JP2003129179A

JP2003129179A - ボイラー用電縫鋼管およびその製造方法

Info

Publication number: JP2003129179A
Application number: JP2001321402A
Authority: JP
Inventors: Masashi Kumagai; 正志熊谷; Kenji Tanaka; 建二田中; Yuichi Tsukaguchi; 友一塚口; Yuzo Tajiri; 裕造田尻
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2001-10-19
Filing date: 2001-10-19
Publication date: 2003-05-08
Anticipated expiration: 2021-10-19
Also published as: JP3760832B2

Abstract

(57)【要約】【課題】清浄性に優れたボイラー用電縫鋼管の提供【解決手段】主としてＣ、Si、Mn、AlおよびＮを含有
し、残部がFeおよび不純物からなり、不純物としてのC
a：0.0010％以下であり、Mn/Siが3〜15の範囲内にあ
り、且つ、CaO-Al_２O_３系の介在物に含まれるCaO成分の
含有量が平均で30質量％以下であるボイラー用電縫鋼
管。メニスカス以下の垂直部の長さが２ｍ以上であるスラ
ブ連鋳機を使用し、その鋳造速度を0.6〜1.5m/分、タン
ディッシュ内における平均溶鋼滞留時間を3分以上、浸
漬ノズル内に吹き込むArガス流量を10リットル／分以下と
し、さらに、モールドパウダー中に含まれるＳ含有量を
1.0質量％以下として連続鋳造した鋳片を熱間圧延し、
得られた鋼板を電縫溶接するボイラー用電縫鋼管の製造
方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボイラー用電縫鋼
管およびその製造方法に係り、特に清浄性に優れるボイ
ラー用電縫鋼管およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ボイラー用電縫鋼管には、高温下での操
業中の安全性の観点から、高い清浄性が要求されてお
り、この要求に応えるべく、種々の技術が開示されてい
る。

【０００３】特開平9-157789号公報には、化学成分を規
定したボイラー用電縫鋼管および鋼中の溶解酸素濃度が
30ppm以下まで低減した後にTiを添加するボイラー用電
縫鋼管の製造方法が開示されている。また、特開平8-73
996号公報には、化学成分と酸化物の大きさおよび個数
を規定したボイラー用電縫鋼管および鋼中の溶解酸素濃
度が100ppm以下まで低減した後にTiを添加するボイラー
用電縫鋼管の製造方法が開示されている。しかし、これ
らの発明はいずれも、製鋼段階において粗大な酸化物が
生成するのを防止して、母材の清浄性を向上させること
を目的としてなされたものであり、電縫溶接部における
清浄性の向上を考慮したものではない。従って、鋼中に
含まれる化学成分や製造条件によっては、電縫溶接部に
ペネトレータが生成したり、溶接時の加熱、アプセット
により、母材中のCaO-Al_２O_３系介在物が板状に変形し
て、電縫溶接部の清浄性が悪化する。

【０００４】特開平5-263192号公報および特開平6-2876
78号公報には、Caを0.001〜0.004質量％含む化学組成を
有し、造管後焼準により電縫溶接部と母材が均一組織に
なっていることを特徴とするボイラー用電縫鋼管が開示
されている。しかし、これらの発明のように、Caを積極
的に添加し、その含有量を0.001質量％以上とした鋼板
から、電縫溶接によってボイラー用鋼管を得る場合に
は、母材に含まれるCaO-Al_２O_３系介在物が溶接時の加
熱、アプセットにより変形され、板状介在物となるた
め、清浄性が悪化する。

【０００５】特開平9-31595号公報には、耐水素誘起割
れ性の観点からCa処理を前提として、化学組成および[C
a]／[O]を1.5〜2.0の範囲とすることを特徴とする耐食
性電縫鋼管用鋼およびその製造方法が開示されている。
しかし、介在物は偏在するので、Caを添加すると、[Ca]
／[O]の値は、同一ヒート内でも位置によってバラツキ
が発生する。これは、[Ca]がCaO、CaＳ等の介在物濃度
から算出される値であり、[O]がAl_２O_３、CaO等の介在
物濃度から算出される値であることによるものである。
従って、同一ヒート内であっても、その全体の[Ca]／
[O]を1.5〜2.0の範囲内に制御することは困難である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上のとおり、母材中
の介在物の大きさやその個数を規定しても、鋼中に含ま
れる化学成分や製造条件によっては、溶接時の加熱やア
プセットにより、電縫溶接部およびその近傍にペネトレ
ータが生成する。このペネトレータは、主として、母材
中に存在するMnおよびSiが溶接時に酸化されてできるMn
O系およびSiO_２系の介在物であり、これらのMnO系およ
びSiO_２系の介在物を主体とするペネトレータを低減し
なければ、電縫溶接部に優れた清浄性を持たせることが
できない。

