JP3228169B2 - 継目無金属管の穿孔圧延用プラグおよびこのプラグを用いた継目無金属管の製造方法 - Google Patents
継目無金属管の穿孔圧延用プラグおよびこのプラグを用いた継目無金属管の製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、継目無金属管の穿
孔圧延用プラグと、このプラグを用いた継目無金属管の
製造方法に関する。
孔圧延用プラグと、このプラグを用いた継目無金属管の
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】継目無金属管の製造方法として広く採用
されているいわゆるマンネスマン製管法は、周知のよう
に、所定温度に加熱された中実の丸ビレットを素材と
し、この丸ビレットを穿孔圧延機（以下、ピアサーとい
う）に送給してその軸心部に孔を明けてホローシェルに
成形する。次いで、得られたホローシェルをそのままあ
るいは必要に応じて前記ピアサーと同一構成のエロンゲ
ーターもしくはサイザーに通して拡径もしくは縮径する
ことにより定径化せしめた後、プラグミル、マンドレル
ミルなどの後続する延伸圧延機に送給して延伸圧延す
る。さらに、上記延伸圧延後の管をストレッチレデュー
サ、リーラ、サイザーなどの仕上げ圧延機に通して磨
管、形状修正およびサイジングを行って所定寸法の製品
管に成形する方法である。
されているいわゆるマンネスマン製管法は、周知のよう
に、所定温度に加熱された中実の丸ビレットを素材と
し、この丸ビレットを穿孔圧延機（以下、ピアサーとい
う）に送給してその軸心部に孔を明けてホローシェルに
成形する。次いで、得られたホローシェルをそのままあ
るいは必要に応じて前記ピアサーと同一構成のエロンゲ
ーターもしくはサイザーに通して拡径もしくは縮径する
ことにより定径化せしめた後、プラグミル、マンドレル
ミルなどの後続する延伸圧延機に送給して延伸圧延す
る。さらに、上記延伸圧延後の管をストレッチレデュー
サ、リーラ、サイザーなどの仕上げ圧延機に通して磨
管、形状修正およびサイジングを行って所定寸法の製品
管に成形する方法である。
【０００３】図３は、上記の如きマンネスマン製管法の
実施に用いる穿孔圧延機の一例を示す斜視図である。図
示例のピアサーは、被穿孔材料である中実の丸ビレット
４の送り線となるパスラインＸ−Ｘを挟んで互いに逆方
向に傾斜させて対向配置されたバレル型の一対の主ロー
ル１、１を備えている。また、主ロール１、１と位相を
９０°位相させて前記パスラインＸ−Ｘを挟んで対向配
置された一対のディスクロール２、２を備えている。さ
らに、主ロール１、１間のパスラインＸ−Ｘ上には、芯
金５で支持された穿孔工具としてのプラグ３を備えてい
る。
実施に用いる穿孔圧延機の一例を示す斜視図である。図
示例のピアサーは、被穿孔材料である中実の丸ビレット
４の送り線となるパスラインＸ−Ｘを挟んで互いに逆方
向に傾斜させて対向配置されたバレル型の一対の主ロー
ル１、１を備えている。また、主ロール１、１と位相を
９０°位相させて前記パスラインＸ−Ｘを挟んで対向配
置された一対のディスクロール２、２を備えている。さ
らに、主ロール１、１間のパスラインＸ−Ｘ上には、芯
金５で支持された穿孔工具としてのプラグ３を備えてい
る。
【０００４】上記のように構成されたピアサーにおいて
は、主ロール１、１がパスラインＸ−Ｘに対して傾斜角
βを付与されて同一方向に回転駆動される。このため、
パスラインＸ−Ｘに沿って白抜き矢符方向に送給された
丸ビレット４は、主ロール１、１間に噛み込んだ後は螺
進行移動し、プラグ３によりその軸心部に孔を明けられ
てホローシェルとなる。この間、ディスクロール２、２
は、圧延中の丸ビレット４の案内部材の役目をすると同
時に、プラグ３により穿孔されたホローシェルの主ロー
ル１、１の対向方向と９０°移送した方向への膨らみを
抑制して外径形状を整える役目をなしている。また、デ
ィスクロール２、２は、穿孔されたホローシェルとの摺
動を軽減して焼付きが発生しないように丸ビレット４の
送り出し方向と同方向に回転駆動される。
は、主ロール１、１がパスラインＸ−Ｘに対して傾斜角
βを付与されて同一方向に回転駆動される。このため、
パスラインＸ−Ｘに沿って白抜き矢符方向に送給された
丸ビレット４は、主ロール１、１間に噛み込んだ後は螺
進行移動し、プラグ３によりその軸心部に孔を明けられ
てホローシェルとなる。この間、ディスクロール２、２
は、圧延中の丸ビレット４の案内部材の役目をすると同
時に、プラグ３により穿孔されたホローシェルの主ロー
ル１、１の対向方向と９０°移送した方向への膨らみを
抑制して外径形状を整える役目をなしている。また、デ
ィスクロール２、２は、穿孔されたホローシェルとの摺
