JPH09192724A

JPH09192724A - 継目無鋼管の熱間押出し製管方法

Info

Publication number: JPH09192724A
Application number: JP76896A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Matsuo; 洋松尾
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1996-01-08
Filing date: 1996-01-08
Publication date: 1997-07-29

Abstract

(57)【要約】【課題】押出比４０以上の高加工度での押出し加工を可
能とする継目無鋼管の熱間押出し製管方法を提供する。【解決手段】押出し素材として表面粗さがＲｍａｘで３
０〜１００μｍの中空ビレット用いる。【効果】焼付き疵が少なく、かつ外径の軸長方向変化の
小さい押出管を高い生産性をもって製造することが可能
となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、継目無鋼管の熱間
押出し製管方法に係わり、特に押出比（押出管の長さ／
中空ビッレトの長さ）４０以上の高加工度の押出しに適
用して有効な継目無鋼管の熱間押出し製管方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図１は、継目無鋼管の熱間押出し製管方
法における加工態様を示す模式図で、図中、符号１はコ
ンテナー、２はコンテナー１の先端部にダイホルダー３
およびダイバッカー４を用いて着脱自在に装着されたダ
イス、５はマンドレル、６はステム、７はダミーブロッ
ク、８は潤滑剤ディスク、９はダイバッキングリング、
Ｂは中空ビッレト、Ｐは押出管である。

【０００３】図１からわかるように、熱間押出し製管法
は、所定の押出し温度に加熱された中空ビッレトＢをコ
ンテナー１内に装入し、その後端をダミーブロック７を
介してステム６により押圧することにより、ダイス２と
マンドレル５とで画成される環状空隙から材料（中空ビ
ッレトＢ）を押出して押出管Ｐを得る方法である。

【０００４】この熱間押出し製管法では、通常、潤滑剤
としてガラスが用いられる。すなわち、ダイス２のコン
テナー１側端面と中空ビレットＢの先端面との間に介在
させた上記潤滑剤ディスク８としては、ガラス粉末また
はガラス粉末とガラス繊維を水ガラスなどのバインダー
を用いて環状に成形したガラスディスクと称されるもの
が用いられ、このガラスディスクが押出し加工中に徐々
に溶融してダイス２の孔内に流入し、被加工材料とダイ
ス２との潤滑を担う。

【０００５】また、被加工材料とマンドレル５およびコ
ンテナー１との潤滑は、コンテナー１への装入前におい
て、加熱後の中空ビッレトＢの内外表面に塗布されたガ
ラス粉末の溶融皮膜が担う。すなわち、中空ビレットＢ
の外面に対してはガラス粉末を敷き詰めたテーブル上を
転動させることにより塗布したガラス粉末の溶融皮膜
が、また中空ビレットＢの内面に対しては断面が半円の
長尺スプーンを用いて投入塗布したガラス粉末の溶融皮
膜が、それぞれ担う。

【０００６】上記ガラスとしては、被加工材料の材質お
よびその押出し加工温度に応じて適正な組成と粘度を有
するものが用いられる。例えば、被加工材料が炭素鋼で
その加工温度が１１７０〜１２１０℃程度である場合に
は、重量％で、ＳｉＯ₂：４５〜５０％、Ａｌ₂Ｏ₃：
２０〜２２％、Ｎａ₂Ｏ：１５〜２０％、ＣａＯ：８〜
１０％の組成を有し、上記温度下における粘度が６００
〜１０００ポイズ程度のものが用いられる。また、被加
工材料がステンレス鋼でその加工温度が１２００〜１２
４０℃程度である場合には、重量％で、ＳｉＯ₂：５０
〜６０％、Ａｌ₂Ｏ₃：１０〜１５％、ＣａＯ：２０〜
２５％、Ｂ₂Ｏ₃：５〜１０％の組成を有し、上記温度
下における粘度が６００〜１０００ポイズ程度のものが
用いられる。

【０００７】一方、押出し素材である中空ビレットＢと
しては、従来、その表面粗さが粗いと押出管Ｐの表面欠
陥の発生原因になると考えられ、可及的に平滑な表面に
仕上げたものが用いられていた。具体的には、旋盤によ
りヘールバイト仕上げ加工したもの、さらにはバフ研磨
仕上げ加工するなどしてその表面粗さをＲｍａｘで１０
μｍ以下の平滑な表面にしたものを用い、３０以下の押
出比で加工することとしていた。

