JPH02255204A - 鋼管製造用穿孔及び圧延用プラグ - Google Patents
鋼管製造用穿孔及び圧延用プラグInfo
- Publication number
- JPH02255204A JPH02255204A JP7899289A JP7899289A JPH02255204A JP H02255204 A JPH02255204 A JP H02255204A JP 7899289 A JP7899289 A JP 7899289A JP 7899289 A JP7899289 A JP 7899289A JP H02255204 A JPH02255204 A JP H02255204A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plug
- steel
- rolling
- steel pipe
- drilling
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
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。
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）
この発明は継目無鋼管の製造に用いられる穿孔及び圧延
用プラグ、とくに高合金鋼鋼管を製造する場合に耐久性
を存し、かつ内面性状のすぐれた鋼管を製造できる鋼管
製造用穿孔及び圧延用プラグに関する。
用プラグ、とくに高合金鋼鋼管を製造する場合に耐久性
を存し、かつ内面性状のすぐれた鋼管を製造できる鋼管
製造用穿孔及び圧延用プラグに関する。
（従来の技術）
継目無鋼管の製造方法のひとつに、マンネスマン穿孔機
により素管を製造し、この素管を傾斜圧延機で延伸圧延
する方法がある。
により素管を製造し、この素管を傾斜圧延機で延伸圧延
する方法がある。
マンネスマン穿孔機は第１図に示すように、互いに反対
方向に傾斜して配置されて同一方向に回転するロール１
ａとｌｂ、このロールの後方に配置されたマンドレル２
、及びそれに支持されたプラグ３から構成されている。
方向に傾斜して配置されて同一方向に回転するロール１
ａとｌｂ、このロールの後方に配置されたマンドレル２
、及びそれに支持されたプラグ３から構成されている。
この穿孔機により素管を製造するには、ビレット４をロ
ールｌａと１ｂの間に送り込む、ビレット４はロールに
より回転鍛造されてその中心部に割れが形成されると共
に後方のプラグ３に押し込まれて素管５となる。このあ
と素管５は傾斜圧延機（穿孔機と同じ構造を有す）によ
り延伸圧延されて継目無鋼管になる。
ールｌａと１ｂの間に送り込む、ビレット４はロールに
より回転鍛造されてその中心部に割れが形成されると共
に後方のプラグ３に押し込まれて素管５となる。このあ
と素管５は傾斜圧延機（穿孔機と同じ構造を有す）によ
り延伸圧延されて継目無鋼管になる。
ところで鋼管穿孔機および傾斜圧延機用のプラグとして
、従来はプラグ表面に酸化スケールを形成させた３ Ｃ
ｒ −Ｉ Ｎ！ｔｌｔｉ製プラグが多く用いられてきた
。鋼管材料が炭素鋼の場合にはこのプラグでも２００バ
ス以上の使用に耐える。しかし鋼管材料が高合金化する
につれてその寿命は著しく短くなる。たとえば１３ Ｃ
ｒｉｍｌのビレットを穿孔する場合には３〜４パス程度
で、１８Ｃｒ−８Ｎｉ鋼のときにはわずか１パスでプラ
グ先端部や胴体部に溶損（えぐれ）が生じて使用できな
くなる。
、従来はプラグ表面に酸化スケールを形成させた３ Ｃ
ｒ −Ｉ Ｎ！ｔｌｔｉ製プラグが多く用いられてきた
。鋼管材料が炭素鋼の場合にはこのプラグでも２００バ
ス以上の使用に耐える。しかし鋼管材料が高合金化する
につれてその寿命は著しく短くなる。たとえば１３ Ｃ
ｒｉｍｌのビレットを穿孔する場合には３〜４パス程度
