JPH08295934A - 耐磨耗性の優れた高炭素電縫鋼管の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】土砂、石炭のスラリー等、固体と液体との混合
物のパイプ輸送用鋼管として好適な、優れた耐磨耗性を
有し、経済的且つ能率的に製造し得る電縫鋼管をの製造
方法を提供する。 【構成】 C:0.40〜0.50wt.%、Si:0.15 〜0.30wt.%、M
n:0.75 〜1.20wt.%、S: 0.005wt.%以下、P:0.015wt.%
以下、残り：Feおよび不可避不純物からなる鋼を溶製
し、0.75m/分以下の速度で連続鋳造してスラブを調製
し、得られたスラブを1100〜1250℃の温度に加熱し、80
0 ℃以上の温度で熱間圧延した後、600 ℃以上の温度で
巻取って厚さ8mm 以上の熱延鋼帯を調製し、この熱延鋼
帯を連続的にオープンパイプに成形しそして電縫溶接
し、次いで溶接部を焼鈍した後、850 〜950℃の温度に
加熱し焼戻しを行うことなく製品電縫鋼管とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は石炭等のスラリー輸送
や、塵芥の空気輸送等に使用される耐磨耗性の優れた電
縫鋼管の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、土砂、鉱石、石炭等のスラリー、
塵芥等の空気輸送、固体と液体の混合物のパイプ輸送等
のために、鋼管を用いたパイプラインが普及しつつあ
る。このようなパイプラインに使用される鋼管の内面
は、管内を輸送される固体物質に常時接触する結果、そ
の固体物質によって絶えず研削されることになる。その
ために、鋼管内面の磨耗が極めて大きく、従って、鋼管
の寿命が短く、頻繁に交換を必要とする結果、コストが
高騰するばりでなく、プラント等の稼働率を下げる要因
ともなっていた。

【０００３】鋼管内面の耐磨耗性を高めるために、従来
から種々の方法が開発または提案されており、例えば、
管内面のコーティング、ステライト等の固い合金による
被覆、樹脂によるコーティング管等が知られている。し
かしながら、これらの方法には、コスト高や溶接部近傍
の対策等の問題がある。

【０００４】鋼管の耐磨耗性は、一般的には、その表面
硬度を高めることにより向上する。例えば、機械構造用
の部品等について、その表面に浸炭等によって硬化層を
形成することにより、耐磨耗性を向上させることが知ら
れている。しかしながら、製品が大きい場合には、この
ような方法の適用が困難であり、また、コスト的にも高
価になる問題がある。

【０００５】単重の大きな鉄鋼製品においても、耐磨耗
性を向上させる試みがなされており、例えば、特開昭６
２−２７０７２５号公報には、Ｃ当量を規定した鋼管を
加熱し、内面から冷却し、低温で焼き戻す技術が開示さ
れており、また、特開平６−１７１８８号公報には、
Ｃ、ＳｉおよびＭｎを含有する耐磨耗鋼が開示されてい
る。この技術は、鋼をフェライト相とマルテンサイト相
との混合組織となし、軟らかいフェライト相の中に固い
マルテンサイト相を分散させたものである。また、特開
平５−９８３５１号公報には、Ｃ量が低く軟らかい鋼を
Ｃ量が高く固い鋼で包んだスラブを圧延して鋼帯をつく
り、その鋼帯より溶接鋼管を製造する技術が開示されて
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た技術を含め従来の技術は、耐磨耗性の優れた電縫鋼管
を得るためには、必ずしも適してはいない。即ち、耐磨
耗性の優れた電縫鋼管には、鋼管としての健全性と共
に、能率的に且つ経済的に製造し得ることが要求されて
おり、これに対して、上述した技術には、いずれも次の
ような問題がある。

【０００７】特開昭６２−２７０７２５号公報に開示さ
れた技術は、低温で焼き戻すことが前提とされている
が、低温焼き戻しは、しばしば硬度および靱性を同時に
低下させる熱処理であることが知られており、わざわざ
コストをかけてこのような熱処理を行なうことは問題で
ある。

【０００８】特開平６−１７１８８号公報に開示された
技術は、Ｓｉ量の高い鋼を使用するために、健全な電縫
部を得ることが必ずしも容易ではなく、結果的に製造コ
ストを上昇させる。更に、特開平５−９８３５１号公報
に開示された技術も、スラブの組み立てが大変であり、
経済的な方法とはいえない。

