JPH09174211A

JPH09174211A - 継目無鋼管用連続鋳造鋳片の製造方法

Info

Publication number: JPH09174211A
Application number: JP33450795A
Authority: JP
Inventors: Tatsuro Katsumura; 龍郎勝村; Takashi Ariizumi; 孝有泉; Koichi Tsutsumi; 康一堤; Shinichi Nishioka; 信一西岡; Masao Nakagome; 理欧中込; Takashi Itakura; 孝板倉
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1995-12-22
Filing date: 1995-12-22
Publication date: 1997-07-08

Abstract

(57)【要約】【課題】マンネスマン穿孔法による継目無鋼管を製造
に用いる、連続鋳造ビレットの能率的、経済的な製造方
法を得る。【解決手段】連続鋳造により、丸鋳片を鋳造中に、カ
リバー底の開き角度δが、７５°≦δ＜１６０°の一対
の鞍型ロールにより圧下をかけることにより、丸鋳片の
軸芯部に圧縮応力場を形成し、ポロシティの生成の抑
制、その圧着、偏析の減少を、内部に割れを発生させる
ことなく行わせ、内質の優れたマンネスマン穿孔用のビ
レットとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マンネスマン穿孔
法による継目無鋼管の製造に用いる連続鋳造鋳片の製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】継目無鋼管の製造方法の１つに、マンネ
スマン穿孔法がある。この方法は鋳造した鋼塊を圧延ま
たは鍛造して鋼片とし、あるいは連続鋳造法により鋳片
〔鋳片とは一定の断面を持ち、長さを規定しない鋳造状
態の鋼材の総称とする。なお、外部は固体（固相）であ
るが、内部は固体、液体（液相）または両者の混合物で
ある場合も鋳片に含める。〕とし、それらを切断して丸
または角形状のビレットとし、一対の樽型ロールとプラ
グにより穿孔して継目無鋼管とするもである。

【０００３】このマンネスマン穿孔法においては、ビレ
ットに対して、特に、その内部に対して過酷な加工が行
われるため、ビレットの内部にしばしば割れが発生し、
これが継目無鋼管においては内面疵となる。したがっ
て、ビレットの内部の加工性の良否が、継目無鋼管の製
造性や疵の発生に大きな影響を与える。

【０００４】このビレットの内部の加工性の良否には、
鋼の組成や組織、ビレットの内部の状態すなわち、内部
の健全性の影響が特に大きいことが知られている。溶融
状態の鋼は凝固時に収縮するため、最後に凝固する部分
である鋳片や鋼塊の中央部はポロシティ〔中央部に形成
されるため、センターポロシティとも言う。なお、ポロ
シティが多いとはその数ではなく量（％）が多いことを
指すものとする〕を含む組織となる。

【０００５】また、鋼の凝固時には構成元素や不純物元
素の偏析も発生し、鋼塊や鋼片の中央部の熱間加工性を
低下させる。

【０００６】鋼塊や鋳片の中心部は、上記した様にポロ
シティが多く、偏析も大きい組織となっているが、分塊
圧延や鋼片圧延等の熱間加工により相当量の圧下を与え
ることより、これらを問題の無い程度にまで低減させる
ことが可能である。また、その結果として、マンネスマ
ン穿孔時の疵の発生も、最小限に抑えることが可能とさ
れている。

【０００７】そのため、従来はマンネスマン穿孔法によ
る継目無鋼管の製造に用いるビレットには、造塊−分塊
圧延−鋼片圧延の工程を経たビレットが用いられてき
た。

【０００８】しかし、近年、連続鋳造法により鋳片と
し、連続鋳造まま（連続鋳造ままとは、連続鋳造後に鋼
片やビレットに加工するための再加熱およびその後の熱
間圧延を行わないことを指すものとする。したがって、
連続鋳造時に高温の鋳片に加工を加えた場合も連続鋳造
ままに該当する。また、連続鋳造ままの鋳片を切断し、
機械加工してビレットとした場合も、連続鋳造ままのビ
レットである。なお、以後は連続鋳造ままを鋳造ままと
略す。）の鋳片を再加熱を行うことなくビレットとし、
マンネスマン穿孔を行って継目無鋼管とする技術の導入
が、歩留りやコスト低減の面から必然となりつつある。

【０００９】連続鋳造法による鋳片の中心部にも、もち
ろん、先に述べた様な欠陥が存在するが、その鋳造まま
のビレットを用いてマンネスマン穿孔を行うことは、炭
素鋼の継目無鋼管の製造から開始された。炭素鋼等の合
金元素の含有量の少ない鋼の場合は、連続鋳造時の湯流
れ性が良く、ポロシティの発生の程度が少ないこと、ま
た、合金元素の含有量も少ないため偏析の発生の小さい
こと等がその理由である。

