JP2012139693A

JP2012139693A - 熱間押出管の製造方法

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Publication number: JP2012139693A
Application number: JP2010292187A
Authority: JP
Inventors: Junichi Nishimori; 淳一西森; Kosuke Murakami; 浩亮村上; Haruo Yamaguchi; 晴生山口
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2010-12-28
Filing date: 2010-12-28
Publication date: 2012-07-26
Anticipated expiration: 2030-12-28
Also published as: JP5360046B2

Abstract

【課題】生産性の低下および工具原単位の悪化の問題を発生させることなく、得られた押出管に生じる偏肉を低減することができる熱間押出管の製造方法を提供する。
【解決手段】中空ビレットを用いて熱間押出製管法により継目無管である熱間押出管を製造する方法であって、中空ビレットを加熱して外周部温度が１０５０〜１３００℃で、かつ内外温度差ΔＴが（１）式を満たす温度にし、当該中空ビレットをコンテナ内に挿入して熱間押出加工することを特徴とする熱間押出管の製造方法である。ただし、内外温度差ΔＴ（℃）、外周部温度Ｔｘ（℃）および内周部温度Ｔｙ（℃）である。本発明は、中空ビレットとして、材質が二相ステンレス鋼であるものを用いるのが好ましい。
ΔＴ＝Ｔｘ―Ｔｙ≧１５０・・・（１）
【選択図】なし

Description

本発明は、ユジーン・セジュルネ法に代表される熱間押出製管法により継目無管である熱間押出管を製造する方法に関する。さらに詳しくは、得られた熱間押出管に生じる偏肉を低減することができる熱間押出管の製造方法に関する。

ユジーン・セジュルネ法に代表される熱間押出製管法は、中空ビレットを用いて継目無管を製造する方法であり、熱間押出製管法は、中空ビレットに比較的高加工度を加えることができ、製管性に優れることから、高合金等の難加工材を素材とする継目無管の製造で多用されている。

図１は、中空ビレットを用いた熱間押出製管法による熱間押出加工を示す模式図である。同図では、コンテナ１と、ダイホルダ３およびダイバッカ４を用いて着脱自在に装着されたダイス２と、マンドレル５と、ステム６と、ダミーブロック７と、ガラスディスク８と、ダイバッキングリング９と、中空ビレットＢと、押出管Ｐとを示す。

熱間押出製管法では、所定の温度に加熱された中空ビレットＢをコンテナ１内に収容した後、中空ビレットＢの軸心にマンドレル５を挿入する。この状態で、図示しないラムの駆動に伴うステム６の移動（同図で白抜き矢印の方向への移動）により、ダミーブロック７を介して中空ビレットＢのボトム側端面を押圧すると、材料である中空ビレットが変形してコンテナ１、マンドレル５およびガラスディスク８に密着する。この際、潤滑材として用いられるガラスディスク８は、押圧された中空ビレットＢに押付けられて変形し、ダイホルダ３およびダイスに密着する。このように中空ビレットＢのボトム側端面を押圧することにより、材料がコンテナ１内に充満（フィルアップ）する。

材料がコンテナ１内にフィルアップした状態で、さらに中空ビレットＢのボトム側端面を押圧すると、ダイス２とマンドレル５とで構成される隙間から材料が押出されて継目無管である押出管Ｐが得られる。ダイス２とマンドレル５とで構成される隙間から材料を押出す際、ダイス２の芯に対してマンドレル５の芯の位置がずれると、得られる押出管の肉厚が不均一となり偏る。

図２は、熱間押出管に生じる偏肉を模式的に示す断面図である。材料を押出す際にダイスの芯に対してマンドレルの芯の位置がずれると、同図に示すように、得られた押出管Ｐの内面Ｐｙの中心と外面Ｐｘの中心の位置がずれて肉厚が偏る。このような偏肉が生じた場合、同図に示すように、肉厚が最も薄肉となる部分と厚肉となる部分とがなす角度Ａは、通常、１８０°となる。押出管に生じた偏肉が基準を超える場合は、不良として押出管を廃棄したり、偏肉が基準を超える部分を切り捨てたりすることとなり、材料損失が大きく、押出管の製造歩留まりが悪化する問題点があった。

