JPH1080719A - シーム品質および表面肌の優れた鋼管およびその製造方法 - Google Patents
シーム品質および表面肌の優れた鋼管およびその製造方法Info
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- JPH1080719A JPH1080719A JP8236077A JP23607796A JPH1080719A JP H1080719 A JPH1080719 A JP H1080719A JP 8236077 A JP8236077 A JP 8236077A JP 23607796 A JP23607796 A JP 23607796A JP H1080719 A JPH1080719 A JP H1080719A
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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
- Y02P10/25—Process efficiency
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- General Induction Heating (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 優れたシーム品質及び表面肌を有する鋼管
と、その鋼管を高い生産性で製造することができる鋼管
の製造方法を提案する。 【解決手段】 帯鋼組成を、重量％で、Ｃ：0.005 〜0.
19％、Si：0.05〜1.0 ％、Mn：0.2 〜1.2 ％、Al：0.01
〜0.1 ％を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からな
る組成とし、連続的に成形してオープン管とし、オープ
ン管の両エッジ部に、1300℃以上、融点未満の温度域に
加熱するエッジ加熱を施し、スクイズロールで圧接す
る。さらに、上記組成に加えて、Ti、Zrの群、Nb、Ｖの
群、Cr、Moの群、REM 、Caの群、の少なくとも１群から
選ばれた１種または２種以上を含有してもよい。また、
圧接後、接合部が1300℃以上に保持される時間ｔk （se
c ）が、0.03sec 以上または雰囲気中の酸素濃度で決定
される時間以上とするのが好ましい。
と、その鋼管を高い生産性で製造することができる鋼管
の製造方法を提案する。 【解決手段】 帯鋼組成を、重量％で、Ｃ：0.005 〜0.
19％、Si：0.05〜1.0 ％、Mn：0.2 〜1.2 ％、Al：0.01
〜0.1 ％を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からな
る組成とし、連続的に成形してオープン管とし、オープ
ン管の両エッジ部に、1300℃以上、融点未満の温度域に
加熱するエッジ加熱を施し、スクイズロールで圧接す
る。さらに、上記組成に加えて、Ti、Zrの群、Nb、Ｖの
群、Cr、Moの群、REM 、Caの群、の少なくとも１群から
選ばれた１種または２種以上を含有してもよい。また、
圧接後、接合部が1300℃以上に保持される時間ｔk （se
c ）が、0.03sec 以上または雰囲気中の酸素濃度で決定
される時間以上とするのが好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼管とその製造方
法に関し、とくに、固相圧接による鋼管とその製造方法
に関する。
法に関し、とくに、固相圧接による鋼管とその製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】溶接鋼管は、鋼板または鋼帯を管状に成
形しその継目を溶接したもので、小径から大径まで各種
の製造法によりつくられているが、主な製造法として、
電気抵抗溶接（電縫）、鍛接、電弧溶接によるものが挙
げられる。小径〜中径鋼管用としては、高周波誘導加熱
を利用した電気抵抗溶接法（電気抵抗溶接鋼管、電縫
管）が主として利用されている。この方法は、連続的に
帯鋼を供給し、成形ロールで管状に成形してオープン管
とし、続いて高周波誘導加熱によりオープン管の両エッ
ジ部端面を鋼の融点以上に加熱した後、スクイズロール
で両エッジ部端面を衝合溶接して鋼管を製造する方法で
ある（例えば、第３版鉄鋼便覧第III 巻（２）1056〜10
92頁）。
形しその継目を溶接したもので、小径から大径まで各種
の製造法によりつくられているが、主な製造法として、
電気抵抗溶接（電縫）、鍛接、電弧溶接によるものが挙
げられる。小径〜中径鋼管用としては、高周波誘導加熱
を利用した電気抵抗溶接法（電気抵抗溶接鋼管、電縫
管）が主として利用されている。この方法は、連続的に
帯鋼を供給し、成形ロールで管状に成形してオープン管
とし、続いて高周波誘導加熱によりオープン管の両エッ
ジ部端面を鋼の融点以上に加熱した後、スクイズロール
で両エッジ部端面を衝合溶接して鋼管を製造する方法で
ある（例えば、第３版鉄鋼便覧第III 巻（２）1056〜10
92頁）。
【０００３】上記した高周波誘導加熱を利用した電縫管
の製造方法では、オープン管の両エッジ部端面を鋼の融
点以上に加熱するため、電磁力の影響により溶鋼が流動
し、生成された酸化物が衝合溶接部に噛み込まれペネト
レータ等の溶接欠陥あるいは、溶鋼飛散（フラッシュ）
が発生しやすいという問題があった。この問題に対し、
例えば、特開平2-299782号公報には、２つの加熱装置を
有する電縫鋼管の製造法が提案されている。第１の加熱
装置でオープン管の両側エッジ部の温度をキュリー点以
上に加熱し、第２の加熱装置で更に融点以上に加熱し、
スクイズロールで両エッジ部を衝合溶接して鋼管を製造
する。また、特開平2-299783号公報には、第１の加熱装
置で周波数45〜250kHzの電流を流し、両側エッジ部を予
熱し、第２の加熱装置で更に融点以上に加熱し、スクイ
ズロールで両エッジ部を衝合溶接して鋼管を製造する電
縫管製造装置が提案されている。
の製造方法では、オープン管の両エッジ部端面を鋼の融
点以上に加熱するため、電磁力の影響により溶鋼が流動
し、生成された酸化物が衝合溶接部に噛み込まれペネト
レータ等の溶接欠陥あるいは、溶鋼飛散（フラッシュ）
が発生しやすいという問題があった。この問題に対し、
例えば、特開平2-299782号公報には、２つの加熱装置を
有する電縫鋼管の製造法が提案されている。第１の加熱
装置でオープン管の両側エッジ部の温度をキュリー点以
上に加熱し、第２の加熱装置で更に融点以上に加熱し、
スクイズロールで両エッジ部を衝合溶接して鋼管を製造
する。また、特開平2-299783号公報には、第１の加熱装
置で周波数45〜250kHzの電流を流し、両側エッジ部を予
熱し、第２の加熱装置で更に融点以上に加熱し、スクイ
ズロールで両エッジ部を衝合溶接して鋼管を製造する電
縫管製造装置が提案されている。
【０００４】しかしながら、これらの電縫管製造技術で
は、エッジ部を均一に加熱することは示唆しているもの
の、両エッジ部を鋼の融点以上に加熱するため、衝合溶
接時に、溶融した鋼が管の内外面に排出されビード（余
盛）が形成される。そのため、衝合溶接後に管内外面の
溶接ビードの除去が必要であり、ほとんどがビード切削
用バイトにより切削されて除去されている。
は、エッジ部を均一に加熱することは示唆しているもの
の、両エッジ部を鋼の融点以上に加熱するため、衝合溶
接時に、溶融した鋼が管の内外面に排出されビード（余
盛）が形成される。そのため、衝合溶接後に管内外面の
溶接ビードの除去が必要であり、ほとんどがビード切削
用バイトにより切削されて除去されている。
【０００５】このようなことから、この方法では、 ビード切削用バイトの切削量の調整で、材料と時間の
ロスが発生する。 ビード切削用バイトは消耗品であるため、造管速度に
よって異なるが、3000〜4000ｍのビード切削長毎にバイ
トを交換する必要があり、そのため、１時間程度ごとに
３〜５分間のバイト交換のためのラインの停止を余儀な
くされる。
ロスが発生する。 ビード切削用バイトは消耗品であるため、造管速度に
よって異なるが、3000〜4000ｍのビード切削長毎にバイ
トを交換する必要があり、そのため、１時間程度ごとに
３〜５分間のバイト交換のためのラインの停止を余儀な
くされる。
【０００６】特に造管速度が100 m ／min を超える高
速造管では、ビード切削用バイトの寿命が短く、交換頻
度が高い。など、ビード切削がネックとなり、高速造管
ができないため生産性が低いという問題があった。一
方、比較的小径鋼管用として極めて高い生産性を有する
鍛接鋼管製造方法がある。この方法は、連続的に供給し
た帯鋼を加熱炉で1300℃程度に加熱した後、成形ロール
で管状に成形してオープン管とし、続いてオープン管の
両エッジ部に高圧空気を吹き付けて端面のスケールオフ
を行った後、ウェルディングホーンにより端面に酸素を
吹き付け、その酸化熱で端面を1400℃程度に昇温させて
から、鍛接ロールで両エッジ部端面を衝合させ固相接合
して鋼管を製造する方法である（例えば、第３版鉄鋼便
