JPH04182010A - クラッド鋼管の製造方法 - 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、母材管の内面側に合材管を接合するクラッド
鋼管の製造方法に関するものである。

（従来の技術及びその課！！ｌり 従来のこの種のクラッド鋼管の製造方法として、傾斜圧
延によるものが知られている。マンネスマンエロンゲー
タ、アラセルミル等を用いる傾斜圧延では、従来、マン
ドレル又はプラグからなる芯部材に黒鉛又はグリースか
らなる潤滑剤を塗布し、圧延温度に加熱した母材管及び
合材管内にこの芯部材を挿入して圧延していたが、下記
の点で充分ではなかった。

■、母材に合材管を嵌合させた状態で圧延温度にまで加
熱する際、合材管内面が酸化を受け、有害な酸化スケー
ルを発生する。この酸化防止のために黒鉛又はグリース
からなる潤滑剤を合材管内面に塗布して加熱したのでは
、これらの潤滑剤が圧延温度にて燃えてしまうので無意
味である。

■、黒鉛又はグリースからなる潤滑剤は、潤滑性能が不
充分である。特に、クラッド鋼管の圧延においては、潤
滑性能の低下に起因してステンレス鋼等の合材管の表面
割れ、傷の発生、場合によっては母材管と合材管との間
のはく離等を生ずるため、その改善が求められていた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、このような従来の技術的課題に鑑みてなされ
たものであり、その構成は、炭素鋼又は低合金鋼よりな
る母材管の内面側に、ステンレス鋼、ニッケル基又は鉄
基超合金などの高耐食合金よりなる合材管を嵌合させ、
圧延温度に加熱した後に合材管内に芯部材を挿入して傾
斜圧延するクラッド鋼管の製造方法において、加熱前の
合材管の内面に、液状ガラス系の潤滑剤を塗布するクラ
ッド鋼管の製造方法である。

そして、芯部材は、合材管に挿入前に予熱することがで
き、また、液状ガラス系の潤滑剤は、水ガラスとするこ
とができる。

［作用］ このようなりラッド鋼管の製造方法にあっては、先ず、
母材管に合材管を挿入嵌合させて素管に組合せ後又は組
合せ前に、合材管の内面に液状ガラス系の潤滑剤を塗布
する。必要に応し、塗布した潤滑剤は乾燥させる。

潤滑剤の塗布が終了した素管は、加熱炉内に入れ、１０
００　’Ｃ以上で溶解温度以下の温度である圧延温度に
まで加熱する。加熱炉は、一端から入れられた素管が炉
床上を転動する構造が望ましく、これにより素管の均一
かつ連続的な加熱がなされると共に潤滑剤の周方向の偏
りが防止され、潤滑剤のほぼ均一なコーテイング膜が維
持される。

この加熱に際し、潤滑剤のコーテイング膜が外気との接
触を遮断するので、加熱に際する素管の内面の酸化が確
実に防止される。

所定温度にまで加熱された素管は、加熱炉から取り出し
、素管内面にマンドレル又はプラグからなる芯部材を挿
入する。素管内面には、加熱前に液状ガラス系の潤滑剤
が塗布されているので、出炉俊速やかに芯部材を挿入す
ることができる。次いで、マンネスマンエロンゲータ、
アラセルミル等の複数個のローラを備える傾斜圧延装置
によって傾斜圧延し、母材管と合材管とを縮径及び薄肉
化させると共に接合させる。このような母材管と合材管
との圧延接合に際し、合材管の内面に塗布した潤滑剤は
、芯部材に対する合材管の摺接を潤滑し、素管のねしれ
等に起因する欠陥の発生を抑制する。

なお、芯部材は、加熱された素管に挿入前に１００〜１
２００°Ｃ程度の温度に予熱することができる。芯部材
を予熱することにより、加熱された素管の冷却が抑制さ
れ、素管の良好な圧延温度が長時間継持される。

圧延の終了した素管は、芯部材を抜き取り、サンドブラ
スト、ショツトブラスト等を施し、残存する潤滑剤を落
とし、クラッド鋼管となす。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について説明する。

第１〜７図に基づいて本発明方法の１実施例を説明する
。第４図中において符号１ｏは合材管を示し、ステンレ
ス鋼、ニッケル基又は鉄基超合金などの高耐食合金より
なる。この合材管１ｏは、合せ面である外面を機械的又
は化学的な手段によって清浄化させである。

