JPS62286610A - 熱間継目無鋼管の製法 - 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】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明は、継目無鋼管の製法、特に中実ビレ。

トを穿孔して中空シェルとしてから次工程の圧延工程に
搬送する期間中この中空シェル内部の酸化防止を図る方
法を組合−けた継目無鋼管の製法に関する。

（従来の技術） 継目無鋼管の製法の代表的なものに１頃斜圧延方式およ
びプレス方式があり、そのうち前者の方式は生産能率が
高く、大量生産に適するものとして最も普及している方
法である。これは加熱炉で加熱された中実ビレットを、
いわゆるマンネスマン穿孔機で中空ンエルとなした後、
第２穿孔機（ロークリ・エロンゲータまたは単にエロン
ゲータと呼ぶことがある）で拡径薄肉化圧延を行いプラ
グミルで延伸圧延を行ったり、あるいはこの中空シェル
をプラグミル、マンドレルミル、とルガーミル等の圧延
機で延伸圧延して小径化、薄肉化して継目無鋼管を製造
するのである。以下、本明細書においてはこの傾斜圧延
方式によるマンネスマン法を例にとって説明する。

これらはいずれの方法もマンネスマン穿孔機で中空シェ
ルとなすものであり、穿孔機は２個の樽型ピアサーロー
ルとマンドレルの先端に装着したプラグとからなり、２
個のロールは同一方向に同一速度で回転しかつ水平方向
に互いに逆向きに傾斜して管素材のビレットに回転力と
推進力を与えている。まず、この管材はロールにかみ込
まれてからプラグ先端に当接する前に、回転鍛造の効果
によって中心部が破壊しやすい状態となり、ここにプラ
グが当り中心部が穿孔され、中空シェルとなる。

従来は、穿孔時に内部に不活性ガスを送給することは行
われていたが、このマンネスマン穿孔機から次工程の圧
延機まで中空シェルを搬送する間の中空シェル内面の不
活性ガスによる保護については全く対策がとられていな
かった。したがって、穿孔時にシェル内に送給された不
活性ガスはこの搬送時に中空シェル周囲に拡散してしま
って、内面酸化が進行するのは避けられなかった。

最近の研究によれば、かかる中空シェル内部の表面酸化
は穿孔後、次工程の圧延機に搬送される間に著しく促進
され、そのようにして形成された酸化皮膜の存在は次工
程の圧延の際に、たとえばロークリ・エロンゲータにお
いて中空シェル内表面肌を著しく悪化させる等の不利益
があることが判明してきた。特に、近年のように、油圧
シリンダ用粗管、材料管、耐食内面コーテイング管用粗
管等の内表面品質の高級化が要求されるような状況下で
は、そのような中空シェル内表面肌の劣化は大きな欠陥
となり、その改善が求められている。

ところで、穿孔中には中空シェル内の空気が、回転して
変形するシェル内部内壁とプラグ外周との間隙より未穿
孔部側に侵入して、材料中の金属あるいは非金属介在物
（ＭｎＳ等）と接触して酸化物を生成し、この酸化物が
プラグとロールとによる圧延時に中空シェル内面に、食
込んだ未圧着状態で付着し、ランプ班あるいは割れ疵が
発生することがある。

特公昭６１−２４４６号に開示された方法は、マンネス
マン穿孔機で中実ビレットを穿孔する際に穿孔用プラグ
先端から不活性ガスを噴出するもので、穿孔終了後は不
活性ガスを停止するとしている。

つまり、この方法の目的は穿孔機における穿孔中の上記
のようなランプ班あるいは割れ疵などの内面疵の発生を
抑制しようとするものである。

特開昭５９−３３０１０号に開示された装置および特開
昭５９−３３０１１号に開示された製造方法は穿孔中に
穿孔用プラグを支持する芯金の先端から不活性ガスを噴
出し、穿孔後中空シェルからこの芯金を引抜く際にもこ
の芯金先端から不活性ガスを噴出するものである。しか
し、中空シェルから芯金を引抜いた後、中空シェルを次
工程の圧延機まで搬送する間の中空シェル内部の不活性
ガス雰囲気の保存については何らふれられていない、こ
の方法では搬送中に中空シェル内部の不活性ガスが中空
シェル外部に拡散してしまうため、搬送中に中空シェル
内表面にスケールが生成し、次工程の圧延機での内面疵
発生防止効果が十分でない。

