JPH01245903A

JPH01245903A - 熱間圧延クラッド鋼製造用素材

Info

Publication number: JPH01245903A
Application number: JP7071088A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Akiyama; 雅義秋山; Yoshimi Yamadera; 芳美山寺; Minoru Ishii; 稔石井
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1988-03-24
Filing date: 1988-03-24
Publication date: 1989-10-02
Also published as: JPH0468042B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、熱間圧延または押出しく以下熱間圧延と総称
する）によりクラッド材を製造する際の素材に関する。

〔従来の技術〕

従来、長尺の継目無二重管の製造方法としては、プラグ
ミル圧延法、アラセルミル圧延法、熱間押出し法による
製造方法がある。これらの方法はいずれも合わせ面を密
着させるために、素材の組立て時において外層素材の内
径よりも内層素材の外径を大きくし、圧入するか、又は
画素材の合わせ面間に間隙を設けて嵌め合わせる方法を
とっている。この合わせ面は、熱間製管前の加熱時およ
び製管時における酸化を防止するために両端を溶接シー
ルし、さらに合わせ面に存在する空気を抜くあるいはア
ルゴンパージを実施するなどの処理を行なっている。

具体的には、特開昭５７−１８１７２０号、同５９−１
７９２１２号公報のものが知られている。

他方、この種の二重管は、異種の材質のものをクラッド
させることによって、内外において所要の特性を発揮せ
んとするものである。したがって、内外層素材には線膨
張率の相異が常につきまとう。

かかる条件の下で、内外層素材をその端部においてシー
ル溶接すると、素材を加熱したとき、線膨張車の差によ
ってそのシール溶接部が破断し、合わせ面が酸化され、
製管後、強固に画素材が冶金的に接合されない事態を招
く。

そこで、特公昭５７−１５４号公報においては、母材（
外層素材）の内面に周方向の溝を形成し、この溝におい
て、膨張を吸収することで、接合を強化する技術（以下
先行法という）を開示している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記先行法では、溝加工を必要とするため、こ
れに要する手間および時間が多大である。

また、溝の位置や深さを製品ごと定めなければならない
し、さらに内外材質の線膨張率の差が大きい場合には、
単に溝では膨張を十分に吸収できないこともある。

そこで、本発明の主たる目的は、前加工が先行法に比較
して簡易であり、しかも線膨張率の差異が大きくとも常
に母材と合材との隙間を気密化でき、もって所要の内外
画素材の接合強度を得ることができる素材を提供するこ
とにある。

他の目的は、本発明に係る熱間圧延クラッド鋼製造用素
材が搬送中などにおいて外力を受けたとしても、金属キ
ャップの破損を防止できる素材を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題は、筒状の母材内に合材を遊嵌し、その長手方
向両端は母材と合材とをその隙間を封じてシール溶接接
合してなり、その少くとも一方端は隙間に可撓性金属キ
ャップを被せてその周囲をシール溶接接合しであること
で解決できる。

また、上記素材の少くとも一方端において母材および合
材の少くとも一方に可撓性金属キャップより突出長が長
く剛性のある保護材を接合したものが、可撓性金属キャ
ップを保護する上で好ましい。

〔作　用〕

本発明では母材と合材との隙間がその両端においてシー
ル溶接接合されているから、熱間圧延前における脱気等
の酸化防止処理とを併用することで、熱間圧延に伴う酸
化を防止でき、両者の界面が強固に接合されたクラッド
鋼材を得ることができる。

また、母材と合材との線膨張率の相異に伴って、素材の
圧延前の加熱による母材と合材の膨張量が異ったとして
も、金属キャップが可撓性であるため、変形するので、
金属キャップが設けられる端部での隙間のシール性が損
われることがない。また、金属キャップは、手溶接など
によって容易に固定できる。したがって、先行法のよう
に、溝加工を行うことと比較して、簡便である。さらに
、上記金属キャップの変形には自由度が大きいので、採
用する母材および合材の材質が変わる度に、専用の金属
キャップを用意する必要がなく、汎用的である。また、
金属キャップの変形自由度が大きいことは、気密を確実
に保証する上で好適である。