覧第III 巻（２）1056〜1092頁）。
速造管では、ビード切削用バイトの寿命が短く、交換頻
度が高い。など、ビード切削がネックとなり、高速造管
ができないため生産性が低いという問題があった。一
方、比較的小径鋼管用として極めて高い生産性を有する
鍛接鋼管製造方法がある。この方法は、連続的に供給し
た帯鋼を加熱炉で1300℃程度に加熱した後、成形ロール
で管状に成形してオープン管とし、続いてオープン管の
両エッジ部に高圧空気を吹き付けて端面のスケールオフ
を行った後、ウェルディングホーンにより端面に酸素を
吹き付け、その酸化熱で端面を1400℃程度に昇温させて
から、鍛接ロールで両エッジ部端面を衝合させ固相接合
して鋼管を製造する方法である（例えば、第３版鉄鋼便
覧第III 巻（２）1056〜1092頁）。
【０００７】しかし、この鍛接鋼管製造方法では、 端面のスケールオフが完全ではないので、鍛接衝合部
へのスケール噛込みが発生し、シーム部の強度が母材部
に比べてかなり劣る。このため、偏平試験で、電縫鋼管
なら偏平高さ比ｈ／Ｄ＝２ｔ／Ｄ（ｔ：板厚）を達成で
きるのに対し、鍛接鋼管では偏平高さ比ｈ／Ｄが0.5 程
度に劣るものとなる。
へのスケール噛込みが発生し、シーム部の強度が母材部
に比べてかなり劣る。このため、偏平試験で、電縫鋼管
なら偏平高さ比ｈ／Ｄ＝２ｔ／Ｄ（ｔ：板厚）を達成で
きるのに対し、鍛接鋼管では偏平高さ比ｈ／Ｄが0.5 程
度に劣るものとなる。
【０００８】帯鋼を高温に加熱するため、管表面にス
ケールが生成し表面肌が悪い。など、造管速度が300m／
min 以上と速く生産性は高いが、シーム品質及び表面肌
が悪く、ＪＩＳのＳＴＫ等の強度信頼性や表面品質を要
求されるものは製造できないという問題があった。この
ような問題に対し、特開昭55-130331 号公報には、アセ
チレン等の可燃性ガスの燃焼熱により、還元性雰囲気で
エッジ部を加熱する方法が提案されている。しかし、こ
の方法を、造管速度が100m/minを超える非常に速い実機
ラインに適用するためには、加熱のためのバーナーを数
多く配置する必要があり、しかも防爆対策を必要とする
など、設備的負荷が多大となる問題を残していた。
ケールが生成し表面肌が悪い。など、造管速度が300m／
min 以上と速く生産性は高いが、シーム品質及び表面肌
が悪く、ＪＩＳのＳＴＫ等の強度信頼性や表面品質を要
求されるものは製造できないという問題があった。この
ような問題に対し、特開昭55-130331 号公報には、アセ
チレン等の可燃性ガスの燃焼熱により、還元性雰囲気で
エッジ部を加熱する方法が提案されている。しかし、こ
の方法を、造管速度が100m/minを超える非常に速い実機
ラインに適用するためには、加熱のためのバーナーを数
多く配置する必要があり、しかも防爆対策を必要とする
など、設備的負荷が多大となる問題を残していた。
【０００９】また、特開平1-95814 号公報には、エッジ
部に不活性ガスを吹きつけながらレーザービームを照射
して鍛接面の酸化物を蒸発、除去したのち、鍛接ロール
で鍛着する方法が開示されている。しかしながら、レー
ザービーム照射装置は設備が高価であり、実用的でな
い。
部に不活性ガスを吹きつけながらレーザービームを照射
して鍛接面の酸化物を蒸発、除去したのち、鍛接ロール
で鍛着する方法が開示されている。しかしながら、レー
ザービーム照射装置は設備が高価であり、実用的でな
い。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題を
有利に解決し、シーム強度が偏平試験における偏平高さ
比（ｈ／Ｄ）で１／３以下を有する電縫鋼管なみの、優
れたシーム品質及び表面肌を有する鋼管と、その鋼管を
高い生産性で製造することができる鋼管の製造方法を提
案することを目的とする。
有利に解決し、シーム強度が偏平試験における偏平高さ
比（ｈ／Ｄ）で１／３以下を有する電縫鋼管なみの、優
れたシーム品質及び表面肌を有する鋼管と、その鋼管を
高い生産性で製造することができる鋼管の製造方法を提
案することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、重量％で、
Ｃ：0.005 〜0.19％、Si：0.05〜1.0 ％、Mn：0.2 〜1.
2 ％、Al：0.01〜0.1 ％を含有し、残部Feおよび不可避
的不純物からなり、シーム部が1300℃以上、融点未満の
温度域で加熱・圧接されたことを特徴とするシーム品質
および表面肌の優れた鋼管である。
Ｃ：0.005 〜0.19％、Si：0.05〜1.0 ％、Mn：0.2 〜1.
2 ％、Al：0.01〜0.1 ％を含有し、残部Feおよび不可避
的不純物からなり、シーム部が1300℃以上、融点未満の
温度域で加熱・圧接されたことを特徴とするシーム品質
および表面肌の優れた鋼管である。
【００１２】また、本発明は、重量％で、Ｃ：0.005 〜
0.19％、Si：0.05〜1.0 ％、Mn：0.2 〜1.2 ％、Al：0.
01〜0.1 ％、およびTi：0.01〜0.3 ％、Zr：0.001 〜0.
01％の群、Nb：0.01〜0.1 ％、Ｖ：0.01〜0.1 ％の群、
Cr：0.05〜0.5 ％、Mo：0.05〜0.5 ％の群、REM ：0.00
1 〜0.05％、Ca：0.001 〜0.01％の群、の少なくとも１
群から選ばれた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り、シーム部が1300℃以上、
融点未満の温度域で加熱・圧接されたことを特徴とする
シーム品質および表面肌の優れた鋼管である。
0.19％、Si：0.05〜1.0 ％、Mn：0.2 〜1.2 ％、Al：0.
01〜0.1 ％、およびTi：0.01〜0.3 ％、Zr：0.001 〜0.
01％の群、Nb：0.01〜0.1 ％、Ｖ：0.01〜0.1 ％の群、
Cr：0.05〜0.5 ％、Mo：0.05〜0.5 ％の群、REM ：0.00
1 〜0.05％、Ca：0.001 〜0.01％の群、の少なくとも１
群から選ばれた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り、シーム部が1300℃以上、
融点未満の温度域で加熱・圧接されたことを特徴とする
シーム品質および表面肌の優れた鋼管である。
【００１３】また、本発明は、帯鋼を成形ロールにより
連続的に成形してオープン管とし、該オープン管の両エ
ッジ部を加熱し、スクイズロールで衝合接合する鋼管の
製造方法において、前記帯鋼が、重量％で、Ｃ：0.005
〜0.19％、Si：0.05〜1.0 ％、Mn：0.2 〜1.2 ％、Al：
0.01〜0.1 ％を含有し、残部Feおよび不可避的不純物か
らなる組成であり、該オープン管の両エッジ部に、1300
℃以上、融点未満の温度域に加熱するエッジ加熱を施
し、該スクイズロールで圧接することを特徴とするシー
ム品質および表面肌の優れた鋼管の製造方法である。
連続的に成形してオープン管とし、該オープン管の両エ
ッジ部を加熱し、スクイズロールで衝合接合する鋼管の
製造方法において、前記帯鋼が、重量％で、Ｃ：0.005
〜0.19％、Si：0.05〜1.0 ％、Mn：0.2 〜1.2 ％、Al：
0.01〜0.1 ％を含有し、残部Feおよび不可避的不純物か
らなる組成であり、該オープン管の両エッジ部に、1300
℃以上、融点未満の温度域に加熱するエッジ加熱を施
し、該スクイズロールで圧接することを特徴とするシー
ム品質および表面肌の優れた鋼管の製造方法である。
【００１４】また、本発明では、前記帯鋼は、重量％
で、Ｃ：0.005 〜0.19％、Si：0.05〜1.0 ％、Mn：0.2
〜1.2 ％、Al：0.01〜0.1 ％、およびTi：0.01〜0.3
％、Zr：0.001 〜0.01％の群、Nb：0.01〜0.1 ％、Ｖ：
0.01〜0.1 ％の群、Cr：0.05〜0.5 ％、Mo：0.05〜0.5
％の群、REM ：0.001 〜0.05％、Ca：0.001 〜0.01％の
群、の少なくとも１群から選ばれた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組成と
してもよい。
で、Ｃ：0.005 〜0.19％、Si：0.05〜1.0 ％、Mn：0.2
〜1.2 ％、Al：0.01〜0.1 ％、およびTi：0.01〜0.3
％、Zr：0.001 〜0.01％の群、Nb：0.01〜0.1 ％、Ｖ：
0.01〜0.1 ％の群、Cr：0.05〜0.5 ％、Mo：0.05〜0.5
％の群、REM ：0.001 〜0.05％、Ca：0.001 〜0.01％の
群、の少なくとも１群から選ばれた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組成と
してもよい。
【００１５】また、本発明では、前記圧接後、接合部が
1300℃以上に保持される時間ｔk （sec ）が、0.03sec
以上または次（１）式 ｔk ≧ａ・ｅｘｐ｛−ｂ・〔Ｏ2 〕c ｝ …… （１） ここに、Ｏ2 ：雰囲気中の酸素濃度（vol ％）、ａ＝0.
