JPH0547284B2 - - Google Patents

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JPH0547284B2
JPH0547284B2 JP12062788A JP12062788A JPH0547284B2 JP H0547284 B2 JPH0547284 B2 JP H0547284B2 JP 12062788 A JP12062788 A JP 12062788A JP 12062788 A JP12062788 A JP 12062788A JP H0547284 B2 JPH0547284 B2 JP H0547284B2
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JP
Japan
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plug
round billet
rear end
rolling
tip
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JP12062788A
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JPH01293909A (ja
Inventor
Isao Takada
Tetsuo Shimizu
Takuya Atsumi
Toshiichi Masuda
Ryosuke Mochizuki
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B19/00Tube-rolling by rollers arranged outside the work and having their axes not perpendicular to the axis of the work
    • B21B19/02Tube-rolling by rollers arranged outside the work and having their axes not perpendicular to the axis of the work the axes of the rollers being arranged essentially diagonally to the axis of the work, e.g. "cross" tube-rolling ; Diescher mills, Stiefel disc piercers or Stiefel rotary piercers
    • B21B19/04Rolling basic material of solid, i.e. non-hollow, structure; Piercing, e.g. rotary piercing mills

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
<産業上の利用分野> 本発明は、重量比で2%以上のCrを含有する
Cr含有継目無鋼管の製造方法に係り、特にボイ
ラ、油井、ガス井、化学プラントさらには機械構
造用など多岐にわたつて用いられる2 1/4Cr鋼、
SUS304、316、321などのステンレス鋼継目無鋼
管の製造方法に関する。 <従来の技術> 継目無鋼管は、中実の丸形ビレツトを傾斜式ロ
ープとプラグを用いて穿孔し、その後、マンドレ
ルミル圧延方式と呼ばれるマンドレルバーを用い
た圧延および3つの穴形ロールからなる熱間絞り
装置による縮径と伸延を組合せて加工から成形さ
れるか、または、プラグミル方式と呼ばれる2つ
の穴形ロールとプラグによる圧延、傾斜式ロール
とプラグによる摩管、および2つの穴形ロールに
よる縮径加工から成形されるのが一般的である。 この素材となる中実丸ビレツトには、現在ほと
んど連続鋳造方式によつて製造された材料が充当
されており、その充当方法は矩形素材(以下、ブ
ルームという)から圧延によつて丸形するか、ま
たは丸形の素材(以下、丸ビレツトという)を鋳
込みのままで用いるかの2通りに分けられる。 上記方法により継目無鋼管を製造する場合、通
常の炭素鋼または低合金鋼はほとんど問題なく造
管されるが、Cr含有量が重量比で2%以上の高
Cr材料の場合には、連続鋳造ブルームまたは丸
ビレツトの中心部に普通鋼または低合金鋼に比べ
て大きなキヤビテイが生じ易く、これが丸ビレツ
トの場合はそのまま残存し、またブルームの場合
