(57)【要約】【課題】継目無鋼管圧延時でのマンドレルの焼付を防止する方法を提供する。【解決手段】継目無鋼管圧延において、圧延後に管材から引き抜いたマンドレルを塩浴から成る冷却水に浸漬し、該マンドレル表面に０．５〜２．５ｇ／ｍ２　の塩皮膜を形成させたことを特徴とするマンドレルの焼付防止方法。【効果】マンドレルの焼付を防止し、マンドレルの寿命延長および成品内面疵の減少を図る。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
継目無鋼管圧延において、マンドレルの表面に塩分を付着させたマンドレルを用いて圧延することを特徴とするマンドレルの焼付防止方法。
【請求項２】
継目無鋼管圧延において、圧延後に管材から引抜いたマンドレルに塩分を含む冷却水を入れた水槽に圧延後管材から引抜いたマンドレルを浸漬し、その後マンドレルを水槽から引き上げて乾燥させることを特徴とするマンドレルの焼付防止方法。
【請求項３】
継目無鋼管圧延において、圧延後に管材から引抜いたマンドレルに塩分を含む冷却水を散水し、その後マンドレルを乾燥させることを特徴とするマンドレルの焼付防止方法。
【請求項４】
継目無鋼管圧延において、圧延後に管材から引抜いたマンドレルに塩分を含む冷却水からなる霧状の水滴を付着させ、その後マンドレルを乾燥させることを特徴とするマンドレルの焼付防止方法。
【請求項５】
請求項２〜４において、塩分濃度が１．０％以上の冷却水を使用することを特徴とするマンドレルの焼付防止方法。
【請求項６】
請求項２〜４において、該マンドレル表面に０．５ｇ／ｍ２　以上の塩被膜を形成させたことを特徴とするマンドレルの焼付防止方法。
【請求項７】
請求項５において、塩分濃度が１．０〜５．０％の冷却水を使用することを特徴とするマンドレルの焼付防止方法。
【請求項８】
請求項６において、該マンドレル表面に０．５〜２．５ｇ／ｍ２　の塩被膜を形成させたことを特徴とするマンドレルの焼付防止方法。
【請求項９】
請求項１〜８において、マンドレルの冷却を終えたときのマンドレルの温度が８０〜２００℃であることを特徴とするマンドレルの焼付防止方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、継目無鋼管圧延時でのマンドレルの焼付防止方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、継目無鋼管を製造する場合には、ビレットを加熱した後穿孔して中空素管を製造し、この中空素管をマンドレルミルで延伸圧延し、さらにその後サイザあるいはストレッチレデューサにより仕上圧延する方法が広く用いられている。この場合マンドレルミルにより素管を圧延する際、管内面のすり傷防止およびマンドレルの焼付き防止のために、圧延開始前に素管内に潤滑剤を供給する方法が取られている。
【０００３】
例えば特開平４−３０９４０３号公報には、プラグバーの先端部に取付けたプラグを予め穿孔した中空素管に挿入して圧延を行うプラグミル圧延方法において、中空素管の内部に食塩を投入し、しかる後にこの中空素管の内部にプラグを挿入し、圧延部に黒鉛を供給しながら圧延するプラグミル圧延方法が知られている。また、特開平６−７１３０９号公報には、中空素管を孔型ロールとマンドレルとで連続圧延するマンドレルミルによる継目無鋼管の圧延方法において、中空素管にマンドレルを挿入する際に、中空マンドレルを通して潤滑剤を供給し、この潤滑剤をマンドレルの先端部に設けた噴射孔より圧延前の中空素管の内面に噴射し、中空素管の内面に潤滑剤を付着させた後、圧延を行うマンドレルミルによる継目無鋼管の圧延方法が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特開平４−３０９４０３号公報の場合は、食塩供給管により中空素管内に食塩を噴射するという方法であるが、大掛かりな設備が必要な上に、供給管および噴射孔が熱により溶融した食塩で詰まるというトラブルが頻発すると共にマンドレルバーへの均一な塗布が不可能であり、均一性に欠けるという問題がある。