JP3004875B2 - エロンゲータ圧延方法 - Google Patents
エロンゲータ圧延方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はマルテンサイト系ステン
レス鋼管および２相ステンレス鋼管を製造する際のエロ
ンゲータ圧延法に関するものである。
レス鋼管および２相ステンレス鋼管を製造する際のエロ
ンゲータ圧延法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来、Ｊ
ＩＳ規格ＳＵＳ４２０Ｊ１鋼に代表されるマルテンサイ
ト系ステンレス鋼あるいはＪＩＳ規格ＳＵＳ３２９Ｊ１
鋼に代表される２相ステンレス鋼は熱間加工性が悪く熱
間加工中に割れ、疵等が発生しやすいため、難加工材に
ついて比較的製造が容易なユージンセジュルネ方式で代
表される熱間押し出し法により製造されていた。しか
し、熱間押し出し法による製造においては、穴のあいた
ビレットを使用することにより歩留が低いこと、また生
産性も低いことより、最近は次に述べる圧延法により製
造されるようになった。
ＩＳ規格ＳＵＳ４２０Ｊ１鋼に代表されるマルテンサイ
ト系ステンレス鋼あるいはＪＩＳ規格ＳＵＳ３２９Ｊ１
鋼に代表される２相ステンレス鋼は熱間加工性が悪く熱
間加工中に割れ、疵等が発生しやすいため、難加工材に
ついて比較的製造が容易なユージンセジュルネ方式で代
表される熱間押し出し法により製造されていた。しか
し、熱間押し出し法による製造においては、穴のあいた
ビレットを使用することにより歩留が低いこと、また生
産性も低いことより、最近は次に述べる圧延法により製
造されるようになった。
【０００３】熱間圧延における継目無鋼管製造の代表的
な方法はプラグミル法およびマンドレルミル法である。
一般には製品外径７″以上ではプラグミル法が、それよ
り小さい外径の場合マンドレルミル法が使われている。
な方法はプラグミル法およびマンドレルミル法である。
一般には製品外径７″以上ではプラグミル法が、それよ
り小さい外径の場合マンドレルミル法が使われている。
【０００４】以下、これらの製造方法をその工程に従い
具体的に説明すると、素材１は加熱炉２において所定の
温度まで加熱され、その後穿孔機３により中空素管４を
得る。その後マンドレルミル法では、延伸連続圧延機で
あるマンドレルミル７によって延伸圧延された後、再加
熱炉８により所定の温度に加熱され、仕上圧延機である
ストレッチレデューサ９で所定の外径に圧延成形され仕
上管１０となる。また、マンドレルミル７の前に肉厚を
減じると共に長さを伸ばすエロンゲータミル５、外径を
絞るホローシェルレデューサ６が設置される場合もあ
る。一方プラグミル法においては、中空素管４はエロン
ゲータミル５により肉厚を減じると共に長さを伸ばす延
伸圧延が行われ、次いでプラグミル１１により減肉延伸
され、リーラーミル１２により内外面を平滑に仕上げ
る。その後再加熱炉８により所定の温度に加熱され、サ
イザーミル１３により所定の外径に圧延成形され仕上管
１０となる。
具体的に説明すると、素材１は加熱炉２において所定の
温度まで加熱され、その後穿孔機３により中空素管４を
得る。その後マンドレルミル法では、延伸連続圧延機で
あるマンドレルミル７によって延伸圧延された後、再加
熱炉８により所定の温度に加熱され、仕上圧延機である
ストレッチレデューサ９で所定の外径に圧延成形され仕
上管１０となる。また、マンドレルミル７の前に肉厚を
減じると共に長さを伸ばすエロンゲータミル５、外径を
絞るホローシェルレデューサ６が設置される場合もあ
る。一方プラグミル法においては、中空素管４はエロン
ゲータミル５により肉厚を減じると共に長さを伸ばす延
伸圧延が行われ、次いでプラグミル１１により減肉延伸
され、リーラーミル１２により内外面を平滑に仕上げ
る。その後再加熱炉８により所定の温度に加熱され、サ
