JPH0615081B2

JPH0615081B2 - 継目無鋼管製造設備

Info

Publication number: JPH0615081B2
Application number: JP4763687A
Authority: JP
Inventors: 一男山▲崎▼; 真次秋田; 龍晴小田; 冬彦梶山
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1987-03-04
Filing date: 1987-03-04
Publication date: 1994-03-02
Anticipated expiration: 2009-03-02
Also published as: JPS63215310A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、強度、靭性に優れた継目無鋼管を製造する
製造設備に関する。

〔従来の技術〕

継目無鋼管の製造方法には、１２００〜1250℃に加熱さ
れたビレツトをピアサで穿孔した後、プラグミル、リー
ラ（磨管機）、サイザ（又はストレツチレジユーサ）の
諸工程を経て製造される方法と、穿孔後マンドレルミ
ル、再熱炉、ストレツチレジユーサを経て製造される方
法がある。

更にマンドレルミルを使用する後者の製造方法では、マ
ンドレル圧延後マンドレルバーを引き抜く特別な装置を
必要とすることやそのためにライン全長が長くなること
及びそれに伴う温度降下が著しく、その降下分を補うた
めに再熱炉を必要としている等の問題があり、本出願人
はこれらの問題を解決するため特開昭５７−121811号で
その圧延方法の改良に関する提案を行なつた。

即ち、再熱炉の使用を廃すると共に、圧延に必要なスト
ローク以外の軸方向移動がその後端部にて拘束せしめら
れたマンドレルバーを有しているリストレインド・マン
ドレルミルを使用し、該リストレインド・マンドレルミ
ルの直後にサイザ（又はストレツチレジユーサ、以下同
じ）を連設してマンドレルミルで圧延中に素管先端をサ
イザに噛込ませ、これによつてサイザによる圧延を並行
させるものであり、従つてかかる状態においてマンドレ
ルミルとサイザに亘る素管に作用する張力関係が長さ方
向に連続することになるものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記三つのいずれの方法もビレツト加熱時の温
度が高すぎるため、結晶粒が粗大化している靭性が劣る
欠点を有していた。従つて高い靭性が要求される鋼管に
ついては、従来ノルマライズ等の熱処理が施され、その
ため製造工数の増加、工程運用の複数化、コストアツプ
等の問題を新たに引き起こしていた。

一方、強度及び靭性を要求される寒冷地用ラインパイプ
原板等の厚板製造技術では、強度及び靭性を得る目的で
圧延時の温度を低温（例えばＡr₁変態点以下）に制御し
て、オーステナイト粒を委細に再結晶させ、変態後のフ
エライト組織を細粒化せしめる方法や、Ar₁の変態点以
下の温度より再加熱して圧延する方法が知られている。
このような厚板製造技術を、プラグミル、リーラ、サイ
ザによる継目無鋼管の製造方法に応用したのが特開昭５
０−１９５５号と実公昭６１−１９２２号であり、類似
の温度制御によつて継目無鋼管の強度及び靭性の改善を
図ろうとしている。

即ち、特開昭５０−１９５５号は、磨管後の素管搬送中
にその外周のみを注水ノズルで冷却し、Ar₁ 変態点直下
まで急冷した後仕上げ圧延を行なう方法であり、又、実
公昭６１−１９２２号は、磨管設備と再熱炉の間にバイ
パスとなる冷却床を設けて、素管を Ar₁変態点以下に冷
却（空冷主体）せしめる方法である。

しかし、前者の方法では、リーラ直後の素管温度が９０
０〜９５０℃と高温なため、搬送時間中に素管をAr₁変
態点以下に下げることは困難であり、又、この方法では
素管長手方向及び円周方向で必ずしも均一に冷却されな
いため、曲り発生のおそれがあり、更に素管内外面での
温度差が大きいため、特に厚肉材では品質管理が困難で
あるという欠点を有している。一方、後者の方法では、
冷却床を別に設ける必要があるため、設備費がかかると
共に広大なスペースを必要とする等の問題もある。

