JPH11197717A - Plug mill plug for manufacturing seamless steel tube - Google Patents

Plug mill plug for manufacturing seamless steel tube

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JPH11197717A
JPH11197717A JP864798A JP864798A JPH11197717A JP H11197717 A JPH11197717 A JP H11197717A JP 864798 A JP864798 A JP 864798A JP 864798 A JP864798 A JP 864798A JP H11197717 A JPH11197717 A JP H11197717A
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JP
Japan
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plug
mill
steel
less
seamless steel
Prior art date
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Application number
JP864798A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tatsuo Maeda
龍男 前田
Yusuke Minami
雄介 南
達雄 ▲高▼岡
Tatsuo Takaoka
Motoharu Yamazaki
基晴 山崎
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
Application filed by NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plug mill plug for manufacturing a seamless steel tube having excellent durability capable of improving the quality of an inner surface of a high alloy steel tube manufactured by especially Mannesmann plug mill rolling and reducing its manufacturing cost. SOLUTION: In the plug mill plug for manufacturing the seamless steel tube wherein a scale adding heat treatment is applied after melting steel and casting it into a plug shaped mold, the steel is composed of, by weight, >=0.3% to <0.9% C, 0.1-3%, Si, 0.2-2% Mn, <=0.05% P, <=0.06% S, 0.5-15% Ni, 10-30% Cr, 3-6% Mo, 3-6% W, 0.5-10% Co, 0.015-0.6% Ti, 0.05-2% Nb, 0.01-0.1% sol. Al, 0.005-0.02% B and the balance Fe with inevitable impurities.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、特にマンネスマン
・プラグミル圧延で製造する高合金鋼管の製造用工具に
係り、鋼管の内表面の品質の向上と製造コストの低減を
目的とした、耐用度の良好な継目無鋼管製造用プラグミ
ルプラグに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tool for manufacturing a high alloy steel pipe manufactured by Mannesmann plug mill rolling, and more particularly to a tool having a high durability for the purpose of improving the quality of the inner surface of the steel pipe and reducing the manufacturing cost. It relates to a good plug mill plug for manufacturing seamless steel pipes.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、石油・ガスの採掘において、より
深度の深く、腐食性ガスの多い井戸での採掘が増加し、
これらの油井管用継目無管などに使用されるAISI4
20相当の13Cr鋼などの生産量が増加している。こ
れまで熱間で継目無鋼管を製造する方法の中で、マンネ
スマン・プラグミル法は高生産性から広く実施されてい
るが、この方法では、所定温度に加熱・均熱された丸鋼
片を先ず第一穿孔機であるピアサー圧延機で中空素管と
したのち、この中空素管を第二穿孔機であるエロンゲー
ター圧延機とプラグミル圧延機で延伸する。それぞれで
使用されるプラグはスケール付け熱処理を施して、被圧
延材との焼き付きを防止しているものの、高Cr鋼では
圧延前加熱時更に圧延中での被圧延材の表面のスケール
生成量が炭素鋼の場合に比べ少ないこととまた炭素鋼に
比べ高Cr鋼の熱間での変形抵抗が高く、プラグ表面の
スケールが容易に磨耗・損傷し有効にプラグと被圧延材
との焼き付きを防止することが困難になる。特にプラグ
ミルプラグと被圧延材との焼き付きが生じやすく、プラ
グの寿命の低下によるプラグ費用の上昇とさらにプラグ
表面の変形による製品の内表面の品質が劣化し、圧延後
の精整工程でのコストアップを招く傾向がある。
2. Description of the Related Art In recent years, in the mining of oil and gas, mining in deeper and more corrosive gas wells has increased.
AISI4 used for seamless pipes for these oil country tubular goods
The production of 13Cr steel equivalent to 20 has been increasing. Among the methods for producing seamless steel pipes in the past, the Mannesmann plug mill method has been widely practiced because of its high productivity.In this method, a round steel slab heated and soaked at a predetermined temperature is first used. After forming a hollow shell with a piercer rolling mill as a first punch, the hollow shell is stretched with an elongator rolling mill and a plug mill as a second punch. Although the plugs used for each are subjected to heat treatment for scaling to prevent seizure with the material to be rolled, the amount of scale generated on the surface of the material to be rolled during heating before rolling and during rolling is high for high Cr steel. It has less resistance than carbon steel and high deformation resistance of high Cr steel compared to carbon steel when hot, and the scale of the plug surface is easily worn and damaged, effectively preventing seizure between the plug and the material to be rolled. It becomes difficult to do. In particular, seizure between the plug mill plug and the material to be rolled is likely to occur, increasing the cost of the plug due to a shortened life of the plug, and further deteriorating the quality of the inner surface of the product due to deformation of the plug surface. This tends to increase costs.

