JPH08309408A - Manufacture of seamless pipe excellent in resistance of piercing plug - Google Patents
Manufacture of seamless pipe excellent in resistance of piercing plugInfo
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- JPH08309408A JPH08309408A JP14567395A JP14567395A JPH08309408A JP H08309408 A JPH08309408 A JP H08309408A JP 14567395 A JP14567395 A JP 14567395A JP 14567395 A JP14567395 A JP 14567395A JP H08309408 A JPH08309408 A JP H08309408A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、特に13Cr鋼、S
US304、SUS316等のステンレス鋼などの高合
金鋼からなる継目無鋼管や、例えば、25wt.%以上のN
iを主成分とする高合金などからなる継目無金属管(以
下、継目無鋼管および継目無金属管を総称して「継目無
管」という)を製造するに際し、穿孔プラグの高耐用度
化を図り、その寿命延長を実現することができる、穿孔
プラグ耐用度に優れた継目無管の製造方法に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION This invention is particularly applicable to 13Cr steel, S
Seamless steel pipe made of high alloy steel such as stainless steel such as US304 and SUS316, and N of 25 wt.% Or more, for example
When manufacturing seamless metal pipes made of high alloys containing i as a main component (hereinafter, seamless steel pipes and seamless metal pipes are collectively referred to as "seamless pipes") The present invention relates to a method for manufacturing a seamless pipe having a long life of a piercing plug and capable of achieving a longer life.
【0002】[0002]
【従来の技術】継目無管は、一般に、丸または角形状の
ビレットが、マンネスマン穿孔またはプレス穿孔、また
は、熱間押出し等により中空素管に調製され、次いで、
このように調製された中空素管を、エロンゲータ、プラ
グミルまたはマンドレルミル等の圧延機によって延伸さ
れ、最終的にサイザーやストレッチデューサにより定径
される工程(以下、「連続圧延プロセス」という)を経
て製品となる。2. Description of the Related Art Generally, a seamless tube is prepared by forming a round or square billet into a hollow shell by mannesmann punching, press punching, hot extrusion, or the like.
The hollow shell prepared in this way is stretched by a rolling machine such as an elongator, a plug mill or a mandrel mill, and finally subjected to a step of sizing with a sizer or a stretch deducer (hereinafter referred to as "continuous rolling process"). Become a product.
【0003】マンネスマン穿孔またはプレス穿孔に用い
られる穿孔プラグは、1100〜1300℃程度の高温
に加熱されたビレットと常に接触し、更に、高い荷重を
受けるため穿孔中に損傷を受ける。従来の穿孔プラグ
は、例えば、炭素鋼(非高合金鋼)からなるビレットを
穿孔する場合には、数百回の穿孔に耐え得るが、13C
r鋼、SUS304、SUS316等のステンレス鋼な
どに代表される高合金鋼、あるいは、25wt.%以上のN
iを主成分として含有する高合金に代表されるCr、N
iまたはMo等を主成分とする高合金(以下、「高合金
鋼等」という)からなるビレットを穿孔すると図4、図
5に示すような激しい損傷を受け、1回〜数回、ひどい
場合には穿孔そのものを行えない場合すらある。図4、
図5は、損傷した穿孔プラグの一例を示す側面図であ
り、図4、図5中の1は穿孔プラグ本体、5は先端部の
溶損状変形、6は胴部シワ疵、7は頭部への穿孔材焼付
きである。このように、炭素鋼からなるビレットの穿孔
の場合には数百パスも使用可能である穿孔プラグを、上
記の高合金鋼等からなるビレットに適用すると極端に短
寿命化する。従って、これにより発生する弊害は、工具
原単位の上昇のみならず、損傷した工具の交換に起因す
る圧延能率の低下をもたらし、生産コストの上昇や、製
造不可能という事態すら引き起こす。A piercing plug used for Mannesmann piercing or press piercing is constantly in contact with a billet heated to a high temperature of about 1100 to 1300 ° C., and further, is subjected to a high load, and therefore is damaged during piercing. Conventional drilling plugs can withstand hundreds of drillings, for example when drilling billets made of carbon steel (non-high alloy steel),
r steel, high alloy steel typified by stainless steel such as SUS304 and SUS316, or N of 25 wt.% or more
Cr and N typified by high alloys containing i as a main component
When a billet made of a high alloy containing i or Mo as a main component (hereinafter referred to as “high alloy steel”) is perforated, it is severely damaged as shown in FIGS. 4 and 5, and is severely damaged once or several times. There are even cases where it is not possible to drill itself. Figure 4,
FIG. 5 is a side view showing an example of a damaged piercing plug. In FIGS. 4 and 5, 1 is a piercing plug main body, 5 is a melt-down deformation of the tip, 6 is a body wrinkle flaw, and 7 is a head. It is seizure of perforated material on the part. As described above, in the case of drilling a billet made of carbon steel, if a drill plug which can be used for several hundred passes is applied to the billet made of the above high alloy steel or the like, the life is extremely shortened. Therefore, the adverse effect caused by this not only causes an increase in the basic unit of the tool but also causes a reduction in the rolling efficiency due to the replacement of the damaged tool, which causes an increase in the production cost and even a situation where the manufacturing is impossible.
【0004】上記の高合金鋼等からなるビレット穿孔時
のプラグ耐用度劣化を解決するために、従来から下記
(1)〜(4)に示すような多くの技術が提案されてい
る。[0004] In order to solve the deterioration of the plug durability at the time of perforating a billet made of the above high alloy steel or the like, many techniques as shown in the following (1) to (4) have been proposed.
【0005】(1)穿孔プラグにMo(モリブデン)
等、合金鋼より高温強度の高い材料を使用し、変形によ
るプラグ損傷を防止する。(1) Mo (molybdenum) for the perforated plug
For example, a material with higher strength at high temperature than alloy steel is used to prevent plug damage due to deformation.
【0006】(2)プラグ表面の一部などから潤滑剤を
管とプラグとの間に適用させることで焼付きによる損傷
を防止する。(2) By applying a lubricant from a part of the plug surface between the pipe and the plug, damage due to seizure is prevented.
