リブ付きスパイラル鋼管の製造方法
【課題】生産コストを増加させることなく、成形工程時のリブ付け根部の割れの発生防止が可能なリブ付きスパイラル鋼管の製造方法を提供する。
【解決手段】リブ付きスパイラル鋼管２の製造方法において、成形ロール３，４，５で２点支持１点集中荷重の曲げ加工を施す前に、熱延鋼板１を予め加熱しておくことを特徴とするリブ付きスパイラル鋼管の製造方法。好ましくは２００℃以下に加熱しておくことを特徴とするリブ付きスパイラル鋼管の製造方法。
【解決手段】リブ付きスパイラル鋼管２の製造方法において、成形ロール３，４，５で２点支持１点集中荷重の曲げ加工を施す前に、熱延鋼板１を予め加熱しておくことを特徴とするリブ付きスパイラル鋼管の製造方法。好ましくは２００℃以下に加熱しておくことを特徴とするリブ付きスパイラル鋼管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリブ付きスパイラル鋼管の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スパイラル鋼管の製造装置は、素材に必要な予備処理を行いながら送り込む前処理部、スパイラル状に成形しながら衝合部を溶接する成形部、および連続的に製造された鋼管を製管機を停止させることなく必要な長さに切断しながら送り出す、送り出し部から構成されている。
【０００３】
スパイラル鋼管の品質は、主に鋼管真円度で評価され、コイル継溶接（板継溶接）や、曲げ加工後の成形が鋼管真円度に影響を与える。
【０００４】
特許文献１は、スパイラル鋼管の製管ラインにおける板継溶接に関し、裏波ビードが出ていない状態でコイル裏面部を曲げた場合、丸みのないくり型形状となり真円度が低下するところ、突合せ部を予熱して解消させることが記載されている。
【０００５】
一方、成形部における加工は、素材となる熱延鋼板に３本の成形ロールで２点支持１点集中荷重の曲げ加工を施し、曲げ加工後の熱延鋼板は、ガイドローラで製品としての鋼管径にガイドされた後溶接される。
【０００６】
ガイドローラには、熱延鋼板の表裏面のいずれかに配置されることにより外面拘束型と内面拘束型があり、外面拘束型では、製品径より大きい半径に曲げ加工をされた後、ガイドローラで外側から製品径に保持された状態で溶接される。
【０００７】
内面拘束型では、製品径より小さい半径に曲げ加工をされた後、ガイドローラで内側から製品径に保持された状態で溶接される。
【０００８】
このようにスパイラル鋼管は成形溶接のままで製品とされるため、成形時における残留応力がそのまま残存し、例えば、特許文献２には、外面拘束型の場合、１．スプリングバックしようとする残留応力により外径変動が大きく表示される。２．ラインパイプとして使用する場合において内圧に対する耐力が低い。３．矢板用原管とする場合の接手溶接で変形する。
【０００９】
特許文献２は、残留応力を制御して溶接突合せ部におけるピーキングの発生や鋼板座屈を防止するスパイラル鋼管の製造方法に関し、外周拘束型造管機による造管の場合、通常、成形ロールによる初期曲げ半径を鋼管半径より大きくするところ、小さくし、更に、第一ロールの設定高さを造管下端面レベルより高くして、初期曲げの前に生じる逆曲げの半径を大きくすることが記載されている。
【００１０】
特許文献３には、特許文献２で提案する、スパイラル鋼管の製造方法における、最適な初期曲げ半径を鋼管の製品中立面半径、スプリングバック係数などを用いて具体的に求める算出式が記載されている。
【特許文献１】特開２００６−１２２９３０号公報
【特許文献２】特開昭５３−１４２３６１号公報
【特許文献３】特開昭５３−１４２３６３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、スパイラル鋼管は鋼管矢板の素管として用いられ、周囲の土壌との密着性を向上させるため外周面にリブを設けたリブ付きスパイラル鋼管が製造されている。
【００１２】
図２はリブ付きスパイラル鋼管の成形工程を模式的に示し、リブ１１が設けられた熱延鋼板１をリブ１１を外周面側として、成形ロール３，４、及び５で２点支持１点集中荷重の曲げ加工を施した場合に、リブ１１の根元に割れａが生じている様子を示している。
