JP3129064B2 - 継目無鋼管の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続鋳造によって得ら
れた鋳片を用いて継目無鋼管を製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】継目無鋼管の製造方法としては、マンネ
スマン製管法が一般的である。このマンネスマン製管法
は、円形断面を有する中実丸棒、いわゆる丸ビレットを
加熱炉にて所定温度に加熱した後、傾斜圧延機で穿孔圧
延して中空素管と成し、この中空素管をマンドレルミ
ル、エロンゲータ、プラグミル等の延伸圧延機で肉厚を
減じた後、ストレッチレデューサ、サイザー等の絞り圧
延機で外径を減じて最終製品である鋼管となすのであ
る。

【０００３】このマンネスマン製管法で使用する丸ビレ
ットとしては、連続鋳造された略円形断面の鋳片を直接
使用する場合や、連続鋳造された略円形あるいは多角形
断面を有する鋳片を分塊工程で圧延、鍛造等の加工を施
して丸ビレットと成した後に使用する場合がある。な
お、かかる丸ビレットは連続鋳造したまま、あるいは圧
延・鍛造したままのいわゆる黒皮ビレットの状態で使用
されるのが一般的であるが、一部外削した後使用される
場合もある。

【０００４】ところで、連続鋳造された鋳片は、鋳造時
の最終凝固位置に相当する鋳片の横断面中心部に、軸方
向に不連続の空隙を有しており、この空隙が穿孔圧延時
に十分に圧着されないで管内面に露出して管内面疵とな
る場合がある。また、空隙を圧着しようとして分塊工程
を経たものを丸ビレットとして使用した場合でも空隙が
十分に圧着されないで、穿孔圧延時に管内面疵となるこ
とがあり、完全には管内面疵の発生を防止できない。

【０００５】そこで、特公平５−４７２８３号公報に
て、連続鋳造ままの中実丸ビレット内部のＶ偏析帯がプ
ラグに対して凹状をなす状態で穿孔圧延することによっ
てメタルフローを滑らかにし、管内面疵の発生を防止し
ようとする継目無鋼管の製造方法が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この特公平５
−４７２８３号公報で提案されている方法は、管内面疵
の発生を防止することに対して一定の効果を有するもの
ではあるが、完全には管内面疵の発生を防止できない。
特に、大きい空隙を有する丸ビレットを穿孔圧延する場
合には管内面疵の発生を防止できないという問題があ
る。

【０００７】なお、穿孔圧延を行う前に、分塊工程にお
いて丸ビレット内部の空隙を確実かつ完全に圧着させる
ことは可能であるが、必要となる設備が巨大となり、経
済的に実現は困難である。

【０００８】そこで、本発明は上記した問題に鑑みて成
されたものであり、丸ビレット内に存在する空隙によっ
て発生する管内面疵を可及的に防止できる継目無鋼管の
製造方法を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意実験を
重ねた結果、管内面疵に対して以下の知見を得た。 丸ビレットの中心部に存在する空隙が、穿孔圧延時に
管内面に露出して管内面疵となる。 丸ビレット内に存在する空隙の表面は、鋳造時にほと
んど酸化されないので、丸ビレットに十分な変形を与え
れば内部空隙は圧着し、管内面疵の原因とはならない。 マンネスマン製管法の穿孔工程における変形は、分塊
工程の変形と比べて加工度が高く、空隙を圧着するには
十分である。

【００１０】本発明の継目無鋼管の製造方法は、上記し
た知見に基づいて成されたものであり、連続鋳造によっ
て得られた中実丸ビレットを穿孔圧延して継目無鋼管を
製造する方法において、鋳造時に発生する内部空隙が横
断面中心から直径の３％の範囲内には存在しないように
成した中実丸ビレットを使用するのである。

【００１１】本発明において使用する中実丸ビレット
を、連続鋳造時に発生する内部空隙、具体的には前記内
部空隙の一部分もビレットの横断面中心からその直径の
３％の範囲内には存在しない状態のビレットとしたのは
以下の理由による。すなわち、本発明対象の穿孔圧延に
あっては、理論上、ビレットの半径部分が穿孔圧延後に
得られる中空素管の肉厚となり、ビレットの中心が素管
内面となるので、前記の内部空隙部分がビレットの中心
上に存在しない限り肉厚内に存在して圧着され、素管内
面に現れないから内面疵が発生することはない。しかし
ながら、真円の中実丸ビレットを得ることは工業的に事
実上不可能であり、且つまた、穿孔圧延に際してプラグ
中心と中実丸ビレット中心を完全に一致させた状態で圧
延することも事実上不可能であることから、数多くの実
験を行い、中実丸ビレットの横断面中心からその直径の
３％の範囲内に前記内部空隙が存在しない場合に限って
内面疵が発生しないという事実を初めて見出したのであ
る。

【００１２】本発明の継目無鋼管の製造方法では、空隙
が横断面中心から直径の３％の範囲内には存在しないよ
うに成した中実丸ビレットを使用し、穿孔圧延時に空隙
が管内面に露出しないようにしているのである。

【００１３】本発明の継目無鋼管の製造方法に使用する
横断面中心から直径の３％の範囲内に空隙が存在しない
中実丸ビレットは、連続鋳造時の丸鋳片外面からの水等
による冷却を鋳片横断面の円周方向に不均一とすること
によって製造したり、あるいは素材鋼種等によって丸鋳
片外面性状を良好とするのが難しく鋳造後に丸鋳片外面
を切削加工せざるを得ない場合等には、丸鋳片断面中心
に対して偏心状に切削加工を実施することによって製造
したり、略丸形又は多角形の断面形状に連続鋳造した鋳
片を分塊圧延して中実丸ビレットにする場合には、通常
の分塊圧延によって中心部に内部空隙が存在するビレッ
トを得、これを前記同様に偏心外削加工して製造する
か、もしくは分塊工程において鋳片を不均一に加熱する
ことによって、あるいは圧延ロール等の加工工具の形状
を調整することによって非対称な変形を与えることによ
って製造する。

