JP5565533B1 - 粉体潤滑剤組成物、及び継目無鋼管の製造方法 - Google Patents
粉体潤滑剤組成物、及び継目無鋼管の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5565533B1 JP5565533B1 JP2013554742A JP2013554742A JP5565533B1 JP 5565533 B1 JP5565533 B1 JP 5565533B1 JP 2013554742 A JP2013554742 A JP 2013554742A JP 2013554742 A JP2013554742 A JP 2013554742A JP 5565533 B1 JP5565533 B1 JP 5565533B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rolling
- lubricant composition
- powder lubricant
- steel pipe
- cryolite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 title claims abstract description 109
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 68
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 64
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 38
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 110
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 claims abstract description 67
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 claims abstract description 63
- BSVBQGMMJUBVOD-UHFFFAOYSA-N trisodium borate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]B([O-])[O-] BSVBQGMMJUBVOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 48
- 229910001610 cryolite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 44
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 claims description 14
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 claims description 10
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 20
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 17
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 15
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 15
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 description 15
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 9
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 8
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 8
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 8
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 8
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 235000010338 boric acid Nutrition 0.000 description 7
- 229960002645 boric acid Drugs 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- CDMADVZSLOHIFP-UHFFFAOYSA-N disodium;3,7-dioxido-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3,5,7-tetraborabicyclo[3.3.1]nonane;decahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Na+].[Na+].O1B([O-])OB2OB([O-])OB1O2 CDMADVZSLOHIFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 150000004673 fluoride salts Chemical class 0.000 description 7
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 6
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 5
- 239000010436 fluorite Substances 0.000 description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 5
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 5
- -1 sodium carbonate Chemical class 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 4
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 4
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 4
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 4
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 3
- 159000000007 calcium salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 2
- 239000003568 Sodium, potassium and calcium salts of fatty acids Substances 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- STNGULMWFPMOCE-UHFFFAOYSA-N ethyl 4-butyl-3,5-dimethyl-1h-pyrrole-2-carboxylate Chemical compound CCCCC1=C(C)NC(C(=O)OCC)=C1C STNGULMWFPMOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N hexadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004715 keto acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 2
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M sodium fluoride Chemical compound [F-].[Na+] PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- XDVOLDOITVSJGL-UHFFFAOYSA-N 3,7-dihydroxy-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3,5,7-tetraborabicyclo[3.3.1]nonane Chemical compound O1B(O)OB2OB(O)OB1O2 XDVOLDOITVSJGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GDTSJMKGXGJFGQ-UHFFFAOYSA-N 3,7-dioxido-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3,5,7-tetraborabicyclo[3.3.1]nonane Chemical compound O1B([O-])OB2OB([O-])OB1O2 GDTSJMKGXGJFGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYYCJUAHISIHTL-UHFFFAOYSA-N 5-azaorotic acid Chemical compound OC(=O)C1=NC(=O)NC(=O)N1 RYYCJUAHISIHTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019482 Palm oil Nutrition 0.000 description 1
