JP2822918B2 - How to extend mandrel bar life - Google Patents

How to extend mandrel bar life

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JP2822918B2 JP8170195A JP8170195A JP2822918B2 JP 2822918 B2 JP2822918 B2 JP 2822918B2 JP 8170195 A JP8170195 A JP 8170195A JP 8170195 A JP8170195 A JP 8170195A JP 2822918 B2 JP2822918 B2 JP 2822918B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、マンネスマン−マン
ドレルミル方式による継目無管の製造におけるマンドレ
ルバーの寿命向上方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for improving the life of a mandrel bar in the production of a seamless tube by a Mannesmann-mandrel mill system.

【0002】[0002]

【従来の技術】マンネスマン−マンドレルミル方式によ
る継目無管の製造は、素材としての丸鋼片を回転炉床式
加熱炉で加熱したのち、穿孔機で穿孔される。穿孔後の
素管にマンドレルバーを串状に挿入したのち、7〜9ス
タンドからなるマンドレルミルで所定の寸法に1パスで
圧延される。圧延後マンドレルバーは、管から引き抜か
れ、循環使用される。通常、マンドレルバーの材質とし
ては、Cr−Mo系あるいはCr−Mo−V系のものが
使用されている。マンドレルバーは、1組12本程度を
循環使用しており、マンドレルバーの仕上状態、圧延履
歴などによってバーの表面状態はそれぞれ異なってくる
が、圧延上のバラツキを少なくするため、できるだけ表
面状態のそろったものを選別して使用している。
2. Description of the Related Art A seamless pipe manufactured by a Mannesmann-mandrel mill method is prepared by heating a round steel slab as a raw material in a rotary hearth heating furnace and then punching the same with a drilling machine. After inserting the mandrel bar in a skewered shape into the tube after drilling, it is rolled to a predetermined size in one pass by a mandrel mill comprising 7 to 9 stands. After rolling, the mandrel bar is pulled out of the tube and used for circulation. Usually, a Cr-Mo-based or Cr-Mo-V-based material is used as the material of the mandrel bar. A set of 12 mandrel bars is circulated, and the surface condition of the bar varies depending on the finishing condition of the mandrel bar, rolling history, etc. However, in order to reduce variations in rolling, the surface condition of the bar is minimized. We sort and use the complete set.

【0003】マンネスマン−マンドレルミル方式による
継目無管の製造においては、製造コストに占めるマンド
レルバー費用の割合が大きく、マンドレルバーの寿命向
上は、継目無管の製造コストダウンに大きく寄与する。
このため、使用によって肌荒れを起こして表面状態の悪
くなったマンドレルバーは、図6に示すとおり、従来旋
盤等によって5〜20mm程度径の小さなものに、切削
削り下げたのち、研磨、焼付け等の表面処理を行ったの
ち、再使用している。これは、切削、研磨したまま使用
すると、金属−金属でパイプとマンドレルバーが焼付く
ため、潤滑剤を塗布しても、研磨のままでは潤滑剤の乗
りが悪いため、潤滑剤の乗りを良くするため焼付け酸化
を施すのである。この焼付けは、低温では酸化皮膜が薄
くて潤滑剤の乗りが悪く、高温にするとマンドレルバー
が軟化するため、焼付けが難しい。一般的にマンドレル
バーは、削り下げまでに1000〜2000本の圧延が
でき、削り下げを繰り返すことによって延べ8000本
程度の圧延ができると言われている。
[0003] In the production of seamless pipes by the Mannesmann-mandrel mill method, the ratio of mandrel bar cost to the production cost is large, and the improvement of the mandrel bar life greatly contributes to the reduction of the production cost of seamless pipes.
For this reason, as shown in FIG. 6, the mandrel bar which has become rough due to its use and has a deteriorated surface condition is cut into a small diameter of about 5 to 20 mm by a conventional lathe or the like, and then polished, baked, etc. After surface treatment, it is reused. This is because if used with cutting and polishing, the pipe and mandrel bar will seize with metal-metal, so even if a lubricant is applied, the lubricant will not ride well if it is polished, so the lubricant will ride well In order to do this, baking oxidation is performed. This baking is difficult to bake at low temperatures because the oxide film is thin and the lubricant is hard to ride, and at high temperatures the mandrel bar softens. Generally, it is said that mandrel bars can be rolled by 1,000 to 2,000 rolls before cutting down, and that a total of about 8000 rolls can be rolled by repeating cutting down.

