JP2833437B2 - Wear resistant multi-layer steel pipe for boiler and method for producing the same - Google Patents

Wear resistant multi-layer steel pipe for boiler and method for producing the same

Info

Publication number
JP2833437B2
JP2833437B2 JP23115093A JP23115093A JP2833437B2 JP 2833437 B2 JP2833437 B2 JP 2833437B2 JP 23115093 A JP23115093 A JP 23115093A JP 23115093 A JP23115093 A JP 23115093A JP 2833437 B2 JP2833437 B2 JP 2833437B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steel pipe
less
boiler
steel
layer
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP23115093A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0790496A (en
Inventor
信茂 平石
康孝 岡田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP23115093A priority Critical patent/JP2833437B2/en
Publication of JPH0790496A publication Critical patent/JPH0790496A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2833437B2 publication Critical patent/JP2833437B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、石炭やCOM(微粉炭
と重油の混合物)焚きのボイラ、流動床ボイラなどに必
要な、管外面層が未燃焼石炭微粉末および石炭燃焼灰分
などの衝突に対して優れた耐摩耗性を有する硬質層から
なるボイラ用耐摩耗複層鋼管とその製造方法に関する。
The present invention relates to the bombardment of coal or COM (mixture of pulverized coal and heavy oil), fluid bed boilers, etc., in which the outer surface layer of the tube is crushed by unburned coal fine powder or coal-burning ash. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a wear-resistant multi-layer steel pipe for a boiler comprising a hard layer having excellent wear resistance against water and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、エネルギー源の多様化により、石
油に代わって再び石炭をエネルギー源として利用する傾
向にある。特に石炭焚きの流動床ボイラ、加圧流動床ボ
イラは発電効率が高く、窒素酸化物の発生量を抑制でき
る上、硫黄を含む、しかも灰分含有量が高い石炭および
石炭アッシュなどの原料も使用できるので、一層注目さ
れている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the diversification of energy sources, there has been a tendency to use coal again as an energy source instead of oil. In particular, coal-fired fluidized-bed boilers and pressurized fluidized-bed boilers have high power generation efficiency, can suppress the generation of nitrogen oxides, and can also use raw materials such as coal and coal ash that contain sulfur and have a high ash content. So it is getting more attention.

【0003】しかしこれらの発電方式では、未燃焼石炭
微粉末や石炭燃焼灰分などの硬い粒子がボイラ内で飛散
し、加熱器管、蒸発管などのボイラ部材に高速で衝突す
ることによって生じる高温固体粒子によるエロージョン
が、ボイラ部材の重大な損傷形態として強く認識される
ようになってきている。特に最近では、一基あたりの発
電能力や発電効率が、石油火力発電に匹敵する能力を有
することが望まれているので、ますます苛酷な条件でも
エロージョン損傷が起こりにくいボイラ部材が必要とな
る。
[0003] However, in these power generation methods, hard particles such as unburned coal fine powder and coal-burning ash are scattered in the boiler, causing high-temperature solids generated by high-speed collision with boiler members such as heater tubes and evaporator tubes. Particle erosion is becoming increasingly recognized as a serious form of damage to boiler components. In particular, recently, since it is desired that the power generation capacity and power generation efficiency per unit are comparable to those of oil-fired power generation, a boiler member that is less likely to undergo erosion damage even under increasingly severe conditions is required.

【0004】ステライトなどのCo基合金のような硬質材
料を、ボイラ・熱交換器用鋼管の表層に肉盛り溶射して
耐エロージョン性を改善することができるが、このよう
な硬質材料は冷間加工性が劣るので曲げ加工ができず、
現場での溶射施工が必要になるという煩わしさが生ず
る。またCo基合金は高価な材料であるため製造コストが
かさむ欠点がある。
[0004] Hard materials such as stellite and other Co-based alloys can be overlaid and sprayed on the surface layer of steel tubes for boilers and heat exchangers to improve erosion resistance. The bending process is not possible because of poor performance.
An inconvenience that on-site thermal spraying is required occurs. Further, the Co-based alloy has a disadvantage that the production cost is increased because it is an expensive material.

【0005】特開昭60-196502 号公報には、ボイラ・熱
交換器用鋼管とその外面に積層された耐高温粒子エロー
ジョン性に優れる外層鋼とで構成されることを特徴とす
る石炭焚きボイラ用二層鋼管が提案されている。しか
し、この外層鋼は、極く一般的な高Si、高Crをベースと
する鋼であり、耐エロージョン性が十分とは言えず、石
炭焚きボイラ部材としては不十分である。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-196502 discloses a coal-fired boiler characterized by comprising a steel pipe for a boiler / heat exchanger and an outer layer steel having excellent high-temperature particle erosion resistance laminated on the outer surface thereof. Double-walled steel pipes have been proposed. However, this outer layer steel is an extremely common steel based on high Si and high Cr, cannot be said to have sufficient erosion resistance, and is insufficient as a coal-fired boiler member.

【0006】特開昭61-110714 号公報には、ボイラ・熱
交換器用鋼管とその外面に積層された析出硬化性を有す
る合金の外層鋼管とで構成され、この二層鋼管に曲げお
よび溶接などの加工を加えた後、時効処理を行い外層鋼
管を硬化させることを特徴とする伝熱管が提案されてい
る。しかしこの方法では、時効処理により硬度は上昇す
るが、その硬度はHv350程度までであって、過酷な環境
での耐高温粒子エロージョン性に対して十分な性能を有
する伝熱管は得られない。
[0006] Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-110714 discloses a steel pipe for a boiler / heat exchanger and an outer steel pipe of a precipitation hardening alloy laminated on the outer surface thereof. A heat transfer tube characterized by hardening the outer layer steel pipe by performing aging treatment after adding the above process has been proposed. However, in this method, although the hardness is increased by the aging treatment, the hardness is up to about Hv350, and a heat transfer tube having sufficient performance for high-temperature particle erosion resistance in a severe environment cannot be obtained.

【0007】特開平4−247851号公報には、C:0.40〜
0.70%、Si:0.10〜3.00%、Mn:12〜30%、Cr:4〜8
%を含有し、加工硬化指数を0.40〜0.50とした耐摩耗用
の高Mnオーステナイト鋼が示されている。しかしこの鋼
のように、加工硬化指数が単に0.40〜0.50になる高Mn鋼
では、耐エロージョン性に問題があり、ボイラ用鋼管の
素材としては適しない上に、その硬度も不十分である。
[0007] Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-247851 discloses that C: 0.40 to
0.70%, Si: 0.10 to 3.00%, Mn: 12 to 30%, Cr: 4 to 8
% And a high Mn austenitic steel for wear resistance with a work hardening index of 0.40 to 0.50. However, a high Mn steel having a work hardening index of only 0.40 to 0.50, such as this steel, has a problem in erosion resistance, is not suitable as a material for steel pipes for boilers, and has insufficient hardness.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、次の
諸特性を有するボイラ用耐摩耗複層鋼管およびその製造
方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a wear-resistant multi-layer steel pipe for a boiler having the following characteristics and a method for producing the same.

【0009】石炭焚きの流動床ボイラにおけるよう
な、高温かつ高硬度粒子の衝突による摩耗に対しても、
十分な外層管表面の耐摩耗性とボイラ鋼管としての強度
をあわせ持つこと。
[0009] Even in a coal-fired fluidized-bed boiler, abrasion due to the collision of high-temperature and high-hardness particles can be achieved.
To have sufficient wear resistance of the outer layer pipe surface and strength as boiler steel pipe.

【0010】内層管となるボイラ・熱交換器用鋼管に
対する熱処理によって、外層管の硬度も大きく上昇する
こと。
[0010] The heat treatment of the steel tube for the boiler / heat exchanger as the inner tube also significantly increases the hardness of the outer tube.

【0011】ボイラ用複層鋼管の曲管部材も製造でき
ること。
[0011] A curved pipe member of a multi-layer steel pipe for a boiler can be manufactured.

【0012】外層管の鋼は、ショットピーニングなど
の冷間加工により加工硬化しやすいこと。
[0012] The steel of the outer pipe is easily work hardened by cold working such as shot peening.

