JPH10277610A - 継目無鋼管穿孔用プラグ - Google Patents
継目無鋼管穿孔用プラグInfo
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- JPH10277610A JPH10277610A JP10078197A JP10078197A JPH10277610A JP H10277610 A JPH10277610 A JP H10277610A JP 10078197 A JP10078197 A JP 10078197A JP 10078197 A JP10078197 A JP 10078197A JP H10277610 A JPH10277610 A JP H10277610A
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- Japan
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- plug
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- tip
- cast iron
- scale
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B25/00—Mandrels for metal tube rolling mills, e.g. mandrels of the types used in the methods covered by group B21B17/00; Accessories or auxiliary means therefor ; Construction of, or alloys for, mandrels or plugs
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 シームレス合金鋼管を製造する際の穿孔工程
で使用されるプラグの寿命を向上し、工具原単位、生産
性、内面品質を向上するプレスロール穿孔用プラグの提
供。 【解決手段】 プレスロール穿孔用プラグにおいて、前
記プラグの少なくとも先端を含む部分を黒鉛晶出鋳鉄材
で、残部を低合金鋼でそれぞれ構成するとともに、少な
くとも低合金鋼で構成した部分をスケール処理したこと
を特徴とするプレスロール穿孔用プラグ。
で使用されるプラグの寿命を向上し、工具原単位、生産
性、内面品質を向上するプレスロール穿孔用プラグの提
供。 【解決手段】 プレスロール穿孔用プラグにおいて、前
記プラグの少なくとも先端を含む部分を黒鉛晶出鋳鉄材
で、残部を低合金鋼でそれぞれ構成するとともに、少な
くとも低合金鋼で構成した部分をスケール処理したこと
を特徴とするプレスロール穿孔用プラグ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属、合金等の継
目無鋼管圧延製造プロセスのうち、プレスロール穿孔法
のプラグに関するものである。
目無鋼管圧延製造プロセスのうち、プレスロール穿孔法
のプラグに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】継目無鋼管製造プロセスにおけるプレス
ロール穿孔圧延は、特公昭５４−２３６７５号公報、特
公昭５９−３７１２７号公報等で広く知られている。鋼
片の穿孔工程に使用されるプラグの形状は、特開昭５５
−４８１４２号公報にあるように、一般にプラグ軸を含
みこれに平行な面による断面図として示した場合、主と
して穿孔を行うプラグ先端から後端にかけて直径が漸増
するように変化する（円弧状）部分と最終的に磨管を行
う、直径が穿孔して仕上げる被穿孔材の内面径と同じ
で、かつ一定の（矩形の）部分とからなり、各部は滑ら
かに接続されている。
ロール穿孔圧延は、特公昭５４−２３６７５号公報、特
公昭５９−３７１２７号公報等で広く知られている。鋼
片の穿孔工程に使用されるプラグの形状は、特開昭５５
−４８１４２号公報にあるように、一般にプラグ軸を含
みこれに平行な面による断面図として示した場合、主と
して穿孔を行うプラグ先端から後端にかけて直径が漸増
するように変化する（円弧状）部分と最終的に磨管を行
う、直径が穿孔して仕上げる被穿孔材の内面径と同じ
で、かつ一定の（矩形の）部分とからなり、各部は滑ら
かに接続されている。
【０００３】この穿孔プラグは一般に３％Ｃｒ−１％Ｎ
ｉ系或いは１％Ｃｒ−３％Ｎｉ系低合金鋼材質が使用さ
れ、耐熱・耐摩耗性を確保するため、熱処理により表層
にＦｅ3Ｏ4、ＦｅＯ等の酸化物（スケール）を形成させ
るいわゆる黒皮処理が施される。プラグは、１２００〜
