JPH09279245A - 高温強度に優れたＣｒ−Ｍｏ系継目無鋼管の製造方法 - Google Patents
高温強度に優れたＣｒ−Ｍｏ系継目無鋼管の製造方法Info
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- JPH09279245A JPH09279245A JP11324596A JP11324596A JPH09279245A JP H09279245 A JPH09279245 A JP H09279245A JP 11324596 A JP11324596 A JP 11324596A JP 11324596 A JP11324596 A JP 11324596A JP H09279245 A JPH09279245 A JP H09279245A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 製管ライン上で熱処理し、高温強度に優れた
Ｃｒ−Ｍｏ系継目無鋼管を製造する。 【解決手段】 Ｃ：０．０４〜０．２５％、Ｓｉ：１．
０％未満、Ｍｎ：０．２〜１．０％、Ｃｒ：１．０〜１
２．５％、Ｍｏ：０．２〜２．５％を含み、かつ、Ｎ
ｉ：１．０％未満、Ｎｂ：０．２％未満、Ｖ：１．０％
未満、Ｗ：２．５％未満、Ｎ：０．００７〜０．０８０
％のうちの１種または２種以上を含有し、残部Ｆｅおよ
び不可避的不純物からなるビレットを、加熱して熱間で
穿孔、熱間圧延して継目無鋼管を製造する方法におい
て、穿孔に続いて、断面圧縮率で４０％以上の仕上圧延
を仕上り温度９００℃以上で行ったのち、直ちに９５０
〜１１００℃の温度に再加熱して焼ならし処理を連続し
てオンラインで行い、空冷後、７００〜８５０℃の温度
で焼戻し処理を行う。
Ｃｒ−Ｍｏ系継目無鋼管を製造する。 【解決手段】 Ｃ：０．０４〜０．２５％、Ｓｉ：１．
０％未満、Ｍｎ：０．２〜１．０％、Ｃｒ：１．０〜１
２．５％、Ｍｏ：０．２〜２．５％を含み、かつ、Ｎ
ｉ：１．０％未満、Ｎｂ：０．２％未満、Ｖ：１．０％
未満、Ｗ：２．５％未満、Ｎ：０．００７〜０．０８０
％のうちの１種または２種以上を含有し、残部Ｆｅおよ
び不可避的不純物からなるビレットを、加熱して熱間で
穿孔、熱間圧延して継目無鋼管を製造する方法におい
て、穿孔に続いて、断面圧縮率で４０％以上の仕上圧延
を仕上り温度９００℃以上で行ったのち、直ちに９５０
〜１１００℃の温度に再加熱して焼ならし処理を連続し
てオンラインで行い、空冷後、７００〜８５０℃の温度
で焼戻し処理を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ボイラー用等の
高温用途に使用される高温強度に優れたＣｒ−Ｍｏ系継
目無鋼管を、従来法に比較して低コストで製造できるＣ
ｒ−Ｍｏ系継目無鋼管の製造方法に関する。
高温用途に使用される高温強度に優れたＣｒ−Ｍｏ系継
目無鋼管を、従来法に比較して低コストで製造できるＣ
ｒ−Ｍｏ系継目無鋼管の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】巨大な設備を必要とする鉄鋼業界におい
ては、省プロセス、省エネルギー化の観点からオンライ
ンでの加工熱処理の適用によるプロセスの簡略化が種々
検討実施されている。継目無鋼管の製造においては、高
信頼性、高品質化の観点から、未だかなりの製品がオフ
ラインでの熱処理によって製造されているのが実状であ
り、製管ラインとは別に熱処理炉を設置し、焼ならし処
理後焼戻し処理し、または恒温変態熱処理等を実施する
のが一般的である。これに対して、オンラインでの熱処
理は、熱間加工後の素材が保有する熱を利用して直ちに
オーステナイト温度まで再加熱するもので、工業的に大
きなコストダウンを図ることができるため、オンライン
での熱処理プロセスを導入する動きがある。
ては、省プロセス、省エネルギー化の観点からオンライ
ンでの加工熱処理の適用によるプロセスの簡略化が種々
検討実施されている。継目無鋼管の製造においては、高
信頼性、高品質化の観点から、未だかなりの製品がオフ
ラインでの熱処理によって製造されているのが実状であ
り、製管ラインとは別に熱処理炉を設置し、焼ならし処
理後焼戻し処理し、または恒温変態熱処理等を実施する
のが一般的である。これに対して、オンラインでの熱処
理は、熱間加工後の素材が保有する熱を利用して直ちに
オーステナイト温度まで再加熱するもので、工業的に大
きなコストダウンを図ることができるため、オンライン
での熱処理プロセスを導入する動きがある。
【０００３】高温強度に優れたＣｒ−Ｍｏ系継目無鋼管
は、図２に示すとおり、一般にビレットを加熱して傾斜
圧延機であるピアサーを用いて穿孔した中空素管を、プ
ラグミルまたはマンドレルミル等で延伸圧延したのち、
サイザーまたはストレッチレデューサ等を用いて仕上加
工を施し、冷却後、焼ならし、焼戻し処理またはＡｃ3
点以上の温度でオーステナイト化し、冷却過程で所定の