本発明は、以上のような問題を有しているプラグミル、
リーラ、サイザ等により継目無鋼管を製造する上記二つ
の技術とはその対象を別にし、ビレツト穿孔後、リスト
レインド・マンドレルミル、サイザ（又はストレツチレ
ジユーサ）を経て継目無鋼管を製造する特開昭５７−１
２１８１１号の圧延設備を改良して低コストにて高強
度、高靭性を有する継目無鋼管が得られるようにしよう
とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

そのため、本発明は、第１図 (a)(b) に示すように、加
熱炉(1)、ピアサ(2)、リストレインド・マンドレルミル
(4)、サイザ(5)（又はストレツチレジユーサ）の順、又
は加熱炉(1)、ピアサ(2)、エロンゲータ(3)、リストレ
インド・マンドレルミル(4)、サイザ(5)（又はストレツ
チレジユーサ）の順に配設された継目無鋼管製造設備に
おいて、ピアサ(2)とリストレインド・マンドレルミル
(4) の両設備の間に、又はエロンゲータ(3) とリストレ
インド・マンドレルミル(4) の両設備の間に、素管内外
面へ冷媒を噴出せしめてその冷却を行なう冷却設備(6)
を介在せしめたことを基本的特徴とするものである。

〔作用〕

上記製造設備では、上述したようにリストレインド・マ
ンドレルミル(4)の直後にサイザ(5)（又はストレツチレ
ジユーサ）を連設して両設備による圧延を並行させてい
るため、その間における素管の再加熱を行なつておら
ず、従つて再加熱前に Ar₁変態点以下に冷却し再加熱後
に緻密な再結晶組織を得ようとする技術は実施し得ない
が、圧下率の高いリストレインド・マンドレルミル(4)
の圧延前に、前記冷却設備(6)によつて素管温度を低目
（より好ましくは Ar₁変態点以下）に制御し低温圧延
（制御圧延）を実施することになる。この低温圧延の実
施により、製造される継目無鋼管の強度及び靭性を向上
せしめることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明の一実施例に係る継目無鋼管製造設備を
示しており、加熱炉(10)、ピアサ(20)、３ロールエロン
ゲータ(30)、冷却設備(60)、８スタンドで構成されるリ
ストレインド・マンドレルミル(40)、及びこれにタンデ
ム配置した１０スタンドのサイザ(50)の順に配設されて
いる。そして材料となるビレツト(70)はまず加熱炉(10)
で加熱されるが、この時の炉温は通常（1200℃程度）よ
り低目に（それより１０℃から２０℃低目に）設定する
と良い。その後ピアサ(20)で穿孔されエロンゲータ(30)
を経て管状となつたものを次の冷却設備(60)で速やかに
冷却する。そしてリストレインド・マンドレルミル(40)
による圧延及びそれに続くサイザ(50)による仕上げ圧延
を低温で行なう。

尚、素管(70a)の温度は、加熱炉(10)抽出口、リストレ
インド・マンドレルミル(40)入側、サイザ(50)出側に設
置された放射温度計により測定され、この実測温度をフ
イードバツクさせながら、加熱炉(10)炉温設定、冷却設
備(60)の冷却効率を変更せしめる温度制御を実施してい
る（特に、サイザ(50)出側の温度が約700 〜950 ℃にな
るように炉温設定、冷却設備(60)の調整を行なつてい
る）。

ここで冷却設備(60)としては、素管(70a)の内外面を効
率良く冷却してリストレインド・マンドレルミル(40)に
おける低温圧延を実現するために、第３図に示すような
装置構成及び第４図に示すような装置構成が本実施例で
用いられた。

第３図に示す冷却設備(60a)は、素管(70a)をその円周方
向に回転せしめるターニングローラ(61a)(61b)と、該タ
ーニングローラ(61a)(61b)上で素管(70a)が回転してい
る時にその外周を空冷する冷却フアン(62)と、前記ター
ニングローラ(61a)(61b)上に素管(70a)が載置された時
に素管(70a)端部側からその内面に冷却エアを吹き付け
るエアブローノズル(63)とからなる。