【００１３】
割れａの発生には、熱延鋼板の靭性が大きな影響を示し、熱間圧延時の仕上温度を低下させたり、高温巻取りすることが有効であるが、圧延工場の生産能率が低下する。また、耐割れ性を向上させるため、成分組成にＣｕ，Ｎｉを添加することも有効であるが、生産コストが増加する。
【００１４】
そこで、本発明は生産コストを増加させることなく、リブ付きスパイラル鋼管の成形工程時の割れ発生を防止する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】
【００１５】
本発明の課題は以下の手段により達成可能である。
１．リブ付きスパイラル鋼管の製造方法であって、成形ロールで２点支持１点集中荷重の曲げ加工を施す前に、熱延鋼板を予め加熱しておくことを特徴とするリブ付きスパイラル鋼管の製造方法。
２．予め、熱延鋼板を加熱する温度が２００℃以下であることを特徴とする１記載のリブ付きスパイラル鋼管の製造方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、圧延工場の生産能率を低下させたり、Ｃｕ，Ｎｉなどの高価な元素を使用しない成分組成の鋼板で、リブ脇の割れを防止してリブ付きスパイラル鋼管の製造が可能で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】
【００１７】
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
図１は本発明に係るリブ付きスパイラル鋼管の製造方法を説明する模式図で、図において、１は熱延鋼板、２はリブ付きスパイラル鋼管（但し、図において外周面に設けられたリブは省略）、３，４、５は成形ロール、６は予熱装置を示す。
【００１８】
本発明に係るリブ付きスパイラル鋼管の製造方法では、成形ロール３，４，５の入り口側に距離ｌを設けて予熱装置６を配置し、成形ロール３，４，５による曲げ加工の直前で、熱延鋼板１を予熱する。
【００１９】
熱延鋼板１に成形ロール３，４，５で２点支持１点集中荷重の曲げ加工を施し、スパイラル状に成形しつつその端部ｂ、ｃ間を溶接する。
【００２０】
熱延鋼板１の予熱装置６による予熱温度は、予め試験材などで、曲げ加工で割れ防止が可能な温度を求めておき、実操業において当該温度を適用する。但し、熱延鋼板の通常の巻取り温度である２００℃を上限とすることが好ましい。
【００２１】
予熱装置６は、通過する熱延鋼板を短時間で所望の温度に加熱できれものであれば良く本発明では特に規定しない。誘導加熱装置を用いると、鋼板内部より表層部が加熱され、リブの付け根部がより高温に加熱されるので好ましい。
【実施例】
【００２２】
本発明の効果を実施例を用いて説明する。スパイラル鋼管の外周面となる表面に高さ３ｍｍ、幅３ｍｍのリブを４０ｍｍＰで加工した板厚１９ｍｍ〜２５ｍｍの熱延鋼板（ＳＫＫ規格、Ｓｉ−Ｍｎ−（Ｎｉ，Ｃｕｆｒｅｅ）系）を、予熱装置で種々の温度に予熱後、３本の成形ロールで曲げ加工し、スパイラル鋼管とした後、リブの付け根における割れの発生有無を肉眼で確認した。
【００２３】
試験において、予熱装置は誘導加熱装置とし、距離ｌは１５００ｍｍとした。予熱を実施した場合、曲げ加工時の鋼板温度は予熱温度から約２０℃低下していた。表１に試験結果を示す。
【００２４】
成形ロールで２点支持１点集中荷重の曲げ加工を施す前に、予熱装置で予熱した、試験Ｎｏ．Ａ，Ｂでは、リブの付け根における割れは発生せず、一方、予熱を行わなかった試験Ｎｏ．Ｃ，Ｄでは割れが発生した。
【００２５】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る製造方法を説明する図。
【図２】割れの発生状況を説明する図。
【符号の説明】
【００２７】
１ 熱延鋼板
２ リブ付きスパイラル鋼管
３、４、５ 成形ロール
１１ リブ
【技術分野】
【０００１】
本発明はリブ付きスパイラル鋼管の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スパイラル鋼管の製造装置は、素材に必要な予備処理を行いながら送り込む前処理部、スパイラル状に成形しながら衝合部を溶接する成形部、および連続的に製造された鋼管を製管機を停止させることなく必要な長さに切断しながら送り出す、送り出し部から構成されている。
