JPH08206708A - 傾斜圧延用プラグ及びその製造方法 - Google Patents

傾斜圧延用プラグ及びその製造方法

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JPH08206708A
JPH08206708A JP3292095A JP3292095A JPH08206708A JP H08206708 A JPH08206708 A JP H08206708A JP 3292095 A JP3292095 A JP 3292095A JP 3292095 A JP3292095 A JP 3292095A JP H08206708 A JPH08206708 A JP H08206708A
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JP3292095A
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Taro Kanayama
太郎 金山
Akira Yorifuji
章 依藤
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高合金鋼圧延の如くの厳しい条件下で用いら
れる継目無鋼管圧延用プラグ等の熱間加工用工具の寿命
を簡易に延長させること。 【構成】 表面に酸化スケールを生成せしめられた傾斜
圧延用プラグにおいて、前記スケール中に存在する空孔
が充填剤によって充填されてなるもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は継目無鋼管等の継目無管
の傾斜圧延用プラグ及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、熱間で継目無鋼管を製造する方
法として、マンネスマン製管法が広く従来より実施され
ている。この方法は、所定温度に加熱された丸鋼片(以
下にビレットと称す)を、まず穿孔圧延機によって穿孔
圧延して中空素管(以下にホローと称す)を製造し、こ
のホローをエロンゲータ、プラグミル又はマンドレルミ
ルなどの延伸圧延機にて肉厚を減じ、更に必要に応じて
再加熱した後、絞り圧延機或いは定型機によって主に外
径を減じて所定寸法の継目無鋼管を得る方法である。
【0003】上記穿孔圧延機には種々のものがある。2
本の傾斜ロールとプラグ及び2個のガイドシューを組み
合わせた、所謂マンネスマンピアサー、3本の傾斜ロー
ルとプラグを組み合わせた、所謂3ロールピアサー、或
いは2本の穴型ロールとプラグを組み合わせた、所謂プ
レスロールピアサーが一般的である。
【0004】ところでこのような穿孔圧延過程において
は、プラグは加熱されたビレット及びホローとの絶え間
無い接触によって常時高温、高負荷にさらされるため、
摩耗、溶損し易い。従って、一般にプラグには900 〜10
00℃の高温でスケール処理を施し、プラグ表面に数10〜
数100 μm のスケール被膜を形成させ、損耗防止を図っ
ている。然し、このようなプラグを近年特に需要の増加
してきた高合金鋼圧延に使用すると、数回の使用しかで
きない。
【0005】このような継目無鋼管穿孔圧延用プラグの
寿命を延長させる方法としては、特開昭51-133167 号公
報に開示されるように、熱間潤滑剤をプラグとホロー内
面との間に噴出させて潤滑を効果的に行う方法が提案さ
れている。また特開昭62-207503 号公報、特開昭63-104
707 号公報、特開昭63-203205 号公報などに開示される
ように、プラグ全体又は先端部を高温強度に優れたモリ
ブデン合金、又はセラミックなどにより制作する方法が
提案されている。或いは、特公平6-243 号公報に開示さ
れるように、ある回数低合金鋼圧延に使用した後にプラ
グを高合金鋼圧延に使用する方法も提案されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、熱間潤滑
剤をプラグとホロー内面との間に噴出させる従来の方法
では、プラグバー、プラグの構造が複雑になり、潤滑剤
の詰まりに対するメンテナンスなどのコストが高い割に
は潤滑効果が顕著でないという欠点があった。
【0007】また、プラグ先端部のみをモリブデン合
金、セラミックにて構成し強化する従来の方法は、先端
部の損耗防止効果は大きいが、胴部の損耗防止効果が弱
く、プラグ寿命の延長効果は十分でない。プラグ全体を
モリブデン合金などにて構成する従来方法は、プラグコ
ストが極めて高く、また衝撃荷重や熱疲労に弱いなどの
欠点があった。
【0008】更に、低合金鋼圧延に使用した後にプラグ
を高合金鋼圧延に使用する従来の方法では、近年需要の
高い13%Cr鋼以上の高合金鋼圧延時にはさほどプラグ