イザーミル１３により所定の外径に圧延成形され仕上管
１０となる。
【０００５】ところが、熱間加工性の乏しいマルテンサ
イト系ステンレス鋼または２相ステンレス鋼を上記圧延
法で製造する場合、内表面にへげ疵とよぶ疵が発生する
ことがある。
イト系ステンレス鋼または２相ステンレス鋼を上記圧延
法で製造する場合、内表面にへげ疵とよぶ疵が発生する
ことがある。
【０００６】本発明者らは、内面へげ疵の発生原因を究
明するため、上流工程より圧延機毎に圧延材を圧延工程
より払い出し調査した結果、エロンゲータにおいてへげ
疵が発生することを突き止めた。なお、穿孔機であるプ
レスロールピアサーによる圧延においては、内表面は圧
縮応力下で加工がなされるため、疵は発生しない。これ
まで、マンネスマンピアサーでの内面疵の防止方法につ
いては特開昭６３−２８１７０５号にあるように、加熱
温度および穿孔圧延の際の歪速度の上限を限定する圧延
法、あるいは特開平１−２２８６０３号にあるように、
加熱温度、穿孔比、ドラフト率を特定して圧延する方法
があるが、エロンゲータについては疵防止対策がなかっ
たのが実状である。
明するため、上流工程より圧延機毎に圧延材を圧延工程
より払い出し調査した結果、エロンゲータにおいてへげ
疵が発生することを突き止めた。なお、穿孔機であるプ
レスロールピアサーによる圧延においては、内表面は圧
縮応力下で加工がなされるため、疵は発生しない。これ
まで、マンネスマンピアサーでの内面疵の防止方法につ
いては特開昭６３−２８１７０５号にあるように、加熱
温度および穿孔圧延の際の歪速度の上限を限定する圧延
法、あるいは特開平１−２２８６０３号にあるように、
加熱温度、穿孔比、ドラフト率を特定して圧延する方法
があるが、エロンゲータについては疵防止対策がなかっ
たのが実状である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
の第１の発明に係わるエロンゲータ圧延法は、穿孔機に
より穿孔した後の肉厚／外径が０．２５以下のＪＩＳ規
格ＳＵＳ４２０Ｊ１鋼に代表されるマルテンサイト系ス
テンレス鋼素管を圧延する場合において、プラグ接触開
始位置での外径圧下率Ｒｄを ０．０４＜Ｒｄ＜−０．８３Ｎ＋１５．１５ 但し、Ｒｄ＝（Ｄin−Ｄp ）／Ｄin （Ｎは圧延素材のロール接触開始位置からプラグ接触開
始位置までの外径圧下過程での一対のロールによる加工
回数Ｎ、Ｄinは入側素管外径、Ｄp はプラグ接触開始位
置でのロール間隔）とし延伸圧延を行うことを特徴とす
る。
の第１の発明に係わるエロンゲータ圧延法は、穿孔機に
より穿孔した後の肉厚／外径が０．２５以下のＪＩＳ規
格ＳＵＳ４２０Ｊ１鋼に代表されるマルテンサイト系ス
テンレス鋼素管を圧延する場合において、プラグ接触開
始位置での外径圧下率Ｒｄを ０．０４＜Ｒｄ＜−０．８３Ｎ＋１５．１５ 但し、Ｒｄ＝（Ｄin−Ｄp ）／Ｄin （Ｎは圧延素材のロール接触開始位置からプラグ接触開
始位置までの外径圧下過程での一対のロールによる加工
回数Ｎ、Ｄinは入側素管外径、Ｄp はプラグ接触開始位
置でのロール間隔）とし延伸圧延を行うことを特徴とす
る。
【０００８】また、第２の発明のエロンゲータ圧延法
は、穿孔機により穿孔した後の肉厚／外径が０．２５以
下のＪＩＳ規格ＳＵＳ３２９Ｊ１鋼に代表される２相ス
テンレス鋼素管をエロンゲータで延伸圧延する場合にお
いて、プラグ接触開始位置での外径圧下率Ｒｄを ０．０４＜Ｒｄ＜−０．８Ｎ＋１４．０ 但し、Ｒｄ＝（Ｄin−Ｄp ）／Ｄin （Ｎは圧延素材のロール接触開始位置からプラグ接触開
始位置までの外径圧下過程での一対のロールによる加工
回数Ｎ、Ｄinは入側素管外径、Ｄp はプラグ接触開始位
置でのロール間隔）とすることを特徴とする。
は、穿孔機により穿孔した後の肉厚／外径が０．２５以
