JPH07256328A

JPH07256328A - 継目無管製造における外面潤滑方法

Info

Publication number: JPH07256328A
Application number: JP7247594A
Authority: JP
Inventors: Katsuji Sato; 克二佐藤
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-03-16
Filing date: 1994-03-16
Publication date: 1995-10-09

Abstract

(57)【要約】【目的】継目無管製造における穿孔圧延でのガイドシ
ューの焼付きに起因するシューマークの発生を抑制す
る。【構成】粒径が２ｍｍ以下の金属酸化物粉末：１０〜
６０質量％、固形分として珪酸ナトリウム１０〜５０質
量％を含有する水溶液からなり、粘度が２００〜５００
０センチポアズである潤滑剤、または該潤滑剤に２質量
％以下の分散剤または増粘剤のうちの１種以上を含有す
る潤滑剤を穿孔圧延機入側にて被圧延材外表面に噴霧塗
布して穿孔圧延する継目無管製造における外面潤滑方法
において、被圧延材の外表面に潤滑剤を噴霧塗布してか
ら穿孔圧延するまでの時間を５秒以上とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、継目無管製造工程の
傾斜圧延において、焼付き防止のための潤滑剤による外
面潤滑方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】継目無鋼管の製造法の一つであるマンネ
スマンプラグミル圧延法においては、各工程において使
用されるロール、プラグ、ガイドシュー等の工具は、耐
熱性、耐摩耗性に優れた鋳鉄や鋳鋼等を使用しており、
被圧延材との焼付きが起こり易い。焼付きが発生した場
合は、その製品表面に疵として残るため、製品は手入れ
を必要とし、また、工具については取替えるか、手入れ
する必要がある。

【０００３】被圧延材と工具間の焼付きを防止する方法
としては、工具の材質を改善することが考えられるが、
耐摩耗性と耐焼付性を両立させることは極めて困難であ
る。他の対策としては、潤滑剤の使用があり、一般には
工具への潤滑剤塗布が行われている。この場合は、効率
良く潤滑することは困難で、潤滑剤や塗布方法が継目無
鋼管製造上の重要な位置付けとなっている。特に最近で
は、客先からの継目無鋼管表面性状への要求が厳しくな
ってきており、また、ステンレス鋼等の高合金鋼の継目
無鋼管も増加しており、潤滑の必要性はますます高まっ
てきている。

【０００４】継目無鋼管の製造に使用される傾斜ロール
型穿孔圧延機においては、傾斜ロール型穿孔圧延機で穿
孔圧延される素管の外径が必要以上に膨らむのを防止す
るため、穿孔圧延機出側にガイドシューが設置されてい
る。このガイドシューとしては、プレート型のものやデ
ィスクロール型のものが用いられるが、いずれの型式の
ガイドシューを用いても、素管がその回転に伴ってガイ
ドシューと摺接するため、ガイドシューに焼付きが生じ
ると、素管外面を引っ掻いてシューマークと称する引っ
かき疵が生じる。

【０００５】このシューマークの発生を防止するには、
素管外面とガイドシュー間に潤滑剤を介在させ、ガイド
シューの焼付きを防止する必要がある。被圧延材とガイ
ドシューとの間に潤滑剤を供給する方法としては、水溶
性黒鉛等を穿孔中にガイドシューの被圧延材との摺接面
に塗布する方法が従来から実施されている。また、傾斜
穿孔圧延に使用される潤滑剤としては、金属酸化物系の
液状潤滑剤が知られている。その使用方法としては、被
圧延材とガイドシューとの間に潤滑剤を供給する方法
（特開昭６３−２３４０９２号公報）、加熱前の被圧延
材または穿孔機に供給する直前の加熱された被圧延材に
潤滑剤を塗布させる方法（特開昭６０−１８４４１０号
公報）等が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】穿孔機のような傾斜圧
延機におけるガイドシュー潤滑は、被圧延材とガイドシ
ュー間に連続的に適正量を供給しなければならない。前
記特開昭６３−２３４０９２号公報等に開示の方法は、
被圧延材とガイドシュー間の面圧が高く、たとえ供給量
を適正に制御したとしても、潤滑に寄与する量は適正と
は限らず、一般的には潤滑不足となりガイドシューの焼
付きによるシューマークが発生する。また、特開昭６０
−１８４４１０号公報に開示の方法のうち、加熱前の被
圧延材に潤滑剤を塗布する方法は、第一穿孔機に対して
のシューマーク防止対策として有効であるが、第二穿孔
機以降の圧延機に対しての焼付き疵防止対策としては不
十分である。その根拠は、加熱前の被圧延材に塗布した
潤滑剤は、加熱や加熱後の搬送では殆ど剥離しないの
で、第一穿孔機の圧延には寄与するが、第一穿孔機での
圧延を終えた段階では付着残量が大幅に減少しており、
残った潤滑剤も第二穿孔機に至るまでの被圧延材転動中
に生じるスケールと共に殆ど落下してしまうからであ
る。