【0013】高硬度層を有する外層管と内層管のボイ
ラ・熱交換器用鋼管とが完全に密着して、熱伝導に支障
がなく、局部的な密着不良によるホットスポットが生じ
ないこと。
The outer pipe having a high hardness layer and the steel pipe for the boiler / heat exchanger of the inner pipe are completely adhered to each other, so that heat conduction is not hindered, and no hot spot due to local adhesion failure is generated.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、次の
(1)、(2) のボイラ用耐摩耗複層鋼管と (3)〜(5) のそ
の製造方法にある。
The gist of the present invention is as follows.
(1) The wear-resistant multi-layer steel pipe for a boiler according to (2) and the production method thereof according to (3) to (5).

【0015】(1)ボイラ・熱交換器用鋼管の外面に、重
量%で、C:0.1〜1.2 %、Si:1.0%以下、Mn:10〜25
%、Cr:15 %以下、Ni:5%以下、Mo:3%以下、V:
0.1〜4.0%、Al:1%以下およびN:0.3%以下を含有し、
残部がFeおよび不可避的不純物からなり、不純物中のP
は0.010 %以下、Sは0.005 %以下の高マンガン鋼を複
層化させたことを特徴とするボイラ用耐摩耗複層鋼管。
(1) On the outer surface of a steel tube for a boiler / heat exchanger, C: 0.1 to 1.2%, Si: 1.0% or less, Mn: 10 to 25% by weight.
%, Cr: 15% or less, Ni: 5% or less, Mo: 3% or less, V:
0.1-4.0%, Al: 1% or less and N: 0.3% or less,
The balance consists of Fe and unavoidable impurities, and P
Is a wear-resistant multi-layer steel pipe for a boiler, wherein high-manganese steel of 0.010% or less and S of 0.005% or less are laminated.

【0016】(2)上記(1) 記載の化学成分に加えてさら
に、W:3%以下、Nb:3%以下、Ti:1.0%以下、Zr:
1.0%以下およびTa:1.0%以下のうちの1種または2種
以上を含有する高マンガン鋼を複層化させたことを特徴
とする上記(1) 記載のボイラ用耐摩耗複層鋼管。
(2) In addition to the chemical components described in the above (1), W: 3% or less, Nb: 3% or less, Ti: 1.0% or less, Zr:
The wear-resistant multi-layer steel pipe for a boiler according to the above (1), wherein a high manganese steel containing one or more of 1.0% or less and Ta: 1.0% or less is multi-layered.

【0017】(3)上記(1) または(2) 記載の化学組成を
有する溶製材高マンガン鋼から製造された高マンガン鋼
管と、その内側に配置されたボイラ・熱交換器用鋼管と
からなる複合ビレットを組み立て、この複合ビレットを
熱間押出し加工してクラッド鋼管を製造し、次いでボイ
ラ・熱交換器用鋼管に対する焼ならし処理を行った後焼
戻し処理を施し、さらに冷間加工により外層の高マンガ
ン鋼管に表面硬化層を形成させることを特徴とするボイ
ラ用耐摩耗複層鋼管の製造方法。
(3) A composite comprising a high manganese steel pipe manufactured from a molten high manganese steel having the chemical composition described in the above (1) or (2), and a steel pipe for a boiler / heat exchanger disposed inside the high manganese steel pipe. The billet is assembled, the composite billet is hot-extruded to produce a clad steel pipe, then the steel pipe for a boiler / heat exchanger is subjected to a normalizing treatment, followed by a tempering treatment, and further cold working to form an outer layer of high manganese. A method for producing a wear-resistant multi-layer steel pipe for a boiler, comprising forming a surface hardened layer on the steel pipe.

【0018】(4)上記(1) または(2) 記載の化学組成を
有する高マンガン鋼が、粉末材高マンガン鋼である上記
(3) のボイラ用耐摩耗複層鋼管の製造方法。
(4) The high manganese steel having the chemical composition described in (1) or (2) above is a powdered high manganese steel.
(3) The method for producing a wear-resistant multi-layer steel pipe for a boiler.

【0019】(5)上記(3) または(4) 記載の製造方法に
おいて、複合ビレットを熱間押出し加工してクラッド鋼
管を製造し、次いで曲げ加工を施した後、ボイラ・熱交
換器用鋼管に対する焼ならし処理を行った後焼戻し処理
を施し、さらにショットピーニング加工により外層の高
マンガン鋼管に表面硬化層を形成させることを特徴とす
るボイラ用耐摩耗複層鋼管の製造方法。
(5) In the production method according to the above (3) or (4), the composite billet is hot-extruded to produce a clad steel pipe, and then subjected to bending, and then to a boiler / heat exchanger steel pipe. A method for producing a wear-resistant double-walled steel pipe for a boiler, wherein a normalizing treatment is performed, a tempering treatment is performed, and a surface hardened layer is formed on an outer high manganese steel pipe by shot peening.

【0020】[0020]

【作用】石炭焚きの流動床ボイラにおけるような、高温
かつ高硬度粒子の衝突による摩耗に対して、十分な外面
の耐摩耗性とボイラ鋼管としての強度をあわせ持つ鋼管
としては、設備の運転条件に合致したボイラ・熱交換器
用鋼管に適用される鋼管( 例えばJIS G 3461に規定され
ているボイラ・熱交換器用炭素鋼鋼管、JIS G 3462に規
定されているボイラ・熱交換器用合金鋼鋼管、またさら
にJIS G 3463に規定されているボイラ・熱交換器用ステ
ンレス鋼鋼管など)を内層管とし、この外層に高温で高
硬度を有する材料を複層・密着させたクラッド鋼管が最
適である。
[Action] As a coal-fired fluidized-bed boiler, a steel pipe that has both sufficient abrasion resistance on the outer surface and the strength of a boiler steel pipe against abrasion due to the collision of high-temperature and high-hardness particles, the operating conditions of the equipment Steel pipes applicable to boiler / heat exchanger steel pipes conforming to (for example, boiler / heat exchanger carbon steel pipe specified in JIS G 3461, alloy steel pipe for boiler / heat exchanger specified in JIS G 3462, Further, a clad steel pipe in which a high-temperature, high-hardness material is multi-layered and closely adhered to the outer layer of the inner layer pipe, which is a stainless steel pipe for boilers and heat exchangers specified in JIS G 3463, and the like is most suitable.

【0021】管外層に密着させる高硬度材料として、高
マンガン鋼を使用する。この高マンガン鋼は時効硬化処
理によって硬度が上昇し、さらに冷間加工を施すことに
よって表面硬度が上昇し、その到達値は本発明の目的を
満足するものであると同時に、肉盛り材料であるステラ
イトあるいは工具材料である高速度鋼や超硬合金と比較
して安価である。
A high manganese steel is used as a high hardness material to be adhered to the outer layer of the tube. The hardness of this high manganese steel is increased by age hardening treatment, and the surface hardness is increased by performing cold working, and the attained value satisfies the object of the present invention and is a build-up material. It is cheaper than stellite or high speed steel or cemented carbide as a tool material.

【0022】このような硬度向上効果や超硬合金などに
対するコストの優位性は、溶製法で製造された溶製材に
よる高マンガン鋼、あるいはアトマイズ法などで製造さ
れた粉末材による高マンガン鋼のいずれの場合でも同じ
である。
The advantage of such a hardness improvement effect and cost over cemented carbide is based on either the high manganese steel produced by the smelting method produced by the smelting method or the high manganese steel produced by the powdered material produced by the atomizing method. The same applies to the case of

【0023】上記の高マンガン鋼の合金元素とその適正
含有量を前記のように定めた理由、およびこの鋼の特徴
を詳細に説明する。
The reason why the alloying elements of the high manganese steel and the appropriate content thereof are determined as described above and the characteristics of this steel will be described in detail.

