JP4306079B2

JP4306079B2 - ERW steel pipe manufacturing method and equipment row

Info

Publication number: JP4306079B2
Application number: JP2000051432A
Authority: JP
Inventors: 高明豊岡; 元晶板谷; 章依藤; 良和河端; 昌利荒谷; 正徳西森; 能知岡部
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2000-02-28
Filing date: 2000-02-28
Publication date: 2009-07-29
Anticipated expiration: 2020-02-28
Also published as: JP2001239315A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電縫鋼管の製造方法および設備列に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電縫鋼管の製造には、高周波電流を利用した電気抵抗溶接法が主として利用されている。これは、連続的に帯鋼を供給し、成形ロールで管状にロール成形してオープン管とし、続いて高周波電流によりオープン管の両エッジ部端面を鋼の融点以上に加熱した後、スクイズロールで両エッジ部端面を圧接して製品管とする方法である（例えば、第３版鉄鋼便覧第III 巻（２）1056〜1092頁）。なお、本発明では、上記工程中、オープン管両エッジ部端面の加熱から圧接までを電縫溶接と称する。
【０００３】
この製造方法では、製品管サイズに合わせたロール成形機を用いなければならず、小ロット多品種生産に相応しくない。
そのため、例えば、特開昭63-33105号公報、特開平2-187214号公報には、電縫溶接後の素管を冷間で絞り圧延して製品管とする方法が提案されている。しかし、この方法では、冷間で絞り圧延するため、圧延荷重が大きくミルの大型化を必要とし、さらにロールとの焼付き防止のため、潤滑圧延装置の設置が必要となるなどの問題があった。
【０００４】
また、特開昭60-15082号公報、特公平2-24606 号公報には、電縫溶接後の素管を熱間で絞り圧延する方法が提案されている。しかし、この方法では、帯を500 〜900 ℃に加熱し、成形、電縫溶接を行うため、造管時のキズ発生、あるいは成形装置などの耐熱対策のためミルの構造が複雑化するなどの問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した従来技術の問題点を解決し、小ロット多品種生産に有利で、ミルの負荷も軽減でき、しかも加工性に優れ、表面肌が美麗で焼付き疵もない製品管が得られる電縫鋼管の製造方法および設備列を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するためになされた本発明は、帯鋼をロール成形し、得られたオープン管を電縫溶接し、得られた管を絞り圧延する各工程を連続的に行う電縫鋼管の製造方法において、電縫溶接後の管を、ビード切削し、次いで温度：Ac ₃ 変態点−100℃〜Ac ₃ 変態点＋50℃×保持時間：１〜10秒の局部加熱条件でシームアニールし、次いで管全体を730℃〜Ac ₃ 変態点＋50℃に加熱し、700℃〜Ac₃変態点の温度領域で絞り圧延することを特徴とする電縫鋼管の製造方法（本発明方法）である。
【０００７】
本発明方法では、ビード切削した管をシームアニールする前に、ビード圧延することが好ましい。また、本発明方法では、シームアニールした管を全周加熱する前に、シーム冷却することが好ましい。また、本発明方法では、前記絞り圧延後の管を保熱または加熱することが好ましい。また、本発明方法では、前記ロール成形の前に帯鋼幅端部を面取り加工することが好ましい。
【０００８】
また、本発明は、帯鋼を払い出すアンコイラと、帯鋼を中継ぎ溶接する中継溶接機と、帯鋼を蓄えて払い出すルーパと、帯鋼をオープン管にロール成形するロール成形機と、オープン管を電縫溶接して管にする電縫溶接装置（誘導コイルおよびスクイズロール）と、管をビード切削するビード切削装置と、管を温度：Ac ₃ 態点−100℃〜Ac ₃ 変態点＋50℃×保持時間：１〜10秒の局部加熱条件でシームアニールするシームアニール装置と、管を730℃〜Ac ₃ 変態点＋50℃に全周加熱する加熱装置と、管を700 ℃〜Ac ₃ 変態点の温度域で絞り圧延するレデューサとをこの順に配置してなることを特徴とする電縫鋼管の製造設備列（本発明設備列）である。
【０００９】
本発明設備列では、前記ビード切削装置と前記シームアニール装置の間に、管をビード圧延するビード圧延装置、および/または、前記シームアニール装置と前記加熱装置の間に、管をシーム冷却するシーム冷却装置を、配置したものが好ましい。また、本発明設備列では、レデューサ内に絞り圧延途上の管を加熱する中間加熱装置を設けたものが好ましい。また、本発明設備列では、前記レデューサの下流に管を保熱または加熱する熱処理装置を配置したものが好ましい。また、本発明設備列では、前記ルーパと前記ロール成形機の間に帯鋼幅端部を面取り加工する面取り加工装置を配置したものが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明方法では、電縫溶接後の管（素管）を連続的に絞り圧延して製品管サイズに仕上げる。これにより、多数の製品管サイズを少数の素管サイズに統合でき、そのためロールサイズの保有数を削減でき、かつロール交換頻度も低減できることとなって、小ロット多品種生産への対応が可能となる。また、連続工程のため生産性も高い。
【００１１】
電縫溶接後の管シーム部には、圧接（アプセット）により管厚み方向に押し出され盛り上がった溶融凝固部および未溶融増肉部からなるビードが存在し、このビード付きの管を絞り圧延すると、仕上寸法不良や圧延ロール損傷を招くので、絞り圧延の前にビード切削を行う必要がある。このビード切削は、ビードが600 ℃以上にあるうちに行うのが、被削抵抗が小さくて好ましい。なお、ビード切削を行うには、切削バイトを管の外面側および内面側に配設して構成したビード切削装置を用いるのがよい。
