JP3081729B2 - 継目無鋼管の加工熱処理における温度制御方法 - Google Patents
継目無鋼管の加工熱処理における温度制御方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、高靭性・高強度継目
無鋼管を得るための再加熱炉を有するマンネスマンマン
ドレルミルラインでのオンライン加工熱処理における温
度制御方法に関する。
無鋼管を得るための再加熱炉を有するマンネスマンマン
ドレルミルラインでのオンライン加工熱処理における温
度制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】油井管、ラインパイプや各種機械構造用
鋼管として使用される継目無鋼管には、引張強度、耐外
圧圧壊強度、靭性、耐遅れ破壊性、耐硫化水素応力割れ
性等が要求される。このため、継目無鋼管は、熱間で製
管した後、熱処理を施して高強度化する方法（例えば特
開昭５９−１５００１９号公報等）が従来一般的であっ
た。しかし、上記継目無鋼管の製造方法は、高温に加熱
されたビレットを穿孔圧延機で穿孔したのち、プラグミ
ル、マンドレルミル、ピルガーミル等の圧延機を用いて
延伸圧延したのち、リーラー、レデューサあるいはサイ
ザーを用いて縮径あるいは肉厚加工したのち、焼入れ、
焼戻し熱処理を施して高強度化する必要があり、焼入
れ、焼戻し熱処理のための加熱炉、均熱炉の設置が必要
となり、コスト高とならざるを得ない。
鋼管として使用される継目無鋼管には、引張強度、耐外
圧圧壊強度、靭性、耐遅れ破壊性、耐硫化水素応力割れ
性等が要求される。このため、継目無鋼管は、熱間で製
管した後、熱処理を施して高強度化する方法（例えば特
開昭５９−１５００１９号公報等）が従来一般的であっ
た。しかし、上記継目無鋼管の製造方法は、高温に加熱
されたビレットを穿孔圧延機で穿孔したのち、プラグミ
ル、マンドレルミル、ピルガーミル等の圧延機を用いて
延伸圧延したのち、リーラー、レデューサあるいはサイ
ザーを用いて縮径あるいは肉厚加工したのち、焼入れ、
焼戻し熱処理を施して高強度化する必要があり、焼入
れ、焼戻し熱処理のための加熱炉、均熱炉の設置が必要
となり、コスト高とならざるを得ない。
【０００３】このため、最近では、最終圧延後は空冷す
るだけで熱処理を施さない非調質鋼管であっても、優れ
た特性を有し、大量生産に適した油井用継目無鋼管が開
発され、安価に提供されるようになってきた。例えば、
所定の化学成分からなる合金鋼を、図８に示すとおり、
最終圧延前に４００〜６００℃まで加速冷却し、引続い
てこの温度から８５０℃に再加熱したのち、レデューサ
等を用いて縮径加工を行い、以後空冷する方法（特開昭
６０−２３４９５２号公報等）が提案されている。しか
しながら、特開昭６０−２３４９５２号公報等に開示の
非調質鋼管は、強度が優れているものの、十分な低温靭
性および耐硫化水素応力腐食割れ性を示さないという問
題点があった。
るだけで熱処理を施さない非調質鋼管であっても、優れ
た特性を有し、大量生産に適した油井用継目無鋼管が開
発され、安価に提供されるようになってきた。例えば、
所定の化学成分からなる合金鋼を、図８に示すとおり、
最終圧延前に４００〜６００℃まで加速冷却し、引続い
てこの温度から８５０℃に再加熱したのち、レデューサ
等を用いて縮径加工を行い、以後空冷する方法（特開昭
６０−２３４９５２号公報等）が提案されている。しか
しながら、特開昭６０−２３４９５２号公報等に開示の
非調質鋼管は、強度が優れているものの、十分な低温靭
性および耐硫化水素応力腐食割れ性を示さないという問
題点があった。
【０００４】その対策としては、所定の化学成分からな
る鋼片を、１０５０〜１２５０℃の温度に加熱してピア
サーおよびマンドレルミルを用いて穿孔と８００℃以上
の仕上げ温度で熱間圧延を行ったのち、８００〜５００
℃の温度範囲を２００℃／ｍｉｎ以上の冷却速度とする
冷却条件で３５０℃以下の温度まで急冷して、実質的に
５０容量％以上のマルテンサイトと残部が主としてベイ
ナイトからなる組織とし、ついで実質的にオーステナイ
トの形成がないＡｃ1変態点〜（Ａｃ1変態点−２００
℃）の範囲内の温度に再加熱したのち、レデューサを用
い５％以上の断面減少率で縮径加工を行い、以後空冷す
ることによって、実質的にマルテンサイトを主体とし残
部が主としてベイナイトからなる組織とする方法（特開
昭６３−９６２１５号公報）、所定の化学成分からなる
鋼を、９００〜１３００℃に加熱均熱し、加工率３０％
以上の第一次熱間加工を施して素管とし、８００℃から
４００℃までの温度範囲を平均冷却速度５〜１００℃／
ｓｅｃで冷却して４００℃未満に至らしめて冷却停止
し、この温度からＡｃ3〜Ａｃ3＋５０℃の温度範囲であ
って、８５０℃を超えない温度範囲に５〜３０分間再加
熱し、ついで加工率５％以上の二次熱間加工を施したの
