(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
継目無管の熱間製管に用いられる熱間製管用プラグであって、
互いに着脱可能な複数のプラグ片と；
前記プラグ片同士を磁力によって結合する結合部材と；
を備え、
互いに結合する前記プラグ片同士のうち、一方の前記プラグ片は、前記熱間製管用プラグの軸線方向に延びる柱状部を有し、他方の前記プラグ片は、前記熱間製管用プラグの軸線方向に延び、前記柱状部が挿入される接合孔を有しており、
前記結合部材は、前記柱状部及び前記接合孔の少なくとも一方に取付けられた永久磁石である、
ことを特徴とする熱間製管用プラグ。
【請求項２】
前記柱状部及び前記接合孔の断面形状が円であることを特徴とする請求項１に記載の熱間製管用プラグ。
【請求項３】
前記結合部材は、前記柱状部の外周面及び前記接合孔の内周面の少なくとも一方に取り付けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の熱間製管用プラグ。
【請求項４】
前記柱状部の外周面に前記結合部材が取り付けられている場合には、前記接合孔が前記プラグ片の少なくとも一部である強磁性体に形成されており、
前記接合孔の内周面に前記結合部材が取り付けられている場合には、前記プラグ片の少なくとも前記柱状部が強磁性体で形成されている、
ことを特徴とする請求項３に記載の熱間製管用プラグ。
【請求項５】
前記結合部材は、前記柱状部の外周面及び前記接合孔の内周面の少なくとも一方において、前記熱間製管用プラグの軸線周りに１つ以上配置されていることを特徴とする請求項４に記載の熱間製管用プラグ。
【請求項６】
前記柱状部の外周面に前記結合部材が取り付けられている場合には、前記柱状部の端から離れた位置に前記結合部材が取り付けられており、
前記接合孔の内周面に前記結合部材が取り付けられている場合には、前記接合孔の開口端から離れた位置に前記結合部材が取り付けられている、
ことを特徴とする請求項４または５に記載の熱間製管用プラグ。
【請求項７】
前記柱状部の外周面及び前記接合孔の内周面の少なくとも一方に、溝が形成されており、
前記結合部材の表面と前記溝の開口面との間に隙間が生じるように、前記結合部材が前記溝に嵌め込まれている、
ことを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載の熱間製管用プラグ。
【請求項８】
前記結合部材は、前記柱状部材の端面及び前記接合孔の底面の少なくとも一方に取り付けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の熱間製管用プラグ。
【請求項９】
前記柱状部の端面に前記結合部材が取り付けられている場合には、前記接合孔が前記プラグ片の少なくとも一部である強磁性体に形成されており、
前記接合孔の底面に前記結合部材が取り付けられている場合には、前記プラグ片の少なくとも前記柱状部が強磁性体で形成されている、
ことを特徴とする請求項８に記載の熱間製管用プラグ。
【請求項１０】
前記柱状部の端面及び前記接合孔の底面の少なくとも一方に、取付孔が形成されており、
前記結合部材の表面と前記取付孔の開口面との間に隙間が生じるように、前記結合部材が前記取付孔に挿入されている、
ことを特徴とする請求項９に記載の熱間製管用プラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱間製管用プラグ（以下、単にプラグともいう）に関し、さらに詳しくは、穿孔機（ピアサ）およびエロンゲータが備えるプラグに関する。
本願は、２０１２年０８月２４日に、日本に出願された特願２０１２−１８５０３３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
マンネスマン製管法は、継目無金属管の製造方法として広く利用されている。マンネスマン製管法では、１２００℃前後に加熱された丸ビレットを穿孔機（ピアサ）で穿孔圧延する。穿孔機は、一対の傾斜ロールとプラグとを備える。プラグは、一対の傾斜ロールの間のパスライン上に配置される。穿孔機において、傾斜ロールの回転により、丸ビレットがその周方向に回転しながらプラグに押し込まれ、丸ビレットが穿孔圧延されて中空素管（ホローシェル）が形成される。さらに、必要に応じて、エロンゲータが、中空素管を延伸圧延し、中空素管を拡径及び薄肉化する。エロンゲータは、穿孔機と同様の構成を備え、一対の傾斜ロールとプラグとを備える。【０００３】
上述のとおり、プラグは、高温の丸ビレットを穿孔、拡径等するため、高熱及び高面圧を丸ビレットから受ける。そのため、プラグ表面が摩耗したり、焼き付いたりする。特に、プラグの先頭部分は、丸ビレットと正面から接触するため、プラグの先頭部分の一部が溶けて削れる場合がある。つまり、プラグの一部が溶損する場合がある。【０００４】
溶損したプラグを穿孔圧延、延伸圧延等の熱間製管に使用すれば、穿孔圧延又は延伸圧延された丸ビレット（中空素管）の内面に疵が形成されやすい。そのため、プラグの先頭部分が溶損すれば、その先頭部分以外のプラグ本体が溶損していなくても、プラグは交換される。【０００５】
そこで、例えば下記特許文献１〜５には、プラグの先頭部分をプラグ本体から分割して別体とし、先頭部分に、耐摩耗性、耐焼付き性及び耐溶損性に優れた素材を用いる技術が開示されている。【０００６】
