(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
穿孔圧延用工具表面の一部または全部を覆い、穿孔圧延用工具表面を保護するハット形状の表面保護材であって、主骨材と、結合材と、繊維質構造材と、あるいはさらに改質材を含み、前記主骨材が、酸化鉄、鉄粉およびベントナイトまたはモンモリナイトからなり、前記改質材が、珪酸塩、硫酸塩、鉱石類、およびCa、Ba、Si、Na、Ｋ、Ｂ、Li、Ｆ、Ｓの一種以上を含む化合物のうちから選ばれた１種または２種以上からなり、さらに主骨材および改質材の合計が、表面保護材全量に対し20〜90質量％であることを特徴とする穿孔圧延用工具表面保護材。
【請求項２】
前記主骨材が、表面保護材全量に対し、10〜80質量％の酸化鉄、１〜60質量％の鉄粉、および５〜40質量％のベントナイトまたはモンモリナイトからなることを特徴とする請求項１に記載の穿孔圧延用工具表面保護材。
【請求項３】
前記改質材が、表面保護材全量に対し、0.5 〜30質量％含まれることを特徴とする請求項１または２に記載の穿孔圧延用工具表面保護材。
【請求項４】
主骨材、結合材、および繊維質構造材と、あるいはさらに改質材とを、溶剤を用いて、工具の一部表面または全部を覆うハット形状の工具表面保護材に成型する穿孔圧延用工具表面保護材の製造方法であって、前記主骨材が、乾燥後の工具表面保護材全量に対し、10〜80質量％の酸化鉄、１〜60質量％の鉄粉、および５〜40質量％のベントナイトまたはモンモリナイトからなり、さらに主骨材および改質材の合計量を、乾燥後の工具表面保護材全量に対し20〜90質量％とすることを特徴とする穿孔圧延用工具表面保護材の製造方法。
【請求項５】
前記成型が、溶剤に、主骨材、結合材、あるいはさらに改質材を混合しスラリーとしたのち、該スラリーに、さらに繊維質構造材を混合して、所定の前記ハット形状の型に流し込み、乾燥、型抜きする工程であることを特徴とする請求項４に記載の穿孔圧延用工具表面保護材の製造方法。
【請求項６】
前記成型が、予め所定の前記ハット形状に成型した繊維質構造材に、主骨材、結合材、あるいはさらに改質材を溶剤に混合し分散させたスラリーを塗布し乾燥する、あるいは前記繊維質構造材を前記スラリー中に浸漬し含浸させ、乾燥する工程であることを特徴とする請求項４に記載の穿孔圧延用工具表面保護材の製造方法。
【請求項７】
前記成型が、主骨材、結合材、あるいはさらに改質材を溶剤に混合し分散させたスラリーを含浸させた繊維質構造材を、所定の前記ハット形状の型に貼り合わせ、乾燥、型抜きする工程であることを特徴とする請求項４に記載の穿孔圧延用工具表面保護材の製造方法。
【請求項８】
前記改質材が、乾燥後の表面保護材全量に対し、0.5 〜30質量％含まれることを特徴とする請求項４ないし７のいずれかに記載の穿孔圧延用工具表面保護材の製造方法。
【請求項９】
前記改質材が、珪酸塩、硫酸塩、鉱石類、およびCa、Ba、Si、Na、Ｋ、Ｂ、Li、Ｆ、Ｓの一種以上を含む化合物のうちから選ばれた１種または２種以上からなることを特徴とする請求項８に記載の穿孔圧延用工具表面保護材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、継目無鋼管の製造に係り、とくに継目無鋼管穿孔圧延に使用するプラグ等の工具の耐久性向上に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、継目無鋼管の製造方法として、マンネスマン式製管法が広く実施されている。この方法は、所定の温度に加熱された圧延素材（丸鋼材）を、まず、穿孔圧延機による穿孔圧延工程を経て中空素材としたのち、エロンゲータ、プラグミル、またはマンドレルミル等の延伸圧延機により肉厚を減少し、さらに必要に応じ再加熱したのち、絞り圧延機あるいはその他の成形機により、主として外径を減じ所定の寸法の継目無鋼管を得る方法である。