【００１２】
絞り圧延において、圧延温度が400 ℃未満では、材料の変形抵抗が高く、圧延荷重が増大し、その結果管外面にロール焼付き疵が発生する。また、材料が青熱脆化し圧延中に破断するおそれや、材料の変形抵抗が増大し圧延が困難となるおそれや、再結晶が不十分となり加工歪が残存しやすくなるおそれがある。一方、圧延温度がAc₃変態点（以下適宜単にAc₃と記す）超では、圧延中に発生するスケールの噛み込み疵により、管外面の表面粗さが増大し、表面肌が劣化するとともに、再結晶後のフェライト粒の成長が著しくなり強度低下のわりには延性が向上しない。そのため、絞り圧延は400℃〜Ac₃の温度域で行う必要がある。なお、製品管の加工性をよりいっそう向上させるには、700℃〜Ac₃の温度域で絞り圧延するのが好ましい。そこで、本発明では、700℃〜Ac ₃ の温度域で絞り圧延する。
【００１３】
絞り圧延温度を400℃〜Ac₃の範囲に確保するためには、絞り圧延前の管を420℃〜Ac₃＋50℃、より好ましくは730 ℃〜Ac₃＋50℃に全周加熱する必要がある。そこで、本発明では、絞り圧延前の管を730 ℃〜Ac ₃ ＋50℃に全周加熱する。
前記全周加熱の加熱方式はとくに限定されず、ゾーン長さの制約などを考慮して、炉加熱（輻射方式）、誘導加熱等の単独あるいは組合せを適宜採用すればよい。なお、輻射方式を採用した場合、管の輻射熱吸収を良くして炉加熱効率を高める観点から、加熱前の素管外面は黒色にしておくことが好ましい。管外面を黒色にするには、黒色スケール付きの帯鋼を用いる、管外面に黒色塗料を塗布するなど、種々の方法が採用できる。
【００１４】
絞り圧延は、Ｎ本の孔型ロールを円周方向に配置してなるスタンドを複数タンデムに配列して構成されたいわゆるＮロール方式のタンデム絞り圧延機（Ｎロールレデューサといい、ロール本数不特定の場合単にレデューサという）により連続的に行うのが好ましい。１スタンドのロール本数Ｎは３〜４が好適である。スタンド数は素管寸法、製品管寸法に応じて適宜決定することができる。
【００１５】
また、絞り圧延における合計縮径率と１パス当たりの縮径率については、必要に応じて以下のような条件を採用することが好ましい。
〔合計縮径率〕
合計縮径率は式(1) で定義されるが、これが20％未満では回復・再結晶による結晶粒の微細化が不十分であり、延性に富む製品管となり難いほか、造管速度も遅く生産能率が低い。そのため、合計縮径率は20％以上とするのが好ましい。また、合計縮径率が60％以上では、加工硬化による強度増に加え組織の微細化が顕著となり、低合金鋼素管からでも強度・延性ともに優れた製品管が得られる。そのため、合計縮径率は60％以上とするのがより好ましい。
【００１６】
合計縮径率＝｛（素管外径−製品管外径）／素管外径｝×100(%) ……(1)
〔１パス当たりの縮径率〕
１パス当たりの縮径率が絞り圧延の全パスにわたり６％未満であると、回復・再結晶による結晶粒の微細化が不十分となり、製品管の強度・延性のバランスが悪くなるおそれがあるほか、加工発熱による材料温度上昇に乏しく圧延温度の低下をきたしやすい。このため、絞り圧延の全パス中少なくとも１パスは、１パス当たりの縮径率６％以上とすることが好ましい。なお、さらなる結晶粒微細化の観点からすれば、前記１パス当たりの縮径率は６％以上よりも８％以上がより好ましい。
【００１７】
ところで、前記ビード切削だけでは、ビードを完全に除去してシーム部の内外面をシーム部以外の管周部分（母材部）と面一に平滑化することは困難で、シーム部に若干の余肉部分が残り、これが絞り圧延で偏肉を生じる原因となることがある。そこで、かかる余肉部分を完全になくすために、ビード切削した管をさらにビード圧延することが好ましい。ビード圧延を行うには、ロールを管の内部と外部に配設して前記余肉部分を内外面から圧下するよう構成したビード圧延装置を用いるのが好適である。
【００１８】
また、シーム部はオーステナイト域からの冷却途上で組織変態を生じて硬化し、この硬化した部分が絞り圧延前の全周加熱では十分軟化せず、絞り圧延で偏肉を生じる原因となることがある。そこで、管の全周加熱前にシーム部を局部加熱して母材部と同程度に軟化させるいわゆるシームアニールを行う。局部加熱条件は、温度：Ac₃変態点−100℃〜Ac₃変態点＋50℃×保持時間：１〜10秒が好ましいのでこれを採用する。局部加熱方式は特に限定されず、輻射方式、誘導方式のいずれも適宜選択採用できる。
【００１９】
また、限られた連続ライン長でシーム部を自然放冷（空冷）するのでは全周加熱前にシーム部温度が母材部温度（ほぼ常温）まで降下せず、この温度差が全周加熱でも解消せず、絞り圧延において管周方向の温度差に応じた変形抵抗差により偏肉を生じることがある。そこで、全周加熱前にシーム部を空冷よりも速く冷却するいわゆるシーム冷却を行うことが好ましい。シーム冷却の冷却方式は特に限定されず、衝風冷却、水スプレー冷却、ミストスプレー冷却等を適宜選択採用できる。
【００２０】
ビード圧延、シーム冷却は、必要に応じてこれらのうち１種または２種を実行すればよいが、ビード圧延と他１種を併せ行う場合には、シーム部がより高温（より低変形抵抗）の段階で行う方が装置負荷をより軽減できて有利なビード圧延を先にするのがよく、また、シーム冷却を行う場合には、より高温側にあるシーム部温度を母材部温度に早く近づけるためにシーム冷却をシームアニールの後にするのがよい。
【００２１】
また、絞り圧延後の管は、程度の差はあれ加工硬化しているため、その用途によっては延性や加工性が不足する場合がある。そこで、必要に応じて絞り圧延後の管を保熱または加熱することにより、これに所望の延性や加工性を付与することが好ましい。この保熱または加熱の条件は、温度：600 ℃以上Ac₃変態点未満×保持時間：10秒〜10分が好適である。保熱または加熱する手段は特に限定されず、炉、誘導コイル等々のいずれを選択採用してもよい。
【００２２】
