JPH11172336A - 継目無鋼管の製造方法 - Google Patents

継目無鋼管の製造方法

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JPH11172336A
JPH11172336A JP34173697A JP34173697A JPH11172336A JP H11172336 A JPH11172336 A JP H11172336A JP 34173697 A JP34173697 A JP 34173697A JP 34173697 A JP34173697 A JP 34173697A JP H11172336 A JPH11172336 A JP H11172336A
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章 依藤
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高明 豊岡
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博之 松井
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Yuji Hashimoto
裕二 橋本
Masanori Nishimori
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Abstract

(57)【要約】 【課 題】 仕上げ加工のままで熱処理なしでも、最終
加工で要求される延性が確保できる継目無鋼管の製造方
法を提案する。 【解決手段】 継目無鋼粗管を熱間定径加工した定径管
2を、空冷しAc3点以上に再加熱後急冷、もしくは直ち
にAr3点以上から急冷して素管3とし、該素管を200〜7
00 ℃の温度域に再加熱し、該温度域で縮径加工を施し
て製品管4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、継目無鋼管の製造
方法に関し、とくに、高延性を有する継目無鋼管の製造
方法に関する。なお、本明細書において、化学組成に係
る%は質量%を意味する。
【0002】
【従来の技術】ビレットを熱間穿孔してなる継目無鋼粗
管の多くは、熱間定径加工後に、孔型ロールによる冷間
圧延、ピルガミルによる冷間圧延、あるいはダイスによ
る引き抜きなどによって所定の寸法に仕上げ加工(縮径
加工)されて製品管とされ、その後、用途別に曲げ、管
端拡管、バルジ、異径断面化などの最終加工に供され
る。しかしながら、前記仕上げ加工によって鋼管が加工
硬化し、最終加工時の延性が不足してしまうことから、
従来、例えばボイラ・熱交換器湯炭素鋼鋼管についてJI
S G 3461に規定されているように、熱処理(低温焼なま
し、焼ならしまたは完全焼なまし)を施して最終加工に
供される製品管の延性を回復させる必要があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】継目無鋼管の製造プロ
セスにおいて製品管の熱処理が省略できれば、省エネル
ギー、生産性向上、コストダウンなど様々な利点を生じ
る。そこで、本発明は、仕上げ加工のままで熱処理なし
でも、最終加工で要求される延性が確保できる継目無鋼
管の製造方法を提案することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、Ac3点以上から急
冷された後に温間縮径加工を施された継目無鋼管は、こ
れを製品管としてそのまま最終加工に供し得るに十分な
高延性を有することを新たに知見した。本発明はかかる
知見に基づいて完成されたものである。
【0005】すなわち、本発明は、継目無鋼粗管を熱間
定径加工後空冷し、Ac3点以上に再加熱後急冷し、 200
〜700 ℃の温度域に再加熱し、該温度域で縮径加工を施
すことを特徴とする継目無鋼管の製造方法である。ま
た、本発明は、継目無鋼粗管を熱間定径加工後直ちにA
r3点以上から急冷し、 200〜700 ℃の温度域に再加熱
し、該温度域で縮径加工を施すことを特徴とする継目無
鋼管の製造方法である。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明では、継目無鋼粗管(粗
管)を熱間定径加工して得た定径管を空冷したのちAc3
点以上に再加熱後に急冷する、あるいは熱間定径加工後
の定径管を直ちにAr3点以上から急冷することにより、
オーステナイトからマルテンサイト、ベーナイト等の急
冷組織に変態させる。縮径加工前の継目無鋼管(素管と
いう)をこのような急冷組織とし、その後の温間縮径加
工と組合わせることにより製品管の高延性が確保でき
る。
【0007】本発明に好適な鋼素材の化学組成は、C:
0.10〜0.32%、Si:0.01〜1.5 %、Mn:0.5 〜3.5 %を