で、１８Ｃｒ−８Ｎｉ鋼のときにはわずか１パスでプラ
グ先端部や胴体部に溶損（えぐれ）が生じて使用できな
くなる。
そこで高合金鋼鋼管用プラグとして、３Ｃｒ−ＩＮｉ系
鋳鋼にＭｏなどの合金元素を含有させて高温強度を高め
たプラグが提案された（特開昭５５−１１０７６２号公
報）。しかしこのプラグでも上記問題は完全に解決され
ていない。
鋳鋼にＭｏなどの合金元素を含有させて高温強度を高め
たプラグが提案された（特開昭５５−１１０７６２号公
報）。しかしこのプラグでも上記問題は完全に解決され
ていない。
（発明が解決しようとする課題）
この発明の目的は、継目無鋼管、とくに高合金鋼の継目
無鋼管を製造する場合に生じるプラグ溶損の問題を解決
し、その寿命を大幅に延長できる継目無鋼管製造用の穿
孔及び圧延用プラグを提供することにある。
無鋼管を製造する場合に生じるプラグ溶損の問題を解決
し、その寿命を大幅に延長できる継目無鋼管製造用の穿
孔及び圧延用プラグを提供することにある。
（課題を解決するための手段）
本発明者は、高合金鋼継目無鋼管の製造に用いられるプ
ラグの寿命延長について種々検討を重ねるうち、高合金
鋼材料を穿孔及び圧延する際にプラグ溶損（えぐれ）を
起こすのは管素材の変形抵抗が高いことにもよるが、そ
のとき発生するｗＳ熱が大きな原因を占めているのでは
ないかとの考えをいだき、以下に述べる摩擦試験を行っ
た。
ラグの寿命延長について種々検討を重ねるうち、高合金
鋼材料を穿孔及び圧延する際にプラグ溶損（えぐれ）を
起こすのは管素材の変形抵抗が高いことにもよるが、そ
のとき発生するｗＳ熱が大きな原因を占めているのでは
ないかとの考えをいだき、以下に述べる摩擦試験を行っ
た。
すなわち、９５０°Ｃに３時間加熱して表面にスケール
被膜を形成させたプラグ材試験片（ｌｈｍ角、２０ＩＩ
ＩＩＩ厚さの３Ｃｒ−ＩＮ＋鋼材）を、高周波誘導加熱
により１，２００°Ｃに加熱保持されて５０ｒｐｍで回
転する外径１００ｍ−の円筒状鋼管材試験片（炭素鋼、
１３Ｃｒ鋼、１８Ｃｒ−８Ｎｉ鋼の３種類）の外周面に
５０Ｋｇｆ／ａｍ”の力で押しつけ、そのときの摩擦係
数を調べた。その結果、鋼管材料が炭素鋼のときの摩擦
係数・は０．１以下であるが、１３Ｃｒ鋼や１８ Ｃｒ
−８Ｎｉｌ１４のような高合金鋼材の場合にはその摩
擦係数は０．５〜０．６と極めて高いことをつきとめた
。
被膜を形成させたプラグ材試験片（ｌｈｍ角、２０ＩＩ
ＩＩＩ厚さの３Ｃｒ−ＩＮ＋鋼材）を、高周波誘導加熱
により１，２００°Ｃに加熱保持されて５０ｒｐｍで回
転する外径１００ｍ−の円筒状鋼管材試験片（炭素鋼、
１３Ｃｒ鋼、１８Ｃｒ−８Ｎｉ鋼の３種類）の外周面に
５０Ｋｇｆ／ａｍ”の力で押しつけ、そのときの摩擦係
数を調べた。その結果、鋼管材料が炭素鋼のときの摩擦
係数・は０．１以下であるが、１３Ｃｒ鋼や１８ Ｃｒ
−８Ｎｉｌ１４のような高合金鋼材の場合にはその摩
擦係数は０．５〜０．６と極めて高いことをつきとめた
。
炭素鋼に較べて１３ ＣｒｔＲや１８Ｃｒ ８ Ｎ１
ｊｉｌの摩擦係数が著しく高いのは、これらの鋼は変形
抵抗が高いうえにスケールがつき難く、摩擦時にプラグ
材のスケール被膜が容易に剥離して金属同士が直接接触
するためであると考えられる。
ｊｉｌの摩擦係数が著しく高いのは、これらの鋼は変形
抵抗が高いうえにスケールがつき難く、摩擦時にプラグ
材のスケール被膜が容易に剥離して金属同士が直接接触
するためであると考えられる。
そこで摩擦係数を低下させるための手段を更に検討した
結果、従来のプラグ材料に新たな合金元素を含有させる
のが最も適切であろうと判断し、プラグ材料である３Ｃ
ｒ−ＩＮｉ綱に種々の合金元素を含有させた。そしてそ
れらのプラグを用いて摩擦試験を行った。その結果、プ
ラグ材料に含有させる合金元素としてはＮｂが最も適し
ており、その含有量は第２図に示すように２％を越え８
重量％までの範囲がよいということを知った。