下のＪＩＳ規格ＳＵＳ３２９Ｊ１鋼に代表される２相ス
テンレス鋼素管をエロンゲータで延伸圧延する場合にお
いて、プラグ接触開始位置での外径圧下率Ｒｄを ０．０４＜Ｒｄ＜−０．８Ｎ＋１４．０ 但し、Ｒｄ＝（Ｄin−Ｄp ）／Ｄin （Ｎは圧延素材のロール接触開始位置からプラグ接触開
始位置までの外径圧下過程での一対のロールによる加工
回数Ｎ、Ｄinは入側素管外径、Ｄp はプラグ接触開始位
置でのロール間隔）とすることを特徴とする。
【０００９】
【作用】以下に本発明による圧延方法について詳細に説
明する。発明者らはエロンゲータで圧延途中止めした圧
延材を詳細に調査した結果、ロール接触からプラグ接触
開始までの外径圧下過程で内表面に割れが発生し、この
割れがへげ疵の原因となることを突き止めた。
明する。発明者らはエロンゲータで圧延途中止めした圧
延材を詳細に調査した結果、ロール接触からプラグ接触
開始までの外径圧下過程で内表面に割れが発生し、この
割れがへげ疵の原因となることを突き止めた。
【００１０】この割れの発生原因を以下に述べる。圧延
素材のロール接触開始位置からプラグ接触開始位置まで
の外径圧下過程の圧延模式図を図２に示す。なお、図２
で参照符号２１は主ロール、２２はプラグ、２３は被圧
延材を表わしている。外径圧下過程において、ロール直
下位置（図中Ａ，Ｃ）での内表面には引張の周方向応力
が作用し、ロール直下と９０度をなす位置（図中Ｂ，
Ｃ）での内表面には圧縮の周方向応力が作用する。圧延
材料は回転しながら前進するため、圧延材料の内表面に
は繰り返しの周方向引張・圧縮応力が作用し、これによ
り割れが発生する。
素材のロール接触開始位置からプラグ接触開始位置まで
の外径圧下過程の圧延模式図を図２に示す。なお、図２
で参照符号２１は主ロール、２２はプラグ、２３は被圧
延材を表わしている。外径圧下過程において、ロール直
下位置（図中Ａ，Ｃ）での内表面には引張の周方向応力
が作用し、ロール直下と９０度をなす位置（図中Ｂ，
Ｃ）での内表面には圧縮の周方向応力が作用する。圧延
材料は回転しながら前進するため、圧延材料の内表面に
は繰り返しの周方向引張・圧縮応力が作用し、これによ
り割れが発生する。
【００１１】この割れは周方向応力の大小、ロール接触
からプラグ接触までの外径圧下過程での一対のロールに
よる加工回数に影響を受ける。まず周方向応力の大小
は、入側素材の肉厚ｔinと外径Ｄinとの比ｔin／Ｄinが
同一の場合、以下に示すプラグ接触開始位置での外径圧
下率Ｒｄによりほぼ決まる。 Ｒｄ＝（Ｄin−Ｄp ）／Ｄin 上記式において、Ｄinは入側素管外径、Ｄp はプラグ接
触開始位置でのロール間隔（図３参照）である。なお、
図３で参照符号３１は主ロール、３２はプラグ、３３は
被圧延材を表わしている。次にロール接触からプラグ接
触までの外径圧下過程での一対のロールによる加工回数
Ｎは次式で見積もることができる。 Ｎ＝Ｌλ／（π（Ｄout ／２）ｓｉｎβη） 上記式において、Ｌは圧延素材のロール接触開始位置よ
りプラグ接触開始位置までの距離（図３参照）、λは伸
ばし長さ比、Ｄout は出側素管外径、βは傾斜角、ηは
前進効率である。
からプラグ接触までの外径圧下過程での一対のロールに
よる加工回数に影響を受ける。まず周方向応力の大小
は、入側素材の肉厚ｔinと外径Ｄinとの比ｔin／Ｄinが
同一の場合、以下に示すプラグ接触開始位置での外径圧
下率Ｒｄによりほぼ決まる。 Ｒｄ＝（Ｄin−Ｄp ）／Ｄin 上記式において、Ｄinは入側素管外径、Ｄp はプラグ接
触開始位置でのロール間隔（図３参照）である。なお、
図３で参照符号３１は主ロール、３２はプラグ、３３は
被圧延材を表わしている。次にロール接触からプラグ接
触までの外径圧下過程での一対のロールによる加工回数
Ｎは次式で見積もることができる。 Ｎ＝Ｌλ／（π（Ｄout ／２）ｓｉｎβη） 上記式において、Ｌは圧延素材のロール接触開始位置よ