１１は母材管を示し、炭素鋼又は低合金鋼よりなる。こ
の母材管１１に合材管ｌＯを挿入嵌合させて素管１２に
組合せる。

次に、素管１２の内面つまり合材管１０の内面に液状ガ
ラス系の潤滑剤Ａを塗布する。この塗布工程は、第１，
２回に示すようにして行われる。

素管１２は、１００〜１５０°Ｃ程度に予熱し、中心軸
線回りに回転自在として複数個の回転ローラ１３上に載
置する。潤滑剤塗布ノズル１４は、駆動ローラ１５によ
って駆動することによって、その先端部が素管１２内を
一端側から進退自在として配置され、潤滑剤塗布ノズル
１４の基端部は、可撓性を有する配管１６及びバルブ１
７を介して加圧タンクである潤滑剤タンク１８に接続さ
れている。この潤滑剤タンク１８は、加圧タンクに代え
て、ポンプによって内部に貯溜する潤滑剤を流出させる
ものとすることもできる。ここで、潤滑剤タンク１８に
貯溜する潤滑剤Ａは、液状ガラス系であり、水ガラス単
体、又は水ガラスにアルミナ、クロマイト等の粉末を混
合したものである。

１９は、素管１２を加熱して潤滑剤Ａを乾燥させるバー
ナである。バーナ１９は、素管１２内を進退自在な構造
とすることもできる。

しかして、回転ローラ１３を回転駆動して素管１２を中
心軸線回りに回転させた状態で、バルブ１７を開き、潤
滑剤塗布ノズル１４の先端部を素管１２内において進退
させることにより、合材管１０の内面に広く液状ガラス
系の潤滑剤Ａを塗布することができる。塗布した潤滑剤
Ａは、バーナ１９によって加熱して乾燥させる。乾燥に
よって潤滑剤Ａの流動性が失われたなら、回転ローラ１
３の回転を停止する。なお、素管１２の予熱温度を調整
すれば、バーナ１９を省略して潤滑剤Ａを速やかに乾燥
させることも可能である。

このようにして潤滑剤Ａの塗布が終了した素管１２は、
第３図に示すように順次に加熱炉２０内に入れ、１００
０　”Ｃ以上で溶解温度以下の温度である圧延温度にま
で加熱する。加熱炉２０は、炉床２０ａ内を素管１２が
矢印Ｘ方向に次第に移動するウオーキング式であり、炉
床２０ａ内には進行方向に下り傾斜面２０ｂと段差部２
０ｃとが交互に形成されている。加熱炉２０内に一端（
図上にて右側）から入れられた素管１２は、図外の送り
機構によって段差部２０ｃを乗り越えさせた後に傾斜面
２０ｂを転動し、素管１２の均一かつ連続的な加熱がな
されると共に潤滑剤Ａの周方向の偏りが防止され、潤滑
剤Ａのほぼ均一なコーテイング膜が維持される。すなわ
ち、前述したようにバーナ１９によって乾燥されて固形
化した潤滑剤Ａは、加熱炉２０内において溶融し液状に
なるが、傾斜面２０ｂを転動して中心軸線回りに回転さ
せられることによって膜状に維持される。この潤滑剤へ
のコーテイング膜が外気との接触を遮断するので、加熱
に際する素管１２の内面の酸化が確実に防止される。

所定温度にまで加熱された素管１２は、加熱炉２０から
取り出し、素管１２内面にマンドレル又はプラグからな
る芯部材２１を挿入する。素管１２内面には、加熱前に
液状ガラス系の潤滑剤Ａが塗布されているので、出炉俊
速やかに芯部材２１を挿入することができる。次いで、
第５，６図に示すようにマンヱスマンエロンゲータ、ア
ラセルミル等の複数個のローラ２２を備える傾斜圧延装
置によって傾斜圧延し、母材管１１と合材管１０とを縮
径及び薄肉化させると共に接合させる。このような母材
管１１と合材管１０との圧延接合に際し、合材管１０の
内面に塗布した潤滑剤Ａは、芯部材２１に対する合材管
１０の摺接を潤滑し、素管１２のねしれ等に起因する欠
陥の発生を抑制する。