当該冷却設備(60a)では、同時に２本の素管(70a)の内外
面を冷却するため、２つ１組のターニングローラ(61a)
(61b)を１の素管(70a)についてその管軸方向に３組、且
つ２本の素管(70a)を平行に並べて同時にその内外面の
冷却を行なうため、計６組設置している。そして各素管
(70a)を円周方向に回転せしめることで、前記冷却フア
ン(62)によつてその外周を円周方向に均一に冷却するこ
とができるようにしている。又、冷却フアン(62)は、平
行に並べられた２本の素管(70a)の上方にその管軸方向
に３つ設けられ、各素管(70a)をその長さ方向に均一に
冷却できるようにしている。更にエアブローノズル(63)
は２本の素管(70a)の内面冷却を行なうため、これら素
管(70a)の管端部側に１本ずつ計２本設けられ、素管(70
a)がターニングローラ(61a)(61b)上に載置された時に上
昇して、各素管(70a)内面に冷却エアを吹き出すように
設置されている。

尚、ターニングローラ(61a)(61b)群と並行に設けられた
３つのローラ(64)は該冷却設備(60a)で冷却された素管
(70a)を次のリストレインド・マンドレルミル(40)に搬
送するためのコンベアローラである。又、ターニグロー
ラ(61a)(61b)からこれらのコンベアローラ(64)に素管(7
0a)を載せ替える時には、ウオーキングビーム等で適宜
横方向に移動するような構成となつている。

以上の装置構成からなる冷却設備(60a)では、エロンゲ
ータ(30)を経てきた素管(70a)が搬送装置によりターニ
ングローラ(61a)(61b)上に平行に１本ずつ載置され、該
ターニングローラ(61a)(61b)の回転に伴つてその円周方
向に回転する。この時、２本の素管(70a)の上方では３
つの冷却フアン(62)が回つており、素管(70a)外周面を
その円周方向及び長さ方向に均一に冷却する。一方、各
素管(70a)管端部側にはエアブローノズル(63)が夫々上
昇し、これらの素管(70a)内面に冷却エアを吹き出して
内面冷却を同時に行なう。

このように、素管(70a)２本を同時にその内外面から冷
却するため、速やかに冷却することができる。そして前
記コンベアローラ(64)で次のリストレインド・マンドレ
ルミル(40)へ搬送される。

第４図に示す冷却設備(60b)は、素管(70a)をその円周方
向に回転せしめるターニングローラ(61a)(61b)と、該タ
ーニングローラ(61a)(61b)上で素管(70a)が回転してい
る時にその外周を空冷する冷却フアン(62)と、前記ター
ニングローラ(61a)(61b)上に素管(70a)が載置された時
に、素管(70a)内側をその長手方向に移動する冷却バー
(65a)を有しており、該冷却バー(65a)から高圧水を噴出
しながら素管(70a)内面を冷却する内面強制冷却装置(6
5)と、該素管(70a)の外周に環装させてその全周に高圧
水を噴出せしめ素管(70a)外周を冷却する外面強制冷却
装置(66)とからなる。

本冷却設備では、ターニングローラ(61a)(61b)及び冷却
フアン(62)の構成は前記設備例とほぼ同じであり、ただ
素管(70a)を１本ずつ冷却する構成としただけである。
一方、本冷却設備(60b)では、内外面強制冷却装置(65)
(66)を新たに設けて素管(70a)内外面に高圧水を噴出せ
しめ、更に冷却効率を高めるようにしている。

そのうち内面強制冷却装置(65)は、前記冷却バー(65a)
の端部を支持台(65b)で支えた上、この支持台(65b)を正
逆送可能な搬送コンベア(65c)のベルト面に固定して該
搬送コンベア(65c)を駆動せしめることにより、冷却バ
ー(65a)を素管(70a)内側長手方向に移動可能な構成とし
ている。又、前記支持台(65b)内の冷却バー(65a)端部に
は可撓性ホース(65d)が取付けられ、昇圧ポンプ（図示
なし）から高圧水が送水されて、冷却バー(65a)が素管
(70a)内部を移動する時に、該冷却バー(65a)先端から高
圧水を噴出せしめ、素管(70a)内面全部を強制冷却でき
るようにしている。