動を軽減して焼付きが発生しないように丸ビレット４の
送り出し方向と同方向に回転駆動される。
【０００５】一方、プラグ３は、耐焼付性を付与するた
め、通常、その使用前に酸化雰囲気中で熱処理を施して
その表面に酸化鉄を主成分とするスケール皮膜が形成さ
せてある。また、穿孔圧延に供された後のプラグ３は、
温度が高温に達し、そのまま継続使用すると寿命が極め
て短くなるので、複数個のプラグを冷却しながら順番に
繰り返し循環使用される。
め、通常、その使用前に酸化雰囲気中で熱処理を施して
その表面に酸化鉄を主成分とするスケール皮膜が形成さ
せてある。また、穿孔圧延に供された後のプラグ３は、
温度が高温に達し、そのまま継続使用すると寿命が極め
て短くなるので、複数個のプラグを冷却しながら順番に
繰り返し循環使用される。
【０００６】ところで、以上の如き穿孔圧延方法におい
て、プラグ３は穿孔圧延中に材料から受ける熱負荷によ
ってしばしばその先端部が溶損し、新たなプラグとの交
換を余儀なくされるため、製造コストを引き上げる最も
大きな原因の一つとなっている。また、先端部が熱溶損
したプラグを使用して穿孔圧延すると、得られたホロー
シェルの内面に疵が発生し、製品品質上の大きな問題と
なる。
て、プラグ３は穿孔圧延中に材料から受ける熱負荷によ
ってしばしばその先端部が溶損し、新たなプラグとの交
換を余儀なくされるため、製造コストを引き上げる最も
大きな原因の一つとなっている。また、先端部が熱溶損
したプラグを使用して穿孔圧延すると、得られたホロー
シェルの内面に疵が発生し、製品品質上の大きな問題と
なる。
【０００７】さらに、近年における継目無金属管需要の
大部分を占める油井管やラインパイプは、劣悪な環境の
油井戸やガス井戸の開発が増すのに伴ってステンレス鋼
やＮｉ基合金などの高耐食性材料からなる製品が求めら
れている。ところが、これらの高耐食性材料は炭素鋼に
比べて変形抵抗が大きく、炭素鋼よりも高温に加熱され
て穿孔圧延機に供給される。このため、これらの材料を
穿孔圧延するとプラグ３にはより大きな圧力および熱負
荷がかかり、そのプラグ寿命が１０パスにも満たない場
合が多く、製造コストに占めるプラグ価格の割合がます
ます多くなっている。
大部分を占める油井管やラインパイプは、劣悪な環境の
油井戸やガス井戸の開発が増すのに伴ってステンレス鋼
やＮｉ基合金などの高耐食性材料からなる製品が求めら
れている。ところが、これらの高耐食性材料は炭素鋼に
比べて変形抵抗が大きく、炭素鋼よりも高温に加熱され
て穿孔圧延機に供給される。このため、これらの材料を
穿孔圧延するとプラグ３にはより大きな圧力および熱負
荷がかかり、そのプラグ寿命が１０パスにも満たない場
合が多く、製造コストに占めるプラグ価格の割合がます
ます多くなっている。
【０００８】このため、上記のような変形抵抗の大きい
材料を穿孔圧延する場合には、一般的なＣｒ−Ｎｉ系の
低合金鋼製のプラグのほか、高温下におけるプラグの変
形抵抗を増加させるとともに、その表面に地金との密着
性に優れた均一厚さのスケール皮膜を形成させることを
目的として、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｂなどの元素を微量添加した
低合金鋼製のプラグが用いられている。
材料を穿孔圧延する場合には、一般的なＣｒ−Ｎｉ系の
低合金鋼製のプラグのほか、高温下におけるプラグの変
形抵抗を増加させるとともに、その表面に地金との密着
性に優れた均一厚さのスケール皮膜を形成させることを
目的として、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｂなどの元素を微量添加した
低合金鋼製のプラグが用いられている。
【０００９】また、プラグの全表面に厚さ２５０〜１０
００μｍの均一なスケール皮膜を形成させることによ
り、プラグの使用寿命を高めることも行われている（特
開平７−６０３１４号公報）。これは、プラグ寿命の向
上に対して非常に有効な手段であり、熱処理雰囲気の水
蒸気圧を高めること、もしくは熱処理時間を長くするこ
とにより簡単に行うことができる。しかし、スケール皮
膜の厚いプラグを用いた場合、仕上げ圧延後の製品管Ｐ
の内表面に米粒状の被れ疵Ｋが多発し、その手入れ除去
工数が多大になるという問題があった。
００μｍの均一なスケール皮膜を形成させることによ
り、プラグの使用寿命を高めることも行われている（特
開平７−６０３１４号公報）。これは、プラグ寿命の向
上に対して非常に有効な手段であり、熱処理雰囲気の水
蒸気圧を高めること、もしくは熱処理時間を長くするこ
とにより簡単に行うことができる。しかし、スケール皮
膜の厚いプラグを用いた場合、仕上げ圧延後の製品管Ｐ
の内表面に米粒状の被れ疵Ｋが多発し、その手入れ除去