079 、ｂ＝1.5 、ｃ＝-0.14 を満足するｔk とするのが好ましい。
1300℃以上に保持される時間ｔk （sec ）が、0.03sec
以上または次（１）式 ｔk ≧ａ・ｅｘｐ｛−ｂ・〔Ｏ2 〕c ｝ …… （１） ここに、Ｏ2 ：雰囲気中の酸素濃度（vol ％）、ａ＝0.
079 、ｂ＝1.5 、ｃ＝-0.14 を満足するｔk とするのが好ましい。
【００１６】また、本発明では、前記エッジ加熱は、誘
導加熱によるのが好ましい。また、本発明では、前記帯
鋼および／または前記オープン管を800 ℃以下の温度で
予熱するのが好ましい。また、本発明では、前記エッジ
加熱に先立ち、前記オープン管に誘導加熱によりキュリ
ー点以上の温度に加熱するエッジ予熱を施すしてもよ
い。
導加熱によるのが好ましい。また、本発明では、前記帯
鋼および／または前記オープン管を800 ℃以下の温度で
予熱するのが好ましい。また、本発明では、前記エッジ
加熱に先立ち、前記オープン管に誘導加熱によりキュリ
ー点以上の温度に加熱するエッジ予熱を施すしてもよ
い。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明者らは、優れたシーム品質
及び表面肌を有する鋼管を、高い生産性で製造するため
に鋭意検討し、従来問題であった固相圧接鋼管のシーム
強度を高めるためには、圧接すべきオープン管のエッジ
端面の加熱に際し形成さる鉄酸化物からなるスケール膜
を消滅する必要があることに思い至り、フェライト形成
元素や酸素と親和力の強い元素を適量添加することによ
り、鋼中の酸素溶解度が大きく酸素の拡散速度が大きい
δ相域を拡大でき、鋼中の酸素の拡散が活性化し、この
圧接シーム部のスケール膜が消滅しやすくなることを新
規に見い出し、本発明を完成させた。
及び表面肌を有する鋼管を、高い生産性で製造するため
に鋭意検討し、従来問題であった固相圧接鋼管のシーム
強度を高めるためには、圧接すべきオープン管のエッジ
端面の加熱に際し形成さる鉄酸化物からなるスケール膜
を消滅する必要があることに思い至り、フェライト形成
元素や酸素と親和力の強い元素を適量添加することによ
り、鋼中の酸素溶解度が大きく酸素の拡散速度が大きい
δ相域を拡大でき、鋼中の酸素の拡散が活性化し、この
圧接シーム部のスケール膜が消滅しやすくなることを新
規に見い出し、本発明を完成させた。
【００１８】本発明の鋼管、および用いられる帯鋼の化
学組成の限定理由について、まず説明する。 Ｃ：0.005 〜0.19％ Ｃは、安価に強度を増加する元素であり、強度を確保す
るために0.005 ％以上の添加が必要であるが、0.19％を
超えるとδ相の温度域がなくなり、さらに鋼中の酸素溶
解度および酸素の拡散速度が小さくなるため、十分な固
相拡散が得られにくく、図１（ａ）に示すように、偏平
高さ比が１／３以上に増加し、圧接部の強度が低下す
る。このため、Ｃは0.005 〜0.19％の範囲に制限した。
なお、好ましくは、0.03〜0.12％である。
学組成の限定理由について、まず説明する。 Ｃ：0.005 〜0.19％ Ｃは、安価に強度を増加する元素であり、強度を確保す
るために0.005 ％以上の添加が必要であるが、0.19％を
超えるとδ相の温度域がなくなり、さらに鋼中の酸素溶
解度および酸素の拡散速度が小さくなるため、十分な固
相拡散が得られにくく、図１（ａ）に示すように、偏平
高さ比が１／３以上に増加し、圧接部の強度が低下す
る。このため、Ｃは0.005 〜0.19％の範囲に制限した。
なお、好ましくは、0.03〜0.12％である。
【００１９】Si：0.05〜1.0 ％ Siは、Feより酸素との親和力が強く、またフェライト形
成元素であり適量添加することにより、δ相の温度域が
拡大し、圧接部に形成されたスケール膜が分解消滅しや
すくなる。このような効果を得るためには、0.05％以上
の添加を必要とするが、1.0 ％を超えると、Si系酸化物
が増加し、図１（ｂ）に示すように、偏平高さ比が１／
３以上に増加し、圧接部の強度が低下する。このため、
Siは0.05〜1.0 ％の範囲とした。なお、好ましくは、0.
05〜0.5 ％である。
成元素であり適量添加することにより、δ相の温度域が
拡大し、圧接部に形成されたスケール膜が分解消滅しや
すくなる。このような効果を得るためには、0.05％以上
の添加を必要とするが、1.0 ％を超えると、Si系酸化物
が増加し、図１（ｂ）に示すように、偏平高さ比が１／
３以上に増加し、圧接部の強度が低下する。このため、
Siは0.05〜1.0 ％の範囲とした。なお、好ましくは、0.
05〜0.5 ％である。
【００２０】Mn：0.2 〜1.2 ％ Mnは、Ｃと同様常温強度を高める元素であり、強度確保
のため、0.2 ％以上の添加が必要である。しかし、Mnは
Feより酸素との親和力が強い元素であるが、オーステナ
イト形成元素であるため、1.2 ％を超える添加は、δ相
の温度域を縮小し、Mn系酸化物を増加し、図１（ｃ）に
示すように、偏平高さ比が１／３以上に増加するため、
圧接部の強度を低下させる。このため、Mnは0.2 〜1.2
％の範囲とした。なお、好ましくは、0.30〜0.80％であ
る。
のため、0.2 ％以上の添加が必要である。しかし、Mnは
Feより酸素との親和力が強い元素であるが、オーステナ
イト形成元素であるため、1.2 ％を超える添加は、δ相
の温度域を縮小し、Mn系酸化物を増加し、図１（ｃ）に
示すように、偏平高さ比が１／３以上に増加するため、
圧接部の強度を低下させる。このため、Mnは0.2 〜1.2
％の範囲とした。なお、好ましくは、0.30〜0.80％であ
る。
【００２１】Al：0.01〜0.1 ％ Alは、Feより酸素との親和力が強く、またフェライト形
成元素であり適量添加することにより、圧接部に形成さ
れたスケール膜が分解消滅しやすくなる。この効果を得
るためには、0.01％以上の添加が必要であるが、0.1 ％
を超えると、溶製中にアルミナクラスターが増加し、帯
鋼の内部品質が劣化し、また圧接部周辺にAl系酸化物が
増加し、図１（ｄ）に示すように、偏平高さ比が１／３
以上に増加し、圧接部の強度が低下する。このため、Al
は0.01〜0.1 ％の範囲に限定した。なお、好ましくは、
0.02〜0.06％である。
成元素であり適量添加することにより、圧接部に形成さ
れたスケール膜が分解消滅しやすくなる。この効果を得
るためには、0.01％以上の添加が必要であるが、0.1 ％
を超えると、溶製中にアルミナクラスターが増加し、帯
鋼の内部品質が劣化し、また圧接部周辺にAl系酸化物が
増加し、図１（ｄ）に示すように、偏平高さ比が１／３
以上に増加し、圧接部の強度が低下する。このため、Al
は0.01〜0.1 ％の範囲に限定した。なお、好ましくは、
0.02〜0.06％である。
【００２２】Ti：0.01〜0.3 ％、Zr：0.001 〜0.01％の
群、Nb：0.01〜0.1 ％、Ｖ：0.01〜0.1 ％の群、Cr：0.
