JPH04505184A - 内面が金属被覆された中空鋳塊の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 金属被覆されている中空鋳塊を製造するための方法技術分野 本発明は、熱間又は冷間成形により例えば鋼管である、内側が金属被覆されてい るシームレス金属管を後続の処理で成形するための金属被覆されている中空鋳塊 を製造するための方法に関する。

背景技術 内側が金属被覆されているシームレス金属管の製造は現在のところ通常は、担体 材料と被覆金属材料とから成る中空鋳塊が連続圧延により管に成形されることに より行われる。これを実現するために使用材料は、先ず初めに、（例えば低合金 鋼である）担体材料から成る円筒状鋳塊が軸方同で穿孔され、中空鋳塊が形成さ れるように準備される。次いでこの中空鋳塊の中に、この中空鋳塊の内径に対応 し同一の長さを有し同様に内部が穿孔されており（例えば高合金鋼である）被覆 金属材料から成る円筒状の中空鋳塊が挿入される。

２つの互いに嵌合されている中空鋳塊は端面で、２つの中空鋳塊の間のリング状 間隙が閉られ、これにより２つの中空鋳塊の間の接触面が連続圧延温度への加熱 の際に酸化せずひいては担体材料と被覆金属材料との間の申し分のない接合が行 われるように互いに溶接される。

この方法は重大な欠陥を有する。端面における溶接個所は脆弱であり、例えば加 熱の際に開き、従って接触面が酸化することがある。これに加え、使用可能な金 属被覆されている中空鋳塊の準備は著しくコストがかかる。すなわち一方では所 要の加工（穿孔、溶接）にコストがかかり、他方では高価な被覆金属材料の使用 （ｇ孔の際に切り屑が発生する）にコストがかかる。

片側が金属被覆されている鋼板を製造するために本出願人により１つの方法が提 案された（ドイツ特許出願第３９０７９０３号明細書）、この提案では、溶融流 動状態の被覆金属材料が担体金属板の上に付着される。これを実現するためにそ れぞれ２つの担体金属板が、それらの平面的面が密接して上下に置かれ、この状 態で２つの担体金属板は、十分に厚い被覆金属層が晶出により形成されるまで被 覆金属材料の溶融金属の中に浸漬される。

しかし、被覆金属層を直接に溶融流動状態から担体材料に付着させることは、金 属被覆されている中空鋳塊の製造にそのまま利用することはできない、被覆金属 材料の溶融金属の中に担体材料製中空鋳塊を浸す際に内面にも外面にも被覆金属 層が形成される。外面の被覆金属層は多くの場合に必要なく、被覆金属材料の不 必要な消費により製造コストを非常に大きくする。

外側が金属被覆されるのを回避するために、担体材料の中空鋳塊を被覆金属材料 の溶融金属により充填することが可能であり、被覆金属の溶融金属の消費量をで きるだけ小さくするためにこの状態の中空鋳塊を遠心機にかけて被覆層を残して 除去してからこの被覆層を凝固させることも可能である。しかしこの場合に、金 属被覆されている中空鋳塊が後続の処理にかけられる前に熱膨張又は熱収縮が異 なるために被覆金属層が担体材料から分離するという問題が生じる。

技術的課題 本発明の課題は、内側のみが金属被覆されている中空鋳塊を製造することを可能 にし、上記の欠点を除去する方法を提供することにある。

上記課題は、請求の範囲第１項の特徴部分に記載の特徴により解決される。この 方法の有利な実施例は請求の範囲第２項から第９項に記載されている。

本発明の解決方法では、溶融流動状の担体材料が固体被覆金属材料の外面に付着 される。これにより初めから、内側の被覆金属層が熱収縮により外側の担体材料 層から分離しないことが保証される。何故ならば外側の担体材料層は、その初期 温度がより高いためにより強く収縮され傾向を有し、従って収縮の際に被覆金属 層を締めつけるからである。担体材料層の晶出のために用いられる円筒状中空体 は、例えばポンチングプレスで対応する鋳塊を熱間成形することにより製造され ることか可能であり、円筒状中空体は、必要ならば清浄で平滑な表面を得るため に担体材料の溶融金属の中への浸漬の前に必要ならば内側及び外側ともに微禄加 工されることが可能である。

これにより、切り屑を発生させず又は僅かな切り屑しか発生させずひいては被覆 金属材料に関して僅かな廃棄量で、本発明の方法に必要な円筒状中空体を製造す ることが可能になる。担体材料の溶融金属の中へ浸漬している間にこの中空体の 内面を密閉することは、例えば閉じ蓋により行うことができる。しかしより好適 には、中空体の内面に密接している円筒状コアを用いる０円筒状コアは、円筒状 中空体を形成するためにすでに用いられており、これは大きい利点を有する。

