JPH10330827A - 電縫鋼管用鋼の製造方法 - Google Patents
電縫鋼管用鋼の製造方法Info
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- JPH10330827A JPH10330827A JP9142298A JP14229897A JPH10330827A JP H10330827 A JPH10330827 A JP H10330827A JP 9142298 A JP9142298 A JP 9142298A JP 14229897 A JP14229897 A JP 14229897A JP H10330827 A JPH10330827 A JP H10330827A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
- Y02P10/143—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions of methane [CH4]
Landscapes
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】介在物組成と大きさを制御することによって電
縫溶接部の欠陥の少ない、割れ抵抗性の高く、靭性の高
い電縫鋼管用鋼を製造する。 【解決手段】酸素を２５０ｐｐｍ以下とした溶鋼に、Ｔ
ｉ含有量が１０〜７０％のＦｅ、Ｍｎ、Ｓｉ合金を添加
して脱酸し、Ｔｉ：０．０１０〜０．２％、Ｃ：０．０
１〜０．３５％、Ｓｉ：０．０２〜０．５％、Ｍｎ：
０．１〜２．０％、Ａｌ：０．００６％以下、Ｐ：０．
０１５％以下、Ｓ：０．００８％以下、あるいはさら
に、Ｃａ、Ｃｕ、ＮＩ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖを必要に
応じて含有する鋼を連続鋳造する。
縫溶接部の欠陥の少ない、割れ抵抗性の高く、靭性の高
い電縫鋼管用鋼を製造する。 【解決手段】酸素を２５０ｐｐｍ以下とした溶鋼に、Ｔ
ｉ含有量が１０〜７０％のＦｅ、Ｍｎ、Ｓｉ合金を添加
して脱酸し、Ｔｉ：０．０１０〜０．２％、Ｃ：０．０
１〜０．３５％、Ｓｉ：０．０２〜０．５％、Ｍｎ：
０．１〜２．０％、Ａｌ：０．００６％以下、Ｐ：０．
０１５％以下、Ｓ：０．００８％以下、あるいはさら
に、Ｃａ、Ｃｕ、ＮＩ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖを必要に
応じて含有する鋼を連続鋳造する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電縫鋼管用鋼に係
わり、さらに詳しくはたとえば石油・天然ガス掘削、あ
るいは輸送用等の電報鋼管において電縫溶接部での超音
波探傷欠陥の少ない、割れ抵抗の高く、靱性の高い電縫
鋼管用鋼の製造方法に関する。
わり、さらに詳しくはたとえば石油・天然ガス掘削、あ
るいは輸送用等の電報鋼管において電縫溶接部での超音
波探傷欠陥の少ない、割れ抵抗の高く、靱性の高い電縫
鋼管用鋼の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年生産される石油・天然ガス中には、
硫化水素を含む場合が非常に多く、さらに海水、淡水な
どの水が共存する場合には鋼表面で起こる腐食に基づく
減肉だけではなく、腐食によって鋼表面で発生した水素
が鋼中に侵入することによって破壊を起こすことがあ
り、問題となっている。この破壊は高張力鋼に古くから
認められる硫化物応力割れとは異なり、外部からの付加
応力がなくとも発生が認められる。
硫化水素を含む場合が非常に多く、さらに海水、淡水な
どの水が共存する場合には鋼表面で起こる腐食に基づく
減肉だけではなく、腐食によって鋼表面で発生した水素
が鋼中に侵入することによって破壊を起こすことがあ
り、問題となっている。この破壊は高張力鋼に古くから
認められる硫化物応力割れとは異なり、外部からの付加
応力がなくとも発生が認められる。
【０００３】この破壊は、環境中から侵入した水素が母
材中に存在する圧延方向に長く伸びたＭｎＳなどのＡ系
硫化物系介在物と地鉄との境界に集積してガス化し、そ
のガス圧によって発生するもので、前記ＭｎＳなどのＡ
系硫化物系介在物が鋭い切り欠きとなり、これを割れの
核として板面平行割れに成長し、この板面平行割れが板
厚方向に連結されるものである。この種の割れを以下
「水素膨れ割れ」とよぶ。
材中に存在する圧延方向に長く伸びたＭｎＳなどのＡ系
硫化物系介在物と地鉄との境界に集積してガス化し、そ
のガス圧によって発生するもので、前記ＭｎＳなどのＡ
系硫化物系介在物が鋭い切り欠きとなり、これを割れの
核として板面平行割れに成長し、この板面平行割れが板
厚方向に連結されるものである。この種の割れを以下
「水素膨れ割れ」とよぶ。
【０００４】こうした水素膨れ割れに対する抵抗の高い
鋼について従来から様々な研究がなされ、種々の鋼が提
案されている。それらは例えば特公昭５７−１７０６５
号公報あるいは特公昭５７−１６１８４号公報などにそ
の代表例がみられるごとくＣｕやＣｏ添加による割れ防
止、極低Ｓ化によるＭｎＳの減少、Ｃａあるいは希土類
元素などの添加によるＳの固定などを利用するものであ
ってこれらの技術によって現在までにかなり厳しい環境
にまで耐え得る鋼が開発されている。
鋼について従来から様々な研究がなされ、種々の鋼が提
案されている。それらは例えば特公昭５７−１７０６５
号公報あるいは特公昭５７−１６１８４号公報などにそ
の代表例がみられるごとくＣｕやＣｏ添加による割れ防