工数が多大になるという問題があった。
【００１０】すなわち、上記の被れ疵Ｋは、図４に示す
ように、製品管Ｐの全内表面にわたって発生し、その深
さは高々数百μｍで比較的浅いもののそのまま出荷する
と、製品管に負荷がかかった場合、破壊にいたる亀裂進
展の起点になるので、手入れ除去する必要がある。この
ため、上記被れ疵Ｋの発生を防ぐ方法の開発が望まれて
いた。
ように、製品管Ｐの全内表面にわたって発生し、その深
さは高々数百μｍで比較的浅いもののそのまま出荷する
と、製品管に負荷がかかった場合、破壊にいたる亀裂進
展の起点になるので、手入れ除去する必要がある。この
ため、上記被れ疵Ｋの発生を防ぐ方法の開発が望まれて
いた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の実状
に鑑みてなされたもので、その課題は上記被れ疵の発生
を抑制することができるとともに、プラグ寿命の低下を
きたすことのない継目無金属管の穿孔圧延用プラグと、
このプラグを用いた継目無金属管の製造方法を提供する
ことにある。
に鑑みてなされたもので、その課題は上記被れ疵の発生
を抑制することができるとともに、プラグ寿命の低下を
きたすことのない継目無金属管の穿孔圧延用プラグと、
このプラグを用いた継目無金属管の製造方法を提供する
ことにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記
（１）の継目無金属管の穿孔圧延用プラグ、および下記
（２）の継目無金属管の製造方法にある。
（１）の継目無金属管の穿孔圧延用プラグ、および下記
（２）の継目無金属管の製造方法にある。
【００１３】（１）表面にスケール皮膜を有する砲弾形
状をした継目無金属管の穿孔圧延用プラグであって、リ
ーリング部のスケール皮膜厚さが圧延部のスケール皮膜
厚さよりも薄いことを特徴とする継目無金属管の穿孔圧
延用プラグ。
状をした継目無金属管の穿孔圧延用プラグであって、リ
ーリング部のスケール皮膜厚さが圧延部のスケール皮膜
厚さよりも薄いことを特徴とする継目無金属管の穿孔圧
延用プラグ。
【００１４】（２）傾斜ロール式の穿孔圧延機に対して
請求項１に記載の穿孔圧延用プラグをセットし、所定の
温度に加熱された中実丸ビッレトをホローシェルに穿孔
圧延することを特徴とする継目無金属管の製造方法。
請求項１に記載の穿孔圧延用プラグをセットし、所定の
温度に加熱された中実丸ビッレトをホローシェルに穿孔
圧延することを特徴とする継目無金属管の製造方法。
【００１５】本発明者らは、数多くの製造実験と詳細な
調査を行った結果、次のことを知見し、本発明をなすに
いたった。
調査を行った結果、次のことを知見し、本発明をなすに
いたった。
【００１６】先ず最初に、本発明者らは、上記の被れ疵
の発生機構と、その全表面に厚さの厚い均一なスケール
皮膜を形成させたプラグを用いた場合に上記の被れ疵が
多発する原因の究明に努めた。その結果、次のことが明
らかになった。
の発生機構と、その全表面に厚さの厚い均一なスケール
皮膜を形成させたプラグを用いた場合に上記の被れ疵が
多発する原因の究明に努めた。その結果、次のことが明
らかになった。
【００１７】すなわち、上記の被れ疵Ｋは、図５に示す
ように、ピアサーによる穿孔圧延時にホローシェルＨの
内表面に生じた凹凸が次工程のエロンゲーター（図５中
の（ａ））もしくはマンドレルミルやプラグミル（図５
中の（ｂ））による延伸圧延時に内面規制工具であるプ
ラグ３０やマンドレルバーＭ（プラグミルではプラグ）
によって薄く押し潰されて被れ疵Ｋになること。また、
その凹凸の程度、換言すればホローシェルＨの内表面粗
さが粗ければ粗いほど、被れ疵Ｋが多く発生することが
わかった。
ように、ピアサーによる穿孔圧延時にホローシェルＨの
内表面に生じた凹凸が次工程のエロンゲーター（図５中
の（ａ））もしくはマンドレルミルやプラグミル（図５
中の（ｂ））による延伸圧延時に内面規制工具であるプ
ラグ３０やマンドレルバーＭ（プラグミルではプラグ）
によって薄く押し潰されて被れ疵Ｋになること。また、
その凹凸の程度、換言すればホローシェルＨの内表面粗
さが粗ければ粗いほど、被れ疵Ｋが多く発生することが
わかった。
【００１８】そこで、ホローシェルＨの内表面粗さに影
響を及ぼす因子を見いだすべく、種々の調査を重ねたと
ころ、その内表面粗さは穿孔圧延に供した後のプラグの
リーリング部の表面粗さとほぼ一致すること。また、そ
の内表面粗さの程度は、プラグのリーリング部表面に形
成させたスケール皮膜の厚さが厚ければ厚いほど粗くな
ることが判明した。このことは、図６および図７に示す
調査結果から明らである。
響を及ぼす因子を見いだすべく、種々の調査を重ねたと
ころ、その内表面粗さは穿孔圧延に供した後のプラグの