また、造管用素材である帯鋼としては、熱延あるいは冷延鋼板を条切りしたものが使用されるが、電縫溶接の突き合わせ部となる帯鋼幅端部には一般に条切り時に生じたシヤーダレが存在し、これが接合不良の原因となることがある。そこで、ロール成形の前に帯鋼幅端部を面取り加工することにより、シヤーダレを除去し、幅端面形状を一定に整えることが好ましい。
【００２３】
本発明設備列は、本発明方法の実施に適したものであり、図１（ａ）に第１例として示すように、帯鋼Ｓを払い出すアンコイラ１と、帯鋼Ｓを中継ぎ溶接する中継溶接機２と、帯鋼Ｓを蓄えて払い出すルーパ３と、帯鋼Ｓをオープン管Ｐ’にロール成形するロール成形機４と、オープン管Ｐ’を電縫溶接して管Ｐにする誘導コイル５Ａ、スクイズロール５Ｂと、管Ｐを700℃〜Ac ₃ の温度域で絞り圧延するレデューサ６とをこの順に配置し、さらに、電縫溶接装置５とレデューサ６の間に、管Ｐをビード切削するビード切削装置７（７Ａは内面側、６Ｂは外面側）と、管Ｐを730℃〜Ac ₃ ＋50℃に全周加熱する加熱装置８を配置し、さらに、ビード切削装置７と加熱装置８の間に、図１では図示されていないが、管Ｐを温度：Ac ₃ −100 ℃〜Ac ₃ ＋50℃×保持時間：１〜10秒の局部加熱条件でシームアニールするシームアニール装置10（図３参照）を配置したものである。なお、20は絞り圧延後の管を処理する圧延後処理設備である。
【００２４】
加熱装置８としては、例えば図１（ｂ）に示すような加熱炉８Ａ、例えば図１（ｃ）に示すような誘導コイル８Ｂ、例えば図１（ｄ）に示すような加熱炉８Ａと誘導コイル８Ｂの組合せ、等々を適宜採用できる。なお図１（ｄ）では誘導コイル８Ｂを加熱炉８Ａの入側と出側の両方に設置しているが、場合に応じていずれか一方を省略してもよい。
【００２５】
また、例えば図１（ｅ）に示すように、レデューサ６内の適当なスタンド間に例えば誘導コイルからなる中間加熱装置16を設けることが、圧延温度の下がり過ぎを防止する観点から好ましい。
圧延後処理設備20は、図２（ａ）に示すような第１型すなわちコイラ21で管Ｐを巻き取るタイプと、図２（ｂ）に示すような第２型すなわち管Ｐを定尺に切断して冷却床22に配列するタイプのいずれであってもよい。なお、図２において、23は管を真っ直ぐに矯正する矯正機、13は管を切断する切断機である。また、第２型では、図示のように切断機13の下流にビード屑抜き装置14を設置することにより、管内のビード切削屑を管外に排出する作業を効率化することができる。
【００２６】
本発明設備列では、ビード切削装置とシームアニール装置の間に、管をビード圧延するビード圧延装置、および/または、シームアニール装置と加熱装置の間に、管をシーム冷却するシーム冷却装置を、配置することにより、本発明方法におけるビード圧延、シーム冷却の少なくともいずれかを効率よく実施することができる。なお、図３に示す第２例は、ビード圧延装置９およびシーム冷却装置11を配置した実施形態であり、この実施形態では、ビード圧延、シーム冷却のいずれをも必要に応じて直ちに実施することができる。
【００２７】
また、本発明設備列では、図４に第３例として示すように、レデューサ６の下流の圧延後処理設備20に管Ｐを保熱または加熱する熱処理装置12を配置すれば、必要に応じて直ちに絞り圧延後の管を保熱または加熱してその材質を制御することができて好ましい。
また、本発明設備列では、図５に第４例として示すように、ルーパ３とロール成形機４の間に、帯鋼Ｓの幅端部を面取り加工する面取り加工装置15を配置することにより、オープン管エッジ部端面形状を確実に調整することができ、シヤーダレに起因する接合不良を防止することができる。
【００２８】
なお、図６には、本発明設備列の第５例として、アンコイラ１、中継溶接機２、ルーパ３、面取り加工装置15、ロール成形機４、誘導コイル５Ａ、スクイズロール５Ｂ、ビード切削装置７、ビード圧延装置９、シームアニール装置10、シーム冷却装置11、加熱装置８、レデューサ６、圧延後処理設備20を順次配置したものを示す。レデューサ６内には中間加熱装置16を設けた。
【００２９】
第５例では、面取り加工装置15は帯鋼幅端面を刃物切削するよう構成され、ロール成形機４は帯板を連続的に曲げ加工してオープン管とするように構成され、誘導コイル５Ａは管の外周を取り巻くように構成され、スクイズロール５Ｂは加熱された帯両端面を圧接するように構成され、ビード圧延装置９はシーム部の内面側と外面側に圧延ロールを配置して構成され、シームアニール装置10は誘導加熱コイルで構成され、シーム冷却装置11はミストスプレー装置で構成されている。また、加熱装置８は図１（ｄ）の形態に構成され、レデューサ６は24スタンドの４ロールレデューサで構成されている。圧延後処理設備20は図４（ｂ）のような形態すなわち第２型に熱処理装置12およびビード屑抜き装置14を付加した形態に構成されている。なお、熱処理装置12は保熱・加熱両用の炉で構成されている。
【００３０】
【実施例】
図６に示した本発明設備列の第５例を用いて、ＪＩＳＳＴＫＭ13Ｂ相当組成（0.1 ％Ｃ−0.01％Si−0.8 ％Mn鋼，Ac₃＝849 ℃）の帯鋼をロール成形し電縫溶接して外径90mmφの管とし、ビード切削し、表１に示す各種条件でシーム部を処理し、加熱装置により表１に示す温度に全周加熱してからレデューサにて造管速度（レデューサ出側速度）200 〜350 ｍ/minで絞り圧延し、製品サイズＡ（肉厚2.3 mm×外径50.8mmφ）、Ｂ（肉厚2.0 mm×外径42.7mmφ）、Ｃ（肉厚1.8 mm×外径25.4mmφ）に仕上げる造管実験を行った。圧延供用スタンド数は製品サイズに応じて変更した。また、一部の管は絞り圧延後表１に示す条件で熱処理した。また、一部の帯鋼はロール成形前に幅端部の面取り加工を行った。
【００３１】
この造管実験では、絞り圧延時の圧延荷重、最終製品の表面肌、焼付疵、加工性を調査した。ここに、圧延荷重は同じ製品サイズの中で高位側５スタンドの平均が最も高かったものを100 とした指数で相対評価し、表面肌は目視および触診で◎（優）、○（良）、×（不良）を判定し、焼付疵は目視で○（無）、×（有）を判定し、加工性は伸び（ＥＬ）で評価した。
【００３２】
調査結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】

