JPH04147706A

JPH04147706A - 継目無鋼管製造用プラグ

Info

Publication number: JPH04147706A
Application number: JP2272339A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiko Morioka; 信彦森岡
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1990-10-12
Filing date: 1990-10-12
Publication date: 1992-05-21
Anticipated expiration: 2010-09-27
Also published as: JPH0787930B2

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、継目無鋼管製造用プラグに係り、特に５％以
上のＣｒを含有する高Ｃｒ含有鋼の継目無鋼管を製造す
るに好適な継目無鋼管製造用プラグに関する。

［従来の技術］５％以上のＣｒを含有する高Ｃｒ含有鋼の継目無鋼管を
製造する場合には、穿孔機であるとアサのプラグ寿命が
著しく短い。

そこで従来、プラグ寿命向上のため、プラグ材質の改善
が提案されてきた０例えば、特開昭６０−１５９１５６
号公報や特開昭６０−２０８４５８号公報では、３Ｃｒ
　−ＩＮ　ｉ鋼をベースにＭｏやＷを添加したプラグ材
質が提案され、或いは、特開昭６３−２０３２０５号公
報では、プラグ先端部にＭｏ基合金を接合することが提
案されている。

［発明が解決しようとする課題］然しながら、穿孔用プラグの寿命をプラグ材質の変更た
けで改善することには限界があり、例えば、５ＵＳ３０
４の直径１１０１φビレツトを穿孔する場合、プラグ寿
命は３本／個（１個のプラグにて穿孔できるビレット数
が３本のみ）に過ぎない。

本発明は、継目無鋼管製造のための穿孔用プラグの寿命
を向上することを目的とする。

［課題を解決するための手段］請求項１に記載の継目無鋼管製造用プラグは、プラグ径
をＤｐ、プラグ有効長をＬｐとするとき、Ｄｐとするようにしだものである。

請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の継目無鋼
管製造用プラグにおいて更に、プラグ先端半径ｒを１０
ｍｍ以上３０曹膳以下とするようにしたものである。

請求項３に記載の本発明は、請求項１又は２記載の継目
無鋼管製造用プラグにおいて更に、重量比にて、Ｃ：０．１０〜０．４０％、　　Ｓ　ｉ　：　０．１０
〜１．００％。

Ｍ　ｎ　：　０．２０〜２．００％、　　Ｃｒ：０．９
５％以下。

Ｍ　ｏ　：　０．５０〜５．００％、　　Ｗ　　：　０
．５０〜５．００％。

Ｎ　ｂ　：　０．１０〜５．００％。

を含有し、残部はＦｅと不可避的不純物からなる鋳造合
金より成形され、その表面に酸化スケール付着処理を施
されたプラグを用いるようにしだものである。

請求項４に記載の本発明は、請求項１又は２記載の継目
無銅管製造用プラグにおいて更に、重量比にて、Ｃ：０．１０〜０．４０％、　　Ｓ　ｉ　：　０．１０
〜１．００％。

Ｎ　ｂ　：　０．１０〜５．００％。

を含有し、更にＮ　ｉ　：　０．５０〜５．００％、　　Ｃｏ　：　０
．５０〜３．５０％。

Ｖ　　□：　０．０５〜５．００％、　　Ｎ　　：　０
．０１〜０．３０％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
合金より成形され、その表面に酸化スケール付着処理を
施されたプラグを用いるようにしたものである。