止、極低Ｓ化によるＭｎＳの減少、Ｃａあるいは希土類
元素などの添加によるＳの固定などを利用するものであ
ってこれらの技術によって現在までにかなり厳しい環境
にまで耐え得る鋼が開発されている。
【０００５】ところで、電縫鋼管はホットコイルなどの
鋼板を成形し電縫溶接するものであって、いうまでもな
く鋼板との決定的な相違は溶接部および溶接熱影響部が
存在することである。この電縫溶接部ではＭｎＳなどの
硫化物系介在物が存在しない場合でも電縫溶接部に水素
膨れ割れを生じることがあり、しかも電縫溶接部の場合
には板面垂直割れ型の水素膨れ割れであることが母材部
と異なっており、母材の板面平行型水素膨れ割れと同等
あるいはそれ以上に重大な欠陥である。しかも、この割
れは従来の水素膨れ割れに対する対策鋼を使用した電縫
鋼管であっても発生し、上述の様な技術では防止できな
い。
鋼板を成形し電縫溶接するものであって、いうまでもな
く鋼板との決定的な相違は溶接部および溶接熱影響部が
存在することである。この電縫溶接部ではＭｎＳなどの
硫化物系介在物が存在しない場合でも電縫溶接部に水素
膨れ割れを生じることがあり、しかも電縫溶接部の場合
には板面垂直割れ型の水素膨れ割れであることが母材部
と異なっており、母材の板面平行型水素膨れ割れと同等
あるいはそれ以上に重大な欠陥である。しかも、この割
れは従来の水素膨れ割れに対する対策鋼を使用した電縫
鋼管であっても発生し、上述の様な技術では防止できな
い。
【０００６】一方において近年石油・天然ガスが産出さ
れる地域はアラスカ、ロシア、北極海といった極寒地ま
で広がっており、こうした地域で使用されるラインパイ
プには母材および電縫溶接部の両方において低温靱性が
優れていることが要求される。このとき産出流体に硫化
水素を含む場合には低温靱性とともに耐サワー性も必要
であることはいうまでもない。
れる地域はアラスカ、ロシア、北極海といった極寒地ま
で広がっており、こうした地域で使用されるラインパイ
プには母材および電縫溶接部の両方において低温靱性が
優れていることが要求される。このとき産出流体に硫化
水素を含む場合には低温靱性とともに耐サワー性も必要
であることはいうまでもない。
【０００７】電縫鋼管においては、溶接部の靱性が母材
に比べて低下するため電縫溶接部も含めて靱性の優れた
電縫鋼管についても従来から様々な研究がなされ、種々
の方法および鋼管が提案されている。それらは、たとえ
ば特開昭５４−１３６５１２号公報、特開昭５７−１４
０８２３号公報、特公昭５８−５３７０７号公報あるい
は特公昭５８ー５３７０８号公報等にその代表例がみら
れるごとく熱延工程の仕上げ温度および巻き取り温度の
管理による素材の靱性向上、造管後冷却速度の制限によ
る結晶粒度の制御、固溶Ｎの減少，ＮｂあるいはＶによ
る結晶粒の微細化などを利用するものであって、これら
の技術によって現在までに靱性のかなり優れた電縫鋼管
が開発されている。
に比べて低下するため電縫溶接部も含めて靱性の優れた
電縫鋼管についても従来から様々な研究がなされ、種々
の方法および鋼管が提案されている。それらは、たとえ
ば特開昭５４−１３６５１２号公報、特開昭５７−１４
０８２３号公報、特公昭５８−５３７０７号公報あるい
は特公昭５８ー５３７０８号公報等にその代表例がみら
れるごとく熱延工程の仕上げ温度および巻き取り温度の
管理による素材の靱性向上、造管後冷却速度の制限によ
る結晶粒度の制御、固溶Ｎの減少，ＮｂあるいはＶによ
る結晶粒の微細化などを利用するものであって、これら
の技術によって現在までに靱性のかなり優れた電縫鋼管
が開発されている。
【０００８】しかしながらこれらの電縫鋼管は通常の環
境で使用されるものであって、硫化水素や水を含んだい
わゆるサワー環境で使用することを考慮したものではな
い。また、耐サワー電縫鋼管の電縫溶接部の電縫衝合部
において靱性が母材に比べて著しく劣る場合がある。こ
の場合上述の各種技術をもってしても改善されない。
境で使用されるものであって、硫化水素や水を含んだい
わゆるサワー環境で使用することを考慮したものではな
い。また、耐サワー電縫鋼管の電縫溶接部の電縫衝合部
において靱性が母材に比べて著しく劣る場合がある。こ
の場合上述の各種技術をもってしても改善されない。
【０００９】このような、電縫鋼管の電縫溶接部の水素
膨れ割れおよび靱性低下の原因は電縫衝合部およびその
両側の熱影響部に存在する板状のＣａＯ，Ａｌ2 Ｏ3 を
主成分とする酸化物系介在物であり、母材中に予め存在
した球状に近いこの酸化物系介在物が電縫溶接時の熱影
響によって鋼の融点近くにまで加熱されたうえスクイズ
ロールによって両側から加圧されるために板状に変形し
て生成したものである。このような変形した介在物は電
縫衝合部およびその両側の熱影響部を超音波探傷した際
に特に欠陥となって検出される。また上述のＣａＯ，Ａ
ｌ2 Ｏ3 を主成分とする酸化物系介在物は鋼板の圧延時
に延ばされて電縫溶接部以外でも欠陥の原因となる。
膨れ割れおよび靱性低下の原因は電縫衝合部およびその
両側の熱影響部に存在する板状のＣａＯ，Ａｌ2 Ｏ3 を
主成分とする酸化物系介在物であり、母材中に予め存在
した球状に近いこの酸化物系介在物が電縫溶接時の熱影
響によって鋼の融点近くにまで加熱されたうえスクイズ
ロールによって両側から加圧されるために板状に変形し
て生成したものである。このような変形した介在物は電
縫衝合部およびその両側の熱影響部を超音波探傷した際
に特に欠陥となって検出される。また上述のＣａＯ，Ａ
ｌ2 Ｏ3 を主成分とする酸化物系介在物は鋼板の圧延時
に延ばされて電縫溶接部以外でも欠陥の原因となる。