特許文献１に開示されたプラグでは、プラグの先端部分がＮｂ基合金で形成される。そして、その先端部分は焼嵌めによりプラグ本体に固定される。【０００７】
特許文献２に開示されたプラグでは、プラグの先端部分がモリブデン又はモリブデン合金で形成される。そして、その先端部分は焼嵌め又は接着によりプラグ本体に固定される。【０００８】
特許文献３に開示されたプラグでは、プラグの先端部分がＺｒＯ３等のセラミックで形成される。そして、その先端部分は、焼嵌め又は接着によりプラグ本体に固定される。【０００９】
特許文献４に開示されたプラグでは、プラグの先端部分が高融点及び高強度の耐熱合金で形成される。特許文献４には、その先端部分の取付方法は特に明記されていない。【００１０】
特許文献５に開示されたプラグでは、プラグの先端部分がセラミックで形成される。そして、その先端部分は、ボルト等を用いた保持部材で挟み込まれ、且つ取付部材で固定された状態で、プラグ本体にねじ込まれて固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】日本国特開平１−２８９５０４号公報
【特許文献２】日本国特開昭６２−２０７５０３号公報
【特許文献３】日本国特開昭６０−１３７５１１号公報
【特許文献４】日本国特開昭６３−９５６０４号公報
【特許文献５】日本国特開２０００−１６７６０６号公報
【特許文献６】日本国特開昭５８−１６７００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述の特許文献１〜５の技術では、プラグの先端部分を耐溶損性に優れた素材で形成することにより、プラグの寿命を向上できる。しかしながら、特許文献１〜５の技術では、プラグの先端部分が、焼嵌めや接着剤、取付部材等によりプラグ本体に固定される。そのため、上記特許文献１〜５の技術では、仮に、プラグの先端部分が溶損したり、プラグ本体が溶損した場合、プラグの先端部分のみ、又は、プラグ本体のみを交換することが困難である（つまりメンテナンス性が悪い）。【００１３】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、部分的な交換が容易でメンテナンス性に優れた熱間製管用プラグを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記課題を解決して係る目的を達成するために以下の手段を採用する。すなわち、
（１）本発明の一態様に係る熱間製管用プラグは、継目無管の熱間製管に用いられる熱間製管用プラグであって、互いに着脱可能な複数のプラグ片と；前記プラグ片同士を磁力によって結合する結合部材と；を備え、互いに結合する前記プラグ片同士のうち、一方の前記プラグ片は、前記熱間製管用プラグの軸線方向に延びる柱状部を有し、他方の前記プラグ片は、前記熱間製管用プラグの軸線方向に延び、前記柱状部が挿入される接合孔を有しており、前記結合部材は、前記柱状部及び前記接合孔の少なくとも一方に取付けられた永久磁石である。
このような構成によれば、プラグ片同士が磁力によって結合されるので、プラグ片同士の着脱が容易となる。つまり、熱間製管用プラグの部分的な交換が容易となる。【００１５】
（２）上記（１）に記載の熱間製管用プラグにおいて、前記柱状部及び前記接合孔の断面形状が円であっても良い。
このような構成によれば、磁力により結合されたプラグ片同士が、互いに熱間製管用プラグの軸線方向周りに自由回転できるようになる。その結果、熱間製管用プラグが、丸ビレットから捩れ等の周方向の外力を受けても、プラグ片同士の接合部分が破損しにくくなる。【００１６】
（３）上記（１）または（２）に記載の熱間製管用プラグにおいて、前記結合部材が、前記柱状部の外周面及び前記接合孔の内周面の少なくとも一方に取り付けられていても良い。
このような構成によれば、結合部材が、熱間製管時の丸ビレットからの高熱を受けにくい部位に配置されるため、プラグ片同士を強固に結合することができる。【００１７】
（４）上記（３）に記載の熱間製管用プラグにおいて、前記柱状部の外周面に前記結合部材が取り付けられている場合には、前記接合孔が前記プラグ片の少なくとも一部である強磁性体に形成されており、前記接合孔の内周面に前記結合部材が取り付けられている場合には、前記プラグ片の少なくとも前記柱状部が強磁性体で形成されていても良い。
このような構成によれば、プラグ片同士をより強固に結合することができる。【００１８】
（５）上記（４）に記載の熱間製管用プラグにおいて、前記結合部材が、前記柱状部の外周面及び前記接合孔の内周面の少なくとも一方において、前記熱間製管用プラグの軸線周りに複数配置されていても良い。
このような構成によれば、プラグ片同士をより強固に結合することができる。【００１９】
（６）上記（４）または（５）に記載の熱間製管用プラグにおいて、前記柱状部の外周面に前記結合部材が取り付けられている場合には、前記柱状部の端から離れた位置に前記結合部材が取り付けられており、前記接合孔の内周面に前記結合部材が取り付けられている場合には、前記接合孔の開口端から離れた位置に前記結合部材が取り付けられていても良い。
熱間製管時（穿孔機による穿孔圧延時、又はエロンゲータによる延伸圧延時）、熱間製管用プラグは、丸ビレットから、プラグ軸線方向に外力を受けやすい。上記（６）の構成によれば、結合部材は接合孔の底面に接触しにくいため、結合部材が破損しにくくなる。【００２０】