ち、空冷する方法（特開平２−２５４１２２号公報）、
高温に加熱されたビレットを穿孔機で穿孔したのち、マ
ンドレルミルで圧延して素管とし、再加熱炉で再加熱し
てストレッチレデューサで所定寸法に仕上げる継目無鋼
管の製造方法において、再加熱炉装入前に前記素管を変
態温度以下に冷却し、さらに再加熱炉の炉温を制御して
オーステナイト結晶粒を成長させないように該素管を再
加熱する方法（特開平３−１０７４２１号公報）等が提
案されている。
る鋼片を、１０５０〜１２５０℃の温度に加熱してピア
サーおよびマンドレルミルを用いて穿孔と８００℃以上
の仕上げ温度で熱間圧延を行ったのち、８００〜５００
℃の温度範囲を２００℃／ｍｉｎ以上の冷却速度とする
冷却条件で３５０℃以下の温度まで急冷して、実質的に
５０容量％以上のマルテンサイトと残部が主としてベイ
ナイトからなる組織とし、ついで実質的にオーステナイ
トの形成がないＡｃ1変態点〜（Ａｃ1変態点−２００
℃）の範囲内の温度に再加熱したのち、レデューサを用
い５％以上の断面減少率で縮径加工を行い、以後空冷す
ることによって、実質的にマルテンサイトを主体とし残
部が主としてベイナイトからなる組織とする方法（特開
昭６３−９６２１５号公報）、所定の化学成分からなる
鋼を、９００〜１３００℃に加熱均熱し、加工率３０％
以上の第一次熱間加工を施して素管とし、８００℃から
４００℃までの温度範囲を平均冷却速度５〜１００℃／
ｓｅｃで冷却して４００℃未満に至らしめて冷却停止
し、この温度からＡｃ3〜Ａｃ3＋５０℃の温度範囲であ
って、８５０℃を超えない温度範囲に５〜３０分間再加
熱し、ついで加工率５％以上の二次熱間加工を施したの
ち、空冷する方法（特開平２−２５４１２２号公報）、
高温に加熱されたビレットを穿孔機で穿孔したのち、マ
ンドレルミルで圧延して素管とし、再加熱炉で再加熱し
てストレッチレデューサで所定寸法に仕上げる継目無鋼
管の製造方法において、再加熱炉装入前に前記素管を変
態温度以下に冷却し、さらに再加熱炉の炉温を制御して
オーステナイト結晶粒を成長させないように該素管を再
加熱する方法（特開平３−１０７４２１号公報）等が提
案されている。
【０００５】また、熱間穿孔圧延後、再加熱して外径絞
り加工を施し、その後焼入れ、焼戻し処理を行う高強度
継目無鋼管の製造方法において、熱間穿孔圧延後、Ａｃ
3以上の温度から常温まで冷却して鋼組織をマルテンサ
イト、またはベイナイト組織とし、さらにＡｃ3＋１０
０℃以下の温度に再加熱して外径絞り加工を施し、空冷
後上記再加熱温度以下に加熱し焼入れ、焼戻し処理を施
す方法（特開平４−５２２２６号公報）等が提案されて
いる。
り加工を施し、その後焼入れ、焼戻し処理を行う高強度
継目無鋼管の製造方法において、熱間穿孔圧延後、Ａｃ
3以上の温度から常温まで冷却して鋼組織をマルテンサ
イト、またはベイナイト組織とし、さらにＡｃ3＋１０
０℃以下の温度に再加熱して外径絞り加工を施し、空冷
後上記再加熱温度以下に加熱し焼入れ、焼戻し処理を施
す方法（特開平４−５２２２６号公報）等が提案されて
いる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記特開昭６３−９６
２１５号公報、特開平２−２５４１２２号公報および特
開平３−１０７４２１号公報等に開示の再加熱炉を有す
るマンネスマン・マンドレルミルラインにおいてオンラ
インの加工熱処理を行い、所定の機械的性質を得るため
には、材料の温度制御を行うことが必須で、再加熱前の
冷却終了時の母管温度および再加熱炉内の材料温度を所
定範囲に制御しなければ、期待すべき機械的性質を得る
ことができない。しかしながら、マンネスマン・マンド
レルミルラインにおける素管の冷却は、冷却ゾーンで素
管を回転させながら外面シャワー冷却を行う方式であ
る。このため、延伸圧延後の素管の温度分布は、図２に
示すとおり、管軸方向に温度バラツキがあり、冷却後も
この温度分布が残って機械的性質のバラツキが生じる。
また、再加熱炉の在炉時間を厳密に管理しなければ、冷
却後の素管の管軸方向の温度のバラツキの影響により、
機械的性質のバラツキが生じる。
２１５号公報、特開平２−２５４１２２号公報および特
開平３−１０７４２１号公報等に開示の再加熱炉を有す
るマンネスマン・マンドレルミルラインにおいてオンラ
インの加工熱処理を行い、所定の機械的性質を得るため
には、材料の温度制御を行うことが必須で、再加熱前の
冷却終了時の母管温度および再加熱炉内の材料温度を所
定範囲に制御しなければ、期待すべき機械的性質を得る
ことができない。しかしながら、マンネスマン・マンド
レルミルラインにおける素管の冷却は、冷却ゾーンで素
管を回転させながら外面シャワー冷却を行う方式であ
る。このため、延伸圧延後の素管の温度分布は、図２に
示すとおり、管軸方向に温度バラツキがあり、冷却後も
この温度分布が残って機械的性質のバラツキが生じる。