【００１０】そこで、特公昭６３−１６４６１号では、
従来より主に脱酸を目的として添加されてきたＡｌを極
力減少させ、Ｔｉを脱酸元素として使用することによっ
て圧延時や電縫溶接時に変形しやすい介在物の生成を防
止し、超音波探傷欠陥の少ない、母材および電縫溶接部
の耐サワー性と靱性に優れた電縫鋼管用鋼を提案してい
る。
従来より主に脱酸を目的として添加されてきたＡｌを極
力減少させ、Ｔｉを脱酸元素として使用することによっ
て圧延時や電縫溶接時に変形しやすい介在物の生成を防
止し、超音波探傷欠陥の少ない、母材および電縫溶接部
の耐サワー性と靱性に優れた電縫鋼管用鋼を提案してい
る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】今後、石油・天然ガス
資源の枯渇が懸念され、その産出地域の環境は更に厳し
くなり、また産出流体の硫化水素含有量も多くなること
が予想される。こうした状況で使用されるラインパイプ
には母材および電縫溶接部の両方においてこれまで以上
の低温靱性、耐サワー性が要求されるようになるが、こ
れまでの技術では十分ではないことが判明した。
資源の枯渇が懸念され、その産出地域の環境は更に厳し
くなり、また産出流体の硫化水素含有量も多くなること
が予想される。こうした状況で使用されるラインパイプ
には母材および電縫溶接部の両方においてこれまで以上
の低温靱性、耐サワー性が要求されるようになるが、こ
れまでの技術では十分ではないことが判明した。
【００１２】本発明は、上記のような従来の物の欠点、
すなわち電縫衝合部靱性の低下および電縫溶接部の板面
垂直型水素膨れ割れが溶接熱影響部に存在する板状の酸
化物系介在物によって発生することを解決するためにな
された物であって、溶鋼中の酸素を２５０ｐｐｍ以下に
制限した溶鋼に１０〜７０％のＴｉを含むＴｉ合金を添
加して脱酸することによって鋼中の酸化物系介在物の組
成および径を制御する超音波探傷欠陥の発生の少ない耐
サワー性と靱性の優れた電縫鋼管用鋼の製造方法を提供
する物である。
すなわち電縫衝合部靱性の低下および電縫溶接部の板面
垂直型水素膨れ割れが溶接熱影響部に存在する板状の酸
化物系介在物によって発生することを解決するためにな
された物であって、溶鋼中の酸素を２５０ｐｐｍ以下に
制限した溶鋼に１０〜７０％のＴｉを含むＴｉ合金を添
加して脱酸することによって鋼中の酸化物系介在物の組
成および径を制御する超音波探傷欠陥の発生の少ない耐
サワー性と靱性の優れた電縫鋼管用鋼の製造方法を提供
する物である。
【００１３】
【課題を解決するための手段】すなわち、上記課題を解
決するための本発明の要旨とするところは、転炉で溶製
して出鋼した溶鋼を真空脱ガスおよび／もしくはＭｎ，
Ｓｉによる脱酸を行って溶鋼中の酸素を２５０ｐｐｍ以
下とし、次いで化学組成がＴｉ：１０〜７０重量％の成
分と残部はＦｅ、Ｍｎ、Ｓｉのうち１種または２種以上
および不可避的不純物とからなる合金を溶鋼に添加し、
重量％でＴｉ：０．０１０〜０．２％、Ｃ：０．０１〜
０．３５％、Ｓｉ：０．０２〜０．５％、Ｍｎ：０．１
〜２．０％を含有し、かつＡｌ：０．００６％以下、
Ｐ：０．０１５％以下、Ｓ：０．００８％以下に制限
し、あるいはさらに（ａ）Ｃａ：０．０００５〜０．０
２％、（ｂ）Ｃｕ：０．２〜０．６％、Ｎｉ：０．１〜
１．０％、Ｃｒ：０．２〜３．０％の１種または２種以
上、または（ｃ）Ｍｏ：０．１０〜１．０％、Ｎｂ：
０．０１〜０．１５％、Ｖ：０．０１〜０．１５％の１
種または２種以上の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）いずれか〜
３者を含有し、残部は鉄および不可避的不純物からなる
鋼を連続鋳造することを特徴とする電縫鋼管用鋼の製造
方法である。
決するための本発明の要旨とするところは、転炉で溶製
して出鋼した溶鋼を真空脱ガスおよび／もしくはＭｎ，
Ｓｉによる脱酸を行って溶鋼中の酸素を２５０ｐｐｍ以
下とし、次いで化学組成がＴｉ：１０〜７０重量％の成
分と残部はＦｅ、Ｍｎ、Ｓｉのうち１種または２種以上
および不可避的不純物とからなる合金を溶鋼に添加し、
重量％でＴｉ：０．０１０〜０．２％、Ｃ：０．０１〜
０．３５％、Ｓｉ：０．０２〜０．５％、Ｍｎ：０．１
〜２．０％を含有し、かつＡｌ：０．００６％以下、
Ｐ：０．０１５％以下、Ｓ：０．００８％以下に制限
し、あるいはさらに（ａ）Ｃａ：０．０００５〜０．０
２％、（ｂ）Ｃｕ：０．２〜０．６％、Ｎｉ：０．１〜
１．０％、Ｃｒ：０．２〜３．０％の１種または２種以
上、または（ｃ）Ｍｏ：０．１０〜１．０％、Ｎｂ：
０．０１〜０．１５％、Ｖ：０．０１〜０．１５％の１
種または２種以上の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）いずれか〜
３者を含有し、残部は鉄および不可避的不純物からなる
鋼を連続鋳造することを特徴とする電縫鋼管用鋼の製造
方法である。
【００１４】
【作用】最初に本発明において各成分範囲を前述のごと
く限定した理由を以下に述べる。まずＣは、鋼の強度を
最も安定して向上させる基本的な元素であるため、強度
確保のためには０．０１％以上含有させることが必要で
あるが、０．３５％を越えると鋼の靱性に対しては好ま
しくない影響があるので、０．０１〜０．３５％とし
た。
く限定した理由を以下に述べる。まずＣは、鋼の強度を
最も安定して向上させる基本的な元素であるため、強度
確保のためには０．０１％以上含有させることが必要で
あるが、０．３５％を越えると鋼の靱性に対しては好ま
