JP2001259711A - Method of manufacturing seamless steel tube - Google Patents

Method of manufacturing seamless steel tube

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Publication number
JP2001259711A
JP2001259711A JP2000079916A JP2000079916A JP2001259711A JP 2001259711 A JP2001259711 A JP 2001259711A JP 2000079916 A JP2000079916 A JP 2000079916A JP 2000079916 A JP2000079916 A JP 2000079916A JP 2001259711 A JP2001259711 A JP 2001259711A
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JP
Japan
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plug
billet
hole
pierced
drilling
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2000079916A
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Japanese (ja)
Inventor
Tatsuro Katsumura
龍郎 勝村
Shozo Azuma
祥三 東
Takashi Ariizumi
孝 有泉
Tatsuharu Oda
龍晴 小田
Motoharu Yamazaki
基晴 山崎
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the inexpensive and simple manufacturing method of a seamless steel tube by which the damage in the body part of a plug is prevented when performing skew piercing of a billet of high alloy steel or the like. SOLUTION: In a Mannesmann skew piercing process, a material to be pierced has a through hole in the center part of a cross section and, furthermore, a lubricant is blown into the inside of the through hole from the rear end of the material to be pierced on the inlet side of a skew piercing machine before piercing.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、傾斜穿孔機を用いて行
う継目無鋼管の製造において、特に穿孔機で用いる穿孔
プラグの耐用度を向上することができる製造方法に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a seamless steel pipe using an inclined drilling machine, and more particularly to a method for improving the durability of a drilling plug used in a drilling machine.

【0002】[0002]

【従来の技術】マンネスマン方式を始めとする傾斜穿孔
による継目無鋼管の製造は、通常、100〜400φ程
度の断面を有する丸鋼(以下、ビレットと称す)を加熱
炉に装入し、およそ1100℃〜1350℃に加熱し、
芯金(以下、穿孔プラグと称す)を用いたピアサにより
ホローシェルに穿孔する。次いで、エロンゲータ、プラ
グミルあるいはマンドレルミルといった圧延機でホロー
シェルを延伸し、最終的にサイザまたはストレッチレデ
ューサで外径および肉厚を定めている。
2. Description of the Related Art In order to manufacture a seamless steel pipe by inclined drilling such as the Mannesmann method, a round steel (hereinafter, referred to as a billet) having a cross section of about 100 to 400 φ is usually charged into a heating furnace, and about 1100 mm. ℃ ~ 1350 ℃,
The hollow shell is pierced by a piercer using a cored bar (hereinafter referred to as a perforated plug). Next, the hollow shell is stretched by a rolling mill such as an elongator, a plug mill or a mandrel mill, and finally the outer diameter and the wall thickness are determined by a sizer or a stretch reducer.

【0003】ピアサやエロンゲータ、プラグミル、マン
ドレルミルなどの圧延機では、一般に素管内面側にも工
具を配し圧延を実施する。これらの内面に配置した工具
は、高温のビレットあるいはホローシェルと接触して過
酷な加工を行い、しかも、周囲全周から強い輻射を受け
るため高い温度に加熱される。使用の度に冷却している
ものの、使用回数の増加に伴い変形を起こしたり、極端
な場合には溶損状の損傷を受けることがある。中でもピ
アサで用いられる穿孔プラグにおいて、その損傷は著し
い。
[0003] In rolling mills such as piercers, elongators, plug mills, and mandrel mills, tools are generally arranged on the inner surface of a raw tube to perform rolling. The tools disposed on these inner surfaces are subjected to severe processing by contacting a high-temperature billet or hollow shell, and are heated to a high temperature because they receive strong radiation from the entire circumference. Although it is cooled each time it is used, it may be deformed as the number of uses increases, or in extreme cases, may be damaged by erosion. Above all, the damage is remarkable in the piercing plug used in the piercer.

【0004】さらに、CrやMoあるいはNiなどの合
金成分を多量に含有したビレットを穿孔する場合には、
穿孔プラグの耐用度は数パス程度と極端に少ない。因み
に、炭素鋼の耐用度は数百パスで、主として先端部(以
下、頭部と称す)に溶損状変形や焼付きが発生してい
る。損傷が発生したまま継続して使用すればホローシェ
ル内面に疵を作る原因となるため、頻繁にプラグを交換
することが必要となり、プラグ交換にともなって能率の
低下を招くばかりか、工具原単位も低下し、最終製品の
コスト増につながるとの問題があった。
Further, when drilling a billet containing a large amount of an alloy component such as Cr, Mo or Ni,
The service life of the perforated plug is extremely small, about several passes. Incidentally, the durability of carbon steel is several hundred passes, and erosion-like deformation and seizure mainly occur at the tip (hereinafter referred to as the head). If used continuously with damage, it may cause flaws on the inner surface of the hollow shell, so it is necessary to replace the plug frequently, which not only reduces the efficiency but also reduces the tool unit consumption. There is a problem that the cost of the final product decreases.

【0005】しかも、損傷が激しい場合にはマンネスマ
ン穿孔が不可能となり、別の製造方法により最終製品を
製造するという異常事態が引き起こされるとの問題があ
った。
In addition, if the damage is severe, there is a problem that the Mannesmann perforation becomes impossible, and an abnormal situation of producing a final product by another production method is caused.