【０００３】
穿孔圧延機としては、２本の傾斜ロールと穿孔用プラグおよび２個のガイドシュウを組み合わせた、いわゆるマンネスマンピアサ、３本の傾斜ロールと穿孔用プラグを組み合わせた、いわゆる３ロールピアサ、あるいは２本の孔型ロールと穿孔用プラグを組み合わせた、いわゆるプレスロールピアサが知られている。
このような穿孔圧延機による穿孔圧延工程では、ピアサは、高温の圧延素材や中空素材との絶え間ない接触により、高温、高負荷の環境下に長時間晒され、摩耗、溶損等を生じやすい。このため、従来から、穿孔用プラグに高温でのスケール処理を施し、プラグ表面に数十〜数百μm 厚の酸化スケール被膜を形成させて、プラグの損耗を防止していた。
【０００４】
しかしながら、最近では、熱間変形抵抗が高く、しかも表面に酸化スケールが形成されにくい、13Cr鋼や、ステンレス鋼等の高合金鋼製継目無鋼管の需要が増加しており、これら13Cr鋼や、ステンレス鋼等の高合金鋼の素材を穿孔圧延すると、プラグ表面の酸化スケール被膜の消耗が激しく、とくにプラグ先端部の変形や焼付きを伴う損傷が早期に多発し、プラグコストの増加や、生産性の低下等を招いていた。
【０００５】
このような問題に対し、例えば、特開昭62-207503 号公報、特開昭63-104707 号公報、特開昭63-203205 号公報には、プラグ先端部または全体を高温強度の高いモリブデン合金や、またはセラミックスで製作する方法が提案されている。
また、特開平8-193241号公報、特開平7-60314 号公報、特開2000-190008 号公報には、プラグの組成や、スケール処理条件を適正化することにより、酸化スケール被膜の密着性、耐摩耗性を向上させ、プラグを長寿命化する方法が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭62-207503 号公報、特開昭63-104707 号公報、特開昭63-203205 号公報に記載された技術で、プラグ先端部のみをモリブデン合金や、またはセラミックスで作製する場合には、プラグ先端部の損耗防止効果は大きいが、胴部の損耗が激しく、プラグの長寿命化は期待できない。一方、プラグ全体をモリブデン合金や、またはセラミックスで作製する場合には、プラグコストが高騰するとともに、耐衝撃性や耐熱疲労性が低いという問題があった。
【０００７】
また、特開平8-193241号公報、特開平7-60314 号公報、特開2000-190008 号公報に記載された技術では、プラグの長寿命化へのある程度の効果は見られたが、合金元素の多量添加が必要であり、あるいはプラグのスケール処理が複雑となりプラグの生産性が低下しプラグの製造コストが高騰するといった問題があった。さらに最近では、13Cr鋼やステンレス鋼等の高合金鋼製継目無鋼管の需要増加に伴い、更なるプラグ長寿命化が要望されている。
【０００８】
本発明者らは、上記した従来技術の問題に鑑みて、プラグ等の継目無鋼管穿孔圧延用工具の表面を保護しプラグ寿命をさらに長寿命化できる、継目無鋼管穿孔圧延用工具の表面保護材およびその製造方法を提案することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記した課題を達成するため、プラグ（穿孔圧延用工具）寿命に影響する各種因子について鋭意研究した。本発明者らは、表面に酸化スケール被膜を有するプラグでは、寿命は酸化スケール被膜の損耗速度に律速され、酸化スケール被膜が消耗した時点でプラグに焼付き、溶損等が発生しプラグを廃却するという場合が多く、表面の酸化スケール被膜のみでは、顕著なプラグ寿命の延長を安定して達成することは難しいという考えに達した。