（７）上記（３）〜（６）のいずれか一つに記載の熱間製管用プラグにおいて、前記柱状部の外周面及び前記接合孔の内周面の少なくとも一方に、溝が形成されており、前記結合部材の表面と前記溝の開口面との間に隙間が生じるように、前記結合部材が前記溝に嵌め込まれていても良い。
このような構成によれば、結合部材が溝から外側に突き出ないため、接合時及び熱間製管時に結合部材が破損しにくくなる。【００２１】
（８）上記（１）または（２）に記載の熱間製管用プラグにおいて、前記結合部材は、前記柱状部材の端面、及び、前記接合孔の底面の少なくとも一方に取り付けられていても良い。
このような構成によれば、結合部材が、熱間製管時の丸ビレットからの高熱を受けにくい部位に配置されるため、プラグ片同士を強固に結合することができる。【００２２】
（９）上記（８）に記載の熱間製管用プラグにおいて、前記柱状部の端面に前記結合部材が取り付けられている場合には、前記接合孔が前記プラグ片の少なくとも一部である強磁性体に形成されており、前記接合孔の底面に前記結合部材が取り付けられている場合には、前記プラグ片の少なくとも前記柱状部が強磁性体で形成されていても良い。
このような構成によれば、プラグ片同士をより強固に結合することができる。【００２３】
（１０）上記（９）に記載の熱間製管用プラグにおいて、前記柱状部の端面及び前記接合孔の底面の少なくとも一方に、取付孔が形成されており、前記結合部材の表面と前記取付孔の開口面との間に隙間が生じるように、前記結合部材が前記取付孔に挿入されていても良い。
このような構成によれば、結合部材が取付孔から外側に突き出ないため、接合時及び熱間製管時に結合部材が破損しにくくなる。
【発明の効果】
【００２４】
上記態様によれば、部分的な交換が容易でメンテナンス性に優れた熱間製管用プラグを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態における穿孔機の構成を示す模式図である。
【図２】図１に示したプラグの縦断面図である。
【図３】図２中の接合構造近傍の縦断面図である。
【図４】図３中の先頭部材の背面図である。
【図５】図３中の線分Ｖ−Ｖでの断面図である。
【図６】図２と異なるプラグの縦断面図である。
【図７】図２及び図３と異なるプラグの縦断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態におけるプラグの接合構造近傍の縦断面図である。
【図９】本発明の第３実施形態におけるプラグの接合構造近傍の縦断面図である。
【図１０】本発明の第４実施形態におけるプラグの接合構造近傍の縦断面図である。
【図１１】本発明の第５実施形態におけるプラグの接合構造近傍の縦断面図である。
【図１２】本発明の第７実施形態におけるプラグの接合構造近傍の縦断面図である。
【図１３】図１２と異なるプラグの接合構造近傍の縦断面図である。
【図１４】図１２及び図１３と異なるプラグの接合構造近傍の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２７】
［第１実施形態］
［穿孔機の構成］
本第１実施形態における熱間製管プラグ（以下、プラグと呼称する）は、穿孔機、又はエロンゲータに利用される。以降の説明では、穿孔機を例にプラグの説明を行う。しかしながら、エロンゲータに利用されるプラグも同様である。図１は、穿孔機１の全体構成図である。図１に示すように、穿孔機１は、一対の傾斜ロール２と、プラグ１１と、芯金３とを備える。
【００２８】
一対の傾斜ロール２は、パスラインＰＬの周りに配置される。傾斜ロール２は、丸ビレットＢＬを周方向に回転させながら圧延する。傾斜ロール２は、コーン型であってもよいし、バレル型であってもよい。
【００２９】
プラグ１１は、一対の傾斜ロール２の間のパスラインＰＬ上に配置される。芯金３は棒状であり、パスラインＰＬ上に配置される。芯金３の先端には、プラグ１１が取り付けられる。芯金３は、プラグ１１をパスラインＰＬ上で固定する。
【００３０】
穿孔機１が丸ビレットＢＬを穿孔圧延するとき、プラグ１１は、丸ビレットＢＬの前端面（つまり、プラグ１１と対向する端面）の中央に押し込まれ、丸ビレットＢＬを穿孔して中空素管ＢＬを形成する。
【００３１】
［プラグ１１の構成］
プラグ１１の外周面の横断形状は円であり、プラグ１１の外径は、プラグ１１の後端部の方が、先端部よりも小さい。プラグ１１はたとえば、図１に示すように、砲弾形状である。
【００３２】
図２は、プラグ１１の縦断面図である。なお、縦断面図とは、プラグ１１の中心軸線ＣＬを含む断面を意味する。
【００３３】
図２に示すように、プラグ１１は、先端から順に、先頭部材２１及びプラグ本体３１を備える。先頭部材２１及びプラグ本体３１は、互いに着脱可能なプラグ片である。これらプラグ片同士の結合（つまり本第１実施形態では、先頭部材２１とプラグ本体３１との結合）によって、プラグ１１が構成される。
【００３４】
先頭部材２１は、穿孔圧延時に丸ビレットＢＬに押し込まれ、丸ビレットＢＬの中心軸方向に穴を形成する役割を有する。先頭部材２１は先端面２０１を備える。先端面２０１の縦断形状は凸の弓状である。図３に示すように、先頭部材２１は、プラグ本体３１から着脱可能である。
【００３５】
プラグ本体３１は、先頭部材２１により穴が開けられた丸ビレットＢＬ（以下、中空素管ＢＬと呼称する場合もある）を所望の寸法（外径、肉厚）にする役割を有する。具体的には、プラグ本体３１は、中空素管ＢＬと接触して中空素管ＢＬの内径を拡張する。プラグ本体３１はさらに、プラグ本体３１と傾斜ロール２との間に中空素管ＢＬを挟んで圧延し、中空素管ＢＬの肉厚を所望の厚さにする。
