JPH0716619A - 継目無鋼管圧延用プラグ - Google Patents
継目無鋼管圧延用プラグInfo
- Publication number
- JPH0716619A JPH0716619A JP16249593A JP16249593A JPH0716619A JP H0716619 A JPH0716619 A JP H0716619A JP 16249593 A JP16249593 A JP 16249593A JP 16249593 A JP16249593 A JP 16249593A JP H0716619 A JPH0716619 A JP H0716619A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plug
- rolling
- seamless steel
- steel pipe
- rolled
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高合金継目無鋼管の製造において優れた製品
管品質を安定的に得るための耐溶損性に優れたプラグ材
を提供する。 【構成】 １０００℃における引張強度が１５kg／mm2
以上の金属材料からなるプラグおよび該プラグを圧延前
または圧延中の素管内面に潤滑剤を供給する条件下で使
用する方法。 【効果】 本発明によってプラグの溶損を防止すると共
に被圧延材内面の焼付疵が防止できる。
管品質を安定的に得るための耐溶損性に優れたプラグ材
を提供する。 【構成】 １０００℃における引張強度が１５kg／mm2
以上の金属材料からなるプラグおよび該プラグを圧延前
または圧延中の素管内面に潤滑剤を供給する条件下で使
用する方法。 【効果】 本発明によってプラグの溶損を防止すると共
に被圧延材内面の焼付疵が防止できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は溶損を防止した継目無鋼
管圧延用プラグに関するものであり、特に優れた内面品
質の高合金継目無鋼管をマンネスマン圧延法によって安
定的かつ効率的に製造するために使用されるべきプラグ
に係わるものである。
管圧延用プラグに関するものであり、特に優れた内面品
質の高合金継目無鋼管をマンネスマン圧延法によって安
定的かつ効率的に製造するために使用されるべきプラグ
に係わるものである。
【０００２】
【従来の技術】高合金継目無鋼管は、従来、ユジーン方
式の熱押によって製造されてきたが、最近の素材高級化
のニーズに基づく高合金鋼管の需要増加と、熱押より遥
かに生産性の高い圧延法の技術進歩とによって、鋼種に
よってはマンネスマン方式に代表される圧延法によって
製造されるようになってきている。しかしながら、合金
元素を多く含有し変形抵抗が高い鋼種ほどプラグが溶損
し易いという問題がある。プラグの溶損は工具原単位悪
化、生産性低下を意味すると共に管内面品質の低下を引
き起こす。特に、大圧下を加える延伸圧延に使用される
プラグはオーステナイト系ステンレス鋼や高Ｎｉ合金を
圧延する場合には１本のパイプを圧延するに至らないと
いう現状である。
式の熱押によって製造されてきたが、最近の素材高級化
のニーズに基づく高合金鋼管の需要増加と、熱押より遥
かに生産性の高い圧延法の技術進歩とによって、鋼種に
よってはマンネスマン方式に代表される圧延法によって
製造されるようになってきている。しかしながら、合金
元素を多く含有し変形抵抗が高い鋼種ほどプラグが溶損
し易いという問題がある。プラグの溶損は工具原単位悪
化、生産性低下を意味すると共に管内面品質の低下を引
き起こす。特に、大圧下を加える延伸圧延に使用される
プラグはオーステナイト系ステンレス鋼や高Ｎｉ合金を
圧延する場合には１本のパイプを圧延するに至らないと
いう現状である。
【０００３】従来使用されてきたプラグ材の代表は３Ｃ
ｒ−１Ｎｉ系熱間工具鋼であるが、プラグとしては表面
に０．２mm厚み程度のスケール層を形成させて用いられ
てきた。すなわち、このスケール層は熱間圧延時に断熱
および潤滑の機能を果たすことからプラグ材表層への熱
負荷を軽減する効果を奏し、結果としてプラグ表層の塑