【0024】C: 0.1〜1.2 % 0.1 %未満では望ましい硬度に達しない。一方、1.2 %
を超えると脆化が発生する。よって、C含有量の範囲は
0.1〜1.2 %とした。
C: 0.1-1.2% If less than 0.1%, the desired hardness is not reached. Meanwhile, 1.2%
If it exceeds, embrittlement occurs. Therefore, the range of the C content is
0.1 to 1.2%.

【0025】Si:1.0 %以下 脱酸剤であるが、1.0 %を超えると熱間加工性が悪化す
る。よって、Si含有量の上限は1.0 %とした。
Si: 1.0% or less Deoxidizer, but if it exceeds 1.0%, hot workability deteriorates. Therefore, the upper limit of the Si content is set to 1.0%.

【0026】Mn:10〜25% 10%未満では加工時に割れが発生しやすくなり、25%を
超えると加工硬化が困難となる。よって、Mn含有量の範
囲は10〜25%とした。
Mn: 10 to 25% When the content is less than 10%, cracks are liable to occur during working, and when the content exceeds 25%, work hardening becomes difficult. Therefore, the range of the Mn content is set to 10 to 25%.

【0027】Cr:15%以下 耐食性と耐熱性の改善のために含有させる。しかし、15
%を超えるとフェライト組織が出現しやすくなり、組織
が不安定になるとともに冷間加工硬化も困難となる。よ
って、Cr含有量の上限は15%とした。
Cr: 15% or less Cr is contained to improve corrosion resistance and heat resistance. But 15
%, The ferrite structure tends to appear, the structure becomes unstable, and cold work hardening becomes difficult. Therefore, the upper limit of the Cr content is set to 15%.

【0028】Ni:5%以下 本発明のボイラ用耐摩耗複層鋼管は、外層がC含有量の
高い高Mn鋼であるため、ボイラのような温度で長時間使
用すると、延性が低下する傾向がある。Niは延性を向上
させる効果があり、高温長時間使用で延性が低下して
も、Niを含有しないものに比べ、なお高い延性を保持さ
せることができる。また、Niは耐食性を向上させる効果
も有する。しかし、5%を超えるとこれらの効果が飽和
する上に、経済性も悪化する。よって、Ni含有量の上限
は5%とした。
Ni: 5% or less The wear-resistant double-walled steel pipe for a boiler of the present invention is a high Mn steel having a high C content in the outer layer. There is. Ni has the effect of improving ductility, and even if ductility is reduced by long-term use at high temperature, Ni can still maintain high ductility as compared with those containing no Ni. Ni also has the effect of improving corrosion resistance. However, when the content exceeds 5%, these effects are saturated, and the economy is deteriorated. Therefore, the upper limit of the Ni content is set to 5%.

【0029】Mo:3%以下 Crと同様に、耐食性と耐熱性の改善のために含有させ
る。しかし、3%を超えるとその効果は飽和してくる。
経済性を考慮してMo含有量の上限は3%とした。
Mo: 3% or less Like Cr, it is contained for improving corrosion resistance and heat resistance. However, if it exceeds 3%, the effect is saturated.
The upper limit of the Mo content was set to 3% in consideration of economy.

【0030】V:0.1〜4.0 %、 0.1 %未満では、内層管であるボイラ・熱交換器用鋼管
に対する焼戻し処理時に時効硬化しない。しかし、4.0
%を超えるとその効果は飽和してくる。経済性を考慮し
てV含有量の上限は4.0 %とした。
V: 0.1 to 4.0% If less than 0.1%, age hardening does not occur during tempering treatment of the steel pipe for the boiler / heat exchanger as the inner layer pipe. But 4.0
%, The effect saturates. The upper limit of the V content is set to 4.0% in consideration of economy.

【0031】Al:1%以下 耐食性と耐熱性の改善のために効果があるが、1%を超
えると鋼の融点が低下し熱間加工性が悪化してくる。さ
らにフェライト組織が出現しやすくなる。このため、Al
含有量の上限は1%とした。
Al: 1% or less Effective for improving corrosion resistance and heat resistance. However, if it exceeds 1%, the melting point of steel decreases and hot workability deteriorates. Further, a ferrite structure is likely to appear. For this reason, Al
The upper limit of the content was 1%.

【0032】N:0.3 %以下 0.3 %を超えると脆化が発生する。また、溶接時にブロ
ーホールが発生する。
N: not more than 0.3% If more than 0.3%, embrittlement occurs. Also, blow holes are generated during welding.

【0033】このため、N含有量の上限は0.3 %とし
た。
For this reason, the upper limit of the N content is set to 0.3%.

【0034】高マンガン鋼の耐摩耗性と耐熱性をさらに
改善する場合には、必要に応じて次のW、Nb、Ti、Zrお
よびTaのうちの1種または2種以上を選んで含有させ
る。
In order to further improve the wear resistance and heat resistance of the high manganese steel, one or more of the following W, Nb, Ti, Zr and Ta are selected and contained as necessary. .

【0035】W:3%以下 炭化物生成元素であり、耐摩耗性と耐熱性を改善するた
めに含有させる。しかし、3%を超えるとその効果は飽
和してくる。経済性を考慮してW含有量の上限は3%と
した。
W: 3% or less W is a carbide-forming element and is contained in order to improve wear resistance and heat resistance. However, if it exceeds 3%, the effect is saturated. The upper limit of the W content is set to 3% in consideration of economy.

【0036】Nb:3%以下 炭化物および窒化物生成元素であり、耐摩耗性と耐熱性
を改善するために含有させる。しかし、3%を超えると
その効果は飽和してくる。経済性を考慮してNb含有量の
上限は3%とした。
Nb: 3% or less Nb is an element forming carbides and nitrides, and is contained to improve wear resistance and heat resistance. However, if it exceeds 3%, the effect is saturated. The upper limit of the Nb content is set to 3% in consideration of economy.

【0037】Ti:1.0%以下 炭化物および窒化物生成元素であり、耐摩耗性と耐熱性
を改善するために含有させる。しかし、1.0 %を超える
とその効果は飽和してくる。経済性を考慮してTi含有量
の上限は1.0 %とした。
Ti: 1.0% or less Ti is an element forming carbides and nitrides, and is contained in order to improve wear resistance and heat resistance. However, if it exceeds 1.0%, the effect becomes saturated. Considering economy, the upper limit of the Ti content is set to 1.0%.

【0038】Zr:1.0%以下 炭化物および窒化物生成元素であり、耐摩耗性と耐熱性
を改善するために含有させる。しかし、1.0 %を超える
とその効果は飽和してくる。経済性を考慮してZr含有量
の上限は1.0 %とした。
Zr: 1.0% or less Zr is an element for forming carbide and nitride, and is contained in order to improve wear resistance and heat resistance. However, if it exceeds 1.0%, the effect becomes saturated. The upper limit of the Zr content is set to 1.0% in consideration of economy.

【0039】Ta:1.0%以下 炭化物および窒化物生成元素であり、耐摩耗性と耐熱性
を改善するために含有させる。しかし、1.0 %を超える
とその効果は飽和してくる。経済性を考慮してTa含有量
の上限は1.0 %とした。
Ta: 1.0% or less Ta is an element for forming carbides and nitrides, and is contained in order to improve wear resistance and heat resistance. However, if it exceeds 1.0%, the effect becomes saturated. In consideration of economy, the upper limit of the Ta content is set to 1.0%.

【0040】PおよびS:PおよびSは不純物である
が、それぞれ、0.01%、 0.005%を超えると低融点化合
物が析出して熱間脆性が著しくなり、押出し加工が困難
となるので、Pは0.01%以下、Sは 0.005%以下としな
ければならない。特に、高マンガン鋼中のSは低融点化
合物であるMnS を形成しやすいため、このような低値に
抑制する必要がある。
P and S: P and S are impurities, but if the content exceeds 0.01% and 0.005%, respectively, a low melting point compound is precipitated, hot brittleness becomes remarkable, and extrusion becomes difficult. S should be less than 0.01% and S should be less than 0.005%. In particular, S in high manganese steel tends to form low melting point compound MnS, so it is necessary to suppress S to such a low value.