【０００８】しかし、生産性の向上を図るべく、上記押
出比３０よりも遥かに大きい押出比４０以上というよう
な高加工度で押出し加工を行うと押出管Ｐに焼付き疵が
多発するのに加え、押出管Ｐの軸長方向の外径精度が悪
化するという問題があった。

【０００９】これは、押出し加工後の押出管に付着する
潤滑ガラス皮膜の単位面積当たりの膜厚が極端に薄くな
るとともに、潤滑剤ディスク８が溶融した溶融ガラスの
加工部（ダイス２のベアリング孔部）における静水圧が
極端に高くなるためである。

【００１０】すなわち、本発明者の実験研究の結果によ
れば、押出し加工後の押出管に付着するガラス皮膜の単
位面積当たりの膜厚は、押出加工前後の被加工材料表面
積の拡大率の増大に伴って相対的に薄くなるものの、押
出比４０以上というような高加工度で押出し加工を行う
とその膜厚が極端に薄くなること。

【００１１】同様に、潤滑剤ディスク８が溶融した溶融
ガラスの加工部（ダイス２のベアリング孔部）における
静水圧も押出比を大きくするとそれに伴って高くなるも
のの、押出比４０以上というような高加工度で押出し加
工を行うとその静水圧が流入部（ダイス２のアプローチ
孔部）における静水圧に比べて極端に高くなり、加工部
に対する溶融ガラスの供給が連続安定的に行われず間欠
的に行われるようになること。

【００１２】以上の結果、その加工途中において加工部
での潤滑ガラス皮膜が極端に薄い部分が局部的に生じ、
この部分で焼付き疵が発生し、同時にダイス２の内径が
摩耗損傷して押出管Ｐの外径悪化を生じさせることが明
らかとなった。

【００１３】なお、特開昭６０−１４９７１７号公報お
よび同６０−１４９７１８号公報には、押出し素材とし
て、後述するように、本発明においてその表面を梨地化
処理するために採用する加工方法と同様の方法で処理し
た中空ビッレトを用いる継目無鋼管の熱間押出し製管方
法が示されている。しかし、上記両公報に示される技術
は、鋳造ままの粗大結晶組織のビレットを押出比３０以
下で押出し加工した場合に押出管の外表面のみに発生す
る筋疵欠陥を防止するものでしかなく、焼付き疵の発生
と押出管の外径精度悪化を抑制防止することを解決課題
とする本発明とは何等の関係もないものである。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した実
情に鑑みなされたもので、その課題は、焼付き疵の発生
と押出管の外径精度悪化を抑制できる押出比４０以上の
高加工度での押出し加工を可能とする継目無鋼管の熱間
押出し製管方法を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の方法は、押出し
素材として、適宜な加工手段を用いて梨地化処理するこ
とによってその表面に溶融潤滑ガラスを貯留する均一か
つ微細なミクロプールを形成した中空ビレットを用いる
ことで、押出比４０以上の高加工度での押出し加工を可
能にするものである。

【００１６】本発明の要旨は、次に継目無鋼管の熱間押
出し製管方法にある。

【００１７】押出し素材として表面粗さがＲｍａｘで３
０〜１００μｍの中空ビレット用いることを特徴とする
継目無鋼管の熱間押出し製管方法。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の態様につい
て説明する。

【００１９】本発明の方法においては、押出し素材であ
る中空ビレットは、その内外表面に梨地化処理を施して
その表面に均一かつ微細なミクロプールを形成したもの
を用いる必要がある。その理由は以下に述べる通りであ
る。

【００２０】すなわち、中空ビレットの内外全表面に均
一かつ微細なミクロプールを形成すると、このミクロプ
ールにコンテナー１への装入前に塗布された潤滑剤であ
るガラスおよび潤滑剤ディスク８が溶融したガラスが被
加工材料（中空ビッレトＢ）の塑性変形初期に密封貯留
され、そのまま加工部（ダイス２のベアリング孔部）に
導入される。そして、加工部では被加工材料の表面積が
拡大するので、ミクロプールに密閉貯留されたガラスが
被加工材料の表面に露出し、潤滑皮膜として確実に働く
ようになる。この潤滑剤ガラスの挙動は、中空ビレット
の内外全表面に均一かつ微細なミクロプールが形成され
ているので、その押出し加工中、連続安定して行われ
る。