熱間押出製管法により得られた押出管に生じる偏肉を低減する方法に関し、従来から種々の提案がなされており、例えば特許文献１および２がある。特許文献１で提案される熱間押出管の製造方法では、押出用ダイスと、芯出用ダイスとを準備し、最初に芯出用ダイスに設けた穴にマンドレルの先端を保持することによりマンドレルを芯出した後、中空ビレットを所定量押圧して中空ビレットをマンドレルの外面に密着させる。次に、芯出用ダイスに代えて押出用ダイスを装着した後、さらに中空ビレットを押圧して押出管を得る方法である。

このような特許文献１で提案される熱間押出管の製造方法は、押出加工の際に芯出用ダイスを取り外して押出用ダイスを装着する換装作業が必要になり、この換装作業が時間を要することから、生産性が著しく低下する。さらに、中空ビレットを所定量押圧した際に換装作業を行う必要があり、中空ビレットへの押圧を制御するのが困難になるといった不具合がある。

特許文献２で提案される熱間押出管の製造方法では、ダイホルダに中空ビレットの先端部分を拘束する工具部分を設け、中空ビレットの外径Ｄｂ（ｍｍ）とダイホルダの工具部分の内径Ｄｈ（ｍｍ）との径差を規定し、０．５ｍｍ≦Ｄｈ−Ｄｂ≦０．０２５×Ｄｃ、かつＤｃ−Ｄｈ＞０を満足する状態とした後、中空ビレットを押出して押出管を得る方法である。ただし、Ｄｃはコンテナの内径（ｍｍ）である。

特許文献２では、中空ビレットの先端部をコンテナより小径にしたダイホルダの工具部分に差し込むことにより、中空ビレットが良好にセンタリングされ、偏肉を低減できるとしている。しかし、特許文献２で提案される熱間押出管の製造方法は、ダイホルダの工具部分の内径Ｄｈおよびコンテナ内径Ｄｃを高精度で管理する必要があることから、生産性の低下や工具原単位の悪化が生じるという不具合がある。

特公昭５９−４２０６号公報特開平７−１３０６７１０号公報

前述の通り、中空ビレットを用いた熱間押出製管法による熱間押出管の製造では、得られた押出管に生じた偏肉により、製造歩留まりが悪化する問題がある。従来の熱間押出管の製造方法により、偏肉を好転させることができるが、加工途中でダイスを芯出用ダイスに代えて押出用ダイスを装着する換装作業が必要になったり、ダイホルダの工具部分の内径およびコンテナ内径を高精度に管理する必要があったりすることから、生産性の低下や工具原単位の悪化が問題となる。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、生産性の低下および工具原単位の悪化の問題を発生させることなく、得られた押出管に生じる偏肉を低減することができる熱間押出管の製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記問題を解決するため、種々の試験を行い、鋭意検討を重ねた結果、中空ビレットを加熱する際に中空ビレットの内周部を外周部に比べて低温にし、当該中空ビレットをコンテナ内に挿入して熱間押出加工することにより、生産性の低下および工具原単位の悪化の問題を発生させることなく、得られる押出管に生じる偏肉を低減することができることを知見した。

本発明は、上記の知見に基づいて完成したものであり、下記（１）および（２）の熱間押出管の製造方法を要旨としている。

（１）中空ビレットを用いて熱間押出製管法により継目無管である熱間押出管を製造する方法であって、
中空ビレットを加熱して外周部温度が１０５０〜１３００℃で、かつ内外温度差ΔＴが（１）式を満たす温度にし、当該中空ビレットをコンテナ内に挿入して熱間押出加工することを特徴とする熱間押出管の製造方法。
ΔＴ＝Ｔｘ―Ｔｙ≧１５０・・・（１）
ここで、内外温度差ΔＴ（℃）、外周部温度Ｔｘ（℃）および内周部温度Ｔｙ（℃）である。

（２）前記中空ビレットの材質が二相ステンレス鋼であることを特徴とする上記（１）に記載の熱間押出管の製造方法。

本発明の熱間押出管の製造方法において、中空ビレットの内周部温度および外周部温度は以下の手順により測定するものとする。
（１）中空ビレットの端面温度を測定して径方向の温度分布を得る。
（２）得られた径方向の温度分布で内面位置の温度を内周部温度とし、外面位置から所定幅の範囲における最高温度を外周部温度とする。

図３は、加熱された中空ビレットの端面における径方向の温度分布を示す模式図である。同図に示す中空ビレットの径方向の温度分布は、誘導加熱された中空ビレットを搬送してコンテナ内に挿入する直前に、赤外放射温度計により中空ビレットの端面を測定し、その結果から得られたものである。同図に示すように、中空ビレットの端面における径方向の温度分布は、外面近傍で温度が低下する傾向があり、この傾向は、雰囲気が中空ビレットの外面から抜熱することにより発生する。