【０００７】一般に、Al_２O_３系介在物を減少させて鋼
材の清浄性を向上させることなどを目的として、製鋼段
階においてCa処理が施されるが、このようなCa処理が施
されると、鋼材中に低融点組成のCaO-Al_２O_３系介在物
が残存する。これは、Ca処理を施さなくても、例えば、
Caを含むスクラップ等を溶製して鋼板を得る際にも発生
する現象である。

【０００８】図１は、鋼板中に残存した低融点組成のCa
O-Al_２O_３系介在物の変形の過程を示す模式図である。
(a)は、一般的な電縫鋼管製造装置の概略図、(b)は、電
縫鋼管の溶接点付近の拡大図、(c)は、未溶接部、微小
アプセット部および溶接完了部における低融点組成のCa
O-Al_２O_３系介在物の形態を模式的に表した図である。

【０００９】図１(c)に示すように、母材中の低融点組
成のCaO-Al_２O_３系介在物は、溶接時の加熱やアプセッ
トにより、板状に変形するので、電縫溶接部の靱性が劣
化するなど、健全性（安全性）を劣化させる。このよう
な現象は、CaO-Al_２O_３系介在物の中でも、低融点組成
のものでのみ発生する。従って、仮に、低融点組成以外
の介在物が溶接部に存在しても、この介在物は、溶接時
にも球状のままで残存し、板状に変形することはないの
で、電縫溶接部の健全性を劣化させることはない。

【００１０】本発明は、(1)母材に由来する介在物、(2)
電縫溶接時に生成するペネトレータおよび(3)母材中の
低融点組成のCaO-Al_２O_３系介在物から溶接時の加熱、
アプセットにより変形し、電縫溶接部およびその近傍に
残存する板状介在物の全てを低減させることによって、
清浄性に優れたボイラー用電縫鋼管およびその製造方法
を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、下記の〜
に示すボイラー用電縫鋼管および下記のに示すボイラ
ー用電縫鋼管の製造方法を要旨とする。

【００１２】質量％で、Ｃ：0.05〜0.25％、Si：0.05
〜0.40％、Mn：0.30〜1.40％、Al：0.003〜0.015％およ
びＮ：0.0020〜0.0150％を含有し、残部がFeおよび不純
物からなり、不純物として鋼中に存在するＰが0.015％
以下、Ｓが：0.003％以下およびCaが0.0010％以下であ
り、Mn／Siが3〜15の範囲内にあり、且つ、CaO-Al_２O_３
系の介在物に含まれるCaO成分の含有量が平均で30質量
％以下であることを特徴とするボイラー用電縫鋼管。

【００１３】更に、Mo：1.50％以下および／またはC
r：3.00％以下を含むことを特徴とする上記のに記載
のボイラー用電縫鋼管。

【００１４】更に、Nb：0.10％以下、Ti：0.030％以
下、Cu：0.50％以下、Ni：0.50％以下およびＶ：0.10％
以下から選択される一種以上を含むことを特徴とする上
記のまたはに記載のボイラー用電縫鋼管。

【００１５】上記の〜のいずれかに記載の化学組
成を有する鋼を製造するにあたり、メニスカス以下の垂
直部の長さが２ｍ以上であるスラブ連鋳機を使用し、そ
の鋳造速度を0.6〜1.5m/分、タンディッシュ内における
平均溶鋼滞留時間を3分以上、浸漬ノズル内に吹き込むA
rガス流量を10リットル／分以下とし、さらに、モールドパ
ウダー中に含まれるＳ含有量を1.0質量％以下として連
続鋳造した鋳片を熱間圧延し、得られた鋼板を電縫溶接
することを特徴とする上記の〜のいずれかに記載の
ボイラー用電縫鋼管の製造方法。

【００１６】

【発明の実施の形態】まず、本発明のボイラー用電縫鋼
管の化学組成および介在物組成の限定理由について述べ
る。なお、以下の説明において、各成分の％は、質量％
を意味する。

【００１７】Ｃ：0.05〜0.25％Ｃは、鋼管の強度を向上させるのに有効であり、特に、
クリープ強度を向上させるのに有効な元素である。この
性能を確保するためには、その含有量を0.05％以上とす
る必要がある。しかし、その含有量が0.25％を超える
と、溶接性が劣化しやすくなる。従って、Ｃの含有量を
0.05〜0.25％とした。

