(57)【要約】      （修正有）【課題】品質に優れた継目無管を高い生産性をもって製造する技術を提供する。【解決手段】傾斜ロールを備えた穿孔機を用いて、プラグ先端圧下比ＴＤＦＴが0.04以下、またはＴＤＦＴとビレット回転数Ｎの積の平方根が0.4以下となる条件で穿孔圧延を行う。傾斜ロールのゴージ圧下比ＴＤＦＴが下記の(1)式を満たすように傾斜ロールの位置を決定する。下記の(2)式を満たす形状のプラグを用いて穿孔圧延を行う。少なくとも穿孔圧延の非定常域において、ビレットをプッシャによって押圧する。  −0.01053ＥＬ＋0.8768≦ＧＤＦＴ≦−0.01765ＥＬ＋0.9717  (1)  −0.95√(ＴＤＦＴ×Ｎ)＋1.4≦Ｌ2／ｄ2≦−1.4√(ＴＤＦＴ×Ｎ)＋3.15  (2)  但し、Ｎ＝(Ｌｄ×ＥＬ)／（0.5×π×Ｂｄ×tanβ）Ｌｄ：噛み込み点からプラグ先端までの投影接触長さ、ＥＬ：穿孔比、β：ロールの傾斜角、Ｌ2：プラグの圧延部の長さ、ｄ2：プラグの圧延部とリーリング部の境界位置の外径。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
パスラインに沿って入側に配置されたプッシャと、同じくパスラインに沿って出側に配置されたプラグと、プラグを挟んで対向して配設された一対の傾斜ロールとを備えた穿孔機を用いて穿孔圧延を行う継目無管の製造方法であって、下記の特徴イから特徴ニまでを備える継目無管の製造方法。
特徴イ：  プラグ先端圧下比（ＴＤＦＴ）が0.04以下または／およびプラグ先端圧下比（ＴＤＦＴ）とビレット回転数（Ｎ）の積の平方根（ＴＤＦＴ×Ｎ）0.5が0.4以下となる条件で穿孔圧延を行うこと。
特徴ロ：  傾斜ロールのゴージ部において最短距離となるロール間隔（Ｒg）とビレットの外径（Ｂｄ）との比を示すゴージ圧下比（ＧＤＦＴ、即ち、Ｒｇ／Ｂｄ）が下記の(1)式を満たすように傾斜ロールの位置を決定すること。
特徴ハ：  下記の(2)式を満たす形状のプラグを用いて穿孔圧延を行うこと。
特徴ニ：  少なくとも穿孔圧延の非定常域において、ビレットをプッシャによって押圧すること。
−0.01053×ＥＬ＋0.8768≦ＧＤＦＴ≦−0.01765×ＥＬ＋0.9717  ・・・(1)
−0.95×(ＴＤＦＴ×Ｎ)0.5＋1.4≦Ｌ2／ｄ2≦−1.4×(ＴＤＦＴ×Ｎ)0.5＋3.15
・・・(2)
但し、ＴＤＦＴ＝１−(ｄ1／Ｂd)
ここで  ｄ1：プラグ先端位置でのロール間の最短距離（ｍｍ）
Ｂd：ビレット外径（ｍｍ）
Ｎ＝(Ｌｄ×ＥＬ)／（0.5×π×Ｂｄ×tanβ）
ここで  Ｌｄ：ビレット噛み込み点からプラグ先端までの投影接触長さ（ｍｍ）
ＥＬ：穿孔比、即ち、中空素管の長さ／ビレット長さ
β：ロールの傾斜角
Ｌ2：プラグの圧延部の長さ（ｍｍ）
ｄ2：プラグの圧延部とリーリング部の境界位置の外径、即ち、リーリング開始点の外径（ｍｍ）
【請求項２】
特徴ニにおいて、穿孔圧延の非定常域および定常域でビレットをプッシャによって押圧する請求項１に記載の継目無管の製造方法。
【請求項３】
プッシャの前進速度を、プッシャを使用しないときの定常状態における入側ビレットの進行方向速度以上に設定して穿孔圧延を行う請求項１または請求項２に記載の継目無管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、素管の内面疵の発生が少なく、かつ偏肉が少ない継目無管を圧延停止等の操業上のトラブルなしに、高い穿孔効率で製造する継目無管の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
継目無鋼管の製造技術は種々知られているが、最も効率的で量産に適する方法は、傾斜圧延ロールと穿孔プラグを使用してビレットを穿孔する、傾斜圧延方式（いわゆるマンネスマン方式）による製造方法である。