リーリング部の表面粗さとほぼ一致すること。また、そ
の内表面粗さの程度は、プラグのリーリング部表面に形
成させたスケール皮膜の厚さが厚ければ厚いほど粗くな
ることが判明した。このことは、図６および図７に示す
調査結果から明らである。
【００１９】図６は、穿孔圧延に供した後のプラグのリ
ーリング部の表面粗さと、この時得られたホローシェル
Ｈの内表面粗さ（いずれも、ＪＩＳ−０６０１に定義さ
れる最大高さＲｙ）との関係を示す図である。
ーリング部の表面粗さと、この時得られたホローシェル
Ｈの内表面粗さ（いずれも、ＪＩＳ−０６０１に定義さ
れる最大高さＲｙ）との関係を示す図である。
【００２０】また、図７は、穿孔圧延に供する前のプラ
グ全表面に均一厚さで形成させたスケール皮膜の厚さ
（μｍ）と、これらのプラグを用いて穿孔圧延して得ら
れたホローシェルＨの内面粗さ（上記の最大高さＲｙ）
およびプラグ寿命（パス回数）との関係を示す図であ
る。
グ全表面に均一厚さで形成させたスケール皮膜の厚さ
（μｍ）と、これらのプラグを用いて穿孔圧延して得ら
れたホローシェルＨの内面粗さ（上記の最大高さＲｙ）
およびプラグ寿命（パス回数）との関係を示す図であ
る。
【００２１】図６から、得られたホローシェルＨの内表
面粗さは、その時に用いた使用後のプラグのリーリング
部の表面粗さとほぼ同じであることがわかる。また、図
７から、得られたホローシェルＨの内表面粗さは、プラ
グの表面に形成させたスケール皮膜の厚さが薄ければ薄
いほど小さくなるものの、そのプラグ寿命が短くなるこ
とがわかる。
面粗さは、その時に用いた使用後のプラグのリーリング
部の表面粗さとほぼ同じであることがわかる。また、図
７から、得られたホローシェルＨの内表面粗さは、プラ
グの表面に形成させたスケール皮膜の厚さが薄ければ薄
いほど小さくなるものの、そのプラグ寿命が短くなるこ
とがわかる。
【００２２】なお、上記両図中におけるホローシェルの
内表面粗さおよびプラグのリーリング部表面粗さの最大
高さ（Ｒｙ）の値は、いずれも４５°ピッチで測定した
円周方向８ヶ所の最大高さ（Ｒｙ）の平均値である。ま
た、スケール皮膜厚さは、酸化雰囲気中での加熱温度と
保持時間を変えることで種々変化させた。
内表面粗さおよびプラグのリーリング部表面粗さの最大
高さ（Ｒｙ）の値は、いずれも４５°ピッチで測定した
円周方向８ヶ所の最大高さ（Ｒｙ）の平均値である。ま
た、スケール皮膜厚さは、酸化雰囲気中での加熱温度と
保持時間を変えることで種々変化させた。
【００２３】ここで、ホローシェルＨの内表面粗さと、
この時用いた使用後のプラグのリーリング部の表面粗さ
とがほぼ同じなるのは、次の理由によると推定される。
この時用いた使用後のプラグのリーリング部の表面粗さ
とがほぼ同じなるのは、次の理由によると推定される。
【００２４】すなわち、プラグの表面に形成されたスケ
ール皮膜のうち、リーリング部の上流側に位置する圧延
部表面に形成されたスケール皮膜は、穿孔圧延中に大き
な熱負荷を受け、温度上昇して溶融するので、その表面
粗さが小さくなる。これに対し、リーリング部表面に形
成されたスケール皮膜は、圧延部に比べて温度上昇が小
さく溶融しない。この結果、リーリング部表面に形成さ
れたスケール皮膜の表面粗さがそのままホローシェルの
内表面にプリントされるようになるためと推定される。
ール皮膜のうち、リーリング部の上流側に位置する圧延
部表面に形成されたスケール皮膜は、穿孔圧延中に大き
な熱負荷を受け、温度上昇して溶融するので、その表面
粗さが小さくなる。これに対し、リーリング部表面に形
成されたスケール皮膜は、圧延部に比べて温度上昇が小
さく溶融しない。この結果、リーリング部表面に形成さ
れたスケール皮膜の表面粗さがそのままホローシェルの
内表面にプリントされるようになるためと推定される。
【００２５】また、プラグの表面に形成させたスケール
皮膜の厚さが薄ければ薄いほどホローシェルの内表面粗
さが小さくなる、換言すればスケール皮膜の厚さが厚け
れば厚いほどホローシェルの内表面粗さが粗くなるの
は、厚さの厚いスケール皮膜ほど、その表面粗さの最大
高さ（Ｒｙ）が大ききためであると推定される。
皮膜の厚さが薄ければ薄いほどホローシェルの内表面粗
さが小さくなる、換言すればスケール皮膜の厚さが厚け
れば厚いほどホローシェルの内表面粗さが粗くなるの
は、厚さの厚いスケール皮膜ほど、その表面粗さの最大
高さ（Ｒｙ）が大ききためであると推定される。
【００２６】また更に、プラグの表面に形成させたスケ
ール皮膜の厚さが薄ければ薄いほどプラグ寿命が短くな
る、換言すればスケール皮膜の厚さが厚ければ厚いほど
プラグ寿命が長くなるのは、厚さの厚いスケール皮膜ほ
ど、断熱性と潤滑性が高く、プラグ本体自体の熱変形と