また、再加熱炉の在炉時間を厳密に管理しなければ、冷
却後の素管の管軸方向の温度のバラツキの影響により、
機械的性質のバラツキが生じる。
【０００７】この発明の目的は、上記高靭性・高強度継
目無鋼管を得るための再加熱炉を有するマンネスマン・
マンドレルミルラインでのオンライン加工熱処理におい
て、冷却終了時の素管管軸方向の温度バラツキを低減で
きると共に、再加熱炉出側の素管再加熱温度を厳密に制
御できるオンライン加工熱処理における温度制御方法を
提供することにある。
目無鋼管を得るための再加熱炉を有するマンネスマン・
マンドレルミルラインでのオンライン加工熱処理におい
て、冷却終了時の素管管軸方向の温度バラツキを低減で
きると共に、再加熱炉出側の素管再加熱温度を厳密に制
御できるオンライン加工熱処理における温度制御方法を
提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく種々試験研究を行った。その結果、マンド
レルミルで熱間圧延した素管の管軸方向の温度分布に合
わせて外表面冷却シャワーの水量密度を制御すると共
に、素管寸法、素管冷却前温度、水量密度、水温、素管
回転数、冷却目標温度に基いて冷却目標時間を決定し、
素管を搬送することなく回転させながら冷却して冷却終
了温度を実測し、冷却終了温度が冷却目標温度となるよ
う冷却時間をフィードバック制御することにより、冷却
終了時の素管の管軸方向の温度バラツキを大幅に低減で
きると共に、冷却終了温度を所定温度に制御できるこ
と、また、再加熱炉出側素管温度は、素管寸法、再加熱
炉装入時の素管温度、炉内雰囲気温度、再加熱目標温度
に基いて在炉時間を決定し、再加熱炉出側素管温度を実
測して出側素管温度が再加熱目標温度となるよう在炉時
間をフィードバック制御することにより、再加熱炉出側
素管温度を所定温度に制御できることを究明し、この発
明に到達した。
を達成すべく種々試験研究を行った。その結果、マンド
レルミルで熱間圧延した素管の管軸方向の温度分布に合
わせて外表面冷却シャワーの水量密度を制御すると共
に、素管寸法、素管冷却前温度、水量密度、水温、素管
回転数、冷却目標温度に基いて冷却目標時間を決定し、
素管を搬送することなく回転させながら冷却して冷却終
了温度を実測し、冷却終了温度が冷却目標温度となるよ
う冷却時間をフィードバック制御することにより、冷却
終了時の素管の管軸方向の温度バラツキを大幅に低減で
きると共に、冷却終了温度を所定温度に制御できるこ
と、また、再加熱炉出側素管温度は、素管寸法、再加熱
炉装入時の素管温度、炉内雰囲気温度、再加熱目標温度
に基いて在炉時間を決定し、再加熱炉出側素管温度を実
測して出側素管温度が再加熱目標温度となるよう在炉時
間をフィードバック制御することにより、再加熱炉出側
素管温度を所定温度に制御できることを究明し、この発
明に到達した。
【０００９】すなわちこの発明は、再加熱炉を有するマ
ンネスマン・マンドレルミルラインでの継目無鋼管製造
におけるオンライン加工熱処理において、マンドレルミ
ルで熱間圧延した素管の管軸方向の温度分布に対応して
外表面冷却シャワーの水量密度を制御し、素管寸法、素
管冷却前温度、水量密度、水温、素管回転数、冷却目標
温度に基いて冷却目標時間を決定し、素管を搬送するこ
となく回転させながら冷却して冷却終了温度を実測し、
冷却終了温度が冷却目標温度となるよう冷却時間をフィ
ードバック制御すると共に、素管寸法、再加熱炉装入時
の素管温度、炉内雰囲気温度、再加熱目標温度に基いて
在炉時間を決定し、再加熱炉出側素管温度を実測して出
側素管温度が再加熱目標温度となるよう在炉時間をフィ
ードバック制御することを特徴とする継目無鋼管の加工
熱処理における温度制御方法である。
ンネスマン・マンドレルミルラインでの継目無鋼管製造
におけるオンライン加工熱処理において、マンドレルミ
ルで熱間圧延した素管の管軸方向の温度分布に対応して
外表面冷却シャワーの水量密度を制御し、素管寸法、素
管冷却前温度、水量密度、水温、素管回転数、冷却目標
温度に基いて冷却目標時間を決定し、素管を搬送するこ
となく回転させながら冷却して冷却終了温度を実測し、
冷却終了温度が冷却目標温度となるよう冷却時間をフィ
ードバック制御すると共に、素管寸法、再加熱炉装入時
の素管温度、炉内雰囲気温度、再加熱目標温度に基いて
在炉時間を決定し、再加熱炉出側素管温度を実測して出
側素管温度が再加熱目標温度となるよう在炉時間をフィ
ードバック制御することを特徴とする継目無鋼管の加工
熱処理における温度制御方法である。
【００１０】
【作用】この発明においては、マンドレルミルで熱間圧
延した素管の管軸方向の温度分布に対応して外表面冷却
シャワーの水量密度を制御するから、素管の管軸方向の
温度バラツキを大幅に低減することができる。また、素
管寸法、素管冷却前温度、水量密度、水温、素管回転