【0004】上記マンドレルバーの削り下げの改善方法
としては、マンドレルバーの被加工材料を冷間引抜きす
ることにより、成形加工および表面仕上げを施す方法
(特開昭5−261412号公報)が提案されている。
[0004] As a method of improving the shaving of the mandrel bar, there has been proposed a method in which a material to be processed of the mandrel bar is subjected to cold working to form and finish the surface (Japanese Patent Laid-Open No. 5-261412). ing.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】一般に継目無管には、
レギュラーサイズが有り、マンドレルバーサイズも使用
頻度の高いサイズがある。このため、使用によって肌荒
れを起こして表面状態の悪くなったマンドレルバーを削
り下げて再使用する方法は、同一サイズでの再使用がで
きず、サイズダウンをおこなっても、サイズダウンした
マンドレルバーの使用頻度が少なく、結局レギュラーサ
イズ用のマンドレルバーの原単位に、全体のマンドレル
バーの原単位が律されてしまうという問題がある。さら
に、切削、研磨したマンドレルバーの焼付けには、処理
炉も必要であり、設備的にコスト高となる。また、特開
平5−261412号公報に開示の方法は、マンドレル
バーの削り下げを引抜き加工により行うもので、サイズ
ダウン費用および時間の短縮を図ることができるが、同
一サイズでの再使用ができず、また、25m以上もの長
尺マンドレルバーの縮径引抜き加工にも手間がかかると
いう問題がある。
SUMMARY OF THE INVENTION Generally, in a seamless pipe,
There are regular sizes and mandrel bar sizes are frequently used sizes. For this reason, the method of shaving down and reusing the mandrel bar, whose surface condition has deteriorated due to use, cannot be reused at the same size. There is a problem in that the frequency of use is low, and eventually the basic unit of the mandrel bar for the regular size is limited by the basic unit of the entire mandrel bar. Further, a baking of the cut and polished mandrel bar also requires a processing furnace, which increases equipment cost. Further, the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-261412 is a method in which the mandrel bar is cut down by a drawing process, so that size reduction cost and time can be reduced, but the same size can be reused. In addition, there is a problem that it takes time to reduce the diameter of a long mandrel bar of 25 m or more.

【0006】この発明の目的は、上記従来技術の欠点を
解消し、肌荒れを起こして表面状態の悪くなったマンド
レルバーを同一サイズで再使用できるよう処理するマン
ドレルバーの寿命向上方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for improving the life of a mandrel bar that solves the above-mentioned disadvantages of the prior art and that treats a mandrel bar having a roughened surface and a deteriorated surface condition so that it can be reused with the same size. It is in.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意試験研究を行った。その結果、肌荒れ
を起こして表面状態の悪くなったマンドレルバーは、表
面荒さRzが50μm程度となっているが、研磨するこ
とによって表面荒さRz8μm程度に回復できること、
マンドレルバーの外径管理基準が±0.3mmであるの
に対し、1回のベルター研磨によるマンドレルバーの外
径減少は、0.04mm程度であり、同一サイズで最低
1〜2回の研磨再生が可能であることを究明した。しか
し、研磨したままでは、潤滑剤の乗りが悪く焼付きが発
生するが、研磨したマンドレルバー表面に錆を発生させ
ることによって、焼付け酸化を行わなくても潤滑剤の乗
りが良好となること、マンドレルバー表面に錆を発生さ
せるには海水の使用が有効であることを究明し、この発
明に到達した。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies to achieve the above object. As a result, the mandrel bar having roughened surface and deteriorated surface condition has a surface roughness Rz of about 50 μm, but can be recovered to a surface roughness Rz of about 8 μm by polishing.
While the mandrel bar outer diameter control standard is ± 0.3 mm, the outer diameter reduction of the mandrel bar by one belter polishing is about 0.04 mm, and at least one or two polishing regenerations of the same size. Is possible. However, if polished, the lubricant rides badly and seizure occurs, but by generating rust on the polished mandrel bar surface, the lubricant rides well without baking oxidation, The present inventors have found that the use of seawater is effective for generating rust on the surface of the mandrel bar, and have reached the present invention.