１３００℃の高温の被加工材と接触し、且つ高い面圧下
で使用されるため、継続的な使用により黒皮が消耗し、
耐熱効果がなくなるとともに被加工材との直接接触によ
り、プラグが損耗し、穿孔した製品の内面性状に重大な
悪影響を与える。被加工材鋼片か普通鋼の場合は、被加
工材自身がスケールを生成するため、穿孔中にプラグ側
へスケールをある程度補充するためプラグ交換までの寿
命つまりプラグ寿命は５００本以上と問題ない。
ｉ系或いは１％Ｃｒ−３％Ｎｉ系低合金鋼材質が使用さ
れ、耐熱・耐摩耗性を確保するため、熱処理により表層
にＦｅ3Ｏ4、ＦｅＯ等の酸化物（スケール）を形成させ
るいわゆる黒皮処理が施される。プラグは、１２００〜
１３００℃の高温の被加工材と接触し、且つ高い面圧下
で使用されるため、継続的な使用により黒皮が消耗し、
耐熱効果がなくなるとともに被加工材との直接接触によ
り、プラグが損耗し、穿孔した製品の内面性状に重大な
悪影響を与える。被加工材鋼片か普通鋼の場合は、被加
工材自身がスケールを生成するため、穿孔中にプラグ側
へスケールをある程度補充するためプラグ交換までの寿
命つまりプラグ寿命は５００本以上と問題ない。
【０００４】しかし、被加工材が合金鋼の場合はスケー
ルの生成が少なくプラグヘのその移行がほとんどない上
に、合金鋼の変形抵抗が高く面圧の増加及び高摩擦係数
のためにプラグの表層スケールは早期に消耗する。現
に、１３Ｃｒ鋼ではプラグ寿命は数本であり、頻繁な工
具替えによるコストアヅプと生産性の低下、製品品質の
低下等重大な問題となっている。
ルの生成が少なくプラグヘのその移行がほとんどない上
に、合金鋼の変形抵抗が高く面圧の増加及び高摩擦係数
のためにプラグの表層スケールは早期に消耗する。現
に、１３Ｃｒ鋼ではプラグ寿命は数本であり、頻繁な工
具替えによるコストアヅプと生産性の低下、製品品質の
低下等重大な問題となっている。
【０００５】プラグ寿命向上や内面品質向上のために
は、プラグ材質の改善や内面潤滑を行うこと等が考えら
れる。このうち、材質については特公昭６２−２０７５
０３号公報にマンネンスマン穿孔プラグの先端部の溶損
を防止するため、先端を耐熱性に優れるＭｏ合金にした
穿孔プラグが開示されている。この場合は、先端部の寿
命は確かに向上するが、先端部に続く部分で溶損するた
め、長寿命は望めない。また、潤滑に関しても穿孔は中
実の素材を穿孔圧延するものであるため穿孔中の潤滑剤
の供給は困難で、穿孔前のプラグに潤滑剤を塗布する方
法のみが可能と考えられる。特公昭５８−４９３２７号
公報にはプレスロール穿孔において内面品質を向上させ
るためプラグにグリースを塗布し、プラグの負荷を低減
する方法が開示されている。
は、プラグ材質の改善や内面潤滑を行うこと等が考えら
れる。このうち、材質については特公昭６２−２０７５
０３号公報にマンネンスマン穿孔プラグの先端部の溶損
を防止するため、先端を耐熱性に優れるＭｏ合金にした
穿孔プラグが開示されている。この場合は、先端部の寿
命は確かに向上するが、先端部に続く部分で溶損するた
め、長寿命は望めない。また、潤滑に関しても穿孔は中
実の素材を穿孔圧延するものであるため穿孔中の潤滑剤
の供給は困難で、穿孔前のプラグに潤滑剤を塗布する方
法のみが可能と考えられる。特公昭５８−４９３２７号
公報にはプレスロール穿孔において内面品質を向上させ
るためプラグにグリースを塗布し、プラグの負荷を低減
する方法が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記方
法によると確かに負荷を低減でき多種の合金鋼の穿孔が
可能となるが、プラグ寿命については、まだ十分なもの
ではなく、予めプラグに潤滑するためにその工程が増え
る。また、穿孔ｌ本毎に潤滑剤の塗布か必要となるため
煩雑であるとともに塗布装置の設置等が必要になる。そ
こで、本研究では、シームレスパイプのよりー層の製品
品質の向上、歩留の向上のため、金属、合金等の鋼片を
穿孔してシームレスパイプを製造する際にプラグの寿命
を向上させるとともにパイプの内面品質を向上させるこ
とを目的とし、特に合金鋼穿孔において、潤滑剤の供給
によることなく、プラグ寿命向上及び品質向上を可能と
する穿孔プラグを提供することを目的とする。
法によると確かに負荷を低減でき多種の合金鋼の穿孔が
可能となるが、プラグ寿命については、まだ十分なもの
ではなく、予めプラグに潤滑するためにその工程が増え
る。また、穿孔ｌ本毎に潤滑剤の塗布か必要となるため
煩雑であるとともに塗布装置の設置等が必要になる。そ
こで、本研究では、シームレスパイプのよりー層の製品
品質の向上、歩留の向上のため、金属、合金等の鋼片を
穿孔してシームレスパイプを製造する際にプラグの寿命
を向上させるとともにパイプの内面品質を向上させるこ