寿命の延長が期待できないとともに、プラグの運用が繁
雑になり人手がかかるといった欠点があった。
【0009】本発明は、高合金鋼圧延の如くの厳しい条
件下で用いられる継目無鋼管圧延用プラグ等の熱間加工
用工具の寿命を簡易に延長させることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の本発明
は、表面に酸化スケールを生成せしめられた傾斜圧延用
プラグにおいて、前記スケール中に存在する空孔が充填
剤によって充填されてなるものである。
【0011】請求項2に記載の本発明は、請求項1に記
載の本発明において更に、前記充填剤が熱硬化型潤滑剤
であるものである。
【0012】請求項3に記載の本発明は、鋳造、機械加
工後に、表面に酸化スケールを生成せしめられる傾斜圧
延用プラグの製造方法において、前記スケールを表面に
生成した後、該スケール上に充填剤を塗布し、この充填
剤をスケール中の空孔に浸透させ、更に、該空孔に浸透
させた充填剤を熱処理により硬化させるようにしたもの
である。
【0013】請求項4に記載の本発明は、請求項3に記
載の本発明において更に、前記充填剤が熱硬化型潤滑剤
であるものである。
【0014】
【作用】傾斜圧延用プラグは、従来、図1(B)に示す
如く、鋳造、機械加工後に、表面に酸化スケールを生成
されて製造され、圧延に供される。このような従来のプ
ラグでは、普通鋼(一般炭素鋼等)の圧延に際しては、
表面スケールが圧延によるプラグの損耗防止に寄与する
ものの、高合金鋼(13%Cr鋼、γ−SUS 鋼等)の圧延
に際しては、被圧延材の変形抵抗が大きいため、摩擦熱
によりプラグが損耗してしまう。
【0015】本発明者は、従来のプラグの表面スケール
を調査し、以下の結果を得た。プラグ表面のスケールの
生成断面を図2に示す。スケールは表層から順次、ヘマ
タイト層(Fe23 )、マグネタイト層(Fe3
4 )、マグネタイトとウスタイト(FeO)の混合層、
ウスタイトと金属析出物の混合層から構成されており、
スケール中には多くの空孔が存在している。そして、こ
の空孔が、プラグと被圧延材の間の摩擦力に伴うスケー
ル剪断破壊の起点となるため、プラグ表面のスケールは
高合金鋼の圧延時に比較的容易に剪断破壊して剥離する
ものとなる結果、スケールによるプラグの損耗防止作用
を喪失するものとなる。
【0016】そこで、本発明者は、高合金鋼圧延時にも
寿命延長できる本発明のプラグを下記(1) 〜(3) により
製造し、圧延に供するものとした(図1(A))。 (1) 鋳造、機械加工後に、表面に酸化スケールを生成せ
しめる。
【0017】(2) 上記(1) のスケール生成後、該スケー
ル上に熱硬化型薬剤等の充填剤を塗布し、この充填剤を
スケール中の前述した空孔に浸透させる。
【0018】(3) 上記(2) の空孔に浸透させた充填剤を
熱処理により硬化させる。
【0019】上述の充填剤としては、浸透性の良い水溶
性タイプのもの(例えば、「水ガラス(SiO2 70%、
Na2 O30%)40%+水」)が好適である。
【0020】従って、本発明によれば、プラグ表面のス
ケール中の空孔が充填剤の充填により埋められて中実と
なる結果、プラグと被圧延材の間の圧延中の負荷(摩擦
力)に伴うスケール剪断破壊の起点となる空孔の存在を
なくし、スケールの剪断破壊による剥離を抑制すること
ができる。これにより、スケールによるプラグの損耗防
止作用を安定確保し、プラグ寿命を向上できる。
【0021】また、充填剤として、水ガラス等の熱硬化
型潤滑剤の如く、スケール表面に残留する薬剤が潤滑機
能を呈するものを用いるものとすれば、プラグ表面に圧
延中の負荷によって剥離することのない潤滑膜を形成で
きる。これにより、圧延中における潤滑作用の安定を図
り、プラグ寿命を更に向上できる。
【0022】尚、本発明のプラグとしては、重量比にて
C:0.20〜0.60%、Si:0.10〜2.0 %、Mn:0.30〜
2.0 %、Cr:1.0 〜 6.0%、Ni:1.0 〜 6.0%、M
o:0.50〜5.0 %、Nb:0.20〜 1.5%を含有し、更に
必要に応じてAl:0.05〜2.0 %、Zr:0.05〜2.0
%、V:0.10〜0.80%、Co:0.50〜5.0 %、W:0.50
〜5.0 %のうちから選ばれた1種又は2種以上を含み、
残部がFe及び不可避的不純物からなる鋳造合金より成
形後、スケール付着処理、充填剤の充填処理を施されて
なるものを採用できる。
【0023】また、本発明の他のプラグとして、重量比
にて、C:0.10〜0.40%、 Si:0.10〜1.00%、M
n:0.20〜2.00%、Cr:0.95%以下、Mo:0.50〜
3.50%、W:0.50〜3.50%、Nb:0.10〜 1.00 %を含
有し、更に必要に応じてNi:0.50〜3.50%、Co:0.