他方、本発明に従って、金属キャップを素材の少くとも
一方端に設けると、その素材の搬送中において、金属キ
ャップがブツシャ−や後続の素材と接触したとき破損し
気密が損われることがある。

そこで、金属キャップを設けた素材端に併せて保護材を
設けると、外力が併用したとしても、その保護材が外力
を受けるので、金属キャップの破損を防止できる。

〔発明の具体的構成〕

以下本発明を図面に示す具体的に沿いながらさらに詳説
する。なお、以下の説明においては、二重管のものを代
表的に示すが、第４図に示すように、三重管のものや、
それ以上の多重管、あるいは母材に内挿される合材が管
でなく第５図のように中実の棒であってもよい。また、
得られる素材をビレットとも呼ぶこととする。

゛第１図は２重管ビレットの例で、外管を構成する母材
１に内管を構成する合材２が隙間Ｇをもって挿嵌されて
おり、その一端（左端）の隙間Ｇ部分は予め７字状に開
先加工された後、シール溶接３されている。他端におい
ては、リング状の可撓性薄肉金属キャップ４が、隙間Ｇ
を覆うべく母材１と合材２とに跨って設けられ、その金
属キャップ４の外周縁および内周縁がシール溶接５Ａ。

５Ｂされている。また、第１図の例では、押出し製管法
によるビレットであるため、先端の外周縁にアールが形
成されている。

他方、上記隙間Ｇは減圧もしくは真空に保持する必要が
あるので、第７図のように、好ましくは、金属キャップ
４の一部に脱気栓６を形成しておき、その口元に栓体７
を設けておくのがよい。

かかるビレットは、次のように製造される。すなわち、
まず母材１および合材２を形成するとともに、脱気栓６
付の金属キャップ４も製作しておく。その後、母材１お
よび合材２の先端の合わせ面部分に開先加工を行う。次
いで、母材１内に合材２を挿嵌し、先端をシール溶接３
するとともに、金属キャンプを後端に配置し、シール溶
接５Ａ。

５Ｂを行う。その後、脱気栓６を介して真空ポンプ（図
示せず）により脱気したならば、その口元６を栓体７に
より閉塞する。この場合、栓体７の使用に代えて、脱気
栓６の長さ方向中央部を潰したり、溶接により一体化す
ることにより封止することもできる。かかる作業が終了
したビレットは、加熱後、熱間製管することによってク
ラッド管を製造できる。

製管は、押出し法のほか、穿孔圧延等であってもよ（、
その場合、ビレットの先端にはアール加工を施さない。

上記ビレットの加熱によって、母材１と合材２との線膨
張率の相異に伴って、第２図または第３図のように、長
さの相異や径の相異を生じると、金属キャップ４は、各
図のように追従変形し、気密状態を維持する。

第４図は母材１に対して第１合材２Ａおよび第２合材２
Ｂを同軸的に内挿して３重合せビレットとしたもので、
この場合、隙間Ｇ、、ａｘを共通的に覆うべく母材１と
第２合材２Ｂとに跨ってキャップ４が設けられる。また
、金属キャップとして大径および小径の２つのものを用
意し、それぞれを、母材１と第１合材２Ａとに、ならび
に第１合材２Ａと第２合材２Ｂとに跨らせて、隙間Ｇｌ
および隙間Ｇ２を封止するようにすることも本発明の要
旨内である。

第５図は押出し法によるクラッド棒および穿孔圧延法に
よるクラッド管の製造に用いられる合材２′が中実の棒
材である例である。この場合、第１図例のように、リン
グ状の金属キャップを用いてもよいが、押出し法による
クラッド管の製造の場合のように、ビレットの中空部に
押出しに先立ちマンドレルを挿入するものではないので
、円盤状金属キャップ４′としである。

金属キャップの縦断面形状は、第６図（ａ）　（ｂ）　
（Ｃ１のように適宜の形状を採り得る。金属キャンプは
一般に薄鋼板を打抜きおよびプレス加工したものが用い
られるが、他の材質のものであってもよい。