数、冷却目標温度に基いて冷却目標時間を決定し、素管
を搬送することなく回転させながら冷却して冷却終了温
度を実測し、冷却終了温度が冷却目標温度となるよう冷
却時間をフィードバック制御するから、冷却終了時の素
管温度を厳密に管理できる。さらに、素管寸法、再加熱
炉装入時の素管温度、炉内雰囲気温度、再加熱目標温度
に基いて在炉時間を決定し、再加熱炉出側素管温度を実
測して出側素管温度が再加熱目標温度となるよう在炉時
間をフィードバック制御するから、再加熱炉出側素管温
度を所定温度に管理することができ、製品継目無鋼管の
管軸方向における機械的性質のバラツキを低減して高靭
性・高強度の継目無鋼管を得ることができる。
延した素管の管軸方向の温度分布に対応して外表面冷却
シャワーの水量密度を制御するから、素管の管軸方向の
温度バラツキを大幅に低減することができる。また、素
管寸法、素管冷却前温度、水量密度、水温、素管回転
数、冷却目標温度に基いて冷却目標時間を決定し、素管
を搬送することなく回転させながら冷却して冷却終了温
度を実測し、冷却終了温度が冷却目標温度となるよう冷
却時間をフィードバック制御するから、冷却終了時の素
管温度を厳密に管理できる。さらに、素管寸法、再加熱
炉装入時の素管温度、炉内雰囲気温度、再加熱目標温度
に基いて在炉時間を決定し、再加熱炉出側素管温度を実
測して出側素管温度が再加熱目標温度となるよう在炉時
間をフィードバック制御するから、再加熱炉出側素管温
度を所定温度に管理することができ、製品継目無鋼管の
管軸方向における機械的性質のバラツキを低減して高靭
性・高強度の継目無鋼管を得ることができる。
【００１１】
実施例１ 以下にこの発明の詳細を実施の一例を示す図１ないし図
３に基いて説明する。図１はこの発明の継目無鋼管のオ
ンライン加工熱処理における温度制御方法の系統図、図
２は冷却前の素管管軸方向位置と素管温度との関係の一
例を示すグラフ、図３は素管管軸方向位置と素管温度と
水量密度との関係を示す模式図である。図１において、
１はマンドレルミル、２はマンドレルミル１で延伸圧延
された素管を加速冷却する冷却ゾーン、３は加速冷却さ
れた素管を所定温度まで再加熱する再加熱炉、４は再加
熱炉３で所定温度まで再加熱された素管を所定の断面減
少率で縮径するレデューサミルである。５はマンドレル
ミル１で延伸圧延された素管の管軸方向の温度分布を測
定する測温センサー、６は冷却ゾーン２で加速冷却され
た素管の冷却終了温度を検出する測温センサー、７は再
加熱炉３の出側に設けた再加熱された素管の温度を検出
する測温センサー、８は再加熱炉３の炉内雰囲気温度を
測定する測温センサーで、これらの測温センサー５、
６、７、８の測温結果は、演算制御装置９に出力され
る。１０は操業データを入力するための操作卓、１１は
ＣＲＴ画面である。
３に基いて説明する。図１はこの発明の継目無鋼管のオ
ンライン加工熱処理における温度制御方法の系統図、図
２は冷却前の素管管軸方向位置と素管温度との関係の一
例を示すグラフ、図３は素管管軸方向位置と素管温度と
水量密度との関係を示す模式図である。図１において、
１はマンドレルミル、２はマンドレルミル１で延伸圧延
された素管を加速冷却する冷却ゾーン、３は加速冷却さ
れた素管を所定温度まで再加熱する再加熱炉、４は再加
熱炉３で所定温度まで再加熱された素管を所定の断面減
少率で縮径するレデューサミルである。５はマンドレル
ミル１で延伸圧延された素管の管軸方向の温度分布を測
定する測温センサー、６は冷却ゾーン２で加速冷却され
た素管の冷却終了温度を検出する測温センサー、７は再
加熱炉３の出側に設けた再加熱された素管の温度を検出
する測温センサー、８は再加熱炉３の炉内雰囲気温度を
測定する測温センサーで、これらの測温センサー５、
６、７、８の測温結果は、演算制御装置９に出力され
る。１０は操業データを入力するための操作卓、１１は
ＣＲＴ画面である。
【００１２】演算制御装置９は、測温センサー５から入
力される図２に示すような延伸圧延された素管の管軸方
向の温度分布に基いて、図３に示すとおり、冷却ゾーン
２において高温の素管先端部分が高水量密度領域となる
よう、また、低温の素管後端部分が低水量密度領域とな
るよう冷却ゾーン２の図示しないシャワー水量を制御す
る。また、演算制御装置９は、測温センサー５から入力
される素管の冷却前の温度、測温センサー６から入力さ
れる加速冷却された素管の冷却終了温度、操作卓１０か
ら入力される素管寸法（外径、肉厚）、および別途入力
される冷却ゾーン２の水量密度、水温、素管回転数、冷
却目標温度に基いて冷却目標時間を演算し、素管を搬送
することなく回転させながら冷却して冷却終了温度を実
測し、素管の冷却終了温度が冷却目標温度となるよう冷
却時間をフィードバック制御するよう構成する。
力される図２に示すような延伸圧延された素管の管軸方
向の温度分布に基いて、図３に示すとおり、冷却ゾーン