【０００３】
傾斜圧延方式の穿孔では、加熱されたビレットは穿孔機（ピアサ）に搬送され、プッシャで押されて一対の傾斜圧延ロールに噛み込まれる。以後、ビレットはロールの回転によって回転しながら前進して行く。このとき、傾斜圧延ロール間にパスラインに沿って配置された穿孔用のプラグの先端にビレットが到達するまでの間にビレット中心部には回転鍛造効果（マンネスマン効果）が作用し、その中心部が脆くなる。次に、ビレットは、上記一対の傾斜ロールと上記プラグによって肉厚加工が施されながら、中空素管（以下、単に素管ともいう）となる。中空素管は、延伸圧延その他の後続の工程によってさらに加工されて所定サイズの継目無管となる。
【０００４】
上記の穿孔圧延は、例えば、中心偏析やポロシティを有する連続鋳造材や、熱間変形能が劣悪なステンレス鋼などのビレットに対しても実施される。その場合、回転鍛造効果と付加的な剪断変形によって、穿孔後の中空素管の内面に葉状、ひれ状もしくはラップ状の疵（これらを内面疵と総称する）が発生する。これを防ぐために、一般にはプラグ先端圧下比を小さくして、回転鍛造効果を極力抑制して内面疵の発生を防止する。しかしながら、プラグ先端圧下比を小さくするとビレットの噛み込み不良などのミスロールが発生しやすくなる。
【０００５】
プラグ先端圧下比とは、次の式で表されるものである。
【０００６】
（Ｂｄ−ｄ1）／Ｂｄ、即ち、１−（ｄ1／Ｂｄ）
したがって、プラグ先端圧下比を小さくするということは、ビレットの径（Ｂｄ）が一定の場合はｄ1（プラグ先端位置でのロール間隔）を大きくすること、またはプラグをビレット側に前進させて、その先端をロール径の小さい方向に進めることを意味する（図１参照）。
【０００７】
特許文献１および２には、プラグ先端圧下率を95％以上または97％以上とすることを特徴の一つとする継目無管の製造方法が記載されている。ただし、これらの文献ではプラグ先端圧下率を「プラグ先端位置でのロール間隔／鋳片の直径」と定義しているから、上記の「95％以上」および「97％以上」は、本来、それぞれ「0.95以上」および「0.97以上」と記載されるべきである。そして、これらのプラグ先端圧下率は、前記の本来の定義に従えば、それぞれ「0.05以下」および「0.03以下」ということになる。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−３４６５１３号公報
【０００９】
【特許文献２】特開平１１−３４６５１４号公報  プラグ先端圧下比を小さくすることのもう一つの難点は、穿孔効率が低下することである。なお、穿孔効率とはロールゴージ部周速の前進方向速度成分に対する素管の前進速度の比率で、下記のように定義される。
【００１０】
η＝（ＶH／ＶRsinθ）×100  （％）
但し、ηは穿孔効率（％）、ＶHは素管の前進速度（ｍ／ｓ）、ＶRはロールゴージ部周速（ｍ／ｓ）である。
【００１１】
図４は、穿孔効率を調査するため同一形状のプラグを使用して表１に示す条件で試験を行った結果を示すものである。図示のとおり、プラグ先端圧下比が大きくなるにつれて穿孔効率は低くなっており、特にプラグ先端圧下比が0.04以下になると穿孔効率の低下が顕著である。
【００１２】
【表１】
2008126255.tif 000002
【００１３】
穿孔効率の低下は、素管の前進速度（上記のＶH）の低下、言い換えれば、ビレットの進行速度の低下を意味し、ビレットが回転鍛造効果を受ける時間が長くなる（ビレットの所定位置における回転鍛造の回数が多くなる）ことを意味する。そうすると、連続鋳造材のような中心部に欠陥のある鋼種では、プラグ先端圧下比を小さく設定しても、過度の回転鍛造効果に起因する内面疵が発生することになる。
【００１４】