【００１０】
そして、さらに考究を重ねた結果、本発明者らは、プラグにスケール処理を施す代わりに、あるいはスケール処理に加えて、プラグ表面の一部または全部を覆う、断熱潤滑性を有する表面保護材で覆うことを着想した。そして、この表面保護材の更新のタイミングを適正に行うことができれば、プラグ寿命を格段に延長することも可能であることに想到した。
【００１１】
そして、本発明者らは、予め、工具表面の一部または全部を覆うハット形状に成型した、紙、炭素繊維等の繊維質構造材に、酸化鉄、鉄粉、およびベントナイトまたはモンモリナイトを混合してなる主骨材を、結合材、あるいはさらに改質材とともに水、アルコール等の溶剤に混合したスラリーを塗布し、乾燥することにより、プラグ等の穿孔圧延工具用として好適な、表面保護材が作製できることを見いだした。この表面保護材は、穿孔圧延時のような厳しい条件でも、プラグ表面の断熱・潤滑効果を増大し、プラグ寿命を顕著に延長することができることを確認できた。
【００１２】
本発明は、上記した知見に基づき、さらに検討を加えて完成されたものである。
すなわち、本発明は、穿孔圧延用工具表面の一部または全部を覆い、穿孔圧延用工具表面を保護するハット形状の表面保護材であって、主骨材と、結合材と、繊維質構造材と、あるいはさらに改質材を含み、前記主骨材が、酸化鉄、鉄粉およびベントナイトまたはモンモリナイトからなり、前記改質材が、珪酸塩、硫酸塩、鉱石類、およびCa、Ba、Si、Na、Ｋ、Ｂ、Li、Ｆ、Ｓの一種以上を含む化合物のうちから選ばれた１種または２種以上からなり、さらに主骨材および改質材の合計が、表面保護材全量に対し20〜90質量％であることを特徴とする穿孔圧延用工具表面保護材であり、また本発明では、前記主骨材が、表面保護材全量に対し、10〜80質量％の酸化鉄、１〜60質量％の鉄粉、および5 〜40質量％のベントナイトまたはモンモリナイトからなることが好ましく、また、本発明では、前記改質材が、表面保護材全量に対し、0.5 〜30質量％含まれることが好ましい。
【００１３】
また、第２の本発明は、主骨材、結合材、および繊維質構造材と、あるいはさらに改質材とを、溶剤を用いて、工具の一部表面または全部を覆うハット形状の工具表面保護材に成型する穿孔圧延用工具表面保護材の製造方法であって、前記主骨材が、乾燥後の工具表面保護材全量に対し、10〜80質量％の酸化鉄、１〜60質量％の鉄粉、および5 〜40質量％のベントナイトまたはモンモリナイトからなり、さらに主骨材および改質材の合計量を、乾燥後の工具表面保護材全量に対し20〜90質量％とすることを特徴とする穿孔圧延用工具表面保護材の製造方法である。
【００１４】
また、第２の本発明では、前記成型を、溶剤に、主骨材、結合材、あるいはさらに改質材を混合しスラリーとしたのち、該スラリーに、さらに繊維質構造材を混合して、所定の前記ハット形状の型に流し込み、乾燥、型抜きする工程とすることが好ましい。
また、第２の本発明では、前記成型を、予め所定の前記ハット形状に成型した繊維質構造材に、主骨材、結合材、あるいはさらに改質材を溶剤に混合し分散させたスラリーを塗布し乾燥する、あるいは前記繊維質構造材を前記スラリー中に浸漬し含浸させ、乾燥する工程とすることが好ましい。
【００１５】
また、第２の本発明では、前記成型を、主骨材、結合材、あるいはさらに改質材を溶剤に混合し分散させたスラリーを含浸させた繊維質構造材を、所定の前記ハット形状の型に貼り合わせ、乾燥、型抜きする工程としてもよい。