【０００７】さらに特開昭６０−１８４４１０号公報に
開示の方法のうち、第一穿孔機、第二穿孔機に供給する
直前の加熱された被圧延材に潤滑剤を塗布する方法は、
前記加熱前の被圧延材に潤滑剤を塗布する方法の問題を
解決できる。しかし、使用されている潤滑剤は、ＥＨコ
ート（アイコー（株）の商品名）に水を加えたものであ
る。ＥＨコートに水を加えると、その粘度は、加える水
の量にもよるが、通常の使用法では２００センチポアズ
（以下ｃＰという）以下まで低下する。このような水添
加によって低粘度となった潤滑剤は、加熱後の高温の被
圧延材に塗布すると、潤滑剤中に含まれている水が爆発
的に水蒸気化し、潤滑剤がはじけ飛んで潤滑剤の付着効
率が著しく低下し、焼付き疵の発生を完全に防止できな
くなる。また、被圧延材が比較的低温となるサイザー、
レデューサーに適用した場合は、逆に水の蒸発が不十分
となって付着性が低下し、十分な潤滑効果が得られな
い。

【０００８】この発明の目的は、被圧延材とガイドシュ
ー間に常時確実に潤滑剤を残存させることによってガイ
ドシューの焼付きを防止し、ガイドシューの焼付きに起
因するシューマークの発生を抑制できる継目無管製造に
おける外面潤滑方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意試験研究を重ねた。その結果、粒径が
２ｍｍ以下の金属酸化物粉末：１０〜６０質量％、固形
分として珪酸ナトリウム１０〜５０質量％を含有する水
溶液からなり、粘度が２００〜５０００ｃＰである潤滑
剤、または該潤滑剤に２質量％以下の分散剤または増粘
剤のうちの１種以上を含有する潤滑剤を、穿孔圧延機入
側にて被穿孔素材外表面に塗布して穿孔圧延するのが効
果的であることを究明し、既に特許出願（特願平３−１
４００５）している。

【００１０】さらに研究を重ねた結果、上記潤滑剤を塗
布するに際し、穿孔時の外径に応じ、適正なノズル径、
ノズル噴射角度、ノズル数、塗布圧力、供給量で塗布す
ることによって連続的に供給し、被圧延材に潤滑剤を塗
布してから穿孔するまでの時間を５秒以上とすることに
よって、ガイドシューの焼付きに起因するシューマーク
の発生を防止できることを究明し、この発明に到達し
た。

【００１１】すなわちこの発明は、粒径が２ｍｍ以下の
金属酸化物粉末：１０〜６０質量％、固形分として珪酸
ナトリウム１０〜５０質量％を含有する水溶液からな
り、粘度が２００〜５０００ｃＰである潤滑剤、または
該潤滑剤に２質量％以下の分散剤または増粘剤のうちの
１種以上を含有する潤滑剤を、穿孔圧延機入側にて被圧
延材外表面に噴霧塗布して穿孔圧延する継目無管製造に
おける外面潤滑方法において、被圧延材の外表面に潤滑
剤を噴霧塗布してから５秒以上経過して穿孔圧延するこ
とを特徴とする継目無管製造における外面潤滑方法であ
る。