本発明では、外面近傍における温度低下の影響を排除して温度分布を評価するため、外面位置から所定幅の範囲における最高温度を外周部温度とする。したがって、外周部温度を求める際の所定幅は、外面近傍における温度低下部の幅より広く設定する。外周部温度を求める際の所定幅は、中空ビレットの材質や雰囲気温度に応じて設定すればよい。

本発明の熱間押出管の製造方法は、下記の顕著な効果を有する。
（１）中空ビレットを加熱して内周部温度を外周部温度に比べて低温とし、内外温度差を１５０℃以上とする。当該中空ビレットを熱間押出加工することにより、押出管に生じる偏肉を低減することができる。
（２）このため、生産性の低下および工具原単位の悪化の問題を発生させることなく、押出管に生じる偏肉を低減することができる。

中空ビレットを用いた熱間押出製管法による熱間押出加工を示す模式図である。熱間押出管に生じる偏肉を模式的に示す断面図である。加熱された中空ビレットの端面における径方向の温度分布を示す模式図である。中空ビレットの内外温度差と押出管の偏肉率との関係を示す図である。

上述のとおり、本発明の熱間押出管の製造方法は、中空ビレットを用いて熱間押出製管法により継目無管である熱間押出管を製造する方法であって、中空ビレットを加熱して外周部温度が１０５０〜１３００℃で、かつ内外温度差ΔＴが（１）式を満たす温度にし、当該中空ビレットをコンテナ内に挿入して熱間押出加工することを特徴とする。
ΔＴ（℃）＝Ｔｘ―Ｔｙ≧１５０・・・（１）
ここで、内外温度差ΔＴ（℃）、外周部温度Ｔｘ（℃）および内周部温度Ｔｙ（℃）である。以下に、本発明の熱間押出管の製造方法を、上記のように規定した理由および好ましい範囲について説明する。

本発明の熱間押出管の製造方法では、中空ビレットを加熱して、前記（１）式で規定するように、外周部温度と内周部温度との差である内外温度差を１５０℃以上、すなわち、内周部温度を外周部温度に比べて低温にする。

従来の熱間押出管の製造方法では、中空ビレットを外周部と内周部の温度が均一になるように加熱し、当該中空ビレットをコンテナ内に挿入して熱間押出加工していた。この場合、中空ビレットのボトム側端面を押圧して材料をフィルアップさせた後、さらにボトム側端面を押圧することにより、ダイスとマンドレルの隙間に材料を押出しつつ通過させる際（押出加工初期）にダイスの芯に対してマンドレルの芯がずれ、その結果、得られる押出管に偏肉が生じていた。

本発明の熱間押出管の製造方法では、中空ビレットを加熱して内周部温度を外周部温度と比べて低温にすることにより、材料をコンテナ内にフィルアップさせた後、さらにボトム側端面を押圧してダイスとマンドレルの隙間に材料を押出しつつ通過させる際（押出加工初期）にダイス直下で材料からマンドレルにかかる面圧が増加する。この増加した面圧の作用によりマンドレル芯をダイス芯の位置に案内するセルフセンタリングが促進されることから、得られる押出管のトップ部（押出加工の初期にダイスを通過した部分）において、偏肉を低減することができる。

このように押出加工の初期にセルフセンタリングを促進することにより、本発明の熱間押出管の製造方法は、得られる押出管の全長にわたって偏肉を低減することができる。これは、押出加工の初期にセルフセンタリングを促進することにより、その後、中空ビレットの温度が変化した場合でも、マンドレル芯のセルフセンタリングが促進されることによるものと推定される。

以上のように、本発明の熱間押出管の製造方法は、内周部温度を外周部温度に比べて低温にし、その温度差を１５０℃以上とすることにより、押出管に生じる偏肉を低減することができる。このため、本発明の熱間押出管の製造方法は、加工途中でダイスを芯出用ダイスに代えて押出用ダイスを装着する換装作業が不要であり、ダイホルダの工具部分の内径およびコンテナ内径を高精度に管理する必要もない。したがって、本発明の熱間押出管の製造方法では、生産性の低下および工具原単位の悪化の問題を発生させることなく、押出管に生じる偏肉を低減することができる。

