JPH0919705A - 継目無管製造用穿孔プラグ及び継目無管製造方法 - Google Patents

継目無管製造用穿孔プラグ及び継目無管製造方法

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JPH0919705A
JPH0919705A JP16863495A JP16863495A JPH0919705A JP H0919705 A JPH0919705 A JP H0919705A JP 16863495 A JP16863495 A JP 16863495A JP 16863495 A JP16863495 A JP 16863495A JP H0919705 A JPH0919705 A JP H0919705A
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Masahiko Yasukawa
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高合金及び高合金鋼ビレットの穿孔に用いら
れる、長寿命の穿孔プラグを提供する。 【構成】 プラグリーリング部角度をα、ロール出側面
角度をβとするとき、 0.8 °≦ α−β ≦ 1.5° の関係を持たせた穿孔プラグとする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば13Cr鋼、S
US304,SUS316等のステンレス鋼等の高合金
鋼や、25wt.%以上のNiを主成分とする高合金等からな
るビレットを穿孔するのに用いられるプラグ及びこのプ
ラグを用いた継目無管の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】継目無管は一般に、丸または角形状のビ
レットを、加熱炉に装入し加熱後、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
され、その後エロンゲータ、プラグミルまたはマンドレ
ルミル等の圧延機により延伸され、最終的にサイザーや
ストレッチレデューサ等により定径される工程を経て製
品となる。
【0003】マンネスマン穿孔あるいはプレス穿孔に用
いられるプラグは、1100℃〜1300℃程度の高温
に加熱されたビレットと常に接触し、さらに高い荷重を
受けるために損傷を受ける。それでも炭素鋼を穿孔する
場合には、数百回の穿孔に耐えるが、合金鋼を穿孔する
と激しい損傷を受けるため数回の穿孔にしか耐えられな
い。このように工具寿命が極端に短いため、工具原単位
の上昇のみならず、損傷した工具の交換のために圧延能
率の低下をもたらし生産コストの上昇につながる。
【0004】この高合金鋼穿孔時のプラグ耐用度劣化を
解決するために多くの発明がなされてきた。それらを大
別すると以下のようになる。
【0005】1)特開平2-284708号公報に開示されてい
る、プラグ表面の一部などから潤滑剤を管とプラグ間に
適用することで損傷を防止する方法。2)特公平2-1331
06号公報等に開示されている、プラグにモリブデンMo
等通常使用される低Cr合金鋼より高温強度の高い材料
を使用しプラグ損傷を防止する方法。3)特開昭63-192
504 号公報に開示されている、プラグ表面に硬質材等を
各種の表面処理により付着させ焼付き・磨耗を防止し高
耐用度化を図る方法。4)特公告63-54066等号公報に開
示されている、スケールの厚み、あるいは密着性を増す
よう熱処理雰囲気等を変化させ高耐用度化を図る方法。
5)特開平4-147706号公報に開示されている、プラグ長
さをプラグ外径に比して大きくとる方法、等である。
【0006】図1 にプラグ形状を示す。図1において1
はプラグ、2は穿孔ロールを示す。Lpはプラグ有効長
さ、L1はプラグ圧延部長さ、L2はプラグリーリング
部長さ、L3はプラグ逃げ長さであり、プラグ全長さL
はLp+L3である。Dpはプラグ径、R1はプラグリ
ーリング部半径、rはプラグ先端半径、αはプラグリー
リング部角度、βはロール出側面角である。
【0007】プラグ設計の一般的考え方は、例えば日本
鉄鋼協会編の鉄鋼便覧III(2) 条鋼・鋼管・圧延共通設
備 935〜936 頁にあるように、プラグは先端部、胴部、
逃げ部から構成され、胴部の前半には肉厚圧下の大部分
を受け持つ圧延部、後半には肉厚を仕上げるリーリング
部が設けられる。リーリング部角度αはロール出側面角
βと平行にするのが基本的考え方である。よってこの場
合α−βは0°となる。一般にα−βは±0.8 °未満と
なっている。リーリング部の長さは素管が半回転して進
む1.0 〜1.5 倍を目安とすることが多い。また、特開昭
61-137612 号公報には、偏肉の少ない穿孔が可能なプラ
グとして、ロール出側面角βが3 °、ロール傾斜角が13
°の時、プラグ径141mm,プラグ長さ309mm 、リーリング
部長さ120mm 、リーリング部角度2.5 °のプラグが開示
されている。この場合α−βは−0.5 となる。この例を
表1に比較例A,Bに示す。
【0008】
【本発明が解決しようとする課題】従来技術を紹介した
が、現実に有効に使用されている技術は少ない。例えば
上記1)で引用した技術においては、少なくとも一度の
穿孔においては被穿孔材とプラグの焼付きを防ぐことは
可能であると考えられるが、複数回の穿孔を行う場合に
は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ないものが多い。また、2)のプラ
グ材質にMoを用いる技術は、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が高価であることと、400℃までの
低温温度域で脆く、また熱応力に起因する割れがおきや
すいことで工業的な使用には問題が多い。3)について
も、プラグ表面に付着させる物質が硬質材であるが故に
熱応力の繰り返しにより割れ易い、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。そのため、最も簡便に使用可能である低Cr合金
鋼製プラグをそのまま用いつつ、プラグ寿命を向上させ
る技術が必要とされ、近年、より効果の有る方法として
上記4)にプラグ母材合金成分の見直しを行った特公平
4-8498等も提案されている。また、5)のプラグ長さを