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 description 1
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910000410 antimony oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 235000015278 beef Nutrition 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 125000005618 boron oxoacid group Chemical group 0.000 description 1
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000013969 calcium salts of fatty acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 1
- 239000010685 fatty oil Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052982 molybdenum disulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N n-Pentadecanoic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229950000193 oteracil Drugs 0.000 description 1
- VTRUBDSFZJNXHI-UHFFFAOYSA-N oxoantimony Chemical compound [Sb]=O VTRUBDSFZJNXHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGTPKLINSHNZRD-UHFFFAOYSA-N oxoborinic acid Chemical compound OB=O VGTPKLINSHNZRD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 239000002540 palm oil Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 102220342298 rs777367316 Human genes 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011775 sodium fluoride Substances 0.000 description 1
- 235000013024 sodium fluoride Nutrition 0.000 description 1
- NVIFVTYDZMXWGX-UHFFFAOYSA-N sodium metaborate Chemical compound [Na+].[O-]B=O NVIFVTYDZMXWGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019795 sodium metasilicate Nutrition 0.000 description 1
- 235000013875 sodium salts of fatty acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 1
- 239000003760 tallow Substances 0.000 description 1
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 1
- 230000002087 whitening effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B17/00—Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling
- B21B17/02—Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling with mandrel, i.e. the mandrel rod contacts the rolled tube over the rod length
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M125/00—Lubricating compositions characterised by the additive being an inorganic material
- C10M125/26—Compounds containing silicon or boron, e.g. silica, sand
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B19/00—Tube-rolling by rollers arranged outside the work and having their axes not perpendicular to the axis of the work
- B21B19/02—Tube-rolling by rollers arranged outside the work and having their axes not perpendicular to the axis of the work the axes of the rollers being arranged essentially diagonally to the axis of the work, e.g. "cross" tube-rolling ; Diescher mills, Stiefel disc piercers or Stiefel rotary piercers
- B21B19/04—Rolling basic material of solid, i.e. non-hollow, structure; Piercing, e.g. rotary piercing mills
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B23/00—Tube-rolling not restricted to methods provided for in only one of groups B21B17/00, B21B19/00, B21B21/00, e.g. combined processes planetary tube rolling, auxiliary arrangements, e.g. lubricating, special tube blanks, continuous casting combined with tube rolling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B25/00—Mandrels for metal tube rolling mills, e.g. mandrels of the types used in the methods covered by group B21B17/00; Accessories or auxiliary means therefor ; Construction of, or alloys for, mandrels or plugs
- B21B25/04—Cooling or lubricating mandrels during operation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M103/00—Lubricating compositions characterised by the base-material being an inorganic material
- C10M103/06—Metal compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M125/00—Lubricating compositions characterised by the additive being an inorganic material
- C10M125/18—Compounds containing halogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M169/00—Lubricating compositions characterised by containing as components a mixture of at least two types of ingredient selected from base-materials, thickeners or additives, covered by the preceding groups, each of these compounds being essential
- C10M169/04—Mixtures of base-materials and additives
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
- B21B45/02—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
- B21B45/0239—Lubricating
