JP3232857B2 - Manufacturing method of stainless steel seamless pipe - Google Patents
Manufacturing method of stainless steel seamless pipeInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はステンレス継目無鋼管、
特にフェライト系ステンレス継目無鋼管、2相ステンレ
ス継目無鋼管、オーステナイト系ステンレス継目無鋼管
をマンネスマン−マンドレルミル方式により製造する方
法に関するものである。The present invention relates to a stainless steel seamless steel pipe,
In particular, the present invention relates to a method for manufacturing a ferritic stainless steel seamless steel pipe, a duplex stainless steel seamless steel pipe, and an austenitic stainless steel seamless steel pipe by a Mannesmann-mandrel mill method.
【0002】[0002]
【従来の技術】継目無鋼管は一般に、ピアサー穿孔圧延
後にマンドレルミル方式、プラグミル方式、アッセルミ
ル方式等による延伸圧延を行うマンネルマン圧延法、あ
るいはユジーンセジュネル方式、エアハルトプッシュベ
ンチ方式等の熱間押出法で製造されているが、比較的小
径寸法の製管には、寸法精度および生産性で優れている
マンドレルミル圧延法が広く利用されている。2. Description of the Related Art A seamless steel pipe is generally subjected to a Mannermann rolling method in which piercer piercing and rolling is followed by elongation rolling by a mandrel mill method, a plug mill method, an Assel mill method, or a hot extrusion method such as a Eugene Sejournel method or an Erhard push bench method. The mandrel mill rolling method, which is excellent in dimensional accuracy and productivity, is widely used for pipes having relatively small diameters.
【0003】マンドレルミル方式では、例えば後述する
図1に示すように、素材ビレット1を回転炉床式加熱炉
2によって所定温度(通常1100℃〜1300℃)に加熱した
後、マンネスマンピアサー3によって穿孔圧延して中空
素管4Aを製造した後、マンドレルミル5によって延伸圧
延する。延伸圧延機であるマンドレルミル5では、マン
ドレルバー6の表面に熱間圧延用潤滑剤を塗布し、この
マンドレルバー6を中空素管4Aの内部に挿入して、マン
ドレルバー6と孔型ロール7とで減肉、延伸圧延する。
マンドレルミルでの圧延温度は、素管温度が圧延入側で
は1050℃から1200℃の範囲、圧延出側では 800℃から10
00℃の範囲となるのが一般的である。マンドレルミルに
よって減肉、延伸圧延された中空素管は、通常、仕上げ
圧延用素管4Bと呼ばれる。In the mandrel mill method, for example, as shown in FIG. 1 to be described later, a material billet 1 is heated to a predetermined temperature (usually 1100 ° C. to 1300 ° C.) by a rotary hearth type heating furnace 2 and then perforated by a mannes man piercer 3. After rolling to produce the hollow shell 4A, it is stretched and rolled by the mandrel mill 5. In the mandrel mill 5 which is an elongation rolling machine, a lubricant for hot rolling is applied to the surface of the mandrel bar 6 and the mandrel bar 6 is inserted into the hollow shell 4A, and the mandrel bar 6 and the grooved roll 7 are inserted. And elongation rolling.
The rolling temperature in the mandrel mill is in the range of 1050 ° C to 1200 ° C on the inlet side of the roll, and 800 ° C to 10 ° C on the outlet side of the rolling.
It is generally in the range of 00 ° C. The hollow shell subjected to wall thinning and elongation rolling by a mandrel mill is usually referred to as a finish rolling base tube 4B.
【0004】仕上げ圧延用素管4Bは、再加熱炉11によっ
て所定温度( 850℃〜1100℃)に再加熱された後、スト
レッチレデューサ12等の仕上げ圧延機により管の外径を
所定サイズに縮径されて、仕上管13となる。その後、図
1には示していないが、必要により固溶化処理のための
熱処理、管内面の浸炭部を除去するための内面研削、ま
たはスケールを除去するための酸洗等の工程を経て製品
となる。[0004] The finishing tube 4B is reheated to a predetermined temperature (850 ° C to 1100 ° C) by a reheating furnace 11, and then the outer diameter of the tube is reduced to a predetermined size by a finishing rolling machine such as a stretch reducer 12. It is diametered and becomes the finish pipe 13. After that, although not shown in FIG. 1, if necessary, the product is subjected to a heat treatment for solution treatment, an inner surface grinding for removing a carburized portion on the inner surface of the pipe, or an acid washing for removing scale, and the like. Become.
