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技術 プラグミルのプラグバー

出願人 JFEスチール株式会社
発明者 吉田竜也松本昌敏
出願日 2016年6月10日 (4年4ヶ月経過) 出願番号 2016-115809
公開日 2017年12月14日 (2年10ヶ月経過) 公開番号 2017-217683
状態 特許登録済
技術分野 管の製造;マンドレル
主要キーワード 連結用治具 先端金具 弾性管 平均圧 スリ疵 プラグバー 再加熱炉 操業実績
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年12月14日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (3)

課題

プラグミルで好適に使用できるように潤滑剤の流路を内蔵し、かつ寿命の長いプラグバーを提供する。

解決手段

継目無鋼管を製造するために予め穿孔した素管1にプラグ2を挿入して延伸圧延を行なうプラグミルにて前記プラグを装着するプラグバー3であって、プラグバー3の先端に鋼製導管10を取り付けた先端金具4を配設し、かつプラグバー3の後端から先端金具4に到る弾性管8を内蔵するとともに、弾性管8と鋼製導管10とを連結する手段9を有するプラグミルのプラグバー3。好ましくは弾性管がゴムホースであるプラグミルのプラグバー3。

概要

背景

継目無鋼管製造ラインでは、まず中実丸棒(いわゆるビレット)を加熱炉高温に加熱して、さらにピアサー穿孔圧延して中空管体(以下、素管という)とし、引き続き、その素管をプラグミル延伸圧延を行なう。その後、素管は再加熱炉サイザー等を経て所定の寸法の継目無鋼管となる。このような継目無鋼管の製造工程において、プラグミルで行なう延伸圧延は、素管にプラグを挿入して、素管の外側に位置する圧延ロールと内側に挿入されたプラグで圧下を加えて、素管を延伸させる圧延技術である。

圧延ロールは回転するように駆動されているので、素管との摩擦は比較的小さい。しかしプラグは、素管の内面摺動するので、大きな摩擦が発生する。その結果、プラグミルでは素管の内面に表面欠陥(たとえばスリ疵等)が発生するという問題がある。しかも、プラグミルに供給される素管は高温であるから、プラグとの摩擦によって内面に焼付きが発生し易い。
そこで、プラグミルにて素管の内面に表面欠陥や焼付きが発生するのを防止する技術が検討されている。

たとえば特許文献1には、プラグミルにて素管の内面に潤滑剤を噴射することによって、プラグの摩擦を軽減し、ひいては素管の内面の表面欠陥や焼付きを防止する技術が開示されている。

この技術をプラグミルの操業に適用する場合は、図2に示すように、プラグバー3の内部に鋼製チューブ7(以下、内蔵チューブという)を配設し、プラグバー3の先端(すなわちプラグ2を装着する側の端部)に配設される先端金具4の内部に設けた鋼製の導管10(以下、鋼製導管という)にその内蔵チューブ7を連結する。そしてプラグバー3の後端(すなわち先端の反対側の端部)から、内蔵チューブ7と鋼製導管10を介して潤滑剤6を供給し、プラグ2の噴射孔11から潤滑剤6を素管1の内面に噴射しながら延伸圧延を行なう。既に説明した通りプラグミルに供給される素管1は高温であるから、プラグバー3は高温に曝される。一方でプラグバー3の内部は冷却水5で冷却されているので、潤滑剤6の流路となる内蔵チューブ7は低温に保たれる。このようなプラグバー3と内蔵チューブ7の温度差膨張量の相違を引き起こす。

つまり、高温のプラグバー3の膨張量は大きく、低温の内蔵チューブ7の膨張量は小さくなり、その結果、膨張するプラグバー3が内蔵チューブ7で拘束されて、プラグバー3の変形(たとえば曲り蛇行等)が発生する。また、膨張量が著しく相違する場合は、内蔵チューブ7と鋼製導管10との接合部が破損して潤滑剤6の供給が困難になる惧れがある。その接合部の破損は、圧延時の荷重によって生じるプラグバー3の撓み、のみならず、内臓チューブ7の熱膨張による撓みによって、接合部に応力が集中することによって発生する。特に、内蔵チューブ7と鋼製導管10は溶接で接合されるので、プラグミルの操業中に接合部の溶接金属金属疲労を起こし、接合部の破損を助長するという問題がある。