一方、特開平６−７１３０９号公報の場合は、マンドレル自体が中空の潤滑剤供給管となっており、中空素管に挿入された時にマンドレル先端部の噴射孔から潤滑剤を噴射する方法であり、マンドレルと中空素管のクリアランスがさほど大きくないために中空素管の内面全体に塗れ広がらないことがしばしばであり、マンドレル替えおよび使用後のマンドレルのメンテナンスに時間がかかるといった問題がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述ような問題を解消するために、発明者らは鋭意開発を進めた結果、圧延後に管材から引き抜いたマンドレルを冷却するためのクーリングタンク中に塩分（例えば食塩）を溶解させておき、高温状態のマンドレルを冷却する際に食塩から成る冷却水に浸漬することによりマンドレルをクーリングタンクから取り出す際にマンドレル表面に付着し乾燥されて、マンドレルに均一に塩が付着された状態で使用することが出来る鋼管圧延時でのマンドレルの焼付防止方法にある。その発明の要旨とするところは、
（１）継目無鋼管圧延において、マンドレルの表面に塩分を付着させたマンドレルを用いて圧延することを特徴とするマンドレルの焼付防止方法。
【０００６】
（２）継目無鋼管圧延において、圧延後に管材から引抜いたマンドレルに塩分を含む冷却水を入れた水槽に圧延後管材から引抜いたマンドレルを浸漬し、その後マンドレルを水槽から引き上げて乾燥させることを特徴とするマンドレルの焼付防止方法。
（３）継目無鋼管圧延において、圧延後に管材から引抜いたマンドレルに塩分を含む冷却水を散水し、その後マンドレルを乾燥させることを特徴とするマンドレルの焼付防止方法。
【０００７】
（４）継目無鋼管圧延において、圧延後に管材から引抜いたマンドレルに塩分を含む冷却水からなる霧状の水滴を付着させ、その後マンドレルを乾燥させることを特徴とするマンドレルの焼付防止方法。
（５）前記（２）〜（４）において、塩分濃度が１．０％以上の冷却水を使用することを特徴とするマンドレルの焼付防止方法。
（６）前記（２）〜（４）において、該マンドレル表面に０．５ｇ／ｍ２　以上の塩被膜を形成させたことを特徴とするマンドレルの焼付防止方法。
【０００８】
（７）前記（５）において、塩分濃度が１．０〜５．０％の冷却水を使用することを特徴とするマンドレルの焼付防止方法。
（８）前記（６）において、該マンドレル表面に０．５〜２．５ｇ／ｍ２　の塩被膜を形成させたことを特徴とするマンドレルの焼付防止方法。
（９）前記（１）〜（８）において、マンドレルの冷却を終えたときのマンドレルの温度が８０〜２００℃であることを特徴とするマンドレルの焼付防止方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面に従って詳細に説明する。
図１は、継目無鋼管の製造工程を示す図である。この図に示すように、継目無鋼管用素管である丸鋼片１をガスカッター２で切断後回転炉床式加熱炉３で加熱し、ピアシングミル４で高温にした丸鋼片１を穿孔し、エロンゲーター５で延伸する。そして、再加熱炉６で再加熱し、シンキングミル７で所定の寸法に仕上げ、ロータリーサイザー８で成品形状を調整してホットソ−９で所定の長さに切断した後冷却床１０に送給し冷却する。
【００１０】
上述した継目無鋼管の製造工程におけるエロンゲーターにより素管を圧延する際、鋼管圧延時にマンドレルに焼付が発生することがある。従って、これらの焼付の発生を防止するため、マンドレルの表面に塩の被膜を作り圧延時に潤滑剤の役目をさせて焼付を防止するものである。図２は、本発明に係るクーリングタンクを有する継目無鋼管圧延設備の全体概略図である。この図に示すように、図１に示す製造工程で述べたように、丸鋼片が回転炉床式加熱炉で加熱された後ホットビレットコンベア１１で搬送された丸鋼片はピアシングミル４で穿孔し、トランスファー１６を介して搬送されエロンゲーターミル５でピアサーで穿孔した後の中空素管にマンドレルを装入し延伸圧延する。
【００１１】
その後、バーストリッパー１３で圧延した後の半成品からマンドレルを引き抜く。引き抜かれたマンドレルはクーリングタンク１４において、冷却すると同時にクーリングタンクに投入されている潤滑剤である食塩を付着させる。なお、符号１５はピアサーオペレション室、１６はトランスファー、１７はスラストブロック、１８はシェルインサーター、１９はバーインサーター、２０はマンドレル置場、２１はエロンゲーターオペレション室、２２はサンプルソーを示す。