さらに、穿孔効率の低下により被圧延材のメタルフローは軸方向では拘束され、周方向に流れやすくなる。そうすると円周方向の付加剪断変形が増大し、プラグ前で生じた欠陥部がこの剪断変形によって更に助長され、欠陥部が大きな内面疵として素管に残ることになる。そのうえ、穿孔効率の低下によって穿孔に要する時間が長くなるので、プラグへの熱負荷が増加し、プラグ寿命が短くなるという問題もある。
【００１５】
先に挙げた特許文献１および２の方法は、ともにビレットの噛み込み不良を防止するために、ロール周速の低速化とプッシャによる押し込みを組み合わせるという方法である。その方法においては、ビレット中間部の穿孔でも低いプラグ先端圧下比での穿孔を行うので、たしかにプラグ前で生じる回転鍛造効果に起因する割れが抑制できる。しかし、傾斜圧延ロールの設定条件とプラグ形状によっては、噛み込み不良は解消できても、ビレットの中間部以降の穿孔ではスリップが大きくなって、穿孔効率が低下することがある。
【００１６】
上記のようにビレットの中間部以降の穿孔で穿孔効率が低下すると、定常圧延域であっても、入側ビレットの圧延方向速度が低下してビレット回転数（ビレットがロールに噛み込まれてからプラグ先端に到達するまでの間に一対のロールと被圧延材とが接触する回数）が多くなる。したがって、回転鍛造効果を受ける回数が増加し、プラグ先端圧下比を小さくしていても、過度の回転鍛造効果によってビレット中心近傍に割れが生じ、素管に内面疵として残存することになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の目的は、品質に優れた継目無管を高い生産性をもって製造する技術を提供することにある。具体的には、素管の内面疵の発生を防止し偏肉を軽減して、かつ、穿孔材の全長にわたって穿孔効率の低下を招くことなく、圧延停止等のミスロールの生じない継目無管の製造方法を提供することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の要旨は、下記（１）〜（３）の継目無管の製造方法にある。
【００１９】
（１）パスラインに沿って入側に配置されたプッシャと、同じくパスラインに沿って出側に配置されたプラグと、プラグを挟んで対向して配設された一対の傾斜ロールとを備えた穿孔機を用いて穿孔圧延を行う継目無管の製造方法であって、下記の特徴イから特徴ニまでを備える継目無管の製造方法。
【００２０】
特徴イ：  プラグ先端圧下比（ＴＤＦＴ）が0.04以下または／およびプラグ先端圧下比（ＴＤＦＴ）とビレット回転数（Ｎ）の積の平方根（ＴＤＦＴ×Ｎ）０．５が0.4以下となる条件で穿孔圧延を行うこと、
特徴ロ：  傾斜ロールのゴージ部において最短距離となるロール間隔（Ｒg）とビレットの外径（Ｂｄ）との比を示すゴージ圧下比（ＧＤＦＴ、即ち、Ｒｇ／Ｂｄ）が下記の(1)式を満たすように傾斜ロールの位置を決定すること、
特徴ハ：  下記の(2)式を満たす形状のプラグを用いて穿孔圧延を行うこと、
特徴ニ：  少なくとも穿孔圧延の非定常域において、ビレットをプッシャによって押圧すること。
【００２１】
−0.01053×ＥＬ＋0.8768≦ＧＤＦＴ≦−0.01765×ＥＬ＋0.9717  ・・・(1)
−0.95×(ＴＤＦＴ×Ｎ)０．５＋1.4≦Ｌ2／ｄ2≦−1.4×(ＴＤＦＴ×Ｎ)０．５＋3.15
・・・(2)
但し、ＴＤＦＴ＝１−(ｄ1／Ｂd)
ここで  ｄ1：プラグ先端位置でのロール間の最短距離（ｍｍ）
Ｂd：ビレット外径（ｍｍ）
Ｎ＝(Ｌｄ×ＥＬ)／（0.5×π×Ｂｄ×tanβ）
ここで  Ｌｄ：ビレット噛み込み点からプラグ先端までの投影接触長さ（ｍｍ）
ＥＬ：穿孔比、即ち、中空素管の長さ／ビレット長さ
β：ロールの傾斜角
Ｌ2：プラグの圧延部の長さ（ｍｍ）