【0041】上記のような高マンガン鋼は、内層管とな
るボイラ・熱交換器用鋼管の焼ならし処理(JIS G346
1、JIS G3462およびJIS G3463で規定されているも
の)後の焼戻し処理の際、時効硬化処理が施されること
になり、このため炭化物および窒化物が析出する時効硬
化により、硬度が大きく上昇する。
The above-mentioned high manganese steel is subjected to normalizing treatment of a steel tube for a boiler / heat exchanger as an inner layer tube (JIS G346).
1, stipulated in JIS G3462 and JIS G3463) During the tempering process, age hardening treatment will be applied, and therefore, the hardness will greatly increase due to age hardening where carbides and nitrides precipitate. .

【0042】上記の焼戻し処理の際の時効硬化による高
マンガン鋼の硬化層は、その深さ方向においても高マン
ガン鋼全体にわたり、しかもその常温硬度がHv で300
以上となるようにするのが望ましい。このような時効硬
化後に、圧下率が約20%程度の冷間圧延を施しても割れ
は発生しない。
The hardened layer of high manganese steel due to age hardening during the above tempering treatment covers the entire high manganese steel even in the depth direction and has a room temperature hardness of 300 at Hv.
It is desirable to make it above. After such age hardening, cracking does not occur even if cold rolling is performed at a rolling reduction of about 20%.

【0043】この高マンガン鋼は、さらに表面を冷間加
工することにより高硬度層が容易に形成されるため、従
来のボイラ・熱交換器用鋼管の製造工程の中で冷間抽伸
あるいはショットピーニングなどの冷間加工を施せば、
所望の耐摩耗複層鋼管を製造することができる。
In this high manganese steel, a high hardness layer is easily formed by further cold working the surface. Therefore, cold drawing or shot peening in the conventional process of manufacturing a steel tube for a boiler / heat exchanger. If cold-worked,
A desired wear-resistant multi-layer steel pipe can be manufactured.

【0044】さらに、熱間押出し加工して製造した、上
記の高マンガン鋼の鋼管を外層管とするクラッド鋼管か
ら、熱間または冷間で曲管加工することができる。これ
は、上記の時効硬化前は、圧下率が約40%程度の冷間圧
延を施しても割れは発生しないからである。
Furthermore, a curved pipe can be hot or cold bent from a clad steel pipe having the above-mentioned high manganese steel steel pipe as an outer layer pipe manufactured by hot extrusion. This is because, before the age hardening, cracking does not occur even if cold rolling is performed at a rolling reduction of about 40%.

【0045】この曲げ加工後、ボイラ・熱交換器用鋼管
の焼ならし処理後の焼戻し処理によって時効硬化させ、
さらにエアー式、ホイール式などのショットピーニング
を施すことにより、外面が高硬度の曲管部も製造するこ
ともできる。
After this bending, the steel pipes for boilers and heat exchangers are age-hardened by tempering after normalizing.
Further, by performing shot peening of an air type, a wheel type, or the like, a curved pipe portion having a high hardness on the outer surface can also be manufactured.

【0046】上記の冷間加工による高マンガン鋼管の最
表面硬度層は、深さが0.1mm 以上、常温硬度がHv で45
0 以上となるようにするのが望ましい。このときの硬度
上昇効果は、約0.5mm の深さまで及ぶ。
The outermost surface hardness layer of the high manganese steel pipe formed by the cold working described above has a depth of 0.1 mm or more and a normal temperature hardness of 45 Hv.
It is desirable to set it to 0 or more. The effect of increasing the hardness at this time extends to a depth of about 0.5 mm.

【0047】通常、外層の高マンガン鋼管の肉厚は2〜
4mm程度までで十分であり、例えばこの肉厚を4mm、焼
戻しの際の時効処理により全体の硬度をHv 300 、さら
にショットピーニングにより最表面硬度をHv 500 にし
た場合、外層の高マンガン鋼管の深さ(厚さ)方向の硬
度分布は、最表面から約0.1mm まではHv 450 以上、0.
1 mmから約0.5 mmの深さまでは約Hv 450 〜Hv 300 に
なだらかに低下し、約0.5 mmからから4mmの深さまでは
Hv 300 が維持されているものとなる。
Usually, the thickness of the outer high manganese steel pipe is 2 to
A thickness of about 4 mm is sufficient. For example, when the thickness is 4 mm, the overall hardness is Hv 300 by aging treatment during tempering, and the outermost surface hardness is Hv 500 by shot peening, the depth of the outer high manganese steel pipe is The hardness distribution in the thickness (thickness) direction is Hv 450 or more from the outermost surface to about 0.1 mm.
At a depth of 1 mm to about 0.5 mm, it gradually decreases to about Hv450 to Hv300, and at a depth of about 0.5 mm to 4 mm, Hv300 is maintained.

【0048】このような特性を有する高マンガン鋼管を
外層とする複層鋼管は、ボイラなどで実際に使用中に何
らかの原因でこの高硬度層が脱落しても、新しく現れた
表面では、未燃焼石炭微粉末や石炭燃焼灰分などの硬い
粒子の衝突による加工硬化作用によって再び硬度が上昇
するため、高マンガン鋼外層管部が残存する限り、摩耗
に対して本質的に耐久性があることになる。
A multi-layered steel pipe having a high manganese steel pipe having such characteristics as an outer layer, if the high hardness layer falls off for some reason during actual use in a boiler or the like, uncombusted on the newly emerging surface. The hardness increases again due to the work hardening effect due to the impact of hard particles such as coal fine powder and coal combustion ash, so that as long as the high manganese steel outer tube remains, it will be essentially durable against abrasion .

【0049】上記の高マンガン鋼の特徴、利点はステラ
イトや工具鋼では得られないものである。すなわち、ス
テライトは熱処理などでも軟化しないため、密着二層管
のボイラ鋼管を製造するとき、冷間圧延では5%以下の
圧下率で割れが発生し、寸法矯正のための冷間加工も実
質的に不可能である。また工具鋼では、ボイラ鋼管の熱
処理によって硬度低下を招く。
The features and advantages of the above high manganese steel cannot be obtained with stellite or tool steel. That is, since stellite does not soften even by heat treatment, when producing a boiler steel tube of an intimate two-layer tube, cracks occur at a rolling reduction of 5% or less in cold rolling, and cold working for dimensional correction is substantially performed. Impossible. In the case of tool steel, the heat treatment of the boiler steel pipe causes a decrease in hardness.

【0050】次に、本発明の製造方法において熱間押出
し加工の対象となる複合ビレットの成形方法を、図1〜
図3に基づいて説明する。
Next, a method of forming a composite billet to be subjected to hot extrusion in the production method of the present invention will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG.

【0051】図1は、粉末材高マンガン鋼を用いる場合
の例を示す複合ビレットの縦断面図である。内層鋼管1
と外側の薄肉の低炭素鋼円筒2の間に、粒径 500μm 以
下の高マンガン鋼粉末3を充填して炭素鋼円盤部材4に
より密封し、望ましくは約400 MPaの圧力で冷間静水圧
を加えて粉末3の層を圧縮成形し、粉末3が高密度化さ
れた複合ビレットとする。この場合、低炭素鋼円筒2が
存在するままで加熱、熱間押出ししてクラッド鋼管とし
た後、これに相当する部分を切削加工などにより除去す
る必要がある。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a composite billet showing an example in the case of using high manganese steel powder. Inner layer steel pipe 1
A high-manganese steel powder 3 having a particle size of 500 μm or less is filled between the thin carbon steel cylinder 2 and the outer thin-walled low carbon steel cylinder 2 and sealed with a carbon steel disk member 4, preferably at a pressure of about 400 MPa to reduce cold hydrostatic pressure. In addition, the layer of the powder 3 is compression-molded to obtain a composite billet in which the powder 3 is densified. In this case, it is necessary to form a clad steel pipe by heating and hot extruding in the presence of the low carbon steel cylinder 2, and then to remove a portion corresponding to the clad steel pipe by cutting or the like.