本発明の熱間押出管の製造方法は、中空ビレットの内外面温度差を３００℃以下とするのが好ましい。中空ビレットの内外温度差が３００℃を超えると、中空ビレットの内周部温度が低下し過ぎて、中空ビレットの変形抵抗が高くなり、ボトム側端面を押圧して材料を押し出す際に必要な熱間押出装置の押出力が上昇する。材料を押し出す際に必要な押出力が熱間押出装置の設備能力を超えると、押出加工が停止し、使用工具が著しく損傷するおそれがある。材料を押し出す際に必要な押出力が熱間押出装置の設備能力を超えた場合、熱間押出装置の設備能力を引き上げることにより、停止することなく押出加工することが可能となるが、設備コストが上昇する。

中空ビレットの外周部温度が１３００℃を超えると、熱間加工性が著しく低下し、熱管押出後の表面に割れや被れ疵が生じ易くなる。また、中空ビレットの内周部温度が９００℃未満であると、材料の変形抵抗が高くなることから、材料を押し出す際に必要な押出力が増加し、熱間押出装置の設備能力を超えるおそれがある。このため、中空ビレットの外周部温度が１０５０℃未満であると、内外温度差を１５０℃以上とすることが困難となる。これらから、本発明の熱間押出管の製造方法は、中空ビレットを加熱して外周部温度を１０５０〜１３００℃とする。好ましくは、１１５０〜１２８０℃である。

中空ビレットの外周部温度の下限は、熱間押出装置の設備能力によって変化することから、実際の操業では、熱間押出装置の押出力に応じて中空ビレットの外周部温度の下限を１０５０〜１３００℃の範囲から設定すればよい。

本発明の熱間押出管の製造方法は、上述の温度条件とした中空ビレットをコンテナ内に挿入して熱間押出加工する。換言すると、上述の温度条件は、中空ビレットを「コンテナに挿入する直前」の温度条件を意味する。これは、コンテナ内に挿入された中空ビレットの温度分布を測定することが困難だからである。

また、「コンテナに挿入する直前」とは、上述の温度条件とした中空ビレットに、さらに処理を施すことなく、直ちに、コンテナ内に挿入して熱間押出加工することを意味する。これは、時間経過による温度変化を最小限に留め、中空ビレットを可能な限り上述の温度条件に近い状態として熱間押出加工するためである。このため、中空ビレットを上述の温度条件としてから、コンテナ内に挿入して熱間押出加工を開始するまでに要する時間は短いほど好ましい。

内外温度差、外周部温度および内周部温度は、加熱条件を変更することにより、所望の温度とすることができる。例えば、誘導加熱装置により中空ビレットを加熱する場合は、投入電力量や加熱時間、周波数といった加熱条件を変更することにより、内外温度差、外周部温度および内周部温度を所望の温度とすることができる。

本発明の熱間押出管の製造方法は、中空ビレットの材質が二相ステンレス鋼であるのが好ましい。中空ビレットの材質が二相ステンレス鋼であると、二相ステンレス鋼はオーステナイト系ステンレス鋼と比べて温度に対する変形抵抗の依存性（感度）が高いことから、押出管に偏肉が生じ易い。このため、中空ビレットの材質が二相ステンレス鋼であれば、本発明の熱間押出管の製造方法によって押出管の偏肉を低減することにより、押出管の製造歩留りを顕著に向上できる。

本発明の熱間押出管の製造方法は、二相ステンレス鋼として、質量％で、Ｃ：０．０３％以下、Ｓｉ：１％以下、Ｍｎ：０．１〜４％、Ｃｒ：２０〜３５％、Ｎｉ：３〜１０％、Ｍｏ：０〜６％、Ｗ：０〜６％、Ｃｕ：０〜３％、Ｎ：０．１５〜０．６０％を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる化学組成を有する二相ステンレス鋼を用いるのが好ましい。上記の元素の他に、さらにＣａ、Ｍｇおよび希土類元素（ＲＥＭ）のうちの１種または２種以上を含有させてもよい。

以下に、本発明の熱間押出管の製造方法で二相ステンレス鋼の化学組成を上記のようにするのが好ましい理由を説明する。なお、以下の説明において、各元素の含有量の「％」表示は「質量％」を意味する。