［作用］本発明者は、鋭意研究の結果、プラグ形状の改善により
プラグ寿命を向上でき、更に、プラグ材質を加味するこ
とによりプラグ寿命を更に向上できることを認めた。

第１図は本発明のプラグ形状を示す、ここで、第１図の
プラグは、長さＬｌのワーク部、長さＬ２のリーリング
部、長さＬ３の平行部とからなっているが、本発明の実
施において、リーリング部と平行部を備えることは必須
でない、尚、ワーク部は、縦断側面において所定曲率半
径の曲面状をなし、傾斜圧延ロールによって回転及び軸
方向に移動せしめられる素材の中心部に押し当てられて
素材を穿孔する。また、リーリング部は、縦断側面にお
いて所定角度のテーバ面状をなし、ワーク部によって穿
孔された素材の内面を平滑化する。従って、穿孔、圧延
、平滑化に寄与するプラグの有効長をＬｐとすると、Ｌ
ｐ＝Ｌ　１　＋Ｌ２である。また、平行部は、円筒面状
をなし、素管の内面に略遊装可能となっている。

本発明のプラグ形状は、請求項１．２にそれぞれ記載の
如く、下記（１）　、（２）を特徴とする。

（１）プラグ径をＤｐ、プラグ有効長をＬｐとするとき
、Ｌｐ−６０とすること。

（２）プラグ先端半径ｒを１０ｍｍ以上３０■■以下と
すること。

第２図は、（Ｌｐ−５０）／Ｄｐとプラグ寿命との関係
を示す、（Ｌｐ　−５０）／Ｄｐが　１．５以上になる
と、著しくプラグ寿命が長期化する。これは、■プラグ
有効長Ｌｐが長いのでプラグの熱容量が大であること、
■プラグ有効長Ｌｐが長いので同−減肉厚を達成するた
めの圧延長さが長くなり、結果として、穿孔がスムーズ
となり、平均歪速度が遅くなるため、プラグの負荷が軽
減されること、等に起因するものと推察される。

尚、（Ｌｐ　−５０）　／Ｄｐは長い程良いが、３．５
以下が望ましい、これは、■（Ｌｐ−５０）／Ｄｐを３
，５超としてもプラグ寿命はそれ程延びないのに重くな
るので原単位が悪化すること、■素材はロールとプラグ
の間で圧延されるのであって、プラグのみが長くなって
もロール胴長が短ければ圧延されず、ロール胴長より長
いプラグは考えられない、等による。

また、プラグ先端半径ｒが１０１未満の場合、先端半径
ｒが小さ過ぎてプラグ先端部の熱容量が過小となって溶
損し易くなる。他方、プラグ先端半径ｒが３０■■より
大であると、プラグ先端部にて被圧延材が強圧下され過
ぎるので、プラグ先端部への負荷が過大となり、この場
合にも溶損し易くなる。また、プラグ先端半径ｒが３０
ｍｍより大であると、穿孔速度も遅くなり、プラグへの
受熱量が大となるため、これによってもプラグ寿命は低
下する。

プラグ寿命は、上記形状によりて著しく改善されるが、
請求項３．４のそれぞれに記載のプラグ材質をあわせ採
用することにより更に向上する。

即ち、本発明者は、本発明のプラグ形状を持つプラグに
おいて、１％以上のＣｒを含有するものについて、高Ｃ
ｒ含有鋼を穿孔した場合、Ｃｒの酸化物を含む酸化スケ
ールが穿孔中に高Ｃｒ被穿孔材と密着する傾向にあり、
プラグ側の酸化スケールが被穿孔材によってこすり取ら
れて、断熱効果、潤滑効果が消失し、プラグのえぐれ又
は被穿孔材の焼付が生じて寿命が著しく低下することを
見い出した。

そして、本発明者は、本発明のプラグ形状を持つプラグ
においてそのＣｒ含有量を低減し、適切なプラグ表面の
高温酸化スケール付着処理によって地鉄との界面近傍の
スケールを穿孔中に高Ｃｒを含有する被穿孔材にこすり
取られることなく、むしろプラグ表面に強固に溶着され
るようなＦｅＯ主体の組成とし、更に適当量のＭｏ、Ｗ
、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｖ、Ｎを添加して高温強度と表面
酸化スケールの地鉄への密着性を高めることにより、高
Ｃｒを含有するステンレス鋼の穿孔及び伸延加工用の高
寿命プラグ材料を得ることがてきた。