しくない影響があるので、０．０１〜０．３５％とし
た。
【００１５】次にＳｉは強度を向上させる元素であるの
で０．０２％以上含有すべきであるが、靱性確保のため
上限の含有量を０．５％以下とすべきである。また、Ｍ
ｎは強度上必要な元素なので０．１％以上含有すべきで
あるが、溶接性および靱性確保のためには、上限含有量
を２．０％とすべきである。
で０．０２％以上含有すべきであるが、靱性確保のため
上限の含有量を０．５％以下とすべきである。また、Ｍ
ｎは強度上必要な元素なので０．１％以上含有すべきで
あるが、溶接性および靱性確保のためには、上限含有量
を２．０％とすべきである。
【００１６】ＴｉはＡｌに代えて脱酸に使用する主要な
元素であり、チタン酸化物を主成分とする複合介在物は
電縫溶接時に著しく変形しにくいが、０．０１％未満で
はチタン酸化物はＣａＯ、ＳｉＯ2 、ＭｎＯと複合した
介在物を生成する。この介在物はＣａＯとＡｌ2 Ｏ3 を
主成分とする酸化物系介在物と同様変形しやすく、電縫
溶接時の熱影響によって鋼の融点近くにまで加熱された
うえスクイズロールによって両側から加圧され板状に変
形して、電縫鋼管の電縫溶接部の水素膨れ割れおよび靱
性低下を招く。一方、Ｔｉが０．２％を越えると靱性を
低下させるために、Ｔｉは０．０１〜０．２％とすべき
である。
元素であり、チタン酸化物を主成分とする複合介在物は
電縫溶接時に著しく変形しにくいが、０．０１％未満で
はチタン酸化物はＣａＯ、ＳｉＯ2 、ＭｎＯと複合した
介在物を生成する。この介在物はＣａＯとＡｌ2 Ｏ3 を
主成分とする酸化物系介在物と同様変形しやすく、電縫
溶接時の熱影響によって鋼の融点近くにまで加熱された
うえスクイズロールによって両側から加圧され板状に変
形して、電縫鋼管の電縫溶接部の水素膨れ割れおよび靱
性低下を招く。一方、Ｔｉが０．２％を越えると靱性を
低下させるために、Ｔｉは０．０１〜０．２％とすべき
である。
【００１７】一方、ＡｌはＣａおよびＯと結合して変形
しやすい介在物を生成するために、０．００６％以下に
制限すべきであり、少ないほど好ましい。また、Ｐは母
材の水素膨れ割れを伝播しやすくさせる元素であるの
で、０．０１５％以下とすべきである。さらに、ＳはＭ
ｎと結合して母材部の水素誘起割れの起点となるＭｎＳ
を作るので、母材部の耐サワー性確保のためには０．０
０８％以下に押さえなければならない。
しやすい介在物を生成するために、０．００６％以下に
制限すべきであり、少ないほど好ましい。また、Ｐは母
材の水素膨れ割れを伝播しやすくさせる元素であるの
で、０．０１５％以下とすべきである。さらに、ＳはＭ
ｎと結合して母材部の水素誘起割れの起点となるＭｎＳ
を作るので、母材部の耐サワー性確保のためには０．０
０８％以下に押さえなければならない。
【００１８】以上が基本成分系であるが、本発明ではこ
のほかにそれぞれの用途に応じて（ａ）Ｃａ、（ｂ）Ｃ
ｕ、Ｎｉ、Ｃｒの１種以上、（ｂ）Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖの１
種以上の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のいずれか〜３者を含
有させることができる。
のほかにそれぞれの用途に応じて（ａ）Ｃａ、（ｂ）Ｃ
ｕ、Ｎｉ、Ｃｒの１種以上、（ｂ）Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖの１
種以上の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のいずれか〜３者を含
有させることができる。
【００１９】まず、Ｃａは鋼中のＳをＣａＳとして固定
してＭｎＳの生成を防止することによって母材の耐サワ
ー性向上に非常に有効な元素であり、母材の耐サワー性
が特に要求される場合には０．０００５％以上含有する
ことが必要であるが、０．０２％を越えるとＣａＳ−Ｃ
ａＯを主成分とする大型介在物を形成するので上限含有
量は０．０２％とすべきである。
してＭｎＳの生成を防止することによって母材の耐サワ
ー性向上に非常に有効な元素であり、母材の耐サワー性
が特に要求される場合には０．０００５％以上含有する
ことが必要であるが、０．０２％を越えるとＣａＳ−Ｃ
ａＯを主成分とする大型介在物を形成するので上限含有
量は０．０２％とすべきである。
【００２０】次に、Ｃｕ、ＮｉおよびＣｒは、いずれも
母材の耐食性向上と鋼中への水素侵入量減少の効果を有
する。Ｃｕは０．２０％未満では効果がなく、０．６０
％を越えると熱間加工性に悪影響を及ぼすので、０．２
０〜０．６０％の範囲に限定する。Ｎｉは０．１％未満
では効果がなく、１．０％を越えると硫化物応力腐食割
れを誘発するおそれがあるので、０．１〜１．０％の範
囲に限定する。Ｃｒは０．２％未満では効果がなく、
３．０％を越えると鋼の靱性を低下させるので０．２〜
３．０％の範囲に限定する。
母材の耐食性向上と鋼中への水素侵入量減少の効果を有
する。Ｃｕは０．２０％未満では効果がなく、０．６０
％を越えると熱間加工性に悪影響を及ぼすので、０．２
０〜０．６０％の範囲に限定する。Ｎｉは０．１％未満
では効果がなく、１．０％を越えると硫化物応力腐食割
れを誘発するおそれがあるので、０．１〜１．０％の範
囲に限定する。Ｃｒは０．２％未満では効果がなく、
３．０％を越えると鋼の靱性を低下させるので０．２〜
３．０％の範囲に限定する。
【００２１】さらにＭｏ、ＮｂおよびＶはいずれも鋼の
強度を向上させる元素であって、Ｍｏは０．１０％以
上、ＮｂおよびＶは０．０１％以上含有させることによ