ｄ2：プラグの圧延部とリーリング部の境界位置の外径、即ち、リーリング開始点の外径（ｍｍ）。
【００２２】
（２）上記の特徴ニにおいて、穿孔圧延の非定常域および定常域でビレットをプッシャによって押圧する上記（１）の継目無管の製造方法。
【００２３】
（３）プッシャの前進速度を、プッシャを使用しないときの定常状態における入側ビレットの進行方向速度以上に設定して穿孔圧延を行う上記（１）または（２）の継目無管の製造方法。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の方法によれば、内面疵および偏肉の少ない中空素管が、圧延停止等の操業トラブルなしに高い穿孔効率で製管できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を引用しながら本発明方法の特徴を順次説明する。
【００２６】
図１は、本発明方法を実施する装置の一例を示す模式的な平面図、図２は、その穿孔位置の側面図である。両図とも一部分を断面図にしてある。
【００２７】
穿孔機10は、一対のコーン型傾斜ロール（以下、単にロールという）１、プラグ２、芯金３、プッシャ４およびＨＭＤ（Hot Metal Detector）51を備えている。一対のロール１は、パスラインＸ−Ｘに対して交叉角γと傾斜角βをもって配置されている。
【００２８】
プラグ２は芯金３の先端に取り付けられて、ロールの間のパスラインＸ−Ｘ上に配置される。なお、本発明方法で用いるプラグは後述するように特別な形状のものである。
【００２９】
プッシャ４は、パスラインＸ−Ｘ上に配置される。図示の例ではプッシャは油圧式シリンダ本体41、シリンダ軸42、接続部材43およびビレット押し棒44からなるが、プッシャの種類はこれに限られない。要するに、ビレット20を所定の力で穿孔機の方向に強制的に進行させる機能を備えたものであればよい。ＨＭＤ51は検知装置であり、穿孔された中空素管の先端部がロール間を通過したかどうかを検知する。
【００３０】
１．特徴イについて
プラグ先端圧下比（ＴＤＦＴ）を0.04以下にするのは、軽圧下によって素管の内面疵の発生を抑えるためである。また、ゴージ圧下比（ＧＤＦＴ）とビレット回転数（Ｎ）との積の平方根、即ち、（ＧＤＦＴ×Ｎ）０．５を0.4以下にするのは、内面疵の発生を防止するのに加えて、穿孔圧延を安定させ、圧延停止等を防止して素管偏肉を軽減するためである。ビレット回転数（Ｎ）が大きいと、回転鍛造効果と付加的剪断変形は抑制できるが、被圧延材の半回転ごとのロールとプラグとによって加工される肉厚加工度が大きくなりスリップが大きくなって、穿孔効率の低下を招く。また、穿孔圧延が不安定になって素管の偏肉を大きくする場合がある。したがって、ＴＤＦＴを0.04以下または／および（ＧＤＦＴ×Ｎ）０．５を0.4以下にする。
【００３１】
なお、本発明の目的の一つは、素管の偏肉を軽減することである。通常、プラグ先端ドラフト比を0.04以下にすると、穿孔効率が低下し、被圧延材の穿孔中の振れ廻りが大きくなって偏肉が増大する。しかし、ロールからの推進力を大きくし、プラグ抗力を小さくする本発明方法によれば、穿孔圧延が安定して行われ、偏肉が軽減される。
【００３２】
２．特徴ロについて
図５は、プッシャは使用しない穿孔試験において、ビレットがロールに噛み込まれてからの移動量と進行速度との関係を調べた結果を示す図である。図示のとおり、ビレットの進行速度は、ビレットがロールに接触して噛み込まれた後には急激に低下する。そして、ビレットの先端がプラグに接触して穿孔が開始された位置（横軸のLE1の点）で進行速度が最小になる。その後、ビレットが安定して噛み込まれ（つまり、ビレットがスリップせずに進行して）、穿孔が進むにつれて、ビレットの進行速度が徐々に増加し、ほぼ一定値の定常状態に達する。
【００３３】