【００３４】
表１に示すように、本発明の実施により、従来の冷間〜400 ℃未満での絞り圧延時に生じる焼付疵（比較例１〜４）および、従来の熱間での絞り圧延時に生じる肌の劣化（比較例５）が解消された。さらに、従来の冷間〜400 ℃未満の温度での絞り圧延では伸びが20％に達せず（比較例１〜４）加工性が不良であるのに対し、本発明では伸びが30％以上と良好である。
【００３５】
【発明の効果】
かくして本発明によれば、加工性に優れ、表面肌が美麗で焼付疵もない電縫鋼管を、小ロット多品種生産に応じて低ミル負荷操業で高能率に製造することができるようになるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明設備列の第１例を示す配置図（ただし、シームアニール装置は図示されていない）、（ｂ）〜（ｄ）は加熱装置の諸形態、（ｅ）は中間加熱装置の設置例を示す模式図である。
【図２】圧延後処理設備の第１型（ａ）、第２型（ｂ）を示す配置図である。
【図３】本発明設備列の第２例を示す配置図である。
【図４】本発明設備列の第３例を示す配置図である。
【図５】本発明設備列の第４例を示す配置図である。
【図６】本発明設備列の第５例を示す配置図である。
【符号の説明】
Ｓ帯鋼
Ｐ’オープン管
Ｐ管
１アンコイラ
２中継溶接機
３ルーパ
４ロール成形機
５Ａ誘導コイル
５Ｂスクイズロール
６レデューサ
７ビード切削装置（７Ａ内面側、６Ｂ外面側）
８加熱装置（８Ａ加熱炉、８Ｂ誘導コイル）
９ビード圧延装置
10 シームアニール装置
11 シーム冷却装置
12 熱処理装置
13 切断機
14 ビード屑抜き装置
15 面取り加工装置
16 中間加熱装置
20 圧延後処理設備
21 コイラ
22 冷却床
23 矯正機[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing an electric resistance welded steel pipe and an equipment row.
[0002]
[Prior art]
An electric resistance welding method using a high-frequency current is mainly used for the production of an electric resistance steel pipe. This is because the steel strip is continuously supplied and rolled into a tubular shape with a forming roll to form an open tube, and then the end faces of both edges of the open tube are heated to a temperature higher than the melting point of the steel by high-frequency current, and then the squeeze roll is used. This is a method in which the end faces of both edge portions are pressed into a product pipe (for example, Third Edition Steel Handbook, Volume III (2) pages 1056-1092). In the present invention, from the heating to the pressure welding of the end faces of both edges of the open pipe is referred to as electric resistance welding during the above process.
[0003]
In this manufacturing method, a roll forming machine adapted to the product pipe size must be used, and it is not suitable for small lot multi-product production.
For this reason, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 63-33105 and 2-187214 propose a method in which a base tube after ERW welding is cold-drawn into a product tube. However, in this method, since cold rolling is performed, the rolling load is large and the size of the mill is required to be large. Further, in order to prevent seizure with the roll, it is necessary to install a lubricating rolling device. It was.
[0004]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-15082 and Japanese Patent Publication No. 2-24606 propose a method of hot-drawing the blank tube after ERW welding. However, in this method, the band is heated to 500-900 ° C, and molding and ERW welding are performed, so that the structure of the mill is complicated due to generation of scratches during pipe making or heat resistance measures such as molding equipment. There was a problem.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, is advantageous for small-lot, multi-product production, can reduce the load on the mill, has excellent workability, has a beautiful surface skin, and has no seizure flaws. It aims at providing the manufacturing method and installation row | line | column of the electric-resistance-welded steel pipe obtained.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention, which has been made to achieve the above object, is an electric resistance steel pipe in which each step of roll forming a steel strip, electric welding the obtained open pipe, and drawing and rolling the obtained pipe is performed continuously. In the production method, the pipe after ERW welding is bead-cut, and then subjected to seam annealing under local heating conditions of temperature: Ac ₃ transformation point−100 ° C. to Ac ₃ transformation point + 50 ° C. × holding time: 1 to 10 seconds, then heating the entire tube to 730 ° C. to Ac ₃ transformation point + 50 ° C., is 7 00 ° C. to Ac ₃ manufacturing method of electric resistance welded steel pipe and wherein the rolling diaphragm in the temperature range of the transformation point (the present method) .
[0007]
In the method of the present invention, bead rolling is preferably performed before seam annealing of a bead-cut tube. Further, in the present invention method, prior to the entire circumference heated seam annealed tube, it is preferable to sheet over uncooled. Also, in the method of the present invention, it is preferable that the to heat retention or heating tube after the reducing rolling. Moreover, in this invention method, it is preferable to chamfer the strip steel width end part before the said roll forming.
[0008]
The present invention also includes an uncoiler that dispenses the steel strip, a relay welder that welds the steel strip, a looper that stores and delivers the steel strip, a roll forming machine that rolls the steel strip into an open pipe, and an open Electrosewing welding device (inductive coil and squeeze roll) that welds the tube to electrowelding , bead cutting device that bead-cuts the tube, and temperature of the tube: Ac ₃ state −100 ° C. to Ac ₃ transformation point +50 ° C. × Rt and seam annealing apparatus for seam annealed in local heating conditions from 1 to 10 seconds, a heating device for the entire circumference heating the tube 730 ° C. to Ac ₃ transformation point + 50 ° C., the tubes 700 ° C. to Ac ₃ transformation a production facility row of the reducer rolling diaphragm in a temperature range of points ERW pipe, wherein the benzalkonium such arranged in this order (the invention features columns).
[0009]
In the equipment row of the present invention, a bead rolling device for bead rolling a tube between the bead cutting device and the seam annealing device, and / or a seam for seam cooling the tube between the seam annealing device and the heating device. the cooling equipment, which is arranged preferably. Moreover, in this invention equipment row | line | column, what provided the intermediate heating apparatus which heats the pipe | tube in the middle of drawing rolling in a reducer is preferable. Moreover, in this invention equipment row | line | column, the thing which has arrange | positioned the heat processing apparatus which heat-retains or heats a pipe | tube downstream of the said reducer is preferable. Moreover, in this invention equipment row | line | column, what arrange | positioned the chamfering processing apparatus which chamfers a strip steel width end part between the said looper and the said roll forming machine is preferable.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the method of the present invention, a pipe (element pipe) after ERW welding is continuously drawn and finished to a product pipe size. As a result, a large number of product tube sizes can be integrated into a small number of raw tube sizes, so the number of roll sizes can be reduced and the frequency of roll replacement can be reduced, making it possible to handle small lot multi-product production. Become. Moreover, the productivity is high because of the continuous process.
[0011]
In the pipe seam part after ERW welding, there is a bead consisting of a melt-solidified part and an unmelted thickened part extruded in the pipe thickness direction by pressure welding (upset), and when the pipe with this bead is drawn and rolled, Since it causes defective finishing dimensions and damage to the rolling roll, it is necessary to perform bead cutting before drawing rolling. This bead cutting is preferably performed while the bead is at 600 ° C. or higher because of low cutting resistance. In order to perform bead cutting, a bead cutting device in which cutting tools are arranged on the outer surface side and the inner surface side of the pipe is preferably used.
[0012]