【0007】(3)プラグ表面に硬質剤等を各種の表面
処理により付着させ焼付きや磨耗を防止し、高耐用度化
を図る。(3) A hardener or the like is adhered to the surface of the plug by various surface treatments to prevent seizure and wear and to improve durability.
【0008】(4)酸化スケールを潤滑剤として使用す
るために、スケール厚み、または、密着性を増すように
プラグ熱処理雰囲気等を変化させ高耐用度化を図る。(4) In order to use the oxide scale as a lubricant, the thickness of the scale or the atmosphere for heat treatment of the plug is changed so as to increase the adhesiveness, thereby improving the durability.
【0009】上記(1)〜(4)の技術および更に若干
の改良を加えたものの一例として、(1)では、特公平
2−133106号公報(以下、「先行技術1」とい
う)、(2)では、特開平2−284708号公報(以
下、「先行技術2」という)、(3)では、特開昭63
−192504号公報(以下、「先行技術3」とい
う)、そして、(4)では、特公昭63−54066号
公報(以下、「先行技術4」という)等が挙げられる。As an example of the above techniques (1) to (4) and a slight improvement, in (1), Japanese Patent Publication No. 2-133106 (hereinafter referred to as "Prior Art 1"), (2) ), JP-A-2-284708 (hereinafter, referred to as "Prior Art 2"), and (3), JP-A-63-63.
-192504 (hereinafter referred to as "Prior Art 3"), and in (4), JP-B-63-54066 (hereinafter referred to as "Prior Art 4") and the like.
【0010】しかしながら、上述した先行技術には、現
実に有効に作用するようなものは極めて少ない。However, in the above-mentioned prior art, there are very few that actually work effectively.
【0011】先行技術2では、少なくとも一度の程度の
穿孔なら、被穿孔剤とプラグとの焼付きを防ぐことは可
能であると考えられるが、更なる潤滑剤の供給が非常に
困難である。また、プラグ頭部からプラグを支えるバー
を通して潤滑剤を供給するというような、他の潤滑剤供
給法においても潤滑剤の流路となるプラグ先端が損傷、
または、管材が流路に詰まるなどの問題があり、実機継
続使用には耐えがたいものである。In the prior art 2, it is considered possible to prevent seizure between the agent to be drilled and the plug with at least one perforation, but it is very difficult to supply a further lubricant. Also, in other lubricant supply methods, such as supplying lubricant from the plug head through the bar that supports the plug, the plug tip that is the lubricant flow path is damaged,
Alternatively, there is a problem that the pipe material is clogged in the flow path, and it is difficult to withstand continuous use in an actual machine.
【0012】一方、現在最も多く適用例があると思われ
る、低合金鋼、例えば、3Cr−1Ni(以下、「従来
成分」という)などからなる穿孔プラグを穿孔前に熱処
理し、その表面スケールを潤滑剤として用いる技術は、
従来の穿孔方法と変わることなく耐用度の向上が得られ
るという点で有用である。しかしながら、その寿命はせ
いぜい10パス程度で、到底普通鋼穿孔のそれに及ば
ず、工具原単位の大幅な低減や圧延能率の向上を実現し
得ない。On the other hand, a perforated plug made of low alloy steel, for example, 3Cr-1Ni (hereinafter referred to as "conventional component"), which is considered to have the most applications at present, is heat-treated before perforation, and its surface scale is adjusted. The technology used as a lubricant is
It is useful in that the durability can be improved without changing from the conventional drilling method. However, its service life is at most about 10 passes, which is far below that of ordinary steel drilling, and it is impossible to realize a significant reduction in tool unit consumption and improvement in rolling efficiency.
【0013】また、プラグ材質にMoを用いる穿孔技術
1は、プラグ変形そのものの防止効果は高く、また、耐
焼付き性も期待できるなど有利な点は多いが、Moが高
価であること、400℃程度までの低温度域では極めて
脆いという性質があり、このことや熱応力等に起因する
割れが起きやすいことなど工業的な使用には問題が多
い。Further, the perforation technique 1 using Mo as the plug material has many advantages such as a high effect of preventing the plug deformation itself and anticipation of seizure resistance, but Mo is expensive and 400 ° C. It has a property of being extremely brittle in a low temperature range up to a certain degree, and there are many problems in industrial use such as this and cracking due to thermal stress are likely to occur.
【0014】先行技術3は、耐磨耗層を有するためにプ
ラグ損傷を抑制することは可能であるが、そこが硬質材
であるため、熱応力の繰り返しにより割れ易いことや、
表面処理層が剥離するといった点で実機使用技術が確立
されているとは言い難い。The prior art 3 has a wear-resistant layer so that damage to the plug can be suppressed, but since it is a hard material, it easily cracks due to repeated thermal stress.
It is hard to say that the technology for using actual equipment is established in that the surface treatment layer peels off.
【0015】そこで、穿孔プラグの寿命延長を実現さ
せ、且つ、低コストで製造を行う手段として、Moまた
はMo合金、または、耐磨耗性の高いセラミックス等を
プラグ先端に配し、胴部に従来の酸化処理または表面処
理を施したプラグが、特開昭62−207503号公報
(以下、「先行技術5」という)、特開昭62−244
505公報(以下、「先行技術6」という)に、それぞ
れ提案されている。Therefore, as a means of realizing the extended life of the perforated plug and manufacturing at low cost, Mo or Mo alloy, or ceramics having high wear resistance is arranged at the tip of the plug, and the body portion is provided. A conventional plug that has been subjected to an oxidation treatment or a surface treatment is disclosed in JP-A-62-207503 (hereinafter referred to as "Prior Art 5") and JP-A-62-244.
505 (hereinafter referred to as "Prior Art 6").
【0016】先行技術5、6に開示された穿孔プラグ
(以下、「複合プラグ」という)は、いずれも、Mo
等、高強度の金属単体で構成すると高価になる穿孔プラ
グのうち、高い応力負荷を受けるプラグ先端部のみを前
記高強度材とし、他部を主に廉価な合金鋼で構成させ、
工具の低コスト化を目的としたものであり、穿孔1回あ
たりのコストも従来のそれ近くまで低減され圧延能率向
上分だけ効果も高い。The piercing plugs disclosed in Prior Art 5 and 6 (hereinafter referred to as "composite plugs") are all Mo
Of the perforated plugs that are expensive if they are made of a high-strength metal simple substance, only the plug tip portion that receives a high stress load is the high-strength material, and the other parts are mainly made of inexpensive alloy steel,
The purpose is to reduce the cost of the tool, and the cost per drilling is reduced to near that of the conventional one, and the effect is high by the amount corresponding to the improvement of rolling efficiency.
