(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-03-13
(45)【発行日】2024-03-22
(54)【発明の名称】溶接鋼管のスパッタ除去装置
(51)【国際特許分類】
B23K 13/00 20060101AFI20240314BHJP
B21C 37/08 20060101ALI20240314BHJP
【ＦＩ】
B23K13/00 Z
B21C37/08 Z
B21C37/08 A
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2020069760
(22)【出願日】2020-04-08
(65)【公開番号】P2021164944
(43)【公開日】2021-10-14
【審査請求日】2023-03-06
(73)【特許権者】
【識別番号】000231110
【氏名又は名称】ＪＦＥ建材株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000958
【氏名又は名称】弁理士法人インテクト国際特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100120237
【弁理士】
【氏名又は名称】石橋 良規
(72)【発明者】
【氏名】谷口 佳広
(72)【発明者】
【氏名】高橋 博文
【審査官】岩見 勤
(56)【参考文献】
【文献】特開２００３－００１３２５（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５２－１０４６２５（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開昭６０－０１１１１５（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開昭６１－０１２５０４（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開平０８－１１２６７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開平０３－０３１０７６（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２０１１－０２０１５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－１３７０３０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２３Ｋ １３／００
Ｂ２１Ｃ ３７／０８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
上流側から連続的に供給される帯鋼をオープン管に成形し、前記オープン管のＶ字状開先を加熱するワークコイルと、加熱された前記Ｖ字状開先を圧着して溶接するスクイズロールと、を有する溶接鋼管の製造装置における前記溶接時に生じるスパッタを除去する溶接鋼管のスパッタ除去装置であって、前記スクイズロールの少なくとも前記上流側の上方を覆うように配置されるカバー部材と、前記スクイズロールの外周に接するスクレーパとを備え、
前記スクレーパは、前記スクイズロールの前記上流側及び下流側にそれぞれ配置される上流側のスクレーパと下流側のスクレーパを備え、
前記下流側のスクレーパは、前記スクイズロールの溝内に接する第２のスクレーパを備え、
前記上流側のスクレーパは、前記スクイズロールの溝内に接する第３のスクレーパを備え、
前記第２のスクレーパまたは前記第３のスクレーパの少なくともいずれか一方は、前記溝と接する不織布を有することを特徴とする溶接鋼管のスパッタ除去装置。
【請求項2】
請求項１に記載の溶接鋼管のスパッタ除去装置において、前記下流側のスクレーパは、前記スクイズロールの上縁部に接する第１のスクレーパを備えることを特徴とする溶接鋼管のスパッタ除去装置。
【請求項3】
請求項１又は２に記載の溶接鋼管のスパッタ除去装置において、前記スクイズロールと前記スクイズロールの下流側に配置される成形ロールとの間に前記溶接鋼管の外周に接する拭上手段を有することを特徴とする溶接鋼管のスパッタ除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、溶接鋼管の製造装置における溶接時に生じるスパッタを除去するスパッタ除去装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、溶接鋼管の製造装置として、連続的に供給される帯鋼の両端部を管状に丸めてオープン管を成型し、該オープン管のＶ字状開先をワークコイルによって加熱し、加熱されたＶ字状開先を圧着して溶接するスクイズロールとを有する溶接鋼管の製造装置が知られている。
【0003】
ワークコイルは、高周波誘導加熱コイルが用いられており、当該ワークコイルによって加熱されたＶ字状開先を一対のスクイズロールによって両端部が押されて突き合わされることで溶接される。このスクイズロールでの溶接の際に、スパッタが発生することが知られている。このスパッタがスクイズロールや溶接鋼管に付着したまま固化し、成形ロールで成形されると、固化したスパッタによって溶接鋼管の表面に圧痕キズができてしまい、外観不良となることがある。
【0004】