50〜3.50%、V:0.10〜1.00%のうちから選ばれた1種
又は2種以上を含有し、残部はFeと不可避的不純物か
らなる鋳造合金より成形後、スケール付着処理、充填剤
の充填処理を施されてなるものを採用できる。
【0024】また、本発明のプラグ製造過程で用いるス
ケール付着処理としては、工具の加熱温度をT(℃)、
加熱炉の炉内酸素分圧をlog PO2 (atm) とするとき、 0.019 T− 34 ≦log PO2 ≦ 0.024T− 37 …(1) で規定される雰囲気下で、T=900 〜1050℃において 2
〜15時間保持し、その後上記雰囲気下でT=800 〜500
℃まで炉冷し、その後空冷するウスタイト生成加熱処理
を少なくとも1回以上行ない、
【0025】更にT=400 〜500 ℃において1時間以上
保持するマグネタイト生成加熱処理を行なうものを採用
できる。
【0026】また、本発明のプラグ製造過程で用いる他
のスケール付着処理として、工具の加熱温度をT
(℃)、加熱炉の炉内酸素分圧をlog PO2 (atm) とす
るとき、 0.024 T− 37 <log PO2 …(2) で規定される雰囲気下で、T=900 〜1050℃において 2
〜15時間保持し、その後上記雰囲気下でT=800 〜500
℃まで炉冷し、その後空冷するマグネタイト生成加熱処
理を少なくとも1回以上行なうものを採用できる。
【0027】
【実施例】表1のI 、II、III の3種のプラグ材質のそ
れぞれからなり、プラグ直径145mmのプラグを鋳造、機
械加工後に、950 ℃× 4時間のスケール付着熱処理を行
い、更に、そのスケール表面に水ガラス系潤滑剤(充填
剤)を塗布し、この充填剤をスケール中の空孔に浸透さ
せた。そして、この空孔に浸透させた充填剤を450℃×
2時間の熱処理により硬化せしめた。
【表1】
【0028】ピアサー(傾斜圧延機)に上記3種のプラ
グI 〜III を用い、13%Cr鋼からなるビレット(直径
175 mm)を穿孔し、ホローブルーム(外径185mm 、肉厚
18.0mm、長さ7.5 m)を得た。各プラグの平均寿命を図
3に示した。同図中に示される従来プラグ(充填剤な
し)と比較して、 2倍程度の寿命を得ることができた。
【0029】尚、本発明の傾斜圧延用プラグは、高合金
鋼に限らず、いかなる炭素鋼の圧延にも適用できる。
【0030】また、本発明の実施において、プラグ表面
のスケールの生成断面構造は、必ずしも図2に示したも
のに限定されることを要しない。
【0031】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、高合金鋼
圧延の如くの厳しい条件下で用いられる継目無鋼管圧延
用プラグ等の熱間加工用工具の寿命を簡易に延長させる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は傾斜圧延用プラグの製造工程を示す模式
図である。
【図2】図2はプラグ表面のスケール断面を示す模式図
である。
【図3】図3はプラグ寿命を示す模式図である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面に酸化スケールを生成せしめられた
    傾斜圧延用プラグにおいて、 前記スケール中に存在する空孔が充填剤によって充填さ
    れてなることを特徴とする傾斜圧延用プラグ。
  2. 【請求項2】 前記充填剤が熱硬化型潤滑剤である請求
    項1記載の傾斜圧延用プラグ。
  3. 【請求項3】 鋳造、機械加工後に、表面に酸化スケー
    ルを生成せしめられる傾斜圧延用プラグの製造方法にお
    いて、 前記スケールを表面に生成した後、該スケール上に充填
    剤を塗布し、この充填剤をスケール中の空孔に浸透さ
    せ、更に、該空孔に浸透させた充填剤を熱処理により硬
    化させることを特徴とする傾斜圧延用プラグの製造方
    法。
  4. 【請求項4】 前記充填剤が熱硬化型潤滑剤である請求
    項3記載の傾斜圧延用プラグの製造方法。
JP3292095A 1995-01-31 1995-01-31 傾斜圧延用プラグ及びその製造方法 Withdrawn JPH08206708A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118422078A (zh) * 2024-05-17 2024-08-02 南通市嘉业机械制造有限公司 一种高强无缝钢管穿孔顶头的制备工艺
CN118530763A (zh) * 2024-05-13 2024-08-23 青岛道弘科技有限公司 一种纳米二硫化钼矿物质润滑油及其在降低发动机漏气量中的应用

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Effective date: 20020402