【0052】粉末材高マンガン鋼を用いる場合に、冷間
静水圧成形法を適用する理由は次のとおりである。ま
ず、熱間押出し加工時の据込み状態においては、高マン
ガン鋼粉末が内層管であるボイラ用鋼管よりも高硬度で
あるため、粉末層が鋼管表面に食い込んだ状態となり、
鋼管表面の酸化膜を破壊する。押出し加工にともなって
界面が伸展するため、この酸化膜が分断される。このよ
うな状況下では、粉末層と鋼管の界面で元素の拡散が起
こって強固な接合が達成される。また、粉末3が、冷間
静水圧を用いる圧縮成形により高密度化されているた
め、複合ビレットの加熱時にその温度分布が安定化され
る。
The reason for applying the cold isostatic pressing method when using powdered high manganese steel is as follows. First, in the upsetting state at the time of hot extrusion, since the high manganese steel powder has a higher hardness than the boiler steel pipe which is the inner layer pipe, the powder layer is cut into the steel pipe surface,
The oxide film on the surface of the steel pipe is destroyed. Since the interface is extended with the extrusion, the oxide film is divided. Under such circumstances, diffusion of elements occurs at the interface between the powder layer and the steel pipe, and a strong bond is achieved. Further, since the powder 3 is densified by compression molding using cold hydrostatic pressure, the temperature distribution is stabilized when the composite billet is heated.

【0053】図2は、溶製材高マンガン鋼から製造され
た鋼管を用いて冷間圧入法で成形する場合の例を示す複
合ビレットの縦断面図である。内層鋼管1の外面に、溶
製材から通常の方法で製造された同じ長さの高マンガン
鋼管5を冷間圧入して密着させ、望ましくは両端部(図
では上下)を炭素鋼円盤部材4で密封し、複合ビレット
とする。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a composite billet showing an example of a case in which a steel pipe manufactured from ingot-hardened high manganese steel is formed by a cold press-fitting method. A high-manganese steel pipe 5 of the same length, which is manufactured from a molten material by a usual method, is cold-pressed and closely adhered to the outer surface of the inner steel pipe 1, and both ends (upper and lower in the figure) are desirably bonded with a carbon steel disk member 4. Seal to form a composite billet.

【0054】冷間圧入の際の、内層鋼管の外径と外層鋼
管の内径との関係は、等しいかまたは内径が外径よりも
0.00〜1.00mm小さくして、圧入時の密着が十分に行われ
るようにするのが望ましい。
The relationship between the outer diameter of the inner steel pipe and the inner diameter of the outer steel pipe at the time of cold press fitting is equal or the inner diameter is larger than the outer diameter.
It is desirable to reduce the thickness by 0.00 to 1.00 mm so that close contact at the time of press-fitting is sufficiently performed.

【0055】炭素鋼円盤部材4で密封すると、熱間押出
し前の加熱時に、両鋼管1および5はともに熱膨張を起
こすが、その影響で界面に隙間が生じて界面が酸化する
のを防止する効果がある。冷間圧入法を用いるのは、内
層鋼管の外面と外層鋼管の内面とを密着させることによ
り、熱間押出し加工前の加熱時に界面において元素の拡
散を起こさせ、加工後に界面密着のよいクラッド鋼管を
製造するためである。
When sealed with the carbon steel disk member 4, both the steel pipes 1 and 5 undergo thermal expansion during heating before hot extrusion, but the effect of this is to prevent the interface from being oxidized by the formation of a gap at the interface. effective. The cold press method is used because the outer surface of the inner steel tube and the inner surface of the outer steel tube are brought into close contact with each other to cause diffusion of elements at the interface during heating before hot extrusion, and the clad steel tube with good interface adhesion after working. In order to manufacture.

【0056】図3は、溶製材高マンガン鋼から製造され
た鋼管を用いて挿入方法で成形する場合の例を示す複合
ビレットの縦断面図である。内層鋼管1の外面に、溶製
材から通常の方法で製造された同じ長さの高マンガン鋼
管5を挿入して、両端部(図では上下)を炭素鋼円盤部
材4で密封する。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a composite billet showing an example of the case where the steel pipe manufactured from the ingot-melted high manganese steel is used to form the steel pipe by an insertion method. A high-manganese steel pipe 5 of the same length, which is manufactured from a molten material by a normal method, is inserted into the outer surface of the inner steel pipe 1, and both ends (up and down in the figure) are sealed with a carbon steel disk member 4.

【0057】挿入法とする場合の、内層鋼管1の外径と
外層高マンガン鋼管5の内径との関係は、内径を外径よ
りも 0.1〜2.0 mm大きくする。両鋼管の隙間があまり過
大になると、熱間押出し加工後のクラッド鋼管の界面に
密着不十分となる箇所が生ずるためである。この場合は
単なる挿入であり、もちろん両鋼管の隙間には空気が存
在するから、図示するようにクラッド面となる一箇所に
脱気管6を取付けて真空脱気処理する。その後、脱気管
6を溶接で封口して複合ビレットとする。
In the case of the insertion method, the relationship between the outer diameter of the inner steel pipe 1 and the inner diameter of the outer high manganese steel pipe 5 is such that the inner diameter is 0.1 to 2.0 mm larger than the outer diameter. If the gap between the two steel pipes is too large, there may be places where the interface between the clad steel pipes after hot extrusion becomes insufficiently adhered. In this case, it is merely insertion, and since air is present in the gap between the two steel pipes, the deaeration pipe 6 is attached to one place serving as a clad surface as shown in the figure to perform vacuum deaeration. Thereafter, the deaeration pipe 6 is sealed by welding to form a composite billet.

【0058】このような三種類の方法を用いて、複合ビ
レットの加熱時にクラッド面に生成しやすい酸化膜を抑
制する。なお、図1に示す方法において、図3に示す脱
気管6を併用してもよい。
By using these three methods, an oxide film which is easily formed on the clad surface when the composite billet is heated is suppressed. In addition, in the method shown in FIG. 1, you may use together the deaeration pipe 6 shown in FIG.

【0059】上記の複合ビレットでは、冷間静水圧成形
法および冷間圧入法によるものは加熱時点から、挿入法
によるものは熱間押出し時に、粉末と鋼管との界面また
は両鋼管の界面で元素の拡散が生じて良好な接合が形成
され、界面密着性の優れたクラッド鋼管を得ることがで
きる。
In the above-mentioned composite billet, the element obtained by the cold isostatic pressing and the cold press-in method is heated from the time of heating, and the element obtained by the insertion method is obtained by the hot extrusion at the interface between the powder and the steel pipe or at the interface between the steel pipes. Diffusion occurs to form a good joint, and a clad steel pipe having excellent interfacial adhesion can be obtained.

【0060】[0060]

【実施例】【Example】

〔本発明例1〕N2 ガスアトマイズ法により、表1に示
す種別1から種別7、種別9から種別13および種別16か
ら種別19までの化学組成の高マンガン鋼粉末を製造し、
図1に示す方法を用いて、JIS 規格のSTBA22の内層鋼管
1(外径130mm 、内径31mm、長さ780mm)と外側の薄肉の
低炭素鋼円筒2の間に、粒径500 μm 以下の高マンガン
鋼粉末3を充填して炭素鋼円盤部材4により密封し、40
0 MPaの圧力で冷間静水圧成形して外径174mm 、内径31
mm、長さ800mm の複合ビレットを作製した。このビレッ
トを1200℃に加熱した後、押出比12で熱間押出成形加工
して外径57mm×内径28mm×長さ7m のクラッド鋼管を製
造した。
[Invention Example 1] A high manganese steel powder having a chemical composition of type 1 to type 7, type 9 to type 13 and type 16 to type 19 shown in Table 1 was produced by N 2 gas atomizing method,
Using the method shown in FIG. 1, a high-grain steel pipe with a particle size of 500 μm or less is placed between the inner steel pipe 1 (outer diameter 130 mm, inner diameter 31 mm, length 780 mm) of JIS STBA22 and the outer thin low-carbon steel cylinder 2. Filled with manganese steel powder 3 and sealed with carbon steel disk member 4, 40
Cold isostatic pressing at a pressure of 0 MPa, outer diameter 174 mm, inner diameter 31
A composite billet having a length of 800 mm and a length of 800 mm was prepared. After heating this billet to 1200 ° C., it was subjected to hot extrusion at an extrusion ratio of 12 to produce a clad steel pipe having an outer diameter of 57 mm, an inner diameter of 28 mm and a length of 7 m.