温度で一定時間保持し、高温変態熱処理を実施すること
により製造されているが、いずれも、一旦冷却した継目
無鋼管を再度加熱する必要があり、経済的ではない。
は、図２に示すとおり、一般にビレットを加熱して傾斜
圧延機であるピアサーを用いて穿孔した中空素管を、プ
ラグミルまたはマンドレルミル等で延伸圧延したのち、
サイザーまたはストレッチレデューサ等を用いて仕上加
工を施し、冷却後、焼ならし、焼戻し処理またはＡｃ3
点以上の温度でオーステナイト化し、冷却過程で所定の
温度で一定時間保持し、高温変態熱処理を実施すること
により製造されているが、いずれも、一旦冷却した継目
無鋼管を再度加熱する必要があり、経済的ではない。
【０００４】Ｃｒ−Ｍｏ系継目無鋼管の製造方法として
は、２基の直接加熱式熱処理炉を使用し、第１の熱処理
炉においては管の温度が８８０〜１０００℃の範囲での
一定温度で１０分以上加熱し、第１の熱処理炉から抽出
後自然放冷もしくは強制冷却により６５０〜７８０℃の
範囲の温度で冷却したのち、第２の熱処理炉に装入して
管の温度が６８０〜７５０℃の範囲での一定温度で６０
分以上加熱する方法（特開平４−１６８２２４号公
報）、仕上加工用素管を８５０〜１１５０℃に再加熱し
たのち、仕上加工用素管の断面積をＡｏ（ｃｍ2）、仕
上管の断面積をＡ（ｃｍ2）とする時に、ε＝ｌｎ（Ａ
ｏ／Ａ）で表される仕上加工時の加工歪 εが０．１以
上である仕上加工を施す方法（特開平４−８０３５０号
公報）、所定成分の高Ｃｒ系継目無鋼管の製造に当た
り、仕上圧延用素管を８５０〜１１５０℃に再加熱した
のち、仕上圧延用素管の断面積をＡｏ（ｃｍ2）、仕上
管の断面積をＡ（ｃｍ2）とする時に、ε＝ｌｎ（Ａｏ
／Ａ）で表される仕上圧延時の加工歪 ε が０．１以
上になるように圧延を行い空冷したのち、７４０〜８２
０℃でテンパー熱処理を施す方法（特公平７−３５５４
７号公報）等が提案されている。
は、２基の直接加熱式熱処理炉を使用し、第１の熱処理
炉においては管の温度が８８０〜１０００℃の範囲での
一定温度で１０分以上加熱し、第１の熱処理炉から抽出
後自然放冷もしくは強制冷却により６５０〜７８０℃の
範囲の温度で冷却したのち、第２の熱処理炉に装入して
管の温度が６８０〜７５０℃の範囲での一定温度で６０
分以上加熱する方法（特開平４−１６８２２４号公
報）、仕上加工用素管を８５０〜１１５０℃に再加熱し
たのち、仕上加工用素管の断面積をＡｏ（ｃｍ2）、仕
上管の断面積をＡ（ｃｍ2）とする時に、ε＝ｌｎ（Ａ
ｏ／Ａ）で表される仕上加工時の加工歪 εが０．１以
上である仕上加工を施す方法（特開平４−８０３５０号
公報）、所定成分の高Ｃｒ系継目無鋼管の製造に当た
り、仕上圧延用素管を８５０〜１１５０℃に再加熱した
のち、仕上圧延用素管の断面積をＡｏ（ｃｍ2）、仕上
管の断面積をＡ（ｃｍ2）とする時に、ε＝ｌｎ（Ａｏ
／Ａ）で表される仕上圧延時の加工歪 ε が０．１以
上になるように圧延を行い空冷したのち、７４０〜８２
０℃でテンパー熱処理を施す方法（特公平７−３５５４
７号公報）等が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記特開平４−１６８
２２４号公報に開示の方法は、間接加熱炉から直接加熱
炉に変更したものであるが、オフラインでの恒温変態処
理であるため、一旦冷却した素材を再度加熱する必要が
あり、経済的ではない。また、この方法では、オーステ
ナイト化処理時間が長く、直接加熱のためスケール成長
が大で、後工程で脱スケール処理が必要であるという欠
点を有している。
２２４号公報に開示の方法は、間接加熱炉から直接加熱
炉に変更したものであるが、オフラインでの恒温変態処
理であるため、一旦冷却した素材を再度加熱する必要が
あり、経済的ではない。また、この方法では、オーステ
ナイト化処理時間が長く、直接加熱のためスケール成長
が大で、後工程で脱スケール処理が必要であるという欠
点を有している。
【０００６】また、特開平４−８０３５０号公報に開示
の方法は、再加熱したのち仕上加工を行うため、サイズ
によっては長手方向、円周方向の組織の均一性が得られ
ず、適用できない場合や、高Ｃｒ系の場合は、仕上加工
後放冷処理と焼戻し処理では強度が高すぎて、高温クリ
ープ特性が低下することがある。
の方法は、再加熱したのち仕上加工を行うため、サイズ
によっては長手方向、円周方向の組織の均一性が得られ
ず、適用できない場合や、高Ｃｒ系の場合は、仕上加工
後放冷処理と焼戻し処理では強度が高すぎて、高温クリ
ープ特性が低下することがある。
【０００７】さらに、特公平７−３５５４７号公報に開
示の方法は、再加熱したのち仕上加工を行うため、サイ
ズによっては長手方向、円周方向の組織の均一性が得ら
れず、適用できない場合や、高Ｃｒ系の場合は、仕上加
工後放冷処理と焼戻し処理では強度が高すぎて、高温ク
リープ特性が低下することがある。
示の方法は、再加熱したのち仕上加工を行うため、サイ