【０００３】
スパイラル鋼管の品質は、主に鋼管真円度で評価され、コイル継溶接（板継溶接）や、曲げ加工後の成形が鋼管真円度に影響を与える。
【０００４】
特許文献１は、スパイラル鋼管の製管ラインにおける板継溶接に関し、裏波ビードが出ていない状態でコイル裏面部を曲げた場合、丸みのないくり型形状となり真円度が低下するところ、突合せ部を予熱して解消させることが記載されている。
【０００５】
一方、成形部における加工は、素材となる熱延鋼板に３本の成形ロールで２点支持１点集中荷重の曲げ加工を施し、曲げ加工後の熱延鋼板は、ガイドローラで製品としての鋼管径にガイドされた後溶接される。
【０００６】
ガイドローラには、熱延鋼板の表裏面のいずれかに配置されることにより外面拘束型と内面拘束型があり、外面拘束型では、製品径より大きい半径に曲げ加工をされた後、ガイドローラで外側から製品径に保持された状態で溶接される。
【０００７】
内面拘束型では、製品径より小さい半径に曲げ加工をされた後、ガイドローラで内側から製品径に保持された状態で溶接される。
【０００８】
このようにスパイラル鋼管は成形溶接のままで製品とされるため、成形時における残留応力がそのまま残存し、例えば、特許文献２には、外面拘束型の場合、１．スプリングバックしようとする残留応力により外径変動が大きく表示される。２．ラインパイプとして使用する場合において内圧に対する耐力が低い。３．矢板用原管とする場合の接手溶接で変形する。
【０００９】
特許文献２は、残留応力を制御して溶接突合せ部におけるピーキングの発生や鋼板座屈を防止するスパイラル鋼管の製造方法に関し、外周拘束型造管機による造管の場合、通常、成形ロールによる初期曲げ半径を鋼管半径より大きくするところ、小さくし、更に、第一ロールの設定高さを造管下端面レベルより高くして、初期曲げの前に生じる逆曲げの半径を大きくすることが記載されている。
【００１０】
特許文献３には、特許文献２で提案する、スパイラル鋼管の製造方法における、最適な初期曲げ半径を鋼管の製品中立面半径、スプリングバック係数などを用いて具体的に求める算出式が記載されている。
【特許文献１】特開２００６−１２２９３０号公報
【特許文献２】特開昭５３−１４２３６１号公報
【特許文献３】特開昭５３−１４２３６３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、スパイラル鋼管は鋼管矢板の素管として用いられ、周囲の土壌との密着性を向上させるため外周面にリブを設けたリブ付きスパイラル鋼管が製造されている。
【００１２】
図２はリブ付きスパイラル鋼管の成形工程を模式的に示し、リブ１１が設けられた熱延鋼板１をリブ１１を外周面側として、成形ロール３，４、及び５で２点支持１点集中荷重の曲げ加工を施した場合に、リブ１１の根元に割れａが生じている様子を示している。
【００１３】
割れａの発生には、熱延鋼板の靭性が大きな影響を示し、熱間圧延時の仕上温度を低下させたり、高温巻取りすることが有効であるが、圧延工場の生産能率が低下する。また、耐割れ性を向上させるため、成分組成にＣｕ，Ｎｉを添加することも有効であるが、生産コストが増加する。
【００１４】
そこで、本発明は生産コストを増加させることなく、リブ付きスパイラル鋼管の成形工程時の割れ発生を防止する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】
【００１５】
本発明の課題は以下の手段により達成可能である。
１．リブ付きスパイラル鋼管の製造方法であって、成形ロールで２点支持１点集中荷重の曲げ加工を施す前に、熱延鋼板を予め加熱しておくことを特徴とするリブ付きスパイラル鋼管の製造方法。
２．予め、熱延鋼板を加熱する温度が２００℃以下であることを特徴とする１記載のリブ付きスパイラル鋼管の製造方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、圧延工場の生産能率を低下させたり、Ｃｕ，Ｎｉなどの高価な元素を使用しない成分組成の鋼板で、リブ脇の割れを防止してリブ付きスパイラル鋼管の製造が可能で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】