05〜0.5 ％、Mo：0.05〜0.5 ％の群、REM ：0.001 〜0.
05％、Ca：0.001 〜0.01％の群の少なくとも１群から選
ばれた１種または２種以上 Ti、ZrはいずれもFeより酸素との親和力が強く、またフ
ェライト形成元素であり適量添加することにより、圧接
部に形成されたスケール膜が分解消滅しやすくなる。こ
の効果を得るためには、Tiでは0.01％以上、Zrでは0.00
1 ％以上の添加を必要とするが、Tiでは0.3 ％、Zrでは
0.01％を超えると、圧接部周辺に酸化物が増加し、図２
（ａ）、（ｂ）に示すように、偏平高さ比が１／３以上
に増加し、圧接部の強度が低下する。このため、Tiは0.
01〜0.3 ％、Zrは0.001 〜0.01％の範囲に限定した。な
お、より好ましくは、Tiでは0.01〜0.1 ％、Zrでは0.00
2〜0.006 ％である。
群、Nb：0.01〜0.1 ％、Ｖ：0.01〜0.1 ％の群、Cr：0.
05〜0.5 ％、Mo：0.05〜0.5 ％の群、REM ：0.001 〜0.
05％、Ca：0.001 〜0.01％の群の少なくとも１群から選
ばれた１種または２種以上 Ti、ZrはいずれもFeより酸素との親和力が強く、またフ
ェライト形成元素であり適量添加することにより、圧接
部に形成されたスケール膜が分解消滅しやすくなる。こ
の効果を得るためには、Tiでは0.01％以上、Zrでは0.00
1 ％以上の添加を必要とするが、Tiでは0.3 ％、Zrでは
0.01％を超えると、圧接部周辺に酸化物が増加し、図２
（ａ）、（ｂ）に示すように、偏平高さ比が１／３以上
に増加し、圧接部の強度が低下する。このため、Tiは0.
01〜0.3 ％、Zrは0.001 〜0.01％の範囲に限定した。な
お、より好ましくは、Tiでは0.01〜0.1 ％、Zrでは0.00
2〜0.006 ％である。
【００２３】Nb、Ｖは、少量の添加で強度を増加させる
元素であり、Ｃ、Si、Mn等の強化元素を過度に添加する
ことなく、鋼の強度を増加させる。また、フェライト形
成元素であり適量添加することにより、圧接部に形成さ
れたスケール膜が消滅しやすくなる。この効果を得るた
めには、Nb、Ｖとも0.01％以上の添加を必要とするが、
0.1 ％を超えると、圧接部周辺に粗大析出物を形成し、
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、偏平高さ比が１／３
以上に増加し、圧接部の強度を低下させる。このため、
Nb、Ｖとも、0.01〜0.1 ％の範囲に限定した。なお、よ
り好ましくは、Nbは0.01〜0.06％、Ｖは0.01〜0.08％で
ある。
元素であり、Ｃ、Si、Mn等の強化元素を過度に添加する
ことなく、鋼の強度を増加させる。また、フェライト形
成元素であり適量添加することにより、圧接部に形成さ
れたスケール膜が消滅しやすくなる。この効果を得るた
めには、Nb、Ｖとも0.01％以上の添加を必要とするが、
0.1 ％を超えると、圧接部周辺に粗大析出物を形成し、
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、偏平高さ比が１／３
以上に増加し、圧接部の強度を低下させる。このため、
Nb、Ｖとも、0.01〜0.1 ％の範囲に限定した。なお、よ
り好ましくは、Nbは0.01〜0.06％、Ｖは0.01〜0.08％で
ある。
【００２４】Cr、Moは、フェライト形成元素であり適量
添加することにより、圧接部に形成されたスケール膜が
分解、消滅しやすくなる。とくに、Moは、δ相の温度域
を拡大しスケール膜の消滅に寄与する。この効果を得る
ためには、Cr、Moとも0.05％以上の添加を必要とする。
しかし、0.5 ％を超えるCrの添加は、圧接部周辺にCr系
酸化物が増加し、図４（ａ）に示すように、偏平高さ比
が１／３以上に増加し、圧接部の強度を低下させる。ま
た、0.5 ％を超えるMoの添加は、圧接部周辺に粗大析出
物が生成し、図４（ｂ）に示すように、偏平高さ比が１
／３以上に増加し、圧接部の強度が低下する。このた
め、Cr、Moは0.05〜0.5 ％の範囲に限定した。なお、よ
り好ましくは、Crは0.05〜0.3 ％、Moは0.05〜0.4 ％で
ある。
添加することにより、圧接部に形成されたスケール膜が
分解、消滅しやすくなる。とくに、Moは、δ相の温度域
を拡大しスケール膜の消滅に寄与する。この効果を得る
ためには、Cr、Moとも0.05％以上の添加を必要とする。
しかし、0.5 ％を超えるCrの添加は、圧接部周辺にCr系
酸化物が増加し、図４（ａ）に示すように、偏平高さ比
が１／３以上に増加し、圧接部の強度を低下させる。ま
た、0.5 ％を超えるMoの添加は、圧接部周辺に粗大析出
物が生成し、図４（ｂ）に示すように、偏平高さ比が１
／３以上に増加し、圧接部の強度が低下する。このた
め、Cr、Moは0.05〜0.5 ％の範囲に限定した。なお、よ
り好ましくは、Crは0.05〜0.3 ％、Moは0.05〜0.4 ％で
ある。
【００２５】REM 、Caは、Feより酸素との親和力が強
く、適量添加することにより、圧接部に形成されたスケ
ール膜を分解、消滅しやすくする。この効果を得るため
には、REM は 0.001％以上、Caは 0.001％以上の添加を
必要とするが、REM が0.05％を、Caが0.01％を超える
と、圧接部周辺に酸化物が増加し、図５（ａ）、（ｂ）
に示すように、偏平高さ比が１／３以上に増加し、圧接
部の強度を低下させる。このため、REM は0.001 〜0.05
％、Caは0.001 〜0.01％の範囲に限定した。なお、より
好ましくはREM は0.01〜0.03％、Caは0.001 〜0.006 ％
の範囲である。
く、適量添加することにより、圧接部に形成されたスケ
ール膜を分解、消滅しやすくする。この効果を得るため
には、REM は 0.001％以上、Caは 0.001％以上の添加を
必要とするが、REM が0.05％を、Caが0.01％を超える
と、圧接部周辺に酸化物が増加し、図５（ａ）、（ｂ）
に示すように、偏平高さ比が１／３以上に増加し、圧接
部の強度を低下させる。このため、REM は0.001 〜0.05
％、Caは0.001 〜0.01％の範囲に限定した。なお、より
好ましくはREM は0.01〜0.03％、Caは0.001 〜0.006 ％
の範囲である。
【００２６】本発明で用いる帯鋼は、残部Feおよび不可
避的不純物からなる。上記した元素以外は不可避的不純
物の範囲であり、例えば、Ｐは0.03％以下、Ｓは0.03％
以下、Ｎは0.01％以下、Ｏは 0.005％以下が許容でき
る。本発明では、上記した組成の帯鋼を、成形ロールに
より連続的に成形されオープン管とする。成形は通常公
知の成形ロールによる方法が好適に適用できる。
避的不純物からなる。上記した元素以外は不可避的不純
物の範囲であり、例えば、Ｐは0.03％以下、Ｓは0.03％
以下、Ｎは0.01％以下、Ｏは 0.005％以下が許容でき
る。本発明では、上記した組成の帯鋼を、成形ロールに
より連続的に成形されオープン管とする。成形は通常公
知の成形ロールによる方法が好適に適用できる。
【００２７】成形されたオープン管の両エッジ部には、