ズによっては長手方向、円周方向の組織の均一性が得ら
れず、適用できない場合や、高Ｃｒ系の場合は、仕上加
工後放冷処理と焼戻し処理では強度が高すぎて、高温ク
リープ特性が低下することがある。
【０００８】この発明の目的は、上記従来技術の欠点を
解消し、鋼成分、熱間圧延と熱処理条件を特定すること
によって、製管ライン上で熱処理し、高温強度に優れた
Ｃｒ−Ｍｏ系継目無鋼管の製造方法を提供することにあ
る。
解消し、鋼成分、熱間圧延と熱処理条件を特定すること
によって、製管ライン上で熱処理し、高温強度に優れた
Ｃｒ−Ｍｏ系継目無鋼管の製造方法を提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意試験研究を重ねた。その結果、直接熱
処理プロセスであっても、鋼の成分系を特定し、さらに
穿孔および延伸圧延等仕上圧延の条件を規定し、適正な
加工熱処理を施すことによって、整粒された再結晶粒が
得られ、通常のオフライン熱処理をしたものと同等の機
械的性能が得られることを究明し、この発明に到達し
た。
を達成すべく鋭意試験研究を重ねた。その結果、直接熱
処理プロセスであっても、鋼の成分系を特定し、さらに
穿孔および延伸圧延等仕上圧延の条件を規定し、適正な
加工熱処理を施すことによって、整粒された再結晶粒が
得られ、通常のオフライン熱処理をしたものと同等の機
械的性能が得られることを究明し、この発明に到達し
た。
【００１０】この発明は、Ｃ：０．０４〜０．２５％、
Ｓｉ：１．０％未満、Ｍｎ：０．２〜１．０％、Ｃｒ：
１．０〜１２．５％、Ｍｏ：０．２〜２．５％を含み、
かつ、Ｎｉ：１．０％未満、Ｎｂ：０．２％未満、Ｖ：
１．０％未満、Ｗ：２．５％未満、Ｎ：０．００７〜
０．０８０％のうちの１種または２種以上を含有し、残
部Ｆｅおよび不可避的不純物からなるビレットを、加熱
して熱間で穿孔、熱間圧延して継目無鋼管を製造する方
法において、穿孔に続いて、断面圧縮率で４０％以上の
仕上圧延を仕上がり温度９００℃以上で行ったのち、直
ちに９５０〜１１００℃の温度に再加熱して焼ならし処
理を連続してオンラインで行い、空冷後、７００〜８５
０℃の温度で焼戻し処理を行うこととしている。このよ
うに、仕上がり温度９００℃以上で断面圧縮率が４０％
以上の大きな加工歪を与え、さらに、仕上圧延後に９５
０〜１１００℃の温度に再加熱して焼ならし処理を連続
してオンラインで行い、空冷後、７００〜８５０℃の温
度で焼戻し処理を行うことにより、整粒された再結晶粒
を得ることができ、通常のオフライン熱処理をしたもの
と同等の機械的性能が得られる。
Ｓｉ：１．０％未満、Ｍｎ：０．２〜１．０％、Ｃｒ：
１．０〜１２．５％、Ｍｏ：０．２〜２．５％を含み、
かつ、Ｎｉ：１．０％未満、Ｎｂ：０．２％未満、Ｖ：
１．０％未満、Ｗ：２．５％未満、Ｎ：０．００７〜
０．０８０％のうちの１種または２種以上を含有し、残
部Ｆｅおよび不可避的不純物からなるビレットを、加熱
して熱間で穿孔、熱間圧延して継目無鋼管を製造する方
法において、穿孔に続いて、断面圧縮率で４０％以上の
仕上圧延を仕上がり温度９００℃以上で行ったのち、直
ちに９５０〜１１００℃の温度に再加熱して焼ならし処
理を連続してオンラインで行い、空冷後、７００〜８５
０℃の温度で焼戻し処理を行うこととしている。このよ
うに、仕上がり温度９００℃以上で断面圧縮率が４０％
以上の大きな加工歪を与え、さらに、仕上圧延後に９５
０〜１１００℃の温度に再加熱して焼ならし処理を連続
してオンラインで行い、空冷後、７００〜８５０℃の温
度で焼戻し処理を行うことにより、整粒された再結晶粒
を得ることができ、通常のオフライン熱処理をしたもの
と同等の機械的性能が得られる。
【００１１】また、この発明は、穿孔工程にコーン型の
ロールを有する交叉穿孔機を用い、５〜３５°の交叉角
（ロールの軸線がパスラインの水平面または垂直面に対
してなす角度）で穿孔することとしている。このよう
に、交叉穿孔機を用い、５〜３５°の交叉角で穿孔する
ことによって、拡管薄肉穿孔が可能なため、得られる中
空素管の肉厚は、通常のバレル型ロールの傾斜型穿孔機
を用いて穿孔した場合よりも薄くすることができる。し
たがって、次の延伸圧延と仕上加工の両者を一体化した
仕上圧延での強加工が容易となる。このため、中空素管
の変形抵抗を下げるための再加熱処理を施さなくても、
１０５０℃以下という比較的低温域での仕上がり温度で
断面圧縮率４０％以上の強加工が可能である。
ロールを有する交叉穿孔機を用い、５〜３５°の交叉角
（ロールの軸線がパスラインの水平面または垂直面に対
してなす角度）で穿孔することとしている。このよう
に、交叉穿孔機を用い、５〜３５°の交叉角で穿孔する
ことによって、拡管薄肉穿孔が可能なため、得られる中
空素管の肉厚は、通常のバレル型ロールの傾斜型穿孔機
を用いて穿孔した場合よりも薄くすることができる。し
たがって、次の延伸圧延と仕上加工の両者を一体化した