【００１８】Si：0.05〜0.40％ Siは、後述のAlと同様に、脱酸剤として有効且つ重要な
元素であり、且つ、強度を向上させるのに有効な元素で
もある。本発明においては、Alの含有量を低減する必要
があり、Alによる脱酸効果を大きく期待できないため、
Siを0.05％以上含有させる必要がある。しかし、その含
有量が0.40％を超える場合には、溶接性の劣化や溶接欠
陥であるSiO_２系ペネトレータが発生しやすくなる。従
って、Siの含有量を0.05〜0.40％とした。

【００１９】Mn：0.30〜1.40％ Mnは、鋼管の強度を向上させるのに有効な元素である。
この効果を得るためには、その含有量を0.30％以上とす
る必要がある。しかし、その含有量が1.40％を超える場
合には、溶接性の劣化や溶接欠陥であるMnO系ペネトレ
ータが発生しやすくなる。従って、Mnの含有量を0.30〜
1.40％とした。

【００２０】Al：0.003〜0.015％ Alは、その含有量が0.003未満の場合には、鋼中のAl_２O
_３生成量が少なすぎるため、後述するCaO-Al_２O_３系の
介在物に含まれるCaO成分の含有量を平均で30質量％以
下とすることができず、電縫溶接部の清浄性を劣化させ
る。一方、その含有量が0.015％を超える場合には、AlN
の生成が過多となり、Ｎを固溶状態に維持することがで
きず、ボイラー用鋼管として十分なクリープ強度を確保
することができない。従って、Alの含有量を0.003〜0.0
15％とした。

【００２１】Ｎ：0.0020〜0.0150％Ｎは、鋼管のクリープ強度を確保するために有効な元素
である。この効果を得るためには、その含有量を0.0020
％以上とする必要がある。しかし、その含有量が0.0150
％を超えると、母材の靱性が劣化する。従って、Ｎの含
有量を0.0020〜0.0150％とした。

【００２２】Mn／Si：3〜15 溶接時に発生するペネトレータの主たるものは、母材中
に存在するMnおよびSiが溶接時に酸化されてできるMnO
系およびSiO_２系の介在物である。これらの介在物は、
通常、電縫溶接時のアプセットによりビード屑として排
出されるため無害である。しかし、これらの介在物のう
ち融点が高いものは排出されにくく、電縫溶接部に残存
すると欠陥となり、清浄性を劣化させる。

【００２３】図２は、MnO-SiO_２系の擬二元系状態図を
示す。同図に示すとおり、共晶反応により、SiO_２の含
有比率が26％未満の範囲においては、その比率が低くな
るにしたがい融点が高くなり、また、43％を超える範囲
においては、その比率が高くなるにしたがい融点は高く
なる。よって、共晶組成近傍、即ち、SiO_２の含有比率
が26〜43％の範囲内であれば、酸化物の融点を1,350℃
以下の低融点に維持することができ、電縫溶接時に発生
するペネトレータを低減することができる。そこで、Mn
O系およびSiO_２系の酸化物の低融点化を図るべく研究を
重ねた結果、Mn／Siの値を3〜15とすれば、上記の酸化
物中のSiO_２の含有比率を26〜43％の範囲内に保持でき
ることを発見した。

【００２４】本発明のボイラー用電縫鋼管は、上記の化
学組成を有し、残部は、Feおよび不純物からなるが、不
純物として鋼中に存在するＰは0.015％以下、Ｓは0.003
％以下、Caは0.0010％以下にそれぞれ制限しなければな
らない。

【００２５】Ｐ：0.015％以下、Ｓ：0.003％以下ＰおよびＳはいずれも、通常、不純物として鋼中に存在
するが、その含有量が多いと、母材の靱性が劣化し、パ
イプ成形時に介在物を起点とした割れが進展しやすくな
る。従って、Ｐの含有量を0.015％以下とした。望まし
くは、0.010％以下である。また、Ｓの含有量を0.003％
以下とした。望ましくは、0.002％以下である。

【００２６】Ca：0.0010％以下 Caは、電縫溶接時におけるCaO-Al_２O_３系の板状介在物
の生成を防止する観点から、本発明においては添加しな
い。従って、その含有量は０％であるのが望ましい。し
かし、Caは、不純物として鋼中に残存する場合があるの
で、その含有量の許容上限を0.0010％とした。特に、0.
0005％未満であるのが望ましい。

【００２７】本発明のボイラー用電縫鋼管は、クリープ
強度の向上などを目的として、上記の化学組成の外に、
更に、Mo：1.50％以下および／またはCr：3.00％以下を
含有してもよい。