摩耗損傷が抑制されるためであると推定される。
ール皮膜の厚さが薄ければ薄いほどプラグ寿命が短くな
る、換言すればスケール皮膜の厚さが厚ければ厚いほど
プラグ寿命が長くなるのは、厚さの厚いスケール皮膜ほ
ど、断熱性と潤滑性が高く、プラグ本体自体の熱変形と
摩耗損傷が抑制されるためであると推定される。
【００２７】以上の結果、プラグ寿命を低下させること
なく、しかも延伸圧延後の製品管の内表面に生じる被れ
疵の発生原因であるホローシェルＨの内表面粗さを小さ
くするには、プラグ全表面に均一厚さのスケール皮膜を
形成させるのではなく、リーリング部に形成させるスケ
ール皮膜厚さを圧延部のそれよりも薄くすればよいこと
を知見した。
なく、しかも延伸圧延後の製品管の内表面に生じる被れ
疵の発生原因であるホローシェルＨの内表面粗さを小さ
くするには、プラグ全表面に均一厚さのスケール皮膜を
形成させるのではなく、リーリング部に形成させるスケ
ール皮膜厚さを圧延部のそれよりも薄くすればよいこと
を知見した。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明のプラグと、このプラグを用いた継目無金属管の製造
方法について詳細に説明する。
明のプラグと、このプラグを用いた継目無金属管の製造
方法について詳細に説明する。
【００２９】図１は、本発明にかかわるプラグ３の一例
を示す縦断面で、全体形状として砲弾形状に成形されて
おり、その軸長方向に先端部の圧延部３ａと、中間部の
リーリング部３ｂと、終端部の逃げ部３ｃとで構成され
ている。
を示す縦断面で、全体形状として砲弾形状に成形されて
おり、その軸長方向に先端部の圧延部３ａと、中間部の
リーリング部３ｂと、終端部の逃げ部３ｃとで構成され
ている。
【００３０】そして、図示しない芯金に連結され後端面
３ｄを除く表面には、スケール皮膜Ｓが形成おり、リー
リング部３ｂのスケール皮膜Ｓの厚さＴ2 が圧延部３ａ
のスケール皮膜Ｓの厚さＴ1 よりも薄くされている。
３ｄを除く表面には、スケール皮膜Ｓが形成おり、リー
リング部３ｂのスケール皮膜Ｓの厚さＴ2 が圧延部３ａ
のスケール皮膜Ｓの厚さＴ1 よりも薄くされている。
【００３１】ここで、リーリング部３ｂのスケール皮膜
Ｓの厚さＴ2 は、圧延部３ａのスケール皮膜Ｓの厚さＴ
1 よりも薄ければよく、その厚さ比（Ｔ2 ／Ｔ1 ）に特
別な制約はない。これは、前述の図６および図７に示す
調査結果からもわかるように、ホローシェルＨの内面粗
さは、リーリング部３ｂの表面粗さによって異なり、し
かもリーリング部３ｂの表面に形成させたスケール皮膜
Ｓの厚さＴ2 が薄ければ薄いほど小さくなるためであ
る。
Ｓの厚さＴ2 は、圧延部３ａのスケール皮膜Ｓの厚さＴ
1 よりも薄ければよく、その厚さ比（Ｔ2 ／Ｔ1 ）に特
別な制約はない。これは、前述の図６および図７に示す
調査結果からもわかるように、ホローシェルＨの内面粗
さは、リーリング部３ｂの表面粗さによって異なり、し
かもリーリング部３ｂの表面に形成させたスケール皮膜
Ｓの厚さＴ2 が薄ければ薄いほど小さくなるためであ
る。
【００３２】また、上記の厚さＴ1 とＴ2 の具体値に特
別な制約はなく、厚さＴ1 については所望のプラグ寿命
が得られる厚さに、また厚さＴ2 については所望のホロ
ーシェルの内表面粗さが得られる厚さに、それぞれ定め
ればよい。
別な制約はなく、厚さＴ1 については所望のプラグ寿命
が得られる厚さに、また厚さＴ2 については所望のホロ
ーシェルの内表面粗さが得られる厚さに、それぞれ定め
ればよい。
【００３３】リーリング部３ｂのスケール皮膜Ｓの厚さ
Ｔ2 を圧延部３ａのスケール皮膜Ｓの厚さＴ1 よりも薄
くする方法は、どのような方法であってもよいが、例え
ばプラグ３の全表面に厚さＴ1 のスケール皮膜Ｓを形成
させた後、リーリング部３ｂと逃げ部３ｃ部のスケール
皮膜Ｓの表層部分を砥石などで研磨除去するなどして厚
さＴ2 に調整すればよい。
Ｔ2 を圧延部３ａのスケール皮膜Ｓの厚さＴ1 よりも薄
くする方法は、どのような方法であってもよいが、例え
ばプラグ３の全表面に厚さＴ1 のスケール皮膜Ｓを形成
させた後、リーリング部３ｂと逃げ部３ｃ部のスケール
皮膜Ｓの表層部分を砥石などで研磨除去するなどして厚
さＴ2 に調整すればよい。
【００３４】また、上記の砥石などによる研磨除去に代
えて、旋盤による切削除去加工、圧延部３ａの表面を保
護テープなどでマスキングした後にリーリング部３ｂに
ショットブラスト処理を施すなどして厚さ調整するよう
にしてもよい。
えて、旋盤による切削除去加工、圧延部３ａの表面を保
護テープなどでマスキングした後にリーリング部３ｂに
ショットブラスト処理を施すなどして厚さ調整するよう
にしてもよい。
【００３５】ただし、厚さ調整後のスケール皮膜Ｓの表