仕上圧延での強加工が容易となる。このため、中空素管
の変形抵抗を下げるための再加熱処理を施さなくても、
１０５０℃以下という比較的低温域での仕上がり温度で
断面圧縮率４０％以上の強加工が可能である。
【００１２】
【発明の実施の形態】この発明における仕上圧延は、穿
孔後の延伸圧延で付与された加工歪が回復する前に連続
的に仕上加工を行えば、延伸圧延と仕上加工の両者を一
体化したものとすることができる。穿孔後の延伸圧延で
付与された加工歪が回復する前に仕上加工を行うために
は、例えば、従来独立して配置されていた延伸圧延機と
してのマンドレルミルと、仕上加工機としてのサイザー
を一体型の連続配置とすれば良い。
孔後の延伸圧延で付与された加工歪が回復する前に連続
的に仕上加工を行えば、延伸圧延と仕上加工の両者を一
体化したものとすることができる。穿孔後の延伸圧延で
付与された加工歪が回復する前に仕上加工を行うために
は、例えば、従来独立して配置されていた延伸圧延機と
してのマンドレルミルと、仕上加工機としてのサイザー
を一体型の連続配置とすれば良い。
【００１３】この発明において鋼の化学成分ならびに製
造条件を限定した理由は、以下のとおりである。Ｃは固
溶硬化および炭化物の形成・析出により、常温強度や高
温強度を確保するのに必須の元素であるが、０．０４％
未満ではその効果が十分でなく、０．２５％を超えると
焼入れ性が増し、強度が増加するが、溶接性、加工性が
劣化するため、０．０４〜０．２５％とした。
造条件を限定した理由は、以下のとおりである。Ｃは固
溶硬化および炭化物の形成・析出により、常温強度や高
温強度を確保するのに必須の元素であるが、０．０４％
未満ではその効果が十分でなく、０．２５％を超えると
焼入れ性が増し、強度が増加するが、溶接性、加工性が
劣化するため、０．０４〜０．２５％とした。
【００１４】Ｓｉは鋼の脱酸に必要な元素であるが、
１．０％を超えると鋼の靭性が低下するため、１．０％
未満とした。
１．０％を超えると鋼の靭性が低下するため、１．０％
未満とした。
【００１５】Ｍｎは鋼の脱酸・脱硫に必要であり、かつ
鋼の強度、熱間加工性を改善し、適正な組織を得るため
に有用な元素であるが、０．２％未満ではその効果が十
分でなく、また、高強度Ｃｒ−Ｍｏ鋼の場合、１．０％
を超えると鋼の強度は上がるものの、溶接性、加工性が
劣化するため、０．２〜１．０％とした。
鋼の強度、熱間加工性を改善し、適正な組織を得るため
に有用な元素であるが、０．２％未満ではその効果が十
分でなく、また、高強度Ｃｒ−Ｍｏ鋼の場合、１．０％
を超えると鋼の強度は上がるものの、溶接性、加工性が
劣化するため、０．２〜１．０％とした。
【００１６】Ｃｒは鋼の耐高温酸化性、長時間高温強度
の向上のために添加する元素であるが、１．０％未満で
はその効果が十分に発揮できず、また、１２．５％を超
えると溶接性、加工性を低下させるため、１．０〜１
２．５％とした。
の向上のために添加する元素であるが、１．０％未満で
はその効果が十分に発揮できず、また、１２．５％を超
えると溶接性、加工性を低下させるため、１．０〜１
２．５％とした。
【００１７】Ｍｏは鋼の高温長時間強度を著しく高め、
鋼中に固溶して強化するほか、炭化物を析出してクリー
プ強度を向上させる元素であるが、０．２％未満ではそ
の効果が十分でなく、また、２．５％を超えるとその効
果が飽和し、かつ偏析等によって製管時の加工性を低下
させるため、０．２〜２．５％とした。
鋼中に固溶して強化するほか、炭化物を析出してクリー
プ強度を向上させる元素であるが、０．２％未満ではそ
の効果が十分でなく、また、２．５％を超えるとその効
果が飽和し、かつ偏析等によって製管時の加工性を低下
させるため、０．２〜２．５％とした。
【００１８】Ｎｉは高Ｃｒ−Ｍｏ系鋼種ではデルタフェ
ライトが増加し熱間製管時の疵の原因となるため、成分
バランス調整のため添加するが、高価な元素であるので
経済性の面から好ましくなく、１．０％未満とした。
ライトが増加し熱間製管時の疵の原因となるため、成分
バランス調整のため添加するが、高価な元素であるので
経済性の面から好ましくなく、１．０％未満とした。
【００１９】Ｎｂは炭化物または炭窒化物を形成し、高
温強度を向上させる元素であるが、０．２％を超えると
粗大な炭化物となり、クリープ強度の低下および溶接性
や靭性を低下させるので、０．２％未満とした。
温強度を向上させる元素であるが、０．２％を超えると
粗大な炭化物となり、クリープ強度の低下および溶接性
や靭性を低下させるので、０．２％未満とした。
【００２０】Ｖは炭化物を形成し、高温強度を向上させ
る元素であるが、１．０％を超えると粗大な炭化物とな
り、クリープ強度の低下および溶接性や靭性を低下させ
るので、１．０％未満とした。
る元素であるが、１．０％を超えると粗大な炭化物とな
り、クリープ強度の低下および溶接性や靭性を低下させ
るので、１．０％未満とした。
【００２１】ＷはＭｏと同様に鋼中に固溶して強化する