【００３６】
プラグ本体３１は、プラグ１１の先端側から順に、圧延部３０１、リーリング部３０２及び逃げ部３０３を含む。
【００３７】
圧延部３０１及びリーリング部３０２の横断形状（つまり、プラグ１１の中心軸線と直交する断面形状）は円である。圧延部３０１及びリーリング部３０２の外径は、プラグ１１の先端から後端に向かうにしたがって大きくなる。圧延部３０１は穿孔圧延中の中空素管ＢＬの内径を拡張する役割を有する。圧延部３０１の外面の縦断形状はたとえば、１つ又は複数の曲率を有する弧である。リーリング部３０２は、中空素管ＢＬの肉厚を所望の厚さにする。リーリング部３０２の外面形状はたとえば、テーパ形状である。
【００３８】
逃げ部３０３は、中空素管ＢＬの内面に疵が発生するのを防止する役割を有する。逃げ部３０３の外径は、一定である、又は、プラグ１１の先端から後端に向かって徐々に小さくなる。そのため、逃げ部３０３は、穿孔圧延中の中空素管ＢＬの内面と接触しにくく、中空素管ＢＬに内面疵が発生するのを抑制できる。
【００３９】
なお、プラグ本体３１は逃げ部３０３を備えなくてもよい。また、圧延部３０１及びリーリング部３０２の外面形状は、上述の形状に限定されない。
【００４０】
先頭部材２１の素材は、プラグ本体３１と同じであってもよいし、異なっていてもよい。たとえば、先頭部材２１の素材は、プラグ本体３１と異なった材質の素材であって、耐摩耗性、耐焼付き性及び耐溶損性の少なくともいずれかがプラグ本体３１の素材よりも優れたものであってもよい。
【００４１】
図２に示すように、プラグ１１は、先頭部材２１及びプラグ本体３１の接合部分に、接合構造ＪＳ１を備える。接合構造ＪＳ１は、結合部材４０を備える。結合部材４０は磁力を有し、磁力により、先頭部材２１をプラグ本体３１の前端に着脱可能に結合する。以下、接合構造ＪＳ１について詳述する。
【００４２】
［接合構造ＪＳ１］
図３に示すように、先頭部材２１は、後端部に接合部ＪＰ２１を備える。一方、プラグ本体３１は、前端部に接合部ＪＰ３１を備える。接合部ＪＰ２１は接合部ＪＰ３１と接合する。接合部ＪＰ２１及びＪＰ３１は、接合構造ＪＳ１を構成する。
【００４３】
接合部ＪＰ２１及びＪＰ３１のいずれか一方は、柱状部ＣＯ１を含み、他方は、接合孔ＨＯ１を含む。図３では、接合部ＪＰ２１（つまり先頭部材２１）が柱状部ＣＯ１を含み、接合部ＪＰ３１（つまりプラグ本体３１）が接合孔ＨＯ１を含む。つまり、本第１実施形態では、先頭部材２１が柱状部ＣＯ１を有し、プラグ本体３１が、柱状部ＣＯ１が挿入される接合孔ＨＯ１を有している。
【００４４】
柱状部ＣＯ１は、先頭部材２１の後端面２０２からプラグ１１の軸線ＣＬ方向に延びる。本第１実施形態では、図３及び図４に示すように、柱状部ＣＯ１の横断形状は円である。この柱状部ＣＯ１は、その表面として外周面ＣＳ１及び端面ＣＥ１を有する。
【００４５】
一方、図３に示すように、接合孔ＨＯ１は、プラグ本体３１の前端面３１０に形成され、軸線ＣＬ方向に延びる。接合孔ＨＯ１の横断形状は円である。この接合孔ＨＯ１は、その表面として内周面ＨＳ１及び底面ＨＢ１を有する。
【００４６】
接合孔ＨＯ１には、柱状部ＣＯ１が挿入される。柱状部ＣＯ１が接合孔ＨＯ１に挿入されたとき、外周面ＣＳ１は、内周面ＨＳ１と対向し、端面ＣＥ１は、底面ＨＢ１と対向する。結合部材４０は、柱状部ＣＯ１の外周面ＣＳ１に取り付けられ、磁力により、柱状部ＣＯ１を接合孔ＨＯ１に結合する。これにより、先頭部材２１とプラグ本体３１とが着脱可能に結合される。
【００４７】
結合部材４０は磁石であり、より具体的には、永久磁石である。一方、プラグ本体３１のうち、少なくとも接合部ＪＰ３１の素材は、磁性体であり、より具体的には、強磁性体である。
【００４８】
このように、プラグ１１は、接合構造ＪＳ１に含まれる結合部材４０の磁力を利用して、先頭部材２１をプラグ本体３１に着脱容易に結合できる。従来技術のように、先頭部材とプラグ本体とをネジ等の取付部材により機械的に固定する場合、先頭部材とプラグ本体との接合構造が複雑になり、接合構造の強度が低下しやすい。そのため、穿孔圧延中に接合構造が破損する場合がある。
【００４９】
一方、プラグ１１では、結合部材４０を用いて磁力により先頭部材２１をプラグ本体３１に結合する。そのため、接合構造ＪＳ１は簡素な構造（柱状部ＣＯ１及び接合孔ＨＯ１）になり、穿孔圧延中に破損しにくい。
【００５０】
さらに、接合構造ＪＳ１は、磁力により先頭部材２１をプラグ本体３１に結合するため（且つ、柱状部ＣＯ１及び接合孔ＨＯ１の断面形状が円形状であるため）、穿孔圧延中において、先頭部材２１は軸線ＣＬ周りに自由に回転できる。従来のように、先頭部材を焼嵌め、接着剤、及び、ネジ等の取付部材によりプラグ本体に固定した場合、先頭部材が丸ビレットから周方向の外力（捻じれ）等を受けると、先頭部材が回転できない。そのため、接合構造が破損しやすい。これに対して、接合構造ＪＳ１の場合、周方向の外力を受けた先頭部材２１は周方向に自由回転する。そのため、接合構造ＪＳ１が破損するのを抑制できる。
【００５１】
先頭部材２１は磁力を有する結合部材４０が取り付けられる。そのため、先頭部材２１の素材は強磁性体でなくてもよい。そのため、先頭部材２１の素材として、Ｎｂ基合金、Ｍｏ基合金等に代表される、非磁性の高強度耐熱材料を利用することができる。さらに、先頭部材２１の素材として、セラミック等の非磁性材料も使用できる。