また、第２の本発明では、前記改質材を、乾燥後の表面保護材全量に対し、0.5 〜30質量％含むことが好ましく、また、第２の本発明では、前記改質材が、珪酸塩、硫酸塩、鉱石類、およびCa、Si、Na、Ｋ、Ｂ、Li、Ｆ、Ｓの一種以上を含む化合物のうちから選ばれた１種または２種以上からなることが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の継目無鋼管穿孔圧延用工具表面保護材は、プラグ等の継目無鋼管穿孔圧延用工具の表面の一部または全部を覆うハット形状に成型される。本発明の工具表面保護材は、損耗が激しいプラグ（穿孔圧延用工具）の先端部のみ、すなわちプラグ（穿孔圧延用工具）先端から、長さ方向に全長さの20〜60％程度の大きさとするのが好ましい。図１では、プラグ（穿孔圧延用工具）の表面の一部、とくに先端部を覆う場合を示す。なお、本発明では、この場合に限定されないことはいうまでもない。プラグは、この工具表面保護材は、図１に示すようにプラグに装着されて、穿孔圧延に供される。なお、本発明の工具保護材は、穿孔圧延に供されることにより、長手方向に塑性流動し、工具表面の大半を覆うようになる。
【００１７】
本発明の工具表面保護材は、主骨材とあるいはさらに改質材と、結合材と、繊維質構造材とで構成され、図１に示すような、所定の形状（ハット形状）に成型され、穿孔圧延時に断熱潤滑作用を有する。本発明の工具表面保護材の厚さは、0.3 〜３mmとするのが好ましい。0.3mm 未満では、薄すぎて、所期した効果が期待できない。一方、3mm を超えると、穿孔圧延する中空素材の寸法精度が低下する。
【００１８】
本発明では、工具表面保護材の構成要素の一つである主骨材は、酸化鉄、鉄粉およびベントナイトまたはモンモリナイトからなる。主骨材は、工具表面保護材全量に対し、10〜80質量％の酸化鉄、１〜60質量％の鉄粉、および５〜40質量％のベントナイトまたはモンモリナイトとするのが好ましい。
酸化鉄は、工具表面保護材の断熱・潤滑作用の向上に主に寄与するものであり、工具表面保護材全量に対し、10〜80質量％含有するのが好ましい。酸化鉄の含有量が10質量％未満では、適正な断熱潤滑作用が得られず、工具の寿命が低下する。一方、80質量％を超えると、工具表面保護材の強度が低下し潤滑作用が低下するという問題がある。工具表面保護材中の酸化鉄は、穿孔圧延時に工具表面を覆うスケールとなり、工具を保護する。また、含有する酸化鉄としては、Fe3O4 、FeO 、Fe2O3 粉末があり、これらFe3O4 、FeO 、Fe2O3 粉末の一種または２種以上としてもよい。なお、工具寿命の観点からは酸化鉄は、主としてFe3O4 粉末を用いるのが好ましく、Fe3O4 粉末を工具表面保護材全量に対し、20〜70質量％とするのがより好ましい。また、Fe3O4 、FeO 、Fe2O3 粉末の酸化鉄粉に替えて、磁鉄鉱系の鉱岩粉としてもよい。添加する酸化鉄の粒径は、0.1 〜300 μm とするのが好ましい。なお、乾燥固化のし易さという観点からは酸化鉄の粒径は10〜200 μm とするのがより好ましい。
【００１９】
鉄粉は、工具表面保護材を工具に被せ穿孔圧延を行った際、軟化あるいは溶融して工具表面に濡れ、あるいは、酸化鉄あるいは工具表面に形成されている酸化スケールと反応して一部または全部が酸化スケールとなり、工具表面と工具表面保護材により形成される断熱潤滑層の密着性を向上させる。鉄粉は、工具表面保護材全量に対し、１〜60質量％含有するのが好ましい。鉄粉の含有量が１質量％未満では、密着性のよい断熱潤滑層とならず、工具の寿命が低下する。一方、60質量％を超えると、耐熱性が劣化し焼付きが起こり易くなるという問題がある。工具表面保護材に含有される鉄粉は、還元鉄粉、アトマイズ鉄粉等安価な鉄粉を用いるのがコスト面から好ましい。なお、鉄粉として、軟化点、濡れ性調整のために、Ni-Fe 粉、Cu-Fe 粉等の合金鉄粉を使用してもなんら問題がない。また、添加する鉄粉の粒径は、0.1 〜300 μm とするのが好ましい。なお、乾燥固化のし易さという観点からは10〜200 μm とするのがより好ましい。