【００１０】これに加えて、炭素鋼は加工性が良いため
過酷な加工にも耐える傾向が大きいこと、また、ポロシ
ティがマンネスマン穿孔時に圧着される傾向が大きいこ
とも鋳造ままのビレットの適用を容易にした。さらに、
内面性状についての許容度が大きい場合もあり、鋳造ま
まのビレットを用いた場合も、製品として十分な性状を
有する例もかなり見られたことも影響している。

【００１１】これに対して、Ｃｒ等の合金元素を多く含
む鋼においては、ポロシティも多くなり、中心偏析も大
きくなる傾向がある。マンネスマン穿孔性の良否に、特
に大きな影響を与えるポロシティが多くなる理由は、Ｃ
ｒ等の含有量の多い溶鋼の場合はその粘性が高く、ポロ
シティへの溶鋼の供給が十分に行われにくいためとされ
ている。

【００１２】なお、合金元素の添加量が多い場合は、そ
れに起因する偏析の大きいことは当然であるが、これ加
えて合金元素の含有量が多い鋼においては、不純物の僅
かな偏析が鋼の熱間加工性、したがってマンネスマン穿
孔時の内面割れの発生の多少に、大きな影響を与えると
言う問題もある。

【００１３】以上に示した様な連続鋳造鋳片の内部欠陥
を減少させるために、多くの技術が提案され、またその
内のかなりが実用化されている。先ず、鋳型内で電磁撹
拌処理を行い溶鋼を撹拌して凝固核を多数生成させ、最
終凝固位置である鋳片の中心部分を等軸晶で充填させ
て、偏析やポロシティの生成を抑制する技術がある。

【００１４】図４に連続鋳造設備の概略を示すが、図中
の１は鋳片、４は鋳片中の未凝固部分、５は電磁撹拌用
のコイル、６は鋳片を引き抜くために用いるロールであ
る。この技術は炭素鋼においては、偏析やポロシティの
減少にある程度は有効である。しかし、合金元素の含有
量の多い鋼の鋳造ままのビレットを、マンネスマン穿孔
した場合において、疵の発生を十分に抑えるほどの効果
は得られていない。

【００１５】凝固中の鋳片の内質を向上させる手段とし
て、特公昭５９−１６８６２号公報には、連続鋳造中に
スラブに対して軽圧下を加える技術が開示されている。
この技術は凝固の末期の鋳片に、圧下をロールにより加
えて中心偏析を防止するというものである。図４におけ
る９に相当するロールがこれに用いる軽圧下ロールであ
る。

【００１６】この技術は広く実用化された、言わば連続
鋳造に組み込まれた技術ともなっており、炭素鋼の様に
合金元素の含有量の比較的少ない鋼においては、一定の
効果を持つことが認められてはいる。しかし、高Ｃｒ鋼
等の合金元素の含有量の多い鋼においては、また、丸鋳
片にたいしては、内質をマンネスマン穿孔に耐えるに十
分なレベルにまで高めるものとは言えない状態である。

【００１７】１例をあげると、「材料とプロセス誌、第
７巻、第１号、１９４頁、１９９４」にはＳＵＳ４１０
鋼の丸鋳片を、内部が未凝固の状態で圧下する技術が示
されている。しかし、圧下後の鋳片の軸芯部の密度は
７．７ｇ／ｃｍ³と、ポロシティの無い場合の密度であ
る７．８ｇ／ｃｍ³に対して９９％以下であり、ポロシ
ティを十分に圧着できていない。（掲載されているミク
ロ写真にも軸芯部に若干のポロシティが認められる。）

【００１８】ポロシティの圧着効果を高めるためには、
圧下量を大きくすることが有効である。しかし、従来の
方法である平ロールにより丸鋳片を圧下する方法では、
鋳片の内部で圧下方向と直交する方向に引張り応力が発
生するため、圧下力が逃げる状態となり、ポロシティの
減少への寄与が小さくなる。

【００１９】また、圧下量や体積減少率を大きくしすぎ
ると、内部に割れが生じやすくなると言う問題があり、
それらの上限値が制限される。なお、この従来の圧下方
法による場合には、体積減少率が３％を越えた圧下を加
えると、割れが相当量発生するとされている。