基本組成とし、必要に応じてNi、Cr、Mo、Cu、Nb、V、
Ti、B等の合金元素が添加されたものでもよい。Cは、
焼入れ性を向上させる元素であり、マルテンサイト、ベ
イナイト等の急冷組織とするために必要である。このた
めには、0.10%以上の含有が必要であるが、0.32%を超
えると溶接性、靱性が劣化するため、Cは0.15〜0.32%
とするのが好ましい。
【0008】Siは、強度を向上させる元素であり、製品
管を所望の強度とするために必要である。このために
は、0.01%以上の含有が必要であるが、1.5 %を超える
と溶接性が劣化するため、Siは0.01〜1.5 %とするのが
好ましい。Mnは、焼入れ性を向上させる元素であり、マ
ルテンサイト、ベイナイト等の急冷組織とするために必
要である。このためには、0.5 %以上の含有が必要であ
るが、3.5 %を超えると溶接性、加工性が劣化するた
め、Mnは0.5 〜3.5 %とするのが好ましい。
【0009】その他、強度を高めるために、Ni、Cr、M
o、Cu、Nb、V、Ti、B等の合金元素を添加できるが、N
iは2%以下、Crは1%以下、Moは2%以下、Cuは1%
以下、Nbは 0.1%以下、Vは 0.3%以下、Tiは 0.2%以
下、Bは 0.003%以下とするのが望ましい。ついで、本
発明では、前記素管を再加熱し、200 〜700 ℃の温度域
(温間域)で外径絞り率で5%以上の縮径加工(温間縮
径加工)を施し、所定の外径の製品管とする。素管の再
加熱方法は、縮径加工を温間域で実施できるように加熱
すること以外はとくに限定されないが、加熱炉、誘導コ
イル等を用いる加熱方法が好ましく、なかでも誘導コイ
ルによる誘導加熱が最適である。
【0010】かかる要領で再加熱された素管を、引き続
き孔型ロール、ピルガミル、ダイスなどに通して温間縮
径加工する。このとき、縮径量は、外径絞り率で5%以
上とするのが好ましい。外径絞り率が5%未満では、機
械的性質に劣るものとなる。なお、高延性に関しては外
径絞り率の上限はとくになく、この上限は使用する縮径
加工手段の能力、あるいは管表面品質への悪影響などを
勘案して適宜設ければよい。
【0011】また、縮径加工温度は200 〜700 ℃の温度
域とする。この温度域で縮径加工を施すことにより導入
された加工歪と管材の前組織とが複合して、延性が著し
く増加する。しかし、縮径加工温度が、200 ℃未満で
は、管材の加工硬化が著しく、延性が低下し、さらに被
加工材の変形抵抗が高く加工荷重が増大して、管表面に
焼付き疵が発生する。また、縮径加工温度が700 ℃を超
えると加工中に発生するスケールの噛み込み疵により管
表面の粗さが増大し、表面肌が劣化する。
【0012】
【実施例】<実施例1>図1に示す工程に従い、C:0.
25%、Si:0.25%、Mn:0.65%、P:0.01%、S:0.01
%なる組成(JIS G 3461 STB410 相当)を有する炭素鋼
の 110mmφのビレット1を、加熱炉5で1250℃に加熱
し、コーンロールピアサ6により熱間穿孔し、マンドレ
ルミル7により熱間延伸圧延して粗管とし、この粗管を
再加熱炉8で 900℃に再加熱後ストレッチレデューサ9
で熱間定径圧延して得られた定径管2を、本発明に従
い、直ちにAr3点以上の 900℃から水スプレー冷却装置
17に通して室温まで急冷して急冷組織(マルテンサイト
主体組織)に変態させて外径25.4mm、肉厚2.3mm の素管
3とし、これを誘導コイル19により 370℃に加熱し、直
ちにダイス20により温間引き抜き加工して、外径15.9mm
(外径絞り率37.4%)、肉厚1.6mm の製品管4を得た。
このとき、温間引き抜き加工は1伸で足り、ダイス出側
の温度は 420℃であった。
【0013】また、上記と同組成・同寸法のビレットを
上記同様のスケジュールで加熱⇒熱間穿孔⇒熱間延伸圧
延⇒再加熱⇒熱間定径圧延して得られた定径管2を、従
来法に従い、室温まで空冷して上記と同寸法の素管3と
し、これをダイス20により冷間引き抜き加工して上記と
同寸法の製品管4を得た。このとき、冷間引き抜き加工
には2伸を要した。
【0014】本発明および従来法による製品管の引張強
さと伸びを、JIS 規格(JIS G 3461で規定されるSTB410
の機械的性質)とともに表1に示す。なお、従来法での
素管の値も示す。表1より、従来法での製品管について
は伸びがJIS 規格に満たないので最終加工に供するには
熱処理を要する。なお、従来法での素管については伸び
は十分であるが引張強さが不足する。これに対し、本発
明による製品管は伸び、引張強さともJIS 規格を満足す
る。すなわち本発明によれば、製品管の熱処理を省略可
能である。また、上記のように、引き抜き加工回数が削
減でき生産性が向上する。
【0015】
【表1】
【0016】<実施例2>図2に示す工程に従い、C:
0.25%、Si:0.25%、Mn:0.65%、P:0.01%、S:0.
