(57)【要約】      （修正有）【課題】継目無鋼管の先端部の内面の疵発生を有利に防止するビレットの穿孔圧延方法を提供する。【解決手段】ビレット10を加熱し、穿孔圧延する方法において、前記穿孔圧延するより前に、ビレットの先端部に、外面へのテーパ加工20を施す。ビレット10の、テーパ加工前の直径をＤｂ、テーパ加工後の先端位置および該先端位置から１００ｍｍ内側の位置における直径をそれぞれＤ０、Ｄ１００とし、前記穿孔圧延に用いる穿孔圧延機の、プラグ先端位置および該プラグ先端位置から０．５×Ｄｂだけ上流側の位置におけるロール間ギャップをそれぞれＧｔ、Ｇ０．５Ｄｂとして、下記式(1)が満足されるように、前記テーパ加工を行うことを特徴とするビレットの穿孔圧延方法。Ｇ０．５Ｄｂ＞Ｄ１００＞Ｄ０＞Ｇｔ‥‥(1)【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビレットを加熱し、穿孔圧延する方法において、前記穿孔圧延するより前に、前記ビレットの先端部に、外面へのテーパ加工を施すことを特徴とするビレットの穿孔圧延方法。
【請求項２】
前記ビレットの、テーパ加工前の直径をＤｂ、テーパ加工後の先端位置および該先端位置から１００ｍｍ内側の位置における直径をそれぞれＤ０、Ｄ１００とし、前記穿孔圧延に用いる穿孔圧延機の、プラグ先端位置および該プラグ先端位置から０．５×Ｄｂだけ上流側の位置におけるロール間ギャップをそれぞれＧｔ、Ｇ０．５Ｄｂとして、下記式(1)が満足されるように、前記テーパ加工を行うことを特徴とする請求項１に記載のビレットの穿孔圧延方法。
記
Ｇ０．５Ｄｂ＞Ｄ１００＞Ｄ０＞Ｇｔ    ‥‥(1)
【請求項３】
前記テーパ加工は、前記加熱後前記穿孔圧延前に、ビレット先端部加工目標形状の孔型を有する金型を用いて、前記ビレットの先端部をプレスすることにより行うことを特徴とする請求項１または２に記載のビレットの穿孔圧延方法。
【請求項４】
請求項1〜３のいずれか１項に記載されたビレットの穿孔圧延方法を用いて製造されてなる継目無鋼管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビレット（継目無鋼管用素材）の穿孔圧延方法に関し、特に、ビレットを例えばマンネスマンピアサーのような穿孔圧延機にて穿孔圧延するときに被圧延材先端部に内面疵を発生し難くした、ビレットの穿孔圧延方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
穿孔圧延機、例えばマンネスマンピアサーは、図１に示すようにロール軸方向の中央から両端に進むほどロール径が小さくなる形状（太鼓形状）のロール１，２を上下に交差配置（ただしロール軸は圧延方向に平行な面内にある）し、かつ、プラグ先端がロールバイト中央付近に位置しプラグ後端が圧延方向の下流側に位置するようにプラグ３を配置して構成され、そのロールバイト内に材料10を通して穿孔圧延が行われる。
【０００３】
上記穿孔圧延の原理は、ロールバイト始端位置からプラグ先端位置にかけての圧延方向範囲（空揉み部４）で、回転鍛造（空揉み）によりビレット10の断面中心部を脆化させ、続いてプラグ先端位置からロールバイト終端位置にかけての圧延方向範囲（穿孔部５）で、前記脆化した断面中心部をプラグ３に押付けて穿孔し、管肉厚を決定するというものである。
【０００４】
このような穿孔圧延においては、疵が管内面の先端部（圧延時の先頭端部）に集中的に発生する傾向がある。この疵の発生機構は次のように考えられている。すなわち、図２に示すように、ビレット10（角スラブ→ビレット圧延材、あるいは直鋳ビレット）はその断面中心部に偏析15（角スラブ→ビレット圧延材では線状偏析、直鋳ビレットでは点状偏析）を有する。偏析15は、先端部に位置する部分が、穿孔圧延前の加熱で酸化する。空揉みの際、この酸化した偏析部分が起点となって先端部に割れが発生・進展する。この割れの内面の凹凸がプラグで圧下されて倒れ込み、管11の圧延先端部内面の疵50となる。