図１に示したように、非定常状態（図のLE1からLE2まで）は、定常状態になった以降（LE2以降）に較べてビレットの進行速度が小さい。一方、穿孔作業中はロールの回転速度は一定である。したがって、非定常域におけるビレットの単位移動量当たりの回鍛造効果は、定常域でのそれよりも大きくなる。その結果、中空素管の先端部では内面疵が多発するのである。
【００３４】
なお、定常状態とは、穿孔圧延されたビレットの先端（即ち、中空素管の先端）がロール後端から抜けた時点からビレット後端がロールに接触した時点までをいう。非定常状態とは、ビレット先端がロールに噛み込まれて進行しプラグに接触した時点から上記の定常状態に入るまでをいう。
【００３５】
中空素管の内面疵の発生を防ぐためには、非定常状態におけるビレットの進行速度を大きくする必要がある。そうすれば、前述したビレットの単位移動量当たりの回鍛造効果が小さくなるからである。その手段の一つがプッシャの使用である。なお、定常状態においてもビレットの進行速度を大きくすることが望ましいので、引き続きプッシャによる押圧を実施するのがよい。
【００３６】
ビレットの外径（Ｂｄ）が一定であるとき、ゴージ圧下比（ＧＤＦＴ、即ち、Ｒｇ／Ｂｄ）が小さいということは、ロール間隔（Ｒｇ）が小さいことを意味する。その場合、穿孔中のビレットの横断面形状の楕円率が大きくなり、被圧延材回転方向のロールへの噛み込み角が大きくなる。この噛み込み角の増大は、ビレットのスリップを引き起こす。一方、ゴージ圧下比（ＧＤＦＴ、即ち、Ｒｇ／Ｂｄ）が過度に大きい場合は、ロール間隔（Ｒｇ）が大きいので、ロールとビレットの接触面積が小さくなり、ロールから被圧延材に付与される圧延方向の推進力が小さくなって、この場合にもスリップが生じる。特に、プラグ先端圧下比が小さい範囲では被圧延材のスリップに及ぼすゴージ圧下比（ＧＤＦＴ）の影響は、プラグ先端圧下比が比較的大きい場合に比して顕著である。したがって、ゴージ圧下比（ＧＤＦＴ）にはスリップを生じさせないための適正範囲があり、その範囲内でミルの段取り設定を行う必要がある。
【００３７】
穿孔比（ＥＬ、即ち、中空素管の長さ／ビレットの長さ）もスリップに影響する。穿孔比を大きくするためには、中空素管の肉厚を薄くする必要があり、そのためにはプラグの外径を大きくし、プラグ全体も大きくしなければならないため、プラグ抵抗が大きくなる。したがって、同一のゴージ圧下比（ＧＤＦＴ）の設定値で穿孔比を大きくして穿孔圧延を行うとスリップが生じやすくなる。
【００３８】
図６は、Ｓ４５Ｃの外径70ｍｍのビレットを使用し、傾斜角10°、交叉角20°とし、穿孔比（ＥＬ）とゴージ圧下比（ＧＤＦＴ）を種々変更して穿孔試験を行った結果である。穿孔圧延においては、プッシャによりビレットを押してロールに噛み込ませ、穿孔圧延が定常状態になるまで押し続けた。プッシャを停止した後、スリップ発生の有無を調べた。
【００３９】
図６中の○印は、スリップによるミスロールが発生せず、安定な穿孔圧延が実施できたことを示す。●印は、穿孔圧延中にスリップが増加してミスロールとなったことを示す。なお、穿孔圧延中にビレットの進行が停止した場合、またはビレット後端を穿孔中にビレットの進行が停まった場合（いわゆる尻抜け不良の場合）にスリップが発生したものと判断した。
【００４０】
図６から明らかなように、スリップが発生せずに安定な穿孔圧延が実施できる領域は、直線ＡとＢで囲まれる領域である。直線ＡとＢはそれぞれ下記の式で表される。
【００４１】
直線Ａ：    ＧＤＦＴ＝−0.01053×ＥＬ＋0.8768
直線Ｂ：    ＧＤＦＴ＝−0.01765×ＥＬ＋0.9717
したがって、適正なゴージ圧下比（ＧＤＦＴ）は、下記の(1)式で表される範囲の値である。
【００４２】