1300℃以上、融点未満の温度域に加熱するエッジ加熱が
施される。エッジ加熱の加熱方式は、エネルギー効率の
観点から、誘導コイルによる誘導加熱方式とするのが好
ましいが、レーザービーム、電子ビーム、プラズマビー
ム等のビームによる照射としてもよい。
1300℃以上、融点未満の温度域に加熱するエッジ加熱が
施される。エッジ加熱の加熱方式は、エネルギー効率の
観点から、誘導コイルによる誘導加熱方式とするのが好
ましいが、レーザービーム、電子ビーム、プラズマビー
ム等のビームによる照射としてもよい。
【００２８】オープン管の両エッジ部端面の温度は、誘
導加熱コイルの出力の調整、あるいはビーム出力、ビー
ム径等により制御する。エッジ加熱の温度が1300℃未満
では、エッジ部端面の接合が不十分となりシーム品質が
劣化する。また、エッジ部端面の温度が管材の融点を超
えると、溶融した鋼が衝合接合時に管内外にビード（余
盛）を形成するため、ビード切削を必要とする。このこ
とからエッジ加熱は1300℃以上、融点未満の固相圧接可
能温度域とする。なお、好ましくは1350℃以上融点未
満、より好ましくは1400℃以上融点未満である。
導加熱コイルの出力の調整、あるいはビーム出力、ビー
ム径等により制御する。エッジ加熱の温度が1300℃未満
では、エッジ部端面の接合が不十分となりシーム品質が
劣化する。また、エッジ部端面の温度が管材の融点を超
えると、溶融した鋼が衝合接合時に管内外にビード（余
盛）を形成するため、ビード切削を必要とする。このこ
とからエッジ加熱は1300℃以上、融点未満の固相圧接可
能温度域とする。なお、好ましくは1350℃以上融点未
満、より好ましくは1400℃以上融点未満である。
【００２９】本発明でいう固相圧接とは、ビード（余
盛）の盛り上がりを抑え、ビード切削を必要としない圧
接を意味する。本発明では、ビード（余盛）の盛り上が
り量を抑制するため、エッジ加熱温度は固相域の温度が
好ましいが、若干液相が存在する融点未満の固液２相域
の温度でもよい。
盛）の盛り上がりを抑え、ビード切削を必要としない圧
接を意味する。本発明では、ビード（余盛）の盛り上が
り量を抑制するため、エッジ加熱温度は固相域の温度が
好ましいが、若干液相が存在する融点未満の固液２相域
の温度でもよい。
【００３０】エッジ加熱は、誘導コイルによる誘導加熱
方式とする場合は、加熱効率の観点からオープン管内に
適当な大きさのインピーダを配設するのが好ましいが、
インピーダの大きさを小さくした場合あるいはインピー
ダを配置しない場合でもエッジ加熱は可能である。この
場合は、エッジ部以外の管体も加熱されやすくなる。両
エッジ部を上記固相圧接可能温度域に加熱されたオープ
ン管は、スクイズロールで両エッジ部を衝合され、固相
圧接される。圧接は、図７（ａ）に示すように、スクイ
ズロールを圧接接合部管外面に当接する位置に設置して
行う方法と、図７（ｂ）に示すように、スクイズロール
を圧接接合部管外面に当接しない位置に設置して行う方
法および図７（ｃ）に示すように、外面側はスクイズロ
ール、内面側はロール等を圧接接合部に当接する位置に
設置して行う方法があるが、いずれの場合でも何ら不都
合は生じない。
方式とする場合は、加熱効率の観点からオープン管内に
適当な大きさのインピーダを配設するのが好ましいが、
インピーダの大きさを小さくした場合あるいはインピー
ダを配置しない場合でもエッジ加熱は可能である。この
場合は、エッジ部以外の管体も加熱されやすくなる。両
エッジ部を上記固相圧接可能温度域に加熱されたオープ
ン管は、スクイズロールで両エッジ部を衝合され、固相
圧接される。圧接は、図７（ａ）に示すように、スクイ
ズロールを圧接接合部管外面に当接する位置に設置して
行う方法と、図７（ｂ）に示すように、スクイズロール
を圧接接合部管外面に当接しない位置に設置して行う方
法および図７（ｃ）に示すように、外面側はスクイズロ
ール、内面側はロール等を圧接接合部に当接する位置に
設置して行う方法があるが、いずれの場合でも何ら不都
合は生じない。
【００３１】エッジ加熱および固相圧接は、大気中ある
いは、大気中より酸素濃度を低減された雰囲気中（シー
ルド雰囲気中）いずれでもよいが、シーム品質の点から
はシールド雰囲気中が好ましい。また、エッジ加熱およ
び固相圧接は、シーム品質の点から、露点が−10℃以下
の雰囲気中が好ましい。本発明者らは、圧接後、接合部
が1300℃以上に保持される時間ｔk により、鋼管のシー
ム品質が変化することを見いだした。シーム品質（偏平
高さ比ｈ／Ｄ）に及ぼすｔk と、酸素濃度の関係を図６
に示す。図６から、ｔk が長くなるにしたがい、シーム
品質が向上していることがわかる。また、雰囲気中の酸
素濃度が低減するにしたがい、同一シーム品質を得るた
めにはｔk は短くしてもよいことがわかる。
いは、大気中より酸素濃度を低減された雰囲気中（シー
ルド雰囲気中）いずれでもよいが、シーム品質の点から
はシールド雰囲気中が好ましい。また、エッジ加熱およ
び固相圧接は、シーム品質の点から、露点が−10℃以下
の雰囲気中が好ましい。本発明者らは、圧接後、接合部
が1300℃以上に保持される時間ｔk により、鋼管のシー
ム品質が変化することを見いだした。シーム品質（偏平
高さ比ｈ／Ｄ）に及ぼすｔk と、酸素濃度の関係を図６
に示す。図６から、ｔk が長くなるにしたがい、シーム
品質が向上していることがわかる。また、雰囲気中の酸
素濃度が低減するにしたがい、同一シーム品質を得るた
めにはｔk は短くしてもよいことがわかる。
【００３２】この時間ｔk （sec ）は、エッジ加熱、固
相圧接あるいはエッジ予熱が大気中で行われた場合に
は、0.03sec 以上とすることが好ましい。一方、エッジ
予熱、エッジ加熱、固相圧接あるいはエッジ予熱が大気
中より酸素濃度が低い雰囲気（シールド雰囲気中）で行
われた場合は、ｔk は、次式（１）を満足する時間とす
ることが好ましい。
相圧接あるいはエッジ予熱が大気中で行われた場合に
は、0.03sec 以上とすることが好ましい。一方、エッジ
予熱、エッジ加熱、固相圧接あるいはエッジ予熱が大気
中より酸素濃度が低い雰囲気（シールド雰囲気中）で行
われた場合は、ｔk は、次式（１）を満足する時間とす
ることが好ましい。
【００３３】 ｔk ≧ａ・ｅｘｐ｛−ｂ・〔Ｏ2 〕c ｝ …… （１） ここに、Ｏ2 ：雰囲気中の酸素濃度（vol ％）、ａ、
ｂ、ｃ：定数で、低炭素鋼の場合ａ＝0.079 、ｂ＝1.5
、ｃ＝-0.14 である。より好ましくは、ａ＝0.23、ｂ
＝1.4 、ｃ＝-0.17 である。この時間ｔk は、エッジ加
熱時の両エッジ部端面の加熱温度を制御し、固相圧接時
の両エッジ部端面から管中央部へ向かっての管円周方向
温度分布を調整することにより、固相圧接後のシームの
冷却速度を調整し、制御する。あるいはエッジ予熱時の
オープン管両エッジ部の加熱温度及びキュリー点以上の
加熱幅を制御する。
ｂ、ｃ：定数で、低炭素鋼の場合ａ＝0.079 、ｂ＝1.5
、ｃ＝-0.14 である。より好ましくは、ａ＝0.23、ｂ
＝1.4 、ｃ＝-0.17 である。この時間ｔk は、エッジ加
熱時の両エッジ部端面の加熱温度を制御し、固相圧接時