【００１７】
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
図１は本発明に係るリブ付きスパイラル鋼管の製造方法を説明する模式図で、図において、１は熱延鋼板、２はリブ付きスパイラル鋼管（但し、図において外周面に設けられたリブは省略）、３，４、５は成形ロール、６は予熱装置を示す。
【００１８】
本発明に係るリブ付きスパイラル鋼管の製造方法では、成形ロール３，４，５の入り口側に距離ｌを設けて予熱装置６を配置し、成形ロール３，４，５による曲げ加工の直前で、熱延鋼板１を予熱する。
【００１９】
熱延鋼板１に成形ロール３，４，５で２点支持１点集中荷重の曲げ加工を施し、スパイラル状に成形しつつその端部ｂ、ｃ間を溶接する。
【００２０】
熱延鋼板１の予熱装置６による予熱温度は、予め試験材などで、曲げ加工で割れ防止が可能な温度を求めておき、実操業において当該温度を適用する。但し、熱延鋼板の通常の巻取り温度である２００℃を上限とすることが好ましい。
【００２１】
予熱装置６は、通過する熱延鋼板を短時間で所望の温度に加熱できれものであれば良く本発明では特に規定しない。誘導加熱装置を用いると、鋼板内部より表層部が加熱され、リブの付け根部がより高温に加熱されるので好ましい。
【実施例】
【００２２】
本発明の効果を実施例を用いて説明する。スパイラル鋼管の外周面となる表面に高さ３ｍｍ、幅３ｍｍのリブを４０ｍｍＰで加工した板厚１９ｍｍ〜２５ｍｍの熱延鋼板（ＳＫＫ規格、Ｓｉ−Ｍｎ−（Ｎｉ，Ｃｕｆｒｅｅ）系）を、予熱装置で種々の温度に予熱後、３本の成形ロールで曲げ加工し、スパイラル鋼管とした後、リブの付け根における割れの発生有無を肉眼で確認した。
【００２３】
試験において、予熱装置は誘導加熱装置とし、距離ｌは１５００ｍｍとした。予熱を実施した場合、曲げ加工時の鋼板温度は予熱温度から約２０℃低下していた。表１に試験結果を示す。
【００２４】
成形ロールで２点支持１点集中荷重の曲げ加工を施す前に、予熱装置で予熱した、試験Ｎｏ．Ａ，Ｂでは、リブの付け根における割れは発生せず、一方、予熱を行わなかった試験Ｎｏ．Ｃ，Ｄでは割れが発生した。
【００２５】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る製造方法を説明する図。
【図２】割れの発生状況を説明する図。
【符号の説明】
【００２７】
１ 熱延鋼板
２ リブ付きスパイラル鋼管
３、４、５ 成形ロール
１１ リブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リブ付きスパイラル鋼管の製造方法であって、成形ロールで２点支持１点集中荷重の曲げ加工を施す前に、熱延鋼板を予め加熱しておくことを特徴とするリブ付きスパイラル鋼管の製造方法。
【請求項２】
予め、熱延鋼板を加熱する温度が２００℃以下であることを特徴とする請求項１記載のリブ付きスパイラル鋼管の製造方法。
【請求項１】
リブ付きスパイラル鋼管の製造方法であって、成形ロールで２点支持１点集中荷重の曲げ加工を施す前に、熱延鋼板を予め加熱しておくことを特徴とするリブ付きスパイラル鋼管の製造方法。
【請求項２】
予め、熱延鋼板を加熱する温度が２００℃以下であることを特徴とする請求項１記載のリブ付きスパイラル鋼管の製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００８−１００２６１（Ｐ２００８−１００２６１Ａ）
【公開日】平成２０年５月１日（２００８．５．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２８４８３９（Ｐ２００６−２８４８３９）
【出願日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月１日（２００８．５．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
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