【００２８】Mo：1.50％以下 Moは、鋼管のクリープ強度を向上させるとともに、焼き
ならし時の強度低下を防ぐ効果を有する元素であるの
で、本発明の鋼管に含有させるのが望ましい。しかし、
その含有量が1.50％を超えると、溶接性を劣化させるこ
とがある。従って、Moを含有させる場合の含有量を1.50
％以下とした。なお、上記の効果はその含有量が不純物
レベルであっても得られるため、下限値を特に定めない
が、より大きな効果を期待する場合には、0.05％以上含
有させるのが望ましい。

【００２９】Cr：3.00％以下 Crは、耐酸化性および高温耐食性を向上させるととも
に、クリープ強度を向上させる効果を有する元素である
ので、本発明の鋼管に含有させるのが望ましい。しか
し、その含有量を3.00％を超えると、上記の効果は飽和
する。従って、Crを含有させる場合の含有量を3.00％以
下とした。なお、上記の効果は、その含有量が不純物レ
ベルであっても得られるため、下限値を特に定めない
が、より大きな効果を期待する場合には、0.05％以上含
有させるのが望ましい。

【００３０】更に、本発明のボイラー用電縫鋼管は、上
記の化学組成に加え、強度を向上させる目的で、Nb、T
i、Cu、NiおよびＶから選択される一種以上を含有して
も良い。しかし、これらの元素を過剰に含有させても、
その効果は飽和する。従って、Nbを含有させる場合の含
有量を0.10％以下、Tiを含有させる場合の含有量を0.03
0％以下、Cuを含有させる場合の含有量を0.50％以下、N
iを含有させる場合の含有量を0.50％以下、Ｖを含有さ
せる場合の含有量を0.10％以下とした。なお、これらの
効果を顕著に発揮させるためには、Nbは0.005％以上、T
iは0.005％以上、Cuは0.05％以上、Niは0.05％以上、V
は0.01％以上含有させるのが望ましい。

【００３１】CaO-Al_２O_３系の介在物に含まれるCaO成分
の含有量：平均で30％以下図３は、CaO-Al_２O_３系の擬二元系状態図を示す図であ
る。同図に示すとおり、CaO-Al_２O_３系の介在物は、そ
のCaO成分の含有量が50％前後で共晶反応により、1,380
℃程度の低融点組成となる。このような低融点のCaO-Al
_２O_３系介在物は、電縫溶接時の加熱、アプセットによ
り、表面積が大きい板状に変形する。このように板状に
変形した介在物のうち加熱により溶融する部分に存在す
るものは、その後にビード屑として排出するために問題
とならない。しかし、溶融しない部分、即ち、熱影響部
に存在するものは、ビード屑として排出することができ
ず、残存するため、鋼管の電縫溶接部における靱性を低
下させる。従って、CaO-Al_２O_３系の介在物に含まれるC
aO成分の含有量を50％前後の範囲とならないようにする
必要がある。

【００３２】CaO成分の含有量を増加させることで、CaO
-Al_２O_３系の介在物の融点を高めることができるが、こ
の場合、クラスター状の粗大な介在物の存在比率が増加
する。従って、本発明においては、CaO成分の含有量を
低減する手段を採用した。

【００３３】ここで、上記の図３に示すとおり、CaO成
分の含有量が約40％以下の範囲であれば、CaO-Al_２O_３
系の介在物を1,500℃を超える高融点組成にすることが
できる。しかし、40％を超えると急激に融点が低下する
ので、本発明においては、CaO-Al_２O_３系介在物の融点
を安定的に高いレベルに維持するために、そのCaO成分
の含有量を平均で30％以下に制限することとした。

【００３４】なお、「CaO成分の含有量が平均で30％以
下」とは、下記の方法（詳しくは、「日本鉄鋼業におけ
る分析技術」〔165頁、日本鉄鋼協会発行（1982）〕ま
たは「鉄と鋼vol.82No.12」〔蔵保ほか、日本鉄鋼協会
発行（1996）〕を参照）によって求めたCaO成分の含有
量の平均値が30％以下であることをいう。

【００３５】即ち、ハロゲンを混合した有機溶媒である
臭素メタノールを用いて鋼と反応させ、鋼マトリックス
や炭化物、硫化物等を分解し、ハロゲンによりほとんど
分解されない酸化物系介在物はそのまま残す（この方法
は、一般にハロゲン有機溶媒法と呼ばれる）。このよう
にして得られたCaO-Al_２O_３系介在物を残渣として濾過
分離、抽出する。抽出した残渣のCa含有量およびAl含有
量を分析し、これをCaO成分およびAl_２O_３成分の含有量
に換算して、CaO-Al_２O_３系介在物中に含まれるCaO成分
の含有量を求める。この作業を１試験片につき10個の介
在物について繰り返し、それぞれ求められたCaO成分の
含有量を平均する。