このようなスパッタによる外観不良を防止するために、種々の方法が知られており、例えば、特許文献１に記載されているように、溶接時に排出飛散するスパッタに向けて酸化性ガスを噴射し、スパッタを酸化による燃焼又は溶融させる方法や、特許文献２に記載されているように、ダクトを通してサイクロン集塵装置で分離回収する方法などが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開平７－８０６６１号公報
【文献】特開２００２－３２１０７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、従来のスパッタの除去方法は、全てのスパッタを燃焼、溶融及び回収することが難しく、いずれの方法によってもスクイズロールにスパッタが付着することを確実に防止することが難しく、依然として外観不良の発生が生じてしまうという問題があった。また、ガス噴射装置やサイクロン集塵装置など、溶接鋼管の製造装置の周囲に大型の装置を設ける必要があり、省スペース化や設置コストを抑制することが難しいといった問題があった。
【0007】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてされた発明であり、より確実にスパッタを除去して溶接鋼管の外観不良を低減することができるとともに、溶接鋼管の製造装置へ容易に取り付けることができ、省スペース化を図ることができるスパッタ除去装置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】
【0008】
本発明に係る溶接鋼管のスパッタ除去装置は、上流側から連続的に供給される帯鋼をオープン管に成形し、前記オープン管のＶ字状開先を加熱するワークコイルと、加熱された前記Ｖ字状開先を圧着して溶接するスクイズロールと、を有する溶接鋼管の製造装置における前記溶接時に生じるスパッタを除去する溶接鋼管のスパッタ除去装置であって、前記スクイズロールの少なくとも前記上流側の上方を覆うように配置されるカバー部材と、前記スクイズロールの外周に接するスクレーパとを備え、前記スクレーパは、前記スクイズロールの前記上流側及び下流側にそれぞれ配置される上流側のスクレーパと下流側のスクレーパを備え、前記下流側のスクレーパは、前記スクイズロールの溝内に接する第２のスクレーパを備え、前記上流側のスクレーパは、前記スクイズロールの溝内に接する第３のスクレーパを備え、前記第２のスクレーパまたは前記第３のスクレーパの少なくともいずれか一方は、前記溝と接する不織布を有することを特徴とする。
【0010】
また、本発明に係る溶接鋼管のスパッタ除去装置において、前記下流側のスクレーパは、前記スクイズロールの上縁部に接する第１のスクレーパを備えると好適である。
【0014】
また、本発明に係る溶接鋼管のスパッタ除去装置において、前記スクイズロールと前記スクイズロールの下流側に配置される成形ロールとの間に前記溶接鋼管の外周に接する拭上手段を有すると好適である。
【0015】
上記発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。
【発明の効果】
【0016】
本発明に係る溶接鋼管のスパッタ除去装置によれば、スクイズロールの少なくとも上流側の上方を覆うように配置されるカバー部材と、スクイズロールの外周に接するスクレーパとを備えるので、溶接時に発生するスパッタがスクイズロールに付着することを防止することができ、スパッタがスクイズロールに付着した場合でも、スクレーパによってスパッタを除去することができるので、容易かつ安価にスパッタ除去装置を設置するとができるとともに、溶接鋼管にスパッタが付着することを防止することで、溶接鋼管の外観不良を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の実施形態に係る溶接鋼管の製造装置を示す概念図。
【図2】本発明の実施形態に係るスパッタ除去装置の概要を説明するための平面図。
【図3】第１のスクレーパの構成を説明するための図。
【図4】第２及び第３のスクレーパの構成を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【0019】
図１は、本発明の実施形態に係る溶接鋼管の製造装置を示す概念図であり、図２は、本発明の実施形態に係るスパッタ除去装置の概要を説明するための平面図であり、図３は、第１のスクレーパの構成を説明するための図であり、図４は、第２及び第３のスクレーパの構成を説明するための図である。
【0020】
図１に示すように、本実施形態に係る溶接鋼管の製造装置１は、上流側から連続的に供給される帯鋼の両端を丸めてオープン管２に形成し、当該オープン管２のＶ字状開先を加熱するワークコイル３と、加熱されたＶ字状開先を圧着して溶接するスクイズロール１０と、スクイズロール１０によって管状に溶接された溶接鋼管７の外周及び内周の溶接バリを除去するバリ取り装置６と、溶接鋼管７を成形する成形ロール８および、溶接鋼管７を所定の長さに切断する図示しない切断装置を有している。
【0021】
ワークコイル３は、高周波誘導電流をオープン管２のＶ字状開先に集中させるインピーダと、インピーダの冷却用ノズルとを有している。スクイズロール１０は、図３及び図４に示すように、上縁部１１と周方向に延びる溝１２とを有する概略鼓状の部材であって、溝１２間にオープン管２を通過させてワークコイル３で加熱されたＶ字状開先を互いに圧着させて溶接している。
【0022】
このとき、図１に示すように、スクイズロール１０の下流側には、スパッタ５が飛散する。このスパッタ５は、溶接鋼管７に付着しないように、成形ロール８とスクイズロール１０の間に遮蔽板４を設けることで、溶接鋼管７へのスパッタ５の付着を防止している。
