JP4624514B2 - 高合金鋼から中空素管を製造するための２ロ―ル傾斜圧延式穿孔機および方法 - Google Patents
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Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
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- Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１の前文に記載された、中空素管の穿孔時に圧延ロール軸線を横切って塑性変形域を閉じる圧延材用案内工具を備えた高合金鋼から中空素管を製造するための２ロール傾斜圧延機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
傾斜圧延法および冶金製造法の改良によって、フェライト系、フェライト・マルテンサイト系、オーステナイト系の高合金鋼から傾斜圧延式穿孔機で穿孔することによって高品質の継目無管を製造することが今日では可能である。この方法は、従来の押出し法に比べて、特に鋼片の穿孔が省かれ、鋼片装入重量が高まり、偏心が減少し、従って肉厚公差が減少することによる幾つかの利点を有する。高合金鋼の穿孔に特に適しているのは、既にR. C. Stiefelによって導入されたようなロール軸線を横切って塑性変形域を閉じるガイドシューを備えたコーン形傾斜圧延式穿孔機である。こうして一層の延伸と比較的薄肉の中空素管の製造が可能となるが、このことは３ロール傾斜圧延式穿孔機またはガイドディスクを備えた２ロール傾斜圧延式穿孔機では同程度には可能でない。
【０００３】
しかし高合金鋼は焼付き傾向、即ち素管材料がガイドの案内面に溶着しもしくは付着する傾向がきわめて強い。ガイドの案内面に焼き付く材料（ピックアップ）は、穿孔された中空素管の外表面に深い鋭角の螺旋状に延びる溝の態様の機械的疵をもたらし、これらの疵を研削、ピーリングまたは旋削によって除去しなければならないが、これは高い材料損失、余分な作業支出に結び付いている。
【０００４】
潤滑剤、分離剤をガイドに適切に塗布することによって、材料付着の発生を防止もしくは遅らせることが可能である。しかし意図することなく潤滑剤が圧延ロールに転移し、その結果ロールと圧延材との間で滑り（スリップ）を生じることがあり、そのことから穿孔過程の中断を招く可能性もある。
【０００５】
或る刊行文献によればこのスリップは炭化珪素含有液体を供給して防止することができるとされるが、これによって再び余分な装置と媒体が必要となる。
【０００６】
ねずみ鋳鉄ＧＧＧ、ＧＧＬ製のガイドシューを使った独自の実験は焼付きに対する一定の適性を示したが、しかしその摩擦・摩耗挙動は生産操業には不十分であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、案内工具の案内面への有害な焼付きを防止するための効果的で安価な方法を見い出すことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明によれば、基材からなる基体と、高合金鋼に対する焼付き防止性および高い高温強度を有する素材からなり案内面を形成する表層部とから案内工具をそれぞれに構成することが提案される。案内工具の案内面を事実上被覆する材料は管材料もしくは圧延材素材に焼き付かず、その特別の性質に基づいて自己潤滑効果を有する。
【０００９】
同様の解決策が別の目的に関してＤＥ−ＰＳ３１１４１７７Ｃ２号で提案されてはいるが、しかしそこでは高温硬質物層が基体上に生成され、案内工具で高合金鋼の焼付きを防止する問題を解決することができない。
【００１０】
本発明の考えは同様に、シュー、ディスクまたはローラの態様の案内工具において応用して成果をあげることができる。
【００１１】
本発明による課題を解決するのに特別好ましい性質を有する素材は、案内面を構成するモリブデンまたはモリブデン系合金である。
【００１２】
表層部が０．１〜１０ｍｍの厚さであれば十分である。しかし本発明の特別の提案により、表層部および基体の接触面における熱膨張の値が動作温度においてほぼ等しくなって、表層部の熱応力および剥離が生じることのないように、表層部の厚さは選定されるべきであろう。
【００１３】
基体と表層部の素材との間の結合は本発明の特徴によれば形状嵌合式に行うことができ、または本発明の他の特徴によれば表層部と基体との間の接触面を定義に従って粗くすることによって行うことができる。表層部を接合または溶射（フレーム溶射、プラズマ溶射）によって製造しもしくは基体に被着することも考えられる。表層部をホットアイソスタティック加圧またはコールドアイソスタティック加圧と焼結とによって粉末冶金法で製造する別の解決策もある。
【００１４】
基体の基材が一層の高張力鋼または鉄系、ニッケル系またはコバルト系合金であることが好ましい。
【００１５】