- B21B45/0242—Lubricants
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2201/00—Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions
- C10M2201/08—Inorganic acids or salts thereof
- C10M2201/081—Inorganic acids or salts thereof containing halogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2201/00—Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions
- C10M2201/087—Boron oxides, acids or salts
- C10M2201/0873—Boron oxides, acids or salts used as base material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
- C10N2040/20—Metal working
- C10N2040/241—Manufacturing joint-less pipes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2050/00—Form in which the lubricant is applied to the material being lubricated
- C10N2050/08—Solids
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Lubricants (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
本発明に係る粉体潤滑剤組成物は、ホウ酸ナトリウムを65〜95質量部、及び氷晶石を5〜35質量部含む。本発明に係る継目無鋼管の製造方法は、管状に穿孔圧延された被加工材の管内表面に、上述の粉体潤滑剤組成物を付着させる粉体潤滑剤組成物付着工程と、前記粉体潤滑剤組成物付着工程の後に、前記被加工材に延伸圧延を行う延伸圧延工程とを有する。
Description
本発明は、中空素管を延伸圧延する継目無鋼管の製造方法に関し、さらに詳しくは、延伸圧延時に中空素管の内面に供給して使用する熱間加工用粉体潤滑剤組成物、及び該熱間加工用粉体潤滑剤組成物を用いる継目無鋼管の製造方法に関する。
本願は、2012年8月13日に、日本に出願された特願2012−179474号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、2012年8月13日に、日本に出願された特願2012−179474号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
マンネスマン−マンドレルミル方式による継目無鋼管の製造においては、加熱炉で加熱された丸鋼片を穿孔機で穿孔して、この丸鋼片を中空のシェル(中空素管)となし、この中空素管内に、表面に潤滑剤を塗布したマンドレルバーを串状に挿入し、さらにこの中空のシェルを5〜9スタンドからなるマンドレルミルによって延伸圧延することにより、管を得る。延伸圧延後、マンドレルバーが引き抜かれた管は、管端部の歪んだ部分がホットソーで切断された後、必要に応じて再加熱炉にて再加熱される。再加熱された管は、その外面が高圧水によりデスケーリングされた後、ストレッチレデューサーによる外径圧下と若干の肉厚圧下とを受けて、仕上がり寸法とされる。仕上がり寸法とされた管は、冷却床にて冷却された後、コールドソーにより所定の長さに切断されて、精整ラインに送られる。
上記の工程のうち、中空素管をマンドレルミルによって延伸圧延する工程においては、通常、マンドレルバー表面に潤滑剤を塗布する。潤滑剤の塗布は、中空素管の内面とマンドレルバーの外面との間に焼付きが生じることを防ぐために行われる。
延伸圧延時には、中空素管の内面とマンドレルバーの外面との間に相対滑りが生じるので、両者の界面の潤滑状態が十分でない場合、中空素管とマンドレルバーとの間に焼付きが生じる。その結果、内面品質が良好な鋼管が得られなくなる。このため、中空素管とマンドレルバーとの焼付きを防ぐことができるように、両者の間にて低い摩擦係数を安定して確保するために、マンドレルバーの外面に潤滑剤を塗布するのである。
マンドレルバーの外面に塗布する潤滑剤としては、特許文献1に開示されるような黒鉛を主成分としたものや、特許文献2に開示されるようなマイカを主成分としたものが知られている。さらに、近年では、特許文献3に開示されるように、ホウ砂を主成分とした潤滑剤を、中空素管の内面に供給することによって、内面上のスケールを溶融させ、中空素管の内面品質を向上させることが提案されている。
延伸圧延時には、中空素管の内面とマンドレルバーの外面との間に相対滑りが生じるので、両者の界面の潤滑状態が十分でない場合、中空素管とマンドレルバーとの間に焼付きが生じる。その結果、内面品質が良好な鋼管が得られなくなる。このため、中空素管とマンドレルバーとの焼付きを防ぐことができるように、両者の間にて低い摩擦係数を安定して確保するために、マンドレルバーの外面に潤滑剤を塗布するのである。
マンドレルバーの外面に塗布する潤滑剤としては、特許文献1に開示されるような黒鉛を主成分としたものや、特許文献2に開示されるようなマイカを主成分としたものが知られている。さらに、近年では、特許文献3に開示されるように、ホウ砂を主成分とした潤滑剤を、中空素管の内面に供給することによって、内面上のスケールを溶融させ、中空素管の内面品質を向上させることが提案されている。
一方、近年、特許文献4に開示されるように、製品の強度及び靭性を向上させることを目的として、比較的低温で高加工を施すことにより、鋼材の結晶粒を細粒化する加工熱処理技術が検討されている。この加工熱処理技術と継目無鋼管の製造方法とを組み合わせた技術、具体的にはマンドレルミル圧延のような延伸圧延を1000℃未満の低温で行う技術は、今日に至るまで実用化されていない。
例えば特許文献5には、マンドレルミルによる延伸圧延を1000℃以下の温度域で行った場合には、表面疵等の欠陥が成品に多発すること、さらにはマンドレルバーの引き抜きが困難になること等の、通常の鋼板の圧延では生じない問題が発生することが指摘されている。このような問題が発生する理由としては、被圧延材の変形強度が増加することによりマンドレルバーへの負荷が増大すること、及び、ホウ砂を主成分とする潤滑剤を内面に供給しても摩擦係数の増大を抑制できず、管内面に疵が生じること等が挙げられる。
例えば特許文献5には、マンドレルミルによる延伸圧延を1000℃以下の温度域で行った場合には、表面疵等の欠陥が成品に多発すること、さらにはマンドレルバーの引き抜きが困難になること等の、通常の鋼板の圧延では生じない問題が発生することが指摘されている。このような問題が発生する理由としては、被圧延材の変形強度が増加することによりマンドレルバーへの負荷が増大すること、及び、ホウ砂を主成分とする潤滑剤を内面に供給しても摩擦係数の増大を抑制できず、管内面に疵が生じること等が挙げられる。
特許文献6には、表面にCrめっきが施されたマンドレルバーを用いて、1000〜1300℃にて行われるマンドレルミル圧延にて用いられる粉体潤滑剤組成物が開示されている。この粉体潤滑剤組成物は、ホウ酸ナトリウムと蛍石とを含んでいる。しかし、この粉体潤滑剤組成物は、マンドレルバーの外面の耐食性を向上させるために発明されたものである。この粉体潤滑剤組成物を、1000℃未満での加工熱処理にて用いることは、特許文献6には開示されていない。さらに、粉体潤滑剤組成物に含まれる蛍石は、硬度が高いので、粉体潤滑剤をマンドレルバー表面に供給するための粉体供給ノズルを摩耗させる。
特許文献7には、継目無鋼管製造設備にて酸洗い、潤滑、および酸化防止剤として機能する酸洗い剤(処理剤)が開示されている。この酸洗い剤は、Na2B4O7・10H2O、Na2B4O7・10H2O、Na2B4O7・5H2O、無水Na2B4O7、メタホウ酸ナトリウム、ホウ酸、無水ホウ酸、可溶性ケイ酸ナトリウム、およびメタケイ酸ナトリウム等からなるA群のうち1種以上の化合物と、1種または2種以上の黒鉛乾式潤滑剤、フッ化カルシウム、氷晶石、酸化アンチモン、二硫化モリブデン、窒化ホウ素、およびリン酸塩等からなるB群のうち1種以上の化合物とを含み、固体潤滑剤として機能するとされている。しかし、上述の処理材の原料には、1000℃前後で用いた場合に溶融するもの、すなわち固体潤滑剤として機能し得ないものが含まれる。特許文献7に記載された酸洗い剤の、潤滑剤としての機能は、十分に検討されていないように見受けられる。また、本発明の目的を達成する上で、固体潤滑剤は好ましくない。固体潤滑剤を用いてマンドレルミル圧延を行った場合、固体潤滑剤が鋼管の内表面に微細な傷を形成し、鋼管の内面品質を低下させるからである。
そこで本発明は、継目無鋼管を例えばマンネスマン−マンドレルミル方式により製造する場合に、比較的低い圧延温度(例えば1000℃未満の圧延温度)でマンドレルミル圧延のような延伸圧延が行われる場合においても、管内面に供給されることによって、管内面での摩擦を低減し且つ管内面における疵の発生を抑制することが可能な、熱間加工用の粉体潤滑剤組成物を提供することを課題とする。また、本発明は、熱間加工用の粉体潤滑剤組成物を用いる継目無鋼管の製造方法を提供することを課題とする。