【0017】しかしながら、加工中に発生する、ビレッ
ト材料とプラグ胴部との間の摩擦に起因する熱応力を低
減できないため、熱応力による割れの抑制ができていな
い。また、プラグ胴部に施した酸化スケールは、従来技
術と何ら変わることが無いため、穿孔により胴部が損傷
を受ければ、例え、頭部が健全で穿孔は可能であっても
内面品質および精度が著しく劣化し、結果として製造コ
ストの低減にはつながらない。However, since the thermal stress caused by friction between the billet material and the plug body cannot be reduced during processing, cracking due to thermal stress cannot be suppressed. In addition, since the oxide scale applied to the plug body is no different from the conventional technology, if the body is damaged by piercing, even if the head is healthy and piercing is possible, the inner surface quality and accuracy can be improved. Is significantly deteriorated, and as a result, the manufacturing cost cannot be reduced.
【0018】[0018]
【発明が解決しようとする課題】以上、説明した先行技
術の問題点を整理すると以下の通りである。The problems of the prior art described above are summarized as follows.
【0019】穿孔プラグが従来成分、低合金鋼等の合金
鋼からなる際には、主にプラグが被穿孔材から受ける熱
また材料の加工発熱に起因する昇温で強度が低下し、穿
孔中の高荷重により溶損状の変形を起こす。When the perforated plug is made of a conventional component, alloy steel such as low alloy steel, the strength of the plug decreases due to the heat mainly received from the material to be perforated or the heat generated by the processing heat of the material during the perforation. A high load causes meltdown-like deformation.
【0020】合金鋼製穿孔プラグでは、損傷を受けるこ
とがやむを得ない素材(ビレット)を穿孔する場合に、
上述した表面硬化耐磨耗プラグや耐熱合金、Mo、Mo
合金等からなるプラグを用いることは、主として表面割
れによりプラグ耐用度の向上にはつながらず、また、複
合プラグの場合には、主に胴部の損傷により問題点を解
決するには至らない。よって、製造コストの低減、圧延
能率の向上といった効果を有する穿孔プラグの寿命延長
法は、未だ確立されていない。With the alloy steel piercing plug, when piercing a material (billet) which is unavoidably damaged,
Surface hardening wear-resistant plugs and heat-resistant alloys mentioned above, Mo, Mo
The use of a plug made of an alloy or the like does not lead to an improvement in plug durability mainly due to surface cracking, and in the case of a composite plug, the problem cannot be solved mainly due to damage to the body. Therefore, a method for extending the life of a perforated plug, which has the effects of reducing manufacturing costs and improving rolling efficiency, has not yet been established.
【0021】以上述べたように、高合金鋼等からなるビ
レットからマンネスマン穿孔法等を用いた連続圧延プロ
セスにより継目無管を製造する際に、穿孔プラグの耐用
度を従来に比べ格段に延長させ、製造コストを低減でき
る技術が待望されている。As described above, when a seamless pipe is manufactured from a billet made of a high alloy steel or the like by a continuous rolling process using the Mannesmann piercing method or the like, the durability of the piercing plug is significantly extended as compared with the conventional one. Therefore, a technology that can reduce the manufacturing cost is desired.
【0022】従って、この発明の目的は、かかる事情に
鑑み、高合金鋼等からなるビレットから継目無管を製造
する時にも、圧延能率に影響を及ぼすことなく、廉価な
高合金鋼等からなる継目無管を製造することができる、
穿孔プラグ耐用度に優れた継目無管の製造方法を提供す
ることにある。Therefore, in view of the above situation, an object of the present invention is to use an inexpensive high alloy steel or the like without affecting the rolling efficiency even when manufacturing a seamless pipe from a billet made of the high alloy steel or the like. It is possible to manufacture seamless pipes,
It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a seamless pipe having excellent durability of a piercing plug.
【0023】[0023]
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
少なくとも5wt.%以上のCrまたは少なくとも5wt.%以
上のNiを含有する合金鋼、または、Cr、Niおよび
Moのうちのいずれか1種を主成分とする合金からなる
ビレットを使用し、前記ビレットの穿孔が開始される側
の端面、または、両端面に鋼板を接合し、前記鋼板が接
合された前記ビレットを、Mo、Mo合金および耐熱鋼
のうちのいずれか1種からなる穿孔プラグを使用し、熱
間穿孔して中空素材を調製し、得られた中空素材を圧延
することにより継目無管を製造することに特徴を有する
ものである。According to the first aspect of the present invention,
A billet comprising an alloy steel containing at least 5 wt.% Or more Cr or at least 5 wt.% Or more Ni, or an alloy containing any one of Cr, Ni and Mo as a main component is used. The steel plate is joined to the end surface on the side where the piercing of No. 1 is started, or both end surfaces are joined, and the billet joined to the steel sheet is a piercing plug made of any one of Mo, Mo alloy and heat-resistant steel. Then, hot piercing is performed to prepare a hollow material, and the obtained hollow material is rolled to produce a seamless pipe.
【0024】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、Mo、Mo合金および耐熱鋼のうちのいず
れか1種からなるプラグ本体と、前記プラグ本体の表面
上に形成された、高温下でも高強度および/または耐磨
耗性を有する硬質層からなる穿孔プラグを使用すること
に特徴を有するものである。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a plug body made of any one of Mo, Mo alloy and heat-resistant steel, and formed on the surface of the plug body, It is characterized by using a perforated plug made of a hard layer having high strength and / or abrasion resistance even at high temperatures.
【0025】請求項3記載の発明は、請求項1記載の発
明において、Mo、Mo合金および耐熱鋼のうちのいず
れか1種からなるプラグ胴部と、前記プラグ胴部の先端
部に形成された、Mo、Mo合金および耐熱鋼のうちの
いずれか1種からなるプラグ頭部とからなる穿孔プラグ
を使用することに特徴を有するものである。According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the plug body is made of any one of Mo, Mo alloy and heat-resistant steel, and is formed at the tip of the plug body. Another feature is that a perforated plug including a plug head made of any one of Mo, Mo alloy, and heat resistant steel is used.