01%なる組成(JIS G 3461 STB410 相当)を有する炭素
鋼の 175mmφのビレット1を、加熱炉5で1250℃に加熱
し、マンネスマン式のバレルロールピアサ6Aにより熱
間穿孔し、エロンゲータ10、プラグミル11、リーラ12に
より熱間延伸圧延して粗管とし、この粗管を再加熱炉8
で 900℃に再加熱後サイザ13で熱間定径圧延して得られ
た定径管2を、本発明に従い、直ちにAr3点以上の 900
℃から水冷槽18に浸漬して室温まで急冷して急冷組織
(マルテンサイト主体組織)に変態させて外径60.5mm、
肉厚3.2mm の素管3とし、これを誘導コイル19により 6
80℃に加熱し、直ちに3ロール孔型圧延機21により温間
絞り圧延して、外径42.7mm(外径絞り率29.4%)、肉厚
3.2mm の製品管4を得た。このとき、圧延機スタンドは
6スタンドを要し、最終スタンド出側の温度は 533℃で
あった。
【0017】また、上記と同組成・同寸法のビレットを
上記同様のスケジュールで加熱⇒熱間穿孔⇒熱間延伸圧
延⇒再加熱⇒熱間定径圧延して得られた定径管2を、従
来法に従い室温まで空冷して上記と同寸法の素管3と
し、これを3ロール孔型圧延機21により冷間絞り圧延し
て上記と同寸法の製品管4を得た。このとき、圧延機ス
タンドは8スタンドを要した。
【0018】本発明および従来法による製品管の引張強
さと伸びを、JIS 規格(JIS G 3461で規定されるSTB410
の機械的性質)とともに表2に示す。なお、従来法での
素管の値も示す。表2より、従来法での製品管について
は伸びがJIS 規格に満たないので最終加工に供するには
熱処理を要する。なお、従来法での素管については伸び
は十分であるが引張強さが不足する。これに対し、本発
明による製品管は伸び、引張強さともJIS 規格を満足す
る。すなわち本発明によれば、製品管の熱処理を省略可
能である。また、上記のように、絞り圧延機スタンド数
が削減できて設備費が節減できる。
【0019】
【表2】
【0020】<実施例3>図3に示す工程に従い、C:
0.25%、Si:0.25%、Mn:0.65%、P:0.01%、S:0.
01%なる組成(JIS G 3461 STB410 相当)を有する炭素
鋼の 207mmφのビレット1A(中心に小径孔貫通)を、
誘導加熱装置14で1300℃に加熱し、ユージン−セジュル
ネ式の熱間粗押出しプレス15により熱間粗押出しして粗
管とし、引き続きこの粗管を熱間仕上げ押出しプレス16
により熱間仕上げ押出しして得られた定径管2を、本発
明に従い、直ちにAr3点以上の 900℃から水冷槽18に浸
漬して室温まで急冷して急冷組織(マルテンサイト主体
組織)に変態させて外径101.6mm 、肉厚3.5mm の素管3
とし、これを誘導コイル19により 218℃に加熱し、直ち
にピルガミル22により温間絞り圧延して、外径25.4mm
(外径絞り率75.0%)、肉厚3.2mm の製品管4を得た。
【0021】また、上記と同組成・同寸法のビレットを
上記同様のスケジュールで加熱⇒熱間粗押出し⇒熱間仕
上げ押出しして得られた定径管2を、従来法に従い室温
まで空冷して上記と同寸法の素管3とし、ピルガミル22
により冷間絞り圧延して上記と同寸法の製品管4を得
た。本発明および従来法による製品管の引張強さと伸び
を、JIS 規格(JIS G 3461で規定されるSTB410の機械的
性質)とともに表3に示す。なお、従来法での素管の値
も示す。表3より、従来法での製品管については伸びが
JIS 規格に満たないので最終加工に供するには熱処理を
要する。なお、従来法での素管については伸びは十分で
あるが引張強さが不足する。これに対し、本発明による
製品管は伸び、引張強さともJIS 規格を満足する。すな
わち本発明によれば、製品管の熱処理を省略可能であ
る。また、上記のように、絞り圧延荷重が低くて済むの
で工具寿命が延長する。
【0022】
【表3】
【0023】なお、前記実施例1〜3では、熱間定径加
工後の定径管を直ちにAr3点以上から急冷して素管とす
る場合について説明したが、該定径管をいったん空冷し
てAc3点以上に再加熱してから急冷して素管とする場合
にも、該素管を同様に温間縮径加工することによって同
程度に高延性の製品管が得られることを確認している。
【0024】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
仕上げ加工のままで最終加工に供しうるに十分な高延性
を有する継目無鋼管が得られるので、最終加工前の熱処
理を省略することができ、省エネルギー、生産性向上、
コストダウンなど産業上まことに有益な種々格段の効果
を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の継目無鋼管製造工程図である。
【図2】実施例2の継目無鋼管製造工程図である。
【図3】実施例3の継目無鋼管製造工程図である。
【符号の説明】
1 ビレット 2 定径管 3 素管 4 製品管 5 加熱炉 6 コーンロールピアサ 6A バレルロールピアサ 7 マンドレルミル 8 再加熱炉 9 ストレッチレデューサ 10 エロンゲータ 11 プラグミル 12 リーラ 13 サイザ 14 誘導加熱装置 15 熱間粗押出しプレス 16 熱間仕上げ押出しプレス 17 水スプレー冷却装置 18 水冷槽 19 誘導コイル 20 ダイス 21 3ロール孔型圧延機 22 ピルガミル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松井 博之 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 板谷 元晶 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 橋本 裕二 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 西森 正徳 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 (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 継目無鋼粗管を熱間定径加工後空冷し、
    Ac3点以上に再加熱後急冷し、 200〜700 ℃の温度域に
    再加熱し、該温度域で縮径加工を施すことを特徴とする
    継目無鋼管の製造方法。
  2. 【請求項2】 継目無鋼粗管を熱間定径加工後直ちにA
    r3点以上から急冷し、 200〜700 ℃の温度域に再加熱
    し、該温度域で縮径加工を施すことを特徴とする継目無
    鋼管の製造方法。
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