【００１２】
上記クーリングタンク１４内に投入された食塩水は、天然海水を原料とした塩化ナトリウム９５％以上の食塩を用いて、塩分濃度は１．０〜５．０％とする。塩分濃度が１．０％未満ではマンドレル表面付着量が０．５ｇ／ｍ２　未満となり、マンドレルの焼付を防止するには十分な効果が得られず、また、５．０％以上ではマンドレル表面付着量が２．５ｇ／ｍ２　を超えないことから、その濃度範囲を１．０〜５．０％とした。その結果、マンドレル表面に０．５〜２．５ｇ／ｍ２　の塩皮膜を形成することが出来た。
【００１３】
以上、本発明の最も代表的な実施の形態としてマンドレルを水槽に浸漬する方法について述べた。しかし、本発明は焼付きの防止という課題に対しては、マンドレルの表面に潤滑材としての塩分が膜状に０．５ｇ／ｍ２　以上の割合でおおよそ全面に均一に付着していれば良い。従って、実施の形態は水槽に浸漬するものに限定されることなく、例えばマンドレルの搬送路に平行して上部や側部に配管し、この管から塩分を含んだ冷却水をシャワーのように吹付けても良い。また、同様にマンドレルの搬送路に噴霧装置を設置し、塩分を含んだ冷却水の霧を装置から噴霧してマンドレルの表面に霧を付着させても良い。
【００１４】
図３は、本発明に係る散水による実施例を示す図である。図３（ａ）はマンドレルの表面に散水する状態を示す正面図であり、図３（ｂ）は横断面図である。この図に示すように、マンドレル２３の表面に冷却水の配管２５から塩分を含む冷却水２６を噴霧させる。なお、符号２４はマンドレル搬送ローラを示す。
図４は、本発明に係る噴霧による他の実施例を示す図である。図４（ａ）はマンドレルの上下面に噴霧する状態を示す正面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ´断面図であり、図４（ｃ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ´断面図である。この図に示すように、マンドレル２３の上下面に霧吹き器２７を設置し、該霧吹き器２７から霧状の冷却水２８を噴霧するものである。
【００１５】
これらの装置では冷却水が散らばらないようにカバーをしたり、冷却水の回収機構を備えて冷却水と塩分を補給しながら循環させながら運転させても良い。なお、本発明においてはマンドレルを水槽から引き上げたり、水冷や霧の付着をさせなくなった時点でのマンドレルの温度を限定されるものでないが、被膜の均一性を考慮すれば、その温度は８０〜２００℃であると好適である。ある程度の温度があれば水分が速やかに蒸発し、マンドレルの表面に均一に付着させることが出来る。しかし、温度が８０℃未満ではマンドレル表面の冷却水が滴り落ち、マンドレルの搬送ラインの側部に位置する部位は滴り落ち難い上部に比べて塩分付着量が少なくなりがちである。一方、２００℃を超えると水槽から引上げるなどし冷却を終えた時点で冷却水が沸騰し、その気泡によって乾燥したとき塩分がまばらになりやすい。従って、安定した操業ができる範囲から８０〜２００℃とした。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明について実施例により具体的に説明する。
継目無鋼管用素管であるビレット径φ８５．５〜２００．５ｍｍを約１１００〜１３００℃に加熱し、穿孔するに当たり、ピアサープラグの直径：φ６０〜１６２ｍｍ、エロンゲーターマンドレルの直径：φ４１〜１５５ｍｍを用いて延伸する。その時の成品は約φ４５〜１８０ｍｍであった。一方、引抜き直後のマンドレルの温度は約２００〜２５０℃で、冷却後の温度は約１００〜１５０℃であった。また、マンドレルの焼付を防止するために、引き抜かれたマンドレルをクーリングタンクにおいて、クーリングタンクで冷却すると同時に表１に示すような濃度条件で溶解させた潤滑剤である食塩を付着させた。その時のマンドレル引抜後から冷却開始までは、約３０〜９０秒、マンドレル冷却時間は約２０〜１２０秒であった。