【００３６】ここで、CaO-Al_２O_３系介在物中に含まれ
るCaO成分の比率が高くなるにつれて、メタノール中や
大気中の水分と反応して酸化物が分解する懸念があるた
め、メタノールには、無水のものを使用し、残渣の濾
過、抽出の操作は、大気を遮断したArガス雰囲気のグロ
ーブボックス中で行うこととする。

【００３７】次に、本発明のボイラー用電縫鋼管の製造
方法の限定理由について述べる。

【００３８】メニスカス以下の垂直部の長さ：２ｍ以上メニスカス以下の垂直部が十分な長さを有していなけれ
ば、鋳型内および鋳型下方における介在物の浮上除去が
不十分となるため、このような鋳片から得られる鋼板の
清浄性は劣化する。従って、メニスカス以下の垂直部の
長さを２ｍ以上とした。なお、メニスカス以下の垂直部
長さの上限は、特に定めないが、連続鋳造機の設備設計
上許される範囲であればよい。

【００３９】鋳造速度：0.6〜1.5m/分鋳造速度が0.6m/分未満の場合には、メニスカスにおけ
る溶鋼温度が低下し、メニスカスにおいて等軸晶核が生
成し、介在物を伴って鋳片内に沈降する頻度が増加する
ため、このような鋳片から得られる鋼板の清浄性は劣化
する。一方、鋳造速度が1.5m/分を超える場合には、浸
漬ノズルからの吐出流によって鋳片深くに持ち込まれて
浮上除去されない介在物が増加するため、このような鋳
片から得られる鋼板の清浄性は劣化する。従って、鋳造
速度を0.6〜1.5m/分とした。

【００４０】タンディッシュ内における平均溶鋼滞留時
間：3分以上タンディッシュ内における平均溶鋼滞留時間が短いと、
タンデュッシュ内における介在物の浮上除去が十分に行
われないため、このような鋳片から得られる鋼板の清浄
性は劣化する。従って、タンディッシュ内における平均
溶鋼滞留時間を3分以上とした。なお、タンディッシュ
内における平均溶鋼滞留時間の上限は、特に定めない
が、時間が長くなると溶鋼温度が下がり、鋳造が困難と
なるので１５分程度とするのがよい。

【００４１】浸漬ノズル内に吹き込むArガス流量：10リッ
トル／分以下浸漬ノズル内に吹き込むArガス流量が多いと、鋳片内に
多くのAr気泡が流入する。この気泡は、鋳片内を移動し
た後、凝固シェルに取り込まれてピンホールとなる間
に、溶鋼中の介在物を捕捉するため、このような鋳片か
ら得られる鋼板の清浄性は劣化する。従って、吹き込む
Arガス流量を10リットル／分以下とした。浸漬ノズル内に吹
き込むArガス流量は、溶鋼の化学組成等の条件によって
は、０リットル／分であっても良い場合もあるが、ガス流量
が少なすぎると、ノズルに介在物が付着して鋳造が困難
となるので、１リットル／分以上とするのが望ましい。

【００４２】なお、本発明において、浸漬ノズル内に吹
き込むArガス流量とは、ノズル、ストッパーおよびスラ
イディングゲートを介して吹き込まれるArガス流量の合
計量をいうものとする。

【００４３】モールドパウダー中に含まれるＳ含有量：
1.0質量％以下モールドパウダー中に含まれるＳ含有量が多いと、鋳型
内においてＳがパウダー溶解層とメニスカスとの界面に
移行し、界面張力を下げるので、パウダーが溶鋼に巻き
込みやすくなり、鋼板の清浄性を劣化させる。また、パ
ウダーからＳが鋼中に移行すると、鋼中のＳ含有量が増
加して、鋼板の靱性を低下させる。これを防止するため
には、精錬段階において、このようなＳ含有量の増加を
見越した脱Ｓを実施する必要があるため望ましくない。
従って、モールドパウダー中に含まれるＳ含有量は、で
きるだけ少ない方がよく、その許容上限を1.0質量％と
した。

【００４４】本発明のボイラー用電縫鋼管の製造方法に
おいては、上記の条件を満足する条件で連続鋳造した鋳
片を熱間圧延し、得られた鋼板を電縫溶接することで、
清浄性に優れるボイラー用電縫鋼管を得ることができ
る。