【０００９】鋼の耐磨耗性を向上させる最も一般的な方
法は、鋼の硬度を高めることである。マルテンサイト組
織の鋼の硬度は、Ｃ量が多いほど高くなる。従って、Ｃ
量が高いほど良好な耐磨耗性が得られる。一方、Ｃ量の
増加にともなって溶接性および加工性等が低下する。ま
た、鋼をマルテンサイト相にするためには、焼入れが有
効であるが、十分に配慮をしない場合は焼き割れが起こ
る可能性が高い。なお、上記特開昭６２−２７０７２５
号公報に開示された技術は、この焼き割れを防止する技
術であるともされているが、どの状態における割れの発
生を防止するのか必ずしも明らかにはされていない。

【００１０】上述したことから、通常の電縫鋼管の製造
方法と大差がなく、また製造装置等の変更も必要とせ
ず、安価で且つ能率的に製造し得る耐磨耗性の優れた電
縫鋼管の製造方法の開発が待たれている。

【００１１】従って、この発明の目的は、上述した問題
を解決し、土砂、鉱石、石炭等のスラリー、ゴミ等の固
体のパイプ輸送、固体と液体の混合物のパイプ輸送用の
鋼管として好適な、優れた耐磨耗性を有し、通常の製造
方法と同様の方法によって、経済的且つ能率的に製造し
得る電縫鋼管の製造方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述した
観点から、能率的に生産が可能でかつ経済的な、内面の
耐磨耗性の優れた電縫鋼管の製造方法を開発すべく、長
期間にわたり鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成し
た。

【００１３】この発明の方法は、Ｃ ：０．４０〜０．
５０wt.%、Ｓｉ：０．１５〜０．３０wt.%、Ｍｎ：０．
７５〜１．２０wt.%、Ｓ ：０．００５wt.%以下、Ｐ
：０．０１５wt.%以下、残り：Ｆｅおよび不可避不純
物からなる鋼を溶製し、前記溶鋼を引抜き速度０．７５
ｍ／分以下の条件で連続鋳造して、連続鋳造スラブを調
製し、得られたスラブを１１００〜１２５０℃の温度に
加熱し、８００℃以上の温度で熱間圧延した後、６００
℃以上の温度で巻き取ることにより、厚さ８ｍｍ以上の
熱延鋼帯を調製し、得られた熱延鋼帯を５℃以上の温度
に保持しつつ、多段の成形ロールにより連続的にオープ
ンパイプに成形し、次いで、前記オープンパイプを電縫
溶接し、電縫溶接後、直ちに電縫溶接部を焼鈍し、焼鈍
された電縫鋼管を850 〜950 ℃の温度に加熱した後、加
熱された電縫鋼管をその内面より水冷し、焼戻しを行う
ことなく製品電縫鋼管とすることに特徴を有するもので
ある。

【００１４】

【作用】この発明の方法においては、先ず、Ｃ：０．４
０〜０．５０wt.%、Ｓｉ：０．１５〜０．３０wt.%、Ｍ
ｎ：０．７５〜１．２０wt.%、Ｓ：０．００５wt.%以
下、Ｐ：０．０１５wt.%以下、残り：Ｆｅおよび不可避
不純物からなる成分組成の鋼を溶製する。上述した成分
組成は、金属組織を焼入れによりマルテンサイト相を含
むものとするために重要である。そして、焼入れままで
溶接等を行った際に、鋼管に割れが発生しないようにす
ることが重要である。なお、ここにおいて焼入れままと
は、通常行なわれる焼入れ後の焼戻し処理を行なわない
という積極的な意味である。

【００１５】この点について更に詳しく述べる。電縫鋼
管をマルテンサイト変態が起こったままにした場合に
は、しばしば割れが発生する。この割れは、単に鋼管を
保管中に生ずることもあるが、溶接等を行なった際に
は、頻繁に発生する。このような割れは、鋼管に対し適
切な焼き戻し処理を施すと殆ど発生しなくなるが、一
方、鋼管の硬度が低下し、その耐磨耗性が劣化する。