【0061】これらのクラッド鋼管を980 ℃×10分で焼
ならし処理し、さらに680 ℃×40分で焼戻し処理(高マ
ンガン鋼管部は時効硬化処理に相当する)した後、外側
の薄肉の低炭素鋼円筒2に相当する部分を切削加工によ
り除去した。
These clad steel pipes were subjected to a normalizing treatment at 980 ° C. × 10 minutes, and further a tempering treatment at 680 ° C. × 40 minutes (a high manganese steel pipe portion corresponds to an age hardening treatment). A portion corresponding to the carbon steel cylinder 2 was removed by cutting.

【0062】このようにして製造したクラッド鋼管の外
層を、ホイール式ショットピーニング(平均0.8mm のス
チール玉を使用し、800mm 離れた位置から 70m/秒の速
度で、カバレージが300 %になるまで吹付け)により、
表面を加工硬化処理し、製品複層鋼管を製造した。その
後、それぞれ表層部からサンプルを切り出して次の評価
試験を実施した。
The outer layer of the clad steel pipe manufactured in this manner was sprayed with a wheel type shot peening (using a steel ball having an average of 0.8 mm, from a position 800 mm away at a speed of 70 m / sec until the coverage reached 300%. Attached)
The surface was work hardened to produce a product multi-layer steel pipe. Thereafter, samples were cut out from the respective surface layers, and the following evaluation tests were performed.

【0063】(1)常温硬度試験: ビッカース硬度試験機
を用いて荷重100g、試験温度20℃の条件で測定。位置は
最表面層より 0.1mm。
(1) Room temperature hardness test: Measured under the conditions of a load of 100 g and a test temperature of 20 ° C. using a Vickers hardness tester. The position is 0.1mm from the outermost layer.

【0064】(2)耐温間エロージョン試験: ブラスト式
エロージョン試験装置を用いて表2にに示す条件で2時
間実施し、その時の減肉速度を測定。
(2) Warm erosion test: The test was carried out for 2 hours under the conditions shown in Table 2 using a blast type erosion test apparatus, and the thinning rate at that time was measured.

【0065】〔本発明例2〕N2 ガスアトマイズ法によ
り、表1に示す種別8の化学組成の高マンガン鋼粉末を
製造し、本発明例1と同じ方法で同じ寸法の、低炭素鋼
円筒相当部分を切削加工により除去したクラッド鋼管を
製造した。このクラッド鋼管を980 ℃で10分間加熱し、
熱間で曲げ半径2D( 鋼管の直径Dの2倍 )で曲管加工
を行った後、980 ℃×5分で焼ならし処理し、さらに68
0 ℃×30分で焼戻し処理(高マンガン鋼管部は時効硬化
処理に相当する)した。
[Invention Example 2] A high-manganese steel powder having a chemical composition of type 8 shown in Table 1 was produced by the N 2 gas atomizing method, and was equivalent to a low-carbon steel cylinder having the same dimensions and the same size as in Invention Example 1. A clad steel pipe with a portion removed by cutting was manufactured. This clad steel tube was heated at 980 ° C for 10 minutes,
After bending the pipe with a bending radius of 2D (twice the diameter D of the steel pipe) in a hot state, normalize it at 980 ° C. for 5 minutes, and further 68
Tempering treatment was performed at 0 ° C. for 30 minutes (the high manganese steel pipe portion corresponds to age hardening treatment).

【0066】このようにして製造したクラッド鋼管の外
層を、エアー式ショットピーニング(177〜590 μm のス
チール玉を使用し、200mm 離れた位置から5kg/cm2
圧力で吹付け)により、表面加工硬化処理し、製品複層
鋼管を製造した。その後、曲管部の表層部からサンプル
を切り出して、本発明例1と同じ評価試験を実施した。
The outer layer of the clad steel pipe thus produced was subjected to surface processing by air shot peening (using a steel ball of 177 to 590 μm and spraying from a position 200 mm away at a pressure of 5 kg / cm 2 ). After hardening, a product multi-layer steel pipe was manufactured. Thereafter, a sample was cut out from the surface layer portion of the curved tube portion, and the same evaluation test as that of Example 1 of the present invention was performed.

【0067】〔本発明例3〕表1に示す種別14の化学組
成の高マンガン鋼溶製材から外層用鋼管(外径172mm 、
内径139.9mm 、長さ680 mm) を製造し、図2に示す方法
を用いて、JIS 規格のSTBA22の内層鋼管1(外径140mm
、内径31mm、長さ680mm)の外側に、高マンガン鋼管5
をプレスにより冷間圧入した後、両端部を炭素鋼円盤部
材4により密封し、外径172mm 、内径31mm、長さ700mm
の複合ビレットを作製した。このビレットを1200℃に加
熱した後、押出比20で熱間押出成形加工して外径48mm×
内径28mm×長さ12m のクラッド鋼管を製造した。
[Invention Example 3] A steel pipe for an outer layer (outer diameter 172 mm,
An inner diameter steel pipe 1 (outer diameter 140 mm) of STBA22 of JIS standard is manufactured using the method shown in FIG.
, Inside diameter 31mm, length 680mm)
After cold-pressing with a press, both ends are sealed with a carbon steel disk member 4, and the outer diameter is 172mm, the inner diameter is 31mm, and the length is 700mm.
Was prepared. After heating this billet to 1200 ° C, it was subjected to hot extrusion processing at an extrusion ratio of 20 and an outer diameter of 48 mm ×
A clad steel pipe having an inner diameter of 28 mm and a length of 12 m was manufactured.

【0068】このクラッド鋼管を、冷間で曲げ半径2D
で曲管加工を行った後、1000℃×10分で焼ならし処理
し、さらに660 ℃×60分で焼戻し処理(高マンガン鋼管
部は時効硬化処理に相当する)した。
The clad steel pipe was cold bent at a bending radius of 2D.
, A normalizing treatment was performed at 1000 ° C. for 10 minutes, and a tempering treatment was performed at 660 ° C. for 60 minutes (the high manganese steel pipe portion corresponds to age hardening treatment).

【0069】このようにして製造したクラッド鋼管の外
層を、本発明例2と同じエアー式ショットピーニングに
より、表面加工硬化処理し、製品複層鋼管を製造した。
その後、曲管部の表層部からサンプルを切り出して、本
発明例1と同じ評価試験を実施した。
The outer layer of the clad steel pipe thus produced was subjected to surface work hardening treatment by the same air-type shot peening as in Example 2 of the present invention to produce a product multilayer steel pipe.
Thereafter, a sample was cut out from the surface layer portion of the curved tube portion, and the same evaluation test as that of Example 1 of the present invention was performed.

【0070】〔本発明例4〕表1に示す種別15の化学組
成の高マンガン鋼溶製材から外層用鋼管(外径172mm 、
内径140.1mm 、長さ680mm)を製造し、図3に示す方法を
用いて、JIS 規格のSTBA22の内層鋼管1(外径140mm 、
内径31mm、長さ680mm)の外側に、高マンガン鋼管5を挿
入し、両端部を炭素鋼円盤部材4により密封するととも
に脱気管6を取付け、ロータリーポンプで1時間脱気し
た後、脱気管6を溶接で封口して、外径172mm 、内径31
mm、長さ700mm の複合ビレットを作製した。このビレッ
トを1200℃に加熱した後、押出比12で熱間押出成形加工
して外径57mm×内径28mm×長さ8m のクラッド鋼管を製
造した。
[Invention Example 4] A steel pipe for an outer layer (outer diameter: 172 mm,
An inner diameter steel pipe 1 (outer diameter 140mm, outer diameter 140mm, JIS standard STBA22) was manufactured using the method shown in FIG.
A high manganese steel pipe 5 is inserted outside the inner diameter of 31 mm and the length is 680 mm), and both ends are sealed with a carbon steel disk member 4 and a deaeration pipe 6 is attached. With welding, outer diameter 172mm, inner diameter 31
A composite billet having a length of 700 mm and a length of 700 mm was prepared. After heating this billet to 1200 ° C., it was subjected to hot extrusion at an extrusion ratio of 12 to produce a clad steel pipe having an outer diameter of 57 mm × inner diameter of 28 mm × length of 8 m.