【００４５】

【実施例】表１に示す化学組成を有する溶鋼を表２に示
す条件で連続鋳造し、得られた鋳片から通常の条件で熱
延コイルを作製し、更に、この熱延コイルを通常の条件
で電縫溶接して外径38.1mm、肉厚3.2mm、長さ1000mmの
試験用鋼管を作製した。それぞれの試験用鋼管の電縫溶
接部を含む部分について、JIS G 0582に記載される方法
に従い、探傷感度区分ＵＡで超音波探傷検査を行った。
この検査結果と欠陥の起点となった主たる介在物の種類
を表２に併記した。

【００４６】ここで、CaO-Al_２O_３系介在物中に含まれ
るCaO成分の含有量の平均値は、前記のハロゲン有機溶
媒法を用いて、各試験用鋼管からCaO-Al_２O_３系介在物
を残渣として、Arガス雰囲気のグローブボックス中で濾
過分離、抽出し、残渣のCa含有量およびAl含有量を分析
し、これをCaO成分およびAl_２O_３成分の含有量に換算し
て、CaO-Al_２O_３系介在物中に含まれるCaO成分の含有量
を求め、この作業を１試験用鋼管につき10個の介在物に
ついて繰り返し、それぞれ求められたCaO成分の含有量
を平均することによって求めた。

【００４７】

【表１】

【００４８】

【表２】

【００４９】なお、表中の「超音波検査結果」は、各条
件毎に1000本以上の試験用鋼管について、超音波深傷検
査を行い、JIS G 0582に規定される判定方法によって不
合格となった鋼管の本数から不良率を算出し、不良率が
0.1％以下であった条件を「◎」、不良率が0.1％を超え
0.2％以下であった条件を「○」、不良率が0.2％を超え
0.3％以下であった条件を「△」、不良率が0.3％を超え
た条件を「×」として評価した。

【００５０】表２に示すとおり、本発明例1〜18では、
一部に本発明で規定される連続鋳造条件を満たさない例
もあるが、いずれも不良率が0.3％以下であり、ボイラ
ー用電縫鋼管として良好な清浄性を有する。ここで、本
発明例13および14では、連続鋳造条件が本発明で規定さ
れる範囲を外れるが、Ｐが0.010％以下、且つＳが0.002
％以下であるため、不良率を0.2％以下に低減できた。
また、本発明例1〜12では、本発明で規定される化学組
成の条件、介在物条件および連続鋳造条件の全てを満た
しており、不良率が0.2％以下であった。特に、本発明
例1〜４では、Ｐが0.010％以下、且つＳが0.002％以下
であり、不良率が0.1％以下に低減できた。

【００５１】比較例19は、Ｐの含有量が本発明で規定さ
れる範囲を外れるため、電縫溶接時にAl_２O_３系介在物
を起点として割れが進展し、不良率が上昇した。比較例
20は、Siの含有量が本発明で規定される範囲を外れるた
め、溶接部のSiO_２系ペネトレータを主体に清浄性が悪
化した。比較例21は、Ｓの含有量が本発明で規定される
範囲を外れるため、電縫溶接時にAl_２O_３系介在物を起
点として割れが進展し、不良率が上昇した。比較例22お
よび27は、Caの含有量が本発明で規定される範囲を外
れ、また、CaO-Al_２O_３系の介在物に含まれるCaO成分の
含有量も本発明で規定される範囲を外れるため、CaO-Al
_２O_３系の介在物を主体に清浄性が悪化した。

【００５２】比較例23は、Mnの含有量が本発明で規定さ
れる範囲を上回るため、電縫溶接部のMnO系ペネトレー
タを主体に清浄性が悪化した。比較例24および25は、Si
およびMnのそれぞれの含有量は本発明で規定される範囲
内にあるが、比較例24では、Mn/Siの値が本発明で規定
される範囲を上回るため、MnO系ペネトレータを主体に
清浄性が悪化し、比較例25では、Mn/Siの値が本発明で
規定される範囲を下回るため、SiO_２系ペネトレータを
主体に清浄性が悪化した。比較例26は、Caの含有量は本
発明で規定される範囲内にあるが、Alの含有量が本発明
で規定される範囲を下回り、また、CaO-Al_２O_３系の介
在物に含まれるCaO成分の含有量も本発明で規定される
範囲を外れるため、CaO-Al_２O_３系の介在物を主体に清
浄性が悪化した。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、(1)母材に由来する介
在物、(2)電縫溶接時に生成するペネトレータおよび(3)
母材中の低融点組成のCaO-Al_２O_３系介在物から溶接時
の加熱、アプセットにより変形し、電縫溶接部およびそ
の近傍に残存する板状介在物の全てを低減できるので、
清浄性に優れたボイラー用電縫鋼管を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】鋼板中に残存した低融点組成のCaO-Al_２O_３
系介在物の変形の過程を示す模式図である。(a)は一般
的な電縫鋼管製造装置の概略図、(b)は電縫鋼管の溶接
点付近の拡大図、(c)は未溶接部、微小アプセット部お
よび溶接完了部における低融点組成のCaO-Al_２O_３系介
在物の形態を模式的に表した図である。