穿孔機から次工程圧延機の間に中空シェル内面に形成さ
れるスケール防止対策として従来行われてきた方法は、
次工程圧延機直前で、咳中空シェル内部に高圧水、また
は高圧窒素を吹込む方法である。しかし、高圧水を吹込
む方法では、高圧水を吹込む入口付近の脱スケールは可
能であっても、圧力の減衰により中空シェル中央部では
ほとんど効果がないのが実情である。また高圧水を大量
に吹込むと、中空シェルの温度低下をもたらすので、あ
まり多くの高圧水を吹込むことはできない。一方、窒素
を吹込む方法は、中空シェル内表面のスケールを剥離さ
せる方法としては、高圧水を吹込む方法よりも効果が小
さく、またすでに搬送中に中空シェル内表面にスケール
が生成されているので、中空シェル内表面にスケールを
形成させないための方法としては効果の少ないものであ
った。

（発明が解決しようとする問題点） かくして、本発明の目的は、内面疵の発生を防止して内
面品質を向上させた熱間継目無鋼管の製法を提供するこ
とである。

さらに、本発明の別の目的は、中空シェル搬送中の内表
面でのスケール生成を最少限に抑制することにより、次
工程の圧延機での管材内表面品質を向上させ、その結果
、最終的に得られる熱間継目無鋼管の内表面品質を一層
向上させた熱間継目−無鋼管の製法を提供することであ
る。

（問題点を解決するための手段） ここに、本発明は、最も広義には、穿孔した後に次工程
の圧延工程に送られてさらに圧延が行われる熱間継目無
鋼管の製法において、例えばマンネスマン穿孔機で穿孔
した中空シェルの内部を不活性ガスで満たしたま＼で次
工程の圧延機まで搬送することを特徴とする、熱間継目
無鋼管の製法である。

さらに、本発明は、その具体的態様によれば、穿孔した
後に次工程の圧延工程に送られてさらに圧延が行われる
熱間継目無鋼管の製法において、マンネスマン穿孔機な
どの穿孔改で中実ビレ。

トを穿孔して中空シェルとすること； 前記中空シェルから芯金を引抜く際に、該中空シェルの
一端を閉じた状態にしておくとともに該中空シェルの内
部に不活性ガスを吹出させ、その内部を不活性ガス雰囲
気とすること；および前記中空シェルの内部を不活性ガ
スで満たしてから該中空シェルの他端を例えば止栓して
閉じ、そのま−次工程の圧延機まで搬送することを特徴
とする、熱間継目無鋼管の製法である。

このように、本発明によれば、中実ビレットを例えばマ
ンネスマン穿孔機で穿孔し中空シェルとした後、中空シ
ェルの内部を不活性ガスで満たし中空シェルの両端を封
じた状態で次工程の圧延機まで搬送することによって、
中空シェルの内部を無酸化雰囲気に保持し、搬送中の該
中空シェル内表面のスケール生成を最少限に抑制するの
である。

本発明は、マンネスマン穿孔機を利用する熱間継目無鋼
管製造法のみならず、中実ビレットを穿孔する方法とし
て、例えばプレス穿孔法を用いる熱間継目無鋼管製法に
も適用できることは言うまでもない。穿孔後、さらにエ
ロンゲータなどの圧延工程に送られる方式から成る製法
に広く適用されるのである。

また、本発明の方法では、中空シェル搬送中に中空シェ
ルの片端または両端を例えば止栓することによりその両
端を封じることにより搬送中の中空シェル内表面のスケ
ール生成を最少限に抑制できる。中空シェル搬送中に中
空シェル両端を封じて中空シェル内部の不活性ガスの外
部への拡散を防止するという点で本発明は、従来技術の
不活性ガス噴出法とは構成が異なる。