大きくとる方法は単位長さ当りの圧延量が減るためプラ
グ寿命は延びるが、長くしただけプラグが重くなり、ハ
ンドリングが困難になり、また、通常の炭素鋼圧延と異
なる寸法のプラグを準備、管理しなければならず、コス
ト高を招く不具合が有る。
【0009】また、特開昭61-137612 号公報に開示され
たプラグではプラグ長さを伸ばしたよりもさらにリーリ
ング長さを伸ばしており、その結果圧延部長さが短くな
り単位長さ当りの圧延量が多くなりプラグ損傷が大きく
なる不具合が有る。
【0010】本発明は、これらの課題を解決するために
なされたものであり、通常材質であるにもかかわらず高
合金及び高合金鋼の穿孔に用いることができ、しかも長
寿命の継目無管製造用穿孔プラグ及びそのプラグを用い
た継目無管の製造方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の本発明
は、継目無管製造において、高合金及び高合金鋼ビレッ
トの穿孔に用いるプラグであって、下記の式にもとづく
寸法であることを特徴とする継目無管製造用穿孔プラグ
である。
【0012】0.8 °≦ α−β ≦ 1.5° ここで、α: プラグリーリング部角度 β: ロール出側面角
【0013】請求項2記載の発明は、高合金及び高合金
鋼ビレットの継目無管製造において、請求項1に記載の
継目無管製造用穿孔プラグを用いて穿孔を行うことを特
徴とする継目無管製造方法である。
【0014】請求項3記載の発明は、高合金及び高合金
鋼ビレットの継目無管製造において、ビレットの進行方
向先端に鋼板を接合し、請求項1に記載の継目無管製造
用穿孔プラグを用いて穿孔を行うことを特徴とする継目
無管製造方法である。
【0015】
【作用】請求項1に記載する継目無管製造用穿孔プラグ
においては、ロール出側面角βに対しプラグリーリング
部角度αを上記範囲に大きくしたためプラグ接触面圧が
低下し、プラグ表面の損傷が減り寿命延長に有効であ
る。α−βを0.8 °以上に限定した理由は、0.8 °より
小さいと接触面圧の減少が少なくプラグ寿命延長効果が
小さいためである。また、α−βは大きい程プラグ接触
面圧は低下しプラグ寿命には良いが、1.5 °より大きく
すると穿孔時の偏肉が大きくなり実用上さしつかえるた
めα−βを1.5 °以下にした。
【0016】請求項2に記載する継目無管製造方法にお
いては、前記継目無管製造用穿孔プラグを用いて穿孔を
行うので、プラグの原単位低く抑えることができるのみ
ならず、プラグ交換の時間を短縮することができ、圧延
能率の低下を防ぐことができる。
【0017】請求項3に記載する継目無管製造方法にお
いては上記に加え、ビレットの進行方向先端に鋼板が接
合される。プラグ寿命について鋼板接合のもたらす効果
は以下の通りである。
【0018】マンネスマン穿孔あるいはプラグ穿孔にお
いては、プラグ酸化皮膜が溶融し潤滑材として作用する
が、この酸化皮膜は穿孔時に消耗する。但し、炭素鋼穿
孔時は穿孔するたびに炭素鋼ビレット側から酸化スケー
ルがプラグの表面上に供給され、穿孔前のプラグ酸化皮
膜より厚くなることすらある。この為プラグは数百パス
の穿孔に耐える。然し高合金及び、高合金鋼ビレットの
穿孔時には、ビレットの酸化スケール発生量が少ないた
め、酸化スケールがプラグの表面上に供給されない。こ
のためプラグ寿命が極端に短くなる。高合金及び、高合
金鋼穿孔において、プラグ寿命を大幅に向上させるに
は、消耗される量よりも多くの酸化スケールをプラグ表
層に供給する必要がある。
【0019】請求項3に記載する継目無管製造方法にお
いては、ビレットの進行方向先端に鋼板を接合し、加熱
炉に装入することによってビレット端面に酸化スケール
を生成させる。この結果、プラグがビレットに接触した
瞬間に、ビレット端面に生成させた酸化スケールをプラ
グ先端部に供給することが出来る。この為プラグ寿命が
大幅に向上する。
【0020】
【実施例】
[実施例1]まず、本発明プラグと、通常のプラグで1
3Cr鋼を例としてプラグ寿命を比較した。この時の穿
孔条件を表1に示す。実施例No.1-4が本発明プラグ使用
時のプラグ寸法と穿孔条件で、比較例No.5が従来のプラ
グ使用時のプラグ寸法と穿孔条件である。プラグ寿命比
を表2 No.1,2に示す。これによれば、本発明のプラグを
用い、穿孔した方が寿命が約2 倍になることが示されて
いる。なお、基準は通常寸法の従来プラグを用い、鋼板
を先端に接合しないビレット圧延の場合とし表2 No.5に
示す。
【0021】図3 にプラグ接触面圧面圧の計算例を示
す。本プラグを用いた場合、接触面圧のピークが10〜
15%減少し、この為プラグ寿命が延びるものと考えら
れる。
【0022】[実施例2]図2に示すように、進行方向
先端に鋼板4を接合し、鋼板をビレットの先端面に接合
したビレット3と、通常の鋼板接合無しのものについ
て、本発明プラグと、通常のプラグで13Cr鋼を例と
してプラグ寿命を比較した。この時の穿孔条件は実施例
1 と同一である。プラグ寿命比を表2 No.3,4に示す。こ
れによれば、本発明のプラグを用い、ビレットに鋼板を
接合し、穿孔した方が寿命が約4 倍に延長することが示
されている。なお、基準は通常寸法の従来プラグを用
い、鋼板接合の無いビレット圧延の場合とし表2 NO.5に
示す。
【0023】
【表1】
【0024】
【表2】
【0025】
【発明の効果】高合金鋼継目無管製管時に問題となるプ
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、付加価値の高い高合金
管を廉価で製造することを可能にせしめる技術を提供で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 プラグ・ロールを示す模式図。
【図2】 ビレットと端面に接合された鋼板を示す模式
図。
【図3】 本発明プラグによる圧延負荷の計算例を示す
図。
【図4】 通常プラグによる圧延負荷の計算例を示す
図。
【符号の説明】 1 プラグ 2 ロール 3 ビレット 4 鋼板 L プラグ全長さ Lp プラグ有効長さ L1 プラグ圧延部長さ L2 プラグリーリング部長さ L3 プラグ逃げ部長さ Dp プラグ径 R1 プラグリーリング部半径 r プラグ先端半径 α プラグリーリング部角度 β ロール出側面角