すなわち、円筒状コアを被覆金属材料の溶融金属の中に浸し、所要の被覆金属材 料の所要の厚さを晶出により得ることがすでに実施されている。この実施のため にコアは、例えば建設用鋼材等の十分に大きい耐熱性を有する材料から成る必要 がある。耐熱性は、コアが所要時間にわたり自身が溶融することなしに溶融金属 の中に浸されていることを可能にすることを保証するだけでよい。これを実現す るためには、コアに内部冷却孔を設け、冷却剤がこの内部冷却孔を流れるように すると非常に好適である。中空体又は中空鋳塊からコアを容易に除去できるよう に、溶融金属に対して効果的な分離層をコアの外面に設けなければならない。こ ｆ　れを実現するためには鋼コアの場合には例えば錆層又Ｄ　は表面酸化層で十 分である。このような層は、被覆金我　属材料とコア材料との間の直接の接合を 阻止し、中空体からコアを引抜くことを可能にする。

ｑ　被覆金属の溶融金属の中の鋼コアの可能な滞在時間【　は、コアの中に別個 の内部冷却孔を設けない場合にはシ　綱コアの熱収容能カに対応する。より厚い 層を晶出さ乏　せるためには溶融金属への浸漬は段階的に行うことも可能である 。この場合、溶融金属へのその都度の浸漬Ｆ　の前に中間冷却が行われる。この 方法は、被覆金属層Ｊ　の形成の場合にも、担体層の形成の場合にも可能である 。

被覆金属材料及び／又は担体材料の晶出により形成１　される表面の凹凸が著し い場合には、材料がまだ温かい状態にあるうちに、従って僅かな手間で圧延によ り：　平滑化を行うことができる。請求の範囲第３項に記載のように被覆金属材 料から成る中空体を製造する場合、後続の処理で内面を機械加工して清浄で平滑 な表面を保証しなければならない、この場合、僅かな廃棄量しか発生しない、後 続の処理自身は、例えば熱間連続圧延により又は熱間ピルガ−圧延又は冷間ピル ガ−圧延により行うことができる０本発明の方法は特に鋼材料に適するが、しか しその他の種類の金属材料にも用いることが可能である。

発明の最良の実施形態 内側を金属被覆されている５ｔ３７製シームレス管を製造するための２つの実施 例に基づき本発明を次に詳細に説明する。

端面側を蓋により閉鎖されている長さ約１ｍ、外径１２０ｍｍ及び肉厚３０ｍｍ の被覆金属材料１．４３０１　（Ｘ５　ＣｒＮｉ　１８　９）製管が約２５秒に わたり、２０にだけ液相線温度をより上に加熱された５ｔ３７の溶融金属の中に 浸され、次いで室内温度まで中間冷却するために再び取出される。浸漬時間の間 に管の外面に約２２ｍｍの肉厚の層が晶出される。この浸漬工程とこれに続く中 間冷却は、最終的に２５２ｍｍの外径の中空鋳塊が形成されるまで更に２度にわ たり繰返された。次いで中空鋳塊の外面が、温かい状態でサイプの孔型ロールに より平滑化される。

中空鋳塊の製造の際の選択された浸漬時間により一方では担体材料５ｔ３７の成 長率が可及的に最大となり、他方では金属被覆層と担体材料との間の接合が非常 に良好になる。このようにして形成された中空鋳塊は次いで公知の方法で熱間連 続圧延で長さ約２１ｍ、外径８０ｍｍ及び肉厚１０ｍｍの鋼製シームレス管に圧 延される。約２ｍｍの厚さの金属被覆層は担体材料と十分良好に接合された。

第２の実施例では外径２５０　ｍｍ、内径６０ｍｍ、金属被覆層要約２５ｍｍ及 びここでも長さ約１ｍの中空鋳塊が製造されてシームレス管に成形される。この 場合に被覆金属の部分は請求の範囲第３項に記載の方法が選択された。これを実 現するために、表面酸化層により被覆された外径６０ｍｍの５ｔ３７製棒材が、 ３０にだけ液相線温度より高い温度に加熱された材料１．４３０１の溶融金属の 中に浸された。棒材は、約３５秒の浸漬時間でその表面に約１７ｍｍの厚さの被 覆金属層が形成されると溶融金属から取出される。はぼ室内温度まで中間冷却さ れると棒材は再び被覆金属材料の溶融金属の中に浸され、これにより厚さが合わ せて約２５ｍｍに達する被覆金属層が得られる。これを実現するために浸漬時間 は約４７秒に延長される。