ほか、炭化物を析出して高温強度を向上させる元素であ
るが、２．５％を超えるとデルタフェライト量が増加
し、熱間製管時の疵の原因となるばかりでなく、高価な
元素であるので経済性の面からも好ましくなく、２．５
％未満とした。
ほか、炭化物を析出して高温強度を向上させる元素であ
るが、２．５％を超えるとデルタフェライト量が増加
し、熱間製管時の疵の原因となるばかりでなく、高価な
元素であるので経済性の面からも好ましくなく、２．５
％未満とした。
【００２２】Ｎは不可避的不純物として鋼中に存在し、
靭性を低下させるが、一方、固溶Ｎおよび上記Ｔｉ、Ｎ
ｂとの共存で窒化物を形成し、高温強度を向上させる元
素であるが、０．００７％未満ではその効果が十分でな
く、また、０．０８０％を超えると溶接性を劣化させる
ので、０．００７〜０．０８０％とした。
靭性を低下させるが、一方、固溶Ｎおよび上記Ｔｉ、Ｎ
ｂとの共存で窒化物を形成し、高温強度を向上させる元
素であるが、０．００７％未満ではその効果が十分でな
く、また、０．０８０％を超えると溶接性を劣化させる
ので、０．００７〜０．０８０％とした。
【００２３】この発明における素材のビレットの加熱温
度は、穿孔機で熱間穿孔できる温度であればよく、特に
限定されないが、最適温度は材質によって異なり、高温
延性と高温強度を考慮して決定すればよいが、通常は１
１００〜１３００℃の範囲である。
度は、穿孔機で熱間穿孔できる温度であればよく、特に
限定されないが、最適温度は材質によって異なり、高温
延性と高温強度を考慮して決定すればよいが、通常は１
１００〜１３００℃の範囲である。
【００２４】この発明における穿孔工程は、拡管薄肉穿
孔を可能とし、得られる中空素管の肉厚を通常のバレル
型ロールの傾斜型穿孔機を用いて穿孔圧延した場合より
も薄くし、次の延伸圧延と仕上加工の両者を合算した仕
上圧延での強加工を容易となすためには、コーン型ロー
ルの交叉穿孔機を用いる。この場合の交叉穿孔機の交叉
角は、５°未満では所望の薄肉の中空素管が得難く、後
段の仕上圧延で強加工をすることが難しくなり、また、
３５°を超えると中空素管の後端が穿孔機から抜けなく
なる、いわゆる「尻詰まり」が発生すると共に、仕上圧
延が不安定となるため、５°〜３５°とした。
孔を可能とし、得られる中空素管の肉厚を通常のバレル
型ロールの傾斜型穿孔機を用いて穿孔圧延した場合より
も薄くし、次の延伸圧延と仕上加工の両者を合算した仕
上圧延での強加工を容易となすためには、コーン型ロー
ルの交叉穿孔機を用いる。この場合の交叉穿孔機の交叉
角は、５°未満では所望の薄肉の中空素管が得難く、後
段の仕上圧延で強加工をすることが難しくなり、また、
３５°を超えると中空素管の後端が穿孔機から抜けなく
なる、いわゆる「尻詰まり」が発生すると共に、仕上圧
延が不安定となるため、５°〜３５°とした。
【００２５】この発明における仕上圧延は、穿孔機で穿
孔された中空素管を延伸圧延および仕上加工して所望の
形状、寸法の継目無鋼管を製造する工程であって、穿孔
機での穿孔に比べると比較的低温域での加工となるた
め、加工熱処理を考えた場合は有効な加工を付与する重
要な工程となる。特に、穿孔後の延伸圧延で付与された
加工歪が回復する前に仕上加工を行えば、この両者の加
工率を合算したものがいわゆる仕上圧延の加工率となる
ため、途中で中空素管を再加熱することなく、仕上圧延
で大きな加工率を付与することができる。
孔された中空素管を延伸圧延および仕上加工して所望の
形状、寸法の継目無鋼管を製造する工程であって、穿孔
機での穿孔に比べると比較的低温域での加工となるた
め、加工熱処理を考えた場合は有効な加工を付与する重
要な工程となる。特に、穿孔後の延伸圧延で付与された
加工歪が回復する前に仕上加工を行えば、この両者の加
工率を合算したものがいわゆる仕上圧延の加工率となる
ため、途中で中空素管を再加熱することなく、仕上圧延
で大きな加工率を付与することができる。
【００２６】この発明においては、断面圧縮率にして４
０％以上の仕上圧延を仕上がり温度９００℃以上で行う
ことが必要である。断面圧縮率にして４０％未満の加工
率の場合には、再結晶がスムーズに進行せず、微細化効
果が得られないことに加え、時として結晶粒が異常成長
することがあるからである。仕上圧延の加工率の上限
は、製管対象の材質やミルの能力によって異なるため特
定することはできないが、加工率が大き過ぎると疵が発
生し易くなるため、８０％を上限とすることが好まし
い。
０％以上の仕上圧延を仕上がり温度９００℃以上で行う
ことが必要である。断面圧縮率にして４０％未満の加工
率の場合には、再結晶がスムーズに進行せず、微細化効
果が得られないことに加え、時として結晶粒が異常成長
することがあるからである。仕上圧延の加工率の上限
は、製管対象の材質やミルの能力によって異なるため特
定することはできないが、加工率が大き過ぎると疵が発
生し易くなるため、８０％を上限とすることが好まし
い。