【0005】マンドレルミルを用いる延伸圧延におい
て、圧延負荷の増大にともなってマンドレルバー6の摩
耗焼付が発生したり、あるいは圧延される中空素管4Aの
内面に焼付に起因したキズが発生する場合がある。この
ため、熱間での潤滑性に優れた熱間圧延用潤滑剤をマン
ドレルバーの表面に塗布して、マンドレルミル圧延を行
う必要がある。このような潤滑剤としては、安価でかつ
優れた潤滑性能を発揮することから、黒鉛を主成分とす
る潤滑剤が広く使用されている。[0005] In elongation rolling using a mandrel mill, wear and seizure of the mandrel bar 6 may occur as the rolling load increases, or scratches due to seizure may occur on the inner surface of the hollow shell 4A to be rolled. is there. For this reason, it is necessary to apply a lubricant for hot rolling excellent in hot lubricity to the surface of the mandrel bar and perform mandrel mill rolling. As such a lubricant, a lubricant containing graphite as a main component is widely used because it is inexpensive and exhibits excellent lubrication performance.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】フェライト系(特に13
Cr系)、2相系、あるいはオーステナイト系ステンレス
鋼の比較的低炭素濃度の材料を用いて、上記の黒鉛を主
成分とする潤滑剤を塗布したマンドレルバーを挿入して
マンドレルミル圧延を実施すると、管内面に黒鉛が圧着
し、その後の仕上げ圧延用素管の再加熱時に、炉内雰囲
気中の酸素と反応して、仕上げ圧延用素管の内面に浸炭
が発生する場合がある。このように管の内面に浸炭が発
生したステンレス鋼管は、耐食性が著しく劣化する。[Problems to be Solved by the Invention] Ferrite (especially 13
When a mandrel bar coated with a lubricant containing graphite as a main component is inserted into a mandrel mill using a relatively low-carbon material such as a Cr-based, two-phase, or austenitic stainless steel, and mandrel mill rolling is performed. Then, graphite is pressed against the inner surface of the tube, and when the raw tube for finish rolling is reheated thereafter, it reacts with oxygen in the atmosphere in the furnace to cause carburization on the inner surface of the raw tube for finish rolling. As described above, the corrosion resistance of a stainless steel pipe in which carburization has occurred on the inner surface of the pipe is significantly deteriorated.
【0007】内面浸炭の発生を防ぎ鋼管の耐食性を確保
するために、マンドレルミル圧延直後の仕上げ圧延用素
管の内面を厚さ20〜50μm程度を除去した後、仕上げ圧
延をするオーステナイト系ステンレス鋼管の製造方法の
提案があるが(特開平4-111907参照)、この方法では素
管内面の浸炭部を除去するために、研磨または切削する
新たな工程が必要となり、コストが著しく上昇する。[0007] In order to prevent the occurrence of carburization on the inner surface and ensure the corrosion resistance of the steel pipe, an austenitic stainless steel pipe which is subjected to finish rolling after removing about 20 to 50 µm of the thickness of the inner surface of the finish rolling pipe immediately after the mandrel mill rolling. (See Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-111907), this method requires a new step of polishing or cutting in order to remove the carburized portion on the inner surface of the raw tube, which significantly increases the cost.
【0008】また、Sb、Snを鋼中に添加して耐浸炭性能
を向上させたオーステナイト系ステンレス鋼を素材とし
た使用することにより、耐食性を確保することが特開昭
63-274741 号公報に開示されている。しかし、この方法
では、完全な耐浸炭性能を具備させるためには、Sb、Sn
を鋼中に多量に添加することが必要となるので、結果と
して、素材の熱間加工性を低下させ、圧延欠陥を多発さ
せる恐れがある。Further, it has been disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. H10 (1999) that the use of austenitic stainless steel which has been improved in carburization resistance by adding Sb and Sn to the steel and which is used as a material, ensures the corrosion resistance.
No. 63-274741. However, in this method, in order to provide complete carburization resistance, Sb, Sn
It is necessary to add a large amount of steel to steel, and as a result, the hot workability of the raw material may be reduced, and rolling defects may occur frequently.
【0009】更に、特開平4-294803号公報では、黒鉛を
含む潤滑剤を塗布したマンドレルバーを素管に挿入して
マンドレルミル圧延する際に、マンドレルバーと圧延素
管との間隙をCO2 、O2、水蒸気またはこれらの混合ガス
である酸化性ガスを満たした状態で圧延するマンドレル
ミルの圧延方法が提案されている。しかし、この圧延中
に酸化性ガスと反応して燃焼する黒鉛は極めて少量であ
り、大部分の黒鉛を管内面に付着させたまま圧延素管は
次工程に送られ、再加熱時、炉内雰囲気中の酸素の作用
によって浸炭を発生することになる。また、マンドレル
ミル圧延の際に使用する酸化性ガスとの反応によって
も、ガス中の酸素と潤滑剤中のCとが反応して、不可避
的に浸炭の原因となるCOガスを発生することになる。従
って、提案があった圧延方法では、圧延素管の浸炭防止
対策にはなり得ないのである。[0009] Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-294803, when a mandrel bar coated with a lubricant containing graphite is inserted into a base tube and subjected to mandrel mill rolling, a gap between the mandrel bar and the rolled base tube is reduced by CO 2. A rolling method for a mandrel mill has been proposed in which rolling is performed in a state of being filled with oxidizing gas, which is a mixture of O 2 , O 2 , steam, or a mixture thereof. However, the amount of graphite that reacts with the oxidizing gas and burns during this rolling is extremely small, and the rolled raw tube is sent to the next step with most of the graphite adhered to the inner surface of the tube. Carburization is caused by the action of oxygen in the atmosphere. Also, due to the reaction with the oxidizing gas used in the mandrel mill rolling, oxygen in the gas and C in the lubricant react to generate CO gas, which inevitably causes carburization. Become. Therefore, the proposed rolling method cannot be a measure for preventing carburization of the rolled tube.