２において高温の素管先端部分が高水量密度領域となる
よう、また、低温の素管後端部分が低水量密度領域とな
るよう冷却ゾーン２の図示しないシャワー水量を制御す
る。また、演算制御装置９は、測温センサー５から入力
される素管の冷却前の温度、測温センサー６から入力さ
れる加速冷却された素管の冷却終了温度、操作卓１０か
ら入力される素管寸法（外径、肉厚）、および別途入力
される冷却ゾーン２の水量密度、水温、素管回転数、冷
却目標温度に基いて冷却目標時間を演算し、素管を搬送
することなく回転させながら冷却して冷却終了温度を実
測し、素管の冷却終了温度が冷却目標温度となるよう冷
却時間をフィードバック制御するよう構成する。
【００１３】さらに演算制御装置９は、前記入力された
素管寸法（外径、肉厚）、再加熱炉３の装入時の素管温
度（最大、最小、平均）および測温センサー８から入力
される再加熱炉３の炉内雰囲気温度、再加熱目標温度に
基いて、再加熱炉３における素管の在炉時間を演算する
と共に、測温センサー７から入力される再加熱された素
管温度が再加熱目標温度と一致するよう、演算した素管
の在炉時間にフィードバックして再加熱炉３出側素管温
度を制御するよう構成されている。なお、在炉時間の制
御は、ウオーキングビームによる送りサイクルタイムを
調整することにより行われる。
素管寸法（外径、肉厚）、再加熱炉３の装入時の素管温
度（最大、最小、平均）および測温センサー８から入力
される再加熱炉３の炉内雰囲気温度、再加熱目標温度に
基いて、再加熱炉３における素管の在炉時間を演算する
と共に、測温センサー７から入力される再加熱された素
管温度が再加熱目標温度と一致するよう、演算した素管
の在炉時間にフィードバックして再加熱炉３出側素管温
度を制御するよう構成されている。なお、在炉時間の制
御は、ウオーキングビームによる送りサイクルタイムを
調整することにより行われる。
【００１４】上記のとおり構成したことによって、マン
ドレルミル１で延伸圧延された素管の温度分布は、図２
に示すとおり管軸方向に温度バラツキがあるが、外表面
冷却シャワーの水量密度を管軸方向の温度分布に対応し
て、図３に示すとおり、高温の素管先端部分が高水量密
度領域となるよう、また、低温の素管後端部分が低水量
密度領域となるよう冷却ゾーン２の図示しないシャワー
水量を制御し、素管を搬送することなく回転させながら
冷却するから、素管の管軸方向における温度バラツキを
１６６℃から１０２℃と大幅に低減することができた。
ドレルミル１で延伸圧延された素管の温度分布は、図２
に示すとおり管軸方向に温度バラツキがあるが、外表面
冷却シャワーの水量密度を管軸方向の温度分布に対応し
て、図３に示すとおり、高温の素管先端部分が高水量密
度領域となるよう、また、低温の素管後端部分が低水量
密度領域となるよう冷却ゾーン２の図示しないシャワー
水量を制御し、素管を搬送することなく回転させながら
冷却するから、素管の管軸方向における温度バラツキを
１６６℃から１０２℃と大幅に低減することができた。
【００１５】また、測温センサー５から入力される素管
の冷却前の温度、測温センサー６から入力される加速冷
却された素管の冷却終了温度、操作卓１０から入力され
る素管寸法（外径、肉厚）、および別途入力される冷却
ゾーン２の水量密度、水温、素管回転数、冷却目標温度
に基いて冷却目標時間を演算し、素管を搬送することな
く回転させながら冷却し、素管の冷却終了温度、水温を
冷却目標時間の演算にフィードバックして素管の冷却終
了温度を制御するから、冷却終了時の素管温度を所定の
温度範囲に制御することができる。
の冷却前の温度、測温センサー６から入力される加速冷
却された素管の冷却終了温度、操作卓１０から入力され
る素管寸法（外径、肉厚）、および別途入力される冷却
ゾーン２の水量密度、水温、素管回転数、冷却目標温度
に基いて冷却目標時間を演算し、素管を搬送することな
く回転させながら冷却し、素管の冷却終了温度、水温を
冷却目標時間の演算にフィードバックして素管の冷却終
了温度を制御するから、冷却終了時の素管温度を所定の
温度範囲に制御することができる。
【００１６】さらに、素管寸法（外径、肉厚）、再加熱
炉３の装入時の素管温度（最大、最小、平均）および測
温センサー８から入力される再加熱炉３の炉内雰囲気温
度、再加熱目標温度に基いて、再加熱炉３における素管
の在炉時間を演算すると共に、測温センサー７から入力
される再加熱された素管温度が再加熱目標温度に一致す
るよう素管の在炉時間の演算にフィードバックして再加
熱炉３出側素管温度を制御するから、レデューサミル４
に供給される素管の温度が所定の温度範囲に制御され、
かつ、管軸方向の温度バラツキも低減できるから、管軸
方向における機械的特性バラツキの少ない製品を製造す
ることができる。
炉３の装入時の素管温度（最大、最小、平均）および測
温センサー８から入力される再加熱炉３の炉内雰囲気温