結果、従来のプラグ材料に新たな合金元素を含有させる
のが最も適切であろうと判断し、プラグ材料である３Ｃ
ｒ−ＩＮｉ綱に種々の合金元素を含有させた。そしてそ
れらのプラグを用いて摩擦試験を行った。その結果、プ
ラグ材料に含有させる合金元素としてはＮｂが最も適し
ており、その含有量は第２図に示すように２％を越え８
重量％までの範囲がよいということを知った。
この発明は上記の知見にもとづいてなされたものであり
、その要旨はつぎのとおりである。
、その要旨はつぎのとおりである。
重量％で、 Ｃ：０．１〜０．５％
Ｓｉ：０．２〜２．０％
Ｍｎ： ０．２〜２．０％
Ｃｒ： １．０〜６．０％
Ｎｉ：１．０〜６．０％
Ｎｂ： ２．０を越え８．０％以下
を含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、表面
にスケール被膜が形成されている鋼管製造用穿孔および
圧延用プラグ、である。
にスケール被膜が形成されている鋼管製造用穿孔および
圧延用プラグ、である。
（作用）
まず本発明のプラグの化学成分を限定する理由を説明す
る。
る。
Ｃ：Ｃが０．１％未満では強度が不足し、０．５％を越
えると靭性が低下して熱亀裂が発生するので、その範囲
は０．１〜０．５％とする。
えると靭性が低下して熱亀裂が発生するので、その範囲
は０．１〜０．５％とする。
Ｓｉ：Ｓｉは脱酸調整と鋳造性をよくするために０．２
％以上にする必要がある。しかし２．０％を越えると靭
性を損なうため、０．２〜２．０％の範囲にする。
％以上にする必要がある。しかし２．０％を越えると靭
性を損なうため、０．２〜２．０％の範囲にする。
Ｍｎ：Ｍｎは脱酸剤としてまた熱間加工性を向上させる
ために０．２％以上含有させる必要があるが、２．０％
を越えて含有させてもその効果は変わらないので、０．
２〜２．０％とする。
ために０．２％以上含有させる必要があるが、２．０％
を越えて含有させてもその効果は変わらないので、０．
２〜２．０％とする。
Ｃｒ：Ｃｒは高温強度を高め、かつ密着性のよいスケー
ル層を形成させるためには１．０％以上にする必要があ
る。しかし６．０％を越えると逆にスケールの密着性が
悪くなるので、１．０〜６．０％の範囲にする。
ル層を形成させるためには１．０％以上にする必要があ
る。しかし６．０％を越えると逆にスケールの密着性が
悪くなるので、１．０〜６．０％の範囲にする。
Ｎｉ： Ｎｉは靭性の向上と密着性をよくするために１
．０％以上含有させるが、６．０％を越えて含有させて
もその効果は変化しないので１，０〜６．０％の範囲に
する。
．０％以上含有させるが、６．０％を越えて含有させて
もその効果は変化しないので１，０〜６．０％の範囲に
する。
Ｎｂ：Ｎｂは本発明のプラグを構成する重要な元素であ
り、高温強度を高める効果があるうえ母材とスケール間
の粒界酸化を助長してスケールの耐剥離性を高める。さ
らにスケール層中に存在して穿孔時に高温管材と接触す
る際に、Ｆｅ酸化物との間で比較的低融点の共晶化合物
を形成して摩擦係数を下げる働きをする。第２図に示す
ようにその含有量が２．０％以下ではその効果が少ない
、−方、８．０％を越えて含有させるとかえって靭性を
低下させるので、その範囲は０．２％を越え８．０％以
下にする。
り、高温強度を高める効果があるうえ母材とスケール間
の粒界酸化を助長してスケールの耐剥離性を高める。さ
らにスケール層中に存在して穿孔時に高温管材と接触す
る際に、Ｆｅ酸化物との間で比較的低融点の共晶化合物
を形成して摩擦係数を下げる働きをする。第２図に示す
ようにその含有量が２．０％以下ではその効果が少ない
、−方、８．０％を越えて含有させるとかえって靭性を
低下させるので、その範囲は０．２％を越え８．０％以
下にする。
また本発明のプラグに形成するスケール層の厚さは３０
〜２００μ論が好ましい、３０μ論未満では摩擦係数を
下げる効果が少なく、２００μｍ越えるとスケールの密