【図２】 MnO-SiO_２系の擬二元系状態図である。

【図３】 CaO-Al_２O_３系の擬二元系状態図である。

【符号の説明】

１．成形された鋼帯、２．溶接点、３．ワークロール、
４．スクイズロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ２２Ｄ 11/11 Ｂ２２Ｄ 11/11 Ｂ 11/117 11/117 11/16 １０４ 11/16 １０４Ｎ 11/20 11/20 ＡＣ２２Ｃ 38/06 Ｃ２２Ｃ 38/06 38/50 38/50 (72)発明者塚口友一和歌山県和歌山市湊1850番地住友金属工業株式会社和歌山製鉄所内 (72)発明者田尻裕造和歌山県和歌山市湊1850番地住友金属工業株式会社和歌山製鉄所内Ｆターム(参考） 4E004 HA01 JA10 MB14 MC05 NA01 NB01 NC01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】質量％で、Ｃ：0.05〜0.25％、Si：0.05〜
0.40％、Mn：0.30〜1.40％、Al：0.003〜0.015％および
Ｎ：0.0020〜0.0150％を含有し、残部がFeおよび不純物
からなり、不純物として鋼中に存在するＰが0.015％以
下、Ｓが：0.003％以下およびCaが0.0010％以下であ
り、Mn／Siが3〜15の範囲内にあり、且つ、CaO-Al_２O_３
系の介在物に含まれるCaO成分の含有量が平均で30質量
％以下であることを特徴とするボイラー用電縫鋼管。
【請求項２】質量％で、Ｃ：0.05〜0.25％、Si：0.05〜
0.40％、Mn：0.30〜1.40％、Al：0.003〜0.015％および
Ｎ：0.0020〜0.0150％を含有し、更に、Mo：1.50％以下
および／またはCr：3.00％以下を含み、残部がFeおよび
不純物からなり、不純物として鋼中に存在するＰが0.01
5％以下、Ｓが：0.003％以下およびCaが0.0010％以下で
あり、Mn／Siが3〜15の範囲内にあり、且つ、CaO-Al_２O
_３系の介在物に含まれるCaO成分の含有量が平均で30質
量％以下であることを特徴とするボイラー用電縫鋼管。
【請求項３】質量％で、Ｃ：0.05〜0.25％、Si：0.05〜
0.40％、Mn：0.30〜1.40％、Al：0.003〜0.015％および
Ｎ：0.0020〜0.0150％を含有し、更に、Nb：0.10％以
下、Ti：0.030％以下、Cu：0.50％以下、Ni：0.50％以
下およびＶ：0.10％以下から選択される一種以上を含
み、残部がFeおよび不純物からなり、不純物として鋼中
に存在するＰが0.015％以下、Ｓが：0.003％以下および
Caが0.0010％以下であり、Mn／Siが3〜15の範囲内にあ
り、且つ、CaO-Al_２O_３系の介在物に含まれるCaO成分の
含有量が平均で30質量％以下であることを特徴とするボ
イラー用電縫鋼管。
【請求項４】質量％で、Ｃ：0.05〜0.25％、Si：0.05〜
0.40％、Mn：0.30〜1.40％、Al：0.003〜0.015％および
Ｎ：0.0020〜0.0150％を含有し、Mo：1.50％以下および
／またはCr：3.00％以下を含み、更に、Nb：0.10％以
下、Ti：0.030％以下、Cu：0.50％以下、Ni：0.50％以
下およびＶ：0.10％以下から選択される一種以上を含
み、残部がFeおよび不純物からなり、不純物として鋼中
に存在するＰが0.015％以下、Ｓが：0.003％以下および
Caが0.0010％以下であり、Mn／Siが3〜15の範囲内にあ
り、且つ、CaO-Al_２O_３系の介在物に含まれるCaO成分の
含有量が平均で30質量％以下であることを特徴とするボ
イラー用電縫鋼管。
【請求項５】質量％で、Ｃ：0.05〜0.25％、Si：0.05〜
0.40％、Mn：0.30〜1.40％、Al：0.003〜0.015％および