【００１２】

【作用】この発明においては、粒径が２ｍｍ以下の金属
酸化物粉末：１０〜６０質量％、固形分として珪酸ナト
リウム１０〜５０質量％を含有する水溶液からなり、粘
度が２００〜５０００ｃＰである潤滑剤、または該潤滑
剤に２質量％以下の分散剤または増粘剤のうちの１種以
上を含有する潤滑剤を、穿孔圧延機入側にて被圧延材外
表面に潤滑剤を噴霧塗布してから５秒以上経過して穿孔
圧延することによって、ガイドシューの焼付き発生が防
止され、ガイドシューの焼付きに起因するシューマーク
の発生を抑制することができる。その理由は、定かでは
ないが、潤滑剤を噴霧塗布してから穿孔圧延までの時間
を５秒以上とすることによって、潤滑剤が被圧延材外表
面に均一になじんで剥離し難くなり、穿孔圧延後におい
ても潤滑剤が被圧延材外表面に残存し、ガイドシューと
の摺接面の潤滑が確保されるためではないかと考えられ
る。

【００１３】この発明において、潤滑剤を噴霧塗布して
から穿孔圧延するまでの時間を５秒以上としたのは、本
発明者らが潤滑剤を噴霧塗布してから穿孔圧延するまで
の時間と疵発生率との関係について実験を重ねた結果、
潤滑剤を噴霧塗布してから穿孔圧延までの時間が５秒を
境にして疵発生率が大きく変動し、５秒未満では、シュ
ーマーク発生防止効果が殆どないが、５秒以上となる
と、シューマーク発生防止効果が極めて顕著となり、シ
ューマーク発生を大幅に低減できることによる。上記潤
滑剤を噴霧塗布してから穿孔圧延するまでの時間５秒以
上を実現するためには、潤滑剤の噴霧塗布場所を穿孔圧
延機の前段とするだけでよい。

【００１４】この発明の潤滑剤に使用される金属酸化物
粉末としては、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、シリカ（ＳｉＯ
₂珪酸）、酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃またはＦｅ₃Ｏ₄）、クロム
酸化物（Ｃｒ₂Ｏ₃）などを挙げることができる。金属酸
化物粉末の粒径を２ｍｍ以下としたのは、アバタ疵の発
生を防止するためである。金属酸化物粉末の含有量を１
０〜６０質量％としたのは、１０質量％未満ではガイド
シューに焼付きが発生し、６０質量％を超えると金属酸
化物粉末の分散安定性が損なわれると共に、ゲル化（高
粘度化）によりスプレー塗布作業が困難になるからであ
る。

【００１５】固形分としての珪酸ナトリウムは、金属酸
化物粉末を被圧延材に付着させるためのバインダーであ
る。この発明の潤滑剤は、珪酸ナトリウムの水溶液であ
る水ガラスと金属酸化物粉末等との混合物である。この
珪酸ナトリウムの含有量を１０〜５０質量％としたの
は、１０質量％未満ではバインダーとして機能しないた
め必要な付着量が得られず、５０質量％を超えるとゲル
化してスプレー塗布作業が困難となるからである。

【００１６】分散剤としては、ナフタリンスルホン酸ソ
ーダホルマリン縮合物、スチレン・無水マレイン酸共重
合樹脂のソーダ塩、ポリアクリル酸ソーダ塩等のアニオ
ンタイプ、ポリエチレングリコールアルキルエーテル、
ポリエチレングリコールアルキルフェニルエーテル等の
ノニオン（非イオン性）タイプ等の界面活性剤を、金属
酸化物粉末の水ガラス溶液中における分散度安定性を向
上させ、スプレー塗布作業を円滑にするために適宜添加
する。ただし、分散剤は、多量に添加しても効果が飽和
するため２質量％を上限とする。

【００１７】増粘剤としては、カルボキシメチルセルロ
ーズ、ヒドロキシエチルセルローズ、サンザンガム等の
有機物質を、粘度微調整用として適宜添加する。ただ
し、増粘剤は、多量に添加すると珪酸ナトリウムのバイ
ンダー機能を低下させるので、２質量％を上限とする。

【００１８】この発明において使用する潤滑剤の粘度
は、使用する水ガラスの粘度と、これに添加する水の量
によって決まり、水ガラスの粘度は、水ガラスに含まれ
る水の量によって決まる。したがって、潤滑剤の粘度を
高くするには、潤滑剤に含まれる水の量を少なくし、逆
に粘度を低くするには、潤滑剤に含まれる水の量を多く
すればよい。潤滑剤の粘度を２００〜５０００ｃＰとし
たのは、粘度が２００ｃＰ未満では加熱された高温の被
圧延材に潤滑剤を塗布すると、潤滑剤中の水が爆発的に
水蒸気化し、潤滑剤が飛散して被圧延材の表面に十分に
付着しない。被圧延材が比較的低温となるサイザー、レ
デューサー等においては、潤滑剤の乾燥が不足して同様
に付着性が不十分となる。一方、粘度が５０００ｃＰを
超えると、潤滑剤がゲル化してスプレー塗布作業が不能
となるからである。