【0006】そこで、穿孔プラグの耐用度向上、特に高
合金鋼および高合金からなるビレットを穿孔する際の穿
孔プラグの耐用度劣化を解決するために、多くの技術開
発が行われている。大別すると、穿孔プラグの高温強度
を高める(従来技術1)、表面処理により耐磨耗性を持
たせる(従来技術2)、さらに、潤滑剤、酸化スケール
などの利用により穿孔材との直接接触を防ぎ、焼付きを
防止する(従来技術3〜5)といった技術が提案されて
きた。
Therefore, many technical developments have been made in order to improve the durability of the pierced plug, and in particular, to solve the deterioration of the durability of the pierced plug when drilling a billet made of a high alloy steel or a high alloy. Broadly speaking, the high-temperature strength of the perforated plug is increased (Prior Art 1), the surface is made to have abrasion resistance (Prior Art 2), and a direct contact with the perforated material is made by using a lubricant, an oxide scale or the like. To prevent image sticking and prevent image sticking (prior arts 3 to 5) have been proposed.

【0007】例えば、特公平2-133106号公報に記載され
た技術は、素材ビレットより高温強度がはるかに高いモ
リブデンMoを穿孔プラグに用い、変形によるプラグ損
傷を防止するものであって、プラグ変形そのものの防止
効果は高く、Mo酸化物による耐焼付き性の向上も期待
できるなど有利な点は多いが、Moが高価であること、
400℃程度より低い温度域では極めて脆いという性質
があり、また、熱応力等に起因する割れが起きやすいこ
とで工業的な使用には問題が多い。(従来技術1)
For example, the technique described in Japanese Patent Publication No. 2-133106 uses molybdenum Mo, which has a much higher high-temperature strength than a material billet, for a perforated plug to prevent plug damage due to deformation. Although Mo itself is highly effective in preventing seizures, Mo oxides can be expected to improve seizure resistance.
It is very brittle in a temperature range lower than about 400 ° C., and cracks due to thermal stress and the like are apt to occur. (Prior art 1)

【0008】また、特開昭63-192504号公報に記載され
た技術は、プラグ表面に硬質材等を各種表面処理により
付着させることによる焼付き・磨耗の防止を目的とした
ものであって、表面損傷の抑制は可能であるが、磨耗層
が硬質材であるため熱応力の繰り返しにより割れ易いこ
とや、表面処理層が剥離する等の点で実機における使用
技術が確立されているとは言い難い。(従来技術2)
The technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-192504 is intended to prevent seizure and wear by attaching a hard material or the like to the plug surface by various surface treatments. Although it is possible to suppress surface damage, it is said that the technology used in actual equipment has been established in that the wear layer is a hard material, which easily breaks due to repeated thermal stress, and the surface treatment layer peels off. hard. (Prior art 2)

【0009】また、特公昭63-54066号公報に記載された
技術は、プラグ母材に低合金鋼を用い、表面に予め酸化
スケールを付与し耐用度の劣化を抑制するものである。
すなわち、低合金鋼、例えば3%Cr−1%Niなどか
らなるプラグをあらかじめ穿孔前に熱処理し、そこに生
成した表面スケールを潤滑剤あるいは断熱皮膜として用
いるもので、現在最も多く実施されている。さらに、特
開平8-193241号公報に記載された技術は、プラグを酸化
スケール生成量の多い材質に改善して、高合金鋼におい
て、20パス程度まで穿孔可能であるとしている。それ
でも到底普通鋼を穿孔する場合の耐用度には及ばず、工
具原単位の大幅な改善や圧延能率の向上が望まれてい
る。(従来技術3)
The technique described in Japanese Patent Publication No. 63-54066 uses a low alloy steel as a plug base material, and applies an oxidized scale to the surface in advance to suppress the deterioration of durability.
That is, a plug made of a low-alloy steel, for example, 3% Cr-1% Ni is heat-treated before drilling, and the surface scale generated therefrom is used as a lubricant or a heat insulating film. . Furthermore, the technology described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-193241 discloses that a plug can be improved to a material having a large amount of oxide scale, and that a high alloy steel can be drilled up to about 20 passes. Nevertheless, it does not reach the level of durability when drilling ordinary steel at all, and there is a demand for a significant improvement in tool unit consumption and an improvement in rolling efficiency. (Prior art 3)

【0010】さらに、特開平1-180712号公報に記載され
た技術は、穿孔中に、穿孔プラグそのものからプラグと
被穿孔材との界面に潤滑剤を塗布する方法が提案されて
いる。しかし、プラグ自体に加工を施すことによる強度
低下や割損、また塗出孔の詰まり等の課題が残り実用化
には至っていない。(従来技術4)
Further, in the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-180712, a method is proposed in which a lubricant is applied from the perforated plug itself to the interface between the plug and the material to be perforated during perforation. However, problems such as reduction in strength and breakage due to processing of the plug itself and clogging of the coating hole remain, and the plug has not been put to practical use. (Prior art 4)