【００１６】本発明者らは、上記割れの発生防止のため
には、焼入れ後の焼戻し処理が唯一の対策ではないとの
方針に基づいて研究を重ね、本発明を完成した。本発明
の方法により製造される電縫鋼管は、パイプライン用と
してスラリー等の輸送に使用することが目的であり、従
って、耐磨耗性に優れていることを必要とし、更に、最
小限の溶接性を持たせるようにした。勿論、フランジに
よる接続も考慮の対象ではある。

【００１７】鋼管に耐磨耗性を付与する上で最も一般的
な方法は、上述したように、その硬度を高めることであ
る。そして、硬度の高い鋼管を得るための最も一般的な
方法は、鋼のマルテンサイト変態を利用することであ
る。ところで、マルテンサイト変態を起こしたままの鋼
管は、一般的に脆く、種々の加工に耐えないばかりでな
く、保管中にも割れが発生する。

【００１８】上記現象は、鋼管の全体に焼きが入る条件
下で焼入れが行なわれ、マルテンサイト変態の起こる時
間の差に起因すると思われることから、本発明者等は、
上記割れの発生を防止するためには、鋼管の成分組成を
特定の範囲に限定し、且つ、加熱条件および冷却条件を
制御することが有効であることを見出した。

【００１９】即ち、鋼管を、その内面近傍はマルテンサ
イト変態量が多く、十分な耐磨耗性を有し、鋼管の肉厚
方向に外面側に入るに従って、マルテンサイト変態量が
少ない状態にすることが有効であることを見出し、鋼の
成分組成を特定の範囲に限定し、さらに焼入れ前の鋼の
組織および焼入れ条件を制御することにより、焼入れま
までも充分な耐割れ性を有する、耐磨耗性の優れた鋼管
が得られることに成功した。

【００２０】次に、この発明の方法において、鋼管の化
学成分組成を上述した範囲に限定した理由につき説明す
る。 (1) Ｃ：Ｃは、鋼管に耐磨耗性を付与する重要な元素で
ある。しかしながら、Ｃ含有量が０．４０wt.%未満では
所望の効果が得られず、一方、Ｃ含有量が０．５０wt.%
を超えると焼き割れが発生しやすくなる。従って、Ｃ含
有量は０．４０〜０．５０wt.%の範囲内に限定すべきで
ある。

【００２１】(2) Ｍｎ：Ｍｎは、鋼管の焼入れ性を確保
するために重要な元素である。しかしながら、Ｍｎ含有
量が０．７５wt.%未満では、鋼管の内面近傍の硬度をＨ
ｖ４００以上にすることができない。一方、Ｍｎ含有量
が１．２０wt.%を超えると、鋼管の肉厚内部にまで焼き
が入りすぎて割れが発生し、且つ、鋼管の製造性および
溶接性が劣化する。従って、Ｍｎ含有量は０．７５〜
１．２０wt.%の範囲内に限定すべきである。

【００２２】(3) Ｓｉ：Ｓｉは脱酸元素であり、０．１
５〜０．３０wt.%の範囲で含有させる。Ｓｉ含有量が
０．１５wt.%未満では脱酸の効果が十分でなく、一方、
Ｓｉ含有量が０．３０wt.%を超えると、脱酸効果が飽和
するばかりでなく、靱性が劣化する等の悪影響が生ず
る。

【００２３】(4) Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ：Ｃｕ、Ｎ
ｉ、Ｃｒ、Ｍｏも鋼の焼入れ性を高める元素である。上
記各元素は、必要に応じて、その少なくとも１つを０．
１wt.%以下の範囲で含有させる。上記各元素の少なくと
も１つの含有量が０．１wt.%を超えると焼きが入りやす
くなり、鋼管の肉厚内部にまで焼きが入って割れ発生の
原因になる。なお、上記各元素の合計含有量の上限は
０．３wt.%が目安である。上記各元素の合計含有量が
０．３wt.%を超えると、同様の理由により、割れ発生の
原因になる。

【００２４】(5) Ｓ：不純物としてのＳの含有量は０．
００５wt.%以下に限定すべきである。Ｓは加工性に有害
であることが知られているが、本発明鋼管のように、Ｃ
含有量が高い場合には特に有害である。Ｓ含有量が０．
００５wt.%を超えると、熱間圧延時に割れが発生しやす
くなり、鋼帯の端部に耳われが大きく発生する。