【0008】すなわち、この発明は、マンドレルバーの
寿命を向上する方法において、使用により表面粗度が悪
化したマンドレルバーを研磨したのち、常温ないし10
0℃に保持してスケールを付着させ、再度同一サイズ、
同一表面硬度で再使用することを特徴とするマンドレル
バーの寿命向上方法である。
That is, the present invention provides a method for improving the life of a mandrel bar, which comprises polishing a mandrel bar whose surface roughness has deteriorated due to use, and then reducing the temperature from room temperature to 10 ° C.
Hold the scale at 0 ° C to attach the scale,
This is a method for improving the life of a mandrel bar, characterized by being reused at the same surface hardness.

【0009】この発明における研磨したマンドレルバー
へのスケールの付着は、常温ないし100℃に保持して
海水をマンドレルバーに定期的に散布するか、あるい
は、常温ないし100℃に保持した海水中にマンドレル
バーを浸漬し、海水中に空気の気泡を発生させて撹拌す
ることが有効である。
The adhesion of the scale to the polished mandrel bar in the present invention can be carried out by maintaining the temperature at room temperature to 100 ° C. and spraying seawater to the mandrel bar periodically, or by placing the mandrel in sea water maintained at room temperature to 100 ° C. It is effective to immerse the bar and generate air bubbles in seawater to stir.

【0010】[0010]

【作用】この発明においては、使用により表面粗度が悪
化したマンドレルバーを研磨することによって、外径減
少代0.04mm程度で、図5(a)に示す表面粗さR
z50μm程度を、図5(b)に示す表面荒さRz8μ
m程度に回復できると共に、マンドレルバーの外径管理
基準内に維持でき、同一サイズで最低1〜2回、通常5
〜6回の研磨再生が可能である。また、常温ないし10
0℃に保持してスケールを付着させることによって、硬
度の低下を伴う焼付け酸化を行わなくても潤滑剤の乗り
が良好となり、再度同一サイズ、同一表面硬度で再使用
することができ、特にレギュラーサイズのマンドレルバ
ーの原単位が向上し、研磨回数の整数倍で長寿命化で
き、マンドレルバーの原単位を大幅に低減することがで
きる。
According to the present invention, the mandrel bar whose surface roughness has deteriorated due to its use is polished, so that the outer diameter can be reduced by about 0.04 mm and the surface roughness R shown in FIG.
The surface roughness Rz8μ shown in FIG.
m, and can be maintained within the mandrel bar outer diameter control standard.
Up to six polishing regenerations are possible. Also, from room temperature to 10
By keeping the scale at 0 ° C. and attaching the scale, the lubrication of the lubricant can be improved without baking and oxidation accompanied by a decrease in hardness, and it can be reused again with the same size and the same surface hardness. The basic unit of the mandrel bar of the size is improved, the life can be extended by an integral multiple of the number of times of polishing, and the basic unit of the mandrel bar can be greatly reduced.

【0011】また、研磨したマンドレルバーへのスケー
ルの付着は、常温ないし100℃に保持して海水をマン
ドレルバーに定期的に散布するか、あるいは、常温ない
し100℃に保持した海水中にマンドレルバーを浸漬
し、海水中に空気の気泡を発生させて撹拌することによ
って、容易に赤錆を発生させることができ、マンドレル
バーへのスケールの付着を短時間で行うことができる。
The scale can be attached to the polished mandrel bar by spraying seawater to the mandrel bar at a room temperature to 100 ° C. periodically or by mandrel bar at a room temperature to 100 ° C. By immersing the mixture and generating air bubbles in seawater and stirring the mixture, red rust can be easily generated, and the scale can be attached to the mandrel bar in a short time.