プラグミルの操業中にプラグバー3の変形、あるいは内蔵チューブ7と鋼製導管10との接合部が破損すると、プラグバー3を交換しなければならないので、プラグミルの稼働率の低下(すなわち継目無鋼管の生産性の低下)を招く。
プラグバーの寿命延長すれば、プラグミルの稼働率の低下を防止することは可能であるが、潤滑剤の流路を内蔵するプラグバーの寿命を確実に安定して延長する技術は確立されていない。

概要

プラグミルで好適に使用できるように潤滑剤の流路を内蔵し、かつ寿命の長いプラグバーを提供する。継目無鋼管を製造するために予め穿孔した素管1にプラグ2を挿入して延伸圧延を行なうプラグミルにて前記プラグを装着するプラグバー3であって、プラグバー3の先端に鋼製導管10を取り付けた先端金具4を配設し、かつプラグバー3の後端から先端金具4に到る弾性管8を内蔵するとともに、弾性管8と鋼製導管10とを連結する手段9を有するプラグミルのプラグバー3。好ましくは弾性管がゴムホースであるプラグミルのプラグバー3。

目的

本発明は、従来の技術の問題点を解消し、プラグミルで好適に使用できるように潤滑剤の流路を内蔵し、かつ寿命の長いプラグバーを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

継目無鋼管を製造するために予め穿孔した素管プラグを挿入して延伸圧延を行なうプラグミルにて前記プラグを装着するプラグバーであって、該プラグバーの先端に鋼製導管を取り付けた先端金具を配設し、かつ前記プラグバーの後端から前記先端金具に到る弾性管を内蔵するとともに、該弾性管と前記鋼製導管とを連結する手段を有することを特徴とするプラグミルのプラグバー。

請求項2

前記弾性管と前記鋼製導管とを連結する手段が、互いに螺合するように設けたネジ、または、互いに嵌合するように設けた連結具であることを特徴とする請求項1に記載のプラグミルのプラグバー。

請求項3

前記弾性管がゴムホースであることを特徴とする請求項1または2に記載のプラグミルのプラグバー。

技術分野

0001

本発明は、継目無鋼管製造ラインに設置される一連圧延設備のうちの、プラグミルで使用するプラグバーに関するものである。

背景技術

0002

継目無鋼管の製造ラインでは、まず中実丸棒(いわゆるビレット)を加熱炉高温に加熱して、さらにピアサー穿孔圧延して中空管体(以下、素管という)とし、引き続き、その素管をプラグミルで延伸圧延を行なう。その後、素管は再加熱炉サイザー等を経て所定の寸法の継目無鋼管となる。このような継目無鋼管の製造工程において、プラグミルで行なう延伸圧延は、素管にプラグを挿入して、素管の外側に位置する圧延ロールと内側に挿入されたプラグで圧下を加えて、素管を延伸させる圧延技術である。

0003

圧延ロールは回転するように駆動されているので、素管との摩擦は比較的小さい。しかしプラグは、素管の内面摺動するので、大きな摩擦が発生する。その結果、プラグミルでは素管の内面に表面欠陥(たとえばスリ疵等)が発生するという問題がある。しかも、プラグミルに供給される素管は高温であるから、プラグとの摩擦によって内面に焼付きが発生し易い。
そこで、プラグミルにて素管の内面に表面欠陥や焼付きが発生するのを防止する技術が検討されている。

0004

たとえば特許文献1には、プラグミルにて素管の内面に潤滑剤を噴射することによって、プラグの摩擦を軽減し、ひいては素管の内面の表面欠陥や焼付きを防止する技術が開示されている。

0005

この技術をプラグミルの操業に適用する場合は、図2に示すように、プラグバー3の内部に鋼製チューブ7(以下、内蔵チューブという)を配設し、プラグバー3の先端(すなわちプラグ2を装着する側の端部)に配設される先端金具4の内部に設けた鋼製の導管10(以下、鋼製導管という)にその内蔵チューブ7を連結する。そしてプラグバー3の後端(すなわち先端の反対側の端部)から、内蔵チューブ7と鋼製導管10を介して潤滑剤6を供給し、プラグ2の噴射孔11から潤滑剤6を素管1の内面に噴射しながら延伸圧延を行なう。既に説明した通りプラグミルに供給される素管1は高温であるから、プラグバー3は高温に曝される。一方でプラグバー3の内部は冷却水5で冷却されているので、潤滑剤6の流路となる内蔵チューブ7は低温に保たれる。このようなプラグバー3と内蔵チューブ7の温度差膨張量の相違を引き起こす。