面粗さは、ショットブラスト処理や砥石などで研磨除去
して厚さを調整した場合、旋盤による切削除去加工によ
って調整した場合に比べて粗くなる傾向がある。従っ
て、その厚さ調整は旋盤による切削除去加工によって行
うのが最も好ましい。
面粗さは、ショットブラスト処理や砥石などで研磨除去
して厚さを調整した場合、旋盤による切削除去加工によ
って調整した場合に比べて粗くなる傾向がある。従っ
て、その厚さ調整は旋盤による切削除去加工によって行
うのが最も好ましい。
【００３６】上記のように構成された本発明のプラグ３
は、前述の図３に示すようなピアサーにセットして使用
される。この場合、プラグ３のリーリング部３ｂの表面
には、厚さがＴ2 で、圧延部３ａの表面に形成させた厚
さＴ1 よりも薄いスケール皮膜Ｓが形成してあるため
に、プラグ寿命の低下をきすことなく、内表面粗さ（最
大高さＲｙ）の小さい、すなわち凹凸の程度が抑制され
たホローシェルＨが得らる。この結果、このホローシェ
ルＨをエロンゲーターもしくはマンドレルミルやプラグ
ミルなどで延伸圧延しても、その内表面の凹凸が薄く押
し潰されて米粒状の被れ疵Ｋ（図５参照）になる部分が
少ないので、被れ疵Ｋの少ない製品管が得られ、その手
入れ除去工数の低減が図れる。
は、前述の図３に示すようなピアサーにセットして使用
される。この場合、プラグ３のリーリング部３ｂの表面
には、厚さがＴ2 で、圧延部３ａの表面に形成させた厚
さＴ1 よりも薄いスケール皮膜Ｓが形成してあるため
に、プラグ寿命の低下をきすことなく、内表面粗さ（最
大高さＲｙ）の小さい、すなわち凹凸の程度が抑制され
たホローシェルＨが得らる。この結果、このホローシェ
ルＨをエロンゲーターもしくはマンドレルミルやプラグ
ミルなどで延伸圧延しても、その内表面の凹凸が薄く押
し潰されて米粒状の被れ疵Ｋ（図５参照）になる部分が
少ないので、被れ疵Ｋの少ない製品管が得られ、その手
入れ除去工数の低減が図れる。
【００３７】
【実施例】表１に示す化学成分を有する２鋼種からな
り、鋳造後に旋盤を用いて図２に示す形状寸法に切削成
形した後、さらにその表面に表２に示す条件でショット
ブラスト処理を施した２種類のプラグを５個づつ準備し
た。
り、鋳造後に旋盤を用いて図２に示す形状寸法に切削成
形した後、さらにその表面に表２に示す条件でショット
ブラスト処理を施した２種類のプラグを５個づつ準備し
た。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【表２】
【００４０】次いで、上記２種類のプラグ１０個を水蒸
気濃度が１４体積％以上の酸化性雰囲気の加熱炉に挿入
し、１０５０℃に６時間均熱保持した後、５０℃／ｈｒ
の冷却速度で８００℃まで徐冷する熱処理を施し、その
全表面に、鋼種Ａのプラグについては厚さ３００μｍ、
鋼種Ｂのプラグについては厚さ２５０μｍのＦｅＯを主
体とするスケール皮膜を形成させた。
気濃度が１４体積％以上の酸化性雰囲気の加熱炉に挿入
し、１０５０℃に６時間均熱保持した後、５０℃／ｈｒ
の冷却速度で８００℃まで徐冷する熱処理を施し、その
全表面に、鋼種Ａのプラグについては厚さ３００μｍ、
鋼種Ｂのプラグについては厚さ２５０μｍのＦｅＯを主
体とするスケール皮膜を形成させた。
【００４１】また、スケール皮膜を形成させた各鋼種の
プラグのうち、それぞれ４個については、そのリーリン
グ部のスケール皮膜の厚さを、表３に示す４種類の厚さ
に調整した。この時、厚さ調整方法としては、旋盤によ
る切削除去加工法と、圧延部の表面を保護テープでマス
キングした後、リーリング部にショットブラスト処理を
施す方法とを用いた。なお、ショットブラスト処理は、
投射時間以外は上記表２に示す条件と同じにした。
プラグのうち、それぞれ４個については、そのリーリン
グ部のスケール皮膜の厚さを、表３に示す４種類の厚さ
に調整した。この時、厚さ調整方法としては、旋盤によ
る切削除去加工法と、圧延部の表面を保護テープでマス
キングした後、リーリング部にショットブラスト処理を
施す方法とを用いた。なお、ショットブラスト処理は、
投射時間以外は上記表２に示す条件と同じにした。
【００４２】
【表３】
【００４３】
【表４】
【００４４】
【表５】
【００４５】これら１０種類のプラグを、図３に示した
と同様構成のピアサーにセットし、ＳＵＳ３０４製の中
実丸ビッレトの穿孔圧延に供した。この時、ピアサーに
よる穿孔圧延条件と、これに引き続く延伸圧延と仕上げ
圧延スケジュールは、表４および表５に示す通りとし
た。
と同様構成のピアサーにセットし、ＳＵＳ３０４製の中
実丸ビッレトの穿孔圧延に供した。この時、ピアサーに
よる穿孔圧延条件と、これに引き続く延伸圧延と仕上げ
圧延スケジュールは、表４および表５に示す通りとし