りプラグ接触開始位置までの距離（図３参照）、λは伸
ばし長さ比、Ｄout は出側素管外径、βは傾斜角、ηは
前進効率である。
【００１２】通常、エロンゲータに供給される圧延素材
の入側でのｔin／Ｄinは０．２５以下であるので、その
範囲で周方向応力が最も大きくなるｔin／Ｄinが０．２
５のもとで、プラグ接触開始位置での外径圧下率Ｒｄ、
圧延素材のロール接触開始位置からプラグ接触開始位置
までの外径圧下過程での一対のロールによる加工回数Ｎ
を変更し圧延実験を行った結果、マルテンサイト系ステ
ンレス鋼管の場合は図４に、また２相ステンレス鋼管の
場合は図５にそれぞれ示すように斜線を施した領域で割
れが発生することがわかった。よって、割れを発生しな
い条件は次式で表わせる。マルテンサイト系ステンレス
鋼管の場合： Ｒｄ＜−０．８３Ｎ＋１５．１５ ２相ステンレス鋼管の場合： Ｒｄ＜−０．８Ｎ＋１４．０ 但し、Ｒｄ＝（Ｄin−Ｄp ）／Ｄin また、Ｒｄが０．０４以下では、ロールが圧延材料を十
分にグリップできないため、圧延が途中で止まる場合が
あるので、ミスロールを発生することなく安定に圧延す
るためには ０．０４＜Ｒｄ となる。よって、本発明によればマルテンサイト系ステ
ンレス鋼および２相ステンレス鋼を圧延する際、内面に
発生するへげ疵を軽減できる。
の入側でのｔin／Ｄinは０．２５以下であるので、その
範囲で周方向応力が最も大きくなるｔin／Ｄinが０．２
５のもとで、プラグ接触開始位置での外径圧下率Ｒｄ、
圧延素材のロール接触開始位置からプラグ接触開始位置
までの外径圧下過程での一対のロールによる加工回数Ｎ
を変更し圧延実験を行った結果、マルテンサイト系ステ
ンレス鋼管の場合は図４に、また２相ステンレス鋼管の
場合は図５にそれぞれ示すように斜線を施した領域で割
れが発生することがわかった。よって、割れを発生しな
い条件は次式で表わせる。マルテンサイト系ステンレス
鋼管の場合： Ｒｄ＜−０．８３Ｎ＋１５．１５ ２相ステンレス鋼管の場合： Ｒｄ＜−０．８Ｎ＋１４．０ 但し、Ｒｄ＝（Ｄin−Ｄp ）／Ｄin また、Ｒｄが０．０４以下では、ロールが圧延材料を十
分にグリップできないため、圧延が途中で止まる場合が
あるので、ミスロールを発生することなく安定に圧延す
るためには ０．０４＜Ｒｄ となる。よって、本発明によればマルテンサイト系ステ
ンレス鋼および２相ステンレス鋼を圧延する際、内面に
発生するへげ疵を軽減できる。
【００１３】
〈実施例１〉以下、第１の発明の実施例を説明する。Ｊ
ＩＳ規格ＳＵＳ４２０Ｊ１鋼を用いて、実機圧延を行っ
た。エロンゲータ圧延前は外径２５６mm、肉厚６４．０
mmであり、圧延後、外径２５６mm、肉厚１６．３mmとな
り、最終的には外径１１４．３mm、外径６．８８mmの製
品となる。表１に示す条件でエロンゲータ圧延を行い、
内面へげ疵を調査した。テスト１は本発明を適用した場
合であり、テスト２は本発明を適用しない場合である。
ＩＳ規格ＳＵＳ４２０Ｊ１鋼を用いて、実機圧延を行っ
た。エロンゲータ圧延前は外径２５６mm、肉厚６４．０
mmであり、圧延後、外径２５６mm、肉厚１６．３mmとな
り、最終的には外径１１４．３mm、外径６．８８mmの製
品となる。表１に示す条件でエロンゲータ圧延を行い、
内面へげ疵を調査した。テスト１は本発明を適用した場
合であり、テスト２は本発明を適用しない場合である。
【表１】
【００１４】疵の調査結果を表２に示す。疵評価は、本
発明を適用した場合を１としたときの疵発生割合を示し
た。
発明を適用した場合を１としたときの疵発生割合を示し
た。
【表２】
【００１５】以上の結果よりわかるように本発明によ
り、内面疵を大幅に低減可能である。
り、内面疵を大幅に低減可能である。
【００１６】〈実施例２〉以下、第２の発明の実施例を