換言すれば、約３５秒後に最大に達する第２の成長する被覆金属層が部分的に再 び溶融して消失するまで浸されている。３５秒より短い浸漬時間で所望の層厚に 不足の８ｍｍの厚さを得ようと試みたならば失敗したであろう。何故ならば、こ のような短い時間では第１の被覆金属層への付着が十分てないからである。次い で、中間冷却を終えた後に、２５ｍｍの厚さの被覆金属層を有する棒材は第１の 実施例に対応して、２０にだけ液相線温度より高い温度に加熱された５ｔ３７の 溶融金属の中に浸される。

３度の浸漬と中間冷却の後に２３６ｍｍの外径の鋳塊が形成される。次いで、目 標の２５０ｍｍの外径を得るために５３秒の時間の最後の浸漬が行われる。溶融 金属から取出され外側表面が完全に凝固された後に、浸漬コアとして用いられた ５ｔ３７の棒材は引抜き装置で中空鋳塊から引抜かれた０分離層として作用する 表面酸化層が棒材に付着しているのでこの分離は困難なく行われた。次いで鋳塊 の外側表面は、まだ温かい状態で平滑化される。同様に、中空鋳塊の内側表面（ 被覆金属層）は、表面酸化層により形成された凹凸を除去するために、平滑及び 浄化作用を有する加工工程にかけられる。次いで鋳塊は再び熱間連続Ｆ３−延で シームレス管に加工される。外径が８０７！ｉ　ｎ’ｌ、内径が３０ｍｍの場合 に管長は２０　ｍを上回り、被覆金属層の厚さはＩ、６ｍｍとなる。２つの層の 間の接合はこの場合にも申し分ない。

国際調査報告 一一一一一一輪一一〇昧ｐＣＴ／ＤＥ　９０１００３３５

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．後続の処理で溶融金属の中に管状体を１度又は複数度にわたり浸漬すること により金属被覆されたシームレス鋼管を形成するために、金属被覆された中空鋳 塊を先行の処理で製造するための方法において、内側が金属被覆されている管を 後続処理で形成するために中空鋳塊を製造するために、被覆金属材料から形成さ れている円筒状中空体が、担体材料から成る溶融金属の中に浸漬され、十分に厚 い担体層が晶出されると円筒状中空体は溶融金属から取出され、浸漬されている 間は中空体の内面が溶融金属との接触から保護されることを特徴とする金属被覆 されている中空鋳塊を製造するための方法。
2. ２．溶融金属との接触からの保護が、中空体の中にあり内面に密接している円筒 状コアにより行われることと、コアが晶出後に中空鋳塊から除去されることを特 徴とする請求の範囲第１項に記載の金属被覆されている中空鋳塊を製造するため の方法。
3. ３．分離層を有し耐熱材料から成る棒状のコアが被覆金属材料の溶融金属の中に 浸漬され、十分に厚い被覆金属層が晶出されると被覆金属材料の溶融金属の中か ら取出されることにより中空体が形成されることを特徴とする請求の範囲第２項 に記載の金属被覆されている中空鋳塊を製造するための方法。
4. ４．被覆金属材料の層及び／又は担体材料の層の晶出がそれぞれ少なくとも２つ の部分工程で行われ、部分工程では中空体又は中空鋳塊がそれぞれ所与の滞在時 間の後に溶融金属から取出されて中間冷却されてから、晶出層を更に成長させる ために再び同一の溶融金属の中に浸漬されることを特徴とする請求の範囲第２項 又は第３項に記載の金属被覆されている中空鋳塊を製造するための方法。
5. ５．被覆金属材料を有するコアの表面が、担体材料の溶融金属の中への浸漬の前 に平滑化されることを特徴とする請求項３又は４に記載の金属被覆されている中 空鋳塊を製造するための方法。
6. ６．晶出された担体材料の表面が、中空鋳塊が後続処理される前に平滑化される ことを特徴とする請求の範囲第１項から第５項のうちのいずれか１つの項に記載 の金属被覆されている中空鋳塊を製造するための方法。
7. ７．平滑化が平滑化ロールにより行われることを特徴とする請求の範囲第５項又 は第６項に記載の金属被覆されている中空鋳塊を製造するための方法。
8. ８．コアが、被覆金属材料及び／又は担体材料の溶融金属の中への浸漬の間に冷 却剤により内部を冷却されることを特徴とする請求の範囲第３項から第７項のう ちのいずれか１つの項に記載の金属被覆されている中空鋳塊を製造するための方 法。
9. ９．中空鋳塊の内面が、コア抜出し後に清浄され平滑化されてから管の成形工程 にかけられることを特徴とする請求の範囲第３項から第８項のうちのいずれか１ つの項に記載の金属被覆されている中空鋳塊を製造するための方法。