Ｃ：０．０３％以下
Ｃは、オーステナイト相を安定させて強度を向上させる効果とともに、熱処理における昇温時に炭化物を析出させて微細組織を得る効果を有する元素である。しかし、その含有量が０．０３％を超えると、熱処理や溶接時などの熱影響により炭化物の析出が過剰となり、鋼の耐食性および加工性を劣化させる。このため、その上限を０．０３％とするのが好ましい。

Ｓｉ：１％以下
Ｓｉは、脱酸剤として有効な元素であり、また、熱処理における昇温時に金属間化合物を析出させて微細組織を得る効果を有する元素でもあるから、必要に応じて含有させることができる。しかしながら、その含有量が１％を超えると熱処理や溶接時の熱影響により金属間化合物の析出が過剰となり、鋼の耐食性および加工性を劣化させるので、Ｓｉ含有量は１％以下とするのが好ましい。

Ｍｎ：０．１〜４％
Ｍｎは、上記のＳｉと同様に、脱酸剤として有効な元素であるとともに、鋼中に不可避的に含有されるＳを硫化物として固定し熱間加工性を改善する。その効果は０．１％以上の含有量で得られる。しかし、その含有量が４％を超えると熱間加工性が低下するだけでなく、耐食性に悪影響を及ぼす。このため、Ｍｎ含有量は０．１〜４％とするのが好ましい。

Ｃｒ：２０〜３５％
Ｃｒは、耐食性を維持し強度を向上するために有効な基本成分である。これらの効果は、Ｃｒの含有量を２０％以上とすることにより、得ることができる。しかし、Ｃｒの含有量が３５％を超えると、σ相が析出し易くなり耐食性と靭性がともに劣化する。したがって、Ｃｒ含有量は２０〜３５％とするのが好ましい。

Ｎｉ：３〜１０％
Ｎｉは、オーステナイト相を安定させ、二相組織を得るために含有される元素である。その含有量が３％未満の場合は、フェライト相が主体となって二相組織が得られない。一方、１０％を超えると、オーステナイト主体となり二相組織が得られないこと、また、Ｎｉが高価な元素であるために経済性も損なわれることから、Ｎｉ含有量は３〜１０％とするのが好ましい。

Ｍｏ：０〜６％（無添加も含む）
Ｍｏは、耐孔食性および耐隙間腐食性を向上させるとともに固溶強化により強度を向上させる元素であるので、必要に応じて含有させることができる。一方、過剰に含有させるとσ相が析出し易くなり靭性が劣化する。このため、Ｍｏ含有量は０〜６％とするのが好ましい。

Ｗ：０〜６％（無添加も含む）
Ｗは、Ｍｏと同様に、耐孔食性および耐隙間腐食性を向上させるとともに固溶強化により強度を向上させる元素であるので、必要に応じて含有させることができる。一方、過剰に含有させるとσ相が析出し易くなり靭性が劣化する。このため、Ｗ含有量は０〜６％とするのが好ましい。

Ｃｕ：０〜３％（無添加も含む）
Ｃｕは、耐食性および粒界腐食抵抗を改善する元素であり、必要に応じて含有させることができる。一方、含有量が３％を超えるとその効果は飽和し、逆に熱間加工性および靱性が低下する。このため、Ｃｕ含有量は０〜３％とするのが好ましい。

Ｎ：０．１５〜０．６０％
Ｎは、オーステナイトの安定性を高めるとともに、二相ステンレス鋼の耐孔食性および耐隙間腐食性を高める元素である。また、Ｃと同等にオーステナイト相を安定させて強度を向上させる元素である。その含有量が０．１５％未満では十分な効果が得られない。一方、０．６０％を超えると靭性および熱間加工性を劣化させるため、その含有量を０．１５〜０．６０％とするのが好ましい。

本発明の熱間押出管の製造方法は、二相ステンレス鋼に、上記の元素の他に、さらにＣａ、Ｍｇおよび希土類元素（ＲＥＭ）のうちの１種または２種以上を含有させてもよい。これらの元素を含有させてもよい理由とそのときの含有量は、次の通りである。

Ｃａ：０．０１％以下、Ｍｇ：０．０１％以下および希土類元素（ＲＥＭ）：０．２％以下の１種または２種以上
これらの成分は、必要に応じて含有させることができる。いずれも、含有させれば、熱間加工性を阻害するＳを硫化物として固着し、熱間加工性を向上させる効果がある。しかしながら、ＣａおよびＭｇについてはいずれも０．０１％を超えると、そして、ＲＥＭについては０．２％を超えると、粗大な酸化物が生成し、かえって熱間加工性の低下を招く。したがって、これらを含有させる場合には、それぞれの上限は、ＣａおよびＭｇについては０．０１％、そして、ＲＥＭについては０．２％とするのが好ましい。