とを目的とし、特に合金鋼穿孔において、潤滑剤の供給
によることなく、プラグ寿命向上及び品質向上を可能と
する穿孔プラグを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するため、プレスロール穿孔用プラグにおいて、前記
プラグの少なくとも先端を含む部分を潤滑効果を有する
黒鉛晶出鋳鉄材で、残部を低合金鋼でそれぞれ構成する
とともに、耐熱・耐摩擦性を確保するために少なくとも
低合金鋼で構成した部分をスケール処理したことを特徴
とするプレスロール穿孔用プラグの提供にある。
決するため、プレスロール穿孔用プラグにおいて、前記
プラグの少なくとも先端を含む部分を潤滑効果を有する
黒鉛晶出鋳鉄材で、残部を低合金鋼でそれぞれ構成する
とともに、耐熱・耐摩擦性を確保するために少なくとも
低合金鋼で構成した部分をスケール処理したことを特徴
とするプレスロール穿孔用プラグの提供にある。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に本発明による穿孔プラグに
ついて詳細に説明する。
ついて詳細に説明する。
【０００９】発明者らは、よりー層のプラグ寿命の向上
をはかるため、潤滑効果を有するプラグ材として、基地
中に黒鉛を多量に晶出し、その黒鉛の潤滑作用を期待で
きる黒鉛晶出鋳鉄に着目した。すなわちプレスロール穿
孔中のプラグ入熱はプラグ先端が最も大きく、表層では
約１３００℃に達することから、この部分に融点の低い
鋳鉄材を使用すれば、この温度で鋳鉄材は溶融し、含有
する黒鉛の潤滑性能により負荷低減でき、同時に鉄分が
補給されるのでプラグ表層スケールの生成を促す効果が
期待できる。
をはかるため、潤滑効果を有するプラグ材として、基地
中に黒鉛を多量に晶出し、その黒鉛の潤滑作用を期待で
きる黒鉛晶出鋳鉄に着目した。すなわちプレスロール穿
孔中のプラグ入熱はプラグ先端が最も大きく、表層では
約１３００℃に達することから、この部分に融点の低い
鋳鉄材を使用すれば、この温度で鋳鉄材は溶融し、含有
する黒鉛の潤滑性能により負荷低減でき、同時に鉄分が
補給されるのでプラグ表層スケールの生成を促す効果が
期待できる。
【００１０】この場合、先端の鋳鉄部分があまり少ない
と使用に伴う消耗により先端部を早期に交換する必要が
生じること、鋳鉄部分が大きくなりプラグ平行部を含む
後端部まで至ると穿孔に伴う消耗により後端部にかけて
のプラグ寸法が小さくなり、所定の穿孔材内径が得られ
なくなることから、鋳鉄部分は先端からプラグ直径（図
１Ｃ）の２０〜９０％に相当する径部分（図１Ｃ’）ま
でとすることが好ましい。また、使用する黒鉛晶出鋳鉄
の黒鉛面積率は３〜３０％で十分である。３％以下では
黒鉛の晶出量が不十分で黒鉛による潤滑効果が十分でな
く、３０％を越えると鋳造方案上、黒鉛晶出が困難とな
る。
と使用に伴う消耗により先端部を早期に交換する必要が
生じること、鋳鉄部分が大きくなりプラグ平行部を含む
後端部まで至ると穿孔に伴う消耗により後端部にかけて
のプラグ寸法が小さくなり、所定の穿孔材内径が得られ
なくなることから、鋳鉄部分は先端からプラグ直径（図
１Ｃ）の２０〜９０％に相当する径部分（図１Ｃ’）ま
でとすることが好ましい。また、使用する黒鉛晶出鋳鉄
の黒鉛面積率は３〜３０％で十分である。３％以下では
黒鉛の晶出量が不十分で黒鉛による潤滑効果が十分でな
く、３０％を越えると鋳造方案上、黒鉛晶出が困難とな
る。
【００１１】本発明に使用する鋳鉄の組成は、Ｃが２．
５〜３．５重量％、Ｓｉか０．８〜２．５重量％の他、
Ｍｎ，Ｐ，Ｓ等の微量元素よりなるものでよいが、穿孔
温度で溶融するために炭素当量（Ｃ＋１／３Ｓｉ）が３
％以上になる組成が好ましい。先端部に続く後端部の材
質としては、現在穿孔用プラグ材として使用されている
３％Ｃｒ−ｌ％Ｎｉ系或いは１％Ｃｒ−３％Ｎｉ系低合
金鋼でよく、少なくともこの低合金鋼で構成した部分は
約８５０〜９５０℃にて熱処理を行い、表層に１００〜
３００μｍのスケールを生成させて使用する。この場
合、鋳鉄材の先端部と低合金鋼の後端部を接合した後、
全体を熱処理して鋳鉄材の先端部及び低合金鋼の後端部
の表層にスケールを生成させても同様の寿命向上効果を
得ることかできる。
５〜３．５重量％、Ｓｉか０．８〜２．５重量％の他、
Ｍｎ，Ｐ，Ｓ等の微量元素よりなるものでよいが、穿孔
温度で溶融するために炭素当量（Ｃ＋１／３Ｓｉ）が３
％以上になる組成が好ましい。先端部に続く後端部の材
質としては、現在穿孔用プラグ材として使用されている
３％Ｃｒ−ｌ％Ｎｉ系或いは１％Ｃｒ−３％Ｎｉ系低合
金鋼でよく、少なくともこの低合金鋼で構成した部分は
約８５０〜９５０℃にて熱処理を行い、表層に１００〜