【0011】さらに、特開平8-117815号公報に記載され
た技術は、ビレットの穿孔側先端面に鋼鈑を接合するこ
とにより穿孔の度に酸化スケールをプラグに付与し、酸
化スケールの消耗を防止している。したがって、酸化ス
ケールによる焼付き抑制効果によって、高合金鋼の穿孔
において、従来の5倍以上のプラグ耐用度を実現してい
る。また、穿孔の度毎に、プラグを交換する必要がなく
なり連続的に穿孔を実施できることから、生産性の向上
を果たした。しかしながら、本技術は、プラグの主たる
損傷要因であるプラグ頭部の焼付きは抑制できたもの
の、プラグ胴部の焼付きやエグレ状の変形といった従来
は目立たなかった損傷が頻発するようになってきた。
(従来技術5)
Further, the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-117815 discloses that a steel plate is joined to a tip end surface of a billet on a piercing side to apply an oxide scale to a plug every time a hole is drilled, thereby reducing consumption of the oxide scale. Preventing. Therefore, the seizure suppression effect of the oxide scale achieves a plug durability of five times or more as compared with the conventional case in drilling high alloy steel. In addition, it is not necessary to replace the plug every time the hole is drilled, and the hole can be continuously drilled, thereby improving the productivity. However, according to the present technology, although the seizure of the plug head, which is the main cause of damage to the plug, could be suppressed, conventionally inconspicuous damage such as seizure of the plug body and deformation of the aggressive shape has become frequent. Was.
(Prior art 5)

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】以上、鑑みるに、従来
技術1は、プラグ自体が高価であること(問題点1)、
使用に先立って400℃以上の予熱する必要があり準備
作業が煩雑であること(問題点2)、また、熱応力等に
起因する割れ、特にプラグ胴部における損傷が起きやす
い(問題点3)との問題があった。
As described above, in view of the above, in the prior art 1, the plug itself is expensive (problem 1).
It is necessary to preheat to 400 ° C. or higher prior to use, and the preparation work is complicated (problem 2), and cracks due to thermal stress and the like, particularly damage to the plug body are likely to occur (problem 3). And there was a problem.

【0013】また、従来技術2は、特にプラグ胴部にお
いて、表面処理層が熱応力の繰り返しにより割れ易(問
題点3)かったり、表面処理層が剥離する(問題点4)
などの問題があった。
Further, in the prior art 2, the surface treatment layer is easily cracked due to repetition of thermal stress (problem 3) or the surface treatment layer peels off (problem 4), particularly in the plug body.
There was such a problem.

【0014】また、従来技術3は、高合金鋼の穿孔には
耐用度が不足して使用できない(問題点3)との問題が
あった。
Further, the prior art 3 has a problem that it cannot be used for drilling high alloy steel due to insufficient durability (problem 3).

【0015】また、従来技術4は、プラグが割損しやす
い(問題点3)、や潤滑剤の塗出孔が詰まる(問題点
5)との問題があった。
Further, the prior art 4 has a problem that the plug is easily broken (problem 3), and the lubricant application hole is clogged (problem 5).

【0016】さらに、従来技術5は、ビレットの端面に
鋼鈑を接合する準備作業が生じ(問題点2)、プラグ胴
部の焼付きやエグレ状の変形等の損傷を防止できない
(問題点3)との問題があった。
Furthermore, in the prior art 5, a preparation work for joining a steel plate to the end face of the billet occurs (problem 2), and damages such as seizure of the plug body and deformation such as aggression cannot be prevented (problem 3). ) And had a problem.

【0017】特に、プラグ耐用度(問題点3)について
の従来技術は、合金鋼成分からなる穿孔プラグの頭部の
劣化抑制を中心としたものが大半を占め、穿孔プラグの
長手方向の中央部および後方部(以下、胴部と称す)の
損傷を防止することにより耐用度を向上させる技術は皆
無に等しい。
In particular, most of the prior arts regarding the plug durability (problem 3) mainly focus on suppression of deterioration of the head of a pierced plug made of an alloy steel component, and a central portion in the longitudinal direction of the pierced plug. There is almost no technique for improving the durability by preventing damage to the rear part (hereinafter referred to as the trunk).

【0018】本発明は、前記の問題点を解決するために
なされたもので、高合金鋼等のビレットを傾斜穿孔する
に際し、安価で、特別の準備作業が不要で、プラグ胴部
における損傷が防止でき、プラグ表面に特別の処理層を
具備せず、また、プラグ自体に潤滑剤の塗出孔を具備し
ない、継目無鋼管の製造方法を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is inexpensive, does not require any special preparation work, and does not require any damage to the plug body when obliquely drilling a billet of high alloy steel or the like. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a seamless steel pipe, which can prevent such a problem, does not have a special treatment layer on the plug surface, and does not have a lubricant coating hole on the plug itself.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明に係る継目無鋼管
の製造方法は、被穿孔材のパスラインに対し傾斜配置さ
れたロールと、そのパスライン上に被穿孔材を穿孔する
ためのプラグを配置する傾斜穿孔機における、継目無鋼
管の製造方法であって、被穿孔材が断面中心部に貫通孔
を有し、さらに、穿孔に先立って傾斜穿孔機の入側にお
いて被穿孔材の後端より貫通孔内部に潤滑剤を噴き入れ
ることを特徴とするものである。
According to the present invention, there is provided a method for manufacturing a seamless steel pipe, comprising: a roll inclined with respect to a pass line of a material to be pierced; and a plug for piercing the material to be pierced on the pass line. The method for manufacturing a seamless steel pipe in an inclined drilling machine, wherein the drilled material has a through hole in the center of the cross section, and further, before the drilling, after the drilled material on the entry side of the inclined drilling machine. The lubricant is injected into the through hole from the end.

【0020】また、前記継目無鋼管の傾斜穿孔方法にお
いて、被穿孔材の貫通孔内部で主に後端側に潤滑剤を供
給することを特徴とするものである。
Further, in the method for obliquely drilling a seamless steel pipe, a lubricant is supplied mainly to the rear end side inside the through hole of the material to be drilled.