【0012】この発明における表面粗度が悪化したマン
ドレルバーの研磨は、マンドレルバーの外径管理基準内
に維持して表面荒さを回復できればよく、特に限定され
ないが、革製ベルトを回転させて研磨するベルター、あ
るいは研磨布を回転させて研磨するGF(Grindi
ng Flap)ホイール等を用いることができる。
ただし、ベルターを用いる場合は、マンドレルバー表面
に残存付着した潤滑剤を高圧水あるいは高圧蒸気により
除去することが、ベルターの目詰まり防止の観点から必
要である。
The polishing of the mandrel bar having a deteriorated surface roughness in the present invention is not particularly limited as long as the surface roughness can be recovered by maintaining the outer diameter control standard of the mandrel bar, and the polishing is not particularly limited. GF (Grindi) to grind by rotating a belter or a polishing cloth
ng Flap) wheel or the like.
However, when a belter is used, it is necessary to remove the lubricant remaining on the surface of the mandrel bar with high-pressure water or high-pressure steam from the viewpoint of preventing clogging of the belter.

【0013】[0013]

【実施例】実施例1 表1に示す化学成分のCr−Mo−V系の素材からなる
外径179.0mm、長さ27mのマンドレルバー7本
を1セットとして使用し、8スタンドからなるマンドレ
ルミルでMn鋼の肉厚17.5mm、外径228mmの
素管を、肉厚6.5mm、外径198mmに圧延したの
ち、レデューサで延伸圧延し、外径73.0mm、肉厚
5.51mm、長さ9800mmの継目無鋼管を9本採
取することを繰り返した。そして、表面肌荒れの発生し
た表面粗さRz 60μmのマンドレルバーは、図1に
示すとおり、高圧蒸気によってマンドレルバー表面に残
留する潤滑剤を除去したのち、ベルターを用いて表面粗
さRz 10μmに研磨し、常温で海水を時々散布して
表面に赤錆を発生させ、潤滑剤を塗布して24時間放置
し、同一サイズで再使用して表面肌荒れが発生すれば研
磨することを繰り返し、パス回数とマンドレルバー表面
粗さRzとの関係を調査した。その結果を図2に示す。
なお、最初の表面肌荒れの発生時の研磨前後のマンドレ
ルバーの外径は、研磨前178.94mm、研磨後17
8.90mmで、1回の研磨での外径減少は0.04m
mであった。なお、マンドレルバーの外径管理基準は、
外径179.0mm±0.3mmで管理した。また、比
較のため、表面肌荒れが発生すれば、切削削り下げした
従来例の場合を図2に併せて示す。
EXAMPLES Example 1 A mandrel consisting of eight stands using 17 mandrel bars having an outer diameter of 179.0 mm and a length of 27 m made of a Cr-Mo-V material having the chemical components shown in Table 1 as one set. A raw tube of Mn steel having a thickness of 17.5 mm and an outer diameter of 228 mm is rolled by a mill to a thickness of 6.5 mm and an outer diameter of 198 mm, and then stretched and rolled by a reducer to have an outer diameter of 73.0 mm and a thickness of 5.51 mm. Sampling of 9 seamless steel pipes having a length of 9800 mm was repeated. As shown in FIG. 1, the mandrel bar having a surface roughness Rz of 60 μm with the surface roughened is polished to a surface roughness Rz of 10 μm using a belter after removing the lubricant remaining on the mandrel bar surface by high-pressure steam. and, ambient temperature to generate red rust sometimes sprayed to the surface of the seawater, or lubricants is left applied to 24 hours, repeating the polishing if the surface roughening occurs and re-used in the same size, and the number of passes The relationship with the mandrel bar surface roughness Rz was investigated. The result is shown in FIG.
The outer diameter of the mandrel bar before and after polishing when the first surface roughening occurs is 178.94 mm before polishing and 17 mm after polishing.
8.90mm, outer diameter reduction by one polishing is 0.04m
m. The mandrel bar outer diameter management standard is
The outer diameter was controlled to 179.0 mm ± 0.3 mm. For comparison, FIG. 2 also shows a case of a conventional example in which the surface is roughened by cutting if the surface is roughened.