って同等の強度向上効果を示すが、Ｍｏは１．０％、Ｎ
ｂおよびＶは０．１５％を越えて添加すると靱性を低下
させるおそれがあるため、Ｍｏは０．１０〜１．０％、
ＮｂおよびＶは０．０１〜０．１５％の範囲に限定し
た。
強度を向上させる元素であって、Ｍｏは０．１０％以
上、ＮｂおよびＶは０．０１％以上含有させることによ
って同等の強度向上効果を示すが、Ｍｏは１．０％、Ｎ
ｂおよびＶは０．１５％を越えて添加すると靱性を低下
させるおそれがあるため、Ｍｏは０．１０〜１．０％、
ＮｂおよびＶは０．０１〜０．１５％の範囲に限定し
た。
【００２２】上述の各合金成分はそれぞれ単独に、ある
いは併用しても、上記の制限範囲内において本発明が目
的とする効果になんら支障を与えるものではない。不純
物のうちＮ量は０．０１０％を越えると溶接性に問題を
生じるので好ましくないものであって、０．０１０％以
下であれば鋼の材質に著しい影響を及ぼさないが、歪み
時効の影響や円周溶接部の靱性なども考慮すると少ない
程良い。
いは併用しても、上記の制限範囲内において本発明が目
的とする効果になんら支障を与えるものではない。不純
物のうちＮ量は０．０１０％を越えると溶接性に問題を
生じるので好ましくないものであって、０．０１０％以
下であれば鋼の材質に著しい影響を及ぼさないが、歪み
時効の影響や円周溶接部の靱性なども考慮すると少ない
程良い。
【００２３】一方、Ｏ量はＣａの大部分が酸化物となら
ずにＳの固定に有効に利用されるには０．０１０％以下
で少ない程良い。Ｔｉで脱酸した鋼はチタン酸化物を含
む介在物を含有する。このチタン酸化物が主成分である
介在物は電縫溶接時に著しく変形しにくく、電縫鋼管の
電縫溶接部の水素膨れ割れおよび靱性低下を防止するこ
とが可能である。
ずにＳの固定に有効に利用されるには０．０１０％以下
で少ない程良い。Ｔｉで脱酸した鋼はチタン酸化物を含
む介在物を含有する。このチタン酸化物が主成分である
介在物は電縫溶接時に著しく変形しにくく、電縫鋼管の
電縫溶接部の水素膨れ割れおよび靱性低下を防止するこ
とが可能である。
【００２４】本発明者らはチタン酸化物を主成分とする
組成の種々の大きさの介在物を分散させた鋼を実験室的
に溶製、鋳造し、通常の方法で圧延を行って１１ｍｍ厚
の鋼板とし、通常の工程によって電縫鋼管とした。これ
らの電縫管の電縫溶接部を含んで厚さ９ｍｍ、幅２０ｍ
ｍ、長さ１００ｍｍの試験片を採取し、耐サワー性の評
価に供した。また、母材からも同様な寸法、形状、採取
方法の試験片を採取して耐サワー性の評価試験に供し
た。 耐サワー性の評価試験としては上記の試験片をＨ
2 Ｓを飽和させた５％ＮａＣｌ水溶液に０．５％ＣＨ3
ＣＯＯＨを添加した溶液（温度２５℃、ｐＨ２．８〜
３．８）中に９８時間浸漬し割れを測定した。割れの発
生の有無は電縫溶接部を含む試験片では試験片の断面に
ついて超音波探傷し、その後の断面の検鏡観察によって
判定した。
組成の種々の大きさの介在物を分散させた鋼を実験室的
に溶製、鋳造し、通常の方法で圧延を行って１１ｍｍ厚
の鋼板とし、通常の工程によって電縫鋼管とした。これ
らの電縫管の電縫溶接部を含んで厚さ９ｍｍ、幅２０ｍ
ｍ、長さ１００ｍｍの試験片を採取し、耐サワー性の評
価に供した。また、母材からも同様な寸法、形状、採取
方法の試験片を採取して耐サワー性の評価試験に供し
た。 耐サワー性の評価試験としては上記の試験片をＨ
2 Ｓを飽和させた５％ＮａＣｌ水溶液に０．５％ＣＨ3
ＣＯＯＨを添加した溶液（温度２５℃、ｐＨ２．８〜
３．８）中に９８時間浸漬し割れを測定した。割れの発
生の有無は電縫溶接部を含む試験片では試験片の断面に
ついて超音波探傷し、その後の断面の検鏡観察によって
判定した。
【００２５】こうして観察した割れ部の介在物厚み、
幅、長さから変形を受ける前の鋳片内の介在物の大きさ
を算出した結果、割れ部の介在物はいずれも２００μm
より大きかったことが判った。欠陥が発生しなかった部
分を切断し鋼中の介在物の大きさを測定したが、これに
は２００μm 以下の介在物が検出された。以上のことよ
り、割れを発生させないためには介在物の大きさを２０
０μm 以下とすることが必要であることが推測されたた
め、２００μm 以下のチタン酸化物を主成分とする組成
の介在物のみを分散させた鋼を実験室的に溶製、鋳造
し、通常の方法で圧延を行って鋼板とし、通常の工程に
よって電縫鋼管とした。これらの電縫管の電縫溶接部の
耐サワー性の評価試験を行い、超音波探傷して割れの発
生を検査したところ割れは発生していなかった。したが
って、チタン酸化物が主成分の粒径が２００μm 以下の
酸化物系介在物を鋼中に含有せしめることが有効であ
る。
幅、長さから変形を受ける前の鋳片内の介在物の大きさ
を算出した結果、割れ部の介在物はいずれも２００μm
より大きかったことが判った。欠陥が発生しなかった部
分を切断し鋼中の介在物の大きさを測定したが、これに
は２００μm 以下の介在物が検出された。以上のことよ
り、割れを発生させないためには介在物の大きさを２０
０μm 以下とすることが必要であることが推測されたた
め、２００μm 以下のチタン酸化物を主成分とする組成
の介在物のみを分散させた鋼を実験室的に溶製、鋳造
し、通常の方法で圧延を行って鋼板とし、通常の工程に
よって電縫鋼管とした。これらの電縫管の電縫溶接部の
耐サワー性の評価試験を行い、超音波探傷して割れの発
生を検査したところ割れは発生していなかった。したが
って、チタン酸化物が主成分の粒径が２００μm 以下の
酸化物系介在物を鋼中に含有せしめることが有効であ
る。
【００２６】しかしながら、通常の製造方法で製造した