【0026】請求項4記載の発明は、請求項1記載の発
明において、Mo、Mo合金および耐熱鋼のうちのいず
れか1種からなるプラグ胴部と、前記プラグ胴部の先端
部に形成された、Mo、Mo合金および耐熱鋼のうちの
いずれか1種からなるプラグ頭部と、前記プラグ胴部お
よび/または前記プラグ頭部の表面上に形成された高温
下でも高強度および/または耐磨耗性を有する硬質層か
らなる穿孔プラグを使用することに特徴を有するもので
ある。According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the plug body is made of any one of Mo, Mo alloy and heat-resistant steel, and is formed at the tip of the plug body. In addition, a plug head made of any one of Mo, Mo alloy and heat-resistant steel, and a high strength and / or resistance even under high temperature formed on the surface of the plug body and / or the plug head. It is characterized by using a perforated plug made of a hard layer having abrasion resistance.
【0027】請求項5記載の発明は、請求項2または4
記載の発明において、前記硬質層は、ステライト、ステ
ライトにWCを添加してなるセラミックス、ステライト
にWCとCoとの混合組成を添加してなるセラミック
ス、および、ステライトにCrとCとの化合物を添加し
てなるセラミックスのうちの何れか1種であることに特
徴を有するものである。The invention according to claim 5 is the invention according to claim 2 or 4.
In the invention described above, the hard layer includes stellite, a ceramic obtained by adding WC to stellite, a ceramic obtained by adding a mixed composition of WC and Co to stellite, and a compound of Cr and C added to stellite. The feature is that it is any one of the ceramics.
【0028】[0028]
【作用】以下にこの発明の内容を詳細に説明する。The function of the present invention will be described in detail below.
【0029】第一に、割れなどの損傷により使用が難し
かったMoまたはMo合金からなる穿孔プラグについ
て、鋼板接合のもたらす寿命延長効果は、以下の通りで
ある。First, regarding the perforated plug made of Mo or Mo alloy, which has been difficult to use due to damage such as cracking, the life extension effect of joining steel plates is as follows.
【0030】発明者らは、熱応力の繰り返しによりプラ
グが割れ、損傷するという見地に立ち、MoまたはMo
合金からなる穿孔プラグ頭部の表面温度をモデル穿孔機
により実機同様の穿孔条件下で測定した。このとき、比
較のため、従来合金鋼の穿孔に使用される、低合金鋼か
らなり酸化処理が施されているプラグについても同様の
試験を行った。これらの結果を図6に示す。図6におい
て、○印は、MoまたはMo合金からなる穿孔プラグ
(無処理金属肌プラグ)、■(黒四角)印は、低合金鋼
酸化処理が施されているプラグ(酸化スケール付プラ
グ)を各々示す。図6に示すように、無処理金属肌プラ
グはスケールを表面に有する酸化スケール付プラグに比
べ表面温度は常に高くなっていることがわかる。このこ
とは、プラグ素材が耐熱鋼であれ、Mo合金であれ、プ
ラグ素材に関係なくいえるのであるが、これを空冷また
はミスト冷却により室温まで冷却し、数回穿孔を行って
みたところ、今までに知られていたような表面割れが発
生した。なお、本発明では、耐熱鋼とは、「1100℃
での高温引張試験JISG0567において、引張強さ
が30N/mm2 を超える」鋼材と定義する。The inventors of the present invention have found that the plug is cracked and damaged by repeated thermal stress.
The surface temperature of the head of a perforated plug made of an alloy was measured by a model perforator under the same perforation conditions as the actual machine. At this time, for comparison, a similar test was performed on a plug made of a low alloy steel and used for perforating a conventional alloy steel and having been subjected to an oxidation treatment. The results are shown in FIG. In FIG. 6, ○ indicates a perforated plug made of Mo or Mo alloy (non-treated metal skin plug), and ■ (black square) indicates a plug subjected to oxidation treatment of low alloy steel (plug with oxide scale). Each is shown. As shown in FIG. 6, the surface temperature of the untreated metal skin plug is always higher than that of the oxide scale plug having a scale on the surface. This can be said regardless of whether the plug material is heat-resistant steel or Mo alloy, regardless of the plug material, but when it was cooled to room temperature by air cooling or mist cooling and drilled several times, Surface cracks as known from. In the present invention, heat-resistant steel means "1100 ° C.
High temperature tensile test according to JIS G 0567, the tensile strength is more than 30 N / mm 2 .
【0031】一方、純Moからなる穿孔プラグについて
は、穿孔前に予熱を行ない、表面温度にして約400℃
を最低温度としつつ穿孔を実施したプラグ、および、溶
射により表面に硬質層を形成した表面硬化処理プラグの
場合には、プラグ内部から強制冷却を実施することで、
10回以上もの穿孔を実施しても欠陥の発生は確認でき
なかった。On the other hand, the perforated plug made of pure Mo is preheated before the perforation so that the surface temperature is about 400.degree.
In the case of a plug that was perforated while keeping the minimum temperature, and in the case of a surface-hardened plug having a hard layer formed on the surface by thermal spraying, by performing forced cooling from inside the plug,
No occurrence of defects could be confirmed even after drilling 10 times or more.
【0032】これらの結果から、複合プラグも含め、表
面に硬質層が形成されたプラグや、耐熱応力性が低いプ
ラグについては、表面温度そのものの上昇を抑制するな
どの工夫が必要であることがわかった。From these results, it is necessary to devise measures such as suppressing an increase in the surface temperature of a plug having a hard layer formed on the surface thereof, including a composite plug, and a plug having low thermal stress resistance. all right.