【００２０】
ベントナイトは、水分を吸収して著しく膨潤する性質を有し、スラリー中で骨材を均一分散させる作用を示し、成型（乾燥・固化）した後は、工具表面保護材に弾性、あるいは可塑性を付与する。これにより、穿孔圧延時の衝撃を吸収するクッションとしての効果が現出する。ベントナイトに代えて、同様の作用を有するモンモリナイトや、テツモンモリロン石、バイデライト、ボルコンスコアイト等のモンモリロン石群鉱物粉を使用してもよく、またそれらの複合としてもよい。ベントナイトまたはモンモリナイトは、工具表面保護材全量に対し、５〜40質量％含有するのが好ましい。工具表面保護材中のベントナイトまたはモンモリナイトの含有量が５質量％未満では、工具表面保護材中で骨材を均一分散させることが困難となり、工具表面保護材の弾性が低下する。また、工具表面保護材の断熱・潤滑作用が低下するという問題がある。
【００２１】
また、本発明の工具表面保護材では、上記した主骨材に加えて、さらに必要に応じ、工具表面保護材全量に対し、0.5 〜30質量％の改質材を含有することができる。改質材は、工具表面保護材を工具に被せ穿孔圧延に供した際に、穿孔圧延により工具表面に形成される断熱潤滑層の工具表面への密着性を向上させ、さらに断熱潤滑層の潤滑性を向上させる作用を有し、穿孔工具の寿命を延長する効果を有している。このような効果は、改質材の0.5 質量％以上の含有で認められる。一方、30質量％を超えて含有すると、断熱潤滑層の融点が低下し、断熱潤滑層の消耗が速くなるという問題がある。なお、改質材としては、珪酸塩、硫酸塩、鉱石類、およびCa、Ba、Si、Na、Ｋ、Ｂ、Li、Ｆ、Ｓの一種以上を含む化合物のうちから選ばれた１種または２種以上とする。なお、鉱石類としては、Ca、Ba、Si、Na、Ｋ、Ｂ、Li、Ｆ、Ｓの一種以上を含むことが好ましく、例えば、長石類、硝石類、氷晶石、蛍石、硼砂が例示される。
【００２２】
また、本発明の工具表面保護材では、上記した主骨材および改質材の合計量を、工具表面保護材全量に対し、20〜90質量％とする。主骨材および改質材の合計量が、20質量％未満では、適正な断熱潤滑作用が得られず、工具の寿命が低下する。一方、90質量％を超えると、工具表面保護材の強度が低下し、工具表面保護材が破損しやすくなる。
【００２３】
また、本発明の工具表面保護材には、該工具表面保護材中に分散する上記した主骨材、あるいはさらに改質材を、結合するための結合材が含まれる。結合材の種類は、主骨材、改質材を安定して固定できるものであればよく、とくに限定する必要はない。結合材としては、無機系あるいは有機系いずれも好適に使用できる。工具表面保護材に含まれる結合材は、工具表面保護材全量に対し、１〜30質量％とするのが好ましい。結合材の比率が30質量％を超えると、工具表面保護材に亀裂が入りやすくなり、工具表面保護材の耐熱性、潤滑性が低下し、工具寿命が低下する。また、結合材の比率が１質量％未満では、工具表面保護材の強度が低下する。
【００２４】
好ましい結合材としては、例えば、水溶性のものとして、アクリル系樹脂、酢酸ビニル樹脂、エチレン酢酸系樹脂、スチレン系樹脂、粘土、水ガラス等が、また溶剤系のものとして、ポリエチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、エステル系樹脂、ウレタン系樹脂、エポシキ系樹脂、アルキド系樹脂、ゴム等が、また、熱硬化性樹脂として、フェノール系樹脂、尿素系樹脂、メラミン系樹脂等が例示される。また、炭素繊維やガラス繊維で強化された強化型樹脂、含油系樹脂等を用いても何ら問題ない。なお、結合材は、乾燥が速く、形崩れしにくいものを適宜選択するのが好ましい。