【００２１】この結果、押出比４０以上の高加工度で押
出し加工しても、加工部における潤滑ガラスの皮膜厚さ
が極端に薄くなることがないのに加え、局部的に薄くな
ることがないから焼付き疵が発生しなくなるか、発生し
たとしてもその頻度が少なくなる。また、加工部におけ
る潤滑ガラスの皮膜厚さが局部的かつ極端に薄くなるこ
とがないのでガラスの断熱効果が向上し、ダイス２とマ
ンドレル５への伝熱量が減少する結果、その摩耗と変形
が抑制され、押出管Ｐの寸法精度悪化、特に外径の軸長
方向変動が抑制される。

【００２２】しかし、その梨地化処理した表面粗さがＲ
ｍａｘで３０μｍ未満では上記の効果は得られない。ま
た、梨地化処理した表面粗さがＲｍａｘで１００μｍを
超えると、上記の効果は損なわれないが、潤滑過多とな
って押出管Ｐの表面が象肌欠陥（潤滑剤ガラスが過大と
なって流体潤滑状態となるために発生する管軸長方向に
外表面が波うち状となる表面欠陥）が発生し、製品の見
栄えが損なわれる。従って、本発明では、その表面粗さ
をＲｍａｘで３０〜１００μｍの範囲に限定した。

【００２３】上記梨地化処理前の中空ビッレトＢとして
は、造塊インゴットまたは連続鋳造スラブを分解圧延し
て得られた丸ビレットを素材とし、この丸ビレットにボ
ーリングマシーンおよび旋盤などの適宜な工作機械を用
いて所定の寸法に加工したものを用いることができる。
また、連続鋳造ままの丸ビレットを素材とし、これに前
記同様のボーリングマシーンおよび旋盤などの適宜な工
作機械を用いて所定の寸法に加工したものも用いること
ができる。

【００２４】上記梨地化処理の加工方法としては、ショ
ットブラストやサンドブラストなどの粒子吹き付け加工
法、あるいは旋盤を用いたローレット加工法を用いるこ
とができる。そして、作業能率を優先させたい場合は粒
子吹き付け加工法を、より均一なミクロプールを形成さ
せたい場合はローレット加工法を採用するのが好まし
い。

【００２５】上記粗さの梨地化処理表面は、例えばショ
ットブラスト加工法を用いる場合には、平均粒径が０．
２〜３．０ｍｍ程度の鋼球を、口径が８〜１５ｍｍ程度
のノズルを用い、吹き付け圧力３〜６ｋｇ／ｃｍ²程度
で、吹き付け時間０．２〜１分／ｍ²程度吹き付けるこ
とによって形成することができる。

【００２６】また、サンドブラスト加工法を用いる場合
には、平均粒径が０．２〜３．０ｍｍ程度の白銀珪砂な
どの砂粉を、口径が８〜１５ｍｍ程度のノズルを用い、
吹き付け圧力３〜６ｋｇ／ｃｍ²程度で、吹き付け時間
０．２〜１分／ｍ²程度吹き付けることによって形成す
ることができる。

【００２７】さらに、ローレット加工法を用いる場合に
は、旋盤の刃物台に超硬製のローレット工具を取り付
け、これを回転数５〜１５ｒｅｖ／ｍｉｎ程度で回転さ
せ、送り速度３〜７ｍｍ／ｒｅｖ程度にして加工するこ
とによって形成することができる。

【００２８】

【実施例】表１に示す化学成分を有する２種類の鋼から
なり、外径１７４ｍｍ、内径３３ｍｍ、長さ５００ｍｍ
の中空ビレットを用い、押出比５０で押出して外径３８
ｍｍ、内径３０ｍｍ、長さ２５０００ｍｍの押出管を得
るに際し、中空ビレットの表面粗さを種々変化（Ｒｍａ
ｘ＝１０〜１０５μｍ）させ、それぞれ１０本ずつ押出
し加工を行った。また、一部の表面粗さの中空ビレット
は、押出比２５で押出して外径４４．５ｍｍ、内径３０
ｍｍ、長さ１２５００ｍｍの押出管とした。