場合には、チタン酸化物が主成分で粒径が２００μm 以
下の酸化物系介在物のみを鋼中に含有せしめること事は
困難である。そこで、本発明者らは種々の実験検討を行
った結果、脱酸時の過飽和度を小さくすると生成する介
在物の個数及び介在物径が小さくなることが判明した。
過飽和度はＴｉと酸素の積で決まるので、過飽和度を小
さくする方法として脱酸合金中のＴｉ含有量を低くする
ことと脱酸時の溶鋼中の酸素を低くすることが有効であ
る。脱酸合金中のＴｉ含有量が高い場合には溶鋼中に添
加した脱酸合金の周囲にＴｉ濃度の高い部分が生成して
過飽和度が高くなるので、Ｔｉ含有量の低い脱酸合金を
使用する。
場合には、チタン酸化物が主成分で粒径が２００μm 以
下の酸化物系介在物のみを鋼中に含有せしめること事は
困難である。そこで、本発明者らは種々の実験検討を行
った結果、脱酸時の過飽和度を小さくすると生成する介
在物の個数及び介在物径が小さくなることが判明した。
過飽和度はＴｉと酸素の積で決まるので、過飽和度を小
さくする方法として脱酸合金中のＴｉ含有量を低くする
ことと脱酸時の溶鋼中の酸素を低くすることが有効であ
る。脱酸合金中のＴｉ含有量が高い場合には溶鋼中に添
加した脱酸合金の周囲にＴｉ濃度の高い部分が生成して
過飽和度が高くなるので、Ｔｉ含有量の低い脱酸合金を
使用する。
【００２７】さらに、酸素濃度と合金中Ｔｉ含有量を変
化させた実験・検討を行い、酸素濃度および合金中Ｔｉ
含有量が低くなるにしたがって介在物径は小さくなり、
酸素を２５０ｐｐｍ以下とし、かつ、Ｔｉ含有量が７０
％以下の合金で脱酸することで、最大でも２００μm 以
下の介在物となることを見いだした。Ｔｉ含有量が高く
なると介在物径が大きくなるとともに、脱酸時にチタン
酸化物の割合の高い介在物が生成し、それが溶鋼中に残
存し混在する。Ｔｉ濃度が低すぎると合金量が多くなり
すぎ、溶鋼温度の低下が起こって溶鋼の凝固や鋳造が困
難になったり、添加に時間がかかり生産性に障害を与え
る。Ｔｉ含有量が高い場合には少量ずつ添加すると部分
的に過飽和度の高い部分が少なくなり有効である。
化させた実験・検討を行い、酸素濃度および合金中Ｔｉ
含有量が低くなるにしたがって介在物径は小さくなり、
酸素を２５０ｐｐｍ以下とし、かつ、Ｔｉ含有量が７０
％以下の合金で脱酸することで、最大でも２００μm 以
下の介在物となることを見いだした。Ｔｉ含有量が高く
なると介在物径が大きくなるとともに、脱酸時にチタン
酸化物の割合の高い介在物が生成し、それが溶鋼中に残
存し混在する。Ｔｉ濃度が低すぎると合金量が多くなり
すぎ、溶鋼温度の低下が起こって溶鋼の凝固や鋳造が困
難になったり、添加に時間がかかり生産性に障害を与え
る。Ｔｉ含有量が高い場合には少量ずつ添加すると部分
的に過飽和度の高い部分が少なくなり有効である。
【００２８】また、ＴｉをＦｅやＳｉ、Ｍｎとの合金と
することで、Ｔｉの活量を下げるとともに部分的に濃度
の高い領域を減少させるために、過飽和度が一層減少
し、微小な介在物の生成を促進する。
することで、Ｔｉの活量を下げるとともに部分的に濃度
の高い領域を減少させるために、過飽和度が一層減少
し、微小な介在物の生成を促進する。
【００２９】
【発明の実施の形態】本発明の製造法についてさらに詳
細に説明する。まず、転炉で目標とする０．０１〜０．
３５％のＣを含む溶鋼溶製する。この際、溶鋼中のＣが
目標とするＣ濃度より高い場合には出鋼後に真空脱ガス
装置等による脱炭処理を行い所定のＣ濃度まで低減し、
目標とするＣ濃度より低い場合には出鋼後にＣを添加し
て所定のＣ濃度とする。また、溶鋼を出鋼する際必要に
応じてＦｅ−Ｍｎを投入してもよい。
細に説明する。まず、転炉で目標とする０．０１〜０．
３５％のＣを含む溶鋼溶製する。この際、溶鋼中のＣが
目標とするＣ濃度より高い場合には出鋼後に真空脱ガス
装置等による脱炭処理を行い所定のＣ濃度まで低減し、
目標とするＣ濃度より低い場合には出鋼後にＣを添加し
て所定のＣ濃度とする。また、溶鋼を出鋼する際必要に
応じてＦｅ−Ｍｎを投入してもよい。
【００３０】次に、出鋼した溶鋼をＭｎ，Ｓｉおよび／
または真空脱ガス処理による予備脱酸を行って溶鋼中の
酸素を２５０ｐｐｍ以下とする。Ａｌは低い方がよいの
で、Ｆｅ−ＭｎやＦｅ−Ｓｉを添加してＭｎ，Ｓｉによ
り脱酸を行う。Ｍｎ，Ｓｉの添加量は脱酸時に添加する
Ｔｉ合金中に含まれるＳｉやＭｎによって増加する量を
考慮して添加する。また、ＭｎやＳｉは脱酸力が弱いの
で製品によっては目標範囲内では溶鋼中の酸素を２５０
ｐｐｍ以下にすることが困難な場合があるので、その際
には真空脱ガス処理により真空脱酸を行い酸素を下げ
る。この際、必要があればＣ源を溶鋼中に添加してもよ
い。
または真空脱ガス処理による予備脱酸を行って溶鋼中の
酸素を２５０ｐｐｍ以下とする。Ａｌは低い方がよいの
で、Ｆｅ−ＭｎやＦｅ−Ｓｉを添加してＭｎ，Ｓｉによ
り脱酸を行う。Ｍｎ，Ｓｉの添加量は脱酸時に添加する
Ｔｉ合金中に含まれるＳｉやＭｎによって増加する量を
考慮して添加する。また、ＭｎやＳｉは脱酸力が弱いの
で製品によっては目標範囲内では溶鋼中の酸素を２５０
ｐｐｍ以下にすることが困難な場合があるので、その際
には真空脱ガス処理により真空脱酸を行い酸素を下げ
る。この際、必要があればＣ源を溶鋼中に添加してもよ
い。
【００３１】溶鋼中の酸素が２５０ｐｐｍより高くなる
と、Ｔｉ合金を多量に添加することが必要になり、後述
するように脱酸時の過飽和度が大きくなりすぎ、Ｔｉ添
加時に高融点粗大なチタン酸化物が多数生成し、さらに
これらが凝集して大きな介在物となる。このようにして