−0.01053×ＥＬ＋0.8768≦ＧＤＦＴ≦−0.01765×ＥＬ＋0.9717  ・・・(1)
３．特徴ハについて
プラグのＬ2とｄ2を様々に変えて、表２に示す条件で穿孔試験を行った。図３に示すように、Ｌ2はプラグの圧延部31の長さ（ｍｍ）、ｄ2はプラグの圧延部31とリーリング部32の境界位置の外径（ｍｍ）である。なお、圧延部というのは肉厚の98％以上の加工を施す部分、リーリング部とは被圧延材の肉厚を平滑に仕上げる部分である。逃げ部33は、プラグ最大径と同じ径、または径が後方に向かって縮小していく部分である。
【００４３】
【表２】
2008126255.tif 000003
【００４４】
プラグ先端圧下比とビレット回転数の積の平方根をパラメータとして決定した形状のプラグを用いて穿孔圧延試験を行った。図７に試験結果を示す。先に述べたとおり、プラグ先端圧下比が小さくなるように穿孔圧延を行うと、穿孔効率が低下することは既に知られていた。ところが、プラグ先端圧下比が0.04以下となる穿孔圧延では、図７に示すように、Ｌ2／ｄ2と穿孔効率との間にも相関があることが明らかになった。即ち、Ｌ2／ｄ2の値が大きくなるほど、全般に穿孔効率が高く、しかもプラグ先端圧下比の低下にともなう低下が小さいのである。
【００４５】
前記のとおりＬ2はプラグの圧延部の長さで、ｄ2は圧延部終了点（リーリング部の開始点）でのプラグ直径である。Ｌ2／ｄ2の値を適正な範囲にして穿孔圧延を実施すれば、穿孔効率を高く維持できることを、図７が示しているのである。
【００４６】
次に、図７の結果を参考にし、さらにロール設定条件と穿孔実績から計算されるビレット回転数（Ｎ）を変えて、多数の試験を行い、図８に示す結果を得た。図８では横軸に（ＴＤＦＴ×Ｎ）２、縦軸にＬ2／ｄ2をとっている。なお、ＴＤＦＴは、先に述べたとおり、プラグ先端圧下比である。
【００４７】
図８の●印はプラグ詰まり（ビレットの噛み込み不良）、尻詰まり、またはプラグの寿命低下が生じたが生じた例、×印は穿孔効率が70％以下であった例、△印は穿孔効率が70％を超えて75％未満であった例、○印は穿孔効率が75％以上で、かつ安定した穿孔が実施できて素管の内面疵が発生しなかった例である。この○の領域を囲むのが直線ＡとＢであるそして、それぞれの直線は下記の式で表される。
【００４８】
直線Ａ：  Ｌ2／ｄ2＝−0.95×（ＴＤＦＴ×Ｎ）０．５＋1.4
直線Ｂ：  Ｌ2／ｄ2＝−1.4×（ＴＤＦＴ×Ｎ）０．５＋3.15
以上から、前記の○印の例をカバーする領域、即ち、穿孔効率が75％以上で、かつ安定した穿孔が実施でき、素管の内面疵が発生しない領域は下記の(2)式で表される領域である。
【００４９】
−0.95×(ＴＤＦＴ×Ｎ)０．５＋1.4≦Ｌ2／ｄ2≦−1.4×(ＴＤＦＴ×Ｎ)０．５＋3.15
・・・(2)
４．特徴ニについて
図１において、ビレット20はロール１に噛み込まれて穿孔が開始される。噛み込まれたビレットの先端（素管の先端）がロールを離脱する定常状態に到るまで、言い換えれば、非定常状態にある間、ビレットの進行速度がプッシャを使用しないときの定常状態での進行速度以上となるように、プッシャ４でビレット20を推し進める。なお、非定常状態におけるビレットの進行速度は、非定常域での速度の平均値であり、定常状態での進行速度とは、ビレット20とほぼ同じ外径および鋼種のビレットの定常状態の進行速度の平均値である。
【００５０】
より好ましいのは、非定常状態でプラグ２にかかるスラスト荷重が、プッシャを使用しない場合の定常状態でプラグ２にかかるスラスト荷重以上となるように、プッシャによってビレットを押し進めることである。これによって、非定常状態でビレット20がスリップすることを防止できる。また、非定常状態でのビレットの進行速度が、プッシャを使用しない場合よりも大きくなるから、回転鍛造効果が小さくなって中空素管の内面疵の発生が抑えられる。なお、定常状態でのプラグにかかるスラスト荷重は、予め測定しておいてもよいし、ロール回転速度やビレット形状等の種々の条件から計算して求めてもよい。