【0010】本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑
み、フェライト系、2相系、あるいはオーステナイト系
のステンレス継目無鋼管を製造するにあたって、マンド
レルミル圧延で黒鉛系潤滑剤を採用する場合であって
も、仕上げ圧延用素管の内面に発生する浸炭を防ぎ、鋼
管の耐食性を劣化させることなく、安価に製造すること
ができる方法を確立することを課題としている。In view of the above-mentioned problems of the prior art, the present invention relates to a case in which a graphite-based lubricant is employed in mandrel mill rolling in producing a ferritic, two-phase, or austenitic stainless steel seamless pipe. Even if there is a problem, an object of the present invention is to establish a method capable of preventing carburization generated on the inner surface of a raw tube for finish rolling and inexpensively producing the steel tube without deteriorating the corrosion resistance of the steel tube.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明は、次の(1) およ
び(2) の製造方法を要旨としている。SUMMARY OF THE INVENTION The gist of the present invention is the following manufacturing methods (1) and (2).
【0012】(1) 黒鉛を主成分とする潤滑剤を用いたマ
ンドレルミル圧延によるステンレス継目無鋼管の製造方
法において、マンドレルミル圧延前の中空素管の内面に
酸化スケールを0.05〜5μmの厚さで生成させた後、マ
ンドレルミル圧延を行うことを特徴とするステンレス継
目無鋼管の製造方法。(1) In a method of manufacturing a stainless steel seamless tube by mandrel mill rolling using a lubricant containing graphite as a main component, an oxide scale having a thickness of 0.05 to 5 μm is formed on the inner surface of the hollow shell before the mandrel mill rolling. A method for producing a seamless stainless steel pipe, characterized in that a mandrel mill is rolled after forming the stainless steel pipe.
【0013】(2) 黒鉛を主成分とする潤滑剤を用いたマ
ンドレルミル圧延によるステンレス継目無鋼管の製造方
法において、マンドレルミル圧延後の管内面に内容積の
2倍以上の不活性ガスを通気した後、再加熱することを
特徴とするステンレス継目無鋼管の製造方法。(2) In a method of manufacturing a stainless steel seamless tube by mandrel mill rolling using a lubricant containing graphite as a main component, an inert gas having a volume not less than twice the inner volume is passed through the inner surface of the tube after the mandrel mill rolling. And then re-heating the stainless steel seamless pipe.
【0014】[0014]
【作用】マンドレルミル圧延時に仕上げ圧延用素管の内
面に付着した潤滑剤、具体的には、圧延時に大気中のO2
と反応燃焼することなく仕上げ圧延用素管内面に残留し
ている潤滑剤中の黒鉛は、その後の再加熱炉内での加熱
と雰囲気中の酸素との反応によって、活性化するととも
にCOガスを発生して、素管内面への拡散とガス浸炭を起
こす。[Function] Lubricant adhering to the inner surface of the finish rolling element tube during mandrel mill rolling, specifically, O 2 in the atmosphere during rolling
The graphite in the lubricant remaining on the inner surface of the finish rolling tube without reacting and burning is activated by the subsequent heating in the reheating furnace and the reaction with oxygen in the atmosphere, and at the same time, the CO gas is activated. Occurs, causing diffusion to the inner surface of the pipe and gas carburization.
【0015】上記の要因を前提として、さらに仕上げ圧
延用素管の内面浸炭の防止対策を確立するため、浸炭現
象を詳細に調査した結果、次の知見を得ることができ
た。On the premise of the above factors, the following findings were obtained as a result of a detailed investigation of the carburizing phenomenon in order to establish measures for preventing the inner surface of the finishing roll tube from being carburized.
【0016】 マンドレルミル圧延前の中空素管の内
表面状況と圧延後の浸炭発生状況との関係を調査する
と、中空素管の内表面が0.05〜5μm厚さの均一な酸化
スケールに覆われていると、圧延後、浸炭は発生しな
い。この酸化スケールが、素管内面への拡散とガス浸炭
に対する保護被膜として作用して、圧延後の仕上げ圧延
用素管の内面に発生する浸炭を防止する。Investigation of the relationship between the state of the inner surface of the hollow shell before the mandrel mill rolling and the state of occurrence of carburization after the rolling revealed that the inner surface of the hollow shell was covered with a uniform oxide scale having a thickness of 0.05 to 5 μm. No carburization occurs after rolling. This oxide scale acts as a protective film against diffusion to the inner surface of the raw tube and gas carburization, thereby preventing carburization occurring on the inner surface of the finished rolling raw tube after rolling.