In drawing rolling, when the rolling temperature is less than 400 ° C., the deformation resistance of the material is high, the rolling load increases, and as a result, roll seizure occurs on the outer surface of the tube. Moreover, there is a risk that the material may become brittle with heat and break during rolling, the deformation resistance of the material may increase and rolling may become difficult, or recrystallization may be insufficient and processing strain may easily remain. On the other hand, when the rolling temperature exceeds the Ac ₃ transformation point (hereinafter simply referred to as “Ac _3” as appropriate), the surface roughness of the outer surface of the pipe increases due to the bite of the scale generated during rolling, and the surface skin deteriorates. The growth of ferrite grains after recrystallization is remarkable and the ductility is not improved in spite of the decrease in strength. Therefore, it is necessary to perform drawing rolling in a temperature range of 400 ° C. to Ac ₃ . In order to further improve the workability of the product pipe, it is preferable to perform rolling in a temperature range of 700 ° C. to Ac ₃ . Therefore, in the present invention , drawing rolling is performed in a temperature range of 700 ° C. to Ac ₃ .
[0013]
In order to secure the drawing temperature in the range of 400 ° C to Ac ₃ , it is necessary to heat the tube before drawing to 420 ° C to Ac ₃ + 50 ° C, more preferably 730 ° C to Ac ₃ + 50 ° C. . Therefore, in the present invention, the tube before drawing and rolling is heated all around to 730 ° C. to Ac ₃ + 50 ° C.
The heating method of the whole circumference heating is not particularly limited, and a single or combination of furnace heating (radiation method), induction heating, etc. may be appropriately adopted in consideration of the restriction of the zone length. In addition, when a radiation system is employ | adopted, it is preferable to make the raw | natural pipe | tube outer surface before a heating black from a viewpoint of improving the radiant heat absorption of a pipe | tube and improving a furnace heating efficiency. In order to make the outer surface of the tube black, various methods such as using a steel strip with a black scale and applying a black paint to the outer surface of the tube can be employed.
[0014]
Drawing rolling is a so-called N-roll type tandem drawing mill (N roll reducer, which is composed of N pierced rolls arranged in the circumferential direction and arranged in multiple tandems. The number of rolls is not specified. In this case, it is preferable to carry out continuously. The number N of rolls for one stand is preferably 3-4. The number of stands can be appropriately determined according to the dimensions of the raw tube and the product tube.
[0015]
Moreover, it is preferable to employ the following conditions as necessary for the total diameter reduction ratio and the diameter reduction ratio per pass in the drawing rolling.
[Total diameter reduction ratio]
The total diameter reduction ratio is defined by the formula (1). However, if it is less than 20%, the crystal grains are not sufficiently refined by recovery and recrystallization, making it difficult to produce a product tube with high ductility, and the pipe making speed is slow. Production efficiency is low. Therefore, the total diameter reduction rate is preferably 20% or more. In addition, when the total diameter reduction ratio is 60% or more, in addition to the increase in strength due to work hardening, the microstructure becomes remarkable, and a product pipe excellent in strength and ductility can be obtained even from a low alloy steel pipe. Therefore, the total diameter reduction rate is more preferably 60% or more.
[0016]
Total diameter reduction rate = {(element tube outer diameter-product pipe outer diameter) / element tube outer diameter} x 100 (%) ...... (1)
[Reduction ratio per pass]
If the diameter reduction ratio per pass is less than 6% over the entire pass of drawing rolling, the crystal grain refinement by recovery / recrystallization becomes insufficient, and the balance between strength and ductility of the product tube may be deteriorated. In addition, the material temperature rises due to processing heat generation, and the rolling temperature tends to decrease. For this reason, it is preferable that at least one pass in all the passes of the drawing rolling is a diameter reduction rate of 6% or more per pass. From the viewpoint of further crystal grain refinement, the diameter reduction rate per pass is more preferably 8% or more than 6% or more.
[0017]
By the way, it is difficult to completely remove the bead and smooth the inner and outer surfaces of the seam portion flush with the pipe peripheral portion (base material portion) other than the seam portion by the bead cutting alone. A surplus portion remains, which may cause uneven thickness in the drawing. Therefore, it is preferable to further bead-roll the bead-cut tube in order to completely eliminate the surplus portion. In order to perform bead rolling, it is preferable to use a bead rolling apparatus in which rolls are arranged inside and outside the pipe so as to reduce the surplus portion from the inner and outer surfaces.
[0018]
In addition, the seam portion is hardened by causing a structural transformation during cooling from the austenite region, and this hardened portion is not sufficiently softened by all-around heating before drawing rolling, and may cause uneven thickness in drawing rolling. is there. Therefore, it intends row called seam annealing to soften before the entire circumference heated seam by local heating to the same extent as the base material of the tube. Local heating conditions include a temperature: Ac ₃ transformation point -100 ° C. to Ac ₃ transformation point + 50 ° C. × Rt employing this because 10 seconds is preferred. The local heating method is not particularly limited, and either a radiation method or an induction method can be selected and adopted as appropriate.
[0019]
In addition, if the seam part is naturally cooled (air-cooled) with a limited continuous line length, the seam temperature does not drop to the base metal part temperature (almost normal temperature) before all-around heating, and this temperature difference is heated all around. However, it is not solved and uneven thickness may occur due to a deformation resistance difference corresponding to a temperature difference in the pipe circumferential direction in the drawing rolling. Therefore, it is preferable to perform so-called seam cooling in which the seam portion is cooled faster than air cooling before the entire circumference is heated. The cooling method of the seam cooling is not particularly limited, and blast cooling, water spray cooling, mist spray cooling, etc. can be appropriately selected and adopted.
[0020]
Bead rolling, sheet over uncooled may execute one or two of these as needed, when performing combined bead rolling and another one is the seam portion is higher temperatures (lower deformation who performed at the stage of resistance) is able to further reduce the device load advantageous bead rolling good to earlier. in addition, when cormorants line shea over arm cooling, the mother seam portion temperature at the higher temperature side Seam cooling should be performed after seam annealing in order to quickly approach the material temperature.
[0021]
Moreover, since the pipe after drawing rolling is work-hardened to some extent, ductility and workability may be insufficient depending on the application. Therefore, it is preferable to impart desired ductility and workability to the tube after drawing and rolling as necessary by heating or heating. The heat retention or heating conditions are preferably temperature: 600 ° C. or higher and lower than Ac ₃ transformation point × holding time: 10 seconds to 10 minutes. The means for heat retention or heating is not particularly limited, and any one of a furnace, an induction coil and the like may be selected and adopted.