【0003】このような、高合金鋼圧延時のプラグミル
プラグの寿命を挙げる手段として、特開昭59−204
63号公報,特公昭62−14632号公報に開示され
ているように鋳造合金からなるプラグを浸ほう処理とス
ケール付け熱処理して、表面スケールが消費されたとき
でも、プラグ表面に生成した浸ほう層がプラグと被圧延
材の焼き付きを防止する方法が報告されている。またこ
の方法では、高温強度を高めるためにMo,W,Co,
V,Nb,Zrを添加する方法が開示されている。また
1981年に公開された川崎製鉄技報vol.13,N
o.13では、高温強度を確保する上で1.5から3.
0%のNi添加が有効であることが報告されている。
As means for increasing the life of a plug mill plug during rolling of a high alloy steel, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 59-204 discloses a method.
No. 63, JP-B-62-14632, a plug made of a cast alloy is subjected to immersion treatment and scaling heat treatment, so that even when the surface scale is consumed, the immersion formed on the plug surface is reduced. Methods have been reported in which the layer prevents seizure of the plug and the material to be rolled. In this method, Mo, W, Co,
A method for adding V, Nb, and Zr is disclosed. In addition, Kawasaki Steel Technical Report vol. 13, N
o. In No. 13, from 1.5 to 3.
It has been reported that 0% Ni addition is effective.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プラグ
ミルプラグの寿命を上げるためには、プラグ表面に生成
させたスケールの残存が必須であり、このスケールの消
失とともに、たとえプラグ表面に焼き付けを減少させる
ことを目的とした浸ほう層を生成させてもプラグの寿命
を飛躍的に向上させることができない。即ち、断熱効果
を有する表面スケールの消失によりプラグ表面の加熱温
度が高くなることによってプラグの強度が低下する。ま
たプラグと被圧延材との焼き付けを防止する効果は、ス
ケールに比べ浸ほう層による場合の方が小さく、浸ほう
層だけでは十分な焼き付けの防止が得られないためであ
る。また、プラグミルプラグの熱間強度を上げるべく、
Mo,W,Co,V,Nb,Zr,O,Co,Niを添
加しただけでは、プラグ表層部の変形は抑制できるもの
の、圧延時にプラグに負荷される衝撃的な応力とその際
のプラグ表面の急速加熱時さらに使用後のプラグ表面の
急速冷却によってプラグミルプラグの表層部に生じる亀
甲状割れの発生によってプラグ表面が剥離しプラグミル
プラグの寿命を向上させることはできない。
However, in order to extend the life of the plug mill plug, it is essential that the scale formed on the plug surface remains, and with the disappearance of this scale, even if the scale is burned down on the plug surface. Even if the immersion layer is formed for the purpose, the life of the plug cannot be significantly improved. That is, the strength of the plug is reduced by increasing the heating temperature of the plug surface due to the disappearance of the surface scale having the heat insulating effect. In addition, the effect of preventing burning of the plug and the material to be rolled is smaller in the case of the immersion layer than in the case of the scale, and the immersion layer alone cannot sufficiently prevent the burning. Also, to increase the hot strength of the plug mill plug,
Although the addition of Mo, W, Co, V, Nb, Zr, O, Co, and Ni alone can suppress the deformation of the plug surface layer, the impact stress applied to the plug during rolling and the plug surface at that time are reduced. During rapid heating of the plug and rapid cooling of the plug surface after use, the surface of the plug is peeled off due to the occurrence of cracks on the surface of the plug mill plug, and the life of the plug mill plug cannot be improved.