【００１４】

【作用】本発明の継目無鋼管の製造方法は、鋳造時に発
生する内部空隙が横断面中心から直径の３％の範囲内に
は存在しないように成した中実丸ビレットを穿孔圧延す
るので、傾斜ロール及びプラグによる穿孔圧延時には、
内部空隙は管内面に露出することなく圧着される。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付した図面に基
づいて説明する。図１は本発明方法での加工状態を示す
図である。

【００１６】図面において、１は傾斜状に配置された２
個で対を成す鼓型ロール（以下、単に「ロール」とい
う）であり、これらロール１と、ロール１間に配置した
プラグ２とにより、スパイラル状に回転しつつ前進させ
られる中実丸ビレットＡを穿孔圧延して中空素管Ｂに形
成する。このとき、中実丸ビレットＡ内部の中心から直
径の３％の範囲外に存在する空隙３は、中空素管Ｂの表
面に露出せずに、肉厚内で圧延による変形を与えられて
圧着する。

【００１７】次に本発明方法の効果を確認するために行
った実験結果について説明する。 〔実施例１〕直径１９０ｍｍの円形断面を有する鋳片を
連続鋳造し、Ｘ線透視して鋳片内部に存在する空隙の位
置・大きさを確認した後に切削加工を施して、直径６０
ｍｍ、長さ１ｍの空隙の位置が異なる３つの丸ビレット
Ａ・Ｂ・Ｃを作成した。なお、ビレットＡ内の空隙は断
面中心より２ｍｍ離れた位置に存在するように、ビレッ
トＢ・Ｃ内の空隙は断面中心上に存在するように作成し
た。

【００１８】これらのビレットＡ・Ｂ・Ｃを加熱炉で１
２００ ^OＣに加熱した後に穿孔圧延を行い、外径６３ｍ
ｍ、肉厚５ｍｍ、長さ約３．１ｍの中空素管を製造し
た。なお、ビレットＢはＶ偏析帯がプラグに対して凹状
をなす状態で穿孔圧延し、またビレットＣはＶ偏析帯が
プラグに対して凸状をなす状態で穿孔圧延した。製造本
数は各々３０本で、ビレットの材質は炭素鋼（０．２重
量％Ｃ）、Ｍｎ鋼（０．３５重量％Ｃ−１．３重量％Ｍ
ｎ）、Ｃｒ−Ｍｏ鋼（０．１重量％Ｃ−０．４重量％Ｍ
ｎ−５重量％Ｃｒ−Ｏ．５重量％Ｍｏ）、ステンレス鋼
（１８重量％Ｃｒ−８重量％Ｎｉ）の４種類である。

【００１９】そして、得られた中空素管について超音波
探傷装置を用い管肉厚中間部の割れおよび管内面疵の調
査を行った。調査の結果をビレット毎に疵発生総個数と
して次の表１に示す。表１より、中空素管の疵発生を防
止するには、本発明方法の方が有効であることは明らか
である。

【００２０】

【表１】

【００２１】〔実施例２〕横断面中心上に空隙を有す
る、２５０ｍｍ角の矩形形状の鋳片を連続鋳造し、これ
を直径１９０ｍｍの円形鋼片に分塊圧延した後に、それ
ぞれ実施例１のＡ・Ｂ・Ｃと同様な位置に空隙を配置し
た直径６０ｍｍ、長さ１ｍの３つの丸ビレットＤ・Ｅ・
Ｆを作成し、これらを穿孔圧延し、外径６３ｍｍ、肉厚
５ｍｍ、長さ約３．１ｍの中空素管を製造した後、超音
波探傷装置によって管内面疵等を調査した。そして、調
査の結果をビレット毎に疵発生総個数として次の表２に
示す。

【００２２】なお、実施例１と同様に、ビレットＥはＶ
偏析帯がプラグに対して凹状をなす状態で穿孔圧延し、
ビレットＦはＶ偏析帯がプラグに対して凸状を成す状態
で穿孔圧延した。製造本数は各々３０本で、ビレットの
材質は実施例１と同様の炭素鋼、Ｍｎ鋼、Ｃｒ−Ｍｏ
鋼、ステンレス鋼の４種類である。

【００２３】

【表２】

【００２４】表２より、角鋳片を分塊圧延した丸ビレッ
トを用いて穿孔圧延し、中空素管を製造する場合にも、
従来方法と比べて、本発明方法の方が疵発生の防止には
有効であることは明らかである。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の継目無鋼
管の製造方法は、穿孔圧延時にビレット内部に存在する
空隙が露出しないので、連続鋳造した鋳片をビレットに
用いて穿孔圧延する場合にも、連続鋳造した鋳片を分塊
圧延してビレットに用いて穿孔圧延する場合にも管内面
疵の発生を防止して継目無鋼管を製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法での加工状態を示す図である。

【符号の説明】 １ ロール ２ プラグ ３ 空隙 Ａ 中実丸ビレット Ｂ 中空素管

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続鋳造によって得られた中実丸ビレッ
   トを穿孔圧延して継目無鋼管を製造する方法において、
   鋳造時に発生する内部空隙が横断面中心から直径の３％
   の範囲内には存在しないように成した中実丸ビレットを
   使用することを特徴とする継目無鋼管の製造方法。