【0033】そこで、発明者らは、断熱層として有効に
機能する酸化スケールの利用を考えついた。即ち、この
実現方法として、従来の穿孔プラグへの予酸化処理や、
図8に示す予酸化処理を施したプラグ保護カバーのよう
に、穿孔の度に断熱層である酸化スケールを失うもので
はなく、図7に示すように、ビレットからスケールを供
給し必ず一度の穿孔毎にプラグへ酸化スケールを供給す
る方法である。Therefore, the inventors have come up with the use of oxide scale that effectively functions as a heat insulating layer. That is, as a method for realizing this, a conventional pre-oxidation treatment for a perforated plug,
Unlike the plug protection cover that has been subjected to the pre-oxidation treatment shown in FIG. 8, the oxide scale that is the heat insulating layer is not lost with each drilling, and as shown in FIG. This is a method in which oxide scale is supplied to each plug.
【0034】この発明のビレット側からの酸化スケール
供給は、熱処理による酸化スケール被膜生成処理と同じ
ことを穿孔一度毎に擬似的に行ないうる。これを用いる
ことによって図9に示すように、穿孔プラグ表面温度の
上昇を抑制できる。図9において、□印は、この発明の
ビレット側からの酸化スケール供給によるプラグ(本発
明法プラグ)、■(黒四角)印は、酸化スケール被膜生
成処理プラグ(酸化スケール付プラグ)である。従っ
て、一つには、従来プラグ等の合金鋼プラグにおいてし
か行うことのできなかった酸化スケールの被膜付与を、
高温で昇華するMoまたはMo合金からなるプラグへの
適用を可能にし、寿命の延長に有効である。また、酸化
スケールそのものは、高合金鋼等のビレットにも生成し
得るが、例えば、ステンレス鋼や耐熱鋼に代表されるよ
うに、酸化スケール生成量が炭素鋼や低合金鋼に比べ極
端に少ない場合には、前記効果をビレット端面のみから
期待することはできない。従って、ビレット端面に接合
した鋼板より生成した酸化スケールを積極的に穿孔プラ
グに移着させ断熱に用いることで、プラグに生ずる熱応
力を軽減し、割れの発生を抑制し、プラグの耐用度を延
長させることが可能となる。The oxide scale supply from the billet side according to the present invention can be carried out in the same manner as the oxide scale film formation treatment by the heat treatment for each perforation. By using this, as shown in FIG. 9, it is possible to suppress an increase in the surface temperature of the perforated plug. In FIG. 9, the mark □ is a plug by the supply of oxide scale from the billet side of the present invention (the plug of the present invention), and the mark ■ (black square) is a plug for oxide scale film formation treatment (plug with oxide scale). Therefore, one is that the application of oxide scale coating, which was only possible with conventional alloy steel plugs such as plugs,
It enables application to plugs made of Mo or Mo alloys that sublime at high temperatures, and is effective in extending the life. Further, oxide scale itself can be generated in billets such as high alloy steels, but the amount of oxide scales is extremely smaller than that of carbon steel or low alloy steel, as represented by stainless steel and heat resistant steel. In this case, the effect cannot be expected only from the billet end face. Therefore, by actively transferring the oxide scale generated from the steel plate joined to the billet end face to the perforated plug and using it for heat insulation, the thermal stress generated in the plug is reduced, the occurrence of cracks is suppressed, and the durability of the plug is improved. It can be extended.
【0035】次に、プラグ表面に、高温下でも高強度お
よび/または耐磨耗性を有する硬質層(以下、「硬質
層」という)、例えば、30Cr−Co基合金(ステラ
イト)、または、ステライトにWC、WC−Co、Cr
2 C系などを添加した成分組成を有するセラミックス等
からなる層を形成させたプラグについては、ほぼ第一に
示した内容と同様の理由が挙げられる。即ち、明らかに
従来プラグより利点がありながら、熱応力に起因する硬
質層の剥離などにより使用ができなかったという問題に
対して、その剥離の抑制方法として本発明法の適用が効
果的であることを見出した。これは、酸化スケールが、
断熱材として有効に機能するが故に表面とプラグ母材と
の間で発生する熱応力を抑制できるからにほかならな
い。上記の他にも、表4にも示すように、硬質層として
セラミックス一般が使用できる。Next, on the surface of the plug, a hard layer having high strength and / or abrasion resistance even at high temperature (hereinafter referred to as "hard layer"), for example, 30Cr-Co based alloy (stellite) or stellite. WC, WC-Co, Cr
With respect to the plug formed with the layer made of ceramics or the like having the component composition to which 2 C-based material or the like is added, the reason substantially similar to the contents shown in the first is mentioned. That is, the method of the present invention is effective as a method of suppressing the peeling against the problem that the hard layer cannot be used due to the peeling of the hard layer due to thermal stress, although it has obvious advantages over the conventional plug. I found that. This is the oxide scale
Since it effectively functions as a heat insulating material, it can suppress the thermal stress generated between the surface and the plug base material. In addition to the above, as shown in Table 4, general ceramics can be used as the hard layer.
【0036】このことは、更に、例えば、穿孔プラグ
を、プラグ胴部と、プラグ胴部の先端部に形成されたプ
ラグ頭部とからなるような形状に形成した複合プラグも
同様で、この場合、唯一の欠点とも思われるプラグ胴部
の変形を抑制することができ、非常に有効であるといえ
る。また、このような複合プラグにおいて、プラグ胴部
および/またはプラグ頭部に、前記の硬質層を形成させ
た場合も同様である。This also applies to, for example, a composite plug in which a perforated plug is formed in a shape including a plug barrel and a plug head formed at the tip of the plug barrel. It can be said that it is very effective because it can suppress the deformation of the plug body, which is considered to be the only drawback. Further, in such a composite plug, the same applies when the hard layer is formed on the plug body and / or the plug head.
【0037】プラグ本体の表面上に形成する硬質層の形
成方法としては、溶射、めっき、TD(VC)処理、P
VD(物理的蒸着法)およびCVD(化学的蒸着法)等
いずれも適用可能であり、その方法は問わない。The hard layer formed on the surface of the plug body is formed by thermal spraying, plating, TD (VC) treatment, P
Any of VD (physical vapor deposition method) and CVD (chemical vapor deposition method) can be applied, and the method is not limited.
【0038】なお、複合プラグの場合においては、通常
のプラグに用いられている酸化処理によるスケール被覆
処理の使用も含まれる。In the case of a composite plug, use of scale coating treatment by oxidation treatment used for ordinary plugs is also included.