着性がかえって低下するからである。なおプラグ表面に
スケールを形成させる方法はとくに限定しないが、たと
えば酸化雰囲気中で８００〜１．２００℃程度の温度に
加熱保持することによって比較的簡単に形成させること
ができる。
〜２００μ論が好ましい、３０μ論未満では摩擦係数を
下げる効果が少なく、２００μｍ越えるとスケールの密
着性がかえって低下するからである。なおプラグ表面に
スケールを形成させる方法はとくに限定しないが、たと
えば酸化雰囲気中で８００〜１．２００℃程度の温度に
加熱保持することによって比較的簡単に形成させること
ができる。
（実施例）
以下、実施例にもとづいて説明する。第１表に示す化学
成分を有し、熱処理（９５０°Ｃで３時間保持）によっ
て表面に厚さ約１００μ曽のスケールを形成させた直径
５０ｍ■のプラグを用い、１８Ｃｒ−８Ｎｉ綱の丸ビレ
ット（直径６０■―）を穿孔して外径６２Ｉ１ｍｌ、内
径５３ｍ５＋、長さ１．２ｍの素管を製造した。
成分を有し、熱処理（９５０°Ｃで３時間保持）によっ
て表面に厚さ約１００μ曽のスケールを形成させた直径
５０ｍ■のプラグを用い、１８Ｃｒ−８Ｎｉ綱の丸ビレ
ット（直径６０■―）を穿孔して外径６２Ｉ１ｍｌ、内
径５３ｍ５＋、長さ１．２ｍの素管を製造した。
そしてプラグに溶損またはクラックが生じて使用できな
くなるまでの穿孔本数を調べた。また本発明のプラグ（
第１表の本発明例１〜９）の性能を明確にするために、
本発明が規定する範囲から外れた成分のプラグ（同表の
比較例１０〜１５）、及びＮｂを全く含まないプラグ（
同表の従来例１６）により上記と同じ成分のビレットを
穿孔して素管を製造してその寿命を調べた。
くなるまでの穿孔本数を調べた。また本発明のプラグ（
第１表の本発明例１〜９）の性能を明確にするために、
本発明が規定する範囲から外れた成分のプラグ（同表の
比較例１０〜１５）、及びＮｂを全く含まないプラグ（
同表の従来例１６）により上記と同じ成分のビレットを
穿孔して素管を製造してその寿命を調べた。
その結果を第１表のプラグ寿命の欄に示す、これから明
らかなように、本発明のプラグを使用した場合には少な
くとも３本のビレットを穿孔できた。これに対し、比較
例および従来例のプラグではわずか１本の穿孔でその寿
命が尽きた。
らかなように、本発明のプラグを使用した場合には少な
くとも３本のビレットを穿孔できた。これに対し、比較
例および従来例のプラグではわずか１本の穿孔でその寿
命が尽きた。
この実施例は１８Ｃｒ−８Ｎｉ鋼を穿孔する場合を述べ
たが、それより合金元素含有量のすくない９Ｃｒ鋼や１
３Ｃｒ鋼、或いは炭素鋼などの場合にはその寿命は一層
長くなる。また本発明のプラグは穿孔用以外にも圧延用
などにも使用できることはいうまでもない。
たが、それより合金元素含有量のすくない９Ｃｒ鋼や１
３Ｃｒ鋼、或いは炭素鋼などの場合にはその寿命は一層
長くなる。また本発明のプラグは穿孔用以外にも圧延用
などにも使用できることはいうまでもない。
（以下、余白）
第１表
（以下、余白）
（発明の効果）
以上に説明したように、本発明のプラグはすぐれた耐久
性と潤滑性を有する。したがって高合金鋼鋼管材の穿孔
および圧延に使用しても寿命が長く、生産性を著しく向
上させることができる。そして潤滑性がよいために製品
鋼管の内面性状もきわめて良好である。
性と潤滑性を有する。したがって高合金鋼鋼管材の穿孔
および圧延に使用しても寿命が長く、生産性を著しく向
上させることができる。そして潤滑性がよいために製品
鋼管の内面性状もきわめて良好である。
第１図は、マンネスマン穿孔機によりビレットを穿孔す
る状態を示す図、 第２図は、プラグのＮｂ含有量と摩擦係数との関係を示
す図、 である。 １ａおよびｌｂはロール、２はマンドレル、３はプラグ
、４はビレット、５は素管。
る状態を示す図、 第２図は、プラグのＮｂ含有量と摩擦係数との関係を示