本発明による案内工具を用いて高合金鋼から中空素管を製造するための方法では、大きな熱応力を避けるために、案内面または案内工具全体が、本発明によって使用される前に室温よりも高い温度にされる。
【００１６】
同じ理由から、穿孔過程の前後と穿孔中に、圧縮空気ノズルまたは機械的覆い等の好適な措置によって案内工具を冷却水との接触から保護しなければならないであろう。案内工具を冷却水との接触から保護することは不活性ガス、例えば窒素の吹付けによって行うことも考えられる。
【００１７】
穿孔過程後にロールの冷却は、場合によっては例えば自動的に次の穿孔過程の開始まで中断すべきであろう。
【００１８】
閉じる案内面が切削除去後に再生され、表層部の素材が機械的または熱的分離によってまたは基体素材の溶かし込みによって回収されると、経済上、生態学上の観点から有意義である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１の前文に記載された、中空素管の穿孔時に圧延ロール軸線を横切って塑性変形域を閉じる圧延材用案内工具を備えた高合金鋼から中空素管を製造するための２ロール傾斜圧延機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
傾斜圧延法および冶金製造法の改良によって、フェライト系、フェライト・マルテンサイト系、オーステナイト系の高合金鋼から傾斜圧延式穿孔機で穿孔することによって高品質の継目無管を製造することが今日では可能である。この方法は、従来の押出し法に比べて、特に鋼片の穿孔が省かれ、鋼片装入重量が高まり、偏心が減少し、従って肉厚公差が減少することによる幾つかの利点を有する。高合金鋼の穿孔に特に適しているのは、既にR. C. Stiefelによって導入されたようなロール軸線を横切って塑性変形域を閉じるガイドシューを備えたコーン形傾斜圧延式穿孔機である。こうして一層の延伸と比較的薄肉の中空素管の製造が可能となるが、このことは３ロール傾斜圧延式穿孔機またはガイドディスクを備えた２ロール傾斜圧延式穿孔機では同程度には可能でない。
【０００３】
しかし高合金鋼は焼付き傾向、即ち素管材料がガイドの案内面に溶着しもしくは付着する傾向がきわめて強い。ガイドの案内面に焼き付く材料（ピックアップ）は、穿孔された中空素管の外表面に深い鋭角の螺旋状に延びる溝の態様の機械的疵をもたらし、これらの疵を研削、ピーリングまたは旋削によって除去しなければならないが、これは高い材料損失、余分な作業支出に結び付いている。
【０００４】
潤滑剤、分離剤をガイドに適切に塗布することによって、材料付着の発生を防止もしくは遅らせることが可能である。しかし意図することなく潤滑剤が圧延ロールに転移し、その結果ロールと圧延材との間で滑り（スリップ）を生じることがあり、そのことから穿孔過程の中断を招く可能性もある。
【０００５】
或る刊行文献によればこのスリップは炭化珪素含有液体を供給して防止することができるとされるが、これによって再び余分な装置と媒体が必要となる。
【０００６】
ねずみ鋳鉄ＧＧＧ、ＧＧＬ製のガイドシューを使った独自の実験は焼付きに対する一定の適性を示したが、しかしその摩擦・摩耗挙動は生産操業には不十分であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、案内工具の案内面への有害な焼付きを防止するための効果的で安価な方法を見い出すことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明によれば、基材からなる基体と、高合金鋼に対する焼付き防止性および高い高温強度を有する素材からなり案内面を形成する表層部とから案内工具をそれぞれに構成することが提案される。案内工具の案内面を事実上被覆する材料は管材料もしくは圧延材素材に焼き付かず、その特別の性質に基づいて自己潤滑効果を有する。
【０００９】
同様の解決策が別の目的に関してＤＥ−ＰＳ３１１４１７７Ｃ２号で提案されてはいるが、しかしそこでは高温硬質物層が基体上に生成され、案内工具で高合金鋼の焼付きを防止する問題を解決することができない。
【００１０】
本発明の考えは同様に、シュー、ディスクまたはローラの態様の案内工具において応用して成果をあげることができる。
【００１１】
本発明による課題を解決するのに特別好ましい性質を有する素材は、案内面を構成するモリブデンまたはモリブデン系合金である。
【００１２】
表層部が０．１〜１０ｍｍの厚さであれば十分である。しかし本発明の特別の提案により、表層部および基体の接触面における熱膨張の値が動作温度においてほぼ等しくなって、表層部の熱応力および剥離が生じることのないように、表層部の厚さは選定されるべきであろう。
【００１３】
基体と表層部の素材との間の結合は本発明の特徴によれば形状嵌合式に行うことができ、または本発明の他の特徴によれば表層部と基体との間の接触面を定義に従って粗くすることによって行うことができる。表層部を接合または溶射（フレーム溶射、プラズマ溶射）によって製造しもしくは基体に被着することも考えられる。表層部をホットアイソスタティック加圧またはコールドアイソスタティック加圧と焼結とによって粉末冶金法で製造する別の解決策もある。