[0022]
In addition, as a steel strip for pipe making, a hot strip or cold rolled steel strip is used, but the strip end of the strip that becomes the butt part of ERW welding generally occurs at the time of the strip. There is a shear dull, which can cause poor bonding. Therefore, it is preferable to chamfer the band steel width end portion before roll forming to remove the shearing and make the width end surface shape constant.
[0023]
The present equipment row is suitable for carrying out the method of the present invention, and as shown in FIG. 1A as a first example, an uncoiler 1 for delivering the steel strip S and a relay for relay welding the steel strip S. A welding machine 2, a looper 3 for storing and discharging the steel strip S, a roll forming machine 4 for roll-forming the steel strip S to an open pipe P ', and an induction welding of the open pipe P' to a pipe P A coil 5A, a squeeze roll 5B, and a reducer 6 for drawing and rolling the pipe P in a temperature range of 700 ° C. to Ac ₃ are arranged in this order. Further, the pipe P is beaded between the electric resistance welding apparatus 5 and the reducer 6. A bead cutting device 7 for cutting (7A is an inner surface side, 6B is an outer surface side) and a heating device 8 for heating the pipe P to the entire circumference from 730 ° C. to Ac ₃ + 50 ° C. are arranged , and the bead cutting device 7 and the heating device 8, although not shown in FIG. 1, the tube P is kept at a temperature of Ac ₃ −100 ° C. to Ac ₃ + 50 ° C. Holding time: A seam annealing apparatus 10 (see FIG. 3) that performs seam annealing under local heating conditions of 1 to 10 seconds is arranged . Reference numeral 20 denotes a post-rolling processing facility for processing the pipe after drawing.
[0024]
As the heating device 8, for example, a heating furnace 8A as shown in FIG. 1B, for example, an induction coil 8B as shown in FIG. 1C, for example, a heating furnace 8A and an induction coil as shown in FIG. A combination of 8B, etc. can be adopted as appropriate. In addition, in FIG.1 (d), although the induction coil 8B is installed in both the entrance side and exit side of the heating furnace 8A, either one may be abbreviate | omitted according to the case.
[0025]
For example, as shown in FIG. 1E, it is preferable to provide an intermediate heating device 16 made of, for example, an induction coil between appropriate stands in the reducer 6 from the viewpoint of preventing the rolling temperature from being excessively lowered.
The post-rolling processing equipment 20 has a first type as shown in FIG. 2 (a), that is, a type that winds the pipe P with a coiler 21, and a second type as shown in FIG. Any of the types that are cut and arranged in the cooling bed 22 may be used. In FIG. 2, 23 is a straightening machine for straightening the pipe, and 13 is a cutting machine for cutting the pipe. Moreover, in the 2nd type | mold, the work which discharges the bead cutting waste in a pipe | tube outside a pipe | tube can be made efficient by installing the bead waste removal apparatus 14 downstream of the cutting machine 13 like illustration.
[0026]
In the present invention facilities the column, between the bead cutting machine and a seam annealing apparatus, a bead mill for bead rolling the tube and / or between the seam annealer and the heating device, the seam cooling equipment to seam cooling tubes by placement, bead rolling in the method of the present invention can be implemented efficiently least one of sheets over uncooled. Incidentally, the second example shown in FIG. 3 is an embodiment of arranging the bead mill 9 and seam cooling device 11, in this embodiment, the bead rolling, implemented immediately if necessary any sheet over uncooled can do.
[0027]
Moreover, in this invention row | line | column, as shown in FIG. 4 as a 3rd example, if the heat processing apparatus 12 which heat-retains or heats the pipe | tube P in the post-rolling processing equipment 20 downstream of the reducer 6 is arrange | positioned, as needed. It is preferable because the tube after drawing and rolling can be immediately heated or heated to control its material.
Moreover, in this invention row | line | column, as shown in FIG. 5 as a 4th example, by arrange | positioning the chamfering processing apparatus 15 which chamfers the width | variety edge part of the strip S between the looper 3 and the roll forming machine 4. The shape of the end face of the open pipe edge portion can be adjusted with certainty, and poor bonding due to shearing can be prevented.
[0028]
In FIG. 6, as a fifth example of the equipment row of the present invention, an uncoiler 1, a relay welding machine 2, a looper 3, a chamfering device 15, a roll forming machine 4, an induction coil 5A, a squeeze roll 5B, and a bead cutting device 7 are shown. , A bead rolling device 9, a seam annealing device 10, a seam cooling device 11, a heating device 8, a reducer 6, and a post-rolling processing equipment 20 are sequentially arranged. An intermediate heating device 16 is provided in the reducer 6.
[0029]
In the fifth example, the chamfering device 15 is configured to cut the edge of the steel strip width, the roll forming machine 4 is configured to bend the strip continuously to form an open tube, and the induction coil 5A includes The squeeze roll 5B is configured to press-contact the both end surfaces of the heated belt, and the bead rolling device 9 is configured by arranging rolling rolls on the inner surface side and the outer surface side of the seam portion. The seam annealing device 10 is composed of an induction heating coil, and the seam cooling device 11 is composed of a mist spray device. Moreover, the heating apparatus 8 is comprised in the form of FIG.1 (d), and the reducer 6 is comprised by 4 roll reducers of 24 stands. The rolling post-treatment facility 20 is configured as shown in FIG. 4B, that is, in a form in which the heat treatment device 12 and the bead scraping device 14 are added to the second mold. The heat treatment apparatus 12 is constituted by a furnace for both heat retention and heating.
[0030]
【Example】
Using the fifth example of the present equipment row shown in FIG. 6, a strip steel having a composition equivalent to JIS STKM13B (0.1% C-0.01% Si-0.8% Mn steel, Ac ₃ = 849 ° C.) is roll-formed and electro-sewn. Welded into a tube with an outer diameter of 90mmφ, bead-cut, treated the seam part under various conditions shown in Table 1, and heated the entire circumference to the temperature shown in Table 1 with a heating device, and then the pipe making speed (reducer) Drawing speed is 200 to 350 m / min, and product size is A (wall thickness 2.3 mm x outer diameter 50.8 mmφ), B (wall thickness 2.0 mm × outer diameter 42.7 mmφ), C (wall thickness 1.8 mm x An experiment was conducted to finish the outer diameter to 25.4mmφ. The number of rolling service stands was changed according to the product size. Some of the tubes were heat treated under the conditions shown in Table 1 after drawing. Some strip steels were chamfered at the width end before roll forming.
[0031]
In this pipe making experiment, the rolling load at the time of drawing rolling, the surface skin of the final product, seizure flaws, and workability were investigated. Here, the rolling load is evaluated relative to an index with 100 being the highest average of the 5 highest stands among the same product size, and the surface skin is visually and palpated with ◎ (excellent), ○ (good), X (defect) was determined, and the seizure defect was visually evaluated as ◯ (none) and x (present), and the workability was evaluated by elongation (EL).
[0032]
The survey results are shown in Table 1.
[0033]
[Table 1]