た。
【００４６】そして、ピアサーでは、各プラグの先端部
が溶損するまでに穿孔圧延することができたビッレト本
数（パス回数）を調べ、そのプラグ寿命を調査した。ま
た、レデュサーによる仕上げ圧延後の製品管の軸長方向
の中央部から１ｍの試験片を切り出し採取し、その内表
面を目視観察し、米粒状の被れ疵Ｋの発生個数を調べ
た。これらの結果を、上記の表３に併記して示した。
が溶損するまでに穿孔圧延することができたビッレト本
数（パス回数）を調べ、そのプラグ寿命を調査した。ま
た、レデュサーによる仕上げ圧延後の製品管の軸長方向
の中央部から１ｍの試験片を切り出し採取し、その内表
面を目視観察し、米粒状の被れ疵Ｋの発生個数を調べ
た。これらの結果を、上記の表３に併記して示した。
【００４７】表３に示す結果から明らかなように、圧延
部とリーリング部のスケール皮膜厚さが同じである従来
のプラグを用いた場合、仕上げ圧延後の製品管の内表面
に、鋼種Ａのプラグ（試番１）では２４個、鋼種Ｂのプ
ラグ（試番６）では１１個、という多くの被れ疵が発生
した。
部とリーリング部のスケール皮膜厚さが同じである従来
のプラグを用いた場合、仕上げ圧延後の製品管の内表面
に、鋼種Ａのプラグ（試番１）では２４個、鋼種Ｂのプ
ラグ（試番６）では１１個、という多くの被れ疵が発生
した。
【００４８】これに対し、本発明のプラグを用いた場
合、鋼種Ａのプラグ（試番２〜５）では最大で約半分の
１３個、鋼種Ｂのプラグ（試番７〜１０）では最大で７
個、の被れ疵が発生していたにすぎなかった。また、そ
のプラグ寿命は、いずれの鋼種のプラグも従来のプラグ
と同じであった。
合、鋼種Ａのプラグ（試番２〜５）では最大で約半分の
１３個、鋼種Ｂのプラグ（試番７〜１０）では最大で７
個、の被れ疵が発生していたにすぎなかった。また、そ
のプラグ寿命は、いずれの鋼種のプラグも従来のプラグ
と同じであった。
【００４９】
【発明の効果】本発明によれば、プラグ自体の寿命を低
下させることなく、製品管の内表面に発生する被れ疵の
発生個数を大幅に少なくすることができる。その結果、
その手入れ除去工数の低減が図れ、製品管の製造コスト
上昇を防ぐことができるのみならず、高品質な製品管を
提供することができる。
下させることなく、製品管の内表面に発生する被れ疵の
発生個数を大幅に少なくすることができる。その結果、
その手入れ除去工数の低減が図れ、製品管の製造コスト
上昇を防ぐことができるのみならず、高品質な製品管を
提供することができる。
【図１】本発明にかかわるプラグの一例を示す縦断面図
である。
である。
【図２】実施例で用いたプラグの形状寸法を示す図であ
る。
る。
【図３】ピアサーの構成例を示す斜視図である。
【図４】製品管の内表面に発生する被れ疵の発生態様
と、その被れ疵の模式的断面を示す図である。
と、その被れ疵の模式的断面を示す図である。
【図５】製品管の内表面に発生する被れ疵の発生機構を
説明するための図である。
説明するための図である。
【図６】穿孔圧延に供した後のプラグのリーリング部の
表面粗さと、この時得られたホローシェルの内表面粗さ
との関係を示す図である。
表面粗さと、この時得られたホローシェルの内表面粗さ
との関係を示す図である。
【図７】プラグ表面に形成させたスケール皮膜の厚さ
と、この時に得られたホローシェルの内面粗さ、および
プラグ寿命との関係を示す図である。
と、この時に得られたホローシェルの内面粗さ、および
プラグ寿命との関係を示す図である。
１ ：主ロール、 ２ ：ディスクロール、 ３ ：プラグ、 ３ａ：圧延部、 ３ｂ：リーリング部、 ３ｃ：逃げ部、 ３ｄ：後端面、 ４ ：丸ビッレト ５ ：芯金、 ３０：プラグ、 Ｋ ：被れ疵、 Ｈ ：ホローシェル、 Ｐ ：製品管、 Ｍ ：マンドレルバー、 Ｓ ：スケール皮膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−276909（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−74848（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B21B 25/00
Claims (2)
- 【請求項１】表面にスケール皮膜を有する砲弾形状をし
た継目無金属管の穿孔圧延用プラグであって、リーリン
グ部のスケール皮膜厚さが圧延部のスケール皮膜厚さよ
りも薄いことを特徴とする継目無金属管の穿孔圧延用プ
ラグ。 - 【請求項２】傾斜ロール式の穿孔圧延機に対して請求項
１に記載の穿孔圧延用プラグをセットし、所定の温度に
加熱された中実丸ビッレトをホローシェルに穿孔圧延す