性流動（すなわち溶損）を抑制していた。
ｒ−１Ｎｉ系熱間工具鋼であるが、プラグとしては表面
に０．２mm厚み程度のスケール層を形成させて用いられ
てきた。すなわち、このスケール層は熱間圧延時に断熱
および潤滑の機能を果たすことからプラグ材表層への熱
負荷を軽減する効果を奏し、結果としてプラグ表層の塑
性流動（すなわち溶損）を抑制していた。
【０００４】このようなスケール層の効果をより向上さ
せる研究がなされている例として次が挙げられる。すな
わち、「材料とプロセス」Vol. 3(1990)-1415 では３Ｃ
ｒ−１Ｎｉ系鋼の成分系を一部改良（低Ｃｒ化およびＭ
ｏ，Ｗ添加）して１３％Ｃｒ鋼圧延におけるプラグ寿命
を約３倍に改善したことが述べられている。しかしなが
ら、このような効果は、炭素鋼などの圧延の場合のよう
に圧延中においてスケール層が十分な厚みで存在する条
件においてのみ得られるものであり、オーステナイト系
ステンレス鋼や高Ｎｉ合金のような高変形抵抗（高圧延
反力）材を圧延する場合のように、スケール層が容易に
磨耗してしまうと、プラグ表層は過度の熱負荷に曝され
るため容易に塑性流動（溶損）を起こすことになる。上
記３Ｃｒ−１Ｎｉ改良鋼でも１３Ｃｒ鋼というステンレ
ス鋼としては比較的変形抵抗の低い素材を圧延する場合
においても寿命が３倍程度までしか改善されない理由
は、圧延と共にスケール層の磨耗が進行するためであ
る。
せる研究がなされている例として次が挙げられる。すな
わち、「材料とプロセス」Vol. 3(1990)-1415 では３Ｃ
ｒ−１Ｎｉ系鋼の成分系を一部改良（低Ｃｒ化およびＭ
ｏ，Ｗ添加）して１３％Ｃｒ鋼圧延におけるプラグ寿命
を約３倍に改善したことが述べられている。しかしなが
ら、このような効果は、炭素鋼などの圧延の場合のよう
に圧延中においてスケール層が十分な厚みで存在する条
件においてのみ得られるものであり、オーステナイト系
ステンレス鋼や高Ｎｉ合金のような高変形抵抗（高圧延
反力）材を圧延する場合のように、スケール層が容易に
磨耗してしまうと、プラグ表層は過度の熱負荷に曝され
るため容易に塑性流動（溶損）を起こすことになる。上
記３Ｃｒ−１Ｎｉ改良鋼でも１３Ｃｒ鋼というステンレ
ス鋼としては比較的変形抵抗の低い素材を圧延する場合
においても寿命が３倍程度までしか改善されない理由
は、圧延と共にスケール層の磨耗が進行するためであ
る。
【０００５】言うなれば、従来のプラグはスケール層の
機能に依存する形で実用に供されてきており、プラグ材
としての成分設計の考え方も特定の熱処理条件で厚く緻
密で密着性のよいスケール層が形成され易いか否かが重
視されてきている。このような考え方は炭素鋼や低合金
鋼を圧延の対象としていた範囲においては十分に有効で
あったが、上述の如く、オーステナイト系ステンレス鋼
や高Ｎｉ合金のような高変形抵抗材を圧延する現状にお
いてはもはやスケール層の機能に依存する考え方には限
界がある。
機能に依存する形で実用に供されてきており、プラグ材
としての成分設計の考え方も特定の熱処理条件で厚く緻
密で密着性のよいスケール層が形成され易いか否かが重
視されてきている。このような考え方は炭素鋼や低合金
鋼を圧延の対象としていた範囲においては十分に有効で
あったが、上述の如く、オーステナイト系ステンレス鋼
や高Ｎｉ合金のような高変形抵抗材を圧延する現状にお
いてはもはやスケール層の機能に依存する考え方には限
界がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高合
金継目無鋼管の製造において優れた製品管品質（疵およ
び割れの低減）を安定的かつ効率的に得るための耐溶損
性に優れたプラグ材を提供することにある。
金継目無鋼管の製造において優れた製品管品質（疵およ
び割れの低減）を安定的かつ効率的に得るための耐溶損
性に優れたプラグ材を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、１０００℃における引張強度が１５kg／mm
2 以上の高熱間強度材料をプラグ材とするものであり、
これを使用し、さらに圧延前または圧延中の素管内面に
潤滑剤を供給して圧延することにより、プラグの溶損が