【００２５】(6) Ｐ：不純物としてのＰの含有量は０．
０１５wt.%以下に限定すべきである。Ｐ含有量が上記値
を超えると、やはり、機械特性が劣化する。さらに、Ｐ
は焼入れ性を高める作用を有しているために、Ｐ含有量
が０．０１５wt.%を超えると、焼入れ深さが深くなりす
ぎる問題が生ずる。

【００２６】(7) Ａｌ:Ａｌは脱酸剤であると同時にＮ
と共にＡｌＮを形成し、鋼のオーステナイト結晶粒を微
細化して、機械特性を向上させる作用を有している。上
記オーステナイト結晶粒の微細化によって、鋼の焼入れ
性が減少し、焼入れ深さが浅くなる。従って、表面近く
に焼きが大きく入り、内部には焼きが余り入らない組織
が得られる。しかしながら、Ａｌ含有量が０．００５w
t.%未満では、所望の効果が得られず、一方、Ａｌ含有
量が０．０５wt.%を超えると介在物の量が増えることに
よる脆化作用が大になる。従って、Ａｌ含有量は、０．
００５〜０．０５wt.%の範囲内とすることが好ましい。

【００２７】(8) Ｎ：Ｎは、Ａｌと共にＡｌＮを形成
し、鋼のオーステナイト結晶粒を微細にして機械特性を
向上させ、且つ、焼入れ性を減少させる作用を有してい
る。しかしながら、Ｎ含有量が０．０１wt.%を超えると
機械特性が劣化する。Ｎ含有量の下限値は特に定める必
要はないが、通常０．００１wt.%以上の量は鋼の溶解時
に混入する。従って、Ｎ含有量は、０．００１〜０．０
１wt.%の範囲内とすることが好ましい。

【００２８】オーステナイト結晶粒が大きい場合に、割
れが発生しやすくなる傾向は、オーステナイト結晶粒度
番号５．０を境に変化する。これより粗粒の場合は焼き
が入りすぎる。従って、オーステナイト結晶粒度は、
５．０以上とすることが好ましい。

【００２９】本発明方法においては、熱延鋼帯を巻き取
る際に水冷せず徐冷する。このように水冷せず徐冷する
ことは、割れの発生を防止する効果も存在するが、徐冷
することにより、ＡｌＮ等の析出を促進し、その後の熱
処理時におけるオーステナイト結晶粒の成長を抑制する
作用も有する。

【００３０】(9) Ｏ：Ｏは、鋼の延性および靱性を劣化
させ、その悪影響はＯ含有量が０．００７wt.%を超える
と著しくなる。従って、Ｏ含有量は０．００７wt.%以下
とすることが好ましい。

【００３１】(10) Ｈ：Ｈが鋼中に含有されていると割
れの発生原因になり、その量が０．０００１wt.%を超え
ると特に割れが発生しやすくなる。従って、Ｈ含有量
は、０．０００１wt.%以下に制限することが好ましい。

【００３２】なお、Ｔｉ，Ｖは０．１wt.%程度含有され
ていても、本発明の本質には影響を与えない。０．０１
wt.%以下のＣａ，Ｍｇも同様である。ただし、Ｂは焼入
れ性に大きく影響を与える元素であるため、不純物とし
て入る場合でも０．０００１wt.%以下に制限することが
好ましい。

【００３３】次に、上述した成分組成の鋼を使用して電
縫鋼管を製造する条件に付いて説明する。鋼の溶製は、
一般的には転炉によって行われるが、その出鋼前に脱ガ
ス処理を施すことが必要である。鋼の脱ガスが不十分な
場合には、鋼中のＯやＨの量が多くなり過ぎて、割れの
発生原因になったり、また、鋼の靭性を劣化させる等の
悪影響が生ずる。

【００３４】連続鋳造時の引抜き速度は０．７５ｍ／分
以下に限定すべきである。本発明方法においてはＣ量が
極めて高い鋼を使用しているために、引抜き速度が０．
７５ｍ／分を超えるとスラブに微細な割れが発生し、そ
の割れが、次工程の熱間圧延時に拡大し、良好な熱延鋼
帯を製造することが困難になり、その結果、本発明が目
的とする耐磨耗性の優れた高炭素電縫鋼管を製造するこ
とができなくなる。