【００２９】しかる後、これら押出し加工後の押出管の
表面の焼付き疵と象肌欠陥の発生状況および軸長方向の
外径寸法を調べた。その結果を、表２に示す。

【００３０】なお、中空ビッレトは、鋼種Ａについては
１１９０℃、鋼種Ｂについては１２２０℃に加熱した後
押出し加工に供した。また、用いた潤滑ガラスは、鋼種
Ａについては組成が重量％でＳｉＯ₂：４６％、Ａｌ₂
Ｏ₃：２２％、Ｎａ₂Ｏ：１９％、ＣａＯ：９％であ
り、１１９０℃における粘度が８００ポイズのものを、
鋼種Ｂについては組成が重量％でＳｉＯ₂：５５％、Ａ
ｌ₂Ｏ₃：１４％、ＣａＯ：２３％、Ｂ₂Ｏ₃：６％で
あり、１２２０℃における粘度が９００ポイズのもの
を、それぞれ用いた。さらに、ダイスと中空ビッレトの
先端面との間に介在させる潤滑ディスクとしては、ぞれ
ぞれ上記組成のガラス粉末とガラス繊維からなり、水ガ
ラスを用いて外径１７６ｍｍ、内径５０ｍｍ、厚さ３０
ｍｍに成形したものを用いた。また更に、用いたダイス
とマンドレルは、鋼種ＡおよびＢともに、ＪＩＳ−ＳＫ
Ｄ６１製のものを用いた。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【表２】

【００３３】表２に示す結果から明らかなように、表面
粗さがＲｍａｘで１０μｍの中空ビッレトを用いて製造
した従来例の押出管には、いずれの鋼種も象肌欠陥の発
生は認められなかった。しかし、焼付き疵が管１本当た
り、鋼種Ａでは２．２ケ、鋼種Ｂでは３．２ケと多く発
生し、押出管の軸長方向の外径変動も「最大値−最小
値」で鋼種Ａでは１．５ｍｍ、鋼種Ｂでは１．８ｍｍと
大きかった。

【００３４】また、表面粗さがＲｍａｘで２５μｍの中
空ビッレトを用いて製造した比較例の押出管には、いず
れの鋼種も象肌欠陥の発生は認められなかった。しか
し、焼付き疵が管１本当たり鋼種Ａでは２．１ケ、鋼種
Ｂでは３．５ケと多く発生し、押出管の軸長方向の外径
変動も「最大値−最小値」で鋼種Ａでは０．９ｍｍ、鋼
種Ｂでは１．１ｍｍと大きかった。

【００３５】さらに、表面粗さがＲｍａｘで１０５μｍ
の中空ビッレトを用いて製造した比較例の押出管には、
焼付き疵の発生は管１本当たり鋼種Ａでは０．３ケ、鋼
種Ｂでは０．４ケと少なく、押出管の軸長方向の外径変
動も「最大値−最小値」で鋼種Ａでは０．３ｍｍ、鋼種
Ｂでは０．４ｍｍと小さかった。しかし、いずれの鋼種
にも象肌欠陥の発生が認められた。

【００３６】また更に、表面粗さがＲｍａｘで６０μｍ
の中空ビッレトを用い、押出比２５で製造した比較例の
押出管には、焼付き疵の発生は管１本当たり鋼種Ａ、Ｂ
ともに０ケで全く発生しておらず、押出管の軸長方向の
外径変動も「最大値−最小値」で鋼種Ａでは０．３ｍ
ｍ、鋼種Ｂでは０．４ｍｍと小さかった。しかし、いず
れの鋼種も象肌欠陥の発生が認められた。

【００３７】これに対し表面粗さがＲｍａｘで３５〜９
５μｍの中空ビッレトを用い、押出比５０で製造した本
発明例の押出管には、焼付き疵の発生は管１本当たり鋼
種Ａでは０〜０．９ケ、鋼種Ｂでは０．３〜０．８ケ
で、表面粗さが滑らかな中空ビレットを用いた場合、焼
付き疵の発生が多くなる傾向はあるものの比較例および
従来例に比べて大幅に少なくなっている。また、押出管
の軸長方向の外径変動も「最大値−最小値」で鋼種Ａで
は０．３〜０．９ｍｍ、鋼種Ｂでは０．３〜０．７ｍｍ
と小さかった。さらに、いずれの鋼種も象肌欠陥の発生
は認められなかった。

【００３８】

【発明の効果】本発明の方法によれば、焼付き疵が少な
く、かつ外径の軸長方向変化の小さい押出管を高い生産
性をもって製造することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】継目無鋼管の熱間押出し製管方法の加工態様を
示す模式図である。

【符号の説明】

１：コンテナー、２：ダイス、３：ダイ
ホルダー、４：ダイバッカー、５：マンド
レル、６：ステム、７：ダミーブロッ
ク、８：潤滑剤ディスク、９：ダイバッキン
グリング、Ｂ：中空ビレット、Ｐ：押出管。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】押出し素材として表面粗さがＲｍａｘで３
０〜１００μｍの中空ビレット用いることを特徴とする
継目無鋼管の熱間押出し製管方法。