【0023】
次に、本実施形態に係る溶接鋼管のスパッタ除去装置について説明を行う。溶接時に飛散したスパッタ５は、スクイズロール１０の回転力によって、上流側にも少なからず飛散する。この上流側に飛散したスパッタ５がオープン管２に付着することを防止するために、スクイズロール１０の少なくもの上流側の上方を覆うカバー部材２０が設けられている。
【0024】
さらに、スクイズロール１０にスパッタ５が付着した場合に、スパッタ５がスクイズロール１０とオープン管２との間に噛み込んで圧痕を生じることを防止するために、スクイズロール１０の外周と接するスクレーパ２１，２２，２３を備えている。
【0025】
図２に示すように、スクレーパは、スクイズロール１０の外周面に接するように複数形成されており、スクイズロール１０の下流側に第１のスクレーパ２１，第２のスクレーパ２２が取り付けられており、上流側に第３のスクレーパ２３が取り付けられている。なお、図２は、説明のために一方のスクイズロール１０のみにスクレーパ２１，２２，２３を接するように設置した場合を図示し、他方のスクイズロール１０に接するスクレーパは、省略して図示している。
【0026】
第１のスクレーパ２１は、一対のスクイズロール１０の最も近接した部位の下流に設置されており、図３に示すように、スクイズロール１０の上縁部１１に接触している。第１のスクレーパ２１は、例えばステンレス鋼の平板が好適に用いられる。
【0027】
図２に示すように、第２のスクレーパ２２及び第３のスクレーパ２３は、それぞれスクイズロール１０の上流側と下流側にそれぞれ配置されており、第１のスクレーパ２１、第２のスクレーパ２２及び第３のスクレーパ２３は、スクイズロール１０の回転方向に沿って第１のスクレーパ２１、第２のスクレーパ２２、第３のスクレーパ２３の順に配置されている。
【0028】
図４に示すように、第２のスクレーパ２２及び第３のスクレーパ２３は、互いに同様の形状を有しており、スクイズロール１０の溝１２内に接するように先端が溝１２の形状に対応して円弧状に形成されたスクレーパ本体２４と、スクレーパ本体２４の上縁に沿って延びる上片部２５とを備えている。
【0029】
また、第２のスクレーパ２２及び第３のスクレーパ２３の先端には、不織布２６が取り付けられている。不織布２６は、スクイズロール１０の溝１２と第２のスクレーパ２２及び第３のスクレーパ２３の先端との間に摩耗などによって隙間が生じた場合に、この隙間を埋めることで、確実にスクイズロール１０の溝１２に付着したスパッタ５を除去するために設けられており、好適には研磨剤などを含有すると好適である。なお、第２のスクレーパ２２及び第３のスクレーパ２３も第１のスクレーパ２１と同様にステンレス鋼によって構成されていると好適である。
【0030】
なお、第１のスクレーパ２１，第２のスクレーパ２２及び第３のスクレーパ２３は、スクイズロール１０の径方向に沿って移動可能に取り付けられており、スクイズロール１０への接触具合を調整可能となっている。
【0031】
また、図１に示すように、本実施形態に係る溶接鋼管のスパッタ除去装置は、スクイズロール１０で溶接された後、成形ロール８の直前で溶接鋼管７の外周面に直接接触して外面を拭き上げる拭上手段３０が取り付けられている。拭上手段３０は、布などのクロス部材が好適に用いられ、スクレーパ２１，２２，２３で取り切れなかったスパッタ５を除去している。
【0032】
このように構成された本実施形態に係る溶接鋼管のスパッタ除去装置によれば、スクイズロール１０の上流側の上方を覆うカバー部材２０によって飛散したスパッタ５がオープン管２に付着することを防止するとともに、スクイズロール１０の上縁部１１や溝１２内に接するスクレーパ２１，２２，２３を上流側及び下流側に設けているので、スクイズロール１０に付着したスパッタ５を除去して、スクイズロール１０に付着したスパッタ５による圧痕の発生を抑制することができる。また、成形ロール８の直前に拭上手段３０を有しているので、溶接鋼管７の外周に付着したスパッタ５を除去して成形ロール８による圧痕の発生を防止することができ、溶接鋼管の外観不良の低減を図ることができる。
【0033】
また、本実施形態に係る溶接鋼管のスパッタ除去装置は、従来のスパッタ除去方法のように、大掛かりな設備を加えることなく、容易かつ安価にスパッタ除去装置を設置するとができる。
【0034】
なお、以上の実施の形態では、スクレーパ２１，２２，２３は、スクイズロール１０の外周に３つ設けた場合について説明を行ったが、その数は必要に応じて適宜変更可能である。また、カバー部材２０は、スクイズロール１０の上流側の上方を覆う場合について説明を行ったが、スクイズロール１０の下流側に延設しても構わないし、スクイズロール１０全体を覆うように形成しても構わない。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【0035】
１ 溶接鋼管の製造装置， ２ オープン管， ３ ワークコイル， ４ 遮蔽板， ５ スパッタ， ６ バリ取り装置， ７ 溶接鋼管， ８ 成形ロール， １０ スクイズロール， １１ 上縁部， １２ 溝， ２０ カバー部材， ２１ 第１のスクレーパ， ２２ 第２のスクレーパ， ２３ 第３のスクレーパ， ２４ スクレーパ本体， ２５ 上片部， ２６ 不織布， ３０ 拭上手段。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】