0006

つまり、高温のプラグバー3の膨張量は大きく、低温の内蔵チューブ7の膨張量は小さくなり、その結果、膨張するプラグバー3が内蔵チューブ7で拘束されて、プラグバー3の変形(たとえば曲り蛇行等)が発生する。また、膨張量が著しく相違する場合は、内蔵チューブ7と鋼製導管10との接合部が破損して潤滑剤6の供給が困難になる惧れがある。その接合部の破損は、圧延時の荷重によって生じるプラグバー3の撓み、のみならず、内臓チューブ7の熱膨張による撓みによって、接合部に応力が集中することによって発生する。特に、内蔵チューブ7と鋼製導管10は溶接で接合されるので、プラグミルの操業中に接合部の溶接金属金属疲労を起こし、接合部の破損を助長するという問題がある。

0007

プラグミルの操業中にプラグバー3の変形、あるいは内蔵チューブ7と鋼製導管10との接合部が破損すると、プラグバー3を交換しなければならないので、プラグミルの稼働率の低下(すなわち継目無鋼管の生産性の低下)を招く。
プラグバーの寿命延長すれば、プラグミルの稼働率の低下を防止することは可能であるが、潤滑剤の流路を内蔵するプラグバーの寿命を確実に安定して延長する技術は確立されていない。

先行技術

0008

特公平2-29402号公報

発明が解決しようとする課題

0009

本発明は、従来の技術の問題点を解消し、プラグミルで好適に使用できるように潤滑剤の流路を内蔵し、かつ寿命の長いプラグバー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

0010

本発明者は、プラグミルを操業する際にプラグバーが高温に曝されて膨張するだけでなく、圧延の荷重によって撓むのは回避できないことから、潤滑剤の流路の素材について検討し、その結果、鋼製の内蔵チューブの代わりに、弾力性を有する筒状の管体(以下、弾性管という)を使用すれば、上記した課題を解決できることを見出した。つまり、弾性管(たとえばゴムホースポリ塩化ビニルホース等)は
(A)プラグバーの内部は冷却水で冷却されているので、市販の弾性管を支障なく使用できる、
(B)弾性管は簡単に撓むので、プラグバーの膨張量と撓み量を加味した長さの(すなわち製作時のプラグバーより長い)弾性管をプラグバーの内部に予め容易に収納できる、
(C)プラグバーが著しく膨張して(あるいは撓んで)上記(B)で想定した膨張量(あるいは撓み量)を超えた場合には、弾性管がプラグバーに追随して延伸する、
(D)プラグバーの先端金具の鋼製導管と弾性管とを、溶接以外の手段で連結することが可能である
という利点を有している。

0011

このようにしてプラグバーは、プラグミルの操業中に、弾性管の拘束を受けることなく膨張する(あるいは撓む)ので、プラグバーの変形、および弾性管との接合部の破損を防止でき、ひいてはプラグバーの寿命を延長できる。

0012

本発明は、このような知見に基づいてなされたものである。
すなわち本発明は、継目無鋼管を製造するために予め穿孔した素管にプラグを挿入して延伸圧延を行なうプラグミルにてプラグを装着するプラグバーであって、プラグバーの先端に鋼製導管を取り付けた先端金具を配設し、かつプラグバーの後端から先端金具に到る弾性管を内蔵するとともに、弾性管と鋼製導管とを連結する手段を有するプラグミルのプラグバーである。

0013

本発明のプラグバーにおいては、弾性管と鋼製導管とを連結する手段が、互いに螺合するように設けたネジ、または、互いに嵌合するように設けた連結具であることが好ましい。また、弾性管がゴムホースであることが好ましい。