【0039】[0039]
【実施例】次に、この発明を実施例によって更に詳細に
説明する。EXAMPLES Next, the present invention will be described in more detail by way of examples.
【0040】〔実施例1〕図7に示すように、13Cr
鋼からなるビレット8の、穿孔が開始される側の端面
(以下、「先端面」という)(表中には接合部位Tで表
示)に、一般炭素鋼からなる鋼板9を接合したビレット
と、鋼板の接合無しの、通常の13Cr鋼からなるビレ
ットとを使用し、図1に示す形状を有する穿孔プラグ1
を、その材質を本発明範囲内および本発明範囲外で、種
々変えて用い、少なくとも2本の一対のロールと少なく
とも2個のシューを備える装置によるマンネスマン圧延
法によって、下記に示す穿孔条件下で穿孔を実施した。
そして、使用された個々の穿孔プラグについて、プラグ
寿命を調査し、プラグ寿命比として表1に示した。プラ
グ寿命比は、3Cr−1Ni鋼からなる従来鋼からなる
プラグを使用した比較例1を基準とした。Example 1 As shown in FIG. 7, 13Cr
A billet in which a steel plate 9 made of general carbon steel is joined to an end face of the billet 8 made of steel on which drilling is started (hereinafter referred to as “tip face”) (indicated by a joining portion T in the table), A perforated plug 1 having a shape shown in FIG. 1 using a billet made of normal 13Cr steel without joining steel plates.
Under various perforating conditions by the Mannesmann rolling method using a device having at least two pairs of rolls and at least two shoes, the material being used by variously changing the material within the scope of the invention and outside the scope of the invention. Perforation was performed.
Then, the plug life was investigated for each of the used perforated plugs, and the plug life ratio is shown in Table 1. The plug life ratio was based on Comparative Example 1 using a plug made of conventional steel made of 3Cr-1Ni steel.
【0041】穿孔条件: ゴージ圧下率 ;7〜15% 加熱温度 ;1050〜1300℃(金属種により
変更) 使用ビレット径;直径(外径40mmφ、50mmφ) ビレット金属種;13Cr鋼 接合鋼板品種 ;一般炭素鋼 接合鋼板寸法 ;27×27×3mm、34×34×3
mmDrilling conditions: Gorge reduction rate: 7 to 15% Heating temperature: 1050 to 1300 ° C (changed depending on metal type) Used billet diameter; Diameter (outer diameter 40 mmφ, 50 mmφ) Billet metal type; 13Cr steel Joined steel sheet type; General Carbon steel Joined steel plate dimensions; 27 × 27 × 3 mm, 34 × 34 × 3
mm
【0042】[0042]
【表1】 [Table 1]
【0043】表1に示すように、純Moからなるプラグ
を使用した、比較例1. 2と本発明例1とでは、鋼板を
ビレットの先端面に接合した本発明例1の方が、鋼板を
接合しない比較例2よりもプラグ寿命を延長できること
がわかる。比較例2では、割れも発生した。なお、本実
施例表1中には示されていないが、鋼板をビレットの両
端面に接合した場合も、鋼板を先端面に接合した場合と
ほぼ同様の結果が得られた。As shown in Table 1, in Comparative Example 1.2 in which a plug made of pure Mo was used and Example 1 of the present invention, Example 1 of the present invention in which a steel sheet was joined to the tip surface of the billet was a steel sheet. It can be seen that the life of the plug can be extended as compared with Comparative Example 2 in which No. In Comparative Example 2, cracking also occurred. Although not shown in Table 1 of this Example, almost the same results were obtained when the steel plates were joined to both end faces of the billet as when the steel plates were joined to the tip faces.
【0044】TZMからなるプラグを使用した、比較例
3と本発明例2とでは、鋼板をビレットの先端面に接合
した方が、プラグ寿命が延長することがわかる。また、
比較例3では、割れも発生した。In Comparative Example 3 and Inventive Example 2 using the plug made of TZM, it is understood that the life of the plug is extended when the steel plate is joined to the tip surface of the billet. Also,
In Comparative Example 3, cracking also occurred.
【0045】TZCからなるプラグを使用した本発明例
3、JIS−SUH31からなるプラグを使用した本発
明例4は、いずれも、鋼板をビレットの先端面に接合し
たので、プラグ寿命が延長することがわかる。In both Example 3 of the present invention using the plug made of TZC and Example 4 of the present invention using the plug made of JIS-SUH31, the steel plate was joined to the tip surface of the billet, so that the life of the plug is extended. I understand.
【0046】〔実施例2〕実施例1と同じ穿孔条件下
で、プラグ本体1を従来プラグのSKD61とし、プラ
グ本体1の表面に、表2に示す各種組成の硬質層2を形
成させた、図2に示す形状を有する穿孔プラグを用いて
穿孔を実施した。そして、使用された個々の穿孔プラグ
について、プラグ寿命を調査し、プラグ寿命比として表
2に示した。プラグ寿命比は、比較例1を基準とした。Example 2 Under the same perforation conditions as in Example 1, the plug body 1 was a conventional plug SKD61, and the hard layer 2 having various compositions shown in Table 2 was formed on the surface of the plug body 1. Drilling was performed using a piercing plug having the shape shown in FIG. Then, the plug life of each of the used perforated plugs was investigated, and the plug life ratio is shown in Table 2. The plug life ratio was based on Comparative Example 1.
【0047】[0047]
【表2】 [Table 2]
【0048】表2から明らかなように、硬質層2の主成
分としてステライトを用いた、比較例4と本発明例5と
を比較すると、鋼板をビレットの先端面に接合した本発
明例5の方が、プラグ寿命延長が図れることがわかる。
なお、鋼板接合を行わずに穿孔を実施した場合には、硬
質層2が剥離、溶損するケースがほとんどであったが、
本発明による断熱効果によってそれがなくなり、飛躍的
にプラグ寿命の延長が達成された。なお、本実施例表2
中には示されていないが、鋼板をビレットの両端面に接
合した場合も、鋼板を先端面に接合した場合とほぼ同様
の結果が得られた。As is apparent from Table 2, when comparing Comparative Example 4 in which stellite is used as the main component of the hard layer 2 and Example 5 of the present invention, Example 5 of the present invention in which a steel sheet is joined to the tip surface of the billet is shown. It can be seen that the life of the plug can be extended.