なお、芯部材２１は、加熱された素管１２に挿入前にｌ
ＯＯ〜１２００℃程度の温度に予熱することができる。

芯部材２１を予熱することにより、加熱された素管１２
の冷却が抑制され、素管１２の良好な圧延温度が長時間
維持される。

圧延の終了した素管１２は、芯部材２１を抜き取り、サ
ンドブラスト、ショツトブラスト等を施し、残存する潤
滑剤Ａを落とし、クラッド鋼管となす。

次に、具体的な実施例について説明する。

表に示すように母材管１１を外径２００＋＋ｗ、肉厚」
５−１長さ３００　Ｃ１＋−の５ＴＰＯ３８炭素鋼製と
し、合材管ＩＯを外径１７０ｍｍ、肉厚５ＩＩＩｌ、長
さ３０００ＩＩＩＩの５ＵＳ３１６及びインコロイ８２
５製とした素管１２を各５本準備し、圧延温度にまで加
熱して圧延加工開始時の素管１２の内面温度を１２００
　’Ｃとし、潤滑条件及び芯部材２１の予熱温度を種々
変えて圧延を行った。但し、潤滑剤としての黒鉛は、芯
部材２１に塗布した。

（以下余白） その結果、表に示すように潤滑剤として黒鉛を用いた場
合には、芯部材２１の温度に関係なくはく離の発生が認
められ、かつ、芯部材２１の温度が室温の場合には合材
管１０に割れが発生していた。更に、潤滑剤Ａとして黒
鉛を用いて芯部材２１を予熱した場合には、割れ発生は
軽減されるものの、潤滑性能の低下に伴う全面はく離が
発生した。

一方、潤滑ｉ［Ａとして水ガラスを用いた場合には、芯
部材２１を予熱しない場合は勿論のこと予熱した場合に
も良好な潤滑性能が得られ、潤滑性能の低下に伴うはく
離発生を防止できることが判る。

第７図には、黒鉛及び水ガラス（珪酸ソーダ）の＊ＩＦ
係数の変化を示す。同図から、潤滑剤Ａとして水ガラス
を用いた場合には、圧延加工率（％）が比較的高い場合
であっても摩擦係数は低く、良好な潤滑性能が得られる
ことが判る。

〔発明の効果〕

以上の説明によって理解されるように、本発明によれば
、下記の効果が得られる。

■、ガラス系温潤滑剤圧延加熱温度で燃焼しないので、
加熱前に潤滑剤を塗布することができ、素管内面に酸化
スケールの発生することを防止できる。すなわち、加熱
時に雰囲気を調整することなく酸化スケールの発生を防
止でき、圧延成形時にスケールの巻き込みに起因する不
具合を防止できる。

■、従来の潤滑剤と比べ、芯部材の予熱の有無又は圧延
加工率の大小に関係なく良好な潤滑性能が得られ、潤滑
性能の低下に伴う内周面のしわ、傷等の発生及びは（離
の発生が防止される。

加えて、従来の潤滑剤と比べて芯部材を高温に予熱する
ことが可能であり、芯部材を予熱して内面割れを防止で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１〜７図は本発明の１実施例を示し、第１図は潤滑剤
の塗布工程を示す正面図、第２図は同しく側面図、第３
図は加熱炉を示す図、第４図は素管を示す図、第５図は
圧延工程を示す正面図、第６図は同じく側面図、第７図
は摩擦係数−圧延加工率特性を示す線図である。 １０：合材管、１１：母材管、１２：素管、ｌ３：回転
ローラ、１４：潤滑剤塗布ノズル、１８：潤滑剤タン先
　１９：／ｓ−す、２０：加熱炉。 ２０ａ：炉床、２０ｂ：傾斜面、２０ｃ：段差部、２１
；芯部材、２２：ローラ、Ａ：潤滑剤。 代理人　弁理士　前　１）宏　之 第１図　　　　旧 を 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 ０　本庁クス 丘ｊ〔刀０工千　（％）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）、炭素鋼又は低合金鋼よりなる母材管の内面側に
   、ステンレス鋼、ニッケル基又は鉄基超合金などの高耐
   食合金よりなる合材管を嵌合させ、圧延温度に加熱した
   後に合材管内に芯部材を挿入して傾斜圧延するクラッド
   鋼管の製造方法において、加熱前の合材管の内面に、液
   状ガラス系の潤滑剤を塗布することを特徴とするクラッ
   ド鋼管の製造方法。（２）、芯部材が、合材管に挿入前
   に予熱されている請求項（１）記載のクラッド鋼管の製
   造方法。 （３）、液状ガラス系の潤滑剤が水ガラスである請求項
   （１）又は（２）記載のクラッド鋼管の製造方法。