本発明者らは、圧延温度1000℃未満での延伸圧延において、ホウ酸ナトリウムを主成分とする従来の潤滑剤を管内面に供給しても管内面での摩擦の増大及び疵の発生を抑制できなくなる原因について、検討を重ねた。その結果、本発明者らは、圧延温度1000℃未満では、管内面でホウ酸ナトリウムが充分に溶融しないことと、未溶融のホウ酸ナトリウムが管内面の摩擦の増大を引き起こしていることとを突き止めた。この現象への対策として本発明者らは、(A)管内面のスケールを溶融させる性質を有する物質であって、ホウ酸ナトリウムよりも融点が低い物質を潤滑剤材料として採用すること、又は(B)ホウ酸ナトリウムまたは前記(A)に記載の物質の融点を下げる物質と、ホウ酸ナトリウムまたは前記(A)に記載の物質とを組み合わせて用いること、を立案した。
上記(A)の条件に合致するホウ酸ナトリウムの代替物質としては、ホウ酸又は塩化ナトリウムが想定された。しかし、ホウ酸は、その潤滑能力がホウ酸ナトリウムに劣るという欠点を有するので、ホウ酸を潤滑剤の主成分とすることは難しい。また塩化ナトリウムのような塩化物は鋼を腐食させるので、塩化物の使用は、製品品質に影響を及ぼす場合がある。
上記(B)の条件に合致する物質としては、炭酸ナトリウム等の炭酸塩、又は、蛍石CaF2、および氷晶石Na3[AlF6]等のフッ化物塩が考えられた。しかし、炭酸ナトリウムは、ホウ酸ナトリウムと組み合わせて用いる場合に問題を生じさせる。製管直後はガラス質で無色であるホウ酸ナトリウムは、時間経過とともに吸湿し、白色化する性質を有するが、炭酸ナトリウムには、この性質を促進する性質がある。したがって、炭酸ナトリウムを多量に含有させることは、ホウ酸ナトリウムと組み合わせて用いる場合、製品外観の観点から好ましいとはいえない。他方、フッ化物塩の含有は、1000℃未満の温度領域での潤滑能力を却って悪化させる場合があることが知見された。また、フッ化物塩の中でも、蛍石は硬度が高いので、潤滑剤を供給するためのノズルを摩耗させ、この潤滑剤を用いた製造方法の実施を妨げ得ることがわかった。
本発明者らはさらなる検討の結果、ホウ酸ナトリウムの含有量に対する氷晶石の含有量を適切な範囲内に制御することにより、ホウ酸ナトリウムが溶融しにくい1000℃未満の低温域、およびスケール発生量が増大する1000℃以上の高温域のいずれにおいても、良好な潤滑能力を安定して発揮できることを見出し、本発明を完成するに至った。
上記(A)の条件に合致するホウ酸ナトリウムの代替物質としては、ホウ酸又は塩化ナトリウムが想定された。しかし、ホウ酸は、その潤滑能力がホウ酸ナトリウムに劣るという欠点を有するので、ホウ酸を潤滑剤の主成分とすることは難しい。また塩化ナトリウムのような塩化物は鋼を腐食させるので、塩化物の使用は、製品品質に影響を及ぼす場合がある。
上記(B)の条件に合致する物質としては、炭酸ナトリウム等の炭酸塩、又は、蛍石CaF2、および氷晶石Na3[AlF6]等のフッ化物塩が考えられた。しかし、炭酸ナトリウムは、ホウ酸ナトリウムと組み合わせて用いる場合に問題を生じさせる。製管直後はガラス質で無色であるホウ酸ナトリウムは、時間経過とともに吸湿し、白色化する性質を有するが、炭酸ナトリウムには、この性質を促進する性質がある。したがって、炭酸ナトリウムを多量に含有させることは、ホウ酸ナトリウムと組み合わせて用いる場合、製品外観の観点から好ましいとはいえない。他方、フッ化物塩の含有は、1000℃未満の温度領域での潤滑能力を却って悪化させる場合があることが知見された。また、フッ化物塩の中でも、蛍石は硬度が高いので、潤滑剤を供給するためのノズルを摩耗させ、この潤滑剤を用いた製造方法の実施を妨げ得ることがわかった。
本発明者らはさらなる検討の結果、ホウ酸ナトリウムの含有量に対する氷晶石の含有量を適切な範囲内に制御することにより、ホウ酸ナトリウムが溶融しにくい1000℃未満の低温域、およびスケール発生量が増大する1000℃以上の高温域のいずれにおいても、良好な潤滑能力を安定して発揮できることを見出し、本発明を完成するに至った。
(1)本発明の第1の態様は、流体潤滑用の粉体潤滑剤組成物であって、ホウ酸ナトリウムを65〜95質量部、及び、氷晶石を5〜35質量部含む粉体潤滑剤組成物である。
ここで本発明において、「ホウ酸ナトリウム」とは、酸化数が+IIIであるホウ素のオキソ酸のナトリウム塩及びその水和物を包含する概念である。「酸化数が+IIIであるホウ素のオキソ酸」とは、オルトホウ酸H3BO3だけでなく、二ホウ酸H4B2O5、三ホウ酸H5B3O7、四ホウ酸H6B4O9、メタホウ酸HBO2、といった縮合ホウ酸をも包含する概念である。「酸化数が+IIIであるホウ素のオキソ酸のナトリウム塩及びその水和物」には、例えばホウ素のオキソ酸が四ホウ酸である範囲内では、四ホウ酸ナトリウム無水物Na2B4O7、四ホウ酸ナトリウム五水和物Na2B4O7・5H2O(より詳しくはNa2B2O5(OH)4・3H2O)、及び四ホウ酸ナトリウム十水和物Na2B4O7・10H2O(より詳しくはNa2B2O5(OH)4・8H2O。以下において「ホウ砂」ということがある。)が包含される。
「ホウ酸ナトリウム」の含有量(質量部)との記載は、該ホウ酸ナトリウムが水和物である場合には水和水を含む総質量を意味するものとする。また複数種のホウ酸ナトリウムを含む場合には、「ホウ酸ナトリウム」の含有量(質量部)との記載は、該複数種のホウ酸ナトリウムの総質量を意味するものとする。
なお、本発明の第1の態様に係る粉体潤滑剤組成物は、圧延温度を700℃以上1000℃未満とした熱間圧延時に用いられてもよい。
「ホウ酸ナトリウム」の含有量(質量部)との記載は、該ホウ酸ナトリウムが水和物である場合には水和水を含む総質量を意味するものとする。また複数種のホウ酸ナトリウムを含む場合には、「ホウ酸ナトリウム」の含有量(質量部)との記載は、該複数種のホウ酸ナトリウムの総質量を意味するものとする。
なお、本発明の第1の態様に係る粉体潤滑剤組成物は、圧延温度を700℃以上1000℃未満とした熱間圧延時に用いられてもよい。
(2)本発明の第2の態様は、管状に穿孔圧延された被加工材の管内表面に、本発明の第1の態様に係る粉体潤滑剤組成物を付着させる粉体潤滑剤組成物付着工程と、前記粉体潤滑剤組成物付着工程の後に、前記被加工材に延伸圧延を行う延伸圧延工程と、を有する継目無鋼管の製造方法である。
(3)本発明の第2の態様に係る継目無鋼管の製造方法においては、延伸圧延の圧延入側における前記被加工材の温度が、700℃以上1000℃未満であってもよい。これにより、延伸圧延に伴う管内面の摺動における摩擦を低減し、且つ管内面における疵の発生を抑制することが可能である。
本発明において、「延伸圧延の圧延入側における被加工材の温度」とは、延伸圧延の開始直前の被加工材の温度を意味する。
(4)上記(2)又は(3)に記載の製造方法においては、前記延伸圧延における全圧下率が50〜80%である形態としてもよい。かかる形態によれば、被加工材に対して比較的低温で高加工を施すので、鋼材の結晶粒を細粒化することが可能になる。
本発明において、「圧下率」とは、延伸圧延の前後で管の肉厚が減少する割合を意味する。延伸圧延前の肉厚をt0とし、該延伸圧延後の肉厚をt1とするとき、該延伸圧延における圧下率rは次の式1で表される。また、複数スタンドからなるマンドレルミルで延伸圧延を施す場合、全スタンドトータルの(すなわち式1において右辺の分子t0−t1が全スタンドの総圧下量である)圧下率を全圧下率と称する。
r=(t0−t1)/t0……(式1)
(5)上記(2)〜(4)のいずれか一項に記載の継目無鋼管の製造方法においては、上記延伸圧延をマンドレルミル圧延により行ってもよい。
本発明の第1の態様によれば、継目無鋼管の製造過程において比較的低い圧延温度でマンドレルミル圧延のような延伸圧延が行われる場合においても、管内面に供給されることによって、管内面とマンドレルミル外面との間の摩擦係数を低減し、且つ管内面における疵の発生を抑制することが可能な、粉体潤滑剤組成物を提供することができる。
本発明の第2の態様によれば、被加工材の管内表面に本発明の第1の態様に係る粉体潤滑剤組成物を付着させてから延伸圧延を行うので、該延伸圧延を比較的低い鋼材温度で行う場合においても、延伸圧延の際に管内面で生じる摩擦を低減し、且つ管内面における疵の発生を抑制することが可能な、継目無鋼管の製造方法を提供することができる。
本発明の上記した作用および効果は、以下に説明する、発明を実施するための形態から明らかにされる。以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に示す形態は本発明の例示であり、本発明がこれらの形態に限定されるものではない。また、特に断らない限り、数値範囲について「A〜B」という表記は「A以上B以下」を意味するものとする。かかる表記において数値Bのみに単位を付した場合には、当該単位が数値Aにも適用されるものとする。
<1.粉体潤滑剤組成物>
本発明の第1の態様に係る粉体潤滑剤組成物について説明する。本実施形態の粉体潤滑剤組成物は、ホウ酸ナトリウムを65〜95質量部、及び氷晶石を5〜35質量部含んでなる。
本発明の第1の態様に係る粉体潤滑剤組成物について説明する。本実施形態の粉体潤滑剤組成物は、ホウ酸ナトリウムを65〜95質量部、及び氷晶石を5〜35質量部含んでなる。
(ホウ酸ナトリウム)
ホウ酸ナトリウムは、流体潤滑能力及びスケール溶融能力を確保する役割を有する。本実施形態におけるホウ酸ナトリウムは、安定性及び入手容易性等の観点から、四ホウ酸ナトリウム無水物Na2B4O7、四ホウ酸ナトリウム五水和物Na2B4O5(OH)4・3H2O、及び四ホウ酸ナトリウム十水和物(ホウ砂)Na2B4O5(OH)4・8H2Oからなる群から選ばれる1種以上を含むことが好ましい。上述の群の中でも、水和水を有しない四ホウ酸ナトリウム無水物Na2B4O7を粉体潤滑剤組成物が含むことが特に好ましい。四ホウ酸ナトリウム無水物Na2B4O7を粉体潤滑剤組成物が含有する場合、粉体潤滑剤組成物の溶融がより速くなるからである。