防止され結果として優れた継目無鋼管の管内面品質が得
られることがわかった。
に本発明は、１０００℃における引張強度が１５kg／mm
2 以上の高熱間強度材料をプラグ材とするものであり、
これを使用し、さらに圧延前または圧延中の素管内面に
潤滑剤を供給して圧延することにより、プラグの溶損が
防止され結果として優れた継目無鋼管の管内面品質が得
られることがわかった。
【０００８】本発明の詳細を以下に説明する。本発明者
らはオーステナイト系ステンレス鋼を圧延した場合の従
来プラグ材の溶損の原因を調査研究した結果、前述の如
く、従来の耐久プラグ材の技術思想（スケール層の断熱
効果、潤滑効果をできるだけ長期にわたって維持するこ
とを目的にスケール層を厚く緻密に密着性よく形成させ
るための成分選択など）では限界があることがわかっ
た。すなわち、スケール層の有無に依存せずに溶損を防
止することを検討し、そのためには、プラグ材自体の塑
性流動抵抗性（熱間での引張強度を指標にできる）を高
める必要があり、高熱間強度材をプラグ材とする必要が
あることがわかった。そこで、どのような条件において
いかなる強度を持つ材料が必要かを明確化する検討を行
った。
らはオーステナイト系ステンレス鋼を圧延した場合の従
来プラグ材の溶損の原因を調査研究した結果、前述の如
く、従来の耐久プラグ材の技術思想（スケール層の断熱
効果、潤滑効果をできるだけ長期にわたって維持するこ
とを目的にスケール層を厚く緻密に密着性よく形成させ
るための成分選択など）では限界があることがわかっ
た。すなわち、スケール層の有無に依存せずに溶損を防
止することを検討し、そのためには、プラグ材自体の塑
性流動抵抗性（熱間での引張強度を指標にできる）を高
める必要があり、高熱間強度材をプラグ材とする必要が
あることがわかった。そこで、どのような条件において
いかなる強度を持つ材料が必要かを明確化する検討を行
った。
【０００９】先ず実機延伸圧延に使用されるプラグのス
テンレス鋼圧延時の表面温度を測定した。その結果、Ｓ
ＵＳ３１６を圧延した場合のプラグ表面の最高到達温度
は約９００〜１０００℃にも達することがわかった。そ
こで、次に１０００℃での引張強度が種々異なるプラグ
を試作しＳＵＳ３１６を圧延した後の溶損有無を評価し
た。その結果、図１に示すように引張強度１５kg／mm2
を境として溶損発生までの圧延本数が急激に変化し１５
kg／mm2 以上のプラグ材では５本圧延しても全く溶損が
見られないことを見出した。ところが、従来の３Ｃｒ−
１Ｎｉ系プラグ材の１０００℃での強度は９kg／mm2 以
下であるため塑性流動を起こし１本の圧延でさえ溶損す
ることがあった。すなわち本発明のプラグ材を、プラグ
が曝される温度１０００℃で１５kg／mm2 以上の引張強
度を有することとしたのはこの知見に基づくものであ
る。
テンレス鋼圧延時の表面温度を測定した。その結果、Ｓ
ＵＳ３１６を圧延した場合のプラグ表面の最高到達温度
は約９００〜１０００℃にも達することがわかった。そ
こで、次に１０００℃での引張強度が種々異なるプラグ
を試作しＳＵＳ３１６を圧延した後の溶損有無を評価し
た。その結果、図１に示すように引張強度１５kg／mm2
を境として溶損発生までの圧延本数が急激に変化し１５
kg／mm2 以上のプラグ材では５本圧延しても全く溶損が
見られないことを見出した。ところが、従来の３Ｃｒ−
１Ｎｉ系プラグ材の１０００℃での強度は９kg／mm2 以
下であるため塑性流動を起こし１本の圧延でさえ溶損す
ることがあった。すなわち本発明のプラグ材を、プラグ
が曝される温度１０００℃で１５kg／mm2 以上の引張強
度を有することとしたのはこの知見に基づくものであ
る。
【００１０】本発明において温度条件を１０００℃に指
定する理由は、上述の如く実機延伸圧延におけるプラグ
表面の最高到達温度の代表値であるからである。すなわ
ちプラグの表面温度は、本来、主に被圧延材の温度と圧
延時間に依存するが、実機の通常の操業条件の範囲内で
最も過酷な条件（最高温）を代表値としたものである。
定する理由は、上述の如く実機延伸圧延におけるプラグ
表面の最高到達温度の代表値であるからである。すなわ
ちプラグの表面温度は、本来、主に被圧延材の温度と圧