ここで、ＲＥＭとは、ランタノイドの１５元素にＹおよびＳｃを合わせた１７元素の総称であり、これらの元素のうちの１種又は２種以上を含有させることができる。また、ＲＥＭの含有量はこれらの元素の合計含有量を意味する。

「Ｆｅおよび不純物」における「不純物」とは、合金を工業的に製造する際に、鉱石あるいはスクラップ等のような原料を始めとして、製造工程の種々の要因によって混入するものを指す。

二相ステンレス鋼は、上記の化学組成からなるものを、通常、商業的な生産に用いられている製造設備および製造方法によって製造することができる。例えば、二相ステンレス鋼の溶製は、電気炉、Ａｒ−Ｏ₂混合ガス底吹き脱炭炉（ＡＯＤ炉）や真空脱炭炉（ＶＯＤ炉）などを利用することができる。溶製された溶湯は、インゴットに鋳造してもよいし、連続鋳造法で棒状のビレットなどに鋳造してもよい。これらのビレットを穿孔して中空ビレットとし、得られた中空ビレットを用いて本発明の熱間押出管の製造方法による熱間押出加工をすることにより、二相ステンレス鋼からなる熱間押出管を製造することができる。

本発明の熱間押出管の製造方法による効果を検証するため、前記図１を用いて説明した熱間押出製管法による熱間押出加工により、中空ビレットを熱間押出加工して継目無管である押出管を得る試験を行った。

［試験方法］
本試験では、二相ステンレス鋼からなる中空ビレットを誘導加熱し、当該中空ビレットをコンテナ内に挿入して熱間押出加工することにより、継目無管である押出管を得た。中空ビレットは、材質がＡＳＴＭで規定されるＡ３１２−Ｓ３９２７４に相当する二相ステンレス鋼からなるものを用いた。本試験で用いた二相ステンレス鋼からなる中空ビレットの代表組成を表１に示す。

中空ビレットを誘導加熱する際の条件は、周波数を６０Ｈｚとし、投入電力量を５２５〜６００ｋＷで調整するとともに、加熱時間を６０〜１２０秒で調整し、加熱された中空ビレットの外周部温度および内周部温度を所望の温度とした。

加熱した中空ビレットを搬送してコンテナへ挿入する直前に、中空ビレットのトップ側の端面（ガラスディスクが介在した状態でダイスに押付けられる側の端面）について温度分布を赤外放射温度計（ＮＥＣＡｖｉｏ赤外線テクノロジー株式会社製、サーモビュワー）により測定した。測定された端面の温度分布から、前記図３に示すような径方向の温度分布を得て、得られた温度分布において内面位置の温度を内周部温度とし、外面位置から１０ｍｍの範囲における最高温度を外周部温度とした。

本試験では、赤外放射温度計により温度分布を測定した中空ビレットに、さらに処理を施すことなく、直ちに、コンテナ内に挿入して熱間押出加工した。赤外放射温度計により中空ビレットの温度分布を測定してから、コンテナ内に挿入して熱間押出加工を開始するまでに要した時間は約１５秒であった。

本試験では、試験Ｎｏ．１〜６と、試験Ｎｏ．７〜１２とで異なる寸法の中空ビレットを用い、熱間押出加工によりそれぞれ異なる寸法の押出管に仕上げた。試験Ｎｏ．１〜６での試験条件は以下のとおりである。
中空ビレット：外径１７７．０ｍｍ、内径２９．０ｍｍ、長さ４１７ｍｍ
工具寸法：ダイス内径３４．７ｍｍ、マンドレル外径２６．０ｍｍ、
コンテナ内径１８２．０ｍｍ
押出管：外径３４．０ｍｍ、肉厚（平均）４．０ｍｍ、長さ２４７３８ｍｍ

また、試験Ｎｏ．７〜１２での試験条件は以下のとおりである。
中空ビレット：外径１７７．０ｍｍ、内径３１．０ｍｍ、長さ４６６ｍｍ
工具寸法：ダイス内径４０．７ｍｍ、マンドレル外径２８．０ｍｍ、
コンテナ内径１８２．０ｍｍ
押出管：外径４０．０ｍｍ、肉厚（平均）６．０ｍｍ、長さ１６２９９ｍｍ