【0005】さらに、本発明者らが鋭意検討した結果、
これまでにプラグミルプラグ用に使用されている鋼は高
C−高Crステンレス鋳造合金であり、この合金の鋳造
組織はデンドライト樹枝間に炭化物が晶出し、デンドラ
イト樹枝部はマルテンサイト組織中に炭化物が分散した
組織になっている。前述した亀甲状割れはデンドライト
樹枝間の晶出炭化物に沿って伝播していることから、こ
の晶出炭化物が存在すれば、亀甲状割れの発生とその進
展を防止することは困難である。
Further, as a result of intensive studies by the present inventors,
The steel used so far for plug mill plugs is a high C-high Cr stainless steel casting alloy. The cast structure of this alloy is such that carbides crystallize between dendrite dendrites, and the dendrite dendrites have carbides in the martensite structure. Is a distributed organization. Since the turtle cracks described above propagate along the crystallized carbide between the dendrite dendrites, it is difficult to prevent the generation and progress of the turtle cracks if the crystallized carbides are present.

【0006】本発明の目的は、上記の問題点を解決する
ために、特にマンネスマン・プラグミル圧延で製造する
高合金鋼管の内表面の品質の向上と製造コストの低減を
可能にする、耐用度の良好な継目無鋼管製造用プラグミ
ルプラグを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, in particular, to improve the quality of the inner surface of a high-alloy steel pipe manufactured by Mannesmann plug mill rolling and reduce the manufacturing cost. An object of the present invention is to provide a good plug mill plug for manufacturing a seamless steel pipe.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決し目的を
達成するために、本発明は以下に示す手段を用いてい
る。 (1)本発明のプラグは、鋼を溶解し、プラグ形状の鋳
型に鋳造した後スケール付け熱処理を施してなる継目無
鋼管製造用プラグミルプラグであって、該鋼は、重量%
で、C:0.3%以上0.9%未満と、Si:0.1〜
3%と、Mn:0.2〜2%と、P:0.05%以下
と、S:0.06%以下と、Ni:0.5〜15%と、
Cr:10〜30%と、Mo:3〜6%と、W:3〜6
%と、Co:0.5〜10%と、Ti:0.015〜
0.6%と、Nb:0.05〜2%と、sol.Al:
0.01〜0.1%と、B:0.005〜0.02%と
を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなるこ
とを特徴とする、継目無鋼管製造用プラグミルプラグで
ある。 (2)本発明のプラグは、鋼成分として、重量%でさら
に、V:0.05〜2%、Zr:0.05〜2%、及び
N:0.2%以下の群から選択された1種または2種以
上を含有することを特徴とする、上記(1)に記載の継
目無鋼管製造用プラグミルプラグである。
In order to solve the above problems and achieve the object, the present invention uses the following means. (1) The plug of the present invention is a plug mill plug for producing a seamless steel pipe obtained by melting steel, casting it into a plug-shaped mold, and then performing heat treatment for scaling.
And C: 0.3% or more and less than 0.9%, Si: 0.1 to
3%, Mn: 0.2 to 2%, P: 0.05% or less, S: 0.06% or less, Ni: 0.5 to 15%,
Cr: 10 to 30%, Mo: 3 to 6%, W: 3 to 6
%, Co: 0.5 to 10%, and Ti: 0.015
0.6%, Nb: 0.05-2%, sol. Al:
A plug mill plug for seamless steel pipe production, comprising 0.01 to 0.1% and B: 0.005 to 0.02%, the balance being Fe and unavoidable impurities. . (2) The plug of the present invention is further selected as a steel component from the group of V: 0.05 to 2%, Zr: 0.05 to 2%, and N: 0.2% or less by weight%. The plug mill plug for producing a seamless steel pipe according to the above (1), characterized in that it contains one or more kinds.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明者らは、上記の課題を解決
すべく鋭意研究を重ねた結果、特にマンネスマン・プラ
グミル圧延時のプラグ表層部での亀甲状の割れの生成と
その進展を抑制するためには、C含有量を0.9%未満
に低減して、デンドライト組織中の晶出炭化物の生成量
を低減し、さらにTiを添加し鋳造前の溶鋼中にTiN
あるいはTiCを析出させて、鋳造組織の微細化を図り
亀甲状割れの発生とその進展を抑制し、加えて、Coの
添加により、Nb,W,Mo炭化物の析出量を増加させ
て室温〜約1100℃の温度範囲でのプラグの強度を上
げることが有効であるという知見が得られた。以上の知
見を基に、本発明者らは、低C−高Crステンレス鋳造
合金であって、かつ表面にスケール付け熱処理を施した
プラグミルプラグにおいて、圧延時にプラグ表層部の加
熱温度でのプラグの高温強度と衝撃的荷重に対する靭性
を付与し、さらにプラグ使用時にプラグ表面に生成する
亀甲状割れの進展を抑制するために、C,Co,Ni,
Ti量を適正に制御するようにして、耐用度の良好な継
目無鋼管製造用プラグミルプラグを見出し、本発明を完
成させた。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The inventors of the present invention have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, the generation of cracks in the surface layer of a plug during the Mannesmann plug mill rolling and the suppression of the progress thereof have been suppressed. In order to achieve this, the C content is reduced to less than 0.9% to reduce the amount of crystallized carbide generated in the dendrite structure, and Ti is added to the molten steel before casting to form TiN.
Alternatively, TiC is precipitated to reduce the size of the cast structure to suppress the occurrence and progress of turtle cracks. In addition, the addition of Co increases the amount of Nb, W, and Mo carbides to be precipitated, thereby increasing the room temperature to about It has been found that increasing the strength of the plug in the temperature range of 1100 ° C. is effective. Based on the above findings, the present inventors have developed a plug mill plug made of a low C-high Cr stainless cast alloy and having its surface subjected to a heat treatment for scaling, at the heating temperature of the plug surface layer during rolling. In order to impart high temperature strength and toughness to an impact load, and to suppress the progress of cracks on the plug surface when the plug is used, C, Co, Ni,
By properly controlling the amount of Ti, a plug mill plug for producing a seamless steel pipe having good durability was found, and the present invention was completed.