延時間に依存するが、実機の通常の操業条件の範囲内で
最も過酷な条件（最高温）を代表値としたものである。
【００１１】かかる熱間強度を有する金属材料としては
Ｆｅ基あるいはＮｉ基超耐熱合金や高耐食性合金などの
実用合金が含まれ、通常使用されるようなＣｒ：１０〜
３０％、Ｎｉ：２０〜７０％、Ｍｏ：１〜３０％、Ｃ
ｏ：１〜２０％を含みさらに少量のＷ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ａ
ｌなどを含有し残部が実質的に鉄からなる材料を意味す
る。
Ｆｅ基あるいはＮｉ基超耐熱合金や高耐食性合金などの
実用合金が含まれ、通常使用されるようなＣｒ：１０〜
３０％、Ｎｉ：２０〜７０％、Ｍｏ：１〜３０％、Ｃ
ｏ：１〜２０％を含みさらに少量のＷ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ａ
ｌなどを含有し残部が実質的に鉄からなる材料を意味す
る。
【００１２】しかしながら、かかる熱間強度を有する金
属材料は、Ｃｒ，Ｎｉなどの合金元素が多いため、従来
プラグのようにスケール付け処理が困難でありスケール
層のもつ潤滑効果が十分に得られず、溶損が防止できて
も被圧延材に焼付疵を発生させる場合がある。これを防
止するには圧延前あるいは圧延中の素管内面への潤滑剤
の供給が有効である。具体的には、水ガラス溶液を圧延
直前の素管内面に噴霧供給する方法を採用したが、潤滑
剤としては必ずしも水ガラスである必要性はなくプラグ
と被圧延材の金属対金属接触を有効に防止し得るもので
あれば適用可能であり、例えば、黒鉛や酸化鉄などの粉
末であってもよい。
属材料は、Ｃｒ，Ｎｉなどの合金元素が多いため、従来
プラグのようにスケール付け処理が困難でありスケール
層のもつ潤滑効果が十分に得られず、溶損が防止できて
も被圧延材に焼付疵を発生させる場合がある。これを防
止するには圧延前あるいは圧延中の素管内面への潤滑剤
の供給が有効である。具体的には、水ガラス溶液を圧延
直前の素管内面に噴霧供給する方法を採用したが、潤滑
剤としては必ずしも水ガラスである必要性はなくプラグ
と被圧延材の金属対金属接触を有効に防止し得るもので
あれば適用可能であり、例えば、黒鉛や酸化鉄などの粉
末であってもよい。
【００１３】
【実施例】実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。
実機の延伸圧延機による圧延実験によって各種プラグ材
の溶損特性を評価した。圧延素材はＳＵＳ３１６であ
り、直径２５５mm、肉厚６５mm、長さ３．１ｍの素管を
用いた。素管内面には圧延直前に５０wt％濃度の水ガラ
ス水溶液を噴霧した。プラグ材は表１の組成（wt％で示
す）のものを実験室的に溶製し機械加工によって胴部直
径２００mmのプラグとした。No．１は現用プラグ（３Ｃ
ｒ−１Ｎｉ）でありスケール付け処理を施した後供試し
た。これらのプラグを用いてＳＵＳ３１６素管を直径２
６５mm、肉厚２３mmまで最高５本まで圧延し溶損有無を
目視判定すると共に、圧延材を切断・酸洗して管内面の
焼付疵有無を観察した。試験の結果を表２に示す。ま
た、表２ではプラグ材の１０００℃における引張強度を
併せて示した。
実機の延伸圧延機による圧延実験によって各種プラグ材
の溶損特性を評価した。圧延素材はＳＵＳ３１６であ
り、直径２５５mm、肉厚６５mm、長さ３．１ｍの素管を
用いた。素管内面には圧延直前に５０wt％濃度の水ガラ
ス水溶液を噴霧した。プラグ材は表１の組成（wt％で示
す）のものを実験室的に溶製し機械加工によって胴部直
径２００mmのプラグとした。No．１は現用プラグ（３Ｃ
ｒ−１Ｎｉ）でありスケール付け処理を施した後供試し
た。これらのプラグを用いてＳＵＳ３１６素管を直径２
６５mm、肉厚２３mmまで最高５本まで圧延し溶損有無を
目視判定すると共に、圧延材を切断・酸洗して管内面の
焼付疵有無を観察した。試験の結果を表２に示す。ま
た、表２ではプラグ材の１０００℃における引張強度を
併せて示した。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【表２】