度、再加熱目標温度に基いて、再加熱炉３における素管
の在炉時間を演算すると共に、測温センサー７から入力
される再加熱された素管温度が再加熱目標温度に一致す
るよう素管の在炉時間の演算にフィードバックして再加
熱炉３出側素管温度を制御するから、レデューサミル４
に供給される素管の温度が所定の温度範囲に制御され、
かつ、管軸方向の温度バラツキも低減できるから、管軸
方向における機械的特性バラツキの少ない製品を製造す
ることができる。
【００１７】実施例２ Ｃ：０．３６％、Ｍｎ：１．６２％、Ｖ：０．０８０
％、Ｔｉ：０．０２６％、Ｎ：０．００００４８％の鋼
片を、回転炉床式加熱炉で９００〜１３００℃に加熱し
たのち、穿孔圧延機を用いて穿孔圧延し、８００℃以上
の仕上げ温度でマンドレルミルにより延伸圧延を行った
のち、８００〜４００℃の温度範囲を５〜１００℃／ｍ
ｉｎの冷却速度で４００℃以下まで急冷し、ついでオー
ステナイトの形成がないＡｃ3〜Ａｃ3＋５０℃に再加熱
したのち、レデューサを用い、５％以上の断面減少率で
縮径加工し、以後空冷して外径１３９．７ｍｍ、肉厚
７．９５ｍｍ、外径１１４．３ｍｍ、肉厚７．０９ｍ
ｍ、外径７３．０ｍｍ、肉厚５．５７ｍｍの引張強さ８
０ｋｇｆ／ｍｍ2グレードの継目無鋼管を製造した。そ
の場合において、実施例１と同様の構成により、マンド
レルミルで熱間圧延した素管の管軸方向の温度分布に合
わせて外表面冷却シャワーの水量密度を制御し、素管寸
法、素管冷却前温度、水量密度、水温、素管回転数に基
いて冷却目標時間を決定し、冷却終了温度を実測して冷
却時間にフィードバックして制御すると共に、素管寸
法、再加熱炉装入時の素管温度、炉内雰囲気温度に基い
て在炉時間を決定し、素管を搬送することなく回転させ
ながら冷却し、再加熱炉出側素管温度を実測して在炉時
間にフィードバックして制御した本発明法の場合と、マ
ンドレルミルで熱間圧延した素管の平均温度に基いて外
表面冷却シャワーの水量を制御し、素管寸法、素管冷却
前温度、水量、水温、素管回転数に基いて冷却時間を制
御すると共に、素管寸法、再加熱炉装入時の素管温度、
炉内雰囲気温度に基いて在炉時間を制御した従来法のそ
れぞれについて、引張特性ならびに圧延方向と平行なら
びに直角方向の破面遷移温度を測定して目標値と比較し
た。その結果を外径１３９．７ｍｍ、肉厚７．９５ｍｍ
をＡ、外径１１４．３ｍｍ、肉厚７．０９ｍｍをＢ、外
径７３．０ｍｍ、肉厚５．５７ｍｍをＣとして図４に本
発明法を、図５に従来法を示す。また、外径１３９．７
ｍｍ、肉厚７．９５ｍｍの継目無鋼管について、本発明
法と従来法のそれぞれについて、管軸方向別の強度バラ
ツキを測定した。その結果を図６に本発明法を、図７に
従来法を示す。
％、Ｔｉ：０．０２６％、Ｎ：０．００００４８％の鋼
片を、回転炉床式加熱炉で９００〜１３００℃に加熱し
たのち、穿孔圧延機を用いて穿孔圧延し、８００℃以上
の仕上げ温度でマンドレルミルにより延伸圧延を行った
のち、８００〜４００℃の温度範囲を５〜１００℃／ｍ
ｉｎの冷却速度で４００℃以下まで急冷し、ついでオー
ステナイトの形成がないＡｃ3〜Ａｃ3＋５０℃に再加熱
したのち、レデューサを用い、５％以上の断面減少率で
縮径加工し、以後空冷して外径１３９．７ｍｍ、肉厚
７．９５ｍｍ、外径１１４．３ｍｍ、肉厚７．０９ｍ
ｍ、外径７３．０ｍｍ、肉厚５．５７ｍｍの引張強さ８
０ｋｇｆ／ｍｍ2グレードの継目無鋼管を製造した。そ
の場合において、実施例１と同様の構成により、マンド
レルミルで熱間圧延した素管の管軸方向の温度分布に合
わせて外表面冷却シャワーの水量密度を制御し、素管寸
法、素管冷却前温度、水量密度、水温、素管回転数に基
いて冷却目標時間を決定し、冷却終了温度を実測して冷
却時間にフィードバックして制御すると共に、素管寸
法、再加熱炉装入時の素管温度、炉内雰囲気温度に基い
て在炉時間を決定し、素管を搬送することなく回転させ
ながら冷却し、再加熱炉出側素管温度を実測して在炉時
間にフィードバックして制御した本発明法の場合と、マ
ンドレルミルで熱間圧延した素管の平均温度に基いて外
表面冷却シャワーの水量を制御し、素管寸法、素管冷却
前温度、水量、水温、素管回転数に基いて冷却時間を制
御すると共に、素管寸法、再加熱炉装入時の素管温度、
炉内雰囲気温度に基いて在炉時間を制御した従来法のそ
れぞれについて、引張特性ならびに圧延方向と平行なら
びに直角方向の破面遷移温度を測定して目標値と比較し
た。その結果を外径１３９．７ｍｍ、肉厚７．９５ｍｍ
をＡ、外径１１４．３ｍｍ、肉厚７．０９ｍｍをＢ、外
径７３．０ｍｍ、肉厚５．５７ｍｍをＣとして図４に本
発明法を、図５に従来法を示す。また、外径１３９．７
ｍｍ、肉厚７．９５ｍｍの継目無鋼管について、本発明
法と従来法のそれぞれについて、管軸方向別の強度バラ
ツキを測定した。その結果を図６に本発明法を、図７に
従来法を示す。