説明する。ＪＩＳ３２９Ｊ１鋼を用いて、圧延を行っ
た。エロンゲータ圧延前は外径７５mm、肉厚１８．５mm
であり、圧延後、外径７５mm、肉厚６．２mmとなる。表
３に示す条件でエロンゲータ圧延を行い、内面へげ疵を
調査した。テスト１は本発明を適用した場合であり、テ
スト２は本発明を適用しない場合である。
説明する。ＪＩＳ３２９Ｊ１鋼を用いて、圧延を行っ
た。エロンゲータ圧延前は外径７５mm、肉厚１８．５mm
であり、圧延後、外径７５mm、肉厚６．２mmとなる。表
３に示す条件でエロンゲータ圧延を行い、内面へげ疵を
調査した。テスト１は本発明を適用した場合であり、テ
スト２は本発明を適用しない場合である。
【表３】
【００１７】疵の調査結果を表４に示す。疵評価は、本
発明を適用した場合を１としたときの疵発生割合を示し
た。
発明を適用した場合を１としたときの疵発生割合を示し
た。
【表４】
【００１８】以上の結果よりわかるように本発明によ
り、内面疵を大幅に低減可能である。
り、内面疵を大幅に低減可能である。
【００１９】
【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、内面疵
発生を大幅に低減でき、品質の向上、歩留の向上、疵手
入れの減少等その工業上の効果は大きい。
発生を大幅に低減でき、品質の向上、歩留の向上、疵手
入れの減少等その工業上の効果は大きい。
【図１】マンドレルミル方式、プラグミル方式による継
目無鋼管製造工程図である。
目無鋼管製造工程図である。
【図２】外径圧下過程の圧延の模式図である。
【図３】外径圧下過程でのプラグ接触開始位置でのロー
ル間隔Ｄp 圧延素材のロール接触開始位置よりプラグ接
触開始位置までの距離Ｌを説明する図である。
ル間隔Ｄp 圧延素材のロール接触開始位置よりプラグ接
触開始位置までの距離Ｌを説明する図である。
【図４】マルテンサイト系ステンレス鋼管の場合、割れ
の発生限界を説明する図である。
の発生限界を説明する図である。
【図５】２相ステンレス鋼管の場合、割れの発生限界を
説明する図である。
説明する図である。
１ 穿孔機における被圧延材 ２ 加熱炉 ３ 穿孔機 ４ 穿孔機出側の中空素管 ５ エロンゲータ ６ ホローシェルレデューサ ７ マンドレルミル ８ 再加熱炉 ９ ストレッチレデューサ １０ 仕上管 １１ プラグミル １２ リーラーミル １３ サイザーミル ２１ 主ロール ２２ プラグ ２３ 被圧延材 ３１ 主ロール ３２ プラグ ３３ 被圧延材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾藤 晃彰 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新日本製鐵株式会社 八幡製鐵所内 (72)発明者 坂本 俊治 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新日本製鐵株式会社 八幡製鐵所内 (56)参考文献 特開 平５−305310（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B21B 19/02 - 19/10
Claims (2)
- 【請求項１】 穿孔機により穿孔した後の肉厚／外径が
０．２５以下のＪＩＳ規格ＳＵＳ４２０Ｊ１鋼に代表さ
れるマルテンサイト系ステンレス鋼素管をエロンゲータ
で延伸圧延する場合において、プラグ接触開始位置での
外径圧下率Ｒｄを ０．０４＜Ｒｄ＜−０．８３Ｎ＋１５．１５ 但し、Ｒｄ＝（Ｄin−Ｄp ）／Ｄin （Ｎは圧延素材のロール接触開始位置からプラグ接触開
始位置までの外径圧下過程での一対のロールによる加工
回数Ｎ、Ｄinは入側素管外径、Ｄp はプラグ接触開始位
置でのロール間隔）とすることを特徴とするエロンゲー
タ圧延法。 - 【請求項２】 穿孔機により穿孔した後の肉厚／外径が