【0017】 マンドレルミル圧延後の仕上げ圧延用
素管の内面雰囲気と浸炭発生状況との関係を詳細に検討
した結果によれば、仕上げ圧延用素管内面を不活性ガス
を通気(パージ)した後、再加熱炉に装入すれば、素管
内面には浸炭は発生しない。According to the result of a detailed study of the relationship between the inner surface atmosphere of the finish rolling element tube after the mandrel mill rolling and the state of occurrence of carburization, the inner surface of the finish rolling element pipe was purged with an inert gas (purged). If it is charged into the reheating furnace, no carburization occurs on the inner surface of the raw tube.
【0018】不活性ガスの通気によって、素管内面での
COガスの発生が抑制されるとともに、黒鉛の活性化も阻
止できて、再加熱後の仕上げ圧延用素管の浸炭発生を防
止できる。通気に採用できる不活性ガスとしては、Ar、
N2、Heがあげられる。[0018] By the ventilation of inert gas,
The generation of CO gas can be suppressed and the activation of graphite can be prevented, so that the occurrence of carburization of the finish rolling element tube after reheating can be prevented. Inert gases that can be used for ventilation include Ar,
N 2 and He are mentioned.
【0019】本発明は、上記の知見に基づいて完成され
たものであり、SUS405等のフェライト系、SUS329等の2
相系、SUS304, SUS310, SUS316, SUS321, SUS347等のオ
ーステナイト系のステンレス継目無鋼管のすべての製造
方法に適用できるものである。The present invention has been completed on the basis of the above findings, and includes ferrites such as SUS405, and ferrites such as SUS329.
It can be applied to all methods of manufacturing austenitic stainless seamless steel pipes such as SUS304, SUS310, SUS316, SUS321, and SUS347.
【0020】図1は、本発明のマンドレルミル方式によ
る継目無鋼管の製造要領を示す工程図であり、マンドレ
ルバー抜取り後、不活性ガスを通気する工程を含めて示
している。以下、本発明の内容を、図1に基づいて説明
する。FIG. 1 is a process diagram showing the procedure for manufacturing a seamless steel pipe by the mandrel mill method of the present invention, including the step of venting an inert gas after removing the mandrel bar. Hereinafter, the contents of the present invention will be described with reference to FIG.
【0021】本発明のうち第1の発明(上記の知見に
基づくもの)は、素材ビレット1を例えば回転炉床式加
熱炉2で加熱後、マンネスマンピアサー3の穿孔圧延に
よって中空素管4Aを製造し、その後、中空素管の内面に
0.05〜5μm厚さの酸化スケールを生成させて、マンド
レルミル5圧延を行うことを特徴としている。In the first invention of the present invention (based on the above findings), a material blank 1 is heated, for example, in a rotary hearth heating furnace 2 and then a hollow shell 4 A is manufactured by piercing and rolling a Mannesmann piercer 3. And then on the inner surface of the hollow shell
The method is characterized in that an oxide scale having a thickness of 0.05 to 5 μm is generated and the mandrel mill 5 is rolled.
【0022】第1の発明では、中空素管4Aの内面に生成
する酸化スケールの厚さを0.05〜5μmに制御するのが
重要となる。酸化スケールの厚さが0.05μm未満である
場合には、酸化スケールが薄すぎるため、その後の再加
熱炉中での昇温と酸素との反応によって浸炭が発生す
る。In the first invention, it is important to control the thickness of the oxide scale formed on the inner surface of the hollow shell 4A to 0.05 to 5 μm. If the thickness of the oxide scale is less than 0.05 μm, the oxide scale is too thin, and carburization occurs due to the subsequent temperature increase in the reheating furnace and the reaction with oxygen.
【0023】一方、中空素管4A内面の酸化スケールの厚
さが5μmを超えると、マンドレルミル圧延時に酸化ス
ケール自体が剥離し、中空素管4A表面のメタル面がが露
出し、その露出部分に潤滑剤中の黒鉛が圧着することに
よって、その後の再加熱処理で浸炭が発生する。また、
圧延中に剥離した酸化スケール片は、マンドレルバー6
の表面に焼付きを発生させると共に、中空素管4A内面に
最終製品になっても修復することができない表面キズを
発生させる。そのため、酸化スケールの厚さは5μm以
下でなければならない。On the other hand, when the thickness of the oxide scale on the inner surface of the hollow shell 4A exceeds 5 μm, the oxide scale itself peels off during the mandrel mill rolling, and the metal surface on the surface of the hollow shell 4A is exposed. When the graphite in the lubricant is pressed, carburization occurs in the subsequent reheating treatment. Also,
The oxide scale pieces that peeled off during rolling were removed from the mandrel bar 6.
In addition to the occurrence of seizure on the surface of the hollow shell 4A, a surface flaw that cannot be repaired even when it becomes a final product is generated on the inner surface of the hollow shell 4A. Therefore, the thickness of the oxide scale must be 5 μm or less.