の両エッジ部端面から管中央部へ向かっての管円周方向
温度分布を調整することにより、固相圧接後のシームの
冷却速度を調整し、制御する。あるいはエッジ予熱時の
オープン管両エッジ部の加熱温度及びキュリー点以上の
加熱幅を制御する。
【００３４】固相圧接により形成された圧接シーム部で
は、スクイズロールの圧接接合部外面への当接の有無、
エッジ部の到達温度あるいはスクイズロールによる管円
周方向絞りの程度により図８（ａ) 、（ｂ）に示すよう
にシーム部の管内外または管内に管体肉厚の５％以上の
増肉を生じることがある。このような場合には、圧接以
降の適当な場所で、増肉したシーム部近傍を圧延により
減肉するのが好ましい。
は、スクイズロールの圧接接合部外面への当接の有無、
エッジ部の到達温度あるいはスクイズロールによる管円
周方向絞りの程度により図８（ａ) 、（ｂ）に示すよう
にシーム部の管内外または管内に管体肉厚の５％以上の
増肉を生じることがある。このような場合には、圧接以
降の適当な場所で、増肉したシーム部近傍を圧延により
減肉するのが好ましい。
【００３５】また、前記圧接方法のうち、圧接接合部管
内外面にロール等を当接させる方法を採用することによ
って、材料を上下方向に拘束し、圧接による増肉を５％
未満に抑え、圧接以降の圧延を不要とすることも可能で
ある。固相圧接により形成された圧接シーム部では、帯
鋼のエッジだれの程度、帯鋼のエッジ精整の精度、圧接
の方法あるいは圧接による増肉の度合いにより、圧接部
の圧延の有無にかかわらず、図９に示すように外面にウ
ェルドラインと呼ばれる深さ0.2mm 程度の微小な凹形状
部分を生じることがあり、外観、シーム品質に悪影響を
及ぼす。このような場合には、圧接以降の適当な場所で
ウェルドラインを除去して外面を平滑化するのが好まし
い。ウェルドラインの除去は、切削、研磨等の加工を実
施することにより行う。また、ウェルドラインの除去
は、圧接増肉部の圧延を行う場合には、圧延の前後どち
らで実施してもよい。
内外面にロール等を当接させる方法を採用することによ
って、材料を上下方向に拘束し、圧接による増肉を５％
未満に抑え、圧接以降の圧延を不要とすることも可能で
ある。固相圧接により形成された圧接シーム部では、帯
鋼のエッジだれの程度、帯鋼のエッジ精整の精度、圧接
の方法あるいは圧接による増肉の度合いにより、圧接部
の圧延の有無にかかわらず、図９に示すように外面にウ
ェルドラインと呼ばれる深さ0.2mm 程度の微小な凹形状
部分を生じることがあり、外観、シーム品質に悪影響を
及ぼす。このような場合には、圧接以降の適当な場所で
ウェルドラインを除去して外面を平滑化するのが好まし
い。ウェルドラインの除去は、切削、研磨等の加工を実
施することにより行う。また、ウェルドラインの除去
は、圧接増肉部の圧延を行う場合には、圧延の前後どち
らで実施してもよい。
【００３６】本発明では、帯鋼の成形に先立って、帯鋼
を予熱してもよい。また、帯鋼を成形したのちのオープ
ン管全体を予熱してもよい。予熱は、後に行うエッジ加
熱時にエッジ部とその近傍の母管との温度差を小さく
し、固相圧接段階において、エッジ部の温度および温度
分布を固相圧接可能温度域に容易に維持できるようにす
るために行う。
を予熱してもよい。また、帯鋼を成形したのちのオープ
ン管全体を予熱してもよい。予熱は、後に行うエッジ加
熱時にエッジ部とその近傍の母管との温度差を小さく
し、固相圧接段階において、エッジ部の温度および温度
分布を固相圧接可能温度域に容易に維持できるようにす
るために行う。
【００３７】予熱は、加熱炉を用いる方法、誘導コイル
を用いる誘導加熱方法、通電による抵抗加熱方法いずれ
も好適に適用できる。予熱は、800 ℃以下の温度範囲と
する。800 ℃を超える予熱は、帯鋼表面に多量のスケー
ルが生成し、鋼管のシーム品質および表面肌がともに劣
化するため、800 ℃を予熱温度の上限とした。なお、予
熱温度が400 ℃未満では、エッジ加熱時に、エッジ部か
ら母管側への熱拡散が多いため、圧接時のエッジ部温度
及び温度分布を固相圧接可能温度域に維持できにくく、
また、予熱温度が 650℃を超えると、帯鋼表面にスケー
ルが生成しやすくなり、このため、予熱温度は、400 〜
650℃の温度範囲とするのが好適である。
を用いる誘導加熱方法、通電による抵抗加熱方法いずれ
も好適に適用できる。予熱は、800 ℃以下の温度範囲と
する。800 ℃を超える予熱は、帯鋼表面に多量のスケー
ルが生成し、鋼管のシーム品質および表面肌がともに劣
化するため、800 ℃を予熱温度の上限とした。なお、予
熱温度が400 ℃未満では、エッジ加熱時に、エッジ部か
ら母管側への熱拡散が多いため、圧接時のエッジ部温度
及び温度分布を固相圧接可能温度域に維持できにくく、
また、予熱温度が 650℃を超えると、帯鋼表面にスケー
ルが生成しやすくなり、このため、予熱温度は、400 〜
650℃の温度範囲とするのが好適である。
【００３８】また、本発明では、エッジ加熱に先立ち、
オープン管の両エッジ部を予熱してもよい。エッジ予熱
は、誘導加熱方式とするのが好適である。このエッジ予
熱によりエッジ部の温度を、キュリー点以上とする。好
ましくは1300℃未満である。図10に示す鋼の比透磁率の
温度依存性から、鋼をキュリー点以上に加熱すると鋼は
強磁性体から常磁性体へ磁気変態し、比透磁率（対真空
比）が１に近い値となる。一方、誘導電流の浸透深さＳ
は、次式（２）で与えられる。
オープン管の両エッジ部を予熱してもよい。エッジ予熱
は、誘導加熱方式とするのが好適である。このエッジ予
熱によりエッジ部の温度を、キュリー点以上とする。好
ましくは1300℃未満である。図10に示す鋼の比透磁率の
温度依存性から、鋼をキュリー点以上に加熱すると鋼は
強磁性体から常磁性体へ磁気変態し、比透磁率（対真空
比）が１に近い値となる。一方、誘導電流の浸透深さＳ
は、次式（２）で与えられる。
【００３９】 Ｓ＝α｛ρ／（μr ｆ）｝1/2 ……（２） ここに、Ｓ：浸透深さ（ｍ）、ρ：抵抗率（Ω・ｍ）、
μr ：比透磁率、ｆ：周波数（kHz ）、α：定数であ
る。したがって、エッジ部をキュリー点以上に加熱する
ことにより、浸透深さＳが大きくなり、被圧接面内の温
度分布が均一化する方向に向かう。そこで、キュリー点
以上の温度域にエッジ部を予熱する。エネルギー効率の
点からは、キュリー点以上1300℃未満の温度で行うのが
好ましいが、1300℃以上としても何ら不都合はない。し
かし、この段階で一気に1300℃以上の温度域まで昇温す
ると、角部のみが融点以上になり、接合時にビード（余
盛）が発生するため、高速造管ができなくなる場合があ
り、エッジ予熱は、キュリー点以上1300℃未満の温度域
で行うのが好ましい。
μr ：比透磁率、ｆ：周波数（kHz ）、α：定数であ
る。したがって、エッジ部をキュリー点以上に加熱する
ことにより、浸透深さＳが大きくなり、被圧接面内の温
度分布が均一化する方向に向かう。そこで、キュリー点
以上の温度域にエッジ部を予熱する。エネルギー効率の
点からは、キュリー点以上1300℃未満の温度で行うのが
好ましいが、1300℃以上としても何ら不都合はない。し
かし、この段階で一気に1300℃以上の温度域まで昇温す