【００１７】
上記した食塩濃度とマンドレルの焼付発生状況を表１に示す。この表１に示すように、１．０〜５．０％濃度の冷却水を使用することにより、マンドレルの表面に０．５〜２．５ｇ／ｍ２　の塩皮膜を形成し、この塩皮膜が溶融し潤滑剤の役目を果たしマンドレルの焼付を防止することができた。その結果マンドレルの寿命延長および成品内面疵の減少を図ることが出来た。なお、マンドレル焼付評価方法としては、バーストリッパーでエロンゲーターマンドレルを引抜いた後に、全周全長を目視でチェックし、１個所でも焼付が発生していれば、焼付×、焼付が発生しない場合：○として評価した。
【００１８】
【表１】
2004090073.tif 000003
【００１９】
次に、第２の実施例として、シャワーにより冷却する例を示す。上記実施例と同様にてマンドレルを引抜き、マンドレルの搬送ラインの上部に５０ｍｍ間隔で小径を開けたφ３０の鋼管をラインと平行に設置し、マンドレルが約１００〜１５０℃になるまで冷却した。このときの塩分濃度、塩分付着量、焼付けの有無を表２に示す。ここでも第１の実施例と同様な結果を得た。
【００２０】
【表２】
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【００２１】
続いて、第３の実施例について説明する。この実施例ではマンドレルの搬送ライン上に１６ケ所霧吹き器を設置した。各設置場所にはマンドレルの周方向に霧吹き器を８台設置し、それぞれ８方向から冷却水を吹付けてマンドレルが約１００〜１５０℃になるまで冷却した。このときの塩分濃度、塩分付着量、焼付けの有無を表３に示す。ここでも、第１の実施例と同様の結果を得たが、この実施例によると、冷却水がマンドレル表面に付着したとき、冷却水の膜厚が薄いのですぐに乾燥し、殆ど滴り落ちることがない。そしてこの乾燥して塩分が付着したマンドレル表面に次の霧吹き器から冷却水を吹付けるため、乾燥後の被膜の塩分量が増加する。これを繰り返すためこの実施例においては０．５％の低塩分の冷却水でも良く、また冷却水が流れ落ちないので塩分被膜量も２．５ｇ／ｍ２　より多くすることが出来る。
【００２２】
【表３】
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【００２３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明による圧延後に管材から引き抜いたマンドレルをクーリングタンクの中に浸漬して表面に塩の膜を作り、圧延時にマンドレルの表面に付着した膜が溶融し潤滑剤の役目を果たしマンドレルの焼付を防止し、マンドレルの寿命延長および成品内面疵の減少を図ることが出来る極めて優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】継目無鋼管の製造工程を示す図である。
【図２】本発明に係るクーリングタンクを有する継目無鋼管圧延設備の全体概略図である。
【図３】本発明に係る散水による実施例を示す図である。
【図４】本発明に係る噴霧による他の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１　丸鋼片
２　ガスカッター
３　回転炉床式加熱炉
４　ピアシングミル
５　エロンゲーター
６　再加熱炉
７　シンキングミル
８　ロータリーサイザー
９　ホットソ−
１０　冷却床
１１　ホットビレットコンベア
１２　バーステディア
１３　バーストリッパー
１４　クーリングタンク
１５　ピアサーオペレション室
１６　トランスファー
１７　スラストブロック
１８　シェルインサーター
１９　バーインサーター
２０　マンドレル置場
２１　エロンゲーターオペレション室
２２　サンプルソー
２３　マンドレル
２４　マンドレル搬送ローラ
２５　冷却水の配管
２６　塩分を含む冷却水
２７　霧吹き器
２８　霧状の冷却水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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