JPS60108497A - 継目無鋼管製造用固体潤滑剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は継目無鋼管の製造に用いる固体潤滑剤に関する
ものである。

継目無鋼管の製造方法には種々のものがある。代表例と
しては、小径管の製造にはマンネスマンやマンドレルミ
ル方式、中継管の製造にはマンネスマン・プラグミル方
式が挙げられる。両方式とも基本工程は、（１）丸ビル
ットあるいは角ブルームの穿孔工程、（２）中空管の延
伸加工および（３）仕上工程に分類できる。両方式の最
大の相違点は圧延工程にあり、前者はマンドレルミル、
後者はエロンゲータ−およびプラグミルが用いられるこ
とにある。このような各ミルにおいて、穿孔延伸加工に
用いられる工具、特にプラグミルの損耗は操業」二およ
び品質上重要な管理対象となっている。

たとえば、プラグミルでは、エロンゲータ−圧延後の中
空素管の管端にプラグを押しこみ、圧延を行う。プラグ
は圧延中固定されているために、他のミルがころがり摩
擦運動なのに比べて素管プラグとの間で滑り摩擦運動が
起り、素管内面にすり疵を生じ易い。このため、プラグ
ミル後にはり−ラーを設置し、プラグミルプラグのすり
疵の残在を軽減する対策もとられている。

また、圧延中のプラグは、高温度、高荷重にさらされる
ので、素管内表面とプラグ外表面との接触面に過酷な研
磨作用が働く。プラグ表面はこの研磨作用によって摩耗
し、摩擦熱によって焼付けを起す場合もある。潤滑剤は
プラグの焼付けやきす付きの防ＩＦに効果的である。ま
た、摩擦特性のすぐれた潤滑剤を使用すると、小さい荷
重で圧延が行われ、プラグ寿命の延長につながることが
期待される。

継目無鋼管製造工程に用いられる潤滑剤には、黒鉛、食
塩、硼砂、低融点フラックスなどが挙げられる。この中
で、黒鉛が最も潤滑性にすぐれており・、４００°Ｃ以
下ではＢＮ粉と同じ摩擦係数を有する。４００　’０以
上になると、黒鉛の酸化が原因で摩擦係数が増加する。

また、黒鉛を用いると、素管内面が浸炭されるという欠
点がある。食塩は鉄に対し腐食作用があるので、潤滑剤
として使用した後の処理工程で設備保守が問題である。

また、食塩、硼砂、低融点フラックスなどの潤滑剤を用
いると、プラグ表面の酸化スケールが除去されやすく、
プラグ寿命が低下するという問題も従来から指摘されて
いた。

従って、本発明は、穿孔あるいは圧延用工具の寿命向上
および鋼管内面の品質向上を達成することができる継目
無鋼管製造用ｅ固体潤滑剤を提供しようとするにある。

　゛ すなわち、本発明は、硼酸と窒化硼素粉とから構成され
、その重量比（硼酸／窒化硼素粉）が０．２〜５の範囲
にある継目無鋼管製造用固体潤滑剤を提供するものであ
る。

以下に本発明をさらに詳細に説明する。

窒化硼素（ＢＮ）粉は比重２．２８　ｇ／　ｃｍ３　、
結晶系は六方晶系、粒度１〜５川で、３０００’Ｏで昇
華する。ＢＮ粉の結晶化が進む程、摩擦係数が小さくな
り、潤滑性に優れるようになる。結晶子のＣ軸方向の厚
みＬｃが１０００人の粒子では、摩擦係数は０．１７で
ある。ＢＮ粉の摩擦係数は１０００００位まで一定であ
る。１０００℃以」二ではＢＮ粉が酸化するので、摩擦
係数が増加する。

このように、ＢＮ粉は高温の潤滑性に優れた固体潤滑剤
であるが、溶融しないためにＢＮ粉単独でプラグミル潤
滑剤に使用してもプラグ表面や素管内面には１」着しに
くい。付着していなければ、圧延時にプラグと素管との
間隙に入ることができないので、潤滑効果を発揮するこ
とができない。

ＢＮ粉の潤滑効果を確保するためには、圧延進行中プラ
グ先端近傍から□自動的に潤滑剤を噴出する装置の使用
あるいはＢＮ粉を素管内壁に付着せしめるバインダーの
添加が有効である。