【００２０】一方、特開昭６３−１８３７６５号公報
や、「材料とプロセス誌、第７巻、第１号、１７９頁、
１９９４」には、連続鋳造時の凝固途中の鋳片に対し
て、一対の金型で一気に大圧下を行う方法が示されてい
る。この技術はポロシティの鍛着性に優れており、ま
た、後に述べる圧延法と異なり再加熱も不要な点でも優
れた技術である。

【００２１】また、スラブ等の矩形断面の鋳片を対象と
したものであるが、金型を変更することにより、丸鋳片
にも応用可能と考えられる。

【００２２】しかし、継目無鋼管の品種毎の製造割合に
おいては、このプロセスを必ずしも必要としない炭素鋼
管等の割合が一般的には高いこと、また、設備費が著し
く高いことが予想されると言った問題点がある。

【００２３】以上に述べた様に、合金元素の含有量の多
い鋼の鋳造ままの鋳片を、マンネスマン穿孔時に十分な
加工性を持つまでに、内部品質を向上させるための連続
鋳造時の処理は、工業的には行われていない状態であ
る。その結果、連続鋳造後に熱間圧延工程を経たビレッ
トが好ましい、または必要であるされてきた。

【００２４】たとえば、特開平５−７９９０号公報およ
び特開平７−１３６７０２号公報には、高Ｃｒ鋼の継目
無鋼管の製造方法として、連続鋳造法により矩形断面の
鋳片として、これを圧延により丸ビレットとし、マンネ
スマン穿孔を行う技術が開示されている。

【００２５】また、比較的大断面を持つ角形状のブルー
ムを連続鋳造法により鋳造し、再加熱後に分塊圧延等に
より矩形断面のビレットにし、さらに丸ビレットを製造
するといった技術も一般的に行われている。

【００２６】しかしながら、この様に鋳造後に熱間圧延
を行う場合は、鋳片の加熱やハンドリングのために一定
の長さに切断する必要がある。そして、その鋳片を圧延
すると、圧延後の鋼片の端面は凹凸の著しい形状とな
り、その面をビレットの端面とすると、マンネスマン穿
孔時に凸部を巻き込み内面疵になる。

【００２７】この端部の形状を整えるためには切断工程
が必要となるが、その場合はクロップが発生し歩留まり
も低下する。もちろん、熱間圧延を行うための加熱も製
造コストの増大につながる。

【００２８】なお、マンネスマン穿孔の前にビレットの
中芯部、長さ方向にあらかじめ穴を開け、最もポロシテ
ィが多く、また偏析も著しい部分をビレットより除去し
た状態とし、また穿孔条件も合わせて緩和する技術も従
来より提案されている。

【００２９】しかし、この方法のコストが著しく高くな
ることは明らかであり、鋳造ままのビレットを用いた場
合に、内面疵の発生の少ないマンネスマン穿孔による継
目無鋼管を得る技術と言う性格ではなく、むしろ、鋳造
後に熱間圧延を行ったビレットを用いた場合にもなお、
マンネスマン穿孔性の劣るビレットに適用する性格の技
術と言ってよい。

【００３０】以上に述べた様な事情により、Ｃｒ等の合
金元素の含有量の多い鋼のビレットのマンネスマン穿孔
を行う場合は、鋳造ままのビレットを内部品質は不十分
なままで使用し、継目無鋼管とした後に疵取り等により
対応するか、疵の発生が少ない様に、再加熱−熱間圧延
を行った後のビレットを用いる、高コストのプロセスが
採用されてきた。

【００３１】

【発明が解決しようとする課題】以上に述べた様に、Ｃ
ｒ等の合金元素の含有量の多い鋼の連続鋳造時には、ポ
ロシティの発生が著しく、また偏析も大きくなるが、そ
れらを電磁撹拌処理および軽圧下処理により、マンネス
マン穿孔時に問題のない程度にまで減少させることは困
難である。

【００３２】丸鋳片に対して従来の平ロールにより圧下
を行う場合には、圧下量を増加することは内部割れの発
生を助長する問題がある。

【００３３】連続鋳造時に金型により大圧下を加える技
術は、製造コストが著しく高くなると予想される。

【００３４】１度、鋳片に鋳造後に再加熱を行い圧延す
る技術も、経済性等の問題がある。マンネスマン穿孔前
にビレットの中央部に、あらかじめ穴を開けておく技術
も経済的でない。

【００３５】上記の様な事情にあるため、鋳造ままの鋳
片（ビレット）を用いてマンネスマン穿孔法により継目
無鋼管の製造した場合も、内面傷の発生の少ない連続鋳
造法による鋳片の、簡便かつ経済的な製造方法が求めら
れていた。