【００３５】スラブの熱延条件として、スラブ加熱温
度：１１００〜１２５０℃、圧延温度：８００℃以上、
巻取り温度：６００℃以上とすべきである。スラブ加熱
温度が１１００℃未満では、圧延加工時の変形抵抗が大
きくなりすぎ、また、圧延終了時までに鋼の温度が低下
しすぎて、割れが発生する原因となる。一方、スラブ加
熱温度が１２５０℃を超えると、圧延終了温度が高くな
り過ぎ、最終の熱処理時のオーステナイト結晶粒が大き
くなる。更に、加熱時のスケールロスが増え、脱炭層の
深さも大きくなる。

【００３６】熱間圧延は８００℃以上の温度で終了させ
る。本発明においては６００℃以上での高温巻取りが必
須であり、６００℃以上の十分に柔らかい状態で鋼帯の
巻取りを行なう。従って、通常の熱延鋼帯の製造時に行
なわれる水による急冷は絶対に避けなければならない。
なお、高温巻取りとその結果としての徐冷は、鋼の内部
において種々の析出を促進し、その後の高温加熱時のオ
ーステナイト結晶粒の成長を防ぐ作用も有している。更
に、十分に焼鈍がなされた状態が得られ、造管時の変形
抵抗が小さく、割れを発生させずに造管することが可能
になる。

【００３７】上述の条件によって調製される熱延鋼帯の
厚さは８ｍｍ以上とすることが必要である。熱延鋼帯の
厚さが８ｍｍ未満では、本発明の目的とする性質が得ら
れない。

【００３８】次いで、熱延鋼帯を、多段の成形ロールに
より連続的にオープンパイプに成形するが、本発明方法
においては、鋼のＣ含有量が多く、延性脆性遷移温度が
０℃近辺であるために、上記成形を５℃以上の温度で行
うことが必要である。

【００３９】オープンパイプを電縫溶接して電縫鋼管に
する際の溶接方法は、高周波誘導溶接、電気抵抗溶接の
何れの方法で行ってもよい。溶接時に注意すべきこと
は、溶接部（Ｖスロート）に冷却水がかからないように
することである。その理由は、Ｃ含有量の多い高温の鋼
が水冷されると、極めて割れが発生しやすくなるためで
ある。なお、コンタクトチップは、その内部を冷却する
冷却水の水量を多くして十分に冷却することが必要であ
る。また、コンタクトチップの形状を溶接部（Ｖスロー
ト）に冷却水が流れないような形状にすることも有効で
ある。冷却水を使用しない無注水電縫溶接は本発明にも
勿論適用可能である。

【００４０】電縫溶接により、鋼管には大きな残留応力
が生じ、これをそのまま冷却すると割れの発生原因にな
る。これを防止するために、電縫溶接後に直ちに電縫溶
接部を焼鈍することが必要である。焼鈍は、溶接部を５
００℃以上に加熱することにより行なう。この場合、冷
却は空冷によって行うのが一般的である。加熱方法は特
に規定しないが、高周波熱処理が一般的である。なお、
焼鈍前には鋼管の電縫溶接部に水が絶対に接触しないよ
うに注意する必要がある。焼鈍後２００℃以下に冷却し
て組織を固定化した後、検査を行なう。

【００４１】上述のようにして焼鈍された電縫鋼管に対
する再加熱温度は、８５０〜９５０℃の範囲内に限定す
べきである。本発明の範囲内の成分組成の鋼のＡ_c3点は
８５０℃以下であるが、熱処理時間が短いために多少の
余裕を持たせる。なお、加熱温度の上限を９５０℃に厳
しく管理することが必要である。

【００４２】本発明方法においては、焼入れ後に焼き戻
し処理を行なわず、焼入れままの熱処理状態で、ある程
度の靱性が確保されることを目指している。焼き戻しは
内面硬化層の硬度を低下させ、耐磨耗性を劣化させる。
従って、鋼管内面からその肉厚内部まで焼き入れ組織と
なることは好ましくないため、焼入れ性をあまり高めな
いことが必要である。再加熱温度が９５０℃を超えると
オーステナイト結晶粒が大きくなり、焼入れ性が増加
し、鋼管の肉厚内部にまで焼きが入ることになる。