【0021】また、被穿孔材の貫通孔の内径が被穿孔材
の外径の10%以上であることを特徴とするものであ
る。
Further, the inner diameter of the through hole of the material to be pierced is 10% or more of the outer diameter of the material to be pierced.

【0022】さらに、被穿孔材が、CrまたはMoまた
はNiの内少なくとも1つを5%以上含有することを特
徴とするものである。
Further, the material to be pierced contains at least one of Cr, Mo or Ni in an amount of 5% or more.

【0023】[0023]

【実施の形態】図1は、本発明の一実施の形態を示すも
のである。図1において、穿孔ロール1はその回転軸が
パスラインに対し傾斜した状態で図示しない穿孔機に設
置されている。穿孔プラグ2は、図示しないマンドレル
の先端部に回転自在に設置され、穿孔機の後面において
パスライン上を前後進する。穿孔に際して穿孔ロール1
の略中央部の隙間にまで前進して停止し、穿孔中は被穿
孔材4により回転されながら内面を加工する。プッシャ
3は、穿孔機の前面に設置され、パスライン上を前後進
する。また、プッシャ3の先端部(穿孔機側端部)に
は、潤滑剤噴出し装置31と、被穿孔材4が回転を始め
たときに自由に回転するビレット押し当て装置32が設
置されている。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a punching roll 1 is installed on a punching machine (not shown) with its rotation axis inclined with respect to a pass line. The piercing plug 2 is rotatably installed at the tip of a mandrel (not shown), and moves back and forth on a pass line on the rear surface of the piercing machine. Perforating roll 1 for perforation
Is advanced to a gap substantially at the center of the hole and stopped, and the inner surface is machined while being rotated by the material 4 to be drilled during drilling. The pusher 3 is installed in front of the drilling machine, and moves forward and backward on the pass line. In addition, a lubricant jetting device 31 and a billet pressing device 32 that rotates freely when the material to be pierced 4 starts rotating are installed at the tip portion (the end portion on the drilling machine side) of the pusher 3. .

【0024】被穿孔材(以下、ビレットと称す)4は、
穿孔機の前面でパスライン上に移送された後、プッシャ
3により穿孔機側に押し出され、穿孔ロール1に噛み込
まれる。その後、ビレット4は回転しながら前進し、穿
孔ロール1と穿孔プラグ2に挟まれるようにして穿孔さ
れ、ホローシェルとなる。 穿孔終了後、ホローシェル
は穿孔機の後面に移送され、次の工程に移送されること
になる。
The material to be perforated (hereinafter referred to as a billet) 4 is
After being transferred onto the pass line in front of the drilling machine, it is pushed out toward the drilling machine by the pusher 3 and is bitten by the punching roll 1. Thereafter, the billet 4 advances while rotating, and is perforated so as to be sandwiched between the perforation roll 1 and the perforation plug 2 to form a hollow shell. After the drilling, the hollow shell is transferred to the rear surface of the drilling machine and transferred to the next step.

【0025】さらに、ビレット4の中心部には貫通孔4
1が設けられており、穿孔開始に先立ち、貫通孔41の
内部に、潤滑剤噴出し装置31より潤滑剤が噴出され
る。
Further, a through hole 4 is provided at the center of the billet 4.
1 is provided, and a lubricant is ejected from the lubricant ejection device 31 into the through hole 41 prior to the start of drilling.

【0026】噴出しのタイミングは、(1)ビレット4
が穿孔ロール1に噛み込むまでの所定長さの時間、
(2)噛み込み直前の短い時間、(3)噛み込み直前か
ら噛み込み直後の短い時間、(4)噛み込み直前から噛
み込み後までの所定長さの時間、(5)噛み込み後の所
定長さの時間、のいずれであってもよい。
The timing of ejection is as follows: (1) Billet 4
Is a predetermined length of time until the biting roll 1 bites,
(2) Short time immediately before biting, (3) Short time immediately before biting, immediately after biting, (4) Time of a predetermined length from just before biting to after biting, (5) predetermined time after biting Length of time.

【0027】さらに、噴出し強さは、潤滑材が貫通孔4
1の全長に行き渡るものでも、噴出し側の一部に供給さ
れるものであってもよい。また、噴出し強さを経時的に
変更してもよい。
Further, the jetting strength is such that the lubricating material
1 or may be supplied to a part of the ejection side. Further, the ejection strength may be changed over time.

【0028】以下、本発明の作用を説明する。図2およ
び図3は、それぞれ炭素鋼および13%Cr鋼を穿孔し
た時の穿孔プラグ(3%Cr−1%Ni製)の表面温度
分布を示すものである。いずれも穿孔を繰り返すにした
がって、表面温度が上昇している(穿孔終了後の冷却が
不十分であるためと考えられる)。
The operation of the present invention will be described below. 2 and 3 show the surface temperature distribution of a perforated plug (made of 3% Cr-1% Ni) when carbon steel and 13% Cr steel are perforated, respectively. In each case, the surface temperature increases as perforation is repeated (it is considered that cooling after completion of perforation is insufficient).