【００３６】

【課題を解決するための手段】本発明はマンネスマン穿
孔法による継目無鋼管の製造に用いる、連続鋳造丸鋳片
（以後、単に鋳片と記す。したがって、以後の記述はす
べて連続鋳造丸鋳片を対象としている。）の品質を、比
較的簡単かつ経済的な方法により向上させることを目的
としている。

【００３７】本発明の特徴は、図１に示す様な、鞍型ロ
ール（軸方向の断面形状が、２つのＶ字が相対する形で
あるため、以後Ｖロールと記す。また、鋳片のパスライ
ンが水平方向であり、その上下にＶロールが配置されて
いる場合には、パスラインの上側のＶロールを上Ｖロー
ル、下側のロールを下Ｖロールと記す。また、単にＶロ
ールと記した場合は、両者を含むＶロールを指すものと
する。）により鋳片を圧下し、鋳片内部のポロシティを
効果的に圧着し、また偏析を減少させることにある。

【００３８】第１の発明は、鋳片の連続鋳造時にカリバ
ー底の開き角度δ（以後、カリバー角度δと記す。）が
７５°≦δ≦１６０°のＶロールにより、鋳片に圧下を
加える継目無鋼管製造用連続鋳造鋳片の製造方法であ
る。

【００３９】Ｖロールを用いることにより、従来の平ロ
ールを使用した場合に比較して、以下に述べる様な長所
がある。

【００４０】まず、平ロールにより圧下を加える場合に
比較して、圧下が鋳片の中心に向って４箇所より行われ
るため、鋳片の内部に圧縮の応力場が形成され、ポロシ
ティの発生が少なくなり、偏析も減少し、内部品質も向
上する。平ロールを使用する場合には、圧下方向の直交
方向へ鋳片が変形し、軸芯部においては幅方向応力が引
張応力となるため、ポロシティの発生の抑制、その圧
着、偏析の減少の効果はそれほど期待できない。

【００４１】また、Ｖロールを使用する場合は、圧下が
鋳片の中心に向って行われるため、圧下による引張応力
に起因した凝固界面近傍の割れの発生が防止される。

【００４２】圧下は鋳片の軸心の固相率ｆｓが０．３以
上の状態で行うことが好ましい。固相率が０．３未満の
状態で圧下を行う場合は、鋳片の内部の温度は圧下後も
固相線温度の近傍にまでは下がらず、圧下後に再度、軸
芯部で溶鋼の流動が起こり、その結果として、偏析やポ
ロシティが再度発生する可能性がある。

【００４３】ｆｓ≦１の状態とは、鋳片が内部まで凝固
した後に圧下を行う場合を示している。凝固後も、たと
えば、炭素鋼等の鋳片は固相線温度近傍であれば、ポロ
シティを圧着できるだけの熱間延性および圧着性を有し
ているため、完全に凝固した後に圧下を行った場合にも
良好な結果が得られる。

【００４４】なお、たとえば軸芯の固相率ｆｓが０．３
の状態で圧下を行うとは、鋳片において固相率ｆｓが
０．３の状態で、圧下を開始することを意味している。
したがって、鋳片が圧下ロールから開放された状態（圧
下ロールから離れた後）の固相率ｆｓは０．３より大幅
に大きくなっている。なお固相率ｆｓは凝固伝熱計算に
より求める。

【００４５】また、軸芯とは概ね、鋳片の中心線より鋳
片の半径の１／３以内の部分を指すものとする。したが
って、鋳片全体の１／９に当たる。

【００４６】第３の発明は第１または第２の発明のおい
て、鋳片に（１）式に示す体積減少率が０．１〜７％の
範囲になるような、圧下を加える継目無鋼管製造用連続
鋳造鋳片の製造方法である。

【００４７】体積減少率（％）＝１００（Ａ−Ｂ）／Ａ（１）Ａ：圧下前の連続鋳造鋳片の体積圧下前の連続鋳造鋳片の断面積×圧下上流側鋳片速度Ｂ：圧下後の連続鋳造鋳片の体積圧下後の連続鋳造鋳片の断面積×圧下下流側鋳片速度図２は２．５％Ｃｒ−１％Ｍｏ鋼において、鋳片の軸芯
の固相率ｆｓが０．５２の場合における、Ｖロールによ
る圧下時の体積減少率（％）と内質評点の関係を示して
いる。

【００４８】内質評点の算出方法は後に示すが、グラフ
上で下に位置する場合が優れており、２は次工程のマン
ネスマン穿孔時に割れが発生しない内質に対応し、５以
下は大きな内面割れは発生しない内質に対応している。
なお、１５以上は疵取りが困難な内質に対応している
が、圧下をかけない場合の内質がこれにあたる。