【００４３】なお、上記の焼入れ温度範囲は、鋼管の製
造履歴によって異なることは勿論である。例えば、Ａｌ
やＮの含有量が比較的多く、オーステナイト結晶粒が成
長しにくい組成の場合には、熱処理温度が９５０℃近く
の場合でも目的とする組織が得られる。これに対してＡ
ｌやＮの含有量が少なく、オーステナイト結晶粒が成長
しやすい組成の場合には、熱処理温度を９００℃以下に
する必要がある。

【００４４】大気溶解を行なう場合には、Ｎ量は通常
０．００５wt.%程度であるが、Ａｌ量が０．０１wt.%以
下の場合には、加熱温度を８５０〜９００℃の範囲内と
し、Ａｌ量が０．０１wt.%を超える場合には、加熱温度
を８５０〜９５０℃の範囲内とする。

【００４５】高温に保持する時間も重要である。保持時
間が短い場合はオーステナイト化が十分に進行しない。
一方、保持時間が長すぎると結晶粒の粗大化が生ずる。
具体的に好ましい保持時間は３０秒から２分である。

【００４６】加熱方法は特に限定されるものではない
が、急速に昇温させ且つ保持時間を短くすることが好ま
しいため、高周波誘導加熱が最適である。即ち、高周波
誘導加熱コイルを鋼管に沿って移動させながら加熱ゾー
ンを形成させ、且つ、円周方向に均一に高圧冷却水を噴
出するノズルを管内に挿入し、このノズルを加熱コイル
と等速で且つ一定の距離を保ちつつ移動させることによ
り、最適の冷却条件が得られ、目的とする組織にするこ
とができる。なお、上記とは逆に、高周波誘導加熱コイ
ルおよびノズルを固定し、鋼管を移動させるようにして
もよい。

【００４７】冷却は、鋼管の内面に高圧水をノズルより
吹きつけることによって行なうが、冷却速度は鋼管内面
から肉厚方向に１ｍｍ入った位置において３０〜５０℃
／秒の範囲内とすることが好ましい。３０℃／秒未満の
場合には十分な硬度が得られず、耐磨耗性が確保されな
い。一方、冷却速度が６０℃／秒を超えると焼きが入り
過ぎて、鋼管内面に焼き割れが発生し易くなる。また肉
厚方向に深く焼きが入るために、溶接時に割れが発生し
やすくなり、また種々の加工が困難になる。

【００４８】高周波誘導加熱コイルを鋼管の長さ方向に
移動させながら、加熱ゾーンを形成させ、管内には、円
周方向に均一に高圧冷却水を噴出するノズルを挿入し、
このノズルを加熱コイルと等速でかつ一定の距離を保ち
つつ移動させることにより、最適の冷却条件が得られ、
目的とする組織が得られる。

【００４９】本発明においては、鋼管の内面から０．５
ｍｍ入った位置のマルテンサイト量は６０％以上、硬度
はＨ_V ４００以上を目安としている。これは、炭素鋼の
３倍の耐磨耗性（磨耗試験における磨耗量が１／２以
下）を得るために必要とされる硬度である。

【００５０】また、鋼管としての健全性を確保するため
に、鋼管の内面から２．５ｍｍの位置のマルテンサイト
量は３５％以下、硬度はＨ_V ２５０以下を目安としてい
る。この位置のマルテンサイト量や硬度が上記値を超え
る場合には、焼きが入りすぎた状態になり、割れが発生
する。なお、本発明においては、鋼管の肉厚を８ｍｍ以
上としている。その理由は、肉厚が８ｍｍ未満の場合に
は、焼きが入った部分の割合が大きく成りすぎて、割れ
が発生するためである。

【００５１】本発明方法により製造された鋼管は、上述
したごとく、マルテンサイト相を含むものであり、かつ
そのマルテンサイト相の割合が、鋼管の内面近くで高
く、肉厚の内部に行くに従って低くなるという特徴を有
している。ただし、最も内面に近い部分は上記マルテン
サイト相の量と肉厚方向の位置の関係からは外れること
もある。これは、表面近くの部分は熱処理時等に脱炭反
応により、Ｃ量の減少が生ずることによる。なお、表面
に発生した脱炭相は、耐磨耗性は低いが割れを防止する
作用を有している。