（作用） 次に、添付図面を参照しながら本発明をさらに説明する
。

第１図に示すようにマンネスマン穿孔法において、一対
のロール２．２は水平方向に互いに逆向きに傾斜して配
置され、その間にかみ込まれた圧延材４には先端にプラ
グ６が装着された芯金８が挿入されている。第２図には
穿孔が完了したときの様子を示す。図示のように、穿孔
中穿孔用プラグ６を支持する芯金８を穿孔後に穿孔され
た中空ンエル１０から引抜く時に、該中空シェル１０の
片端を止栓１２により封じた状態で咳芒金８の先端また
は該芯金の側面の孔から、図中、矢印で示すように、不
活性ガスを噴出させる。この芯金８は中空になっていて
、芯金後端部から不活性ガス供給装置（図示せず）によ
り不活性ガスを供給する。咳芯金より不活性ガスを供給
する代りに潤滑剤を吹出してもよいし、不活性ガスと潤
滑剤の両方を吹出すようにしてもよい。また穿孔中にプ
ラグを支持する芯金から不活性ガスを噴出する代りに、
穿孔後にその芯金を中空シェルから引抜いた後に該芯金
とは別に設置する不活性ガス供給専用の装置によって、
不活性ガスを該中空シェル内部に噴出するようにしても
よい。

中空シェルを次工程の圧延機まで搬送する間、中空シェ
ル内部に不活性ガスを噴出する時に用いた中空シェル片
側の止栓はそのままにして搬送する。この時、開放され
た別の片端も止栓により封じておいた方が中空シェル内
部の不活性ガス拡散防止のため有効であることは言うま
でもない、第３図は両端を止栓で閉じた中空シェルを示
す。中空シェル搬送時の栓としては、必ずしも第３図の
ような砲弾形の栓である必要はなく、たとえば、穿孔後
の中空シェルの温度に耐え得る耐火石綿をこの中空シェ
ル開口部に押込んでも良い。

次工程の圧延機が第４図のようにロータリ・エロンゲー
タ１４の場合は、中空シェル後端の止栓１２を取り外す
必要はな（、該シェルの前端の止栓を取り外すのみでこ
の中空シェルを該ロークリ・エロンゲータ１４で圧延す
ることができる。このロータリ・エロンゲータ１４で中
空シェル１０を圧延する間に、圧延用プラグ１６の先端
または該圧延用プラグ１６の側面の孔から、図中、矢印
で示すように、不活性ガスを噴出するようにすることも
できる。

ロータリ・エロンゲータ圧延中もシェル内面に不活性ガ
スを噴出するようにすれば、中空シェル内表面のスケー
ル生成の抑制はより完全となりロータリ・エロンゲータ
での内表面品質を向上させることができる。

さらに、このように中空シェルの片端または両端に栓を
して搬送する方法によれば、中空シェル内部の気体が外
気と遮断されるか、少なくとも対流による放熱が抑制さ
れるため、上述のような効果に加えて、搬送中の温度低
下が少なくなり、次工程圧延機での圧延温度が高くなり
、次工程圧延機での負荷が小さくなる利点もある。

また、さらに、中空シェル内表面にスケールの少ない状
態で次工程圧延機で圧延をすることから、中空シェル内
表面にスケールによる引っかききすを作らないため、内
面工具の摩耗が少なく、内面工具の寿命が延びるという
利点もある。

本発明は、穿孔機から次工程の圧延機まで搬送する場合
に通用するのみならず、たとえば二重穿孔法を用いたプ
ラグミルラインにおいて、ロークリ・エロンゲータ　（
第二穿孔機）から、その次の圧延機であるプラグミルま
での間に適用することもできる。また、本発明をプラグ
ミルラインのプラグミルからリーラの間に適用すること
もできる。

第５図は、中空シェルに止栓する場合の止栓の装着手段
の略式説明図である。

図示のように回転軸２０に取付られたいくつかのアーム
２２（図示例では２本）の先端には油圧手段によって押
出される止栓２３が収容されたマガジン２４が備えられ
ている。穿孔が終わった中空シェルと同軸上に停止され
たマガジン２４からは油圧機構によって止栓２３が中空
シェルの一端に向けて押し出され、嵌め込まれる。この
ようにして一端が閉じされてから芯金を引き抜きつつ、
内部を不活性ガスで充填し、芯金を完全に引き抜いてか
ら他端を同様にして止栓する。

アーム２２の先端のマガジン２４は一つのマガジン２４
からの止栓２３によって中空シェルの一端の閉じ込めが
行われている間に新しい止栓２３を装着する。

第６図は、本発明にかかる方式を利用した熱間継目無鋼
管の製造ラインの構成例を示す平面図である。

前述の第１図および第２図に関連してすでに述べたよう
に、穿孔機２１によって穿孔が完了した中空シェル（図
示せず）は、例えば第５図において説明したような中空
シェル止栓装置２２を利用して中空シェルの両端を閉じ
、次いで穿孔機出口チープル２３を経て搬送通路２５に
送られる。穿孔機出口チープル２３の後方に設けられて
いるのは穿孔機プラグ支持装置３４である。