バインダーの条件としては次のことが必要である。。

（１）圧延中の温度以下で溶融し、プラグや素管にＢＮ
粉を付着させる作用を有すること。

（２）プラグや素管の材質に悪影響を与えないこと。

（３）溶融後の摩擦係数が近いほど良い。

バインダーには、硼酸、無水硼酸、澱粉、食塩、硼砂な
どが考えられるが、食塩、硼砂は前述したようにプラグ
表面の酸化スケールを除去するので好ましくない。また
、澱粉はプラグや素管に塗布した際に、ＢＮ粉と一緒に
付着せずに、澱粉のみで溶融し、流動してしまうので好
ましくない。硼酸と無水硼酸が好ましいバインダーであ
るが、価格」二部者が安価であるので、硼酸をバインダ
ーとして選択する方が良い。

硼酸とＢＮ粉との混合物を高温のプラグ表面に塗布する
と、ＢＮ粉は硼−と−緒に均一に付着しており、ＢＮ粉
が選択的にはがれるようなことはない。

硼酸とＢＮ粉の混合比に対する圧延荷重の関係は第１図
に示すようになった。第１図は、熱間仕」−げ管サイズ
で１３３／８　”　Ｘ　１０．９２　ｔ　の造管におけ
るプラグミルの圧延の実験結果であり１．圧延は素管を
８０°回転し、２パス行はれた。潤滑剤は圧延先端側か
ら加圧空気により投入された。圧延荷重とは、ワークロ
ールが素管を上下から加圧する際の荷重を示し、潤滑効
果が顕著なほど圧延荷重は低くなる。圧延荷重が高いと
、プラグへの負荷も・大きくなり、プラグ寿命が短くな
るため好ましくない。

第１図かられかるように、硼酸／ＢＮ粉の比が高くなる
程、すなわち、ＢＮ粉が少なくなるほど圧延荷重が高く
なる傾向にある。特に、この比が５を超えると増加勾配
が急になり、圧延荷重が高くなる。また、この比が５を
超えると、バインダーの硼酸がガラス状になり、これが
管内面に残存し、外観上も好ましくない。従って、硼酸
／ＢＮ粉の比は５以下にするのがよい。

一方、硼酸／ＢＮ粉の比を小さくすると、すなわちＢＮ
粉を多くすると、バインダーが不足してＢＮ粉の全量を
素管内壁に有効に付着できなくなり、圧延荷重が高くな
る。硼酸／ＢＮ粉の比が０．２未満になると、極端に圧
延荷重の勾配が急になり、また管内面にすり傷が発生す
るようになり、ざらにＢＮ粉が無駄に消費されることを
考慮すれば、硼酸／ＢＮ粉の比の下限は０．２となる。

潤滑剤の供給方法としては、上記のようにプラグ表面に
塗布する方法や、素管内面に噴射投入して素管側に付着
させる方法が効果的である。この場合、潤滑剤を投入後
、素管を回転させると、円周方向に均一に潤滑層を形成
することができる。

以下、本発明を実施例につき具体的に説明する。

ＢＮ粉（粒度１〜１０μｓ、ＬＣ＝９１４Ａ）を潤滑剤
、硼酸（粒度−２００ｍｅｓｈ　９０％）をバインダー
に用い、熱間仕上げ管サイズで１３３／８　Ｘ　１２．
９２　ｔの圧延造管を行った。圧延条件は、圧延温度　
１パス圧延１０５０°Ｃ１２パス圧延１０００’Ｏ１圧
延時間４秒、圧延回数２パス、圧延本数者１０本である
。潤滑剤はプラグミル圧延の直前で圧延入口側の管端よ
り３００ｇを投入した。その結果を下表に示す。

圧延荷重は１０本圧延の平均値を示す。パイプ内面スリ
キズは目視判定により、従来の潤滑剤（Ｍａｉｌ十黒鉛
）のΔ印、これより良好なＯ印、やや劣るＸ印で評価し
た。

下表から明らかなように、硼酸／ＢＮ粉比が本発明の範
囲をはずれると、圧延荷重が大きくなりすぎ、またパイ
プ内面スリキズが多く発生し、好ましくない。また、Ｎ
ａＣ１＋黒鉛の従来の潤滑剤よりも本発明の硼酸子ＢＮ
粉の潤滑剤の方が優れていることがよくわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図はプラグミル圧延における圧延荷重と硼酸／ＢＮ
粉との関係を示すグラフである。 ０ （ｕｏｌ）　！　豐頁Ｍ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 硼酸と窒化硼素粉とから構成され、その重量比（硼酸／
   窒化硼素粉）が０．２〜５の範囲にある継目無鋼管製造
   用固体潤滑剤。