【００４９】体積減少率が０．１〜７％の範囲の場合に
は、内質評点は５以下であり、この内質の場合は後のマ
ンネスマン穿孔により、十分に良好な継目無鋼管が得ら
れる。特に体積減少率を１〜６．５％の範囲とした場合
には、内質評点は２となり、この内質の場合は後のマン
ネスマン穿孔時には、内面疵は実質的に発生しない。

【００５０】体積減少率が０．０５％の場合の内質評点
は１０であり、偏析を抑えることはある程度は可能であ
るが、ポロシティの発生を抑制、またはポロシティを圧
着する効果は十分でなく、マンネスマン穿孔時に割れが
発生する。また、体積減少率が７％を越える率の圧下を
加えると、ポロシティは圧着するが鋳片内部の割れの発
生が著しくなり、マンネスマン穿孔後の継目無鋼管に内
面割れが多くなる傾向がある。したがって、体積減少率
は０．１〜７％の範囲が好ましい。

【００５１】第４の発明は第１、第２または第３の発明
において、鋳片に鋳型内で電磁撹拌処理を行うものであ
る。

【００５２】凝固時に、したがって圧下をかけつつある
状態で、鋳片に電磁撹拌処理を行うことにより、ポロシ
ティを減少させ偏析を軽減させることができる。この電
磁撹拌処理の効果は、もちろん従来方法による場合にも
認められるがが、本発明の圧下方法と併用することによ
り相乗的な効果が現れる。

【００５３】第５の発明は第１、第２、第３または第４
の発明を、鋳片が０．５重量％を超える量のＣｒを含有
する鋼に適用するものである。

【００５４】本発明の効果はＣｒ等の合金元素の含有量
の多い鋼において、特に顕著である。図３にＣｒ量を変
化させた場合の１４５０℃における溶鋼の粘性を示す
が、溶鋼中のＣｒ量が増加するにしたがって、粘性は増
大することがわかる。特に、Ｃｒの含有量が０．５重量
％（以後単に％と記す。）以上になると、それ以下の場
合に比較して粘性が急増していることがわかる。

【００５５】なお、本発明の方法を高合金鋼の継目無鋼
管用の連続鋳造鋳片、およびビレットの製造方法として
採用することにより、内面疵の発生を抑えることが可能
となるが、このことは、マンネスマン穿孔時の穿孔条件
を能率が高い方向や、低コスト化の方向にシフトさせる
ことも可能なことも意味している。

【００５６】

【発明の実施の形態】本発明にかかる継目無鋼管用鋳片
の製造方法は、従来より行われてきた連続鋳造鋳片を再
加熱して加工することなくビレットとし、それを用いて
マンネスマン穿孔法により、継目無鋼管を製造していた
すべての鋼種に適用可能である。

【００５７】また、従来は鋳片を再加熱−圧延してビレ
ットとし、マンネスマン穿孔を行っていた鋼種にも適用
可能なことは言うまでもなく、むしろ、これらの鋼種の
継目無鋼管を製造する場合において本発明の効果は著し
い。

【００５８】なお、鋳片が鋳型内にある時は原則として
電磁攪拌処理（必須ではない）を行うこととする。この
電磁攪拌処理は従来の装置を用い、従来と同様の方法に
より行う。

【００５９】圧下に用いるＶロールは、円錐台の上底面
同志を結合した形状である。結合部での２つの円錐台の
両側面は図１に示す様に、曲率Ｒでなだらかにつながっ
ている。具体的には２０〜５０Ｒである。

【００６０】Ｖロールのカリバー角度δは、７５°≦δ
≦１６０°の範囲とする。カリバー角度δが７５°未満
の場合は鋳片の内質の改善効果はあるが、Ｖロールの最
小ロールフランジ径を大きくする必要があり、設備費が
高くなる。一方、カリバー角度δが、１６０°を越える
と内質の改善の効果が小さくなる。したがって、上記の
範囲とする。

【００６１】なお、上記の範囲内においても、カリバー
角度δが８５〜１２５°の範囲の場合に効果的な圧下を
行うことができる。

【００６２】鋳片が水平方法に移動中にＶロールによ
り、圧下をかける場合はＶロールはパスラインの上下に
配置する。この場合のＶロールのカリバー角度δは、上
下とも同一であっても異なっていてもよい。