【0029】また、図2と図3を比較すると、炭素鋼の
場合には、穿孔プラグの先端側が高温のなだらかなカー
ブで、穿孔回数を重ねても、プラグ中央部にピークが発
生することはなく、平均温度は800℃以上になっていな
い。一方、合金鋼の場合には、穿孔プラグの中央部にも
温度のピーク(以下、ピーク温度と称す)が発生し、そ
のピーク温度が穿孔回数を重ねるにつれて上昇してい
る。高合金鋼の方が変形抵抗が高いため、穿孔プラグの
表面にかかる面圧が高くなることに起因して接触状態が
相違する現象、および穿孔時間が高合金鋼の方が長くか
かるといる傾斜穿孔特有の現象によるものである。ま
た、穿孔中の加工熱(発熱量)が高合金鋼の方が高いた
め、これによってもピーク温度の発生が促進されること
になる。
Also, comparing FIG. 2 with FIG. 3, in the case of carbon steel, the tip side of the pierced plug has a gentle curve of high temperature, and even if the number of piercings is repeated, a peak occurs at the center of the plug. No, the average temperature did not exceed 800 ℃. On the other hand, in the case of alloy steel, a temperature peak (hereinafter, referred to as a peak temperature) also occurs at the center of the drilled plug, and the peak temperature increases as the number of drillings increases. High alloy steel has higher deformation resistance, and the contact state is different due to the higher surface pressure applied to the surface of the drilled plug. This is due to a phenomenon peculiar to perforation. Further, since the processing heat (calorific value) during drilling is higher in the high alloy steel, the generation of the peak temperature is also promoted by this.

【0030】図4は、前記ピーク温度と穿孔回数との関
係を示すもので、3%Cr−1%Ni鋼製の穿孔プラグ
に対しSKT3製の鋼は耐用度が高いものの、800℃に
達すると廃却されている。
FIG. 4 shows the relationship between the peak temperature and the number of drilling times. The SKT3 steel has a higher durability than the 3% Cr-1% Ni steel drilling plug, but reaches 800 ° C. Then it is abandoned.

【0031】以上より、穿孔プラグの胴部の損傷を抑制
するためには、前記ピーク温度を発生させないか、発生
した場合には800℃以上に上昇しないようにすること、
すなわち、穿孔プラグの面圧を低く押さえること及び穿
孔時間を短くすること、が大切であることを見出した。
そこで、直接接触を防ぎ、しかも穿孔時間を短縮できる
方法として、ビレットに貫通孔を設け、あらかじめ穿孔
前にビレット後端より貫通孔に潤滑剤を噴き入れる方法
を発明した。
As described above, in order to suppress the damage to the body of the perforated plug, the peak temperature should not be generated, or if it does, the temperature should not be raised to 800 ° C. or more.
That is, it has been found that it is important to keep the surface pressure of the piercing plug low and to shorten the piercing time.
Therefore, as a method of preventing direct contact and shortening the perforation time, a method of providing a through hole in the billet and injecting a lubricant into the through hole from the rear end of the billet before drilling was invented.

【0032】図5は、穿孔時の前進効率における貫通孔
および潤滑剤の効果を示すものである。図5において、
SUS304鋼の貫通孔無しビレット(以下、中実材と
称す)と、これにビレット外径の10%の貫通孔を設け
たビレット(以下、中空材と称す)と、中空材の内面に
潤滑剤を噴出したもの(以下、潤滑中空材と称す)の3
者について前進効率を比較した。なお、前進効率とはロ
ール周速のパスライン方向成分に対するビレットの進行
速度の比率とした。したがって、前進効率0.5の場合
は、前進効率1.0の場合に較べ、ビレットの進行速度
が1/2で、穿孔時間が2倍かかることになる。
FIG. 5 shows the effect of the through hole and the lubricant on the forward efficiency during drilling. In FIG.
SUS304 steel billet without through holes (hereinafter referred to as solid material), billet provided with through holes of 10% of the billet outer diameter (hereinafter referred to as hollow material), and lubricant on the inner surface of the hollow material (Hereinafter, referred to as lubricating hollow material)
Were compared for the forward efficiency. The advance efficiency is defined as a ratio of a billet traveling speed to a pass line direction component of a roll peripheral speed. Therefore, when the forward efficiency is 0.5, the billet travel speed is 、 and the perforation time is twice as long as when the forward efficiency is 1.0.

【0033】図5より、中実材に較べ、進行速度が中空
材では20%、潤滑中空材では70%改善され、穿孔時
間が中空材では約17%、潤滑中空材では約41%短縮
しているおり、本発明が優れていることが認められる。
From FIG. 5, it can be seen that the traveling speed is improved by 20% for the hollow material and 70% for the lubricated hollow material, and the drilling time is reduced by about 17% for the hollow material and about 41% for the lubricated hollow material as compared with the solid material. Therefore, it is recognized that the present invention is excellent.

【0034】図6は、図5において、ピーク温度が80
0℃に到達する穿孔回数を比較したものである。図6に
おいて、中実材に比較して、中空材は約40%、潤滑中
空材は130%延長しており、本発明が優れていること
が認められる。なお、潤滑中空材においては穿孔プラグ
の磨耗が抑制されている。これは、前進効率の向上によ
り穿孔プラグとビレット内面との接触回数(摺動距離)
が減少したためと考えられる。さらに、貫通孔を設けた
ことにより、穿孔プラグ先端の変形は小さくなり穿孔プ
ラグ先端の損傷はほぼ解消された。
FIG. 6 shows that in FIG.
It is a comparison of the number of perforations reaching 0 ° C. In FIG. 6, the hollow material is extended by about 40% and the lubricated hollow material is extended by 130% as compared with the solid material, which indicates that the present invention is excellent. In the lubricated hollow material, wear of the perforated plug is suppressed. This is because the number of contacts (sliding distance) between the piercing plug and the inner surface of the billet is improved by improving the forward efficiency.
It is considered that the number has decreased. Further, by providing the through-hole, deformation of the tip of the piercing plug was reduced, and damage to the tip of the piercing plug was almost eliminated.