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 継目無管製造において、高合金及び高合
    金鋼ビレットの穿孔に用いるプラグであって、下記の式
    にもとづく寸法であることを特徴とする継目無管製造用
    穿孔プラグ。 0.8 °≦ α−β ≦ 1.5° ここで、α: プラグリーリング部角度 β: ロール出側面角
  2. 【請求項2】 高合金及び高合金鋼ビレットの継目無管
    製造において、請求項1に記載の継目無管製造用穿孔プ
    ラグを用いて穿孔を行うことを特徴とする継目無管製造
    方法。
  3. 【請求項3】 高合金及び高合金鋼ビレットの継目無管
    製造において、ビレットの進行方向先端に鋼板を接合
    し、請求項1に記載の継目無管製造用穿孔プラグを用い
    て穿孔を行うことを特徴とする継目無管製造方法。
JP07168634A 1995-05-19 1995-07-04 継目無管製造用穿孔プラグ及び継目無管製造方法 Expired - Lifetime JP3085149B2 (ja)

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US08/645,223 US5778714A (en) 1995-05-19 1996-05-13 Method for manufacturing seamless pipe
EP96107907A EP0743106B1 (en) 1995-05-19 1996-05-17 Method for manufacturing seamless pipe
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AR33655496A AR001298A1 (es) 1995-05-19 1996-05-17 Método para fabricar un tubo sin costura.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007260685A (ja) * 2006-03-27 2007-10-11 Sumitomo Metal Ind Ltd ピアサプラグ及び穿孔圧延方法
WO2009040894A1 (ja) * 2007-09-26 2009-04-02 Sumitomo Metal Industries, Ltd. ピアサプラグ及び穿孔圧延方法

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WO2009040894A1 (ja) * 2007-09-26 2009-04-02 Sumitomo Metal Industries, Ltd. ピアサプラグ及び穿孔圧延方法

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