【0071】このクラッド鋼管を、960 ℃×20分で焼な
らし処理し、さらに700 ℃×30分で焼戻し処理(高マン
ガン鋼管部は時効硬化処理に相当する)した。
The clad steel pipe was subjected to a normalizing treatment at 960 ° C. for 20 minutes, and further a tempering treatment at 700 ° C. for 30 minutes (a high manganese steel pipe portion corresponds to an age hardening treatment).

【0072】このようにして製造したクラッド鋼管の外
層を、本発明例2と同じエアー式ショットピーニングに
より、表面加工硬化処理し、製品複層鋼管を製造した。
その後、表層部からサンプルを切り出して本発明例1と
同じ評価試験を実施した。 〔比較例〕表1に示す種別20の化学組成の鋼(JIS 規格
のSTBA22)の溶製材から、図4に示す通常の中空ビレッ
トを製造した。
The outer layer of the clad steel pipe manufactured as described above was subjected to surface work hardening treatment by the same air-type shot peening as in Example 2 of the present invention to produce a product multi-layer steel pipe.
Thereafter, a sample was cut out from the surface layer portion and the same evaluation test as that of Example 1 of the present invention was performed. Comparative Example A normal hollow billet shown in FIG. 4 was manufactured from ingots of steel (STBA22 of JIS standard) having a chemical composition of type 20 shown in Table 1.

【0073】図4は、通常のボイラ・熱交換器用合金鋼
管の製造に使用するビレットの縦断面図である。図にお
いて、符号7は上記のSTBA22鋼から製造された外径174m
m 、内径31mm、長さ700mm の中空ビレットである。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a billet used for manufacturing a conventional alloy steel pipe for a boiler / heat exchanger. In the drawing, reference numeral 7 denotes an outer diameter of 174 m manufactured from the above STBA22 steel.
It is a hollow billet with m, inner diameter of 31 mm and length of 700 mm.

【0074】このビレットを1200℃に加熱した後、押出
比20で熱間押出成形加工して外径48mm×内径28mm×長さ
12m の単層鋼管を製造した。
After heating this billet to 1200 ° C., it was subjected to hot extrusion processing at an extrusion ratio of 20 to obtain an outer diameter of 48 mm × inner diameter of 28 mm × length.
A 12m single-layer steel pipe was manufactured.

【0075】次いで1000℃×10分で焼ならし処理し、さ
らに 660℃×60分で焼戻し処理した後、冷間で曲げ半径
2Dで曲管加工を行った。この鋼管の外層を、本発明例
2と同じエアー式ショットピーニングにより、表面加工
硬化処理し、曲管部の表層部からサンプルを切り出し
て、本発明例1と同じ評価試験を実施した。
Next, after normalizing at 1000 ° C. × 10 minutes, and further tempering at 660 ° C. × 60 minutes, the tube was bent at a bending radius of 2D in the cold. The outer layer of the steel pipe was subjected to the surface work hardening treatment by the same air-type shot peening as in Example 2 of the present invention, and a sample was cut out from the surface layer portion of the curved pipe portion, and the same evaluation test as in Example 1 of the present invention was performed.

【0076】これらの試験結果を表1に併せて示す。The test results are shown in Table 1.

【0077】[0077]

【表1(1)】 [Table 1 (1)]

【0078】[0078]

【表1(2)】 [Table 1 (2)]

【0079】[0079]

【表2】 [Table 2]

【0080】表1から明らかなように、本発明で定める
条件で製造された複層鋼管は、優れた耐エロージョン性
を有するものである。
As is evident from Table 1, the multilayer steel pipe manufactured under the conditions specified in the present invention has excellent erosion resistance.

【0081】[0081]

【発明の効果】本発明の複層鋼管は、石炭火力発電ボイ
ラ用鋼管に要求される耐エロージョン性、延性、伝熱効
率および施工性に優れたものであり、その製造方法も通
常の製造工程で実施できるものである。
The multilayered steel pipe of the present invention is excellent in erosion resistance, ductility, heat transfer efficiency and workability required for a steel pipe for a coal-fired power generation boiler. It can be implemented.

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

【図1】粉末材高Mn鋼を用いる場合の複合ビレットを例
示する縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view illustrating a composite billet in the case of using a powder material of high Mn steel.

【図2】溶製材高Mn鋼管の場合の、冷間圧入−密封法で
組み立てられた複合ビレットを例示する縦断面図であ
る。
FIG. 2 is a vertical cross-sectional view illustrating a composite billet assembled by a cold press-sealing method in the case of a high-melting material Mn steel pipe.

【図3】溶製材高Mn鋼管の場合の、挿入−密封−脱気法
で組み立てられた複合ビレットを例示する縦断面図であ
る。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view illustrating a composite billet assembled by an insertion-sealing-degassing method in the case of a high-Mn steel pipe made of ingot material.

【図4】通常のボイラ・熱交換器用合金鋼管の製造方法
に用いるビレットを例示する縦断面図である。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view illustrating a billet used in a method for manufacturing a general alloy steel pipe for a boiler / heat exchanger.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1;内層鋼管、 2:低炭素鋼円筒、 3:
粉末材高マンガン鋼、4:炭素鋼円盤部材、5:溶製材
高マンガン鋼管、6:脱気管、7:通常の中空ビレット
1: Inner steel pipe 2: Low carbon steel cylinder 3:
Powdered high manganese steel, 4: Carbon steel disk member, 5: High melting manganese steel pipe, 6: Degassing pipe, 7: Normal hollow billet