【0035】図7は、廃却穿孔回数比とビレットに設け
た貫通孔の内径との関係を示す相関図である。図6にお
いて、貫通孔の内径がビレットの外径のほぼ10%を超
えるあたりから廃却穿孔回数比が急激に上昇し、20%
辺で、高位に安定して上昇の割合は小さくなる。
FIG. 7 is a correlation diagram showing the relationship between the ratio of the number of times of discarding and the inner diameter of the through hole provided in the billet. In FIG. 6, when the inner diameter of the through hole exceeds about 10% of the outer diameter of the billet, the ratio of the number of times of the discarded holes rapidly increases, and the ratio increases to 20%.
On the side, the rate of rise stably becomes higher and lower.

【0036】貫通孔の内径の効果については、次のよう
に考えられる。通常マンネスマン穿孔では樽型ロールを
用いる。すなわち穿孔が開始されると一旦外径は縮径さ
れ、しかる後に穿孔プラグと穿孔ロール等で圧延されな
がら拡管される。この際、十分な貫通孔径がなければ縮
径の段階で貫通孔が閉じられ、ビレット後端側から噴き
出されている潤滑剤が初期に付着したものしか作用せ
ず、耐用度の向上に十分に寄与しない。したがって、あ
る程度の大きさの貫通孔が必要になる。また穿孔中にプ
ラグにまで直接潤滑剤を付着させようとするなら、さら
に大きな径の貫通孔が求められる。ただし、孔径があま
りに大きいと、ビレットが穿孔機に到達する前に温度低
下が著しくなり、結果として穿孔プラグにかかる面圧が
高くなることに起因する磨耗が生ずるため、50%程度以
下が望ましい。
The effect of the inner diameter of the through hole is considered as follows. Usually, barrel-type rolls are used in Mannesmann perforation. That is, once drilling is started, the outer diameter is once reduced, and then expanded while being rolled by a drilling plug and a drilling roll. At this time, if there is not enough diameter of the through hole, the through hole is closed at the stage of diameter reduction, and only the lubricant that has been sprayed from the rear end side of the billet adheres to the initial stage. Does not contribute to Therefore, a through hole having a certain size is required. Further, if the lubricant is to be directly adhered to the plug during drilling, a through hole having a larger diameter is required. However, if the hole diameter is too large, the temperature of the billet drops significantly before reaching the drilling machine, and as a result, abrasion occurs due to an increase in the surface pressure applied to the drilling plug. Therefore, about 50% or less is desirable.

【0037】したがって、耐用度向上に十分な効果のあ
る貫通孔を素材径の10%以上、50%以下と考えられ
る。
Therefore, it is considered that the through-hole which has a sufficient effect for improving the durability is 10% or more and 50% or less of the material diameter.

【0038】なお、ビレットの先端側(穿孔機側)から
潤滑剤を吹き込む場合には、潤滑剤の吹き込み装置がラ
イン外に退避する余計な時間が必要になるため、潤滑剤
が劣化したり、穿孔機の稼動能率が低下するとの欠点が
ある。
When the lubricant is blown from the front end of the billet (drilling machine side), extra time is required for the lubricant blowing device to retreat outside the line, so that the lubricant may be deteriorated. There is a disadvantage that the operating efficiency of the drilling machine is reduced.

【0039】[実施例1]表1は、本発明の効果をモデ
ル穿孔機による穿孔試験で確認したものである。穿孔プ
ラグを炭素鋼穿孔など一般に使われる3%Cr−1%N
i鋼、熱間工具鋼(JIS-SKT3相当材)からなるものと
し、1250℃に加熱した穿孔ビレットをモデル穿孔機で穿
孔した後、耐用度の評価を実施した。また同時に放射温
度計によりプラグ表面温度を測定しその影響を試験し
た。
Example 1 Table 1 shows the effects of the present invention confirmed by a drilling test using a model drilling machine. 3% Cr-1% N commonly used for drilling plugs such as carbon steel drilling
After making a perforated billet heated to 1250 ° C. with a model perforator, the durability was evaluated. The steel was made of i-steel and hot tool steel (JIS-SKT3 equivalent material). At the same time, the surface temperature of the plug was measured with a radiation thermometer, and the effect was tested.

【0040】なお、穿孔ビレットは13%Cr鋼とし、穿孔
プラグは予め熱処理を施し、実機材とほぼ同様の表面酸
化スケール厚みほぼ350μmになるように調整した。さ
らに穿孔ビレットには中実材と外径の30%となる貫通孔
を設けた中空材を用いた。潤滑剤はプッシャー先端(穿
孔ビレットの後端)より搬送中に、すなわち穿孔機にビ
レットが噛みこむ直前まで素材内面に噴き出させた。
The perforated billet was made of 13% Cr steel, and the perforated plug was heat-treated in advance to adjust the surface oxide scale thickness to approximately 350 μm, which is almost the same as that of the actual machine. The perforated billet was a solid material and a hollow material provided with a through hole having an outer diameter of 30%. The lubricant was ejected onto the inner surface of the raw material during transportation from the tip of the pusher (rear end of the billet), that is, immediately before the billet was bitten by the punch.