【００１４】
基体の基材が一層の高張力鋼または鉄系、ニッケル系またはコバルト系合金であることが好ましい。
【００１５】
本発明による案内工具を用いて高合金鋼から中空素管を製造するための方法では、大きな熱応力を避けるために、案内面または案内工具全体が、本発明によって使用される前に室温よりも高い温度にされる。
【００１６】
同じ理由から、穿孔過程の前後と穿孔中に、圧縮空気ノズルまたは機械的覆い等の好適な措置によって案内工具を冷却水との接触から保護しなければならないであろう。案内工具を冷却水との接触から保護することは不活性ガス、例えば窒素の吹付けによって行うことも考えられる。
【００１７】
穿孔過程後にロールの冷却は、場合によっては例えば自動的に次の穿孔過程の開始まで中断すべきであろう。
【００１８】
閉じる案内面が切削除去後に再生され、表層部の素材が機械的または熱的分離によってまたは基体素材の溶かし込みによって回収されると、経済上、生態学上の観点から有意義である。
Claims (12)
- 高合金鋼から中空素管を製造するための２ロール傾斜圧延式穿孔機であって、前記中空素管の穿孔時に圧延ロール軸線を横切って塑性変形域を閉じるように配置された一対の圧延材用案内工具を備えるものにおいて、前記各案内工具は、それぞれ、基材からなる基体と、前記基体の基材と異なる素材であって高合金鋼に対する焼付き防止性および高い高温強度を有する素材からなりかつ案内面を形成する表層部とで構成され、前記表層部の前記素材がモリブデンまたはモリブデン系合金であり、かつ、前記表層部と前記基体との接合面におけるそれぞれの熱膨張の値が動作温度においてほぼ等しくなるように前記表層部の厚さが選定されていることを特徴とする２ロール傾斜圧延式穿孔機。
- 前記案内工具がシュー、ディスクまたはローラであることを特徴とする、請求項１記載の２ロール傾斜圧延式穿孔機。
- 案内面の厚さが０．１〜１０ｍｍの範囲から選定されていることを特徴とする、請求項１または２記載の２ロール傾斜圧延式穿孔機。
- 前記基体と前記表層部との間の耐捩り性結合が形状嵌合式に行われることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項記載の２ロール傾斜圧延式穿孔機。
- 前記基体と前記表層部との接触面を定義に従って粗くすることによって前記基体と前記表層部との間の耐捩り性結合が保証されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項記載の２ロール傾斜圧延式穿孔機。
- 前記表層部がホットアイソスタティック加圧またはコールドアイソスタティック加圧と焼結とによって粉末冶金法で製造されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項記載の２ロール傾斜圧延式穿孔機。
- 前記表層部が接合または溶射によって前記基体に被着されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項記載の２ロール傾斜圧延式穿孔機。
- 前記基体の素材が一層の高張力鋼または鉄系、ニッケル系またはコバルト系合金であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項記載の２ロール傾斜圧延式穿孔機。
- 請求項１〜８のいずれか１項に記載された２ロール傾斜圧延式穿孔機を利用して、高合金鋼から中空素管を製造するための方法であって、前記中空素管の穿孔時に圧延ロール軸線を横切って塑性変形域を閉じるように配置される前記一対の圧延材用案内工具を用いる方法において、前記各案内工具の前記表層部または前記各案内工具全体が、穿孔過程で使用される前に室温よりも高い温度にされることを特徴とする中空素管製造方法。
- 前記穿孔過程の前後と穿孔中、圧縮空気ノズルまたは機械的覆い等の好適な措置によって、前記各案内工具が、前記圧延ロールを冷却するための冷却水との接触から保護されることを特徴とする、請求項９記載の中空素管製造方法。
- 前記案内工具の前記冷却水との接触からの前記保護が、不活性ガスまたは窒素ガスの吹付けによって行われることを特徴とする、請求項１０記載の中空素管製造方法。
- 前記穿孔過程後に、前記圧延ロールの冷却が、次の穿孔過程の開始まで中断されることを特徴とする、請求項９〜１１のいずれか１項記載の中空素管製造方法。
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| JP2000012797A Expired - Fee Related JP4624514B2 (ja) | 1999-01-26 | 2000-01-21 | 高合金鋼から中空素管を製造するための２ロ―ル傾斜圧延式穿孔機および方法 |
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