When drilling was performed without joining the steel plates, the hard layer 2 was peeled and melted in most cases.
The heat insulating effect according to the present invention eliminates this, and the life of the plug is dramatically extended. In addition, Table 2 of the present embodiment
Although not shown, when the steel plates were joined to both end faces of the billet, almost the same results were obtained as when the steel plates were joined to the tip faces.
【0049】硬質層2の主成分としてステライトにWC
−Coを添加した本発明例6、ステライトにCr2 C系
を添加した本発明例7は、ステライト単体より構成され
た本発明例5よりもプラグ寿命が更に延長した。WC is added to stellite as the main component of the hard layer 2.
Inventive Example 6 in which -Co was added and Inventive Example 7 in which Cr 2 C was added to stellite had a longer plug life than Inventive Example 5 composed of stellite alone.
【0050】〔実施例3〕実施例1と同じ穿孔条件下
で、S45Cからなるプラグ胴部1と、プラグ胴部の先
端部に、頭部締結部4によって締結された、TZMから
なるプラグ頭部3と、プラグ胴部1およびプラグ頭部3
の表面上に形成された、表3に示す各種組成の硬質層2
とからなる、図3に示す形状を有する穿孔プラグを用い
て穿孔を実施した。そして、使用された個々の穿孔プラ
グについて、プラグ寿命を調査し、プラグ寿命比として
表3に示した。プラグ寿命比は、比較例1を基準とし
た。[Embodiment 3] Under the same perforation conditions as in Embodiment 1, a plug barrel 1 made of S45C and a plug head made of TZM fastened to the tip of the plug barrel by a head fastening portion 4 are used. Part 3, plug body 1 and plug head 3
Hard layer 2 having various compositions shown in Table 3 formed on the surface of
Drilling was performed using a piercing plug having the shape shown in FIG. Then, the plug life was investigated for each of the used perforated plugs, and the plug life ratio is shown in Table 3. The plug life ratio was based on Comparative Example 1.
【0051】[0051]
【表3】 [Table 3]
【0052】表3から明らかなように、硬質層2の主成
分としてステライトを用いた、比較例5と本発明例8と
を比較すると、鋼板をビレットの先端面に接合した本発
明例8の方が、プラグ寿命延長が図れることがわかる。
これは、硬質層の剥離によるプラグ寿命低下を無くすこ
とができたことによるものである。ただし、鋼板をビレ
ットの先端面に接合しない比較例5は、低合金鋼プラグ
と比べ大差のない結果であった。なお、本実施例表3中
には示されていないが、鋼板をビレットの両端面に接合
した場合も、鋼板を先端面に接合した場合とほぼ同様の
結果が得られた。As is clear from Table 3, when comparing Comparative Example 5 and Inventive Example 8 in which stellite was used as the main component of the hard layer 2, inventive Example 8 in which a steel plate was joined to the tip surface of the billet. It can be seen that the life of the plug can be extended.
This is because it was possible to eliminate the decrease in plug life due to peeling of the hard layer. However, Comparative Example 5 in which the steel plate was not joined to the tip surface of the billet was a result that was not much different from the low alloy steel plug. Although not shown in Table 3 of the present embodiment, when the steel plates were joined to both end faces of the billet, almost the same results as when the steel plates were joined to the tip faces were obtained.
【0053】硬質層2の主成分としてステライトにWC
−Coを添加した本発明例9、ステライトにCr2 C系
を添加した本発明例10は、ステライト単体より構成さ
れた本発明例8よりもプラグ寿命が更に延長した。As a main component of the hard layer 2, WC is added to stellite.
Inventive Example 9 in which -Co was added and Inventive Example 10 in which Cr 2 C was added to stellite had a longer plug life than Inventive Example 8 composed of stellite alone.
【0054】なお、本実施例に使用した合金等の成分
を、表4にまとめて表示した。The components of the alloys used in this example are summarized in Table 4.
【0055】[0055]
【表4】 [Table 4]
【0056】[0056]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、少なくとも5wt.%以上のCrまたは5wt.%以上のN
iを含有する合金鋼、または、Cr、NiおよびMoの
うちのいずれか1種を主成分とする合金からなる継目無
管の製造時に問題となるプラグ耐用度を向上させること
により、圧延能率の向上および工具原単位の低下を実現
し、付加価値の高い継目無管を廉価で製造することがで
き、かくして、工業上有用な効果がもたらされる。As described above, according to the present invention, at least 5 wt.% Or more Cr or 5 wt.% Or more N is used.
By improving the plug durability, which is a problem in the production of a seamless pipe made of an alloy steel containing i or an alloy containing any one of Cr, Ni and Mo as a main component, rolling efficiency can be improved. It is possible to realize the improvement and the reduction of the unit consumption of the tool, and it is possible to manufacture the high-value-added seamless pipe at a low price, thus, the industrially useful effect is brought about.
【図1】この発明の実施例1に係る穿孔プラグを示す断
面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a perforated plug according to a first embodiment of the present invention.
【図2】この発明の実施例2に係る穿孔プラグを示す断
面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a perforated plug according to Embodiment 2 of the present invention.
【図3】この発明の実施例3に係る穿孔プラグを示す断
面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a perforated plug according to Embodiment 3 of the present invention.
【図4】損傷した穿孔プラグの一例を示す側面図であ
る。FIG. 4 is a side view showing an example of a damaged perforated plug.
【図5】損傷した穿孔プラグの一例を示す側面図であ
る。FIG. 5 is a side view showing an example of a damaged perforated plug.
【図6】穿孔プラグ先端近傍の穿孔中のプラグ表面温度
変化と穿孔時間との関係を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the plug surface temperature change during drilling near the tip of the drilled plug and the drilling time.
【図7】この発明の実施例に係る先端面に鋼板が接合さ
れたビレットを示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing a billet in which a steel plate is joined to the front end surface according to the embodiment of the present invention.
【図8】予酸化処理を施したプラグ保護カバーを有する
穿孔プラグを示す分解斜視図である。FIG. 8 is an exploded perspective view showing a perforated plug having a pre-oxidized plug protection cover.
