JPH01180711A - 継目無鋼管製造用プラグ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、継目無鋼管の製造に用いられるプラグに係り
、特に合金鋼の穿孔およびは傾斜圧延時に、耐摩耗性、
耐焼付性あるいは耐溶損性に優れた性質を発揮するプラ
グに関する。

〈従来の技術〉 継目無鋼管の製造方法は、丸鋼片もしくは角鋼片をマン
ネスマン方式あるいはプレス方式により穿孔して中空素
管とし、この中空素管をマンドレルミルあるいはエロン
ゲータとプラグミルなどにより延伸加工する方法が一般
的である。

この継目無鋼管製造の″各工程において、成形用プラグ
は、高温、高圧下での苛酷な摩耗状態にさらされる。し
たがって、高温における耐摩耗性。

耐焼付性およびは耐溶損性に優れたプラグを製造し、そ
の寿命を延長させることは、上記の方法による継目無鋼
管製造上の重要な課題の一つであり、特に、最近のよう
に２継目無鋼管の高合金化が進められている状況下では
、その重要性はさらに大きくなっている。

従来よりプラグの寿命の向上を図る目的で、プラグ材質
や熱処理方法の点から各種の研究がなされている０例え
ば特開昭５９−９１５４号や特開昭６０−１５９１５６
号などの公報で示されるように、低合金鋼に最適なスケ
ール付は熱処理を施してプラグ寿命の向上を図るものが
提案されている。

また、特開昭６０−１３７５１１号や特開昭６２−２０
７５０３号などの公報で示されているように、鋼製の芯
金母体部に対しセラミック、モリブデンあるいはモリブ
デン合金を用いて製作された先端部を取付けることによ
り耐久性を高める方法も提案されている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、前者の特開昭５９−９１５４号や特開昭
６０−１５９１５６号の方法では、低合金鋼の穿孔やエ
ロンゲータ圧延の場合はある程度の効果が認められてい
るものの、高生産性および歩留り向上を狙って丸鋼片の
長尺化を図ろうとする場合は、プラグと被圧延材の接触
時間の増大によりプラグ寿命は著しく低下してしまうた
め、改善効果が十分とは言い難い。さらに、１３％Ｃｒ
ステンレス鋼やオーステナイト系ステンレス鋼、二相ス
テンレ子鋼などの高合金鋼の穿孔やエロンゲータ圧延が
最近増加している状況下では、このような合金鋼プラグ
を用いても先端溶損、えぐれなどの損耗や被圧延材のプ
ラグへの焼き付きが発生してプ゛ラグの寿命が短くなり
、原単位の上昇のみならず中空素管の内面欠陥が多発す
るなどの原因にもなっている。

６また、後者の特開昭６０−１３７５１１号や特開昭６
２−２０７５０３号の方法では、先端部の溶損に対して
は効果があるものの、プラグ母体部でのえぐれや焼き付
きなどの損耗は不可避である。また、先端部材料と芯金
母体部材料との特性の違いにより損耗状況が異なるため
、境界部が溝状になってしまい、諺圧延材の溝部への焼
き付きが発生する恐れがあり、初期の目的を達成するの
は困難である。

さらに、特に大径プラグモは、先端部材料の体積が大き
いため、圧延からプラグ冷却の過程で外表面に引張りの
熱応力が作用し、前記したセラミックスやモリブデン、
モリブデン合金のような衝撃特性の劣る材料では割れが
発生してしまい、高合金鋼は言うに及ばず低合金鋼や炭
素鋼の穿孔やエロンゲータ圧延に使用することも不可能
である。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであ
って、１３％Ｃｒステンレス鋼やオーステナイト系ステ
ンレス鋼、二相ステンレス鋼などの高合金鋼および低合
金鋼の穿孔またはエロンゲータ圧延に際して、先端部の
溶損、焼き付きは勿論のこと、ツー２８部のえぐれなど
の損耗を無くし、被圧延材が焼き付かない長寿命の継目
無鋼管製造用プラグを提供することを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明者らは、上記のような課題について鋭意研究を重
ねた結果、高合金鋼の穿孔あるいはエロンゲータ圧延時
の耐摩耗性や耐焼付性、耐溶損性などに優れたプラグ材
質としてモリブデンまたはモリブデン合金が最適であ名
との知見をもとに、この材料の特性を生かし、なおかつ
耐割れ性の点でも優れた継目無鋼管製造用プラグを発明
するに至った。

すなわち、本発明は、鋼製の母体部を有する継目無鋼管
製造用プラグであって、この母体部の表面全体にモリブ
デンまたはモリブデン合金の外層部を設けたことを特徴
とする継目無鋼管製造用プラグである。

なお、前記母体部と外層部との間に断熱層を備えるよう
にしてもよい。

以下に、本発明の構成について具体的に説明する。

モリブデンまたはモリブデン合金の一般的特性として、
■高温強度が高いこと、■熱伝導度が小さいこと、■衝
撃特性が例えば０．３％Ｃ−３％Ｃｒ−１％Ｎｉ系低合
金鋼のような通常のプラグ材に比べて劣ること、などの
特徴が挙げられる。

したがって、高温強度が高いため、高合金鋼を穿孔する
ときのプラグ先端の溶損や、穿孔およびエロンゲータ圧
延時のツー２８部のえぐれやしわに対しては有利であ、
るが、しかし、熱伝導度が小さいため、モリブデンまた
はモリブデン合金の単体プラグの場合は、穿孔あるいは
エロンゲータ圧延後において外表面は勿論のこと中心部
近傍まで１０００〜１３００°Ｃ前後の高温状態になり
、後続の冷却時に外表面に引張り応力が作用して、低い
耐衝撃性と相まってプラグ表面には無数の割れが発生す
ることになる。