【０００５】
上記のような疵発生の軽減対策として、図３に示すように、製鋼工程で偏析15を、穿孔箇所になるビレット10の断面中心部位から外れた位置にずらす方法（偏析をオフセットする方法；特許文献１参照）や、図４に示すように、コーンタイプピアサー（上下にコーン形状のロール21,22を配置した穿孔圧延機）を用いて、圧延中のせん断変形抑制により、凹凸倒れ込みの防止を図る方法（特許文献２参照）などが知られている。
【特許文献１】特開平１０−１２８５１０号公報
【特許文献２】特許第３０２１６６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記の偏析をオフセットする方法では、管肉厚内部に偏析が残るため、品質上の不均一を招く。また、上記のコーンタイプピアサーを用いる方法では、ロール形状の変更やロール軸を圧延方向に対し傾斜させる設備が必要となり、投資が膨大となる。すなわち、従来の技術では継目無鋼管の先端部内面の疵発生を有利に防止するのは困難であるという課題が残されたままであった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明者らは、前記課題を解決するための手段を鋭意検討し、以下に記される本発明をなした。
（請求項１）
ビレットを加熱し、穿孔圧延する方法において、前記穿孔圧延するより前に、前記ビレットの先端部に、外面へのテーパ加工を施すことを特徴とするビレットの穿孔圧延方法。
（請求項２）
前記ビレットの、テーパ加工前の直径をＤｂ、テーパ加工後の先端位置および該先端位置から１００ｍｍ内側の位置における直径をそれぞれＤ０、Ｄ１００とし、前記穿孔圧延に用いる穿孔圧延機の、プラグ先端位置および該プラグ先端位置から０．５×Ｄｂだけ上流側の位置におけるロール間ギャップをそれぞれＧｔ、Ｇ０．５Ｄｂとして、下記式(1)が満足されるように、前記テーパ加工を行うことを特徴とする請求項１に記載のビレットの穿孔圧延方法。
【０００８】
記
Ｇ０．５Ｄｂ＞Ｄ１００＞Ｄ０＞Ｇｔ    ‥‥(1)
（請求項３）
前記テーパ加工は、前記加熱後前記穿孔圧延前に、ビレット先端部加工目標形状の孔型を有する金型を用いて、前記ビレットの先端部をプレスすることにより行うことを特徴とする請求項１または２に記載のビレットの穿孔圧延方法。
（請求項４）
請求項1〜３のいずれか１項に記載されたビレットの穿孔圧延方法を用いて製造されてなる継目無鋼管。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、継目無鋼管の品質上の不均一を招かずに、また膨大な設備投資を要さずに、管内面先端部の疵発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明では、ビレットを加熱し、穿孔圧延する。ビレットの加熱温度は通常の操業における加熱温度でよい。穿孔圧延に用いる穿孔圧延機は、図１のマンネスマンピアサー、図４のコーンタイプピアサーのいずれであってもよいが、設備コスト節約の点で、マンネスマンピアサーが好ましい。
本発明では、穿孔圧延するより前（加熱の前、あるいは加熱後穿孔圧延前）に、図５に示すように、ビレット10の先端部（穿孔圧延時に先頭になる部位）に、外面へのテーパ加工20を施す。テーパ加工20による加工形状は、いうまでもなく先細り形状である。これにより、ビレット先端部に対する空揉みが軽減され、先端部が空揉み部４（図１参照）を通過する際に、断面中心部の偏析（先端部の偏析は加熱時に酸化されている）を起点とした割れの発生・進展が効果的に防止される。したがって、先端部の断面中心部位には、穿孔部５（図１参照）でプラグ３による圧下で倒れ込むべき内面凹凸を有する割れの発生・進展が抑制されているので、管の先端部における内面の疵発生が効果的に防止されるわけである。
【００１１】