【0041】その結果、3%Cr−1%Ni鋼からなる
穿孔プラグを使用した場合には、1パス後の穿孔プラグ
表面温度測定において、比較例では715℃にも達してい
たが、中空ビレットでは530℃に抑制でき、さらに穿孔
時間が45%程短くなった。
As a result, when a perforated plug made of 3% Cr-1% Ni steel was used, the temperature of the perforated plug surface after one pass reached 715 ° C. in the comparative example, but the hollow billet was used. The temperature was controlled to 530 ° C, and the perforation time was shortened by about 45%.

【0042】表1において、穿孔フ゜ラク゛耐用度を廃却穿孔
回数比(中実ビレットの廃却までの穿孔回数に対する中
空ビレットの廃却までの穿孔回数の比率)で表してい
る。
In Table 1, the durability of the perforated foam is represented by the ratio of the number of perforations until the discard of the hollow billet to the number of perforations until the discard of the solid billet.

【0043】さらに表1において、穿孔フ゜ラク゛のピーク温
度の上昇程度を廃却時表面温度比で示している。廃却時
表面温度比は、中実ビレットのピーク温度が800℃(廃
却時表面温度)に達した穿孔回数(以下、基準廃却穿孔
回数と称す)に対する、中空ビレットを該基準廃却穿孔
回数だけ穿孔した時の穿孔フ゜ラク゛のピーク温度の比率と
している。3Cr-1Ni鋼からなる穿孔プラグを使用した場
合、基準廃却穿孔回数が3パスで、同じ3パス時の中空
ビレットのピーク温度が690℃で、9パスで800℃に達し
たから、廃却時表面温度比は690/800=0.87で、廃却穿
孔回数比は9/3=3となる。表1において、いずれの穿孔
プラグを使用した場合でも、廃却穿孔回数比および廃却
時表面温度比が改善され、本発明により、穿孔プラグの
温度上昇が抑制され、耐用度も向上していることがわか
る。
Further, in Table 1, the degree of increase in the peak temperature of the perforated flux is shown by the surface temperature ratio at the time of disposal. The surface temperature ratio at the time of disposal is such that the hollow billet is compared with the number of perforations when the peak temperature of the solid billet reaches 800 ° C. (surface temperature at the time of disposal) (hereinafter referred to as the reference number of perforations). It is the ratio of the peak temperature of the perforated fiber when perforated the number of times. When a 3Cr-1Ni steel perforated plug is used, the standard number of times of discarding is 3 passes, the peak temperature of the hollow billet during the same 3 passes is 690 ° C, and it reaches 800 ° C in 9 passes. The hourly surface temperature ratio is 690/800 = 0.87, and the ratio of the number of perforated holes is 9/3 = 3. In Table 1, when any of the perforated plugs is used, the ratio of the number of times of discarding perforations and the surface temperature ratio at the time of discarding are improved, and according to the present invention, the temperature rise of the perforated plugs is suppressed, and the durability is also improved. You can see that.

【0044】[0044]

【表1】 [Table 1]

【0045】[実施例2]表2は、熱間工具鋼(JIS-SK
T3相当材)製の穿孔プラグを使用し、ビレットは貫通孔
径が外径の20%で、材質が1%Cr鋼、5%Cr鋼、9%Cr
鋼の3種類について、前記実施例1と同様の試験を行っ
た結果を示す。表1は、各ビレット材質ごとに、中実材
における測定結果を1.0(基準)として、これと潤滑
中空材の測定結果を比較している。いずれの材質におい
ても、廃却穿孔回数比および廃却時表面温度比が共に改
善されて本発明の向上効果が認められる。
[Example 2] Table 2 shows that hot tool steel (JIS-SK
Uses a perforated plug made of T3 equivalent material), the billet has a through hole diameter of 20% of the outer diameter, and the material is 1% Cr steel, 5% Cr steel, 9% Cr
The results of performing the same tests as in Example 1 for three types of steel are shown. Table 1 compares the measurement results of the lubricating hollow material with the measurement results of the solid material as 1.0 (reference) for each billet material. In any of the materials, the ratio of the number of times of discarding perforation and the surface temperature ratio at the time of discarding are both improved, and the improvement effect of the present invention is recognized.

【0046】なお、本発明はマンネスマン穿孔機(第一
穿孔機)におけるものに限定するものではなく、3ロー
ルを用いた傾斜穿孔機や、いわゆる第二穿孔機(エロン
ゲータ)においても適用できるものである。
It should be noted that the present invention is not limited to the Mannesmann drilling machine (first drilling machine), but can be applied to an inclined drilling machine using three rolls and a so-called second drilling machine (elongator). is there.

【0047】さらに、潤滑剤は、黒鉛系粉末に限定する
ものではなく、ガラス系粉末であってもよい。また、噴
き出しに際しては、窒素ガスや大気等を適宜使い分ける
ことができる。
Further, the lubricant is not limited to graphite powder, but may be glass powder. In addition, nitrogen gas, the atmosphere, or the like can be properly used for jetting.

【0048】[0048]

【表2】 [Table 2]

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明に係る継目無鋼管の製造方法は、
中空ビレットを使用し、穿孔する前に中空ビレットの後
端より貫通孔に潤滑剤を噴き出すから、穿孔時のプラグ
の胴部に作用する面圧が押さえられ、胴部のピーク温度
の上昇が押さえられ、かつ前進効率が高まるため、プラ
グ胴部が損傷し難くなって、プラグ耐用度の大幅な向上
が可能になる。特に潤滑剤を中空ビレットの後半部に確
実に供給できることから、長尺の中空ビレットにおいて
上記効果が顕著である。
The method for manufacturing a seamless steel pipe according to the present invention comprises:
Using a hollow billet, lubricant is injected into the through hole from the rear end of the hollow billet before drilling, so the surface pressure acting on the body of the plug during drilling is suppressed, and the rise in the peak temperature of the body is suppressed. As a result, the plug body is hardly damaged, and the durability of the plug can be greatly improved. In particular, since the lubricant can be reliably supplied to the rear half of the hollow billet, the above effect is remarkable in a long hollow billet.