にも圧延時に十分圧着せず、これらから充当され
た丸ビレツトを用いて穿孔するとき、その中心部
にプラグにより穿孔される前に傾斜ロールによる
もみ割れ(以下、マンネスマン割れという)に起
因する大きな空〓が生じ、この部分がプラグと傾
斜ロールに圧延されても内面欠陥として残存する
場合が多い。 このような穿孔時のマンネスマン割れのため、
従来Cr含有量の高い連続鋳造素材を欠陥なく穿
孔することは困難とされており、中心部にキヤビ
テイの生じ難い鋼塊素材が用いられてきた。しか
し、最近の連続鋳造技術の進歩により、中心部の
キヤビテイ発生もかなり抑制されるようになつた
ので、現在では連続鋳造素材も充当されるように
なつてきているが、連続鋳造素材を用いた場合、
一般的にはかなり高い比率の内面欠陥の発生が避
けられず、これらを手入れにより除去して最終製
品としている。 このようなステンレス鋼組成の継目無鋼管をマ
ンネスマン圧延方式で製造するに当つて、連続鋳
造素材を適用する場合の穿孔時における内面欠陥
を防止する方法として、例えば特開昭61−140301
号公報に開示されている。 その内容は、C:0.35wt%以下、N:0.4wt%
以下に制限したステンレス鋼組成により、傾斜圧
延方式造管加工に供する継目無ステンレス鋼管用
丸ブレツトにつき、該丸ビレツトの断面積に対し
て3倍以上に当たる長方形断面をなし、その長短
辺の長さ比が2.5以上、その長辺の長さは1100mm
以下であつて、短辺の長さはつくろうとする丸ビ
レツトの外径に対し少なくとも40mmは大きい連続
鋳造スラブから、その長辺方向の圧下量が120
mm/パス以上の条件下の熱間圧延より、丸ビレツ
トの外径に対し少なくとも30mmは大きい短辺をも
つ方形断面のブレームをつくる中間段階を経て、
このブレームに熱間圧延を施し丸ビレツトに加工
することを特徴とする傾斜圧延方式による継目無
ステンレス鋼管用丸ビレツトの製造方法である。 <発明が解決しようとする課題> しかしながら、前記特開昭61−140301に示され
る方法で丸ビレツトを製造した場合には、確かに
穿孔時の管内面欠陥は防止することができるが、
長辺の長さaと短辺の長さbとの比a/bの下限
が2.5と大きいため、丸ビレツト圧延時の幅圧下
時の座屈の問題は完全に解決されずに残り、また
連続鋳造素材から丸ビレツトに圧延する際の圧下
比に制限があるため製造される丸ビレツトの寸法
が制限されるという課題がある。 本発明は、上記のような課題を解消したCr含
有継目無鋼管の製造方法を提供することを目的と
する。 <課題を解決するための手段> 本発明者らは、上記の課題を解決すべく、鋭意
実験・研究を重ねた結果、穿孔時の傾斜ロールと
プラグによる被穿孔材の歪分布が管内面欠陥の発
生に大きな影響を与えることを見出し、この知見
に基づいて本発明を完成させるに至つた。 すなわち、本発明の要旨とするところは、重量
比でCr:2〜27%を含有し、残部はFeおよび不
可避的不純物からなる連続鋳造鋳片を素材として
継目無鋼管を製造するに際し、この素材に長辺と
短辺の比が1.6〜3.0である矩形の断面形状を有す
る連続鋳造鋳片を用い、この鋳片を通常圧延によ
つて丸ビレツトとなし、この丸ビレツトを傾斜ロ
ールとプラグによつて穿孔するときに、下記式で
定義される穿孔中のεoの絶対値|εo|がプラグ先
端より10mmの位置からプラグ後端に向かう位置に
おいて|εo|≦0.015であることを特許とするCr
含有継目無鋼管の製造方法、 εo=lo(to/to-1) ここで、 to-1:プラグ先端より10mmの位置からプラグ後端
に向かう任意の位置Po-1における肉厚(mm) to:位置Po-1からプラグ後端側に1mm離れた位置
Poにおける肉厚(mm) である。 <作用> 第1図は、被穿孔材の穿孔時の歪の定義を説明
する模式図である。 図において、中実の丸ビレツト1を一対の傾斜
ロール2,2とプラグ3を用いて穿孔する際、プ
ラグ3の先端部3aのパスラインPL上における
位置Ppでの穿孔時の肉厚tがtpであるとして、そ
のパスラインPL上の任意の1mm間隔の2位置
Po-1とPoにおける肉厚tをto-1、toとすると、位
置Poにおける歪εoは下記式(1)により定義される。 εo=lo(to/to-1) ……(1) 本発明者らの実験によると、プラグ3の先端部
3aから後端部3bに向かうすべてのパスライン
PL上の位置における歪εoの絶対値|εo|の最大
歪量が管内面欠陥の発生と深い因果関係のあるこ
とが判明した。すなわち、穿孔時のプラグ形状と