【００６３】上Ｖロールのカリバー角度δは、鋳片の内
部品質向上に有利である角度を選択する。具体的には９
０°近傍が好ましい。下Ｖロールのカリバー角度δも、
内部品質の向上と言う面からは、上Ｖロールにおける場
合と同様に９０°近傍が好ましい。

【００６４】一方、本発明の実施の形態として、下Ｖロ
ールの支持機構が非可変である装置を用いる場合は、下
Ｖロールのカリバー角度δの最適範囲は異なってくる。
下Ｖロールにカリバー角度δが小さいロールを採用した
場合は、圧下を行う鋳片のサイズが変化すると、鋳片の
軸芯のパスライン（パスセンター）が大きく変化するこ
とになる。

【００６５】このパスラインのズレは、連続鋳造時に問
題にならない程度であることが望ましく、この実施の形
態の場合の下Ｖロールのカリバー角度δは、この点を考
慮して決定することも有効である。具体的には上Ｖロー
ルのカリバー角度δより若干広い、９０〜１６０°の範
囲内が好ましい。

【００６６】もちろん、鋳片を垂直または斜め方向に移
動中に圧下をかけることも可能である。この場合にも、
一方のＶロールを非可変型としてもよい。また、設備的
には複雑かつ高価なものとなるが、一対のＶロールの支
持機構が共に可変型（従って、鋳片の軸芯のパスライン
を変化させないことが可能）の装置においては、両Ｖロ
ールのカリバー角度δを同一にすることにより、圧下後
の形状をより優れたものとし、また内質もより優れたも
のにすることが可能である。

【００６７】鋳片への圧下は可能なかぎり１回（１対の
ロール）で行う。合計で１５ｍｍの圧下を行う場合に、
例えば５ｍｍずつ３回（３対のロールによる）の圧下行
う場合に比較して、１回で一気に１５ｍｍの圧下を行う
方が鋳片内部の圧縮場は高くなり、ポロシティは圧着し
やすい。もちろん、数回（複数のロール対により）の圧
下を排除するものではない。

【００６８】以上に示した様に、圧下にＶロールを使用
することにより、鋳片とロールとの接触点が４箇所にな
り、従来の平ロールによる圧下では必然的に発生してい
た、圧下方向の直交方向への鋳片の変形に起因する内部
割れを、鋳片を強く拘束することにより抑制することが
可能となる。

【００６９】また、圧下が鋳片中心に向かう４箇所から
かかるため、鋳片の軸芯部において圧縮応力場が形成さ
れやすくなり、濃化溶鋼を軸芯部から効率的に排除で
き、内部品質の向上が可能となる。

【００７０】

【実施例】本発明を表１に示した鋼を用いて実施した。
Ａ鋼、Ｂ鋼は炭素鋼であるが、Ｂ鋼はＣの含有量が高
い。Ｃ鋼は、０．５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏの耐熱鋼であ
る。Ｄ鋼は、２．２５％Ｃｒ−％Ｍｏのやはり耐熱鋼で
ある。Ｅ鋼はＳＵＳ４１０鋼、Ｆ鋼はＳＵＳ３０４Ｌ鋼
である。

【００７１】

【表１】

【００７２】これらの鋼を用いた本発明の実施例を、表
２〜表５に示す。表２中のＮｏ．３は、Ａ鋼を用いて連
続鋳造速度を２．０ｍ／分とし、電磁攪拌処理を行いつ
つ、ビレットの軸芯の固相率ｆｓが０．５７の場合にお
いて、体積減少率が０．９３％の圧下を加えて１７０ｍ
ｍφの鋳片（この鋳片を、切断してビレットとする。し
たがって、鋳片の内質とビレットの内質は同一と考えて
よい。）とした本発明の実施例である。

【００７３】なお、上Ｖロールのカリバー角度δは９０
°、下Ｖロールのカリバー角度δは１２０°であり、こ
れは表２〜表４に示した他の実施例においても同様であ
る。

【００７４】本発明の方法により製造した鋳片および、
従来の方法により製造した鋳片の内質の評価は、以下の
方法により行った。なお、比較例はＶロールにより圧下
を加えていない場合であるが、この場合も先に述べた軽
圧下処理は行われている。ただし、上記した様に鋳片の
内部の応力が引張応力になるため、ポロシティが十分に
少なくはなっていない。

【００７５】鋳片の軸芯の密度は、１０×１０×４０mm
のブロックを切り出し、アルキメデス法で測定した。密
度の評点は、鋳片の表面から直径の１／４の深さ（ポロ
シティはない）の位置から採取したブロックの密度と比
較して求めた。