【0024】上記酸化スケールを中空素管4Aの表面に生
成させる方法としては、マンネスマンピアサー3で穿孔
圧延した後、一定時間の放冷、または加熱炉で所定時間
加熱する手段が採用される。放冷を行う場合には、酸化
スケールの厚さを0.05〜5μmに確保するために、マン
ネスマンピアサー3による圧延後、中空素管4Aを2分以
上で、かつ6分以下の時間空気中に保持する。一方、加
熱炉で所定時間加熱する場合には、中空素管4Aは、1000
℃以上の酸化性ガスを含んだ加熱炉内に所定時間保持さ
れる。保持される時間は、加熱温度および鋼種によって
適宜選定することになる。As a method of forming the above-mentioned oxide scale on the surface of the hollow shell 4A, a means of piercing and rolling by the Mannesmann piercer 3 and then allowing it to cool for a predetermined time or to heat it for a predetermined time in a heating furnace is employed. In the case of cooling, the hollow shell 4A is kept in the air for 2 minutes or more and 6 minutes or less after rolling by the Mannesmann piercer 3 to secure the thickness of the oxide scale to 0.05 to 5 μm. I do. On the other hand, when heating in a heating furnace for a predetermined time, the hollow shell 4A
It is kept for a predetermined time in a heating furnace containing an oxidizing gas of not less than ° C. The holding time is appropriately selected depending on the heating temperature and the type of steel.
【0025】第2の発明(上記の知見に基づくもの)
は、素材ビレット1を加熱炉2で加熱し、マンネスマン
ピアサー3の穿孔圧延後、直ちにマンドレルミル5圧延
で仕上げ圧延用素管4Bを製造したのち、マンドレルバー
6を抜取って、仕上げ圧延用素管4Bの内面にAr、N2ある
いはHeの不活性ガスを通気ノズル10を介して通気し、素
管内面の雰囲気を置換した後、再加熱炉11に装入するこ
とを特徴としている。Second invention (based on the above findings)
After the material billet 1 is heated in the heating furnace 2 and the piercing-rolling of the mannes man piercer 3 is performed, immediately after the finish rolling raw tube 4B is manufactured by the mandrel mill 5 rolling, the mandrel bar 6 is extracted and the finishing rolling raw material is removed. An inert gas of Ar, N 2 or He is passed through the ventilation nozzle 10 to the inner surface of the tube 4B to replace the atmosphere on the inner surface of the tube, and then charged into the reheating furnace 11.
【0026】本発明において「不活性ガスによる通気」
とは、マンドレルミル圧延後の仕上げ圧延用素管4Bの内
部は大気雰囲気となっているので、これを不活性雰囲気
に置換することである。この通気時間は、素管内面の容
積とガスの通気量により選択すれば良く、本発明の実施
に当たっては、素管内容積の2倍以上の通気量を確保す
る。素管内容積の2倍未満の通気量では、充分な効果を
発揮できない。また、不活性ガスを通気する時期は再加
熱炉に挿入する直前がよく、通気後直ちに装入できない
場合には、通気後両管端をシールすることよって、浸炭
を抑制する効果を持続することができる。In the present invention, "aeration with an inert gas"
This means that since the inside of the finish rolling element tube 4B after the mandrel mill rolling is in an air atmosphere, this is replaced with an inert atmosphere. This ventilation time may be selected according to the volume of the inner surface of the raw tube and the gas flow rate. In practicing the present invention, a flow rate twice or more the internal volume of the raw tube is secured. If the ventilation rate is less than twice the inner volume of the raw tube, a sufficient effect cannot be exhibited. In addition, it is better to vent the inert gas immediately before insertion into the reheating furnace. If it is not possible to insert the gas immediately after venting, seal both pipe ends after venting to maintain the effect of suppressing carburization. Can be.
【0027】[0027]
【実施例】本発明の効果を、第1の発明について(実施
例1)、第2の発明について(実施例2)〜(実施例
3)に基づいて詳細に説明する。The effects of the present invention will be described in detail based on the first invention (Example 1) and the second invention based on (Example 2) to (Example 3).
【0028】(実施例1)素材ビレットは、表1に示す
化学組成のフェライト系(表中では13Cr系で表示)、2
相系およびオーステナイト系ステンレスの10鋼種とし
た。Example 1 A material billet was a ferrite-based material having a chemical composition shown in Table 1 (indicated by 13Cr-based in the table), 2
Ten grades of phase and austenitic stainless steels were used.
【0029】[0029]
【表1】 [Table 1]
【0030】素材ビレット(外径 192mm)の加熱〜穿孔
圧延〜酸化スケール生成〜圧延〜再加熱等の条件は、次
の通りとした。The conditions of heating the material billet (outer diameter 192 mm), piercing and rolling, forming oxide scale, rolling and reheating were as follows.
【0031】1.ビレット加熱 回転炉床加熱炉において1100℃から1200℃の温度範囲で
加熱。1. Billet heating Heated in a rotary hearth heating furnace in the temperature range of 1100 ° C to 1200 ° C.