設定を適正化することにより、連続鋳造素材の長
辺と短辺の比が1.6以上であれは丸ビレツト圧延
時に圧下比に関係なく2〜27%のCrを含有する
継目無鋼管を著しく低い内面欠陥発生率で製造す
ることが可能であることを確認したのである。 以下に、本発明のCr含有量の限定理由を説明
する。 Crは、耐食性、高温耐酸化性および高温耐水
素アタツク性の改善のため広い範囲で添加され、
このCrの含有により従来の断面形状の連続鋳造
素材を用い、通常の方法でマンネスマン圧延方式
により穿孔、圧延すると継目無鋼管に内面欠陥が
発生し易くなるが、2%未満では従来の断面形
状、穿孔方法によつても内面欠陥の発生がないの
で、とくに本発明を適用する必要がなく、また27
%を超える場合にはキヤビテイとは異なる熱応力
割れが発生し易くなり、この欠陥は本発明では防
止できないので2〜27%の範囲に限定した。 つぎに、連続鋳造矩形断面素材の長辺aと短辺
bの比a/bを限定した理由について説明する。 第2図は重量比でC:0.20%、Si:0.45%、
Mn:0.50%、Cr:13.3%、P:0.018%、S:
0.002%を含み残部Feと不可避的不純物からなる
a/bを変えた連続鋳造矩形断面素材を用い、圧
延により直径110mmの丸形ビレツトとして、それ
を傾斜ロールとプラグによる穿孔中にプラグの先
端から10mmの位置よりプラグ後端に向かうすべて
の位置で前記(1)式で定義されるεoの絶対値|εo
の最大値が0.0139で穿孔し、その後マンドレルミ
ル圧延と熱間外径絞り伸延加工により外径42.7mm
φ、肉厚4.5mmtの継目無鋼管を製造したときの
a/bと内面欠陥発生率の関係を示したものであ
る。 まず、a/bの下限を1.6に限定したのは、第
2図に示すように、本発明の穿孔条件下ではa/
bが1.6以上で内面欠陥の発生は激減するが、1.6
未満の場合は内面欠陥が多発するからである。 つぎに、a/bの上限を3.0に限定したのは、
第2図より明らからように、内面欠陥に対する
a/bの効果は2.4で飽和し、a/bが3.0を超え
るときには、これを丸ビレツトに圧延する工程に
おいて、長辺側を幅圧下する際に、幅中央部に座
屈によるしわ疵を発生させ易くなることによる。 上記2つの理由により、a/bを1.6〜3.0の範
囲に限定した。 さらに、丸ビレツトを傾斜ロールとプラグによ
つて穿孔する時に、前記(1)式で定義される穿孔中
の歪εoの絶対値|εo|がプラグ先端より10mmの位
置から、プラグ後端に向かうすべての位置で|ε
|−0.0150となるように限定したのは、第3図に
示すように|ε|0.0150から管内面欠陥の発生
率は激減し、|ε|>0.015のときには内面不良発
生率が高いからである。 ここで、第3図は、重量比でC:0.20%、Si:
0.45%、Mn:0.50%、Cr:13.1%、P:0.018%、
S:0.002%を含み残部Feと不可避的不純物から
なるa/b=1.87の連続鋳造素材を用い、圧延に
より直径110mmφの丸ビレツトとして、それを傾
斜ロールとプラグによる穿孔中にプラグの先端か
ら10mmの位置よりプラグ後端に向かうすべての位
置における、前記(1)式で定義されるεoの絶対値|
εo|の最大値を変化させて穿孔し、その後マンド
レルミル圧延と熱間外径絞り伸延加工により直径
42.7mm、肉厚4.5mmtの継目無鋼管を製造したと
きのa/bの内面欠陥発生率と|εo|の最大値と
の関係を示したものである。 また、|εo|の最大値を示す穿孔時の位置をプ
ラグ先端より10mmの位置からプラグ後端に向かつ
て限定したのは、プラグ先端から10mm以内の位置
においては穿孔時の温度が高く、この範囲の歪は
かなり大きくても内面欠陥の発生につながらない
からである。 しかしながら、プラグ先端から10mmの位置より
プラグ後端の部分では、プラグへの抜熱により穿
孔時の被穿孔材の温度が下がり、したがつて変形
能が劣化するため、この範囲の歪は本特許により
限定される歪の範囲内、すなわち|εo|≦0.0150
でなければならない。 <実施例> 以下に、本発明の実施例について説明する。 第1表に示す化学組成の材料を連続鋳造によ
り、第2表に示すa/bの矩形または丸形の鋼片
とした後、矩形断面のものは圧延により、丸形状
のものは鋳込みのままで直径110mmφの継目無鋼
管用の素材ビレツトとし、このビレツトを傾斜ロ
ールとプラグにより穿孔するに際して、前記(1)式
で定義される歪εoの絶大値|εo|のプラグ先端か
ら10mmの位置からプラグ後端に向かうすべての位