溶鋼中の酸素を２５０ｐｐｍ以下に調整した溶鋼に、化
学組成がＴｉ：１０〜７０重量％の成分と残部はＦｅ、
Ｍｎ、Ｓｉのうち１種または２種以上および不可避的不
純物とからなる合金を添加して、Ｔｉを溶鋼成分として
０．０１０〜０．２％含有させる。さらに、他の成分を
調整するのに必要な合金を添加して、所定の成分とす
る。
と、Ｔｉ合金を多量に添加することが必要になり、後述
するように脱酸時の過飽和度が大きくなりすぎ、Ｔｉ添
加時に高融点粗大なチタン酸化物が多数生成し、さらに
これらが凝集して大きな介在物となる。このようにして
溶鋼中の酸素を２５０ｐｐｍ以下に調整した溶鋼に、化
学組成がＴｉ：１０〜７０重量％の成分と残部はＦｅ、
Ｍｎ、Ｓｉのうち１種または２種以上および不可避的不
純物とからなる合金を添加して、Ｔｉを溶鋼成分として
０．０１０〜０．２％含有させる。さらに、他の成分を
調整するのに必要な合金を添加して、所定の成分とす
る。
【００３２】このようにして溶製した溶鋼中にはチタン
酸化物が主成分で最大でも２００μm 以下の介在物のみ
を含有すし、この溶鋼は通常と同じ方法でタンディッシ
ュを通して、連続鋳造機で鋳造することが可能である。
さらに、この鋳片を通常と同じ方法で熱間圧延まま、あ
るいは熱間圧延直後の制御冷却工程、さらには圧延材を
焼準、焼き戻しあるいは焼き入れ、焼き戻しする等通常
の鋼材に使用される製造工程を適用して鋼板にした後、
通常の工程によって電縫鋼管とする。さらに、この電縫
鋼管の一部または全体に焼準、焼き戻しあるいは焼き入
れ、焼き戻しする工程を適用しても良い。いずれの工程
を適用または併用するかは高度、靱性などの特性確保の
必要に応じて決定すればよい。
酸化物が主成分で最大でも２００μm 以下の介在物のみ
を含有すし、この溶鋼は通常と同じ方法でタンディッシ
ュを通して、連続鋳造機で鋳造することが可能である。
さらに、この鋳片を通常と同じ方法で熱間圧延まま、あ
るいは熱間圧延直後の制御冷却工程、さらには圧延材を
焼準、焼き戻しあるいは焼き入れ、焼き戻しする等通常
の鋼材に使用される製造工程を適用して鋼板にした後、
通常の工程によって電縫鋼管とする。さらに、この電縫
鋼管の一部または全体に焼準、焼き戻しあるいは焼き入
れ、焼き戻しする工程を適用しても良い。いずれの工程
を適用または併用するかは高度、靱性などの特性確保の
必要に応じて決定すればよい。
【００３３】
【実施例】表１は本発明および比較する従来法の鋼の製
造方法例である。２７０トン転炉で溶製した溶鋼を表１
に示す方法で溶製し、表２に示す成分とした鋼を連続鋳
造機で鋳造した鋳片を常法により１２．７ｍｍ厚の鋼板
に熱間圧延した後、通常の工程によって外径４０６ｍｍ
の電縫鋼管とした。本発明法でも従来法と同様に問題な
く製造が可能であった。
造方法例である。２７０トン転炉で溶製した溶鋼を表１
に示す方法で溶製し、表２に示す成分とした鋼を連続鋳
造機で鋳造した鋳片を常法により１２．７ｍｍ厚の鋼板
に熱間圧延した後、通常の工程によって外径４０６ｍｍ
の電縫鋼管とした。本発明法でも従来法と同様に問題な
く製造が可能であった。
【００３４】鋳片の一部を採取し、断面を調査し、介在
物の組成、大きさ、形状を調査した。その結果を表１に
示す。本発明法では鋳片内にはチタン酸化物を主体とす
る組成で、かつ、２００μm 以下の大きさの球形の介在
物が検出されており、Ａｌ２Ｏ３，ＣａＯを主成分とす
る介在物は検出されなかった。鋼管の超音波探傷および
耐サワー性の評価試験を行った結果を表１に併せて示
す。本発明法をによって製造した鋼管では超音波探傷欠
陥の発生が少なく、さらに電縫部および母材において水
素膨れ割れは発生しておらず、かつ電縫部においても靱
性の低下は非常に小さいのに対して、比較法を使用した
鋼管では超音波探傷欠陥が多く、板面垂直型の水素膨れ
割れが発生するとともに電縫部の靱性が著しく低下して
いる。なお、Ｂ１〜Ｂ３は本発明法と同じ方法を適用し
たものであるが、本発明の限定範囲を超えたものであ
り、Ｂ４、Ｂ５は従来法である。
物の組成、大きさ、形状を調査した。その結果を表１に
示す。本発明法では鋳片内にはチタン酸化物を主体とす
る組成で、かつ、２００μm 以下の大きさの球形の介在
物が検出されており、Ａｌ２Ｏ３，ＣａＯを主成分とす
る介在物は検出されなかった。鋼管の超音波探傷および
耐サワー性の評価試験を行った結果を表１に併せて示
す。本発明法をによって製造した鋼管では超音波探傷欠
陥の発生が少なく、さらに電縫部および母材において水
素膨れ割れは発生しておらず、かつ電縫部においても靱
性の低下は非常に小さいのに対して、比較法を使用した
鋼管では超音波探傷欠陥が多く、板面垂直型の水素膨れ
割れが発生するとともに電縫部の靱性が著しく低下して
いる。なお、Ｂ１〜Ｂ３は本発明法と同じ方法を適用し
たものであるが、本発明の限定範囲を超えたものであ
り、Ｂ４、Ｂ５は従来法である。
【００３５】
【発明の効果】本発明は、電縫鋼管部での欠陥が少な
く、ｐＨが低く厳しい環境においても水素膨れ割れがな
くかつ低温靱性の良好な耐サワー性に優れた高靱性電縫
鋼管用鋼の製造方法を提供することを可能ならしめたも
のであり、産業の発展に貢献するところきわめて大なる
ものがある。
く、ｐＨが低く厳しい環境においても水素膨れ割れがな
くかつ低温靱性の良好な耐サワー性に優れた高靱性電縫
鋼管用鋼の製造方法を提供することを可能ならしめたも
のであり、産業の発展に貢献するところきわめて大なる
ものがある。
【００３６】
【表１】
【００３７】
【表２】