ることを特徴とする継目無金属管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05314997A JP3228169B2 (ja) | 1997-03-07 | 1997-03-07 | 継目無金属管の穿孔圧延用プラグおよびこのプラグを用いた継目無金属管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05314997A JP3228169B2 (ja) | 1997-03-07 | 1997-03-07 | 継目無金属管の穿孔圧延用プラグおよびこのプラグを用いた継目無金属管の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10249412A JPH10249412A (ja) | 1998-09-22 |
| JP3228169B2 true JP3228169B2 (ja) | 2001-11-12 |
Family
ID=12934785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05314997A Expired - Fee Related JP3228169B2 (ja) | 1997-03-07 | 1997-03-07 | 継目無金属管の穿孔圧延用プラグおよびこのプラグを用いた継目無金属管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3228169B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103240274A (zh) * | 2013-05-10 | 2013-08-14 | 攀钢集团成都钢钒有限公司 | 穿孔机顶头装置、穿孔机以及无缝钢管生产方法 |
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| JP4462265B2 (ja) | 2004-03-11 | 2010-05-12 | 住友金属工業株式会社 | 継目無管の穿孔圧延用プラグ、継目無管の製造装置およびこれらを用いた継目無管の製造方法 |
| CN101646505B (zh) * | 2007-02-05 | 2013-05-22 | 新日铁住金株式会社 | 金属原材的穿孔轧制所使用的顶头的制造方法，金属管的制造方法和金属原材的穿孔轧制所使用的顶头 |
| MX2010004438A (es) * | 2007-11-01 | 2010-05-05 | Sumitomo Metal Ind | Punzon de perforacion y laminacion para uso reciclado en un tren de perforacion y laminacion a ser empleado en la perforacion y laminacion de tubos de acero sin costura, procedimiento y linea de equipos para regenerar dicho punzon. |
| WO2009119245A1 (ja) | 2008-03-27 | 2009-10-01 | 住友金属工業株式会社 | 継目無管の製造方法 |
| JP5169982B2 (ja) * | 2009-03-03 | 2013-03-27 | 新日鐵住金株式会社 | プラグ、穿孔圧延機、およびそれを用いた継目無管の製造方法 |
| CN102534604B (zh) * | 2012-02-09 | 2014-04-09 | 常州大学 | 一种提高无缝钢管穿孔顶头使用寿命的方法 |
| MX351407B (es) * | 2012-04-24 | 2017-10-12 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | Punzón usado en máquina perforadora. |
| CN106148970A (zh) * | 2015-04-16 | 2016-11-23 | 宁波金特信钢铁科技有限公司 | 一种无缝钢管穿孔顶头表面渗层工艺 |
| CN105798063A (zh) * | 2016-06-03 | 2016-07-27 | 江苏南山冶金机械制造有限公司 | 一种穿孔顶头 |
-
1997
- 1997-03-07 JP JP05314997A patent/JP3228169B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH10249412A (ja) | 1998-09-22 |
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