置での最大値が第2表に示す値となるようにして
穿孔し、その後、マンドレルミル圧延、熱間外径
絞り伸延加工により、外径:42.7mmφ、肉厚:
4.5mmtの継目無鋼管を製造した。 なお、使用した穿孔時のプラグ形状、設定およ
び上記の|εo|の最大値を第3表に示す。 第3表
【表】 に示す各寸法は第4図に模式図に示すものであ
る。 これらの継目無鋼管に発生した連続鋳造時のキ
ヤビテイと偏析に起因する内面欠陥発生率を第2
表に併せて示した。 なお、本発明の好適条件のうち、|εo|の最大
値は本発明の範囲を満足しているがa/bが本発
明範囲外のものを比較例として、またa/bは
本発明範囲内だが|εo|の最大値が本発明範囲外
のものを比較例として、それぞれ第2表に併せ
て示した。 第2表から明らかなように、連続鋳造鋼片の断
面形状と|εo|の最大値の両者とも本発明の範囲
内にある本発明例は、すべてキヤビテイと偏析に
起因する内面欠陥が著しく小さくなつていること
がわかる。 したがつて、前出特開昭61−140301号公報にお
いて、管内面欠陥により不良とされた圧下比の範
囲内にあつても、本発明方法を実施すれば全く問
題のない程度まで内面欠陥が減少しているのがわ
かる。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】 <発明の効果> 以上説明したように、本発明によれば、Cr含
有量が2〜27%の丸ビレツトを穿孔するに際し、
管内面に発生する欠陥を抑制することが可能であ
る。 したがつて、将来著しい需要の増大が期待され
ているボイラや油井、ガス井、化学プラトンなど
のエネルギー関連ならびに腐食流体輸送用鋼管や
機械構造用鋼管などに、低い製造コストで継目無
鋼管を提供し得ることも可能にした本発明の工業
的価値は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に用いた被穿孔材の穿孔時の
歪の定義を説明する模式図、第2図は、継目無鋼
管穿孔圧延時の連続鋳造素材のキヤビテイおよび
偏析に起因する内面欠陥の発生率に及ぼす連続鋳
造素材の断面形状の影響を示す特性図、第3図
は、継目無鋼管穿孔圧延時のキヤビテイおよび偏
析に起因する内面欠陥の発生率に及ぼす|εo|の
最大値の影響を示す特性図、第4図は、ピアサプ
ラグ形状と各部の寸法関係を示す模式図である。 1……丸ビレツト、2……傾斜ロール、3……
プラグ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 重量比でCr:2〜27%を含有し、残部はFe
    および不可避的不純物からなる連続鋳造鋳片を素
    材として継目無鋼管を製造するに際し、この素材
    に長辺と短辺の比が1.6〜3.0である矩形の断面形
    状を有する連続鋳造鋳片を用い、この鋳片を通常
    圧延によつて丸ビレツトとなし、この丸ビレツト
    を傾斜ロールとプラグによつて穿孔するときに、
    下記式で定義される穿孔中のεoの絶対値|εo|が
    プラグ先端より10mmの位置からプラグ後端に向か
    う位置において|εo|≦0.015であることを特徴
    とするCr含有継目無鋼管の製造方法。 εo=lo(to/to-1) ここで、 to-1:プラグ先端より10mmの位置からプラグ後端
    に向かう任意の位置Po-1における肉厚(mm) to:位置Po-1からプラグ後端側に1mm離れた位置
    Poにおける肉厚(mm)
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JP4517811B2 (ja) * 2004-10-14 2010-08-04 住友金属工業株式会社 継目無鋼管の製造方法
BR112013014151B8 (pt) * 2010-12-22 2020-09-01 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp método de produção de barra redonda para tubo sem costura feito de liga de alto teor de cr e alto teor de ni, e método de produção de tubo sem costura com uso de barra redonda

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