【0032】2.穿孔圧延 マンネスマンピアサーによって、外径 192mm、肉厚16m
m、長さ6650mmの中空素管を製造。2. Perforated rolling 192 mm outer diameter, 16 m wall thickness by Mannesmann Piercer
Manufactures hollow shell with a length of 6650 mm.
【0033】3.中空素管内面の酸化スケール生成 一部を大気放冷(3〜5分保持)し、他の一部を酸化性
雰囲気の加熱炉に装入し、1100〜1150℃に加熱して所定
時間(10分〜5時間)保持。3. Oxidation scale formation on the inner surface of the hollow shell Part of the air is allowed to cool to the atmosphere (hold for 3 to 5 minutes), and the other part is placed in a heating furnace in an oxidizing atmosphere and heated to 1100 to 1150 ° C for a predetermined time ( 10 minutes to 5 hours) hold.
【0034】(詳細な生成条件および酸化スケールの厚
さは表2、表3に示す) 4.マンドレルミル圧延 潤滑剤:マンドレルバー表面に黒鉛系潤滑剤 (黒鉛20
%、有機バインダー10%、水70%) を塗布。(Detailed production conditions and oxide scale thicknesses are shown in Tables 2 and 3). Mandrel mill rolling Lubricant: A graphite-based lubricant (graphite 20)
%, Organic binder 10%, water 70%).
【0035】圧延寸法:外径 151mm、肉厚 6.5mm、長さ
20mの仕上げ圧延用素管を製造。Rolling dimensions: 151 mm outside diameter, 6.5 mm thickness, length
Manufactures 20m finish rolling stock.
【0036】5.再加熱 再加熱炉において1100℃で20分間加熱。5. Reheating Heat at 1100 ° C for 20 minutes in a reheating furnace.
【0037】6.レデューサ仕上 ストレッチレデューサによって、仕上げ圧延用素管を外
径63.5mm、肉厚 5.5mm、長さ56mの仕上管とした。6. Reducer finish The stretch reducer was used as a finish tube for finish rolling with an outer diameter of 63.5 mm, a wall thickness of 5.5 mm, and a length of 56 m.
【0038】7.レデューサ仕上後の熱処理 鋼種別に熱処理を実施し、最終製品とした。7. Heat treatment after reducer finish Heat treatment was performed for each steel type to obtain the final product.
【0039】(熱処理条件は表2、表3に示す。) 上記の条件で製造された継目無鋼管の軸方向の中央部か
らサンプルを採取し、JIS G 0575に規定される硫酸−硝
酸銅による粒界腐食試験を実施し、鋼管の内表面の割れ
の有無により浸炭の発生状況を調べた。その結果を表2
および表3にまとめて示す。(The heat treatment conditions are shown in Tables 2 and 3.) A sample was taken from the central portion in the axial direction of the seamless steel pipe manufactured under the above conditions, and was subjected to sulfuric acid-copper nitrate prescribed in JIS G 0575. The intergranular corrosion test was performed to check the occurrence of carburization based on the presence or absence of cracks on the inner surface of the steel pipe. Table 2 shows the results.
And Table 3 collectively.
【0040】[0040]
【表2】 [Table 2]
【0041】[0041]
【表3】 [Table 3]
【0042】表2、表3から明らかなように、本発明で
規定する条件で酸化スケールを生成させた本発明例で
は、粒界腐食試験によっても表面に割れが認められず、
浸炭の発生を防止できることが分かる。一方、酸化スケ
ールを規定の厚さ以上に生成しない比較例では浸炭に起
因する割れの発生があり、酸化スケールを規定の厚さを
超えて生成させた比較例では浸炭はないものの、焼付き
によって表面キズが発生した。As is clear from Tables 2 and 3, in the examples of the present invention in which the oxide scale was formed under the conditions specified in the present invention, no cracks were observed on the surface even in the intergranular corrosion test.
It can be seen that carburization can be prevented. On the other hand, in the comparative example in which the oxide scale was not generated more than the specified thickness, cracks occurred due to carburization, and in the comparative example in which the oxide scale was generated beyond the specified thickness, there was no carburization, but due to seizure. Surface scratches occurred.
【0043】(実施例2)素材ビレットは、実施例1と
同様に、表1に示す化学組成の鋼種を使用した。(Example 2) As the material billet, a steel type having a chemical composition shown in Table 1 was used in the same manner as in Example 1.
【0044】採用した製管工程は、基本的には実施例1
と同様とし、以下に示す製管条件および不活性ガス通気
を行った。The adopted pipe making process is basically the same as that of Example 1.
In the same manner as described above, tube forming conditions and inert gas ventilation shown below were performed.
【0045】1.ビレット加熱 回転炉床加熱炉において1100℃から1200℃の範囲で加
熱。1. Billet heating Heating from 1100 ° C to 1200 ° C in a rotary hearth heating furnace.
【0046】2.穿孔圧延 マンネスマンピアサーによって、外径 140mm、肉厚10m
m、長さ7300mmの中空素管を製造。2. Outer diameter 140mm, wall thickness 10m by Mannesmann Pierce
Manufactures hollow shells with a length of 7300 mm.