次に、本発明における化学成分の限定理由について述べ
る。ここで、成分組成は全て重量％である。

Ｃ：Ｃは高温強度を高めるために添加されるが、０．１０％
未満ではその効果がなく、０．４０％を越えると使用中
に割れが発生し易くなり、プラグの寿命を著しく低下さ
せる。

Ｓｉ：Ｓｉは脱酸のために添加されるが、０．１０％未満では
その効果が小さく、１．００％を越えると酸化スケール
付着量が少なくなり寿命を低下させる。

Ｍｎ：Ｍｎは高温強度を高めるために添加されるが、０．２０
％未満ではその効果が小さく、２．００％を越えると穿
孔中の熱履歴により、熱疲労割れが発生し易くなり寿命
を低下させる。

Ｃｒ：Ｃｒは表面に地鉄合金との密着性が良く、且つ断熱性の
良いスケールを生成させ、またＣｒの炭化物生成による
高温強度の増加のために添加されるが、０．９５％を越
えると地鉄界面近傍のスケール組成が全てＦ　ｅ　Ｃｒ
ｓｏ　４となり、９％以上の如くの高Ｃｒを含有する材
料を穿孔する場合、プラグ側のスケールが被圧延材にこ
すり取られるため寿命が低下する。

ＭＯ：Ｍｏは高温強度を高めるために添加されるが、０．５０
％未満ではその効果が小さく、５．０％を越えると酸化
スケール生成量が低下し寿命が著しく低下する。

Ｗ　：Ｗは高温強度を高めるために添加されるが、０．５０％
未満ではその効果が小さく、５．０％を越えると酸化ス
ケール生成量が低下し寿命が著しく悪化する。

Ｎｂ：Ｎｂは高温強度を高めるために添加されるが、０．０５
％未満ではその効果が小さく、５．０％を越えると穿孔
中に割れが発生し易くなり、寿命を低下させる。

上記Ｃ，Ｓｔ、Ｍｎ、ＣｒｌＭｏ；　Ｗ％Ｎｂの各限定
量を本発明の穿孔又は伸延加工用プラグ材の必須成分と
するが、更にＮｉ、Ｃｏ、Ｖ、Ｎを下記限定量内におい
て１種又は２種以上含有させることにより、本発明の目
的を達成することがてきる。

Ｎ　ｉ　：Ｎｉは酸化雰囲気中における加熱中に選択４酸化を促進
し界面のスケールを根か生えたような形状にして、密着
性を高めプラグ寿命を向上させるが、０．５０％未満で
はその効果が小さく、５．０％を越えるとスケール生成
量か低下し、寿命が著しく悪化する。

ＣＯ：Ｃｏは高温強度を高めると共に、酸化雰囲気中における
加熱中に選択酸化を促進し、また地鉄界面近傍のスケー
ル中に金属粒を多数生成させてスケールと地鉄の密着性
を著しく高めて、プラグ寿命を延長させるが、０．５０
％未満ではその効果が小さく、３．５％を越えるとスケ
ール生成量か低下し寿命が悪化する。

Ｖ　　　： ■は高温強度を高めるために添加されるが、０．０５％
未満ではその効果が小さく、５．０％を越えると穿孔中
にプラグ割れが発生し易くなり、寿命を著しく低下させ
る。

Ｎ：Ｎは高温強度を高めるために添加されるが、０．０１％
未満ではその効果がなく　、０．３０％を越えると窒化
物が多量に析出するため、使゛用中に割れが発生し易く
なり、プラグ寿命は逆に低下する。

また、酸化雰囲気中におけるスケール付着処理時の温度
を９００〜１０５０℃の範囲としたのは９００℃以下の
ときにはスケールの生産量が少なく、また１０５０℃を
越えるときにはスケール中に空隙が多くなり密着性が低
下して、いずれの場合もプラグの寿命の低下が著しい。