上記搬送通路２５を通ってエロンゲータ入ロチープル２
６に到達した両端を閉した中空シェルは、プラグ脱栓装
置２７によって一方の閉止栓を脱栓してからエロンゲー
タ２８によって圧延される。このとき前述のように、エ
ロンゲータ圧延中もシェル内面に不活性ガスを噴出させ
れば内面スケールの生成防止はより完全となる。符号２
９はエロンゲータ出ロチープルである。

図示構成例からも分かるように本発明方法によれば、従
来の製造ラインの配置を実質上変更することな（、その
ま−直ちに実用化可能であり、この点からも本発明の著
しい利益さらには作用効果が理解される。

次に、本発明を実施例によってさらに具体的に説明する
。

実施例 本例では、マンネスマン穿孔機とロークリ・エロンゲー
タを組合わせた熱間継目無鋼管の製法において、本発明
を実施した。

第１図ないし第３図に示すように穿孔後に中空シェル片
端に栓をして、圧延用プラグ支持芯金をこの中空シェル
から引抜く際に、該中空シェル内に窒素ガスを噴出させ
た。中空シェル搬送時には、第３図に示すように、咳中
空シェルの両端を止栓により封じた。

また比較例として通常の不活性ガスの噴出を行わず中空
シェル搬送時にその中空シェルの端部を封じない方法に
よって圧延した試験材も採取した。

第１表に圧延条件をまとめて示す。

第７図には、第１表の条件で圧延した材料のロータリ・
エロンゲータにおいて圧延を途中で中止して得た管内表
面の平均粗さの圧延方向変化を測定した結果をグラフに
まとめて示す。

第７図に示す結果によれば、ロークリ・エロンゲータで
圧延する前の中空シェル内面粗さの大小にかかわらず、
ロークリ・エロンゲータ圧延後の中空シェル内面粗さは
、通常圧延法による比較材に比べて小さくなっており、
特に窒素噴出量１２００１／分の場合は顕著に小さくな
っていて、本発明法の効果の大きさを示している。すな
わち窒素噴出１１２００１　／分の場合は中空シェル内
部の空気が窒素と十分に置換していると考えられ中空シ
ェル内部中空部の気体中に含まれる酸素含存率が十分に
小さく、中空シェル内表面のスケール生成が十分に抑制
されるため、ロークリ・エロンゲータ圧延前の中空シェ
ル内表面スケールに起因するロークリ・エロンゲータ圧
延部での内面肌悪化が通常圧延法、従来法に比べて太き
く　ｌｌＴｌ制されることを示す、窒素噴出量３０１７
分の場合は中空シェル内部の空気が十分に窒素と置換さ
れない状態で、従来法である特開昭５９−３３０１１号
に開示された方法に対応すると考えられるが、この場合
の内面肌改善効果は小さく、本発明法の効果の大きいこ
とを示している。

第１表

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は、本発明にかかる方法の工程をそ
れぞれ順次説明する略式説明図；第５図は、中空シェル
の止栓機構の概略説明図；第６図は、本発明による製管
ラインの構成例の平面図；および 第７図は、本発明にかかる方法の実施例による結果をま
とめて示すグラフである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）穿孔した後に次工程の圧延工程に送られてさらに
   圧延が行われる熱間継目無鋼管の製法において、穿孔機
   で穿孔した中空シェルの内部を不活性ガスで満たしたま
   ゝで次工程の圧延機まで搬送することを特徴とする、熱
   間継目無鋼管の製法。
2. （２）穿孔した後に次工程の圧延工程に送られてさらに
   圧延が行われる熱間継目無鋼管の製法において、 穿孔機で中実ビレットを穿孔して中空シェルとすること
   ； 前記中空シェルから芯金を引抜く際に、該中空シェルの
   一端を閉じた状態にしておくとともに該中空シェルの内
   部に不活性ガスを吹出させ、その内部を不活性ガス雰囲
   気とすること；および前記中空シェルの内部を不活性ガ
   スで満たしてから該中空シェルの他端を閉じ、そのまゝ
   次工程の圧延機まで搬送すること を特徴とする、熱間継目無鋼管の製法。