ホウ酸ナトリウムは、流体潤滑能力及びスケール溶融能力を確保する役割を有する。本実施形態におけるホウ酸ナトリウムは、安定性及び入手容易性等の観点から、四ホウ酸ナトリウム無水物Na2B4O7、四ホウ酸ナトリウム五水和物Na2B4O5(OH)4・3H2O、及び四ホウ酸ナトリウム十水和物(ホウ砂)Na2B4O5(OH)4・8H2Oからなる群から選ばれる1種以上を含むことが好ましい。上述の群の中でも、水和水を有しない四ホウ酸ナトリウム無水物Na2B4O7を粉体潤滑剤組成物が含むことが特に好ましい。四ホウ酸ナトリウム無水物Na2B4O7を粉体潤滑剤組成物が含有する場合、粉体潤滑剤組成物の溶融がより速くなるからである。
(氷晶石)
氷晶石は、ホウ酸ナトリウムを含んでなる潤滑剤組成物の融点を低下させることにより、本技術分野においては比較的低温であるとされる、1000℃未満の圧延温度においてもホウ酸ナトリウムを充分に溶融させ、潤滑能力を発揮させる役割を有する。これにより、本実施形態に係る潤滑剤組成物は、1000℃未満の圧延温度においても、流体潤滑機構によって摩擦力を低減させることができる。
なお、本発明者らは後述する実験結果から、氷晶石は潤滑剤組成物の融点を低下させるだけでなく、ホウ酸ナトリウムおよびスケールの溶融物の粘度を低下させ、流体潤滑に好適な粘度範囲内に調整する役割をも担っていると推定している。その機構としては、ホウ酸ナトリウムは溶融によってガラス状に変化するところ、氷晶石から供給されるフッ化物イオンF−が、負電荷を帯びた酸素原子(B−O−等。)と競合してホウ素原子に配位すること等により、溶融したホウ酸ナトリウムがより高次のネットワークを形成するプロセスを阻害すること等が考えられる。
氷晶石は、ホウ酸ナトリウムを含んでなる潤滑剤組成物の融点を低下させることにより、本技術分野においては比較的低温であるとされる、1000℃未満の圧延温度においてもホウ酸ナトリウムを充分に溶融させ、潤滑能力を発揮させる役割を有する。これにより、本実施形態に係る潤滑剤組成物は、1000℃未満の圧延温度においても、流体潤滑機構によって摩擦力を低減させることができる。
なお、本発明者らは後述する実験結果から、氷晶石は潤滑剤組成物の融点を低下させるだけでなく、ホウ酸ナトリウムおよびスケールの溶融物の粘度を低下させ、流体潤滑に好適な粘度範囲内に調整する役割をも担っていると推定している。その機構としては、ホウ酸ナトリウムは溶融によってガラス状に変化するところ、氷晶石から供給されるフッ化物イオンF−が、負電荷を帯びた酸素原子(B−O−等。)と競合してホウ素原子に配位すること等により、溶融したホウ酸ナトリウムがより高次のネットワークを形成するプロセスを阻害すること等が考えられる。
なお、上述した効果を、氷晶石以外のフッ化物塩を潤滑剤に添加することによって得ることは可能である。しかしながら、フッ化物塩のうち硬度が高いものを用いる場合には、粉体供給ノズルの材質によっては粉体供給ノズルが早く摩耗することがある。粉体供給ノズルの摩耗を防止するためには、モース硬度3以下のフッ化物塩を用いることが必要である。かかる条件を満たすフッ化物塩として、NaF(モース硬度2〜2.5)、氷晶石(モース硬度2.5〜3)等を例示することができる。これらの中でも、1000℃未満の低温域においてより優れた摩擦低減能力を発揮できる点で、氷晶石を特に好ましく用いることができる。これに対して、例えば蛍石CaF2(モース硬度4)は、潤滑剤としての効果を奏することができるが、粉体供給ノズルを摩耗させるので好ましくない。
(ホウ酸ナトリウム及び氷晶石の含有量)
本実施形態の潤滑剤組成物は上述の通り、ホウ酸ナトリウムを65〜95質量部、及び氷晶石を5〜35質量部含んでなる。ホウ酸ナトリウム及び氷晶石の含有量の比率を上記範囲内とすることにより、ホウ酸ナトリウム単独では充分に溶融しにくい1000℃未満の低温域、およびスケール生成量が増大する1000℃以上の高温域のいずれにおいても、良好な潤滑能力を安定して発揮することが可能になる。
氷晶石の含有量が上述の範囲を下回っている潤滑剤組成物を用いて1000℃未満の温度で延伸圧延を行う場合、ホウ酸ナトリウムが十分に溶融せず、流体潤滑が達成されない。流体潤滑が達成されなかった場合、従来技術による潤滑剤を用いた場合と同様に、管内面での摩擦の増大及び疵の発生を抑制できなくなる。一方、氷晶石の含有量が上述の範囲を上回っている潤滑剤組成物を用いて1000℃未満の温度で延伸圧延を行う場合も、ホウ酸ナトリウムが十分に溶融せず、流体潤滑が達成されない。本発明者らは、氷晶石の含有量が上述した適正範囲を上回った場合であっても、下回った場合であっても、ホウ酸ナトリウムの溶融が不十分になることを実験により確かめた。
図3は、氷晶石の添加量と、ホウ酸ナトリウムの溶融開始温度との関係を調べる実験の結果を示す写真である。この実験では、ホウ酸ナトリウムとしてホウ砂が用いられた。試料1はホウ砂100質量部および氷晶石0質量部からなる試料(即ち、ホウ砂のみからなる試料)であり、試料2はホウ砂90質量部および氷晶石10質量部からなる試料であり、試料3はホウ砂80質量部および氷晶石20質量部からなる試料であり、試料4はホウ砂70質量部および氷晶石30質量部からなる試料であり、試料5はホウ砂60質量部および氷晶石40質量部からなる試料である。試料1及び試料5は、上述の規定範囲外の試料である。これら試料を加熱したところ、試料1は700℃ではほぼ溶融せず、約600〜650℃にて溶融が開始し、750℃にて完全に溶融した。
これに対し、試料2は、約600〜650℃で溶融が開始し、650℃でほぼ溶融し、700℃で完全に溶融した。試料3は、約600〜650℃で溶融が開始し、700℃でほぼ溶融し、750℃で完全に溶融した。試料4は、約600〜650℃で溶融が開始し、700℃で約5割程度溶融し、750℃で完全に溶融した。このように、氷晶石を上述の規定範囲内で加えた試料2〜4は、氷晶石が加えられなかった試料1と比較して明らかに溶融しやすくなった。
しかしながら、氷晶石を上述の規定範囲よりも多く加えた試料5は、800℃でも溶融が完了しなかった。氷晶石を過剰に添加することにより、氷晶石が溶融せず、高い温度に至るまで試料5の溶融が完了しなかったと推定される。
なお、本実施形態においては、ホウ酸ナトリウムの含有量を75〜85質量部とし、氷晶石の含有量を15〜25質量部とすることがより好ましい。
本実施形態の潤滑剤組成物は上述の通り、ホウ酸ナトリウムを65〜95質量部、及び氷晶石を5〜35質量部含んでなる。ホウ酸ナトリウム及び氷晶石の含有量の比率を上記範囲内とすることにより、ホウ酸ナトリウム単独では充分に溶融しにくい1000℃未満の低温域、およびスケール生成量が増大する1000℃以上の高温域のいずれにおいても、良好な潤滑能力を安定して発揮することが可能になる。
氷晶石の含有量が上述の範囲を下回っている潤滑剤組成物を用いて1000℃未満の温度で延伸圧延を行う場合、ホウ酸ナトリウムが十分に溶融せず、流体潤滑が達成されない。流体潤滑が達成されなかった場合、従来技術による潤滑剤を用いた場合と同様に、管内面での摩擦の増大及び疵の発生を抑制できなくなる。一方、氷晶石の含有量が上述の範囲を上回っている潤滑剤組成物を用いて1000℃未満の温度で延伸圧延を行う場合も、ホウ酸ナトリウムが十分に溶融せず、流体潤滑が達成されない。本発明者らは、氷晶石の含有量が上述した適正範囲を上回った場合であっても、下回った場合であっても、ホウ酸ナトリウムの溶融が不十分になることを実験により確かめた。
図3は、氷晶石の添加量と、ホウ酸ナトリウムの溶融開始温度との関係を調べる実験の結果を示す写真である。この実験では、ホウ酸ナトリウムとしてホウ砂が用いられた。試料1はホウ砂100質量部および氷晶石0質量部からなる試料(即ち、ホウ砂のみからなる試料)であり、試料2はホウ砂90質量部および氷晶石10質量部からなる試料であり、試料3はホウ砂80質量部および氷晶石20質量部からなる試料であり、試料4はホウ砂70質量部および氷晶石30質量部からなる試料であり、試料5はホウ砂60質量部および氷晶石40質量部からなる試料である。試料1及び試料5は、上述の規定範囲外の試料である。これら試料を加熱したところ、試料1は700℃ではほぼ溶融せず、約600〜650℃にて溶融が開始し、750℃にて完全に溶融した。
これに対し、試料2は、約600〜650℃で溶融が開始し、650℃でほぼ溶融し、700℃で完全に溶融した。試料3は、約600〜650℃で溶融が開始し、700℃でほぼ溶融し、750℃で完全に溶融した。試料4は、約600〜650℃で溶融が開始し、700℃で約5割程度溶融し、750℃で完全に溶融した。このように、氷晶石を上述の規定範囲内で加えた試料2〜4は、氷晶石が加えられなかった試料1と比較して明らかに溶融しやすくなった。
しかしながら、氷晶石を上述の規定範囲よりも多く加えた試料5は、800℃でも溶融が完了しなかった。氷晶石を過剰に添加することにより、氷晶石が溶融せず、高い温度に至るまで試料5の溶融が完了しなかったと推定される。
なお、本実施形態においては、ホウ酸ナトリウムの含有量を75〜85質量部とし、氷晶石の含有量を15〜25質量部とすることがより好ましい。
(その他の成分)
本実施形態の潤滑剤組成物には、残部として、望まれる特性に応じてホウ酸ナトリウム及び氷晶石以外の成分を適宜含有させてもよい。そのような任意成分としては、例えば脂肪酸のナトリウム塩及び/又は脂肪酸のカルシウム塩を挙げることができる。脂肪酸のナトリウム塩又はカルシウム塩を含有させることにより、本実施形態の潤滑剤組成物が粉体である間(即ち溶融前)の流動性を向上させることが可能になる。脂肪酸のナトリウム塩及びカルシウム塩としては、ステアリン酸、パルミチン酸等の飽和脂肪酸の塩、パーム油脂肪酸等の天然の植物油脂から得られる脂肪酸の塩、および牛脂脂肪酸等の動物油脂から得られる脂肪酸の塩を好ましく例示できる。脂肪酸のナトリウム塩及び/又はカルシウム塩の含有量は、配管中での円滑な移送をより容易にする観点からは、ホウ酸ナトリウム及び氷晶石の合計含有量100質量部あたり、5質量部以上とすることが好ましい。また、経済性の観点、及び、ホウ酸ナトリウム及び氷晶石の相対的な含有量を確保する観点からは、上記ホウ酸ナトリウム及び氷晶石の合計含有量100質量部あたり、25質量部以下とすることが好ましく、20質量部以下とすることがより好ましく、18質量部以下とすることがさらに好ましい。