ると、角部のみが融点以上になり、接合時にビード（余
盛）が発生するため、高速造管ができなくなる場合があ
り、エッジ予熱は、キュリー点以上1300℃未満の温度域
で行うのが好ましい。
【００４０】エッジ予熱は、大気中あるいは、大気中よ
り酸素濃度を低減された雰囲気中（シールド雰囲気中）
いずれでもよいが、シーム品質の点からはシールド雰囲
気中が好ましい。また、エッジ予熱は、露点が−10℃以
下の雰囲気中で行うのが好ましい。誘導加熱時のエッジ
部の温度分布を均一にするために、本発明では、好まし
くは、帯鋼のエッジだれを精整し、エッジ部端面を平坦
化し、エッジ部端面と帯鋼表面のなす角度が所定の角度
とするのがよい。所定の角度は60〜120 度が好ましい。
このエッジだれの精整は、コイルをペイオフする前ある
いは、コイルをペイオフし成形ロールでオープン管に成
形する前、あるいは成形した後いずれで行ってもよい。
エッジ処理は、エッジミラーによる切削、グラインダに
よる研磨、またはエッジャーロールによる圧延加工等に
より行うのが好ましい。
り酸素濃度を低減された雰囲気中（シールド雰囲気中）
いずれでもよいが、シーム品質の点からはシールド雰囲
気中が好ましい。また、エッジ予熱は、露点が−10℃以
下の雰囲気中で行うのが好ましい。誘導加熱時のエッジ
部の温度分布を均一にするために、本発明では、好まし
くは、帯鋼のエッジだれを精整し、エッジ部端面を平坦
化し、エッジ部端面と帯鋼表面のなす角度が所定の角度
とするのがよい。所定の角度は60〜120 度が好ましい。
このエッジだれの精整は、コイルをペイオフする前ある
いは、コイルをペイオフし成形ロールでオープン管に成
形する前、あるいは成形した後いずれで行ってもよい。
エッジ処理は、エッジミラーによる切削、グラインダに
よる研磨、またはエッジャーロールによる圧延加工等に
より行うのが好ましい。
【００４１】以上述べたように、本発明によれば、オー
プン管の両エッジ部を固相圧接可能温度域に安定的に保
持でき、その後スクイズロールにより固相圧接して優れ
たシーム品質および表面肌を有する鋼管を高い生産性で
製造できる。
プン管の両エッジ部を固相圧接可能温度域に安定的に保
持でき、その後スクイズロールにより固相圧接して優れ
たシーム品質および表面肌を有する鋼管を高い生産性で
製造できる。
【００４２】
（実施例１）表１に示す組成の板厚 3.5mmの帯鋼を 600
℃の温度の予熱炉で連続的に予熱したのち、成形ロール
群により連続的に成形しオープン管とした。このオープ
ン管両エッジ部をエッジ予熱用誘導加熱コイルで1100℃
にエッジ予熱し、さらに、エッジ加熱用誘導加熱コイル
で端面温度が1450℃となるようにエッジ加熱を施し、圧
接シーム部に当接する位置に設置したスクイズロールで
固相圧接し、管寸法：60mmφ× 3.5mmｔの鋼管とした。
製造された鋼管のシーム品質、表面肌を調査し、その結
果を表１に示す。シーム品質の評価は、鋼管の偏平高さ
比（ｈ／Ｄ、ｈ：偏平高さmm、Ｄ：鋼管の外径mm）で行
った。また、鋼管の表面肌の評価は、表面粗さＲmax
（μm ）で行った。なお、鋼管の製造は、すべて大気中
で行った。固相圧接後、接合部が1300℃以上に保持され
る時間ｔk は、0.03sec より長い0.14sec であった。
℃の温度の予熱炉で連続的に予熱したのち、成形ロール
群により連続的に成形しオープン管とした。このオープ
ン管両エッジ部をエッジ予熱用誘導加熱コイルで1100℃
にエッジ予熱し、さらに、エッジ加熱用誘導加熱コイル
で端面温度が1450℃となるようにエッジ加熱を施し、圧
接シーム部に当接する位置に設置したスクイズロールで
固相圧接し、管寸法：60mmφ× 3.5mmｔの鋼管とした。
製造された鋼管のシーム品質、表面肌を調査し、その結
果を表１に示す。シーム品質の評価は、鋼管の偏平高さ
比（ｈ／Ｄ、ｈ：偏平高さmm、Ｄ：鋼管の外径mm）で行
った。また、鋼管の表面肌の評価は、表面粗さＲmax
（μm ）で行った。なお、鋼管の製造は、すべて大気中
で行った。固相圧接後、接合部が1300℃以上に保持され
る時間ｔk は、0.03sec より長い0.14sec であった。
【００４３】
【表１】
【００４４】本発明例では、偏平高さ比 0.3以下、表面
粗さRmax 10 μm 以下であり、化学組成が本発明の範囲
を外れると、比較例では偏平高さ比が大きくなり、シー
ム品質が劣化している。 （実施例２）表１に示すNo. 13と同じ化学組成を有する
帯鋼（板厚 3.5mm）を表２に示す温度に予熱炉で予熱し
たのち（一部は予熱なし）、成形ロール群により連続的
に成形しオープン管とした。さらにオープン管を誘導コ
イルで表２に示す端面温度までエッジ予熱し、さらに、
エッジ加熱用誘導加熱コイルにより表２に示す端面温度
までエッジ加熱を施し、圧接シーム部に当接する位置に
設置したスクイズロールで固相圧接して、管寸法：60.5
mmφ× 3.5mmｔ、規格STKM11A の鋼管とした。製造され
た鋼管のシーム品質、表面肌を調査し、その結果を表２
に示す。シーム品質の評価は、鋼管の偏平高さ比（ｈ／
Ｄ、ｈ：偏平高さmm、Ｄ：鋼管の外径mm）で行った。ま
た、鋼管の表面肌の評価は、表面粗さＲmax （μm ）で
行った。なお、一部の鋼管については、エッジ予熱、エ
ッジ加熱および固相圧接をシールド雰囲気中で行った。
粗さRmax 10 μm 以下であり、化学組成が本発明の範囲
を外れると、比較例では偏平高さ比が大きくなり、シー
ム品質が劣化している。 （実施例２）表１に示すNo. 13と同じ化学組成を有する
帯鋼（板厚 3.5mm）を表２に示す温度に予熱炉で予熱し
たのち（一部は予熱なし）、成形ロール群により連続的
に成形しオープン管とした。さらにオープン管を誘導コ
イルで表２に示す端面温度までエッジ予熱し、さらに、
エッジ加熱用誘導加熱コイルにより表２に示す端面温度
までエッジ加熱を施し、圧接シーム部に当接する位置に
設置したスクイズロールで固相圧接して、管寸法：60.5
mmφ× 3.5mmｔ、規格STKM11A の鋼管とした。製造され
た鋼管のシーム品質、表面肌を調査し、その結果を表２
に示す。シーム品質の評価は、鋼管の偏平高さ比（ｈ／
Ｄ、ｈ：偏平高さmm、Ｄ：鋼管の外径mm）で行った。ま
た、鋼管の表面肌の評価は、表面粗さＲmax （μm ）で
行った。なお、一部の鋼管については、エッジ予熱、エ
ッジ加熱および固相圧接をシールド雰囲気中で行った。
【００４５】
【表２】
【００４６】また、帯鋼を1300℃に加熱したのち、鍛接
により60.5mmφの鍛接管とし、従来例（No. Ｊ）とし
た。この鍛接管について、実施例と同様に鋼管の偏平高
さ比、表面粗さＲmax を測定し、表２に併記した。試験
No. Ａ、No. Ｇ、No. Ｈ、No. Ｋの本発明例では、偏平
高さ比 0.3以下、表面粗さＲmax 10μm 以下であり、従
来例の試験No. Ｊの鍛接管では、偏平高さ比0.56、表面
粗さＲmax 37.5μm であるのに対し向上している。本発
明の範囲を外れると、試験No. Ｂ、No. Ｃ、No. Ｆのよ
うに、偏平高さ比が大きくなり、また、試験No. Ｉのよ
うに、表面粗さＲmax が大きくなる。さらに、試験No.