【００５２】

【実施例】次に、この発明の方法を実施例により、比較
例と対比しながら更に説明する。表１に示した、この発
明の範囲内の化学成分組成を有する鋼を転炉によって溶
製し脱ガス処理を施した後、連続鋳造によりスラブとな
し、前記スラブを、所定温度に加熱した上熱間圧延して
熱延鋼帯とし、水冷を行なうことなく巻取った。

【００５３】次いで、得られた熱延鋼帯を、１０〜２０
℃の温度で多段の成形ロールで連続的にオープンパイプ
に成形し、次いで、その両エッジ部を電気的に加熱し電
縫溶接して電縫鋼管となし、電縫溶接後、溶接部の割れ
発生を防止するために熱処理を２分間施し、冷却後に再
加熱し、鋼管内面より水冷して、本発明鋼管の供試体
（以下、本発明供試体という）No. １〜７を調製した。
供試体のサイズは、No.１〜No. ５はいずれも外径６０
９．６φ、肉厚１１．１ｍｍであり、No. ６は外径６０
９．６φ、肉厚８．７ｍｍであり、No. ７は外径６０
９．６φ、肉厚１２．７ｍｍである。表２にその製造条
件を示す。

【００５４】

【表１】

【００５５】

【表２】

【００５６】上記本発明供試体No. １〜７について、そ
のオーステナイト粒度、マルテンサイト量、硬度（Ｈ
ｖ）、耐磨耗性および焼き割れ状態を調べ、表２に併せ
て示した。表１、２から明らかなように、いずれの供試
体も炭素鋼管の３倍以上の耐磨耗性を有しており、ま
た、保管時や溶接時に割れの発生は認められなかった。

【００５７】表３に示すように、表１のNo. ３鋼を使用
し、その製造条件の少なくとも１つが本発明の範囲を外
れた方法によって比較用鋼管の供試体（以下、比較用供
試体という）No. 3A〜3Hを調製し、比較用供試体No.3A
〜3Hについて、そのオーステナイト粒度、マルテンサイ
ト量、硬度（Ｈｖ）、耐磨耗性および焼き割れ状態を調
べ、表３に併せて示した。供試体のサイズは、いづれも
外径６０９．６φ、肉厚１１．１ｍｍである。

【００５８】

【表３】

【００５９】表３から明らかなように、比較用供試体N
o. 3Aは、連続鋳造時の引き抜き速度が本発明の範囲を
超えて速いために、鋼帯にすることができなかった。熱
間圧延時のスラブ加熱温度が本発明の範囲を外れて低い
比較用供試体No. 3Bは、鋼帯の強度が高く造管すること
ができなかった。成形ロールによる成形温度が本発明の
範囲を外れて低い比較用供試体No. 3Cは、オープンパイ
プ成形時に割れが発生した。電縫溶接時に水冷した比較
用供試体No. 3Dは、溶接時に割れが発生した。

【００６０】電縫溶接後に熱処理を行わなかった比較用
供試体No. 3Eは、溶接後に割れが発生した。熱間圧延時
のスラブ加熱温度が本発明の範囲を外れて高い比較用供
試体No. 3Fは、造管は可能であったが、オーステナイト
結晶粒が大になり、焼きが入り過ぎて製品にした後に割
れが発生した。電縫鋼管に対する焼入れ後に焼き戻し処
理を施した比較用供試体No. 3G、No. 3Hは、共に硬度が
低下し、耐磨耗性が減少した。

【００６１】次に、表４に示すように、化学成分組成お
よび熱処理条件の少なくとも１つが本発明の範囲外であ
る比較用供試体No. １１〜１９を調製した。比較用供試
体No. １１〜１９は、何れも、転炉溶解後に脱ガス処理
を行い、引き抜き速度０．６５ｍ／分で連続鋳造スラブ
とし、１２２５℃に加熱し、６００℃以上で巻取り、約
２０℃で多段の成形ロールで連続的にオープンパイプに
成形し、両エッジ部を電気的に加熱し、冷却水のかから
ない状態で電縫鋼管とした。電縫溶接後、直ちに溶接部
の割れの発生を防止するために溶接部の近傍を６００℃
×２０秒で焼鈍し、表４に示した条件で再加熱を行なっ
た。なお、供試体のサイズは、比較用供試体No. １１は
外径６０９．６φ、肉厚７．９ｍｍであり、他はいずれ
も外径６０９．６φ、肉厚１１．１ｍｍである。