【0014】[0014]

【表1】 [Table 1]

【0015】図2に示すとおり、従来例では1600パ
スでマンドレルバーに表面肌荒れが発生し、切削削り下
げに供したが、本発明法による場合は、現在までに同一
サイズで4200パスにて使用中であり、まだまだ研磨
を繰り返せば同一サイズで使用できる。
As shown in FIG. 2, in the conventional example, the surface of the mandrel bar is roughened in 1600 passes, and the mandrel bar is used for cutting down. However, according to the method of the present invention, the same size is used in 4,200 passes until now. It is medium and can be used in the same size if polishing is repeated.

【0016】実施例2 表2に示す化学成分のCr−Mo−V系の素材からなる
外径179.0mm、長さ27mのマンドレルバー7本
を1セットとして使用し、8スタンドからなるマンドレ
ルミルでMn鋼の肉厚17.5mm、外径228mmの
素管を、肉厚6.5mm、外径198mmに圧延したの
ち、レデューサで延伸圧延し、外径73.0mm、肉厚
5.51mm、長さ9800mmの継目無鋼管を9本採
取することを繰り返した。そして、表面肌荒れの発生し
たマンドレルバーは、実施例1と同様に高圧蒸気によっ
てマンドレルバー表面に残留する潤滑剤を除去したの
ち、ベルターを用いて研磨し、常温で海水を時々散布し
て表面に赤錆を発生させ、潤滑剤を塗布して24時間放
置し、同一サイズで再使用して表面肌荒れが発生すれば
研磨することを繰り返し、パス回数とマンドレルバー表
面粗さRzおよびパス回数とマンドレルバー表面硬度と
の関係を調査した。その結果を図3、図4に示す。な
お、最初の表面肌荒れの発生時の研磨前後のマンドレル
バーの外径は、研磨前178.94mm、研磨後17
8.90mmで、1回の研磨での外径減少代は0.04
mmであった。なお、マンドレルバーの外径管理基準
は、外径179.0mm±0.3mmで管理した。ま
た、比較のため、前記表1に示す素材のマンドレルバー
を使用し、表面肌荒れが発生すれば、削り下げした従来
例の場合を併せて示す。
Example 2 A mandrel mill consisting of eight stands, using one set of seven mandrel bars having an outer diameter of 179.0 mm and a length of 27 m made of a Cr-Mo-V material having the chemical components shown in Table 2 A Mn steel tube having a thickness of 17.5 mm and an outer diameter of 228 mm was rolled to a thickness of 6.5 mm and an outer diameter of 198 mm, and then stretched and rolled with a reducer to obtain an outer diameter of 73.0 mm and a thickness of 5.51 mm. The sampling of nine seamless steel pipes having a length of 9800 mm was repeated. Then, the mandrel bar having the roughened surface is removed from the lubricant remaining on the surface of the mandrel bar by high-pressure steam in the same manner as in Example 1, then polished using a belter, and sprinkled with seawater at room temperature occasionally to apply the surface to the surface. red rust is generated, and left by coating or lubricants 24 hours, repeated that the surface roughening is polished if generated by reusing the same size, number of passes and the mandrel bar surface roughness Rz and the number of passes and the mandrel bar The relationship with the surface hardness was investigated. The results are shown in FIGS. The outer diameter of the mandrel bar before and after polishing when the first surface roughening occurs is 178.94 mm before polishing and 17 mm after polishing.
8.90 mm, the outer diameter reduction per polishing is 0.04
mm. In addition, the outside diameter control standard of the mandrel bar was controlled at an outside diameter of 179.0 mm ± 0.3 mm. For comparison, a mandrel bar made of the material shown in Table 1 above is used, and if the surface is roughened, the case of the conventional example in which the surface is cut down is also shown.