【００２７】仕上圧延の仕上がり温度は、鋼管対象の材
質やミルの能力によって異なるため特定することはでき
ないが、低温すぎると中空素管の変形抵抗が大きくなっ
て断面圧縮率４０％以上の強加工を施すことが困難とな
ると共に、仕上圧延後に所望のミクロ組織を得るために
行う再加熱のためのエネルギー消費が大きくなるので、
９００℃以上とした。
質やミルの能力によって異なるため特定することはでき
ないが、低温すぎると中空素管の変形抵抗が大きくなっ
て断面圧縮率４０％以上の強加工を施すことが困難とな
ると共に、仕上圧延後に所望のミクロ組織を得るために
行う再加熱のためのエネルギー消費が大きくなるので、
９００℃以上とした。
【００２８】穿孔後の延伸圧延で付与された加工歪が回
復する前に仕上加工を行うためには、従来独立して配置
していた延伸圧延機と仕上加工機を、一体型の連続配置
とすればよい。このように延伸圧延機と仕上加工機を一
体型の連続配置とすれば、製造範囲の全てのサイズに対
して仕上圧延の加工率４０％以上を安定して確保するこ
とができる。
復する前に仕上加工を行うためには、従来独立して配置
していた延伸圧延機と仕上加工機を、一体型の連続配置
とすればよい。このように延伸圧延機と仕上加工機を一
体型の連続配置とすれば、製造範囲の全てのサイズに対
して仕上圧延の加工率４０％以上を安定して確保するこ
とができる。
【００２９】この発明においては、仕上圧延と熱処理と
の間で再結晶処理（焼ならし）を実施するのが大きな特
徴であり、これによって加工と加熱との組合せで再結晶
が誘起され、結晶粒の整粒化が可能となる。この発明
は、従来技術の圧延途中での延伸圧延と仕上加工の間で
再加熱する場合と異なり、再加熱後に加工する必要がな
いので、再加熱温度を再結晶が進行する最低の温度に設
定することができ、整粒された再結晶粒が得られるので
ある。しかも、仕上圧延と高温変態熱処理との間での再
結晶処理により、継目無鋼管の長手方向（圧延方向）お
よびロット間の均熱性が保証され、性能バラツキが大幅
に小さくなるという副次的効果も得られるのである。
の間で再結晶処理（焼ならし）を実施するのが大きな特
徴であり、これによって加工と加熱との組合せで再結晶
が誘起され、結晶粒の整粒化が可能となる。この発明
は、従来技術の圧延途中での延伸圧延と仕上加工の間で
再加熱する場合と異なり、再加熱後に加工する必要がな
いので、再加熱温度を再結晶が進行する最低の温度に設
定することができ、整粒された再結晶粒が得られるので
ある。しかも、仕上圧延と高温変態熱処理との間での再
結晶処理により、継目無鋼管の長手方向（圧延方向）お
よびロット間の均熱性が保証され、性能バラツキが大幅
に小さくなるという副次的効果も得られるのである。
【００３０】この発明における再加熱温度としては、こ
の発明の対象としているＣｒ−Ｍｏ鋼の場合、９５０℃
未満では再結晶粒が細粒であり高温クリープ特性が低下
すること、および再結晶化するのに長時間を要して製管
効率が極めて低下し、一方、１１００℃を超えると結晶
粒が大きく成長して粗粒化が甚だしくなるため、９５０
〜１１００℃とした。
の発明の対象としているＣｒ−Ｍｏ鋼の場合、９５０℃
未満では再結晶粒が細粒であり高温クリープ特性が低下
すること、および再結晶化するのに長時間を要して製管
効率が極めて低下し、一方、１１００℃を超えると結晶
粒が大きく成長して粗粒化が甚だしくなるため、９５０
〜１１００℃とした。
【００３１】また、従来工程であるオフラインでの焼な
らし処理の場合は、常温からの昇温であり、加熱炉内で
の滞留時間が長くなるため、経済性に劣り、かつ、表面
スケールの成長が大であり、製品でのスケール除去のた
めの酸洗、ショット等の工程が必要であることからも経
済性に劣る。この発明では、仕上がった鋼管をそのまま
再加熱炉で均熱できるため、在炉時間も３０分未満に抑
えることができ、上記従来工程の問題を解決でき、経済
性にも優れている。
らし処理の場合は、常温からの昇温であり、加熱炉内で
の滞留時間が長くなるため、経済性に劣り、かつ、表面
スケールの成長が大であり、製品でのスケール除去のた
めの酸洗、ショット等の工程が必要であることからも経
済性に劣る。この発明では、仕上がった鋼管をそのまま
再加熱炉で均熱できるため、在炉時間も３０分未満に抑
えることができ、上記従来工程の問題を解決でき、経済
性にも優れている。
【００３２】この発明における焼戻し処理温度として
は、炭化物が微細分散していることが、高温クリープ性
能の観点から必要であり、Ａｃ1変態点未満でＡｃ1変態
点−５０℃以上が望ましく、この発明の請求項１に記載
した成分範囲では、Ａｃ1変態点が異なるので、７００
〜８５０℃とした。また、保持時間としては、通常６０
分以上必要である。
は、炭化物が微細分散していることが、高温クリープ性
能の観点から必要であり、Ａｃ1変態点未満でＡｃ1変態
点−５０℃以上が望ましく、この発明の請求項１に記載
した成分範囲では、Ａｃ1変態点が異なるので、７００
〜８５０℃とした。また、保持時間としては、通常６０
分以上必要である。
【００３３】
【実施例】表１に示す成分組成の鋼Ａ〜Ｃを通常の方法
により溶解し、分塊圧延によって得た外径１８７ｍｍの
ビレットを素材として用い、図１の概略工程図に示すと
おり、１２５０℃に加熱したのち、表２に示す試験条件
で、製管（穿孔および仕上圧延）、再加熱焼ならし処理
を行い、さらに焼戻し処理を行って外径１５０ｍｍ、肉
厚８．５ｍｍの継目無鋼管を製造した。得られた各継目
無鋼管から試験片を切り出し、常温ならびに５５０℃で
の引張試験を行うと共に、オーステナイト粒度ならびに
靭性（へん平試験）を測定した。その結果を表３に示
す。なお、引張試験は、ＪＩＳ Ｚ２２４１に規定の金
属材料引張試験方法ならびにＪＩＳ Ｇ０５６７に規定
の鉄鋼材料および耐熱合金の高温引張試験方法に準じて
実施し、オーステナイト結晶粒度は、ＪＩＳ Ｇ０５５
１に規定の鋼のオーステナイト結晶粒度試験方法に準じ
て測定し、へん平試験は、試験片を常温のまま２枚の平
板間に挟み、平板間の距離が下記式による値になるまで
圧縮し、へん平にしたとき、管の壁に疵、割れが生じた
かどうかを調べるもので、疵、割れが生じない場合を
○、微小疵が生じた場合を△、割れが生じた場合を×と
して表示した。 Ｈ＝｛（１＋ｅ）ｔ｝／（ｅ＋ｔ／Ｄ） ただし、
Ｈ：平板間の距離（ｍｍ）、ｔ＝管の厚さ（ｍｍ）、
Ｄ：管の外径（ｍｍ）、ｅ：定数０．０８
により溶解し、分塊圧延によって得た外径１８７ｍｍの
ビレットを素材として用い、図１の概略工程図に示すと
おり、１２５０℃に加熱したのち、表２に示す試験条件
で、製管（穿孔および仕上圧延）、再加熱焼ならし処理
を行い、さらに焼戻し処理を行って外径１５０ｍｍ、肉
厚８．５ｍｍの継目無鋼管を製造した。得られた各継目
無鋼管から試験片を切り出し、常温ならびに５５０℃で
の引張試験を行うと共に、オーステナイト粒度ならびに
靭性（へん平試験）を測定した。その結果を表３に示
す。なお、引張試験は、ＪＩＳ Ｚ２２４１に規定の金
属材料引張試験方法ならびにＪＩＳ Ｇ０５６７に規定
の鉄鋼材料および耐熱合金の高温引張試験方法に準じて
実施し、オーステナイト結晶粒度は、ＪＩＳ Ｇ０５５
１に規定の鋼のオーステナイト結晶粒度試験方法に準じ
て測定し、へん平試験は、試験片を常温のまま２枚の平
板間に挟み、平板間の距離が下記式による値になるまで
圧縮し、へん平にしたとき、管の壁に疵、割れが生じた
かどうかを調べるもので、疵、割れが生じない場合を
○、微小疵が生じた場合を△、割れが生じた場合を×と
して表示した。 Ｈ＝｛（１＋ｅ）ｔ｝／（ｅ＋ｔ／Ｄ） ただし、
Ｈ：平板間の距離（ｍｍ）、ｔ＝管の厚さ（ｍｍ）、
Ｄ：管の外径（ｍｍ）、ｅ：定数０．０８
【００３４】
【表１】
【００３５】
【表２】
【００３６】
【表３】
【００３７】表２に示す試験条件の試験Ｎｏ．１〜５
は、この発明の条件を満たす製造工程で、試験Ｎｏ．６
〜１１は、表２中の＊印がこの発明の条件範囲を外れた
比較例の製造工程、さらに、試験Ｎｏ．１２〜１５は、
従来のボイラー用Ｃｒ−Ｍｏ鋼管の製造に適用されてい
る代表的な熱処理条件である。表３に示すとおり、この
発明の条件を満たす試験Ｎｏ．１〜５は、いずれも従来
法の試験Ｎｏ．１２〜１５と同等のオレステナイト粒度
４〜６で、かつ、へん平のない性能を有しているのに対
し、試験Ｎｏ．６〜１１の比較例は、いずれも従来法の
試験Ｎｏ．１１〜１３と同等の性能を確保できていな
い。
は、この発明の条件を満たす製造工程で、試験Ｎｏ．６
〜１１は、表２中の＊印がこの発明の条件範囲を外れた
比較例の製造工程、さらに、試験Ｎｏ．１２〜１５は、
従来のボイラー用Ｃｒ−Ｍｏ鋼管の製造に適用されてい
る代表的な熱処理条件である。表３に示すとおり、この
発明の条件を満たす試験Ｎｏ．１〜５は、いずれも従来
法の試験Ｎｏ．１２〜１５と同等のオレステナイト粒度
４〜６で、かつ、へん平のない性能を有しているのに対
し、試験Ｎｏ．６〜１１の比較例は、いずれも従来法の
試験Ｎｏ．１１〜１３と同等の性能を確保できていな
い。
【００３８】
【発明の効果】この発明は、この発明は、素材の成分、
仕上圧延である延伸圧延および仕上加工と熱処理条件を
特定することによって、製造工程の簡素化、製管能率の
向上による省エネルギーを達成でき、従来法より簡素化
された工程で、安価に高温強度に優れたＣｒ−Ｍｏ系継
目無鋼管を製造することができる。
仕上圧延である延伸圧延および仕上加工と熱処理条件を
特定することによって、製造工程の簡素化、製管能率の
向上による省エネルギーを達成でき、従来法より簡素化
された工程で、安価に高温強度に優れたＣｒ−Ｍｏ系継
目無鋼管を製造することができる。
【図１】実施例における試験Ｎｏ．１〜１１の試験条件
の概略工程図である。
の概略工程図である。
【図２】従来の一般的なＣｒ−Ｍｏ系継目無鋼管の製造
工程の概略工程図である。
工程の概略工程図である。
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０１ Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０１Ｚ ３０２ ３０２Ｚ 38/48 38/48
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｃ：０．０４〜０．２５％、Ｓｉ：１．
０％未満、Ｍｎ：０．２〜１．０％、Ｃｒ：１．０〜１
２．５％、Ｍｏ：０．２〜２．５％を含み、かつ、Ｎ
ｉ：１．０％未満、Ｎｂ：０．２％未満、Ｖ：１．０％
未満、Ｗ：２．５％未満、Ｎ：０．００７〜０．０８０
％のうちの１種または２種以上を含有し、残部Ｆｅおよ
び不可避的不純物からなるビレットを、加熱して熱間で
穿孔、熱間圧延して継目無鋼管を製造する方法におい
て、穿孔に続いて、断面圧縮率で４０％以上の仕上圧延
を仕上がり温度９００℃以上で行ったのち、直ちに９５
０〜１１００℃の温度に再加熱して焼ならし処理を連続
してオンラインで行い、空冷後、７００〜８５０℃の温
度で焼戻し処理を行うことを特徴とする高温強度に優れ
たＣｒ−Ｍｏ系継目無鋼管の製造方法。 - 【請求項２】 交叉穿孔機を用いて穿孔を交叉角５°〜
３５°で行うことを特徴とする請求項１記載の高温強度
に優れたＣｒ−Ｍｏ系継目無鋼管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11324596A JP3214351B2 (ja) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | 高温強度に優れたＣｒ−Ｍｏ系継目無鋼管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11324596A JP3214351B2 (ja) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | 高温強度に優れたＣｒ−Ｍｏ系継目無鋼管の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09279245A true JPH09279245A (ja) | 1997-10-28 |
| JP3214351B2 JP3214351B2 (ja) | 2001-10-02 |
Family
ID=14607259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11324596A Expired - Fee Related JP3214351B2 (ja) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | 高温強度に優れたＣｒ−Ｍｏ系継目無鋼管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3214351B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102864396A (zh) * | 2012-09-25 | 2013-01-09 | 攀钢集团成都钢钒有限公司 | 核电用低合金钢无缝钢管及其生产方法 |
| JP2013224468A (ja) * | 2012-04-23 | 2013-10-31 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | フェライト系耐熱鋼の製造方法 |
| CN107805757A (zh) * | 2016-09-09 | 2018-03-16 | 中国石化工程建设有限公司 | 一种低合金钢管及其制备方法 |
-
1996
- 1996-04-09 JP JP11324596A patent/JP3214351B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013224468A (ja) * | 2012-04-23 | 2013-10-31 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | フェライト系耐熱鋼の製造方法 |
| CN102864396A (zh) * | 2012-09-25 | 2013-01-09 | 攀钢集团成都钢钒有限公司 | 核电用低合金钢无缝钢管及其生产方法 |
| CN107805757A (zh) * | 2016-09-09 | 2018-03-16 | 中国石化工程建设有限公司 | 一种低合金钢管及其制备方法 |
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|---|---|
| JP3214351B2 (ja) | 2001-10-02 |
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