【００２５】
本発明の工具表面保護材で使用する繊維質構造材としては、紙、あるいは紙繊維、炭素繊維、ガラス繊維、セラミックウィスカー等を使用した材料を用いるのが好ましい。繊維質構造材を紙あるいは紙繊維とした場合には、損耗の激しい箇所に相当する部分、例えば先端部に、高温強度の高く耐熱性に優れた炭素繊維等で補強、複合化してもよい。このような繊維質構造材を使用して成型することにより、十分な強度と弾性を有する有形の工具表面保護材とすることができる。使用に際しては、圧延開始前、１本圧延を行ったのち、あるいは複数本圧延したのち等、任意の時点でプラグ表面を覆うことができ、プラグ寿命を格段に長寿命とすることができる。また、工具表面保護材のハンドリングも容易となる。
【００２６】
また、本発明の工具表面保護材には、上記した主骨材、改質材、結合材、繊維質構造材に加えて、添加材を含有してもよい。添加剤としては、各種界面活性剤、沈殿防止のための分散材、被膜強化のための無機質または有機質の繊維状物質、チクソトロピー性を付与するためのアルギン酸ソーダ、熱間強度を増加させるコロイダルシリカ、コロイダルアルミナ、エチルシリケート等が例示される。
【００２７】
つぎに、第２の本発明である、工具表面保護材の製造方法について説明する。主骨材、結合材、および繊維質構造材と、あるいはさらに改質材とを、溶剤を用いて、工具の一部表面または全部を覆うハット形状の工具表面保護材に成型する。なお成型の方法は、つぎのとおりとするのが好ましい。
第１の好適な成型の方法としては、溶剤に、主骨材、結合材、あるいはさらに改質材を混合しスラリーとしたのち、該スラリーに、さらに繊維質構造材を混合して、所定のハット形状の型に流し込み、乾燥、型抜きする工程とすることが好ましい。溶剤としては、水、あるいはアルコールとするのが好ましい。これら溶剤に、主骨材、改質材を、主骨材および改質材の合計量が、乾燥後の工具表面保護材全量に対し20〜90質量％となるように配合し、結合材とともに、混合し、スラリーとする。なお、主骨材は、乾燥後の工具表面保護材全量に対し、10〜80質量％の酸化鉄、１〜60質量％の鉄粉、および5 〜40質量％のベントナイトまたはモンモリナイとなるように配合する。また、改質材は、乾燥後の表面保護材全量に対し、0.5 〜30質量％含むことが好ましい。改質材としては、珪酸塩、硫酸塩、鉱石類、およびCa、Ba、Si、Na、Ｋ、Ｂ、Li、Ｆ、Ｓの一種以上を含む化合物のうちから選ばれた１種または２種以上とするのが好ましい。なお、鉱石類は、Ca、Ba、Si、Na、Ｋ、Ｂ、Li、Ｆ、Ｓの一種以上を含むものが好ましく、例えば、長石類、硝石類、氷晶石、蛍石、硼砂が例示される。
【００２８】
なお、結合材の配合量は、乾燥後の工具表面保護材全量に対し、１〜30質量％となるように配合することが好ましい。結合材の配合量が、１質量％未満では、主骨材間の結合力が不足し、断熱潤滑層の密着性が低下する。一方、30質量％を超えると、主骨材量が不足し、耐熱性、密着性が低下する。なお、工具表面保護材の厚さが0.3 〜３mmとなるように、スラリーを型に流し込むのが好ましい。
【００２９】
このような配合のスラリーに、さらに上記した繊維質構造材を、好ましくは乾燥後の工具表面保護材全量に対し、１〜50質量％混合して、所定の前記ハット形状の型に流し込み、乾燥、型抜きする。なお、成形法は特に限定されるものではなく、真空成形法、低圧成形法、あるいは遠心力成形法など、種々の方法が適用できる。
【００３０】
第２の好適な成型の方法としては、予め所定のハット形状に成型した繊維質構造材に、主骨材、結合材、あるいはさらに改質材を溶剤に混合し分散させたスラリーを塗布し乾燥する工程、あるいは繊維質構造材を上記した組成のスラリー中に浸漬し含浸させ、乾燥する工程としてもよい。