本実施形態の潤滑剤組成物には、残部として、望まれる特性に応じてホウ酸ナトリウム及び氷晶石以外の成分を適宜含有させてもよい。そのような任意成分としては、例えば脂肪酸のナトリウム塩及び/又は脂肪酸のカルシウム塩を挙げることができる。脂肪酸のナトリウム塩又はカルシウム塩を含有させることにより、本実施形態の潤滑剤組成物が粉体である間(即ち溶融前)の流動性を向上させることが可能になる。脂肪酸のナトリウム塩及びカルシウム塩としては、ステアリン酸、パルミチン酸等の飽和脂肪酸の塩、パーム油脂肪酸等の天然の植物油脂から得られる脂肪酸の塩、および牛脂脂肪酸等の動物油脂から得られる脂肪酸の塩を好ましく例示できる。脂肪酸のナトリウム塩及び/又はカルシウム塩の含有量は、配管中での円滑な移送をより容易にする観点からは、ホウ酸ナトリウム及び氷晶石の合計含有量100質量部あたり、5質量部以上とすることが好ましい。また、経済性の観点、及び、ホウ酸ナトリウム及び氷晶石の相対的な含有量を確保する観点からは、上記ホウ酸ナトリウム及び氷晶石の合計含有量100質量部あたり、25質量部以下とすることが好ましく、20質量部以下とすることがより好ましく、18質量部以下とすることがさらに好ましい。
本実施形態の潤滑剤組成物におけるホウ酸ナトリウム及び氷晶石の合計含有量は、本実施形態による上記摩擦低減効果及び疵発生抑制効果をより高める観点から、本実施形態の潤滑剤組成物の全量を100質量%として、好ましくは80質量%以上であり、より好ましくは83質量%以上であり、さらに好ましくは85質量%以上であり、100質量%であってもよい。ただし、その他の添加剤成分(例えば上記例示した脂肪酸塩等。)による効果を発揮させ易くする観点からは、95質量%以下とすることが好ましい。
<2.継目無鋼管の製造方法>
本発明の第2の態様に係る継目無鋼管の製造方法について説明する。図1は、継目無鋼管の製造方法S10(以下において、「製造方法S10」と略記することがある。)の一例を説明するフローチャートである。図1に示すように、製造方法S10は、工程S1〜工程S6を順に有する。以下、図1を参照しつつ、製造方法S10について説明する。
本発明の第2の態様に係る継目無鋼管の製造方法について説明する。図1は、継目無鋼管の製造方法S10(以下において、「製造方法S10」と略記することがある。)の一例を説明するフローチャートである。図1に示すように、製造方法S10は、工程S1〜工程S6を順に有する。以下、図1を参照しつつ、製造方法S10について説明する。
(穿孔圧延工程S1)
穿孔圧延工程S1は、所定の温度に加熱した丸鋼片(ビレット)を管状に穿孔圧延することにより、中空素管を準備する工程である。工程S1を行うにあたっては、マンネスマン法等の公知の穿孔圧延方法を特に制限なく採用することができる。なお、後述するように、穿孔圧延工程S1において中空素管を700℃以上1000℃未満の温度に加熱してもよい。
穿孔圧延工程S1は、所定の温度に加熱した丸鋼片(ビレット)を管状に穿孔圧延することにより、中空素管を準備する工程である。工程S1を行うにあたっては、マンネスマン法等の公知の穿孔圧延方法を特に制限なく採用することができる。なお、後述するように、穿孔圧延工程S1において中空素管を700℃以上1000℃未満の温度に加熱してもよい。
(加熱工程S2)
加熱工程S2は、穿孔圧延工程S1において準備した中空素管の温度を、700℃以上1000℃未満の温度とする工程である。典型的には、延伸圧延の圧延入側における中空素管の温度が700℃以上1000℃未満になるように穿孔圧延工程S1においてビレットを加熱すればよい。その場合は、加熱工程S2は穿孔圧延工程S1内に組み込まれることになる。また、加熱工程S2は、穿孔圧延工程S1を経た後に中空素管が冷えてしまっている場合には、中空素管を加熱炉で再加熱することによって行うこともできる。
加熱工程S2は、穿孔圧延工程S1において準備した中空素管の温度を、700℃以上1000℃未満の温度とする工程である。典型的には、延伸圧延の圧延入側における中空素管の温度が700℃以上1000℃未満になるように穿孔圧延工程S1においてビレットを加熱すればよい。その場合は、加熱工程S2は穿孔圧延工程S1内に組み込まれることになる。また、加熱工程S2は、穿孔圧延工程S1を経た後に中空素管が冷えてしまっている場合には、中空素管を加熱炉で再加熱することによって行うこともできる。
(粉体潤滑剤組成物付着工程S3)
粉体潤滑剤組成物付着工程S3は、穿孔圧延工程S1または加熱工程S2における加熱を経ることによって温度を調整された中空素管の管内表面に、本実施形態の第1の態様に係る粉体潤滑剤組成物を付着させる工程である。粉体潤滑剤組成物を中空素管の管内表面に付着させる方法としては、例えば窒素等のキャリアガスとともに、中空素管の一方の開口端部から粉体潤滑剤組成物を吹き込む方法を挙げることができる。中空素管の管内表面に付着した上記粉体潤滑剤組成物は、中空素管から熱を吸収して溶融し、管内表面に潤滑膜を形成する。なお、加熱工程S2において加熱炉で再加熱を施す場合には、加熱工程S2の前に粉体潤滑剤組成物付着工程S3を行ってもよい。
粉体潤滑剤組成物付着工程S3は、穿孔圧延工程S1または加熱工程S2における加熱を経ることによって温度を調整された中空素管の管内表面に、本実施形態の第1の態様に係る粉体潤滑剤組成物を付着させる工程である。粉体潤滑剤組成物を中空素管の管内表面に付着させる方法としては、例えば窒素等のキャリアガスとともに、中空素管の一方の開口端部から粉体潤滑剤組成物を吹き込む方法を挙げることができる。中空素管の管内表面に付着した上記粉体潤滑剤組成物は、中空素管から熱を吸収して溶融し、管内表面に潤滑膜を形成する。なお、加熱工程S2において加熱炉で再加熱を施す場合には、加熱工程S2の前に粉体潤滑剤組成物付着工程S3を行ってもよい。
(延伸圧延工程S4)
延伸圧延工程S4は、粉体潤滑剤組成物付着工程S3を経た中空素管を、全圧下率が50%以上となるように、マンドレルミル圧延により延伸圧延する工程である。なお、この延伸圧延は、延伸圧延が連続的に行われる連続延伸圧延であってもよい。
まず、粉体潤滑剤組成物付着工程S3を経た中空素管の中空部に、表面に潤滑剤を塗布したマンドレルバーを挿入する。マンドレルバーの表面に塗布しておく潤滑剤としては、特許文献1に記載のような黒鉛を主成分とする潤滑剤、又は特許文献2に記載のようなマイカを主成分とする潤滑剤等の、公知の潤滑剤を適宜採用できる。
次に、マンドレルバーが挿入された中空素管を、マンドレルミルによって延伸圧延する。延伸圧延工程S4においては、マンドレルミル入側において700℃以上1000℃未満の温度である中空素管に対して、全圧下率が50%以上となるように延伸圧延を行う。マンドレルミル圧延機のスタンド数は通常複数(典型的には5〜9)であるところ、各スタンドに対する圧下率の具体的配分はスタンド数等に応じて適宜設定することができる。なお、全圧下率の上限値は特に規定する必要が無い。しかしながら、設備能力を考慮すると、全圧下率の実質的な上限は80%である。
このように1000℃未満の比較的低温で大きな塑性変形を施すことにより、管の結晶粒を細粒化することが可能になる。比較的低温で大きな塑性変形を施すので、中空素管の管内表面とマンドレルバーの外面との間の摺動条件は、潤滑にとって厳しい条件となる。しかし、上記粉体潤滑剤組成物付着工程S3にて、本発明の第1の態様に係る粉体潤滑剤組成物を管内表面に供給しているので、管内面での摩擦を低減し、且つ管内面における疵の発生を抑制することができる。
延伸圧延工程S4は、粉体潤滑剤組成物付着工程S3を経た中空素管を、全圧下率が50%以上となるように、マンドレルミル圧延により延伸圧延する工程である。なお、この延伸圧延は、延伸圧延が連続的に行われる連続延伸圧延であってもよい。
まず、粉体潤滑剤組成物付着工程S3を経た中空素管の中空部に、表面に潤滑剤を塗布したマンドレルバーを挿入する。マンドレルバーの表面に塗布しておく潤滑剤としては、特許文献1に記載のような黒鉛を主成分とする潤滑剤、又は特許文献2に記載のようなマイカを主成分とする潤滑剤等の、公知の潤滑剤を適宜採用できる。
次に、マンドレルバーが挿入された中空素管を、マンドレルミルによって延伸圧延する。延伸圧延工程S4においては、マンドレルミル入側において700℃以上1000℃未満の温度である中空素管に対して、全圧下率が50%以上となるように延伸圧延を行う。マンドレルミル圧延機のスタンド数は通常複数(典型的には5〜9)であるところ、各スタンドに対する圧下率の具体的配分はスタンド数等に応じて適宜設定することができる。なお、全圧下率の上限値は特に規定する必要が無い。しかしながら、設備能力を考慮すると、全圧下率の実質的な上限は80%である。
このように1000℃未満の比較的低温で大きな塑性変形を施すことにより、管の結晶粒を細粒化することが可能になる。比較的低温で大きな塑性変形を施すので、中空素管の管内表面とマンドレルバーの外面との間の摺動条件は、潤滑にとって厳しい条件となる。しかし、上記粉体潤滑剤組成物付着工程S3にて、本発明の第1の態様に係る粉体潤滑剤組成物を管内表面に供給しているので、管内面での摩擦を低減し、且つ管内面における疵の発生を抑制することができる。
(引き抜き工程S5)
引き抜き工程S5は、延伸圧延工程S4を経た管からマンドレルバーを引き抜く工程である。上記粉体潤滑剤組成物付着工程S3にて、本発明の第1の態様に係る粉体潤滑剤組成物を管内表面に供給しているので、引き抜き工程S5において、マンドレルバーの引き抜きが困難になるといった従来からの問題が生じることはない。
引き抜き工程S5は、延伸圧延工程S4を経た管からマンドレルバーを引き抜く工程である。上記粉体潤滑剤組成物付着工程S3にて、本発明の第1の態様に係る粉体潤滑剤組成物を管内表面に供給しているので、引き抜き工程S5において、マンドレルバーの引き抜きが困難になるといった従来からの問題が生じることはない。
(後処理工程S6)
