される試験では、９ｍｍ厚の鋼帯の側縁部をガスであぶって波打ちさせた状態で、直径１３０ｍｍ、幅５０ｍｍの圧下ロール（ロールピッチ１６０ｍｍ）を用いて波打ちの矯正（押し力２０Ｔ（７０ＭＰａのとき））が行なわれた。また、図６は、条件Ｄ下での鋼帯矯正前後の鋼帯側縁部の概略図である。この図からも分かるように、矯正前後で波打ち量（ギャップ）が７ｍｍから１ｍｍ以下へと大幅に改善されている。
【００３８】
以上、本発明の一実施の形態について説明してきたが、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。例えば、昇降機構、高さ調整機構、圧下量調整機構、移動機構の形態は、前述した実施形態の形態に限定されない。また、圧下ロールおよび受けロールの数および位置も前述した実施のそれに限定されない。
【符号の説明】
【００３９】
１  鋼帯
１ａ  側縁部
２０  鋼帯側縁部平滑化装置
２２  圧下駆動部
２３  上側圧下ロール
２４  下側圧下ロール
２５  受けロール
２７  油圧シリンダ（昇降機構）
４３  昇降体（昇降機構）
２８  圧下量調整機構
２９  高さ調整部（高さ調整機構）
６０  移動機構
【要約】
【課題】鋼帯におけるリブの存在の有無にかかわらず、凹凸状の波打ち等の成形不良部位を伴う鋼帯側縁部を平滑化できるスパイラル鋼管製造用鋼帯側縁部平滑化装置及び鋼帯側縁部平滑化方法を提供する。
【解決手段】鋼帯１の側縁部１ａを平滑化する鋼帯側縁部平滑化装置２０は、送給される鋼帯の幅方向両側にそれぞれ位置される一対の圧下駆動部２２，２２を備える。各圧下駆動部２２は、鋼帯の側縁部を下側から支持する下側圧下ロール２４と、下側圧下ロール２４との間で鋼帯の側縁部を挟み込んで圧下することにより側縁部を平滑化する上側圧下ロール２３とを有する。
【選択図】図２【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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