そこで、本発明者らは、前記したモリブデンまたはモリ
ブデン合金の長所を生かしつつ耐割れ性を向上させるた
め、鋼で製作された母体郡全体を所定厚みのモリブデン
またはモリブデン合金で覆うようにしたいわゆる複合プ
ラグを開発しなのである。

すなわち、第１図に示すように、炭素鋼あるいは低合金
鋼の母体部１の表面全体に、モリブデンまたはモリブデ
ン合金の外層部２を設けるのであ乏。母体部ｌと外層部
２との間は、冶金的には結合させずに、例えばテーパネ
ジのような加工処理により物理的に接触させておくので
ある。

また、第２図に示すように、母体部１と外層部２の境界
に、断熱層３を備える。この断熱層３については、例え
ばセラミックファイバのような断゛熱材を用いるとか、
あるいは母体部ｌに例えば燃焼ガス雰囲気中で９５０°
ＣＸ４時間で加熱後放冷する熱処理を施すことにより生
成するスケール層を活用するなどの手段があるが、特に
その方法は問わない。

く作用〉 本発明によれば、炭素鋼あるいは低合金鋼の母体部の表
面全体に、モリブデンまたはモリブデン合金の外層部を
物理的に接触させるようにして設けた複合プラグとした
ので、穿孔あるいはエロンゲータ圧延時あるいは圧延後
の冷却時においても外層部には引張り応力が゛はとんど
作用させることがなく、耐割れ性を著しく向上させるこ
とが可能である。

′また、母体部と外層部の境界に断熱層を備えるようす
れば、母体部と外層部の耐久性をさらに向上させること
が可能である。゛ 〈実施例〉 以下に、本発明の実施例について説明する。

第３図に示すような直径１２８鴫φで長さ２３０ｆｆＩ
Ｉ１１の複合プラグを用いて、１３％Ｃｒステンレス鋼
の穿孔実験を行った。

この複合プラグの材質は、母体部１としては、０．３％
Ｃ−３％Ｃｒ−１％Ｎｉ鋼とし、外層部２には、０．０
２７％Ｃ−０，５４％Ｔｉ−０，１２％Ｚｒを含有した
モリブデン合金を用いた。また、断熱層３としては、母
体部１の酸化スケールを用いた。この酸化スケール生成
の熱処理は、酸化雰囲気中にて９５０°ＣＸ４時間の加
熱後徐冷するという条件下で、厚さ約１ｆｆｉ１１の酸
化スケール層を形成させえ。

外層部２の厚みについては、薄過ぎると強度的な問題が
あり、逆に厚過ぎると耐割れ性の点から問題があるため
、プラグ寸法により最適範囲が異なってくる。そこで、
本実施例では１０闘とした。

母体部１と外層部２との接合は、図に示すように、外層
保持用ボール４による方式を用いた。なお、この接合方
式は、これ北限窓されるものではなく、穿孔中における
母体部１と外層部２の熱膨張差を吸収できるように、プ
ラグ軸方向にある程度の遊びが確保できる方法であれば
いずれの方式でもよく、例えば部分的なテーパネジ方式
などを用いてもよい。

穿孔するのに用いた１３％Ｃｒステンレス鋼の丸鋼片寸
法は、直径：１７５ｍｍφ×長さ：１５６０ｓｊ！で、
これの加熱温度は１２６０”Ｃ，穿孔後の中空素管寸法
は外径：１７５ｍφ×肉厚：１８．５　ｗｍ　ｔ　ｘ長
さ：３９７０ｍｍｊ！である。

なお、比較のために、外面に酸化スケール付は熱処理の
施された０、３％Ｃ−３％Ｃｒ−１％Ｎｉの低合金鋼製
のプラグ（比較例■）および０．０２７％Ｃ−０，５４
％Ｔｉ−０，１２％Ｚｒを含有したモリブデン合金製の
単体プラグ（比較例■）を用いて、同一条件で穿孔を行
った。

これらの結果を、第１表にまとめて示した。

第　　　　１　　　　表 第１表から明らかなように、本発明例は、比較例である
従来のプラグに比べて２０倍以上の耐久性を存すること
がわかる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、炭素鋼あるいは
低合金鋼の母体部の表面全体に、モリプデンまたはモリ
ブデン合金の外層部を設けた複合プラグとしたので、高
温における耐摩耗性５．耐焼付性、さらには耐溶損性に
優れ、プラグの原単位の大幅な低減が可能であり、さら
には丸鋼片の長尺化による生産性および歩留りの向上を
図ることが可能である。

さらに、本発明に係るプラグは、ピアサやエロンゲータ
用として使用されるのみならず、熱間押し出し用ポンチ
などに対しそも同様に採用することができ、同等の作用
効果を得ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るプラグの実施例を示す側断面図
、第２図は、他の実施例を示す側断面図、第３図は、穿
孔実験に供したプラグの実施例を示す側断面図である。 １・・・母体部、　　　２・・・外層部。 ３・・・断熱層、　　　４・・・外層保持用ボール。 特許出願人　　　　　川崎製鉄株式会社第　　１　　図 第　　２　　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼製の母体部を有する継目無鋼管製造用プラグで
   あって、この母体部の表面全体にモリブデンまたはモリ
   ブデン合金の外層部を設けたことを特徴とする継目無鋼
   管製造用プラグ。
2. （２）前記母体部と外層部との間に断熱層を備えたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の継目無鋼管
   製造用プラグ。