【0050】さらに、特にCrや Ni、Moといった
合金成分を5%以上含有する高合金において、従来と同
じ鋼管製造方法を用いながら、穿孔プラグの寿命を向上
させ、穿孔後においても従来と何ら違いのない工程で製
品を仕上げることができるから、製造能率の向上が達成
でき、これにより廉価な製品の供給が可能となる。
Further, especially in a high alloy containing 5% or more of an alloy component such as Cr, Ni, and Mo, the life of a drilled plug is improved while using the same steel pipe manufacturing method as in the past, and even after drilling, there is no difference. Since the product can be finished in a process without any trouble, the improvement of the production efficiency can be achieved, thereby enabling the supply of inexpensive products.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態を示す穿孔状況の説明図
である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a perforation situation showing an embodiment of the present invention.

【図2】従来技術における炭素鋼ビレットを穿孔した時
の穿孔プラグの表面温度分布を示すものである。
FIG. 2 shows the surface temperature distribution of a perforated plug when a carbon steel billet is perforated in the prior art.

【図3】従来技術における13%Cr鋼ビレットを穿孔
した時の穿孔プラグの表面温度分布を示すものである。
FIG. 3 shows a surface temperature distribution of a perforated plug when a 13% Cr steel billet according to the related art is perforated.

【図4】従来技術におけるピーク温度と穿孔回数との関
係を示すものである。
FIG. 4 shows the relationship between the peak temperature and the number of perforations in the prior art.

【図5】本発明における前進効率への貫通孔および潤滑
剤の効果を示すものである。
FIG. 5 shows the effect of the through hole and the lubricant on the forward efficiency in the present invention.

【図6】図5におけるピーク温度が800℃に到達する
穿孔回数を比較したものである。
FIG. 6 is a comparison of the number of perforations at which the peak temperature in FIG. 5 reaches 800 ° C.

【図7】廃却穿孔回数比とビレットに設けた貫通孔の内
径との関係を示す相関図である。
FIG. 7 is a correlation diagram showing the relationship between the ratio of the number of times of discarding perforation and the inner diameter of a through hole provided in a billet.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 穿孔ロール 2 穿孔プラグ 3 プッシャ 4 ビレット 31 潤滑剤噴出し装置 32 ビレット押し当て装置 REFERENCE SIGNS LIST 1 punch roll 2 punch plug 3 pusher 4 billet 31 lubricant jetting device 32 billet pressing device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 有泉 孝 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 小田 龍晴 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 山崎 基晴 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Takashi Ariizumi, 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Nihon Kokan Co., Ltd. (72) Tatsuharu Oda 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo No. Nippon Kokan Co., Ltd. (72) Inventor Motoharu Yamazaki 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Kokan Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被穿孔材のパスラインに対し傾斜配置さ
れたロールと、そのパスライン上に被穿孔材を穿孔する
ためのプラグを配置する傾斜穿孔機における、継目無鋼
管の製造方法であって、被穿孔材が断面中心部に貫通孔
を有し、さらに、穿孔に先立って傾斜穿孔機の入側にお
いて被穿孔材の後端より貫通孔内部に潤滑剤を噴き入れ
ることを特徴とする継目無鋼管の製造方法。
1. A method for manufacturing a seamless steel pipe in an inclined drilling machine which arranges a roll inclined with respect to a pass line of a material to be pierced and a plug for piercing the material to be drilled on the pass line. The material to be pierced has a through hole in the center of the cross section, and a lubricant is injected into the through hole from the rear end of the material to be pierced from the rear end of the material to be pierced on the entry side of the inclined drilling machine prior to piercing. Manufacturing method of seamless steel pipe.
【請求項2】 被穿孔材の貫通孔内部で主に後端側に潤
滑剤を供給することを特徴とする請求項1記載の継目無
鋼管の製造方法。
2. The method for producing a seamless steel pipe according to claim 1, wherein the lubricant is supplied mainly to the rear end side inside the through hole of the material to be pierced.
【請求項3】 被穿孔材の貫通孔の内径が被穿孔材の外
径の10%以上であることを特徴とする請求項1または
2記載の継目無管の製造方法。
3. The method for producing a seamless pipe according to claim 1, wherein the inner diameter of the through hole of the material to be pierced is 10% or more of the outer diameter of the material to be pierced.
【請求項4】 被穿孔材が、CrまたはMoまたはNi
の内少なくとも1を5%以上含有することを特徴とする
請求項1、2、または3記載の継目無鋼管の製造方法。
4. The material to be pierced is Cr, Mo, or Ni.
The method for producing a seamless steel pipe according to claim 1, wherein at least one of the steels is contained in an amount of 5% or more.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013533116A (en) * 2010-06-08 2013-08-22 コーティング マネジメント スウィッツァーランド ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Seamless pipe manufacturing method
CN104741380A (en) * 2015-04-04 2015-07-01 内蒙古包钢钢联股份有限公司 Tube blank hot centring machine and hot centring method

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