【００５２】
プラグ１１の先端面２０１及びその近傍の表層部分では、丸ビレットＢＬから高熱を受け、穿孔圧延時の温度が１０００℃程度の高温になる。しかしながら、上記表層部分以外の他の領域においては、穿孔圧延時でも、その温度は３００℃以下である。そのため、穿孔圧延中においても結合部材４０は磁力を有し、プラグ本体３１は強磁性を維持する。
【００５３】
先頭部材２１は、結合部材４０の磁力によりプラグ本体３１と結合されるため、従来の接合方法（焼嵌め及びネジ固定等）と比較して、先頭部材２１をプラグ本体３１から容易に着脱できる。上述のとおり、穿孔圧延中の先頭部材２１は、プラグ本体３１と比較して、高い熱量及び外力が付与され、溶損しやすい。しかしながら、本第１実施形態では、先頭部材２１をプラグ本体３１から容易に外すことができ、新しい他の先頭部材２１をプラグ本体３１に短時間で容易に結合できる。すなわち、先頭部材２１又はプラグ本体３１の交換が容易である。このように、本第１実施形態におけるプラグ１１は、部分的な交換が容易であり、メンテナンス性に優れている。その結果、プラグ１１の寿命を向上できる。
【００５４】
図５は、図３中の線分Ｖ−Ｖの横断面図である。図３及び図５に示すように、柱状部ＣＯ１の外周面ＣＳ１には、溝ＧＲ１が形成される。溝ＧＲ１は、軸線ＣＬ周りに延び、溝底ＧＢ１を有する。
【００５５】
図５では、複数の結合部材４０が溝ＧＲ１内に取り付けられる。そのため、複数の結合部材４０は軸線ＣＬ周りに配置される。そのため、磁力により吸着される面積が大きくなり、結合力が増す。結合部材４０は周知の方法で溝ＧＲ１に固定される。たとえば、結合部材４０は、焼嵌めにより溝ＧＲ１に固定されてもよいし、接着剤を用いて固定されてもよい。結合部材４０は、ネジ又はボルト等の固定部材を用いて溝ＧＲ１に固定されてもよい。なお、溝ＧＲ１には、１つ以上の結合部材４０が配置されていれば良い。
【００５６】
図５に示すように、溝ＧＲ１に挿入して取り付けられた結合部材４０の表面４０Ｓは、柱状部ＣＯ１の外周面ＣＳ１よりも溝底ＧＢ１側に配置されることが好ましい。言い換えれば、結合部材４０の表面４０Ｓと溝ＧＢ１の開口面（柱状部ＣＯ１の外周面ＣＳ１に対して面一な面）との間に隙間が生じるように、結合部材４０が溝ＧＢ１に嵌め込まれていることが好ましい。このような構成では、結合部材４０が、外周面ＣＳ１から外側に突き出ない。そのため、先頭部材２１がプラグ本体３１に取り付けられたとき、結合部材４０が接合孔ＨＯ１の内周面ＨＳ１と接触しにくい。その結果、接合時及び穿孔圧延時において、結合部材４０が割れたり、破損したりするのを抑制することができる。
【００５７】
図３に示すように、結合部材４０はさらに、柱状部ＣＯ１の後端（後端面ＣＥ１）から離れた位置に取り付けられることが好ましい。その結果、接合時に、結合部材４０が、接合孔ＨＯ１の底面ＨＢ１と接触せず、代わりに、後端面ＣＥ１が底面ＨＢ１と接触する。
【００５８】
上述のとおり、穿孔圧延時、プラグ１１は、丸ビレットＢＬに押し込まれる。このとき、プラグ１１は、軸線ＣＬ方向に強い外力を受ける。この外力により、先頭部材２１は、プラグ本体３１に押し付けられる。
【００５９】
仮に、結合部材４０が外周面ＣＳ１の後端に取り付けられ、接合時に底面ＨＢ１に接触する場合、この外力により結合部材４０が底面ＨＢ１に押し付けられる。その結果、結合部材４０が破損しやすくなる。
【００６０】
図３に示すように、結合部材４０が外周面ＣＳ１の後端から離れた位置に取り付けられた場合、穿孔圧延中、軸線ＣＬ方向に掛かる外力は、後端面ＣＥ１に加わり、結合部材４０には加わりにくい。その結果、結合部材４０が破損しにくい。
【００６１】
本第１実施形態において、先頭部材２１の大きさは特に制限されない。たとえば、図６に示すように、先頭部材２１が、プラグ１１の先端から１／３以上の長さを有していてもよい。このとき、先頭部材２１の表面が、圧延部だけでなくリーリング部を含んでもよい。
【００６２】
さらに、図７に示すように、プラグ本体３１が前部３５０と後部３６０とに分割可能であり、前部３５０及び後部３６０が、接合構造ＪＳ１と同様の構成を有する接合構造ＪＳ１０を備えてもよい。すなわち、接合構造ＪＳ１が、プラグ１１に複数設けられてもよい。接合構造ＪＳ１０は、接合構造ＪＳ１と同様に、柱状部ＣＯ１と接合孔ＨＯ１とを含み、さらに、結合部材４０を備える。この場合、プラグ本体３１の前部３５０及び後部３６０と、先端部材２１とが、互いに着脱可能なプラグ片である。つまり、プラグ１１を構成するプラグ片の数は、図２に示すように２つでも良いし、図７に示すように３つでも良い。さらに、プラグ１１を構成するプラグ片の数は、４つ以上でも良い。
【００６３】
［第２の実施形態］
上記第１実施形態の接合構造ＪＳ１では、結合部材４０が、柱状部ＣＯ１の外周面ＣＳ１に取り付けられる。しかしながら、プラグは、接合構造ＪＳ１以外の他の構成の接合構造を備えてもよい。
【００６４】
図８は、第２実施形態におけるプラグ１２の接合構造の縦断面である。図８に示すように、プラグ１２は、先頭部材２２と、プラグ本体３２とを備える。プラグ１２は、プラグ１１と比較して、接合構造ＪＳ１に替えて、新たな接合構造ＪＳ２を備える。プラグ１２のその他の構成は、プラグ１１と同じである。
【００６５】