【００５１】
さらに、非定常状態でのビレット20の進行速度を、プッシャを使用しないときの定常状態での進行速度以上とすれば、非定常状態であっても、回転鍛造効果はプッシャを使用しないときの定常状態での回転鍛造効果以下になって、内面疵の発生が一層減少する。プッシャを使用しないときの定常状態での進行速度も、予め測定しておいてもよいし、ロール回転速度やビレット形状等の種々の条件から計算して求めてもよい。
【００５２】
穿孔圧延が定常状態に到ったら、即ち、ＨＭＤ51で素管の先端がロールを離脱したことを検知したら、プッシャの動作を停止する。穿孔圧延が定常状態になって以降は、プッシャによる押圧を行わなくてもビレットは一定速度で進行しつつ穿孔されていく。しかしながら、定常状態になってからも、なおプッシャによる押圧を継続させてもよい。そうすることによって、定常域においてもプッシャを使用しない場合よりも大きな進行速度で穿孔圧延が実施できて、内面疵の減少と穿孔効率の増大という効果が得られる。
【００５３】
図９は、先に示した図５の試験と同じ条件で、但し、非定常域でのプッシャによる押圧延を実施して、穿孔圧延を行った結果を示す図である。図５と対比すれば明らかなように、図９では非定常域（LE1とLE2の間の領域）で進行速度が大きくなって、定常域の速度とほぼ同じになっている。
【００５４】
以上、主にコーン型のロールを用いる傾斜圧延方式の穿孔法を例として説明したが、ロールの形状はバレル型であってもよい。また、本発明方法は傾斜角のみを有する圧延ロールを使用する傾斜圧延穿孔法によっても実施できる。
【実施例】
【００５５】
連続鋳造で得た1.0％Cr−0.7％Mo鋼の直径225ｍｍの丸鋳片の中心部から、直径70ｍｍの丸ビレットを削り出し、加熱温度1200℃、交叉角15°、傾斜角10°の条件で穿孔圧延を行い、外径75ｍｍ、肉厚８ｍｍの素管を製造する試験を実施した。なお、ゴージ圧下比（ＧＤＦＴ）とプラグ形状は、それぞれ前記の(1)式および(2)式を満たすように決定し、プラグ先端ドラフト比は0.01とした。
【００５６】
穿孔試験は、100本のビレットについて行い、素管の内面疵の発生状況、平均偏肉率（素管の各位置での周方向偏肉率を長手方向に測定し、それを平均した値）および穿孔効率を測定した。
【００５７】
測定結果は次のとおりであった。即ち、内面疵の発生は無く、穿孔効率は77〜82％、平均偏肉率は４％以下であった。この結果から、本発明方法によれば高品質の素管が高い効率で生産できることが明らかである。なお、本発明で定める設定条件をはずれた条件で行った場合の穿孔効率は60％以下であり、圧延停止に陥った例もあった。また、従来方法での穿孔圧延では平均偏肉率は約６％である。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明方法によれば、連続鋳造材やCr等を含有する高合金鋼のような変形能の劣悪な材料でも、素管全長にわたって内面疵の発生を防止しながら、かつ偏肉が軽減された継目無管を高い穿孔効率で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明方法を実施する穿孔圧延機の模式的な平面図（一部断面図）である。
【図２】図１の穿孔部を示す側面図（一部断面図）である。
【図３】本発明方法で使用するプラグの形状を示す図である。
【図４】プラグ先端圧下比（ＴＤＦＴ）と穿孔効率との関係を示す図である。
【図５】プッシャを使用しないときのビレット移動量と進行速度の関係を示す図である。
【図６】穿孔比（ＥＬ）とゴージ圧下比（ＧＤＦＴ）との関係を示す図である。