上記温度範囲における保持時間が１時間未満のときには
スケール生成量が少なくプラグの寿命が低下するが２４
時間で生成量−は飽和し、これ以上保持するのは生産性
を低下させ、加熱原単位を上昇させるだけであるので無
意味である。

［実施例１］プラグ径Ｄｐが７８■■φ、プラグ有効長Ｌｐが１２２
ｍｍ　、先端半径ｒが５１の比較例としての■型と、同
一プラグ径でプラグ有効長Ｌｐが２３０■、先端半径ｒ
が１５■■の本発明例の■型の、２種類のプラグ形状を
用意した。そして、それら■型、■型の両プラグ形状の
プラグの材質として、表１に示す如く、比較例としての
Ａ材質と、本発明例としてのＢ、Ｃ材質とを適用した。

上記の如くによって用意した６種類のプラグ（ＩＡ、Ｉ
Ｂ、ＩＣ１ＩｒＡ、ＩＩＢ、■Ｃの６種類）を用いて、
５ＵＳ３０４の直径１１０ｓｍＯビレットを穿孔した。

表２は、各プラグの寿命を示す０本発明品であるｍＡ、
ＩＩＢ、ＩＩＣのプラグは、比較例としてのＩＡのプラ
グに比して著しく寿命向上できることが認められる。

［実施例２］プラグ径Ｄｐが１４６■■φ、プラグ有効長ｔ、ｐが２
５０ａｍ　、先端半径ｒが２０鳳■の■型（比較材）と
、プラグ有効長Ｌｐが３５０１■、先端半径ｒが２０ｍ
■の■型（本発明材）の２種類のプラグ形状に、表１の
Ａ材質とＤ材質を適用した４種類のプラグ（ＩＩＩＡ、
　ｌｌＩＤ、ｒＶＡ、ＩＶＤの４種類）を用いて、１３
％Ｃｒ＠の直径１７５ｍｍφビレットを傾斜圧延機にて
穿孔した。

表３は、各プラグの寿命を示す０本発明品である■Ａ、
ＩＶＤのプラグは、比較例としてのＷＩＡのプラグに比
して著しく寿命向上できることが認められる。

［発明の効果］以上のように本発明によれば、継目無鋼管製造のための
穿孔用プラグの寿命を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はプラグ形状を示す模式図、第２図はプラグ形状
とプラグ寿命との関係を示す線図である。代理人　弁理士　塩　川　修　治

Claims

【特許請求の範囲】

（１）プラグ径をＤｐ、プラグ有効長をＬｐとするとき
、１．５≦（Ｌｐ−５０）／（Ｄｐ）とする継目無鋼管製造用プラグ。
（２）プラグ先端半径ｒを１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下と
する請求項１記載の継目無鋼管製造用プラグ。
（３）重量比にて、Ｃ：０．１０〜０．４０％，Ｓｉ：０．１０〜１．００
％，Ｍｎ：０．２０〜２．００％，Ｃｒ：０．９５％以
下，Ｍｏ：０．５０〜５．００％，Ｗ：０．５０〜５．
００％，Ｎｂ：０．１０〜５．００％，を含有し、残部はＦｅと不可避的不純物からなる鋳造合
金より成形され、その表面に酸化スケール付着処理を施
された請求項１又は２記載の継目無鋼管製造用プラグ。
（４）重量比にて、Ｃ：０．１０〜０．４０％，Ｓｉ：０．１０〜１．００
％，Ｍｎ：０．２０〜２．００％，Ｃｒ：０．９５％以
下，Ｍｏ：０．５０〜５．００％，Ｗ：０．５０〜５．
００％，Ｎｂ：０．１０〜５．００％，を含有し、更にＮｉ：０．５０〜５．００％，Ｃｏ：０．５０〜３．５
０％，Ｖ：０．０５〜５．００％，Ｎ：０．０１〜０．
３０％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
され、その表面に酸化スケール付着処理を施された請求
項１又は２記載の継目無鋼管製造用プラグ。