す図、 である。 １ａおよびｌｂはロール、２はマンドレル、３はプラグ
、４はビレット、５は素管。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 重量％で、Ｃ：０．１〜０．５％ Ｓｉ：０．２〜２．０％ Ｍｎ：０．２〜２．０％ Ｃｒ：１．０〜６．０％ Ｎｉ：１．０〜６．０％ Ｎｂ：２．０を越え８．０％以下 を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、表
面に酸化スケール被膜が形成されていることを特徴とす
る鋼管製造用穿孔および圧延用プラグ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7899289A JPH02255204A (ja) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | 鋼管製造用穿孔及び圧延用プラグ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7899289A JPH02255204A (ja) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | 鋼管製造用穿孔及び圧延用プラグ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02255204A true JPH02255204A (ja) | 1990-10-16 |
Family
ID=13677394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7899289A Pending JPH02255204A (ja) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | 鋼管製造用穿孔及び圧延用プラグ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02255204A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2008731A4 (en) * | 2006-03-28 | 2012-10-03 | Sumitomo Metal Ind | BRUSH FOR THE ROLLING OF HIGH-ALLOY MATERIAL, METHOD FOR SURFACE TREATMENT OF THE THORN BAR, METHOD FOR THE PRODUCTION OF THE BRUSH BAR AND METHOD FOR OPERATING THE APPARATUS FOR THE PRODUCTION OF SEAMLESS STEEL PIPES |
-
1989
- 1989-03-29 JP JP7899289A patent/JPH02255204A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2008731A4 (en) * | 2006-03-28 | 2012-10-03 | Sumitomo Metal Ind | BRUSH FOR THE ROLLING OF HIGH-ALLOY MATERIAL, METHOD FOR SURFACE TREATMENT OF THE THORN BAR, METHOD FOR THE PRODUCTION OF THE BRUSH BAR AND METHOD FOR OPERATING THE APPARATUS FOR THE PRODUCTION OF SEAMLESS STEEL PIPES |
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