発明の効果

0014

本発明のプラグバーは、潤滑剤の流路を内蔵し、かつ寿命が長いのでプラグミルで好適に使用できるので、産業上格段の効果を奏する。

図面の簡単な説明

0015

本発明のプラグバーの例を模式的に示す断面図である。
従来のプラグバーの例を模式的に示す断面図である。

0016

図1は、本発明のプラグバーの例を拡大して模式的に示す断面図である。図1では、素管とプラグの図示を省略する。
本発明では、プラグバー3に内蔵される弾性管8を潤滑剤6の流路として使用する。プラグバー3の内部は冷却水5で冷却されているので、弾性管8を支障なく使用できる。

0017

弾性管8を先端金具4内の鋼製導管10に連結する手段は、たとえば、
(a)弾性管8に筒状の金具接着剤で固着して、その金具と鋼製導管10にネジを設けて螺合する(図1参照)、
(b)弾性管8と鋼製導管10に連結用治具(いわゆるカプラー)を夫々装着して嵌合する
等で連結する。こうして、溶接を行なうことなく、弾性管8と鋼製導管10とを連結できる。

0018

弾性管8は軟質であり簡単に撓むので、プラグバー3を製作する際に、プラグバー3の膨張量と撓み量を加味してプラグバーより長くした弾性管8をプラグバー3の内部に容易に収納できる(図1参照)。こうすることによって、プラグミルの操業中にプラグバー3が弾性管8の拘束を受けずに膨張する(あるいは撓む)。また、プラグバー3が著しく膨張して(あるいは撓んで)予め想定した膨張量(あるいは撓み量)を超えた場合には、軟質な弾性管8がプラグバー3に追随して容易に延伸するので、プラグバー3は弾性管8の拘束を受けずに膨張する(あるいは撓む)ことが可能である。したがって、プラグバー3の変形を防止し、かつ弾性管8と鋼製導管10との連結部の破損を防止できるので、プラグバー3の寿命延長を図ることができる。

0019

潤滑剤6は、固体潤滑剤(たとえば黒鉛窒化ホウ素二硫化モリブデン等)あるいは液体潤滑剤(たとえば鉱物性潤滑油合成油等)を使用する。固体潤滑剤を使用する場合は、顆粒状あるいは粉体状に細粒化して空気で圧送する。液体潤滑剤を使用する場合は、ミスト状に滴化して空気で圧送する。

0020

継目無鋼管の製造ラインのプラグミルにて、図1に示す弾性管8を内蔵したプラグバー3を用いて延伸圧延を行なった。弾性管8と鋼製導管10は、上記(a)に記載したようにネジ9を設けて螺合した。潤滑剤6は粉体状の黒鉛を使用し、圧力3.0MPaで空気と共に弾性管8から鋼製導管10を経て圧送し、プラグの噴射孔から素管の内面に噴射した。弾性管8は、最大3.5MPaの耐圧性能を有するものを使用した。弾性管8としてゴムホースを使用した例を発明例1、ポリ塩化ビニルホースを使用した例を発明例2とする。

0021

一方、従来は図2に示す鋼製の内蔵チューブ7を備えたプラグバー3を用いて延伸圧延を行なっていた。その操業においては、内蔵チューブ7と鋼製導管10は、溶接で連結した。潤滑剤6は粉体状の黒鉛を使用し、圧力3.0MPaで空気と共に内蔵チューブ7内を圧送し、プラグ2の噴射孔11から素管の内面に噴射した。これを従来例とする。

実施例

0022

発明例1の操業を3ケ月行なって、延伸圧延に供した素管の本数Mと、その間に使用したプラグバーの本数Nとを用いて、1本のプラグバーで延伸圧延を行なえる平均圧回数M/Nを算出したところ、M/N=3200であった。
発明例2の操業を3ケ月行なって、発明例1と同様に平均圧延回数M/Nを算出したところ、M/N=3100であった。
これに対して、従来の操業実績解析して、従来例のプラグバーの平均圧延回数を求めたところ、M/N=1500であった。
つまり、発明例1、2のプラグバーは、従来例に比べて、大幅に寿命を延長できることが確かめられた。

0023

1素管
2プラグ
3プラグバー
4先端金具
5冷却水
6潤滑剤
7内蔵チューブ
8弾性管
9ネジ
10鋼製導管
11 噴射孔

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