[0034]
As shown in Table 1, by the practice of the present invention, the seizure defect (comparative examples 1 to 4) that occurs during the conventional cold rolling to less than 400 ° C. and the skin that occurs during the conventional hot rolling. Degradation (Comparative Example 5) was eliminated. Further, in the conventional cold rolling at a temperature of less than 400 ° C., the elongation does not reach 20% (Comparative Examples 1 to 4), but the workability is poor, whereas in the present invention, the elongation is 30% or more. It is good.
[0035]
【The invention's effect】
Thus, according to the present invention, an ERW steel pipe excellent in workability, having a beautiful surface and having no seizure flaws can be manufactured with high efficiency at a low mill load operation according to small lot multi-product production. There is an excellent effect.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a layout view showing a first example of an equipment row of the present invention (however, a seam annealing apparatus is not shown) , (b) to (d) are various forms of a heating apparatus, and (e) These are the schematic diagrams which show the example of installation of an intermediate heating apparatus.
FIG. 2 is a layout view showing a first type (a) and a second type (b) of post-rolling treatment equipment.
FIG. 3 is a layout view showing a second example of the facility line of the present invention.
FIG. 4 is a layout view showing a third example of the facility line of the present invention.
FIG. 5 is a layout view showing a fourth example of the facility line of the present invention.
FIG. 6 is a layout view showing a fifth example of the facility line of the present invention.
[Explanation of symbols]
S steel strip P 'open pipe P pipe 1 uncoiler 2 relay welder 3 looper 4 roll forming machine