具体的には、先頭部材２２は、接合部ＪＰ２１に替えて、接合部ＪＰ２２を備える。先頭部材２２のその他の構成は、先頭部材２１と同じである。接合部ＪＰ２２は、柱状部ＣＯ２を備える。柱状部ＣＯ２は、柱状部ＣＯ１と比較して、その外周面ＣＳ２に溝が形成されず、結合部材４０が取り付けられていない。柱状部ＣＯ２のその他の構成は柱状部ＣＯ１と同じである。
【００６６】
プラグ本体３２は、接合部ＪＰ３１に替えて、接合部ＪＰ３２を備える。プラグ本体３２のその他の構成は、プラグ本体３１と同じである。接合部ＪＰ３２は、接合孔ＨＯ２を含む。接合孔ＨＯ２は、接合孔ＨＯ１と比較して、その内周面ＨＳ２に溝ＧＲ２が形成され、溝ＧＲ２に結合部材４０が取り付けられる。接合孔ＨＯ２のその他の構成は、接合孔ＨＯ１と同じである。
【００６７】
すなわち、接合構造ＪＳ２では、柱状部ＣＯ２の外周面ＣＳ２ではなく、接合孔ＨＯ２の内周面ＨＳ２に複数（或いは１つ以上でも良い）の結合部材４０が取り付けられる。そのため、結合部材４０が取り付けられていない接合部ＪＰ２１、つまり、先頭部材２２の少なくとも柱状部ＣＯ２の素材は、強磁性体である。
以上の構成を有する接合構造ＪＳ２も、接合構造ＪＳ１と同様に、先頭部材２２をプラグ本体３１に磁力により結合できる。
【００６８】
溝ＧＲ２は、軸線ＣＬ周りに延びる。そのため、複数の結合部材４０は、軸線ＣＬ周りに配置される。その結果、磁力により吸着される面積が大きくなり、結合力が増す。本第２実施形態では、第１実施形態と同様に、結合部材４０の表面４０Ｓが、内周面ＨＳ２よりも溝底ＧＢ２側に配置されることが好ましい。言い換えれば、結合部材４０の表面４０Ｓと溝ＧＢ２の開口面（接合孔ＨＯ２の内周面ＨＳ２に対して面一な面）との間に隙間が生じるように、結合部材４０が溝ＧＢ２に嵌め込まれていることが好ましい。
【００６９】
［第３の実施形態］
図９は、第３実施形態におけるプラグ１３の接合構造ＪＳ３の縦断面である。図９に示すように、プラグ１３は、先頭部材２１と、プラグ本体３２とを備える。この場合、接合構造ＪＳ３は、接合部ＪＰ２１と接合部ＪＰ３２とで構成される。すなわち、接合構造ＪＳ３では、柱状部ＣＯ１の外周面ＣＳ１と、接合孔ＨＯ２の内周面ＨＳ２との両方に、結合部材４０が取り付けられる。
【００７０】
外周面ＣＳ１の結合部材４０と、内周面ＨＳ２の結合部材４０とは、互いに対向して配置され、互いに吸引するように配置される。そのため、先頭部材２１は、プラグ本体３２と磁力により結合される。
【００７１】
プラグ１３では、先頭部材２１の接合部ＪＰ２１及びプラグ本体３２の接合部ＪＰ３２の素材として、非磁性材料を使用することができる。
【００７２】
［第４の実施形態］
上記第１〜第３実施形態では、先頭部材２１、２２の接合部ＪＰ２１、２２が、柱状部ＣＯ１、ＣＯ２を備え、プラグ本体３１、３２の接合部ＪＰ３１、３２が、接合孔ＨＯ１、ＨＯ２を備える。しかしながら、柱状部ＣＯがプラグ本体に配置され、接合孔ＨＯが先頭部材に配置されていても、上記第１〜第３実施形態と同様の効果が得られる。
【００７３】
図１０は、第４実施形態におけるプラグ１４の接合構造ＪＳ４の縦断面図である。図１０に示すように、プラグ１４は、先頭部材２４と、プラグ本体３４とを備える。プラグ１４は、プラグ１１と比較して、接合構造ＪＳ１に替えて、新たな接合構造ＪＳ４を備える。プラグ１４のその他の構成は、プラグ１１と同じである。
【００７４】
具体的には、先頭部材２４は、接合部ＪＰ２１に替えて、接合部ＪＰ２４を備える。先頭部材２４のその他の構成は、先頭部材２１と同じである。接合部ＪＰ２４は、接合孔ＨＯ４を含む。接合孔ＨＯ４は、先頭部材２４の後端面２４２から軸線ＣＬ方向に延び、その表面として内周面ＨＳ４及び底面ＨＢ４を有する。
【００７５】
プラグ本体３４は、プラグ本体３１と比較して、接合部ＪＰ３１に替えて、接合部ＪＰ３４を備える。プラグ本体３４のその他の構成は、プラグ本体３１と同じである。接合部ＪＰ３４は、柱状部ＣＯ４を備える。柱状部ＣＯ４は、プラグ本体３４の前面３４１から軸線ＣＬ方向に延び、その表面として外周面ＣＳ４及び前端面ＣＥ４を有する。接合時、柱状部ＣＯ４は接合孔ＨＯ４に挿入される。
【００７６】
接合孔ＨＯ４の内周面ＨＳ４には、軸線ＣＬ周りに延びる溝ＧＲ４が形成され、溝ＧＲ４に複数の結合部材４０が挿入され、取り付けられる。
【００７７】
このように、先頭部材２４の接合部ＪＰ２４が接合孔ＨＯ４を備え、プラグ本体３４の接合部ＪＰ３４が柱状部ＣＯ４を備える接合構造ＪＳ４も、他の接合構造ＪＳ１〜ＪＳ３と同様に、結合部材４０の磁力により、先頭部材２４をプラグ本体３４に結合することができる。本第４実施形態において、プラグ本体３４の素材は強磁性体である。
【００７８】
接合構造ＪＳ４においても、結合部材４０の表面４０Ｓが、内周面ＨＳ４よりも溝ＧＲ４の溝底ＧＢ４側に配置されることが好ましい。言い換えれば、結合部材４０の表面４０Ｓと溝ＧＢ４の開口面（接合孔ＨＯ４の内周面ＨＳ４に対して面一な面）との間に隙間が生じるように、結合部材４０が溝ＧＢ４に嵌め込まれていることが好ましい。
【００７９】
［第５の実施形態］
図１１は、第５実施形態のプラグ１５の接合構造ＪＳ５の縦断面図である。図１１に示すように、プラグ１５は、先頭部材２５と、プラグ本体３５とを備える。プラグ１５は、プラグ１４と比較して、接合構造ＪＳ４に替えて、接合構造ＪＳ５を備える。
【００８０】