【0047】3.マンドレルミル圧延 潤滑剤:マンドレルバー表面に黒鉛系潤滑剤 (黒鉛20
%、有機バインダー10%、水70%) を塗布。3. Mandrel mill rolling Lubricant: A graphite-based lubricant (graphite 20)
%, Organic binder 10%, water 70%).
【0048】圧延寸法:外径 100mm、肉厚 5.0mm、長さ
20mの仕上げ圧延用素管を製造。Rolling dimensions: outer diameter 100 mm, wall thickness 5.0 mm, length
Manufactures 20m finish rolling stock.
【0049】4.不活性ガス通気 仕上げ圧延用素管(内容積:約 130リットル)の管端か
ら不活性ガス(Ar、N2およびHe)が所定の通気量(素管
当たり 100〜 600リットル)になるように通気。4. Inert gas through finish rolling pipe for (internal volume: about 130 liters) of the tube end from the inert gas so (Ar, N 2 and He) becomes a predetermined aeration (blank tube per 100 to 600 liters) Ventilation.
【0050】(詳細の通気条件は表4、表5に示す) 5.再加熱 再加熱炉において1100℃で20分間加熱。(Detailed ventilation conditions are shown in Tables 4 and 5). Reheating Heat at 1100 ° C for 20 minutes in a reheating furnace.
【0051】6.レデューサ仕上 ストレッチレデューサによって、仕上げ圧延用素管を外
径63.5mm、肉厚 5.5mm、長さ56mの仕上管とした。6. Reducer finish The stretch reducer was used as a finish tube for finish rolling with an outer diameter of 63.5 mm, a wall thickness of 5.5 mm, and a length of 56 m.
【0052】7.レデュサー仕上後の熱処理 鋼種別に熱処理を実施し、最終製品とした。7. Heat treatment after reducer finish Heat treatment was performed for each steel type to obtain the final product.
【0053】(熱処理条件は表4、表5に示す。) 実施例1と同様に、継目無鋼管の軸方向の中央部からサ
ンプルを採取し、粒界腐食試験(JIS G 0575に規定)を
実施し、浸炭の発生状況を調べた。本発明例の結果を表
4に、比較例の結果を表5に示す。(The heat treatment conditions are shown in Tables 4 and 5.) As in Example 1, a sample was taken from the axial center of the seamless steel pipe, and subjected to a grain boundary corrosion test (specified in JIS G 0575). The survey was conducted to check the occurrence of carburization. Table 4 shows the results of the present invention, and Table 5 shows the results of the comparative example.
【0054】[0054]
【表4】 [Table 4]
【0055】[0055]
【表5】 [Table 5]
【0056】表4、表5から明らかなように、再加熱前
に不活性ガスを仕上げ圧延用素管の内容積の2倍以上を
通気した本発明例では、粒界腐食試験で鋼管の内表面に
割れは認められず、浸炭の発生がないことが分かった。
しかし、不活性ガスを通気しない場合、または通気して
も所定の通気量に達しない場合(素管の内容積に対し1.
4倍以下)には、内表面に浸炭に起因する割れが見られ
た。As is clear from Tables 4 and 5, in the present invention example in which the inert gas was passed through twice or more the inner volume of the raw tube for finish rolling before reheating, the inside of the steel tube was subjected to the intergranular corrosion test. No cracks were observed on the surface, indicating that no carburization occurred.
However, when the inert gas is not ventilated, or when the ventilated gas does not reach the specified ventilation rate (1.
(Less than 4 times), cracks due to carburization were observed on the inner surface.
【0057】(実施例3)本発明の効果を、従来、提案
のあった方法と比較しつつ確認した。従来例としては、
マンドレルミル圧延する際にマンドレルバーと圧延素管
との間隙をCO2 等の酸化性ガスを満たした状態で圧延す
る方法(特開平4-294803号公報で提案)を取り上げた。(Example 3) The effect of the present invention was confirmed while comparing it with a conventionally proposed method. As a conventional example,
A method in which the gap between the mandrel bar and the rolling element tube is filled with an oxidizing gas such as CO 2 when rolling the mandrel mill (proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-294803) was taken up.
【0058】素材ビレットは、それぞれ、表1に示すオ
ーステナイト系ステンレス鋼のうち鋼種SUS 304 とし
た。採用した製管工程(ビレット加熱〜穿孔圧延〜マン
ドレルミル圧延〜再加熱〜レデューサ仕上)は、前記し
た実施例2と同様とし、レデューサ仕上後の製品熱処理
は、1080℃加熱後水冷の条件とした。Each of the material billets was a steel type SUS 304 among the austenitic stainless steels shown in Table 1. The adopted pipe making process (billet heating-piercing rolling-mandrel mill rolling-reheating-reducer finish) was the same as in Example 2 described above, and the product heat treatment after the reducer finish was performed under the conditions of heating at 1080 ° C. and water cooling. .
【0059】本発明例と従来例との浸炭防止は、次の条
件で行った。The prevention of carburization between the present invention and the conventional example was performed under the following conditions.