Ｄのように、エッジ部端面が溶融すると余盛が形成さ
れ、ビード切削する必要が生じるため、造管速度が100m
/minに低下する。
により60.5mmφの鍛接管とし、従来例（No. Ｊ）とし
た。この鍛接管について、実施例と同様に鋼管の偏平高
さ比、表面粗さＲmax を測定し、表２に併記した。試験
No. Ａ、No. Ｇ、No. Ｈ、No. Ｋの本発明例では、偏平
高さ比 0.3以下、表面粗さＲmax 10μm 以下であり、従
来例の試験No. Ｊの鍛接管では、偏平高さ比0.56、表面
粗さＲmax 37.5μm であるのに対し向上している。本発
明の範囲を外れると、試験No. Ｂ、No. Ｃ、No. Ｆのよ
うに、偏平高さ比が大きくなり、また、試験No. Ｉのよ
うに、表面粗さＲmax が大きくなる。さらに、試験No.
Ｄのように、エッジ部端面が溶融すると余盛が形成さ
れ、ビード切削する必要が生じるため、造管速度が100m
/minに低下する。
【００４７】また、試験No. Ｅは、エッジ部を1300℃を
超える温度に予熱したが、シーム品質および表面肌は優
れ、造管速度の低下もなかった。また、本発明例の生産
性は、30ton/hrと高く、ビード切削する従来の電縫管の
生産性が15ton/hrであるのに対し、生産性が著しく向上
している。
超える温度に予熱したが、シーム品質および表面肌は優
れ、造管速度の低下もなかった。また、本発明例の生産
性は、30ton/hrと高く、ビード切削する従来の電縫管の
生産性が15ton/hrであるのに対し、生産性が著しく向上
している。
【００４８】
【発明の効果】本発明によれば、オープン管の両エッジ
部を固相圧接可能温度域に安定的に保持でき、優れたシ
ーム品質および表面肌を有する鋼管を高い生産性で製造
できるという格段の効果を奏する。
部を固相圧接可能温度域に安定的に保持でき、優れたシ
ーム品質および表面肌を有する鋼管を高い生産性で製造
できるという格段の効果を奏する。
【図１】偏平高さ（ｈ／Ｄ）におよぼすＣ、Si、Mn、Al
量の影響を示すグラフである。
量の影響を示すグラフである。
【図２】偏平高さ（ｈ／Ｄ）におよぼすTi、Zr量の影響
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図３】偏平高さ（ｈ／Ｄ）におよぼすNb、Ｖ量の影響
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図４】偏平高さ（ｈ／Ｄ）におよぼすCr、Mo量の影響
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図５】偏平高さ（ｈ／Ｄ）におよぼすREM 、Ca量の影
響を示すグラフである。
響を示すグラフである。
【図６】固相圧接接合部のシーム品質に及ぼす圧接後13
00℃以上に保持される時間ｔkと雰囲気中の酸素濃度と
の関係を示すグラフである。
00℃以上に保持される時間ｔkと雰囲気中の酸素濃度と
の関係を示すグラフである。
【図７】固相圧接時のスクイズロール、圧接シーム部内
面拘束用ロールと圧接接合部との位置関係を示す断面図
である。
面拘束用ロールと圧接接合部との位置関係を示す断面図
である。
【図８】固相圧接後の鋼管断面形状の例を示す断面図で
ある。
ある。
【図９】固相圧接後の圧接シーム部外面形状の１例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図10】鋼の比透磁率の温度依存性を示す特性図であ
る。
る。
６ スクイズロール ８ 鋼管 ９ 圧接シーム部 １１ａ 圧接シーム部内面拘束用ロール １２ ウェルドライン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 板谷 元晶 愛知県半田市川崎町１丁目１番地 川崎製 鉄株式会社知多製造所内 (72)発明者 依藤 章 愛知県半田市川崎町１丁目１番地 川崎製 鉄株式会社知多製造所内 (72)発明者 大西 寿雄 愛知県半田市川崎町１丁目１番地 川崎製 鉄株式会社知多製造所内 (72)発明者 田中 伸樹 愛知県半田市川崎町１丁目１番地 川崎製 鉄株式会社知多製造所内
Claims (8)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ：0.005 〜0.19％、Si：0.
05〜1.0 ％、Mn：0.2 〜1.2 ％、Al：0.01〜0.1 ％を含
有し、残部Feおよび不可避的不純物からなり、シーム部
が1300℃以上、融点未満の温度域で加熱・圧接されたこ
とを特徴とするシーム品質および表面肌の優れた鋼管。 - 【請求項２】 重量％で、Ｃ：0.005 〜0.19％、Si：0.
05〜1.0 ％、Mn：0.2 〜1.2 ％、Al：0.01〜0.1 ％、お
よびTi：0.01〜0.3 ％、Zr：0.001 〜0.01％の群、Nb：
0.01〜0.1 ％、Ｖ：0.01〜0.1 ％の群、Cr：0.05〜0.5
％、Mo：0.05〜0.5 ％の群、REM ：0.001 〜0.05％、C
a：0.001 〜0.01％の群、の少なくとも１群から選ばれ
た１種または２種以上を含有し、残部Feおよび不可避的
不純物からなり、シーム部が1300℃以上、融点未満の温
度域で加熱・圧接されたことを特徴とするシーム品質お
よび表面肌の優れた鋼管。 - 【請求項３】 帯鋼を成形ロールにより連続的に成形し
てオープン管とし、該オープン管の両エッジ部を加熱
し、スクイズロールで衝合接合する鋼管の製造方法にお
いて、前記帯鋼が、重量％で、Ｃ：0.005 〜0.19％、S
i：0.05〜1.0 ％、Mn：0.2 〜1.2 ％、Al：0.01〜0.1
％を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成
であり、該オープン管の両エッジ部に、1300℃以上、融
点未満の温度域に加熱するエッジ加熱を施し、該スクイ
ズロールで圧接することを特徴とするシーム品質および
表面肌の優れた鋼管の製造方法。 - 【請求項４】 前記帯鋼が、重量％で、Ｃ：0.005 〜0.
19％、Si：0.05〜1.0 ％、Mn：0.2 〜1.2 ％、Al：0.01
〜0.1 ％、およびTi：0.01〜0.3 ％、Zr：0.001 〜0.01
％の群、Nb：0.01〜0.1 ％、Ｖ：0.01〜0.1 ％の群、C
r：0.05〜0.5％、Mo：0.05〜0.5 ％の群、REM ：0.001
〜0.05％、Ca：0.001 〜0.01％の群、の少なくとも１群
から選ばれた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組成であることを特徴とする
請求項３記載の鋼管の製造方法。 - 【請求項５】 前記圧接後、接合部が1300℃以上に保持
される時間ｔk （sec ）が、0.03sec 以上または下記
（１）式を満足するｔk であることを特徴とする請求項
３または４記載の鋼管の製造方法。 記 ｔk ≧ａ・ｅｘｐ｛−ｂ・〔Ｏ2 〕c ｝ …… （１） ここに、Ｏ2 ：雰囲気中の酸素濃度（vol ％）、ａ＝0.
079 、ｂ＝1.5 、ｃ＝-0.14 。 - 【請求項６】 前記エッジ加熱が、誘導加熱によること
を特徴とする請求項３、４または５記載のの鋼管の製造
方法。 - 【請求項７】 前記帯鋼および／または前記オープン管
を800 ℃以下の温度で予熱することを特徴とする請求項
３、４、５または６記載の鋼管の製造方法。 - 【請求項８】 前記エッジ加熱に先立ち、前記オープン
管に誘導加熱によりキュリー点以上の温度に加熱するエ
ッジ予熱を施すことを特徴とする請求項３、４、５、６
または７記載の鋼管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8236077A JPH1080719A (ja) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | シーム品質および表面肌の優れた鋼管およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8236077A JPH1080719A (ja) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | シーム品質および表面肌の優れた鋼管およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1080719A true JPH1080719A (ja) | 1998-03-31 |
Family
ID=16995388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8236077A Pending JPH1080719A (ja) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | シーム品質および表面肌の優れた鋼管およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1080719A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012524661A (ja) * | 2009-04-24 | 2012-10-18 | アリハント ドメスティック アプライアンシーズ リミテッド | 低炭素溶接鋼管、システムおよびその製造方法 |
-
1996
- 1996-09-06 JP JP8236077A patent/JPH1080719A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012524661A (ja) * | 2009-04-24 | 2012-10-18 | アリハント ドメスティック アプライアンシーズ リミテッド | 低炭素溶接鋼管、システムおよびその製造方法 |
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