【００１６】これにより明らかなように、本発明（No．
４〜７）によれば５本圧延してもプラグの溶損は生じ
ず、その結果として被圧延材の焼付起因の疵発生も防止
できると言える。一方比較例（No．１〜３）では熱間強
度が低いため僅か１本の圧延で溶損が生じ、このため圧
延材には焼付疵が見られた。
４〜７）によれば５本圧延してもプラグの溶損は生じ
ず、その結果として被圧延材の焼付起因の疵発生も防止
できると言える。一方比較例（No．１〜３）では熱間強
度が低いため僅か１本の圧延で溶損が生じ、このため圧
延材には焼付疵が見られた。
【００１７】本実施例は延伸圧延を対象としたものであ
るが、本発明はこの範囲に限定されるものではなく穿孔
圧延、プラグミル圧延、リーラーミル圧延などにも適用
の可能性は十分にあると言える。
るが、本発明はこの範囲に限定されるものではなく穿孔
圧延、プラグミル圧延、リーラーミル圧延などにも適用
の可能性は十分にあると言える。
【００１８】
【発明の効果】以上のように、本発明によってプラグの
溶損が防止されると共に被圧延材内面の焼付疵が防止で
きる。
溶損が防止されると共に被圧延材内面の焼付疵が防止で
きる。
【図１】ＳＵＳ３１６の実機延伸圧延試験に用いたプラ
グ材の１０００℃における引張強度と溶損発生までに圧
延できたプラグの本数の関係を示す。プロット横のNo．
は実施例表１，２におけるNo．である。
グ材の１０００℃における引張強度と溶損発生までに圧
延できたプラグの本数の関係を示す。プロット横のNo．
は実施例表１，２におけるNo．である。
Claims (1)
- 【請求項１】 １０００℃における引張強度が１５kg／
mm2 以上の高熱間強度材料よりなることを特徴とする継
目無鋼管圧延用プラグ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16249593A JPH0716619A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 継目無鋼管圧延用プラグ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16249593A JPH0716619A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 継目無鋼管圧延用プラグ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0716619A true JPH0716619A (ja) | 1995-01-20 |
Family
ID=15755712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16249593A Pending JPH0716619A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 継目無鋼管圧延用プラグ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0716619A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014013963A1 (ja) * | 2012-07-20 | 2014-01-23 | 新日鐵住金株式会社 | 穿孔プラグ |
-
1993
- 1993-06-30 JP JP16249593A patent/JPH0716619A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014013963A1 (ja) * | 2012-07-20 | 2014-01-23 | 新日鐵住金株式会社 | 穿孔プラグ |
| US10150147B2 (en) | 2012-07-20 | 2018-12-11 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Piercing plug |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19981215 |