【００７６】密度の比が９９．５％以上の場合は指数を
１、９９％以上、９９．５％未満の場合の指数を２、９
５％以上、９９％未満の場合の指数を３、９０％以上、
９５％未満の場合の指数を４、９０％未満の場合の指数
を５と定めた。これが表中の軸芯密度指数である。

【００７７】内部割れ指数は、鋳片のＣ断面（鋳片の全
断面）の試験片を３個、Ｌ断面（鋳片の直径×３００ｍ
ｍ）の試験片を１個採取してマクロ観察（×１０）を行
い、４個の試験片中の割れ長さの合計を求め、それを断
面積で割ったものである。なお、マクロ観察時の長さが
０．５ｍｍ未満の割れは除外しており、この合計の割れ
長さは０．５ｍｍ以上の割れの合計値である。

【００７８】内部割れ指数は割れが認められない場合を
１、１０ｍｍ／ｍ²未満を２、１０ｍｍ／ｍ²以上、２
５ｍｍ／ｍ²未満を３、２５ｍｍ／ｍ²以上、５０ｍｍ
／ｍ ²未満を４、５０ｍｍ／ｍ²以上、５００ｍｍ／ｍ
²未満を５、５００ｍｍ／ｍ ²以上、２０００ｍｍ／ｍ
²未満を６、２０００ｍｍ／ｍ²以上を７とした。

【００７９】内質評点は軸芯密度指数と内部割れ指数の
両者を総合した値であり、（軸芯密度指数）²＋（内部
割れ指数）で表した値とした。この値が小さいほど次工
程のマンネスマン穿孔時の割れの発生が少ない傾向が認
められた。

【００８０】具体的には、内質評点が５以下の場合に
は、最適条件でマンネスマン穿孔を行った場合も、内面
割れの発生は問題とならない程度に軽微であり、２の場
合は内面割れは認められなかった。これに対して、１５
以上の場合は最適条件でマンネスマン穿孔を行った場合
も、内面疵の発生が著しく疵の除去に多大の工数がかか
り、歩留りも低く製品とならない場合も多く認められ
た。

【００８１】

【表２】

【００８２】

【表３】

【００８３】

【表４】

【００８４】Ｎｏ．３の鋳片の特性は、軸心密度指数１
（軸心部の密度が、他の健全な部分の９９．５％以
上）、内部割れ指数１（割れなし）、内質評点２（総合
評価で極めて健全性が高い。）である。

【００８５】Ｎｏ．２、Ｎｏ．４およびＮｏ．５は、圧
下時の固相率ｆｓがやや異なるが最適範囲内にあり、同
様に鋳片（ビレット）の特性は優れており、マンネスマ
ン穿孔により疵のない継目無鋼管が得られた。

【００８６】Ｎｏ．１は、圧下時の鋳片の軸心の固相率
ｆｓが０．２１とやや低く、圧下後に再びポロシティが
生成したため、軸心密度指数２（軸心部の密度が、他の
健全な部分の９９．０〜９９．５％未満）、内質評点は
５となっている。

【００８７】Ｎｏ．６は、電磁攪拌処理を行っていない
実施例である。他の条件はＮｏ．３と同様であるが、軸
心密度指数が２になっておりやはり内質評点は５であ
る。

【００８８】なお、これらのＮｏ．１およびＮｏ．６の
ビレットのマンネスマン穿孔後の内面には若干の割れが
認められた。

【００８９】Ｎｏ．７は、圧下を行わなかった比較例
（通常の軽圧下は行っている）であり、軸心密度指数は
４（軸心部の密度が、他の健全な部分の９０％以上、９
５％未満）となっている。このビレットを用いてマンネ
スマン穿孔をおこなったが、かなりの内面疵が発生し
た。

【００９０】表２〜表４に示したＢ鋼、Ｃ鋼、Ｄ鋼、Ｅ
鋼およびＦ鋼における結果も同様である。本発明の製造
方法により製造したビレットは、Ｃｒの含有量にかかわ
らず、内質評点は１０未満であり、マンネスマン穿孔に
より疵が発生した場合も軽微であった。

【００９１】なお、Ｎｏ．８、Ｎｏ．１４、Ｎｏ．３５
およびＮｏ．３８は、体積減少率が最適範囲を外れる実
施例であるがマンネスマン穿孔により、僅かに内面疵が
発生した。