肉厚は２〜９Ｈ程度が変形性および破断防止性の点が好
ましい。

他方、上記金属キャップ付ビレットが搬送中などにおい
て、後端をブツシャ−で押されるなどして、金属キャッ
プが破断し、気密が損われる虞れがある。

そこで、第８図〜第１３図のように、金属キャップ４．
４０の突出長より長い剛性の保護林１０をビレットに対
して接合するのが望ましい。第８図〜第１０図例は、炭
素鋼材等からなるリング状保護材１０を母材１に対して
接合したもので、第１１図〜第１３図は合材２に対して
接合した例である。保護材１０は、母材ｌの外面端部、
合材２の内面端部、あるいは母材１および合材２の肉厚
中央部など適宜でよい。さらに、金属キャップ４゜４〇
一方の周縁は、保護材ｌＯにシール溶接してもよ（、こ
の例も本発明の具体例となる。また、上記各偶の保護林
１０は単一リング状のものであるが、複数重リングであ
ってもよいし、適宜の位置に複数棒状突起を接合したも
のであってもよい。

ところで、上記の全ての例は、−万端は開先加工部にシ
ール溶接部３を有するものであるが、第１４図のように
、両端を金属キャップ４．４により隙間Ｇの封止をする
ようにしてもよい。

〔実施例〕

次に実施例を示し本発明の効果を明らかにする。

（実施例１）第１図に示す長さ１１０（ｈｍのビレットを１０本製作
した。

外管の材質は炭素鋼で、外径２８８鶴φ×内径１５４ｍ
ｍφの寸法である。内径は５ＵＳ３１６で、寸法は外径
１５３鶴φ×内径１０５　ａｍφである。

また、リング状の金属キャップは、外管と同材質のもの
を５個、内管と同材質のものを５個用意し、その寸法は
、全て、リング幅３０鰭、高さ１０ｎ＋。

肉厚３ｆｌとした。溶接は両端とも手溶接にて行い、１
０−５Ｔｏｒｒまで脱気栓を通して真空引きを行った。

かかるビレットを１２００℃まで加熱後、外径１２５龍
φ×内径９５鶴φのクラッド管を熱管押出しによって得
た。得られた、合計１０本とも、強固な冶金的接合をも
ったものであった。

（比較例）真空引きを行わないほかは実施例１と同様の条件にて、
別に用意した１本のビレットを製管した。

結果は、全長にわたり、酸化膜起因の剥離がみられた。

（実施例２）実施例１のビレットに対して、第８図の構造で、外径２
８８＋ｎφ×内径２００鶴φ×突起高５０鶴のリング状
の保護材を接合したものを、実製造ラインに供したとこ
ろ、搬送中などにおいて金属キャップの破損は−切みら
れなかった。

〔発明の効果〕以上の通り、本発明によれば、素材の気密封止加工がき
わめて簡便となるとともに、加熱に伴う変形があっても
、常に気密を保持できる。また、保護材を有することで
、金属キャップの破損を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一例を示す縦断面図、第２図および第
３図はその加熱後の変形状態例を示す縦断面図、第４図
および第５図は他のビレット例の縦断面図、第６図（ａ
）　（ｂｌ　（Ｃ）は金属キャップ例の縦断面図、第７
図は封止栓付金属キャップを示すもので、（８１図は縦
断面図、（ｂｌ図は右側面図、第８図〜第１３図は保護
材が接合されたビレット例の縦断面図、第１４図は両端
に金属キャップを有するビレットの縦断面図である。１・・・母材、２．２Ａ、２Ｂ・・・合材、３・・・シ
ール溶接部、４．４’、４０・・・金属キャップ、５Ａ
。５Ｂ・・・シール溶接部、１０・・・保護材、Ｇ、　Ｇ
、　。Ｇ２・・・隙間］第１図第２図第３図第４図第５図第６図（α）（ｂ）（Ｃ）第７図（α）（ｂ）第８図第９図第１０図第１１図第１２図第１３図第１４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）筒状の母材内に合材を遊嵌し、その長手方向両端
は母材と合材とをその隙間を封じてシール溶接接合して
なり、その少くとも一方端は隙間に可撓性金属キャップ
を被せてその周囲をシール溶接接合してあることを特徴
とする熱間圧延クラッド鋼製造用素材。
（２）前記少くとも一方端において母材および合材の少
くとも一方に可撓性金属キャップより突出長が長く剛性
のある保護材を接合した請求項１記載の熱間圧延クラッ
ド鋼製造用素材。