先頭部材２５は、先頭部材２４と比較して、接合部ＪＰ２４に替えて接合部ＪＰ２５を備える。先頭部材２５のその他の構成は、先頭部材２４と同じである。プラグ本体３５は、プラグ本体３４と比較して、接合部ＪＰ３４に替えて接合部ＪＰ３５を備える。プラグ本体３５のその他の構成はプラグ本体３４と同じである。先頭部材２５の接合部ＪＰ２５は、接合孔ＨＯ５を備え、プラグ本体３５の接合部ＪＰ３５は、柱状部ＣＯ５を備える。
【００８１】
プラグ１５では、プラグ１４と比較して、結合部材４０が接合孔ＨＯ５ではなく、柱状部ＣＯ５に取り付けられる。柱状部ＣＯ５には、軸線ＣＬ周りに延びる溝ＧＲ５が形成される。溝ＧＲ５に、結合部材４０が挿入され、取り付けられる。本第５実施形態において、先頭部材２５の素材は強磁性体である。
【００８２】
［第６の実施形態］
第６実施形態では、第３実施形態と同様に、プラグが、先頭部材２４とプラグ本体３５とを備えてもよい。この場合、先頭部材２４に取り付けられる結合部材４０は、接合時において、プラグ本体３５に取り付けられる結合部材４０と対向して配置され、互いに吸引するように配置される。
【００８３】
第１〜第６実施形態で示すように、先頭部材の接合部及びプラグ本体の接合部のうち、いずれか一方が柱状部ＣＯを備え、他方が接合孔ＨＯを備える。そして、結合部材４０は、柱状部ＣＯの外周面ＣＳ及び接合孔ＨＯの内周面ＨＳの少なくとも一方に取り付けられていればよい。そして、結合部材４０が取り付けられた接合部と異なる他の接合部の素材を強磁性体にすればよい。このような構成を有する接合構造ＪＳであれば、結合部材４０の磁力により、先頭部材をプラグ本体に結合できる。
【００８４】
［第７の実施形態］
第１〜第６実施形態では、結合部材４０が柱状部ＣＯの外周面ＣＳ及び接合孔ＨＯの内周面ＨＳの少なくともいずれか一方に取り付けられる。しかしながら、結合部材４０は、他の部分に取り付けられてもよい。
【００８５】
図１２は、第７実施形態におけるプラグ１７の接合構造ＪＳ７の縦断面図である。図１２に示すように、プラグ１７は、先頭部材２７と、プラグ本体３７とを備える。プラグ１７は、プラグ１１と比較して、接合構造ＪＳ１に替えて、新たな接合構造ＪＳ７を備える。プラグ１７のその他の構成は、プラグ１１と同じである。
【００８６】
先頭部材２７は、接合部ＪＰ２１に替えて、接合部ＪＰ２７を備え、その他の構成は先頭部材２１と同じである。接合部ＪＰ２７は、柱状部ＣＯ７を備える。
【００８７】
プラグ本体３７は、接合部ＪＰ３１に替えて、接合部ＪＰ３７を備え、その他の構成は、プラグ本体３１と同じである。接合部ＪＰ３７は、接合孔ＨＯ７を含む。柱状部ＣＯ７は、その表面として外周面ＣＳ７及び後端面ＣＥ７を有する。接合孔ＨＯ７は、その表面として内周面ＨＳ７及び底面ＨＢ７を有する。柱状部ＣＯ７は接合孔ＨＯ７に挿入される。このとき、柱状部ＣＯ７の後端面ＣＥ７は、接合孔ＨＯ７の底面ＨＢ７と対向し、好ましくは、底面ＨＢ７と接触する。
【００８８】
結合部材４０は、柱状部ＣＯ７の後端面ＣＥ７に取り付けられる。この場合、結合部材４０はたとえば、板状である。複数の結合部材４０が接合孔ＨＯ７に取り付けられてもよい。
【００８９】
後端面ＣＥ７には、底面ＨＢ７０を有する取付孔ＨＯ７０が形成され、結合部材４０は、取付孔ＨＯ７０内に配置され、焼嵌め、接着等により取り付けられる。
【００９０】
すなわち、本第７実施形態におけるプラグ１７では、柱状部ＣＯ７の後端面ＣＥ７に結合部材４０が取り付けられる。この場合、プラグ本体３７の接合部ＪＰ３７の素材は強磁性体である。
【００９１】
以上の構成を有する接合構造ＪＳ７も、他の接合構造ＪＳと同様に、結合部材４０の磁力により、先頭部材２７をプラグ本体３７に結合できる。
【００９２】
結合部材４０の表面４０Ｓ（底面ＨＢ７と対向する表面）は、後端面ＣＥ７よりも底面ＨＢ７０側に配置されることが好ましい。言い換えれば、結合部材４０の表面４０Ｓと取付孔ＨＯ７０の開口面（柱状部ＣＯ７の後端面ＣＥ７に対して面一な面）との間に隙間が生じるように、結合部材４０が取付孔ＨＯ７０に挿入されていることが好ましい。
上述のとおり、プラグ１７は、穿孔圧延時に軸線ＣＬ方向に強い外力を受ける。そのため、後端面ＣＥ７は底面ＨＢ７と接触しながら強く押される。仮に、結合部材４０が後端面ＣＥ７よりも外側に突き出ている場合、結合部材４０が底面ＨＢ７と接触するため、穿孔圧延時に結合部材４０が破損する場合がある。結合部材４０の表面４０Ｓが後端面ＣＥ７よりも底面ＨＢ７０側に配置されれば、結合部材４０の破損を抑制できる。
【００９３】
なお、図１３に示すように、第１〜第６の実施形態と同様に、結合部材４０を後端面ＣＥ７ではなく、接合孔ＨＯ７の底面ＨＢ７に取り付けてもよい。この場合、底面ＨＢ７内に、結合部材４０を挿入するための取付孔がさらに形成される。この場合、先頭部材２７の接合部ＪＰ２７（柱状部ＣＯ７）の素材は強磁性体である。
【００９４】
さらに、柱状部ＣＯ７の後端面ＣＥ７及び接合孔ＨＯ７の底面ＨＢ７の両方に、結合部材４０が取り付けられていてもよい。この場合、後端面ＣＥ７の結合部材４０と、底面ＨＢ７の結合部材４０とは互いに対向して配置され、さらに、互いに吸引するように配置されることが好ましい。
【００９５】
さらに、図１４に示すように、先頭部材２７の接合部ＪＰ２７が、柱状部ＣＯ７に替えて接合孔ＨＯ７を備え、プラグ本体３７の接合部ＪＰ３７が、接合孔ＨＯ７に替えて柱状部ＣＯ７を備えてもよい。そして、結合部材４０が、柱状部ＣＯ７の前端面ＣＥ７及び接合孔ＨＯ７の底面ＨＢ７の少なくとも一方に取り付けられてもよい。