０．２５以下のＪＩＳ規格ＳＵＳ３２９Ｊ１鋼に代表さ
れる２相ステンレス鋼素管をエロンゲータで延伸圧延す
る場合において、プラグ接触開始位置での外径圧下率Ｒ
ｄを ０．０４＜Ｒｄ＜−０．８Ｎ＋１４．０ 但し、Ｒｄ＝（Ｄin−Ｄp ）／Ｄin （Ｎは圧延素材のロール接触開始位置からプラグ接触開
始位置までの外径圧下過程での一対のロールによる加工
回数Ｎ、Ｄinは入側素管外径、Ｄp はプラグ接触開始位
置でのロール間隔）とすることを特徴とするエロンゲー
タ圧延法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6107153A JP3004875B2 (ja) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | エロンゲータ圧延方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6107153A JP3004875B2 (ja) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | エロンゲータ圧延方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07308703A JPH07308703A (ja) | 1995-11-28 |
| JP3004875B2 true JP3004875B2 (ja) | 2000-01-31 |
Family
ID=14451858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6107153A Expired - Lifetime JP3004875B2 (ja) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | エロンゲータ圧延方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3004875B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6077604A (en) | 1996-04-02 | 2000-06-20 | Meguro Chemical Industry Co., Ltd. | Sealing tape |
| KR20180092214A (ko) | 2017-02-08 | 2018-08-17 | 신현호 | 실링 작업용 다중 경도 실링 테이프 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11169914A (ja) * | 1997-12-12 | 1999-06-29 | Sumitomo Metal Ind Ltd | マルテンサイト系ステンレス継目無管の製造法 |
-
1994
- 1994-05-20 JP JP6107153A patent/JP3004875B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6077604A (en) | 1996-04-02 | 2000-06-20 | Meguro Chemical Industry Co., Ltd. | Sealing tape |
| KR20180092214A (ko) | 2017-02-08 | 2018-08-17 | 신현호 | 실링 작업용 다중 경도 실링 테이프 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07308703A (ja) | 1995-11-28 |
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