【００１８】図４に示す本発明法の場合は、降伏応力
（ＹＳ）、引張強さ（ＴＳ）ならびに圧延方向と平行
（Ｌ）ならびに直角方向（Ｔ）のＶシャルピー破面遷移
温度（ｖＴｒｓ）のいずれもが、スペックあるいは目標
値をクリアーしているが、図５に示す従来法の場合は、
加工度の少ないＡのＶシャルピー破面遷移温度（ｖＴｒ
ｓ）については社内目標値を外れていると共に、加工度
が少ないほど降伏応力（ＹＳ）、引張強さ（ＴＳ）とも
バラツキが大きいものとなっている。また、図６に示す
本発明法の場合は、管軸方向別の強度バラツキが極めて
少ないのに対し、図７に示す従来法の場合は、管軸方向
別の強度バラツキが本発明法に比較して大きくなってい
る。
（ＹＳ）、引張強さ（ＴＳ）ならびに圧延方向と平行
（Ｌ）ならびに直角方向（Ｔ）のＶシャルピー破面遷移
温度（ｖＴｒｓ）のいずれもが、スペックあるいは目標
値をクリアーしているが、図５に示す従来法の場合は、
加工度の少ないＡのＶシャルピー破面遷移温度（ｖＴｒ
ｓ）については社内目標値を外れていると共に、加工度
が少ないほど降伏応力（ＹＳ）、引張強さ（ＴＳ）とも
バラツキが大きいものとなっている。また、図６に示す
本発明法の場合は、管軸方向別の強度バラツキが極めて
少ないのに対し、図７に示す従来法の場合は、管軸方向
別の強度バラツキが本発明法に比較して大きくなってい
る。
【００１９】
【発明の効果】以上述べたとおり、この発明の継目無鋼
管のオンライン加工熱処理における温度制御方法によれ
ば、冷却終了時の素管管軸方向の温度バラツキを大幅に
低減できると共に、再加熱炉出側素管温度を所定温度に
管理することができ、製品継目無鋼管の管軸方向におけ
る機械的性質のバラツキを低減して高靭性・高強度の継
目無鋼管を得ることができる。
管のオンライン加工熱処理における温度制御方法によれ
ば、冷却終了時の素管管軸方向の温度バラツキを大幅に
低減できると共に、再加熱炉出側素管温度を所定温度に
管理することができ、製品継目無鋼管の管軸方向におけ
る機械的性質のバラツキを低減して高靭性・高強度の継
目無鋼管を得ることができる。
【図１】この発明の継目無鋼管のオンライン加工熱処理
における温度制御方法の系統図である。
における温度制御方法の系統図である。
【図２】冷却前の素管管軸方向位置と素管温度との関係
の一例を示すグラフである。
の一例を示すグラフである。
【図３】素管管軸方向位置と素管温度と水量密度との関
係を示す模式図である。
係を示す模式図である。
【図４】実施例２における本発明法の引張特性ならびに
圧延方向と平行ならびに直角方向のＶシャルピー破面遷
移温度の実測値と目標値を示すグラフである。
圧延方向と平行ならびに直角方向のＶシャルピー破面遷
移温度の実測値と目標値を示すグラフである。
【図５】実施例２における従来法の引張特性ならびに圧
延方向と平行ならびに直角方向のＶシャルピー破面遷移
温度の実測値と目標値を示すグラフである。
延方向と平行ならびに直角方向のＶシャルピー破面遷移
温度の実測値と目標値を示すグラフである。
【図６】実施例２における本発明法の管軸方向別の強度
バラツキを示すグラフである。
バラツキを示すグラフである。
【図７】実施例２における従来法の管軸方向別の強度バ
ラツキを示すグラフである。
ラツキを示すグラフである。
【図８】従来のオンライン加工熱処理におけるヒートパ
ターンを示す模式図である。
ターンを示す模式図である。
１ マンドレルミル ２ 冷却ゾーン ３ 再加熱炉 ４ レデューサミル ５、６、７、８ 測温センサー ９ 演算制御装置 １０ 操作卓 １１ ＣＲＴ画面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−96215（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−33058（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−253112（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−227509（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−219412（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−116205（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭58−14487（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- 【請求項１】 再加熱炉を有するマンネスマン・マンド
レルミルラインでの継目無鋼管製造におけるオンライン
加工熱処理において、マンドレルミルで熱間圧延した素