【００９６】
すなわち、先頭部材の接合部及びプラグ本体の接合部のうち、いずれか一方が柱状部ＣＯを備え、他方が接合孔ＨＯを備え、結合部材４０が、柱状部ＣＯの端面ＣＥ及び接合孔ＨＯの底面ＨＢの少なくとも一方に取り付けられていればよい。そして、結合部材４０が取り付けられた接合部と異なる接合部の素材を強磁性体にすればよい。
【００９７】
上記第１〜第７実施形態において、柱状部ＣＯの横断形状（断面形状）は円である。しかしながら、柱状部ＣＯの横断形状は円でなくてもよく、たとえば、多角形や楕円であってもよい。この場合、先頭部材は自由回転しないものの、上記第１〜第７実施形態と同様に、先頭部材は着脱可能にプラグ本体に結合される。
【００９８】
さらに、柱状部ＣＯは、端面ＣＥに向かって幅が狭くなるテーパ形状を有してもよい。この場合、好ましくは、接合孔ＨＯは、底面ＨＢに向かって幅が狭くなるテーパ形状を有する。このような形状であっても、結合部材４０により、先頭部材をプラグ本体に結合できる。
【００９９】
上記第１〜第７実施形態では、接合構造ＪＳは複数の結合部材４０を含む。しかしながら、接合構造ＪＳは１つの結合部材４０のみを備えてもよい。また、上記第１〜第７実施形態において、プラグを構成するプラグ片の数は複数であれば良い。
【０１００】
上記第１〜第７実施形態では、本発明のプラグとして、穿孔機に用いられるプラグを例示した。しかしながら、本発明のプラグは、エロンゲータ用のプラグとしても適用可能である。すなわち、本発明のプラグは、熱間製管に用いられるプラグに広く適用できる。
【実施例】
【０１０１】
複数種類のプラグを準備し、各プラグを用いて丸ビレットを穿孔圧延した。そして、各プラグが溶損するまでの圧延回数（以下、パス回数と呼称する）を調査した。【０１０２】
［試験方法］
表１に示す構造のプラグを準備した。【０１０３】
【表１】
0005482976.tif 000002
【０１０４】
表１に示すように、マーク１のプラグは、図２と同じ外周面の形状を有するものの、先頭部材とプラグ本体が一体で製造されて、分離不可能な従来の構成を有していた。マーク１のプラグの素材は、Ｃｒ−Ｎｉ系低合金であった。【０１０５】
一方、マーク２及びマーク３のプラグは、図２と同じ構成を有し、先頭部材とプラグ本体とが分離可能であった。マーク２の先頭部材、プラグ本体、及び、マーク３のプラグ本体には、いずれも、マーク１と同じ化学組成のＣｒ−Ｎｉ系低合金を使用した。一方、マーク３の先頭部材には、Ｃｒ−Ｎｉ系低合金よりも耐摩耗性、耐焼付き性及び耐溶損性にすぐれたＮｂ基合金を使用した。【０１０６】
マーク１〜３のプラグを用いて、丸ビレットを穿孔圧延した。丸ビレットの素材は、Ｃｒを１３質量％含有する、いわゆる１３Ｃｒ系合金であった。丸ビレットの直径は７０ｍｍ、長さは４００ｍｍであった。丸ビレットを１２２０℃に加熱し、穿孔圧延をして、外径７４ｍｍ、肉厚８．５ｍｍ、長さ９００ｍｍの中空素管を製造した。【０１０７】
穿孔圧延時において、マーク２のプラグでは、２本の丸ビレットを穿孔圧延するごとに（つまり、２パスごとに）、先頭部材を新たな先頭部材に交換した。【０１０８】
以上の穿孔圧延の条件にて、各マークのプラグのプラグ本体が溶損するまで穿孔圧延を継続した。１本の丸ビレットを穿孔圧延するごとに、プラグに溶損が発生しているか否かを目視により観察した。ｎ回の穿孔圧延後に溶損を確認した場合、パス回数はｎ−１回と定義した。【０１０９】
［試験結果］
試験結果を表１に示す。表１に示すように、マーク１のプラグのパス回数は２回であったのに対して、マーク２及びマーク３のプラグでは、パス回数が１０回であった。また、マーク２のプラグを用いた穿孔圧延では、先頭部材を容易に交換できるため、圧延効率の低下が抑えられた。【０１１０】
以上、本発明の実施形態を説明したが、上述した実施形態は本発明を実施するための例に過ぎない。よって、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施形態を適宜変形して実施することが可能である。
【符号の説明】
【０１１１】
１  穿孔機
１１〜１５，１７  プラグ
２１，２２，２４，２５，２７  先頭部材
３１，３２，３４，３５，３７  プラグ本体
ＣＯ１，ＣＯ２，ＣＯ４，ＣＯ５，ＣＯ７  柱状部
ＨＯ１，ＨＯ２，ＨＯ４，ＨＯ５，ＨＯ７  接合孔
ＪＰ２１，ＪＰ２２，ＪＰ２４，ＪＰ２５，ＪＰ２７，ＪＰ３１，ＪＰ３２，ＪＰ３４，ＪＰ３５，ＪＰ３７  接合部
【要約】
熱間製管用プラグは、互いに着脱可能な複数のプラグ片と；前記プラグ片同士を磁力によって結合する結合部材と；を備え、互いに結合する前記プラグ片同士のうち、一方の前記プラグ片は、前記熱間製管用プラグの軸線方向に延びる柱状部を有し、他方の前記プラグ片は、前記熱間製管用プラグの軸線方向に延び、前記柱状部が挿入される接合孔を有しており、前記結合部材は、前記柱状部及び前記接合孔の少なくとも一方に取付けられた永久磁石である。【図１】
0005482976.tif 000003
【図２】
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【図３】
0005482976.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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