表２に、試験区分、試験番号、押出管寸法、中空ビレットの温度および試験結果を示す。表２では、中空ビレットの温度として、得られた径方向の温度分布から求めた外周部温度、内周部温度および内外温度差を示し、試験結果として、後述する偏肉値、偏肉率および偏肉評価を示す。

［評価基準］
得られた押出管の偏肉を目視により観察し、前記図２に示すような最も薄肉の部分の肉厚（ｔ１）と、最も厚肉の部分の肉厚（ｔ２）とを測定するとともに、最も厚肉の部分から±９０°位置でそれぞれ肉厚（ｔ３およびｔ４）を測定した。肉厚の測定は、トップ側の端面（熱間押出加工で初期に加工される側の端面）からの長手方向に２００ｍｍの位置で押出管を切断し、切断面での肉厚をデジタル式ハンドキャリパー（株式会社古里精機製作所製）により測定して行った。

測定した最も薄肉の部分の肉厚（ｔ１、単位ｍｍ）と、最も厚肉の部分の肉厚（ｔ２、単位ｍｍ）とから、下記（２）式により、偏肉値ｈ１（ｍｍ）を算出した。
ｈ１＝ｔ２−ｔ１・・・（２）
また、測定した４点の肉厚（ｔ１〜ｔ４、単位ｍｍ）から、下記（３）式により、偏肉率ｈ２（％）を算出した。
ｈ２＝（ｔ２−ｔ１）／ｔａ・・・（３）
ただし、平均肉厚ｔａ（ｍｍ）は、測定した４点の肉厚（ｔ１〜ｔ４）の平均である。

表２に示す「偏肉評価」の欄の記号の意味は次の通りである：
○：算出された偏肉率が２０％以下であることを示す。
×：算出された偏肉率が２０％を超えたことを示す。

［試験結果］
図４は、中空ビレットの内外温度差と押出管の偏肉率との関係を示す図である。同図から、中空ビレットの内外温度差と押出管の偏肉率とが相関関係を有し、内外温度差を大きくすると偏肉率が低下することが確認できた。

図４および表２から、本発明例である試験Ｎｏ．１〜３および試験Ｎｏ．７〜１２では、中空ビレットの内外温度差Δｔ（℃）が前記（１）式を満たす１５０℃以上であり、押出管の偏肉率は２０％以下となり、偏肉評価がいずれも○となった。一方、比較例である試験Ｎｏ．４〜６では、中空ビレットの内外温度差Δｔ（℃）が前記（１）式を満たさない１５０℃未満であり、押出管の偏肉率は２０％を超え、偏肉評価がいずれも×となった。

これらから、本発明の熱間押出管の製造方法は、加熱して内外温度差Δｔ（℃）が前記（１）式を満たす１５０℃以上とした中空ビレットを熱間押出加工することにより、押出管に生じる偏肉を低減することができることが明らかになった。

したがって、本発明の熱間押出管の製造方法を、継目無管である鋼管の製造に適用すれば、偏肉を低減した高品質の鋼管を製造することができるとともに、製造歩留りを向上することができる。

１：コンテナ、２：ダイス、３：ダイホルダ、４：ダイバッカ、
５：マンドレル、６：ステム、７：ダミーブロック、８：ガラスディスク、
９：ダイバッキングリング、Ｂ：中空ビレット、Ｐ：熱間押出管、Ｐｘ：外面、
Ｐｙ：内面、ｔ１：最も薄肉の部分の肉厚、ｔ２：最も厚肉の部分の肉厚、
Ａ：肉厚が最も薄肉となる部分と厚肉となる部分とがなす角度

Claims

中空ビレットを用いて熱間押出製管法により継目無管である熱間押出管を製造する方法であって、
中空ビレットを加熱して外周部温度が１０５０〜１３００℃で、かつ内外温度差ΔＴが（１）式を満たす温度にし、当該中空ビレットをコンテナ内に挿入して熱間押出加工することを特徴とする熱間押出管の製造方法。
ΔＴ＝Ｔｘ―Ｔｙ≧１５０・・・（１）
ここで、内外温度差ΔＴ（℃）、外周部温度Ｔｘ（℃）および内周部温度Ｔｙ（℃）である。
前記中空ビレットの材質が二相ステンレス鋼であることを特徴とする請求項１に記載の熱間押出管の製造方法。