【図７】プラグ形状（L2／d2）、プラグ先端圧下比（ＴＤＦＴ）および穿孔効率の関係を示す図である。
【図８】プラグ先端圧下比（ＴＤＦＴ）とビレット回転数（Ｎ）の積の平方根とプラグ形状（L2／d2）とが穿孔圧延状態に及ぼす影響を示す図である。
【図９】プッシャを使用したときのビレット移動量と進行速度の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１：傾斜圧延ロール、  ２：プラグ、  ３：芯金、  ４：プッシャ、  20：ビレット、
51：ＨＭＤ
【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】
2008126255.tif 000008
【図６】
2008126255.tif 000009
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年11月22日(2007.11.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
（Ｂｄ−ｄ1）／Ｂｄ、即ち、１−（ｄ1／Ｂｄ）
したがって、プラグ先端圧下比を小さくするということは、ビレットの径（Ｂｄ）が一定の場合はｄ1（プラグ先端位置でのロール間隔）を大きくすること、またはプラグをビレット側に前進させて、その先端をロール径の小さい方向に進めることを意味する（図１〜３参照）。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１６２３０７号公報（出願番号Ｈ１１−３４６５１３）
【特許文献２】特開２００１−１６２３０６号公報（出願番号Ｈ１１−３４６５１４）
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
プラグ先端圧下比を小さくすることのもう一つの難点は、穿孔効率が低下することである。なお、穿孔効率とはロールゴージ部周速の前進方向速度成分に対する素管の前進速度の比率で、下記のように定義される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
図５に示したように、非定常状態（図のLE1からLE2まで）は、定常状態になった以降（LE2以降）に較べてビレットの進行速度が小さい。一方、穿孔作業中はロールの回転速度は一定である。したがって、非定常域におけるビレットの単位移動量当たりの回鍛造効果は、定常域でのそれよりも大きくなる。その結果、中空素管の先端部では内面疵が多発するのである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
次に、図７の結果を参考にし、さらにロール設定条件と穿孔実績から計算されるビレット回転数（Ｎ）を変えて、多数の試験を行い、図８に示す結果を得た。図８では横軸に（ＴＤＦＴ×Ｎ）0.5、縦軸にＬ2／ｄ2をとっている。なお、ＴＤＦＴは、先に述べたとおり、プラグ先端圧下比である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
図８の●印はプラグ詰まり（ビレットの噛み込み不良）、尻詰まり、またはプラグの寿命低下が生じたが生じた例、×印は穿孔効率が70％以下であった例、△印は穿孔効率が70％を超えて75％未満であった例、○印は穿孔効率が75％以上で、かつ安定した穿孔が実施できて素管の内面疵が発生しなかった例である。この○の領域を囲むのが直線ＡとＢである。そして、それぞれの直線は下記の式で表される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
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