又、外面強制冷却装置(66)は、素管(70a)をその中心部
に挿通せしめることができるリング状の外面デイスケー
ラで構成されており、本実施例でもコンベアローラ(64)
で素管(70a)を次のリストレインド・マンドレルミル(4
0)へ移送できるようにしているため、該コンベアローラ
(64)の素管移送方向に設置されて、素管(70a)の移送中
にその外周面に、昇圧ポンプ（図示なし）等より送水さ
れる高圧水を吹き付けるようにしている。

以上の装置構成からなる冷却設備(60b)では、ターニン
グローラ(60a)(61b)及び冷却フアン(62)によつて素管(7
0a)外周面をその円周方向及び長さ方向に均一に冷却す
ると共に、素管(70a)管端部側から内面強制冷却装置(6
5)の冷却バー(65a)を入れてその中を移動させ、その先
端から高圧水を噴出せしめて素管(70a)内面を強制冷却
する。その後、該素管(70a)内から冷却バー(65a)を抜き
出し、素管(70a)を前記コンベアローラ(64)の上に載せ
替えてリストレインド・マンドレルミル(40)方向へ移送
する。その際、外面強制冷却装置(66)により、移送中の
素管(70a)外周面に高圧水を吹き付けてその外周面の強
制冷却を行なう。

このように、素管(70a)外周面を空冷するほか、その内
外面を内面及び外面強制冷却装置(65)(66)によつて強制
冷却するため、素管(70a)の冷却が前記冷却設備(60a)よ
りも更に速やかになされる。

次に、本発明者等は、加熱炉、ピアサ、エロンゲータ、
リストレインド・マンドレルミル、サイザの順に配設さ
れた特開昭５７−１２１８１１号の継目無鋼管製造設備
と、エロンゲータ(30)とリストレインド・マンドレルミ
ル(40)の間に第４図に示す冷却設備(60b)を設けた本実
施例の継目無鋼管製造設備を用いて、製品サイズ 224.5
φ× 11.05ｔ， 168.3φ×9.00ｔ及び 139.7φ×7.72
ｔのラインパイプを製造し、これらのパイプの機械的性
質を調べる実験を行なつた。第５図はこの時の加熱炉出
側、ピアサ出側、エロンゲータ出側、リストレインド・
マンドレルミル入側、サイザ出側の素管温度を測定した
時のその測定結果を示すグラフ図である。同図から、本
実施例による場合はいずれもリストレインド・マンドレ
ルミル(40)に入る前に素管(70a)の温度が通常よりも50
〜70℃程度下げられており、以後の圧延が低温で行なわ
れていることがわかる。

又、上記のようにしてできたラインパイプのうち、 16
8.3φ×9.00ｔのサイズのものにつき、その機械的性質
を調べ、下表に示す結果を得た。

この表に見られるように、本実施例設備により製造され
たパイプは、比較例設備により製造されたそれに比較し
て吸収エネルギが極めて高く、厳しい規格（Ｌ方向，２
ｕ，−４０℃で３Kg・m/cm²）を満足している。このこと
によりノルマライズ等の熱処理が不要となり、運搬費、
熱処理炉燃料費が節減され、大巾な製造コスト低減が達
成された。