【0017】[0017]

【表2】 [Table 2]

【0018】図3に示すとおり、従来例では1300パ
スでマンドレルバーに表面肌荒れが発生し、切削削り下
げに供したが、本発明法による場合は、現在1回の研磨
再生で2750パスにて使用中であり、同一サイズで5
000パス程度まで使用可能であると推定される。
As shown in FIG. 3, in the conventional example, the surface of the mandrel bar is roughened in 1300 passes, and the mandrel bar is used for cutting down. However, according to the method of the present invention, the polishing and regeneration are performed once in 2750 passes. 5 in use and same size
It is estimated that up to about 000 passes can be used.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上述べたとおり、この発明方法によれ
ば、肌荒れの発生したマンドレルバーを切削して削り下
げすることなく、単に研磨して表面に赤錆を発生させて
再度同一サイズで使用することを繰り返すことによっ
て、マンドレルバーの寿命を同一サイズで大幅に延長す
ることができ、マンドレルバーの原単位を大幅に低減で
き、継目無鋼管の製造コストを低減できる。
As described above, according to the method of the present invention, a mandrel bar having roughened surface is simply ground to generate red rust without cutting and shaving down, and the same size is used again. By repeating this, the life of the mandrel bar can be greatly extended with the same size, the basic unit of the mandrel bar can be greatly reduced, and the manufacturing cost of the seamless steel pipe can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明方法による肌荒れの発生したマンドレ
ルバーの再生工程を示すフロシートである。
FIG. 1 is a flow sheet showing a step of regenerating a mandrel bar having rough skin according to the method of the present invention.

【図2】実施例1におけるパス回数とマンドレルバーの
表面粗さRzとの関係を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the number of passes and the surface roughness Rz of the mandrel bar in Example 1.

【図3】実施例2におけるパス回数とマンドレルバーの
表面粗さRzとの関係を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the number of passes and the surface roughness Rz of a mandrel bar in Example 2.

【図4】実施例2におけるパス回数とマンドレルバーの
表面硬度との関係を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the number of passes and the surface hardness of a mandrel bar in Example 2.

【図5】研磨前後のマンドレルバーの表面粗さを示すも
ので、(a)図は研磨前、(b)図は研磨後である。
FIGS. 5A and 5B show the surface roughness of the mandrel bar before and after polishing, wherein FIG. 5A shows a state before polishing and FIG. 5B shows a state after polishing.

【図6】従来の肌荒れの発生したマンドレルバーの研削
削り下げ工程を示すフロシートである。
FIG. 6 is a flow sheet showing a conventional grinding down process of a mandrel bar having roughened skin.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 マンドレルバーの寿命を向上する方法に
おいて、使用により表面粗度が悪化したマンドレルバー
を研磨したのち、常温ないし100℃に保持してスケー
ルを付着させ、再度同一サイズ、同一表面硬度で再使用
することを特徴とするマンドレルバーの寿命向上方法。
In a method for improving the life of a mandrel bar, a mandrel bar whose surface roughness has deteriorated due to use is polished, and the scale is adhered at a room temperature to 100 ° C., and the same size and the same surface hardness are again obtained. A method for improving the service life of a mandrel bar, characterized by being reused at the same time.
【請求項2】 常温ないし100℃に保持して海水をマ
ンドレルバーに定期的に散布してスケールを付着させる
ことを特徴とする請求項1記載のマンドレルバーの寿命
向上方法。
2. The method for improving the life of a mandrel bar according to claim 1, wherein seawater is periodically sprayed to the mandrel bar while maintaining the temperature at room temperature to 100 ° C. to attach scale.
【請求項3】 常温ないし100℃に保持した海水中に
マンドレルバーを浸漬し、海水中に空気の気泡を発生さ
せて撹拌してスケールを付着させることを特徴とする請
求項1記載のマンドレルバーの寿命向上方法。
3. The mandrel bar according to claim 1, wherein the mandrel bar is immersed in seawater maintained at room temperature to 100 ° C., air bubbles are generated in the seawater, and the scale is attached by stirring. How to improve the life of
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