【００６２】比較用供試体No. １１〜１９について、そ
の硬度（Ｈｖ）、耐磨耗性、焼き割れ状態を調べ、その
結果を表４に併せて示した。

【００６３】

【表４】

【００６４】比較用供試体No. １１は、鋼管の肉厚が本
発明の範囲外であり、焼き割れが発生した。比較用供試
体No. １２は、熱処理時の加熱温度が本発明の範囲を外
れて高く、オーステナイト結晶粒度、内面より２．５ｍ
ｍの位置のマルテンサイト量も本発明の好ましい範囲を
外れており、同様に焼き割れが発生した。

【００６５】比較用供試体No. １５は、Ｃ量が本発明の
範囲を外れて多く、内面より２．５ｍｍの位置のマルテ
ンサイト量も好ましい範囲を外れており、同様に焼き割
れが発生した。比較用供試体No. １６は、Ｍｎ量が本発
明の範囲を外れて多く、内面より２．５ｍｍの位置のマ
ルテンサイト量も好ましい範囲を外れており、同様に焼
き割れが発生した。比較用供試体No. １８は、Ｐ量が本
発明の範囲を外れて多く、内面より２．５ｍｍの位置の
マルテンサイト量も好ましい範囲を外れており、同様に
焼き割れが発生した。

【００６６】比較用供試体No. １３は、熱処理時の加熱
温度が本発明の範囲を外れて低く、鋼管の内面より０．
５ｍｍの位置のマルテンサイト量も好ましい範囲を外れ
ており、耐磨耗性が十分でなかった。比較用供試体No.
１４は、Ｃ量が本発明の範囲を外れて少なく、内面より
０．５ｍｍの位置のマルテンサイト量も好ましい範囲を
外れており、耐磨耗性が十分でなかった。比較用供試体
No. １７は、Ｍｎ量が本発明の範囲を外れて少なく、内
面より０．５ｍｍの位置のマルテンサイト量も好ましい
範囲を外れており、耐磨耗性が十分でなかった。比較用
供試体No. １９は、Ｓ量が本発明の範囲を外れて多く、
熱間圧延時に割れの発生が著しく鋼管への製造をあきら
めた。なお、電縫溶接部の硬度と母材部の硬度の間には
大きな差は認められなかった

【００６７】

【発明の効果】以上述べたように、この発明の方法によ
れば、土砂、鉱石、石炭等のスラリー、ゴミ等の固体の
パイプ輸送、固体と液体の混合物のパイプ輸送用の鋼管
として好適な、鋼管としての機械的特性を保持しつつ、
従来にない高い耐磨耗性を有する電縫鋼管を、通常の製
造方法と同様の方法によって、経済的且つ能率的に製造
することができる、工業上有用な効果がもたらされる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｃ ：０．４０〜０．５０wt.%、 Ｓｉ：０．１５〜０．３０wt.%、 Ｍｎ：０．７５〜１．２０wt.%、 Ｓ ：０．００５wt.%以下、 Ｐ ：０．０１５wt.%以下、 残り：Ｆｅおよび不可避不純物からなる鋼を溶製し、前
   記溶鋼を引抜き速度０．７５ｍ／分以下の条件で連続鋳
   造して、連続鋳造スラブを調製し、 得られたスラブを１１００〜１２５０℃の温度に加熱
   し、８００℃以上の温度で熱間圧延した後、６００℃以
   上の温度で巻き取ることにより、厚さ８ｍｍ以上の熱延
   鋼帯を調製し、 得られた熱延鋼帯を５℃以上の温度に保持しつつ、多段
   の成形ロールにより連続的にオープンパイプに成形し、
   次いで、前記オープンパイプを電縫溶接し、 電縫溶接後、直ちに電縫溶接部を焼鈍し、焼鈍された電
   縫鋼管を 850〜950 ℃の温度に加熱した後、加熱された
   電縫鋼管をその内面より水冷し、焼戻しを行うことなく
   製品電縫鋼管とすることを特徴とする耐磨耗性の優れた
   高炭素電縫鋼管の製造方法。