【図9】穿孔プラグ先端近傍の穿孔中のプラグ表面温度
変化と穿孔時間との関係を本発明方法と従来方法とで比
較して示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing the relationship between the plug surface temperature change during drilling near the tip of the drilled plug and the drilling time in comparison between the method of the present invention and the conventional method.
1 穿孔プラグ、穿孔プラグ本体または穿孔プラグ胴部 2 穿孔プラグ表面に施こされた硬質層 3 複合プラグにおける頭部材 4 頭部締結部 5 頭部の溶損状変形 6 胴部シワ疵 7 頭部への穿孔材焼付き 8 穿孔ビレット 9 ビレット端面に接合された鋼板 10 穿孔プラグ保護カバー 1 piercing plug, piercing plug body or piercing plug body 2 hard layer applied to the surface of piercing plug 3 head member in composite plug 4 head fastening part 5 melt-down deformation of head 6 body wrinkle flaw 7 head Seizure of perforated material 8 Perforated billet 9 Steel plate joined to billet end face 10 Perforated plug protective cover
Claims (5)
くとも5wt.%以上のNiを含有する合金鋼、または、C
r、NiおよびMoのうちのいずれか1種を主成分とす
る合金からなるビレットを使用し、前記ビレットの穿孔
が開始される側の端面、または、両端面に鋼板を接合
し、前記鋼板が接合された前記ビレットを、Mo、Mo
合金および耐熱鋼のうちのいずれか1種からなる穿孔プ
ラグを使用し、熱間穿孔して中空素材を調製し、得られ
た中空素材を圧延することにより継目無管を製造するこ
とを特徴とする、穿孔プラグ耐用度に優れた継目無管の
製造方法。1. An alloy steel containing at least 5 wt.% Or more Cr or at least 5 wt.% Or more Ni, or C.
Using a billet made of an alloy containing any one of r, Ni and Mo as a main component, a steel plate is joined to an end face on the side where the perforation of the billet is started, or both end faces, and the steel plate is The joined billet is
A seamless pipe is manufactured by using a piercing plug made of any one of an alloy and a heat-resistant steel, hot piercing to prepare a hollow material, and rolling the obtained hollow material. A method for producing a seamless pipe with excellent durability of a piercing plug.
ずれか1種からなるプラグ本体と、前記プラグ本体の表
面上に形成された、高温下でも高強度および/または耐
磨耗性を有する硬質層からなる穿孔プラグを使用する請
求項1記載の方法。2. A plug body made of any one of Mo, Mo alloy and heat-resistant steel, and having high strength and / or abrasion resistance formed on the surface of the plug body even at high temperature. The method according to claim 1, wherein a perforated plug consisting of a hard layer is used.
ずれか1種からなるプラグ胴部と、前記プラグ胴部の先
端部に形成された、Mo、Mo合金および耐熱鋼のうち
のいずれか1種からなるプラグ頭部とからなる穿孔プラ
グを使用する請求項1記載の方法。3. A plug body made of any one of Mo, Mo alloy and heat-resistant steel, and any one of Mo, Mo alloy and heat-resistant steel formed at the tip of the plug body. The method of claim 1 wherein a perforated plug consisting of a one-piece plug head is used.
ずれか1種からなるプラグ胴部と、前記プラグ胴部の先
端部に形成された、Mo、Mo合金および耐熱鋼のうち
のいずれか1種からなるプラグ頭部と、前記プラグ胴部
および/または前記プラグ頭部の表面上に形成された高
温下でも高強度および/または耐磨耗性を有する硬質層
からなる穿孔プラグを使用する請求項1記載の方法。4. A plug body made of any one of Mo, Mo alloy and heat-resistant steel, and any one of Mo, Mo alloy and heat-resistant steel formed at the tip of the plug body. A perforated plug comprising a plug head made of one kind and a hard layer formed on the surface of the plug body and / or the plug head and having high strength and / or abrasion resistance even under high temperature is used. The method of claim 1.
にWCを添加してなるセラミックス、ステライトにWC
とCoとの混合組成を添加してなるセラミックス、およ
び、ステライトにCrとCとの化合物を添加してなるセ
ラミックスのうちの何れか1種である請求項2または4
記載の方法。5. The hard layer is made of stellite, a ceramic obtained by adding WC to stellite, and WC to stellite.
5. A ceramic composition obtained by adding a mixed composition of Co and Co, and a ceramic composition obtained by adding a compound of Cr and C to stellite.
The described method.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14567395A JPH08309408A (en) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | Manufacture of seamless pipe excellent in resistance of piercing plug |
US08/645,223 US5778714A (en) | 1995-05-19 | 1996-05-13 | Method for manufacturing seamless pipe |
AR33655496A AR001298A1 (en) | 1995-05-19 | 1996-05-17 | Method for making a seamless tube. |
EP96107907A EP0743106B1 (en) | 1995-05-19 | 1996-05-17 | Method for manufacturing seamless pipe |
DE69617797T DE69617797T2 (en) | 1995-05-19 | 1996-05-17 | Process for the production of a seamless pipe |
US09/010,003 US6073331A (en) | 1995-05-19 | 1998-01-21 | Method for manufacturing seamless pipe |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14567395A JPH08309408A (en) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | Manufacture of seamless pipe excellent in resistance of piercing plug |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH08309408A true JPH08309408A (en) | 1996-11-26 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP14567395A Pending JPH08309408A (en) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | Manufacture of seamless pipe excellent in resistance of piercing plug |
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Country | Link |
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JP (1) | JPH08309408A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016047546A (en) * | 2014-08-28 | 2016-04-07 | Jfeスチール株式会社 | Method for manufacturing seamless steel pipe |
JP2016047545A (en) * | 2014-08-28 | 2016-04-07 | Jfeスチール株式会社 | Plug for piercing-rolling on seamless steel pipe |
JPWO2017051632A1 (en) * | 2015-09-25 | 2018-03-22 | 新日鐵住金株式会社 | Piercer plug and manufacturing method thereof |
-
1995
- 1995-05-19 JP JP14567395A patent/JPH08309408A/en active Pending
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