また、第３の好適な成型の方法としては、主骨材、結合材、あるいはさらに改質材を溶剤に混合し分散させたスラリーを、シート状の繊維質構造材に含浸させ、所定のハット形状の型に貼り合わせ、乾燥、型抜きする工程としてもよい。
【００３１】
なお、スラリーには、上記した添加材を混合しても問題ない。
また、成型する形状は、工具表面保護材を適用する工具形状に合致したものとすればよい。成型されたものはついで、乾燥、固化させる。
乾燥は、室温で放置してもよいが、50〜250 ℃に加熱するのが、乾燥固化の時間が短時間となり、生産効率の観点から好ましい。
【００３２】
上記のように成型し、乾燥、固化したのち、工具表面保護材を所定の工具に装着して穿孔圧延を行う。一回の使用で装着された工具表面保護材は塑性流動し、工具表面に密着した断熱潤滑層を形成して、有効に工具を保護する。適正な時期、例えば、複数本圧延後、工具表面保護材の損耗を確認した時点で、新たに工具表面保護材を交換装着すれば、工具の損耗はほとんどなく、工具の寿命を延長することができる。
【００３３】
また、本発明の工具表面保護材を適用する穿孔圧延用工具は、予め表面に酸化スケール処理を施されたものとすることが好ましい。工具表面に酸化スケールが形成されていることにより、本発明の工具表面保護材の作用に加えて、工具表面の酸化スケール膜の作用が重畳して、工具寿命を飛躍的に延長することが可能となる。
【００３４】
【実施例】
表１に示す繊維質構造材を、マンネスマンピアサ用プラグ（大きさ：145mm φ×350mm 長さ）の先端部（全長の1/3 ）を覆う形状に成型したのち、繊維質構造材表面に、表１に示す配合のスラリーを塗布、あるいは含浸させたのち、乾燥（乾燥温度：100 ℃）、固化させて、穿孔圧延用工具表面保護材とした。ついで、これら工具表面保護材を予め表面に500 μm 厚さのスケール処理を施されたプラグに装着し、13Cr鋼製継目無鋼管素材（加熱温度：1250℃）の穿孔圧延を行った。なお、工具表面保護材は３本圧延ごとに交換し再装着した。１本圧延ごとに、プラグの損耗状態を目視で観察し、プラグに焼付き、溶損が発生した時点でプラグは寿命廃却とした。15本圧延後にプラグに損耗が認められない場合を○とし、15本圧延未満で寿命廃却された場合には、寿命までの圧延本数をカウントし、プラグの損耗が激しい場合には×、少ない場合には△として評価した。
【００３５】
なお、従来例として、プラグにスケール処理を施し表面に500 μm 厚さのスケールを有するプラグを使用した。
これらの結果を表１に併記する。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
【表２】
0003772676.tif 000003
【００３８】
本発明例は、いずれもプラグの損傷は無いか、あっても軽微であり、プラグ寿命を格段に延長することができた。一方、従来例では、プラグの損傷は大きく、プラグ寿命は短い。また、本発明の範囲を外れる比較例は、プラグに損傷が認められ、プラグ寿命が低下している。なお、比較例である保護材No.7は、主骨材が沈殿し骨材が均一に分散しなかった。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、継目無鋼管穿孔圧延用工具の寿命が顕著に延長でき、工具コストの低減と同時に、工具交換の頻度が減少し生産性が向上するなど、産業上格段の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の使用形態の一例を模式的に示す説明図である。
【図１】
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