後処理工程S6は、引き抜き工程S5においてマンドレルバーを引き抜かれた管に対して、後処理を施す工程である。後処理工程S6における後処理の内容は、継目無鋼管の製造において延伸圧延後に通常施される後処理の内容と変わらない。後処理の具体的内容としては、例えば管端部の切断除去、再加熱、及びデスケーリング等を挙げることができる。
工程S1〜S6を経ることにより、製造方法S10が完了する。
後処理工程S6は、引き抜き工程S5においてマンドレルバーを引き抜かれた管に対して、後処理を施す工程である。後処理工程S6における後処理の内容は、継目無鋼管の製造において延伸圧延後に通常施される後処理の内容と変わらない。後処理の具体的内容としては、例えば管端部の切断除去、再加熱、及びデスケーリング等を挙げることができる。
工程S1〜S6を経ることにより、製造方法S10が完了する。
本実施形態に関する上記説明では、マンドレルミル入側における温度が700℃以上1000℃未満である中空素管(被加工材)に対して全圧下率が50%以上となるように延伸圧延を行う形態の継目無鋼管の製造方法S10を例示したが、本実施形態は当該形態に限定されない。延伸圧延における全圧下率が50%未満である形態とすることも可能である。
本実施形態に関する上記説明では、延伸圧延の圧延入側での中空素管の温度を700℃以上1000℃未満とする形態の継目無鋼管の製造方法S10を例示したが、本実施形態は当該形態に限定されない。本実施形態の継目無鋼管の製造方法においては、延伸圧延の圧延入側での中空素管の温度を1000℃以上とする形態も採用可能であり、かかる形態においても、管内面での摩擦低減及び管内面疵の抑制効果は奏される。
本実施形態に関する上記説明では、工程S4において延伸圧延をマンドレルミル圧延により行う形態の継目無鋼管の製造方法S10を例示したが、本実施形態は当該形態に限定されない。延伸圧延を他の方法、例えばプラグミル圧延により行う形態の継目無鋼管の製造方法とすることも可能であり、そのような形態においても、管内面での摩擦低減及び管内面疵の抑制効果は奏される。
以下、実施例及び比較例に基づき、本発明についてさらに詳述する。ただし本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
<実施例1〜5及び比較例1〜4>
本発明の粉体潤滑剤組成物が発揮する効果を、熱間圧延試験による評価に基づいて説明する。
<実施例1〜5及び比較例1〜4>
本発明の粉体潤滑剤組成物が発揮する効果を、熱間圧延試験による評価に基づいて説明する。
(実施例1〜5)
表1に示した各成分を、表1に示す含有量比で粉体混合機により混合して、本発明の第1の態様に係る粉体潤滑剤組成物を調製した。各成分の詳細は次の通りである。
・ホウ砂:四ホウ酸ナトリウム十水和物(キシダ化学製、純度98%)
・氷晶石:キシダ化学製、純度97%
表1に示した各成分を、表1に示す含有量比で粉体混合機により混合して、本発明の第1の態様に係る粉体潤滑剤組成物を調製した。各成分の詳細は次の通りである。
・ホウ砂:四ホウ酸ナトリウム十水和物(キシダ化学製、純度98%)
・氷晶石:キシダ化学製、純度97%
(比較例1〜4)
表1に記載のように各成分の含有量比を変更した以外は、実施例1〜5と同様にして粉体潤滑剤組成物を調製した。
表1に記載のように各成分の含有量比を変更した以外は、実施例1〜5と同様にして粉体潤滑剤組成物を調製した。
(熱間圧延試験)
上記調製した粉体潤滑剤組成物のそれぞれについて、熱間圧延試験により潤滑特性を評価した。図2は、評価に使用した熱間圧延試験装置10を断面視によって説明する概略図である。図2の紙面上下方向が鉛直方向であり、図2の紙面左側から紙面右側へ向かう方向が圧延方向である。図2に示す熱間圧延試験装置10は、ロール1と、平板状工具2とを有する。本試験では、マンドレルミルにおける単スタンドの圧延状況を模擬するために、加熱した被圧延材3(被加工材に相当)を、黒鉛系潤滑剤を塗布した平板状工具2(所定の速度で圧延方向に移動)とロール1との間に挟み付けて圧延し、平板状工具2に対して圧延方向に作用するスラスト力を測定した。図2中、矢印Aはロール1の回転方向を表し、矢印Bは平板状工具2の移動方向を表し、矢印Pはロール1に負荷する押圧力を表し、矢印Fは平板状工具2に作用するスラスト力に抗して平板状工具2の移動速度を一定に保つために負荷する力を表す。実施例潤滑剤または比較例潤滑剤の存在箇所は、符号4で示されるハッチング部である。
また、スラスト力の測定に加えて、試験終了後の平板状工具2の表面を観察して焼き付きの有無を確認することにより、各潤滑剤の焼き付き性を評価した。
被圧延材には、厚さ10mmである炭素鋼(S25C)の平板を用いた。被圧延材は、加熱炉で所定の温度まで加熱された後、炉から取り出され、該被圧延材の平板状工具と接する側の表面に粉体潤滑剤組成物が散布され、その後直ちに圧延に供された。平板状工具としては、SKD6にCrメッキ処理を施したものを使用した。平板状工具に塗布する黒鉛系潤滑剤としては、黒鉛−酢酸ビニル系潤滑剤を用い、この潤滑材は平板状工具に刷毛塗りされた。加熱条件は、窒素雰囲気中で、830〜1200℃まで加熱するものとした。圧延条件は、ロール周速78.5mm/s、平板状工具の移動速度30mm/s、圧下率30%とした。結果を表2に示す。
なお、1スタンドで圧下率30%という条件は、潤滑にとっては厳しい条件であるといえる。典型的なマンドレルミル圧延では、5〜9スタンドからなる圧延機が用いられ、全圧下率で50%等の数字が達成されるからである。
上記調製した粉体潤滑剤組成物のそれぞれについて、熱間圧延試験により潤滑特性を評価した。図2は、評価に使用した熱間圧延試験装置10を断面視によって説明する概略図である。図2の紙面上下方向が鉛直方向であり、図2の紙面左側から紙面右側へ向かう方向が圧延方向である。図2に示す熱間圧延試験装置10は、ロール1と、平板状工具2とを有する。本試験では、マンドレルミルにおける単スタンドの圧延状況を模擬するために、加熱した被圧延材3(被加工材に相当)を、黒鉛系潤滑剤を塗布した平板状工具2(所定の速度で圧延方向に移動)とロール1との間に挟み付けて圧延し、平板状工具2に対して圧延方向に作用するスラスト力を測定した。図2中、矢印Aはロール1の回転方向を表し、矢印Bは平板状工具2の移動方向を表し、矢印Pはロール1に負荷する押圧力を表し、矢印Fは平板状工具2に作用するスラスト力に抗して平板状工具2の移動速度を一定に保つために負荷する力を表す。実施例潤滑剤または比較例潤滑剤の存在箇所は、符号4で示されるハッチング部である。
また、スラスト力の測定に加えて、試験終了後の平板状工具2の表面を観察して焼き付きの有無を確認することにより、各潤滑剤の焼き付き性を評価した。
被圧延材には、厚さ10mmである炭素鋼(S25C)の平板を用いた。被圧延材は、加熱炉で所定の温度まで加熱された後、炉から取り出され、該被圧延材の平板状工具と接する側の表面に粉体潤滑剤組成物が散布され、その後直ちに圧延に供された。平板状工具としては、SKD6にCrメッキ処理を施したものを使用した。平板状工具に塗布する黒鉛系潤滑剤としては、黒鉛−酢酸ビニル系潤滑剤を用い、この潤滑材は平板状工具に刷毛塗りされた。加熱条件は、窒素雰囲気中で、830〜1200℃まで加熱するものとした。圧延条件は、ロール周速78.5mm/s、平板状工具の移動速度30mm/s、圧下率30%とした。結果を表2に示す。
なお、1スタンドで圧下率30%という条件は、潤滑にとっては厳しい条件であるといえる。典型的なマンドレルミル圧延では、5〜9スタンドからなる圧延機が用いられ、全圧下率で50%等の数字が達成されるからである。
表2において、熱間圧延試験結果に対する評価の基準は次の通りである。
A:スラスト力が0.14ton以下の場合
B:スラスト力が0.14tonを超え0.17ton以下の場合
C:スラスト力が0.17tonを超え0.20ton以下の場合
D:スラスト力が0.20tonを超える場合
評価A〜Cとなった潤滑剤は合格品とされ、評価Dとなった潤滑剤は不合格品とされた。
A:スラスト力が0.14ton以下の場合
B:スラスト力が0.14tonを超え0.17ton以下の場合
C:スラスト力が0.17tonを超え0.20ton以下の場合
D:スラスト力が0.20tonを超える場合
評価A〜Cとなった潤滑剤は合格品とされ、評価Dとなった潤滑剤は不合格品とされた。
表2において、耐焼付き性試験結果に対する評価の基準は次の通りである。
a:焼付き無しの場合
b:試料表面を10倍に拡大して観察した際に確認できる微小焼付きが生じている場合
c:試料表面を肉眼で観察した際に確認できる焼付きが生じている場合
評価aまたはbとなった潤滑剤は合格品とされ、評価cとなった潤滑剤は不合格品とされた。
a:焼付き無しの場合
b:試料表面を10倍に拡大して観察した際に確認できる微小焼付きが生じている場合
c:試料表面を肉眼で観察した際に確認できる焼付きが生じている場合
評価aまたはbとなった潤滑剤は合格品とされ、評価cとなった潤滑剤は不合格品とされた。
(評価結果)
表2に示すように、ホウ砂と氷晶石との配合質量比が95:5〜65:35の範囲内であった実施例1〜5の粉体潤滑剤組成物は、広い温度範囲で良好な潤滑特性を示した。中でも、ホウ砂と氷晶石との配合質量比が85:15〜75:25の範囲内であった実施例3の粉体潤滑剤組成物は、750℃の低温から1000℃を超える高温に至るまでの広い温度範囲で、スラスト力を0.14ton以下に低減できており、さらに焼き付きが生じず、非常に良好な潤滑特性を示した。
これに対し、氷晶石を含有せず、ホウ砂からなる比較例1の潤滑剤組成物は、1000℃未満の低温域での潤滑特性が不良であった。氷晶石を多量に含有させた比較例4の潤滑剤組成物は、1000℃を超える高温域での潤滑特性が不良であった。
表2に示すように、ホウ砂と氷晶石との配合質量比が95:5〜65:35の範囲内であった実施例1〜5の粉体潤滑剤組成物は、広い温度範囲で良好な潤滑特性を示した。中でも、ホウ砂と氷晶石との配合質量比が85:15〜75:25の範囲内であった実施例3の粉体潤滑剤組成物は、750℃の低温から1000℃を超える高温に至るまでの広い温度範囲で、スラスト力を0.14ton以下に低減できており、さらに焼き付きが生じず、非常に良好な潤滑特性を示した。