３００μｍのスケールを生成させて使用する。この場
合、鋳鉄材の先端部と低合金鋼の後端部を接合した後、
全体を熱処理して鋳鉄材の先端部及び低合金鋼の後端部
の表層にスケールを生成させても同様の寿命向上効果を
得ることかできる。
【００１２】なお、黒鉛晶出鋳鉄材の部分を低合金鋼の
部分に接合する方法としては、ネジ接合法、後端部に鋳
鉄部を鋳掛ける法（鋳ぐるみ法）、拡散接合法等が考え
られるが、ネジ接合法が最も簡単である。この場合は、
穿孔中の衝撃、穿孔後のプラグ引き抜き時の負荷に耐え
るために、黒鉛晶出鋳鉄の中でも球状黒鉛鋳鉄が好まし
い。先端の鋳鉄部は使用に伴い摩滅していくが、その程
度か激しくなったときには、その先端部のみを新しいも
のに交換すればよい。
部分に接合する方法としては、ネジ接合法、後端部に鋳
鉄部を鋳掛ける法（鋳ぐるみ法）、拡散接合法等が考え
られるが、ネジ接合法が最も簡単である。この場合は、
穿孔中の衝撃、穿孔後のプラグ引き抜き時の負荷に耐え
るために、黒鉛晶出鋳鉄の中でも球状黒鉛鋳鉄が好まし
い。先端の鋳鉄部は使用に伴い摩滅していくが、その程
度か激しくなったときには、その先端部のみを新しいも
のに交換すればよい。
【００１３】
【実施例】実施例として、実機の１／３モデルのプレス
ロール穿孔機にて評価した結果を以下に説明する。穿孔
条件及び潤滑条件は以下の通りである。 穿孔条件 （１）パススケジュール 鋼片サイズ：８０ｍｍ×８０ｍｍ×５００ｍｍ長さ
（鋼種ＳＵＳ３０４） 穿孔後のサイズ：９３ｍφ×２３．２５ｍｍ厚×約６
３０ｍｍ長さ （２）ロールカリバー径：９２ｍｍφ （３）プラグ径：４６．５ｍｍφ （４）ロール速度／プッシャー速度＝１２０ｍｍ／ｓ／
１５０ｍｍ／ｓ （５）プラグ後端部は３％Ｃｒ−１％Ｎｉ系低合金綱、
先端部より径が３０ｍｍ相当部分を球状黒鉛鋳鉄とし、
プラグ残部との接合はＭ１２のネジで行った。図１に試
験に用いたプラグの構成図を模式的に示す。
ロール穿孔機にて評価した結果を以下に説明する。穿孔
条件及び潤滑条件は以下の通りである。 穿孔条件 （１）パススケジュール 鋼片サイズ：８０ｍｍ×８０ｍｍ×５００ｍｍ長さ
（鋼種ＳＵＳ３０４） 穿孔後のサイズ：９３ｍφ×２３．２５ｍｍ厚×約６
３０ｍｍ長さ （２）ロールカリバー径：９２ｍｍφ （３）プラグ径：４６．５ｍｍφ （４）ロール速度／プッシャー速度＝１２０ｍｍ／ｓ／
１５０ｍｍ／ｓ （５）プラグ後端部は３％Ｃｒ−１％Ｎｉ系低合金綱、
先端部より径が３０ｍｍ相当部分を球状黒鉛鋳鉄とし、
プラグ残部との接合はＭ１２のネジで行った。図１に試
験に用いたプラグの構成図を模式的に示す。
【００１４】評価結果を表１に示した。穿孔時にプラグ
を保持しているバーにかかる力及びプラグの寿命につい
ては現用プラグの場合を基準にその比で示した。
を保持しているバーにかかる力及びプラグの寿命につい
ては現用プラグの場合を基準にその比で示した。
【００１５】
【表１】 表１より、本発明の黒鉛晶出鋳鉄を先端に有するプラグ
で穿孔した場合は、従来法の現用プラグでの穿孔した場
合に比べて、負荷が約１０〜２０％減少し、プラグ寿命
が１．５〜３．５倍に向上した。また、穿孔材内面の調
査結果でも、本発明の先端に黒鉛晶出鋳鉄を使用した場
合は、内面が滑らかであり、従来法の現用プラグでみら
れる線状の凹もなく良好であった。
で穿孔した場合は、従来法の現用プラグでの穿孔した場
合に比べて、負荷が約１０〜２０％減少し、プラグ寿命
が１．５〜３．５倍に向上した。また、穿孔材内面の調
査結果でも、本発明の先端に黒鉛晶出鋳鉄を使用した場
合は、内面が滑らかであり、従来法の現用プラグでみら
れる線状の凹もなく良好であった。
【００１６】
【発明の効果】本発明の方法により、合金鋼穿孔時の負
荷が減少し、より高合金鋼の穿孔が可能となり、製造鋼
種の拡大が期待できるとともに、プラグ寿命が向上する
ことにより、原単位の向上、プラグ交換による生産性の
低下の防止、内面品質の向上等が可能となるなどその工
業上の効果は大きい。
荷が減少し、より高合金鋼の穿孔が可能となり、製造鋼
種の拡大が期待できるとともに、プラグ寿命が向上する
ことにより、原単位の向上、プラグ交換による生産性の
低下の防止、内面品質の向上等が可能となるなどその工
業上の効果は大きい。
【図１】本発明によるプラグ構成例を示す断面図であ
る。
る。
１ 黒鉛晶出鋳鉄（球状黒鉛鋳鉄） ２ スケール処理した低合金鋼部分、 ３ ネジ接合部 Ｃ プラグ最大径 Ｃ’黒鉛晶出鋳鉄部径
Claims (1)
- 【請求項１】 プレスロール穿孔用プラグにおいて、前
記プラグの少なくとも先端を含む部分を黒鉛晶出鋳鉄材
で、残部を低合金鋼でそれぞれ構成するとともに、少な
くとも低合金鋼で構成した部分をスケール処理したこと