Ｎ：0.0020〜0.0150％を含有し、残部がFeおよび不純物
からなり、不純物として鋼中に存在するＰが0.015％以
下、Ｓが：0.003％以下およびCaが0.0010％以下であ
り、且つ、Mn／Siが3〜15の範囲内にある鋼を製造する
にあたり、メニスカス以下の垂直部の長さが２ｍ以上で
あるスラブ連鋳機を使用し、その鋳造速度を0.6〜1.5m/
分、タンディッシュ内における平均溶鋼滞留時間を3分
以上、浸漬ノズル内に吹き込むArガス流量を10リットル／分
以下とし、さらに、モールドパウダー中に含まれるＳ含
有量を1.0質量％以下として連続鋳造した鋳片を熱間圧
延し、得られた鋼板を電縫溶接することを特徴とする請
求項１に記載のボイラー用電縫鋼管の製造方法。
【請求項６】質量％で、Ｃ：0.05〜0.25％、Si：0.05〜
0.40％、Mn：0.30〜1.40％、Al：0.003〜0.015％および
Ｎ：0.0020〜0.0150％を含有し、更に、Mo：1.50％以下
および／またはCr：3.00％以下を含み、残部がFeおよび
不純物からなり、不純物として鋼中に存在するＰが0.01
5％以下、Ｓが：0.003％以下およびCaが0.0010％以下で
あり、且つ、Mn／Siが3〜15の範囲内にある鋼を製造す
るにあたり、メニスカス以下の垂直部の長さが２ｍ以上
であるスラブ連鋳機を使用し、その鋳造速度を0.6〜1.5
m/分、タンディッシュ内における平均溶鋼滞留時間を3
分以上、浸漬ノズル内に吹き込むArガス流量を10リットル／
分以下とし、さらに、モールドパウダー中に含まれるＳ
含有量を1.0質量％以下として連続鋳造した鋳片を熱間
圧延し、得られた鋼板を電縫溶接することを特徴とする
請求項２に記載のボイラー用電縫鋼管の製造方法。
【請求項７】質量％で、Ｃ：0.05〜0.25％、Si：0.05〜
0.40％、Mn：0.30〜1.40％、Al：0.003〜0.015％および
Ｎ：0.0020〜0.0150％を含有し、更に、Nb：0.10％以
下、Ti：0.030％以下、Cu：0.50％以下、Ni：0.50％以
下およびＶ：0.10％以下から選択される一種以上を含
み、残部がFeおよび不純物からなり、不純物として鋼中
に存在するＰが0.015％以下、Ｓが：0.003％以下および
Caが0.0010％以下であり、且つ、Mn／Siが3〜15の範囲
内にある鋼を製造するにあたり、メニスカス以下の垂直
部の長さが２ｍ以上であるスラブ連鋳機を使用し、その
鋳造速度を0.6〜1.5m/分、タンディッシュ内における平
均溶鋼滞留時間を3分以上、浸漬ノズル内に吹き込むAr
ガス流量を10リットル／分以下とし、さらに、モールドパウ
ダー中に含まれるＳ含有量を1.0質量％以下として連続
鋳造した鋳片を熱間圧延し、得られた鋼板を電縫溶接す
ることを特徴とする請求項３に記載のボイラー用電縫鋼
管の製造方法。
【請求項８】質量％で、Ｃ：0.05〜0.25％、Si：0.05〜
0.40％、Mn：0.30〜1.40％、Al：0.003〜0.015％および
Ｎ：0.0020〜0.0150％を含有し、Mo：1.50％以下および
／またはCr：3.00％以下を含み、更に、Nb：0.10％以
下、Ti：0.030％以下、Cu：0.50％以下、Ni：0.50％以
下およびＶ：0.10％以下から選択される一種以上を含
み、残部がFeおよび不純物からなり、不純物として鋼中
に存在するＰが0.015％以下、Ｓが：0.003％以下および
Caが0.0010％以下であり、且つ、Mn／Siが3〜15の範囲
内にある鋼を製造するにあたり、メニスカス以下の垂直
部の長さが２ｍ以上であるスラブ連鋳機を使用し、その
鋳造速度を0.6〜1.5m/分、タンディッシュ内における平
均溶鋼滞留時間を3分以上、浸漬ノズル内に吹き込むAr
ガス流量を10リットル／分以下とし、さらに、モールドパウ
ダー中に含まれるＳ含有量を1.0質量％以下として連続
鋳造した鋳片を熱間圧延し、得られた鋼板を電縫溶接す
ることを特徴とする請求項４に記載のボイラー用電縫鋼
管の製造方法。