本発明では、製鋼工程での偏析オフセットは必要ないから、継目無鋼管の品質上の不均一にはつながらない。また、ビレット先端部をテーパ加工するための設備投資は僅少で済む。
本発明において、テーパ加工20による加工形状は、図６に示すように、ビレット10の、テーパ加工前の直径をＤｂ、テーパ加工後の先端位置および該先端位置から１００ｍｍ内側の位置における直径をそれぞれＤ０、Ｄ１００とし、前記穿孔圧延に用いる穿孔圧延機の、プラグ先端位置および該プラグ先端位置から０．５×Ｄｂだけ上流側の位置におけるロール１，２間ギャップをそれぞれＧｔ、Ｇ０．５Ｄｂとして、次式、
Ｇ０．５Ｄｂ＞Ｄ１００＞Ｄ０＞Ｇｔ    ‥‥(1)
が満足されるテーパ加工形状とするのが好適である。式(1)において、Ｄ１００＞Ｄ０は、テーパ加工形状が先細り形状であるから当然のことである。また、Ｄ０＞Ｇｔとしたのは、Ｄ０≦Ｇｔであると、ビレット先端部が空揉み不十分（すなわち断面中心部の脆化が不十分）な状態のままプラグ３先端に衝突し、プラグ３の損傷を招くおそれがあるからである。また、Ｇ０．５Ｄｂ＞Ｄ１００としたのは、Ｇ０．５Ｄｂ≦Ｄ１００であると、ビレット先端がロールバイトをまだ通過し終わっていない非定常圧延の状態で、ロール１，２の空揉み関与領域が噛み込み側ロール端部にまで及んで、穿孔圧延機にかかる負荷が大きくなりすぎるおそれがあるからである。
【００１２】
テーパ加工20は、加熱後穿孔圧延前の段階で、例えば図７に示すように、ビレット先端部加工目標形状の孔型31を設けた金型30を用いてビレット10の先端部をプレスする方法で行うことが、加熱前（あるいは加熱後穿孔圧延前）の切削加工による方法に比べて歩留り面で勝り、また加熱前の冷間プレスによる方法に比べると設備コスト面で有利であるから、好ましい。また、本発明の継目無鋼管は、本発明のビレットの穿孔圧延方法を用いて製造されたものであるから、管先端部内面に疵を有さないものである。
【実施例】
【００１３】
表１に示す形態のビレット（断面円形状、断面中心部に偏析あり）を、表１に示す条件で、加熱→穿孔圧延（マンネスマンピアサーで圧延）し、あるいは、加熱→先端部テーパ加工（金型でプレス）→穿孔圧延（マンネスマンピアサーで圧延）し、管（継目無鋼管）を得た。得られた管について、先端から管長手方向に３００ｍｍ入った位置までの範囲の内面を、ファイバースコープで観察し、疵の有無を調べた結果を表１に示す。
【００１４】
表１より、本発明例では、管先端部内面の疵発生が抑制されたことがわかる。
【００１５】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】穿孔圧延の原理を示す説明図である。
【図２】管先端部内面疵の発生機構を示す説明図である。
【図３】従来技術の１例を示す説明図である。
【図４】従来技術の１例を示す説明図である。
【図５】本発明に用いるビレットの先端部加工形状を示す概略図である。
【図６】本発明に用いるビレットの好適な先端部加工形状を示す説明図である。
【図７】本発明に用いるビレットの好適な先端部加工方法の１例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００１７】
１  ロール（太鼓形状のロールを上に配置したもの）
２  ロール（太鼓形状のロールを下に配置したもの）
３  プラグ
４  空揉み部
５  穿孔部
10  ビレット（継目無鋼管用素材、被圧延材）
11  管（継目無鋼管）
15  偏析
20  テーパ加工
21  ロール（コーン形状のロールを上に配置したもの）
22  ロール（コーン形状のロールを下に配置したもの）
30  金型
31  ビレット先端部加工目標形状の孔型
50  疵
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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