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年７月１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電縫鋼管用鋼の製
造方法に係わり、さらに詳しくはたとえば石油・天然ガ
ス掘削、あるいは輸送用等の電縫鋼管において電縫溶接
部での超音波探傷欠陥の少ない、割れ抵抗の高く、靱性
の高い電縫鋼管用鋼の製造方法に関する。
造方法に係わり、さらに詳しくはたとえば石油・天然ガ
ス掘削、あるいは輸送用等の電縫鋼管において電縫溶接
部での超音波探傷欠陥の少ない、割れ抵抗の高く、靱性
の高い電縫鋼管用鋼の製造方法に関する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０２ Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０２Ｚ 38/26 38/26
Claims (1)
- 【請求項１】 転炉で溶製して出鋼した溶鋼を真空脱ガ
スおよび／もしくはＭｎ，Ｓｉによる脱酸を行って溶鋼
中の酸素を２５０ｐｐｍ以下とし、次いで化学組成がＴ
ｉ：１０〜７０重量％の成分と残部はＦｅ、Ｍｎ、Ｓｉ
のうち１種または２種以上および不可避的不純物とから
なる合金を溶鋼に添加し、重量％でＴｉ：０．０１０〜
０．２％、Ｃ：０．０１〜０．３５％、Ｓｉ：０．０２
〜０．５％、Ｍｎ：０．１〜２．０％を含有し、かつＡ
ｌ：０．００６％以下、Ｐ：０．０１５％以下、Ｓ：
０．００８％以下に制限し、あるいはさらに（ａ）Ｃ
ａ：０．０００５〜０．０２％、または（ｂ）Ｃｕ：
０．２〜０．６％、Ｎｉ：０．１〜１．０％、Ｃｒ：
０．２〜３．０％の１種または２種以上、または（ｃ）
Ｍｏ：０．１０〜１．０％、Ｎｂ：０．０１〜０．１５
％、Ｖ：０．０１〜０．１５％の１種または２種以上の
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のいずれか〜３者を含有し、残
部は鉄および不可避的不純物からなる鋼を連続鋳造する
ことを特徴とする電縫鋼管用鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14229897A JP3549365B2 (ja) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | 電縫鋼管用鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14229897A JP3549365B2 (ja) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | 電縫鋼管用鋼の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10330827A true JPH10330827A (ja) | 1998-12-15 |
| JP3549365B2 JP3549365B2 (ja) | 2004-08-04 |
Family
ID=15312134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14229897A Expired - Fee Related JP3549365B2 (ja) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | 電縫鋼管用鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3549365B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103642967A (zh) * | 2013-11-18 | 2014-03-19 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 一种转炉生产高铬钢的方法 |
| CN112342342A (zh) * | 2020-10-19 | 2021-02-09 | 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 | 一种管线钢的冶炼方法 |
| JP2021098881A (ja) * | 2019-12-24 | 2021-07-01 | 日本製鉄株式会社 | 溶鋼の脱硫方法 |
-
1997
- 1997-05-30 JP JP14229897A patent/JP3549365B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103642967A (zh) * | 2013-11-18 | 2014-03-19 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 一种转炉生产高铬钢的方法 |
| JP2021098881A (ja) * | 2019-12-24 | 2021-07-01 | 日本製鉄株式会社 | 溶鋼の脱硫方法 |
| CN112342342A (zh) * | 2020-10-19 | 2021-02-09 | 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 | 一种管线钢的冶炼方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3549365B2 (ja) | 2004-08-04 |
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