5A induction coil

5B squeeze roll 6 reducer 7 bead cutting device (7A inner surface side, 6B outer surface side)
8 Heating device (8A heating furnace, 8B induction coil)
9 Bead rolling equipment
10 Seam annealing equipment
11 Seam cooling device
12 Heat treatment equipment
13 cutting machine
14 Bead scraper
15 Chamfering machine
16 Intermediate heating device
20 Post-rolling equipment
21 Coiler
22 Cooling floor
23 Straightening machine

Claims

In a method for manufacturing an ERW steel pipe, the process of continuously rolling the obtained steel strip, electro-welding the resulting open pipe, and drawing and rolling the obtained pipe is performed. cutting, and then the temperature: Ac ₃ transformation point -100 ° C. to Ac ₃ transformation point + 50 ℃ × Rt seam annealed in local heating conditions from 1 to 10 seconds, then the entire tube 730 ° C. to Ac ₃ transformation point + 50 ℃ A method for producing an electric resistance welded steel pipe, characterized by subjecting to heat treatment and drawing rolling in a temperature range of 700 ° C. to Ac ₃ transformation point.

The method of claim 1, wherein the bead cutting the tube, characterized in that the bead rolling before seam annealing.

Prior to heating the seam annealed tube method according to claim 1 or 2, characterized in that sheet over uncooled.

The method according to any one of claims 1 to 3 , wherein the tube after drawing and rolling is heated or heated.

The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that chamfering the strip width end before the roll forming.

An uncoiler that dispenses the steel strip, a relay welding machine that welds the steel strip, a looper that stores and dispenses the steel strip, a roll forming machine that rolls the steel strip into an open tube, and an open pipe Electrosewing welding device to make a pipe, bead cutting device to bead cut the tube, and temperature of the tube: Ac ₃ transformation point −100 ° C. to Ac ₃ transformation point + 50 ° C. x holding time: 1 to 10 seconds of local heating conditions A seam annealing device that performs seam annealing at a temperature, a heating device that heats the entire circumference of the tube from 730 ° C to Ac ₃ transformation point + 50 ° C, and a reducer that performs drawing rolling in the temperature range of 700 ° C to Ac ₃ transformation point manufacturing facility row of ERW pipe, wherein the arrangement to a Turkey.

Characterized between bead cutting machine and a seam annealing apparatus, a bead mill for bead rolling the tube and / or between the seam annealer and the heating device, that the seam cooling equipment to seam cooling the tube was placed The equipment row according to claim 6 .

The equipment row according to claim 6 or 7 , wherein an intermediate heating device is provided in the reducer.

The equipment row according to any one of claims 6 to 8 , wherein a heat treatment device for keeping or heating the pipe is arranged downstream of the reducer.

The equipment row according to any one of claims 6 to 9, wherein a chamfering device for chamfering the end portion of the steel strip is disposed between the looper and the roll forming machine.