【００９２】また、Ｎｏ．１７およびＮｏ．２１は、軸
芯の固相率ｆｓが最適範囲を外れる実施例であり、マン
ネスマン穿孔により、やはり若干の内面疵が発生した。

【００９３】これに対して、比較例の内質評点はいずれ
も１７以上であり、また、マンネスマン穿孔により相当
量の内面割れが発生した。しかし、鋼種による差も認め
られ、炭素鋼のＡ鋼およびＢ鋼は、ともに内質評点は１
７とかなり高くはなったが、Ｃｒの含有量の高い鋼種に
比較すると内面疵に発生は少ない傾向にあった。これ
は、マンネスマン穿孔時に圧着したためと考えられる。

【００９４】これに対して、Ｃｒ含有量の多い鋼の場合
は、マンネスマン穿孔による内面疵の発生が著しく、疵
取りに多大の工数がかかり、１部はそのために規格外れ
となる例も見られた。

【００９５】なお、炭素鋼の継目無鋼管の場合は一般的
には疵は浅いが、反面、製品の価格が低く、疵取りのコ
ストを吸収することが困難な場合もあり、本発明の有効
性がかえって高い場合もある。

【００９６】表５は、Ａ鋼において上Ｖロールのカリバ
ー角度δを９０°に固定し、下Ｖロールのカリバー角度
δを種々変化させた場合の実施例である。Ｎｏ．５０は
下ロールに平ロール、Ｎｏ．５１は上、下ロールに平ロ
ールを用いているため、ともに内質評点が１０を越えて
いる。

【００９７】Ｎｏ４２は、内質は良好であったが、最小
ロールフランジ径を大きくする必要があり、カリバー深
さが極端に深くなるため設備負荷が大きくなり、実用的
でない。

【００９８】なお、これらの結果からも、カリバー角度
δの好ましい上限値は１２５°であることがわかる。

【００９９】

【表５】

【０１００】

【発明の効果】Ｃｒ等の含有量の高い鋼のマンネスマン
穿孔用の内質の優れたビレットが、連続鋳造鋳片より、
従来は必須であった熱間圧延を行うことなく製造可能と
なり、内面疵の少ない継目無鋼管のマンネスマン穿孔法
による製造が可能となった。特に、本発明の完成により
内面疵の少ない付加価値の高い高合金鋼管の、低コスト
かつ高能率の製造が可能となった意義は大きい。

【０１０１】もちろん、炭素鋼管の製造においても、品
質の向上や疵取り工程の大幅省略による製造能率の向上
の効果は大きく、経済的な価値も多大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｖ型ロールによる圧下の状態を示す模式図であ
る。

【図２】体積減少率と内質評点の関係を表す図である。

【図３】Ｃｒ含有量と溶鋼の粘性の関係を示す図であ
る。

【図４】連続鋳造法の概略図である。

【符号の説明】

１・・・鋳片２・・・Ｖロール３・・・Ｖロール４・・・カリバー角度δ ５・・・鋳片の未凝固部分６・・・鋳片中のポロシティー７・・・電磁攪拌用のコイル８・・・鋳片を引き抜くためのロール９・・・軽圧下ロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２２Ｄ 11/128 ３４０Ｂ (72)発明者西岡信一東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者中込理欧東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者板倉孝東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】丸鋳片の連続鋳造時にカリバー底の開き角
度δが７５°≦δ≦１６０°の一対の鞍型ロールによ
り、丸鋳片に圧下を加えることを特徴とする継目無鋼管
用連続鋳造鋳片の製造方法。
【請求項２】丸鋳片の軸心の固相率ｆｓが０．３≦ｆｓ
≦１の状態で、丸鋳片に圧下を加えることを特徴とする
請求項１に記載の継目無鋼管用連続鋳造鋳片の製造方
法。
【請求項３】丸鋳片に（１）式に示す体積減少率が０．
１〜７％の範囲になるような圧下を加えることを特徴と
する請求項１または請求項２に記載の継目無鋼管用連続
鋳造鋳片の製造方法。体積減少率（％）＝１００（Ａ−Ｂ）／Ａ（１）Ａ：圧下前の連続鋳造鋳片の体積圧下前の連続鋳造鋳片の断面積×圧下上流側鋳片速度Ｂ：圧下後の連続鋳造鋳片の体積圧下後の連続鋳造鋳片の断面積×圧下下流側鋳片速度
【請求項４】鋳型内で電磁撹拌処理を行うことを特徴と
する請求項１、請求項２または請求項３に記載の継目無
鋼管用連続鋳造鋳片の製造方法。
【請求項５】丸鋳片が０．５重量％を超える量のＣｒを
含有する鋼よりなることを特徴とする請求項１、請求項
２、請求項３または請求項４に記載の継目無鋼管用連続
鋳造鋳片の製造方法。