管の管軸方向の温度分布に合わせて外表面冷却シャワー
の水量密度を制御し、素管寸法、素管冷却前温度、水量
密度、水温、素管回転数、冷却目標温度に基いて冷却目
標時間を決定し、素管を搬送することなく回転させなが
ら冷却して冷却終了温度を実測し、冷却終了温度が冷却
目標温度となるよう冷却時間をフィードバック制御する
と共に、素管寸法、再加熱炉装入時の素管温度、炉内雰
囲気温度、再加熱目標温度に基いて在炉時間を決定し、
再加熱炉出側素管温度を実測して出側素管温度が再加熱
目標温度となるよう在炉時間をフィードバック制御する
ことを特徴とする継目無鋼管の加工熱処理における温度
制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05050098A JP3081729B2 (ja) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | 継目無鋼管の加工熱処理における温度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05050098A JP3081729B2 (ja) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | 継目無鋼管の加工熱処理における温度制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06240362A JPH06240362A (ja) | 1994-08-30 |
| JP3081729B2 true JP3081729B2 (ja) | 2000-08-28 |
Family
ID=12849601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05050098A Expired - Lifetime JP3081729B2 (ja) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | 継目無鋼管の加工熱処理における温度制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3081729B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9750378B2 (en) | 2008-12-22 | 2017-09-05 | Pourty International Limited | Potty |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3422136B2 (ja) * | 1995-07-06 | 2003-06-30 | 株式会社デンソー | 自動車用空調装置 |
| CN115141919B (zh) * | 2022-05-31 | 2023-12-15 | 中冶华天工程技术有限公司 | 一种绿色化优棒在线热处理方法 |
| CN117463799B (zh) * | 2023-12-28 | 2024-03-22 | 江苏宏宝优特管业制造有限公司 | 热轧钢管生产过程的温度控制方法及系统 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5814487A (ja) * | 1981-07-17 | 1983-01-27 | 株式会社東芝 | 電気炉用ヒ−タ |
| JPS61253112A (ja) * | 1985-05-02 | 1986-11-11 | Nippon Steel Corp | 鋼板の冷却制御方法 |
| JPS6396215A (ja) * | 1986-10-09 | 1988-04-27 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 強靭鋼管の製造方法 |
| JPH0533058A (ja) * | 1991-07-31 | 1993-02-09 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 鋼管の熱処理方法 |
-
1993
- 1993-02-15 JP JP05050098A patent/JP3081729B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9750378B2 (en) | 2008-12-22 | 2017-09-05 | Pourty International Limited | Potty |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06240362A (ja) | 1994-08-30 |
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