これに対し、氷晶石を含有せず、ホウ砂からなる比較例1の潤滑剤組成物は、1000℃未満の低温域での潤滑特性が不良であった。氷晶石を多量に含有させた比較例4の潤滑剤組成物は、1000℃を超える高温域での潤滑特性が不良であった。
10 熱間圧延試験装置
1 ロール
2 平板状工具
3 被圧延材
4 潤滑剤
S1 穿孔圧延工程
S2 加熱工程
S3 粉体潤滑剤組成物付着工程
S4 延伸圧延工程
S5 引き抜き工程
S6 後処理工程
S10 製造方法
1 ロール
2 平板状工具
3 被圧延材
4 潤滑剤
S1 穿孔圧延工程
S2 加熱工程
S3 粉体潤滑剤組成物付着工程
S4 延伸圧延工程
S5 引き抜き工程
S6 後処理工程
S10 製造方法
Claims (6)
- 流体潤滑用の粉体潤滑剤組成物であって、
ホウ酸ナトリウムを65〜95質量部、及び
氷晶石を5〜35質量部
含むことを特徴とする粉体潤滑剤組成物。 - 圧延温度を700℃以上1000℃未満とした熱間圧延時に用いられることを特徴とする請求項1に記載の粉体潤滑剤組成物。
- 管状に穿孔圧延された被加工材の管内表面に、請求項1に記載の粉体潤滑剤組成物を付着させる粉体潤滑剤組成物付着工程と、
前記粉体潤滑剤組成物付着工程の後に、前記被加工材に延伸圧延を行う延伸圧延工程と
を有することを特徴とする、継目無鋼管の製造方法。 - 前記延伸圧延の圧延入側における前記被加工材の温度が、700℃以上1000℃未満であることを特徴とする請求項3に記載の継目無鋼管の製造方法。
- 前記延伸圧延における全圧下率が50〜80%であることを特徴とする請求項3又は4に記載の継目無鋼管の製造方法。
- 前記延伸圧延をマンドレルミル圧延により行うことを特徴とする請求項3〜5のいずれか一項に記載の継目無鋼管の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013554742A JP5565533B1 (ja) | 2012-08-13 | 2013-08-13 | 粉体潤滑剤組成物、及び継目無鋼管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012179474 | 2012-08-13 | ||
JP2012179474 | 2012-08-13 | ||
JP2013554742A JP5565533B1 (ja) | 2012-08-13 | 2013-08-13 | 粉体潤滑剤組成物、及び継目無鋼管の製造方法 |
PCT/JP2013/071862 WO2014027655A1 (ja) | 2012-08-13 | 2013-08-13 | 粉体潤滑剤組成物、及び継目無鋼管の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP5565533B1 true JP5565533B1 (ja) | 2014-08-06 |
JPWO2014027655A1 JPWO2014027655A1 (ja) | 2016-07-28 |
Family
ID=50685603
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013554742A Active JP5565533B1 (ja) | 2012-08-13 | 2013-08-13 | 粉体潤滑剤組成物、及び継目無鋼管の製造方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10227540B2 (ja) |
JP (1) | JP5565533B1 (ja) |
BR (1) | BR112015002623B1 (ja) |
MX (1) | MX363665B (ja) |
WO (1) | WO2014027655A1 (ja) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6137989A (ja) * | 1984-07-23 | 1986-02-22 | ティムカル リミテッド | 酸洗い剤 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1438215A (en) | 1974-05-08 | 1976-06-03 | Lonz Ltd | High temperature lubricant |
JPH07797B2 (ja) | 1987-07-10 | 1995-01-11 | 住友金属工業株式会社 | 熱間加工用固体潤滑剤 |
JP2718865B2 (ja) | 1992-12-08 | 1998-02-25 | 新日本製鐵株式会社 | 細粒組織を有する継目無鋼管の製造法 |
JP3855300B2 (ja) * | 1996-04-19 | 2006-12-06 | 住友金属工業株式会社 | 継目無鋼管の製造方法および製造設備 |
JP3871898B2 (ja) | 2001-05-15 | 2007-01-24 | 住友金属工業株式会社 | 熱間粉体潤滑剤組成物およびそれを用いた熱間加工方法 |
WO2005123289A1 (ja) * | 2004-06-18 | 2005-12-29 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | 継目無鋼管の製造方法 |
-
2013
- 2013-08-13 WO PCT/JP2013/071862 patent/WO2014027655A1/ja active Application Filing
- 2013-08-13 MX MX2015001774A patent/MX363665B/es unknown
- 2013-08-13 BR BR112015002623-0A patent/BR112015002623B1/pt active IP Right Grant
- 2013-08-13 JP JP2013554742A patent/JP5565533B1/ja active Active
- 2013-08-13 US US14/412,783 patent/US10227540B2/en active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6137989A (ja) * | 1984-07-23 | 1986-02-22 | ティムカル リミテッド | 酸洗い剤 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2014027655A1 (ja) | 2014-02-20 |
JPWO2014027655A1 (ja) | 2016-07-28 |
BR112015002623A2 (pt) | 2017-07-04 |
BR112015002623B1 (pt) | 2020-03-31 |
US20150191670A1 (en) | 2015-07-09 |
MX363665B (es) | 2019-03-28 |
US10227540B2 (en) | 2019-03-12 |
MX2015001774A (es) | 2015-05-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4614459B2 (ja) | 熱間粉体潤滑剤組成物および継目無管の製造方法 | |
JP5392134B2 (ja) | 熱間圧延工具用潤滑剤および熱間継目無管製造用マンドレルバーの表面処理方法 | |
JP5565533B1 (ja) | 粉体潤滑剤組成物、及び継目無鋼管の製造方法 | |
JP2910592B2 (ja) | 熱間加工用潤滑剤組成物 | |
JPH05171165A (ja) | 継目無金属管の熱間圧延用潤滑剤 | |
JPH0978080A (ja) | 高温加工用潤滑剤組成物およびその使用方法 | |
JP5799667B2 (ja) | 穿孔圧延用工具の表面保護剤 | |
JP5691937B2 (ja) | 継目無鋼管穿孔圧延用工具の使用方法 | |
EP2000525B1 (en) | Lubricant for hot plastic working and powder lubricant composition for hot working | |
JP4754818B2 (ja) | 継目無鋼管熱間圧延用潤滑剤 | |
JP3871898B2 (ja) | 熱間粉体潤滑剤組成物およびそれを用いた熱間加工方法 | |
JPH10121088A (ja) | 金属の高温加工用潤滑剤組成物およびその使用方法 | |
JP6881165B2 (ja) | 継目無鋼管の製造方法 | |
JP6241472B2 (ja) | 内面品質に優れた継目無鋼管の製造方法 | |
JP2000042609A (ja) | 継目無鋼管の製造方法および内面品質に優れた継目無鋼管 | |
JP2927185B2 (ja) | 熱間塑性加工用潤滑剤及び加工方法 | |
JP2005220267A (ja) | 継ぎ目無し鋼管圧延用潤滑剤 | |
JPH0475083B2 (ja) | ||
JP2016098359A (ja) | 継目無鋼管製造用工具潤滑材 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140520 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140602 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5565533 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |