JPH10180312A - 継目無鋼管用素管の圧延方法 - Google Patents

継目無鋼管用素管の圧延方法

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JPH10180312A
JPH10180312A JP34779796A JP34779796A JPH10180312A JP H10180312 A JPH10180312 A JP H10180312A JP 34779796 A JP34779796 A JP 34779796A JP 34779796 A JP34779796 A JP 34779796A JP H10180312 A JPH10180312 A JP H10180312A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、ピアサー・ミルで丸鋼片を継目無鋼
管用素管に圧延穿孔するに際し、穿孔された素管の端部
に割れを生じさせないような継目無鋼管用素管の圧延方
法を提供することを目的としている。 【解決手段】加熱炉で加熱した丸鋼片を、ピアサー・ミ
ルで圧延穿孔し、継目無鋼管用素管を製造するに際し、
上記丸鋼片の加熱炉出側温度及び平均歪み速度を所定範
囲に調整しつつ圧延する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、継目無鋼管用素管
の圧延方法に関し、特に、クロム含有量の高い鋼片を、
ピアサー・ミルで圧延穿孔して継目無鋼管用素管を製造
するに際し、該素管の金属組織にδフェライトの出現を
抑え、δフェライトに起因して発生する素管端部割れ等
の欠陥出現を防止する技術である。
【0002】
【従来の技術】まず、継目無鋼管の1つの典型的な製造
工程を図2に基づき説明する。それは、ピアサー・ミル
1でプラグ・バー5を用い、加熱炉13で高温にした丸
鋼片2(例えば、丸ビレット)を圧延穿孔し、素管3を
形成することから始まる。そして、引続き、小径管の場
合には、該素管3の孔に、砲弾状の外観を有するマンド
レル・バー4を挿入し、マンドレル・ミル6という多段
の圧延機で、一応の管体7まで成形圧延する。さらに、
その管体7は、所謂ストレッチ・レデューサ12という
多段の絞り圧延機を用いて、該管体7の肉厚を所定寸法
まで絞り込まれ、製品とされる。一方、中径管の場合に
は、上記管体7にプラグ・バー5を挿入し、エロンゲー
タ8、プラグ・ミル9、リーラー10なる圧延機で伸延
成形し、サイジング・ミル11で所定の寸法に仕上げ
る。
【0003】なお、上記ピアサー・ミル1でプラグ・バ
ー5を用いて丸鋼片2に穿孔するには、圧延ロール(以
下、ロールという)の形成する圧延領域から該鋼片2
(あるいは素管3、以下、素管とする)が飛び出すのを
防止したり、該素管の外径を定めるため、該圧延領域を
囲むようにガイド・シューなる素管抑え部材が設けられ
ている。
【0004】ところで、前記ピアサー・ミル1で合金鋼
鋼片を圧延穿孔する際には、丸鋼片2を穿孔して得た素
管3の端部に、δフェライトの発生に起因する亀裂や割
れが発生し易いという問題がある。それは、特に、クロ
ム含有量の高い(例えば、12wt%Cr鋼)鋼片にお
いて著しい。この管端割れは、ピアサー・ミル1以降で
使用するミルで、噛み込み不良を起こし、操業を中止さ
せたり、割れた鉄片に起因する疵を生じさせ、製品の品
質不良を引き起こすことが多い。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる事情
を鑑み、ピアサー・ミルで継目無鋼管製造用鋳片に圧延
穿孔するに際し、δフェライトに起因して発生する素管
端部割れ等の欠陥を生じさせない継目無鋼管の製造方法
を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】発明者は、上記目的を達
成するため、ピアサー・ミルで穿孔した素管端部の割れ
原因を究明し、以下の知見を得た。まず、12wt%C
r鋼の丸鋼片2を、従来通り1280℃に加熱した後、
圧延穿孔した。その素管3の断面を図3に示すが、殆ど
の素管端部に割れ18が発生している。なお、図4は、
該割れ18の拡大図である。次に、該割れ18の近傍の
金属組織を顕微鏡(倍率400)で観察したところ、図
5に示すように、マルテンサイト17(穿孔中は、オー
ステナイト17)粒界に沿い、δフェライト16が存在
していた。この事実から、発明者は、この割れ18は、
丸鋼片2の圧延穿孔中に生じる歪みが、オーステナイト
17より変形抵抗の小さいδフェライト16に集中し、
オーステナイト17とδフェライト16との界面で破断
が起こったものと推定した。また、加熱前の丸鋳片2の
顕微鏡観察では、該δフェライト16は発見できないの
で、前記素管端部で発見したδフェライト16は、丸鋼
片2の加熱時あるいはピアー・ミル1での圧延穿孔時に
生成したものと考えた。
【0007】そこで、発明者は、この12重量%Cr鋼
のδフェライト16の析出温度(図6の歪み−温度曲線
におけるAc4 )を測定すると共に、その析出に要する
時間を測定する所謂フォマスター試験を実施し、δフェ
ライト16の析出条件を調査した。このフォマスター試
験結果によれば、1330℃では10秒、1345℃で
は1秒でδフェライトが析出することがわかった(図7
参照)。一方、丸鋳片2の加熱温度は、1280℃であ
るので、該δフェライト16は、加熱時ではなく、むし
ろピアサー・ミル1での穿孔中に鋼片2が昇温して発生
した可能性が高いと予想した。そして、発明者は、ピア
サー・ミル1にある丸鋼片2の温度調整が、素管端部の
割れ防止に重要と考え、該素管温度に影響を与える因子
を鋭意検討し、それが圧延穿孔時に丸鋼片2に生じる歪
みであることを知った。そして、発明者は、ピアサ・ミ
ル1で圧延穿孔した素管3の管端割れに及ぼす丸鋼片2
の加熱温度及び加工歪み速度の影響を、丸鋼片2のCr
含有量や寸法を種々変更して検討し、図1に示す関係を
得た。この図1より、丸鋼片2の平均歪み速度が前記
(1)〜(4)式で囲まれた領域になるよう、該鋼片2
を圧延穿孔すれば、得られる素管3に管端割れが発生し
ないことがわかる。
【0008】本発明は、この関係を利用したもので、ク
ロムを9重量%以上含有する高Cr合金鋼の鋼片を、加
熱炉で加熱した後、ピアサー・ミルで圧延穿孔して継目
無鋼管用素管を製造するに際し、上記素管の金属組織に
δフェライトを出現させないよう、上記鋼片を下記
(1)〜(4)式を満足させて圧延することを特徴とす
る継目無鋼管用素管の圧延方法である。
【0009】 0.1≦ EA ≦ 1.6 ・・・・・・(1) EA ≦0.075T−89.9 ・・・・・・(2) EA ≦−0.03T+39.1 ・・・・・・(3) 1200≦ T ≦ 1300 ・・・・・・(4) 但し、 EA : 鋼片の平均歪み速度=(dE/d
t) (秒-1) E : 鋼片の歪み=ln(So /S) (−) So : ピアサ・ミル入側での鋼片の断面積 (cm
2 ) S : ピアサ・ミル出側での鋼片の断面積 (cm
2 ) t : 時間 (秒) T : 加熱炉出側での鋼片の温度 (℃) なお、歪速度EA は、素管鋼片の断面サイズ、ピアサー
・ミル1のロール傾斜角、ロール開度及びロール回転数
の調整で適切な値に設定できる。本発明では、高Cr含
有の丸鋼片2を上記のような構成で圧延するようにした
ので、ピアサー・ミルでいかなる型式のシューを用いて
も、δフェライト16の生成がなく素管端部に割れが発
生しなくなる。その結果、クロム含有量の高いステンレ
ス鋼の継目無鋼管を、従来より生産性高く、安価に製造
することが可能となる。
【0010】
【発明の実施の形態】円錐台形(端部径比B/A=0.
96,長さ500mm)のローラ・シューを備えたピア
サー・ミル1(図2参照)を用いて、クロム含有量12
重量%の高クロム合金鋼の丸鋼片2(サイズ 190m
mφ、断面積So 28,339mm2を圧延穿孔し、2
00mmφで,肉厚27mm,断面積S 14,667
mm2の素管とした。その際、本発明に従い、丸鋼片2
が前記(1)〜(4)式を満足するよう、まず加熱炉1
3の出側で丸鋼片の温度が1260℃になるよう加熱条
件を調整し、さらに、圧延中に鋼片の平均歪み速度が
0.5、0.8及び1.2(秒-1)の3水準となるよう
に、ピアサー・ミル1のロールの開度とロール回転数を
予め調整した。なお、ピアサー・ミル1の該ロールの周
速は、それぞれ2.3、3.6及び5.0m/秒であっ
た。なお、ロールの傾斜角はすべて8度とした。
【0011】その結果、いずれの場合も、圧延穿孔後の
素管端部に割れは全く発見されなかった。念のため、該
素管3の端部から試料を採取して金属組織を調べたが、
δフェライト16は発見できなかった。この穿孔された
素管3は、次工程のエロンゲータ8〜サイジング・ミル
11へ移送し、通常の方法で製管して品質の良い継目無
鋼管を製造することができた。また、比較のため、同一
鋼種で本発明とは異なる条件で圧延穿孔を行ったが、そ
れには、図3に示したような端部割れ18が発生してい
た。
【0012】本発明で、丸鋳片の加熱炉出側温度を
(4)式の1200〜1300℃に限定した理由を以下
に説明する。丸鋼片2が1300℃を超えるように加熱
すると、ピアサー・ミル1での圧延穿孔中に昇温し、そ
の温度は1330℃を超えるようになる。その結果、鋼
片端部には、δフェライト16が生成して割れ18を防
止できなくなるからである。一方、1200℃未満の温
度では、丸鋼片2の温度が低すぎて穿孔が円滑にできな
いので、最低1200℃の加熱が必要である。
【0013】また、(1)〜(3)式のように圧延時に
おける丸鋼片2の平均歪み速度EAを限定した理由は、
それが0.1秒-1以上、1.6秒-1以下、且つ(2)及
び(3)式で囲む領域であれば、前記したように、管端
割れが発生しないからである。なお、上記実施例は、ク
ロム含有量12重量%の高いクロム合金鋼の丸鋼片(サ
イズ190mmφ)2であったが、サイズやクロム含有
量の異なる丸鋼片2の穿孔でも端部割れ18は、同様に
生じなかった。つまり、丸鋼片2の成分や外径、素管の
内外径によって、管端割れが発生せずに最も安定して素
管3を生産できるように、前記歪み速度を図1の領域内
で最適な値を定めれば良い。本発明の上記実施例と比較
例の製造条件及び圧延結果を表1に示しておく。
【0014】
【表1】
【0015】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により、ピア
サー・ミルを用いて継目無鋼管製造用の素管を製造する
際に、管端割れ等の欠陥を発生させることなく、円滑、
且つ安定して操業できるようになった。特に、本発明
は、クロム含有量が高く高品質のステンレス鋼継目無鋼
管の穿孔に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】ピアサ・ミルで圧延穿孔した素管の管端割れに
及ぼす鋼片の加熱温度及び平均歪み速度の影響を示す図
である。
【図2】継目無鋼管の製造工程を示すフロー図である。
【図3】従来法で穿孔した高クロム鋼素管の端部割れ状
況を示す斜視図である。
【図4】上記割れの拡大図である。
【図5】割れ近傍の金属組織を示す顕微鏡観察結果であ
る。
【図6】12重量%Cr鋼片の歪みと温度との関係を示
す図である。
【図7】フォマスター試験の結果を示す図である。
【符号の説明】
1 ピアサー・ミル 2 丸鋼片(丸ビレット) 3 素管 4 マンドレル・バー 5 プラグ・バー 6 マンドレル・ミル 7 管体(ホロー) 8 エロンゲータ 9 プラグ・ミル 10 リーラー 11 サイジング・ミル 12 ストレッチ・レデューサ 13 加熱炉 14 再熱炉 15 力 16 δフェライト 17 マルテンサイトあるいはオーステナイト 18 割れ(亀裂)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 クロムを9重量%以上含有する高Cr合
    金鋼の鋼片を、加熱炉で加熱した後、ピアサー・ミルで
    圧延穿孔して継目無鋼管用素管を製造するに際し、 上記素管の金属組織にδフェライトを出現させないよ
    う、上記鋼片を下記(1)〜(4)式を満足させて圧延
    することを特徴とする継目無鋼管用素管の圧延方法。 0.1≦ EA ≦ 1.6 ・・・・・・(1) EA ≦0.075T−89.9 ・・・・・・(2) EA ≦−0.03T+39.1 ・・・・・・(3) 1200≦ T ≦ 1300 ・・・・・・(4) 但し、 EA : 鋼片の平均歪み速度=(dE/d
    t) (秒-1) E : 鋼片の歪み=ln(So /S) (−) So : ピアサ・ミル入側での鋼片の断面積 (cm
    2 ) S : ピアサ・ミル出側での鋼片の断面積 (cm
    2 ) t : 時間 (秒) T : 加熱炉出側での鋼片の温度 (℃)
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2008081866A1 (ja) 2006-12-28 2008-07-10 Sumitomo Metal Industries, Ltd. 高Cr-高Ni基合金鋼からなる継目無鋼管の製造方法
CN105080970A (zh) * 2015-08-31 2015-11-25 中冶赛迪工程技术股份有限公司 一种无缝钢管斜轧设备及工艺
JP2017006979A (ja) * 2015-06-26 2017-01-12 Jfeスチール株式会社 マルテンサイト系高Cr鋼継目無鋼管の製造方法

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