を特徴とするプレスロール穿孔用プラグ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10078197A JPH10277610A (ja) | 1997-04-04 | 1997-04-04 | 継目無鋼管穿孔用プラグ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10078197A JPH10277610A (ja) | 1997-04-04 | 1997-04-04 | 継目無鋼管穿孔用プラグ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10277610A true JPH10277610A (ja) | 1998-10-20 |
Family
ID=14283015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10078197A Withdrawn JPH10277610A (ja) | 1997-04-04 | 1997-04-04 | 継目無鋼管穿孔用プラグ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10277610A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1728566A1 (en) * | 2004-03-11 | 2006-12-06 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Seamless pipe pierce-rolling plug, seamless pipe producing device and seamless pipe producing method using them |
| CN106513440A (zh) * | 2016-10-17 | 2017-03-22 | 武汉春禾科技有限公司 | 一种顶头 |
| CN107096798A (zh) * | 2017-04-25 | 2017-08-29 | 河海大学 | 一种耐高温无缝钢管穿孔顶头 |
-
1997
- 1997-04-04 JP JP10078197A patent/JPH10277610A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1728566A1 (en) * | 2004-03-11 | 2006-12-06 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Seamless pipe pierce-rolling plug, seamless pipe producing device and seamless pipe producing method using them |
| EP1728566A4 (en) * | 2004-03-11 | 2007-10-03 | Sumitomo Metal Ind | DRILLING PIPE WITH DRILLING FOR WELD-FREE TUBE, DEVICE FOR PRODUCING WELD-FREE TUBES, AND METHOD FOR PRODUCING WELD-FREE TUBE USING THE SAME |
| US7383710B2 (en) | 2004-03-11 | 2008-06-10 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Seamless tube piercing/rolling apparatus, and seamless tube producing therewith |
| US7506526B2 (en) | 2004-03-11 | 2009-03-24 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Seamless tube piercing/rolling plug, and seamless tube producing method using same |
| CN106513440A (zh) * | 2016-10-17 | 2017-03-22 | 武汉春禾科技有限公司 | 一种顶头 |
| CN107096798A (zh) * | 2017-04-25 | 2017-08-29 | 河海大学 | 一种耐高温无缝钢管穿孔顶头 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040706 |