〔発明の効果〕

以上詳述した本発明の継目無鋼管製造設備によれば、曲
り等の発生がなく品質が安定してノルマライズ等の熱処
理を施した従来品と同等の機械的性質を有する鋼管を得
ることができ、そのためこれらの熱処理に必要な運搬作
業や熱処理炉が不要となつて、生産効率の向上及び大幅
な製造コストの低減化が達成される。又、本発明では冷
却設備の設置に広いスペースを必要とせず、しかも特開
昭５７−１２１８１１号の構成を前提としていて、ライ
ン全長がもともと短く再熱炉も不要なため、設備レイア
ウトが容易にでき、設備コストも低く抑えることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図 (a)(b) は本発明の設備構成を示す概略図、第２
図は本発明の一実施例に係る設備構成を示す説明図、第
３図は本実施例中の冷却設備の一例を示す斜視図、第４
図は該冷却設備の他の一例を示す斜視図、第５図は前図
の冷却設備を用いた本実施例の製造設備と比較例設備を
用いて継目無鋼管を製造した時の各製造過程における素
管温度を示すグラフ図である。図中、(1)(10)は加熱炉、(2)(20)はピアサ、(3)(30)は
エロンゲータ、(4)(40)はリストレインド・マンドレル
ミル、(5)(50)はサイザ、(6)(60)(60a)(60b)は冷却設
備、(61a)(61b)はターニングローラ、(62)は冷却フア
ン、(63)はエアブローノズル、(65)は内面強制冷却装
置、(66)は外面強制冷却装置を各示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱炉、ピアサ、リストレインド・マンド
レルミル、サイザまたはストレッチレジューサの順に配
設された継目無鋼管製造設備において、ピアサとリスト
レインド・マンドレルミルの両設備の間に、素管内外面
へ冷媒を噴出せしめてその冷却を行なう冷却設備を介在
せしめたことを特徴とする継目無鋼管製造設備。
【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の継目無鋼管製
造設備において、素管をその周方向に回転せしめるター
ニングローラと、該ローラ上で素管が回転している時に
その外周を空冷する空冷ファンと、前記ターニングロー
ラ上に素管が載置された時に該素管端部側からその内面
に冷却エアを吹き付けるエアブローノズルとから前記冷
却設備を構成することを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の継目無鋼管製造設備。
【請求項３】特許請求の範囲第１項記載の継目無鋼管製
造設備において、素管をその周方向に回転しせめるター
ニングローラと、該ローラ上で素管が回転している時に
その外周を空冷する冷却ファンと、前記ターニングロー
ラ上で素管が載置された時に、素管内側をその長手方向
に移動する冷却バーを有しており、該冷却バーから高圧
水を噴出しながら、素管内面を冷却する内面強制冷却装
置と、素管が次のリストレインド・マンドレルミルへ移
送される時に、該素管の外周に環装させてその全周に高
圧水を噴出せしめ、素管外周を冷却する外面強制冷却装
置とから前記冷却設備を構成することを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の継目無鋼管の製造設備。
【請求項４】加熱炉、ピアサ、エロンゲータ、リストレ
インド・マンドレルミル、サイザまたはストレッチレジ
ューサの順に配設された継目無鋼管製造設備において、
エロンゲータとリストレインド・マンドレルミルの両設
備の間に、素管内外面へ冷媒を噴出せしめてその冷却を
行なう冷却設備を介在せしめたことを特徴とする継目無
鋼管製造設備。
【請求項５】特許請求の範囲第４項記載の継目無鋼管製
造設備において、素管をその周方向に回転せしめるター
ニングローラと、該ローラ上で素管が回転している時に
その外周を空冷する空冷ファンと、前記ターニングロー
ラ上に素管が載置された時に該素管端部側からその内面
に冷却エアを吹き付けるエアブローノズルとから前記冷
却設備を構成することを特徴とする特許請求の範囲第４
項記載の継目無鋼管製造設備。
【請求項６】特許請求の範囲第４項記載の継目無鋼管製
造設備において、素管をその周方向に回転しせめるター
ニングローラと、該ローラ上で素管が回転している時に
その外周を空冷する冷却ファンと、前記ターニングロー
ラ上で素管が載置された時に、素管内側をその長手方向
に移動する冷却バーを有しており、該冷却バーから高圧
水を噴出しながら、素管内面を冷却する内面強制冷却装
置と、素管が次のリストレインド・マンドレルミルへ移
送される時に、該素管の外周に環装させてその全周に高
圧水を噴出せしめ、素管外周を冷却する外面強制冷却装
置とから前記冷却設備を構成することを特徴とする特許
請求の範囲第４項記載の継目無鋼管の製造設備。