【００１９】

【実施例】

実施例１マンネスマン・プラグミルラインにおいて、外径３２
３．９ｍｍ、肉厚１０ｍｍ、長さ１２ｍの機械構造用炭
素鋼鋼管（ＳＴＫＭ１３Ａ）ならびにＳＵＳ３０４のス
テンレス鋼管を製造する際に、第一穿孔機の出側で表１
に示す組成の潤滑剤を、素管表面に約３００ｍｍの距離
から表２に示す塗布条件でスプレー塗布し、潤滑剤塗布
から第二穿孔機での穿孔圧延までの経過時間を変化さ
せ、穿孔圧延でのガイドシューの焼付きに起因するシュ
ーマーク疵の発生頻度を調査した。その結果を、潤滑剤
を塗布しなかった場合を１００として図１に示す。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【表２】

【００２２】図１に示すとおり、潤滑剤塗布から第二穿
孔機での穿孔圧延までの時間が５秒を境にしてシューマ
ーク疵発生率が大きく変動し、５秒未満ではシューマー
ク疵発生防止効果が殆どないが、５秒以上になるとシュ
ーマーク疵発生防止効果が極めて顕著となり、機械構造
用炭素鋼鋼管Ａでは７．５秒でシューマーク疵が零とな
っており、ステンレス鋼管Ｂにおいても、１０秒後で１
／５程度に減少している。

【００２３】実施例２マンネスマン・プラグミルラインにおいて、外径３２
３．９ｍｍ、肉厚１０ｍｍ、長さ１２ｍのＳＵＳ３０４
のステンレス鋼管を製造する際に、第一穿孔機の出側で
前記表１に示す組成の潤滑剤を、表２に示す条件で素管
表面に約３００ｍｍの距離からスプレー塗布し、潤滑剤
塗布から１０秒経過してから第二穿孔機で穿孔圧延した
試験Ｎｏ．１の場合と、潤滑剤塗布から３秒経過してか
ら第二穿孔機で穿孔圧延した試験Ｎｏ．２の場合につい
て、第二穿孔機での穿孔圧延でのガイドシューの焼付き
に起因するシューマーク疵の発生頻度を調査した。その
結果、潤滑剤塗布から圧延までの時間が３秒の試験Ｎ
ｏ．２の場合は、シューマーク疵の発生頻度が潤滑剤を
塗布しなかった場合の１００に比較して８０とあまり減
少していないが、潤滑剤塗布から圧延までの時間が１０
秒の試験Ｎｏ．２の場合は、シューマーク疵の発生頻度
が２０と大幅に低減しており、その効果は明白である。

【００２４】

【発明の効果】以上述べたとおり、この発明方法によれ
ば、潤滑剤塗布から穿孔圧延までの時間を５秒以上とす
ることによって、継目無管製造工程におけるガイドシュ
ーの焼付きを防止してシューマーク疵の発生を大幅に抑
制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】潤滑剤塗布から穿孔圧延までの時間と疵発生率
との関係を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ１０Ｍ 103:06）ＥＣ１０Ｎ 10:02 10:06 10:16 30:06 40:24 Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粒径が２ｍｍ以下の金属酸化物粉末：１
０〜６０質量％、固形分として珪酸ナトリウム１０〜５
０質量％を含有する水溶液からなり、粘度が２００〜５
０００センチポアズである潤滑剤、または該潤滑剤に２
質量％以下の分散剤または増粘剤のうちの１種以上を含
有する潤滑剤を穿孔圧延機入側にて被圧延材外表面に噴
霧塗布して穿孔圧延する継目無管製造における外面潤滑
方法において、被圧延材の外表面に潤滑剤を噴霧塗布し
てから穿孔圧延するまでの時間を５秒以上とすることを
特徴とする継目無管製造における外面潤滑方法。