【0060】1.本発明例の浸炭防止 仕上げ圧延用素管の管端からArガスを、素管当たり 280
リットルになるように通気した。 2.従来例の浸炭防止 マンドレルミル圧延の入口側で、マンドレルバーと圧延
素管との間隙にCO2ガスを充満したままで圧延した。
(マンドレルバー挿入から圧延開始まで、常時CO2 ガス
を通気) 上記の条件で製造された継目無鋼管の軸方向の中央部か
らサンプルを採取し、それぞれの鋼管の内表面層部分の
肉厚方向の炭素濃度の分布を調査した。その結果を表6
に示す。1. Ar gas was applied from the end of the base tube for carburization prevention of the tube of the present invention to the finish tube for 280 times.
It was ventilated to liters. 2. Rolling was performed while the gap between the mandrel bar and the rolling tube was filled with CO 2 gas at the inlet side of the conventional case of carburization prevention mandrel mill rolling.
(Continuously ventilates CO 2 gas from the insertion of the mandrel bar to the start of rolling.) A sample is taken from the axial center of the seamless steel pipe manufactured under the above conditions, and the thickness of the inner surface layer of each steel pipe is measured. The distribution of carbon concentration was investigated. Table 6 shows the results.
Shown in
【0061】[0061]
【表6】 [Table 6]
【0062】表6から、従来例に比べ、本発明例では内
表面層部分での炭素濃度の上昇が低く、かつ浅いため、
浸炭の抑制効果に優れることが明らかである。From Table 6, it can be seen that the carbon concentration in the inner surface layer of the present invention is lower and shallower than that of the conventional example.
It is clear that the carburizing effect is excellent.
【0063】[0063]
【発明の効果】本発明によれば、ステンレス鋼のマンド
レルミル圧延において黒鉛系潤滑剤を用いても、内表面
に浸炭の発生がない継目無鋼管を安価に製造することが
できる。According to the present invention, a seamless steel pipe free of carburization on the inner surface can be manufactured at low cost even when a graphite-based lubricant is used in the mandrel mill rolling of stainless steel.
【図1】本発明のマンドレルミル方式による継目無鋼管
の製造要領を示す工程図であり、マンドレルバー抜取り
後、不活性ガスを通気する工程を含めて示している。FIG. 1 is a process diagram showing a manufacturing procedure of a seamless steel pipe by a mandrel mill method of the present invention, including a process of extracting an inert gas and then ventilating an inert gas.
【符号の説明】 1…素材ビレット、 2…回転炉床式加熱炉、 3…マンネ
ルマンピアサー 4A…中空素管、4B…仕上げ圧延用素管 5…マンドレルミル、6…マンドレルバー、7…孔型ロ
ール 8…マンドレルバー抜取り工程、9…不活性ガス通気工
程、10…通気ノズル 11…再加熱炉、12…ストレッチレデューサ、13…仕上管[Description of Signs] 1 ... Mill billet, 2 ... Rotating hearth heating furnace, 3 ... Mannel man piercer 4A ... Hollow blank tube, 4B ... Finishing roll tube 5 ... Mandrel mill, 6 ... Mandrel bar, 7 ... Hole Mold roll 8 ... Mandrel bar removal process, 9 ... Inert gas ventilation process, 10 ... Vent nozzle 11 ... Reheating furnace, 12 ... Stretch reducer, 13 ... Finishing tube
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI // C10N 40:24 C10N 40:24 Z (56)参考文献 特開 昭48−102744(JP,A) 特開 平4−344804(JP,A) 特開 平4−168221(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21B 17/02 B21B 25/04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI // C10N 40:24 C10N 40:24 Z (56) References JP-A-48-102744 (JP, A) JP-A-4- 344804 (JP, A) JP-A-4-168221 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B21B 17/02 B21B 25/04
Claims (2)
レルミル圧延によるステンレス継目無鋼管の製造方法に
おいて、マンドレルミル圧延前の中空素管内面に酸化ス
ケールを0.05〜5μmの厚さで生成させた後、マンドレ
ルミル圧延を行うことを特徴とするステンレス継目無鋼
管の製造方法。1. A method for manufacturing a stainless steel seamless tube by mandrel mill rolling using a lubricant containing graphite as a main component, wherein an oxide scale having a thickness of 0.05 to 5 μm is formed on the inner surface of the hollow shell before the mandrel mill rolling. And then performing mandrel mill rolling.
レルミル圧延によるステンレス継目無鋼管の製造方法に
おいて、マンドレルミル圧延後の管内面に内容積の2倍
以上の不活性ガスを通気した後、再加熱することを特徴
とするステンレス継目無鋼管の製造方法。2. A method for producing a seamless stainless steel pipe by mandrel mill rolling using a lubricant containing graphite as a main component, wherein an inert gas having a volume equal to or more than twice the internal volume is passed through the inner surface of the pipe after the mandrel mill rolling. And a method of manufacturing a stainless steel seamless steel pipe by reheating.
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