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ボイラ・熱交換器用鋼管の外面に、重量%
で、C:0.1〜1.2 %、Si:1.0%以下、Mn:10〜25%、C
r:15 %以下、Ni:5%以下、Mo:3%以下、V:0.1〜
4.0 %、Al:1%以下およびN:0.3%以下を含有し、残部
がFeおよび不可避的不純物からなり、不純物中のPは0.
010 %以下、Sは0.005 %以下の高マンガン鋼を複層化
させたことを特徴とするボイラ用耐摩耗複層鋼管。
(1) The weight% is added to the outer surface of a steel pipe for a boiler / heat exchanger.
And C: 0.1 to 1.2%, Si: 1.0% or less, Mn: 10 to 25%, C
r: 15% or less, Ni: 5% or less, Mo: 3% or less, V: 0.1 ~
4.0%, Al: 1% or less and N: 0.3% or less, with the balance being Fe and unavoidable impurities.
A wear-resistant multi-layer steel pipe for a boiler, wherein high-manganese steel of 010% or less and S of 0.005% or less are laminated.
【請求項2】ボイラ・熱交換器用鋼管の外面に、重量%
で、C:0.1〜1.2 %、Si:1.0%以下、Mn:10〜25%、C
r:15 %以下、Ni:5%以下、Mo:3%以下、V:0.1〜
4.0 %、Al:1%以下およびN:0.3%以下を含有し、さら
にW:3%以下、Nb:3%以下、Ti:1.0%以下、Zr:1.0
%以下およびTa:1.0%以下のうちの1種または2種以上
を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、不
純物中のPは0.010 %以下、Sは0.005 %以下の高マン
ガン鋼を複層化させたことを特徴とするボイラ用耐摩耗
複層鋼管。
2. The weight percentage of the outer surface of the steel pipe for boiler / heat exchanger is
And C: 0.1 to 1.2%, Si: 1.0% or less, Mn: 10 to 25%, C
r: 15% or less, Ni: 5% or less, Mo: 3% or less, V: 0.1 ~
4.0%, Al: 1% or less, N: 0.3% or less, W: 3% or less, Nb: 3% or less, Ti: 1.0% or less, Zr: 1.0
% And Ta: 1.0% or less, the balance being Fe and unavoidable impurities. P in the impurities is 0.010% or less and S is 0.005% or less. A multi-layer, abrasion-resistant steel pipe for a boiler, characterized by having a multi-layer structure.
【請求項3】請求項1または請求項2記載の化学組成を
有する溶製材高マンガン鋼から製造された高マンガン鋼
管と、その内側に配置されたボイラ・熱交換器用鋼管と
からなる複合ビレットを組み立て、この複合ビレットを
熱間押出し加工してクラッド鋼管を製造し、次いでボイ
ラ・熱交換器用鋼管に対する焼ならし処理を行った後焼
戻し処理を施し、さらに冷間加工により外層の高マンガ
ン鋼管に表面硬化層を形成させることを特徴とするボイ
ラ用耐摩耗複層鋼管の製造方法。
3. A composite billet comprising a high manganese steel pipe manufactured from a molten high manganese steel having the chemical composition according to claim 1 and a steel pipe for a boiler / heat exchanger disposed inside the high manganese steel pipe. Assembling, hot extruding this composite billet to produce clad steel pipes, then normalizing the steel pipes for boilers and heat exchangers, then performing tempering, and then cold working to form the outer layer of high manganese steel pipes A method for producing a wear-resistant multilayer steel pipe for a boiler, comprising forming a surface hardened layer.
【請求項4】請求項1または請求項2記載の化学組成を
有する粉末材高マンガン鋼から製造された高マンガン鋼
管と、その内側に配置されたボイラ・熱交換器用鋼管と
からなる複合ビレットを組み立て、この複合ビレットを
熱間押出し加工してクラッド鋼管を製造し、次いでボイ
ラ・熱交換器用鋼管に対する焼ならし処理を行った後焼
戻し処理を施し、さらに冷間加工により外層の高マンガ
ン鋼管に表面硬化層を形成させることを特徴とするボイ
ラ用耐摩耗複層鋼管の製造方法。
4. A composite billet comprising a high manganese steel pipe manufactured from the powdered high manganese steel having the chemical composition according to claim 1 and a steel pipe for a boiler / heat exchanger disposed inside the high manganese steel pipe. Assembling, hot extruding this composite billet to produce clad steel pipes, then normalizing the steel pipes for boilers and heat exchangers, then performing tempering, and then cold working to form the outer layer of high manganese steel pipes A method for producing a wear-resistant multilayer steel pipe for a boiler, comprising forming a surface hardened layer.
【請求項5】請求項3または請求項4記載の製造方法に
おいて、複合ビレットを熱間押出し加工してクラッド鋼
管を製造し、次いで曲げ加工を施した後、ボイラ・熱交
換器用鋼管に対する焼ならし処理を行った後焼戻し処理
を施し、さらにショットピーニング加工により外層の高
マンガン鋼管に表面硬化層を形成させることを特徴とす
るボイラ用耐摩耗複層鋼管の製造方法。
5. The method according to claim 3 or 4, wherein the composite billet is hot-extruded to produce a clad steel pipe, and then subjected to bending, followed by sintering of the steel pipe for a boiler / heat exchanger. A method for producing a wear-resistant multi-layer steel pipe for a boiler, comprising: performing a tempering treatment after performing a heat treatment; and forming a hardened surface layer on an outer high manganese steel pipe by shot peening.
JP23115093A 1993-09-17 1993-09-17 Wear resistant multi-layer steel pipe for boiler and method for producing the same Expired - Lifetime JP2833437B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23115093A JP2833437B2 (en) 1993-09-17 1993-09-17 Wear resistant multi-layer steel pipe for boiler and method for producing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23115093A JP2833437B2 (en) 1993-09-17 1993-09-17 Wear resistant multi-layer steel pipe for boiler and method for producing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0790496A JPH0790496A (en) 1995-04-04
JP2833437B2 true JP2833437B2 (en) 1998-12-09

Family

ID=16919083

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23115093A Expired - Lifetime JP2833437B2 (en) 1993-09-17 1993-09-17 Wear resistant multi-layer steel pipe for boiler and method for producing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2833437B2 (en)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4807076B2 (en) * 2005-12-28 2011-11-02 Dowaテクノロジー株式会社 Heat transfer tube, heat transfer tube manufacturing method, and fluidized bed furnace
DE102008005806A1 (en) * 2008-01-17 2009-09-10 Technische Universität Bergakademie Freiberg Components made of high-manganese, solid and tough cast steel, processes for their production and their use
JP2015058496A (en) * 2013-09-18 2015-03-30 川崎重工業株式会社 Method of manufacturing corrosion-resistant member, and boiler
CN104278213A (en) * 2014-07-22 2015-01-14 安徽省三方耐磨股份有限公司 Boron-containing ultrahigh-manganese steel
CN105525211A (en) * 2016-01-20 2016-04-27 广西丛欣实业有限公司 Manufacturing method of abrasion-resistant reinforced steel bar
CN105525212A (en) * 2016-01-20 2016-04-27 广西丛欣实业有限公司 Wear-resistant reinforcing bar
CN105886947A (en) * 2016-04-18 2016-08-24 和县隆盛精密机械有限公司 Abrasion-resistant taper-shank twist drill and preparation method thereof
CN110358980A (en) * 2019-06-21 2019-10-22 宁国市正兴耐磨材料有限公司 A kind of Super-high Manganese cast steel liner plate and preparation method thereof
EP4245874A1 (en) 2020-11-13 2023-09-20 Nippon Steel Corporation Double pipe and welded joint

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0790496A (en) 1995-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1770182B1 (en) High-strength heat resisting cast steel, method of producing the steel, and applications of the steel
CN103769802B (en) Corrosion-resistant fluid conducting parts and utilize its device and part method of replacing
EP0834580B1 (en) Alloy having high corrosion resistance in environment of high corrosiveness, steel pipe of the same alloy and method of manufacturing the same steel pipe
JP2833437B2 (en) Wear resistant multi-layer steel pipe for boiler and method for producing the same
JP2733016B2 (en) Liquid phase diffusion bonding alloy foil for heat resistant materials that can be bonded in oxidizing atmosphere
WO1995026419A1 (en) Liquid-phase diffusion bonding alloy foil for heat-resistant material which is joinable in oxidizing atmosphere
CN102712025A (en) Corrosion resistant metal products
JP2817587B2 (en) Wear resistant multi-layer steel pipe for boiler and method for producing the same
JPH05263194A (en) Wear resistant double-layered steel tube for boiler and its manufacture
JP3222307B2 (en) Alloy and multi-layer steel pipe having corrosion resistance in an environment in which a fuel containing V, Na, S, Cl is burned
JPH0741911A (en) Wear resistant double-layered steel for boiler tube and manufacture thereof
JP2877020B2 (en) Manufacturing method of titanium clad thin steel sheet
JPH03204106A (en) Plug for manufacturing hot seamless tube
JPS6310097A (en) Co base alloy for build-up welding
US20190022801A1 (en) Method of making a corrosion resistant tube
JPH05263195A (en) Wear resistant double-layered steel tube for coal boiler and its manufacture
JP2521579B2 (en) Alloy and multi-layer steel pipe having corrosion resistance in a combustion environment in the presence of V, Na, S and Cl
JP2020020021A (en) Tuyere for blast furnace and manufacturing method thereof
JPH03193204A (en) Plug for manufacturing hot seamless tube
JPH05195161A (en) Double layer heat resistant steel pipe excellent in carburization resistance
CN114226473B (en) Novel wear-resistant superhard metallurgical variable frequency roller structure and manufacturing process of variable frequency roller
JPH0636996B2 (en) Submerged arc welding wire for 9Cr-Mo steel
JP3730535B2 (en) Damping structure material
JPH07109018B2 (en) Alloy and multi-layer steel pipe having corrosion resistance in a combustion environment in the presence of V, Na, S and Cl
JP2001107109A (en) Manufacture of composite-layered tube, composite- layered tube obtained thereby, and die used therefor