【0009】すなわち、本発明は、鋼組成を下記範囲に
限定することにより、特にマンネスマン・プラグミル圧
延で製造する高合金鋼管の内表面の品質の向上と製造コ
ストの低減を可能にする、耐用度の良好な継目無鋼管製
造用プラグミルプラグを提供することができる。
[0009] That is, the present invention, by limiting the steel composition to the following range, it is possible to improve the quality of the inner surface of high alloy steel pipes produced especially by Mannesmann plug mill rolling and to reduce the production cost. Of the present invention can provide a plug mill plug for producing a seamless steel pipe.

【0010】以下に、本発明の成分添加理由、成分限定
理由について説明する。 (1)成分組成範囲 C:0.3%以上0.9%未満 Cは、プラグの室温強度と高温強度を高めるために必須
の元素であり、0.3%以上のCを含有せしめる必要が
有る。一方、0.9%以上の添加では、靭性が低下する
とともに鋳造時に晶出炭化物が晶出し、亀甲状割れの発
生を防止することができず、プラグの割損を招くことに
なる。従って、その含有量は0.3%以上0.9%未満
である。
The reasons for adding the components of the present invention and the reasons for limiting the components will be described below. (1) Component composition range C: 0.3% or more and less than 0.9% C is an essential element for increasing the room-temperature strength and the high-temperature strength of the plug, and it is necessary to contain 0.3% or more of C. Yes. On the other hand, if it is added in an amount of 0.9% or more, the toughness is reduced, and the crystallized carbide is crystallized at the time of casting. Therefore, the content is 0.3% or more and less than 0.9%.

【0011】Si:0.1〜3% Siは、脱酸元素であり、0.1%未満ではその効果が
少なく、またその含有量が3%を超えると、プラグ表面
の酸化スケール厚さが減少し、プラグの寿命を低下させ
る。従って、その含有量は0.1〜3%である。 Mn:0.2〜2% Mnは高温強度を高めるために添加されるが0.2%未
満ではその効果が少なく、2%を越えるとプラグでのマ
ルテンサイト組織が得られず、プラグ強度が低下する。
従って、その含有量は0.2〜2%である。 P:0.05%以下 Pは不可避的不純物元素であり、かつオーステナイト加
熱時に粒界に偏析して、粒界強度を低下させ、顕著にプ
ラグ強度を劣化させる。このため、その上限値は0.0
5%である。
Si: 0.1 to 3% Si is a deoxidizing element. If its content is less than 0.1%, its effect is small, and if its content exceeds 3%, the oxide scale thickness on the plug surface is reduced. And reduce the life of the plug. Therefore, its content is 0.1-3%. Mn: 0.2 to 2% Mn is added to increase the high-temperature strength. However, if it is less than 0.2%, its effect is small, and if it exceeds 2%, a martensitic structure cannot be obtained in the plug, and the plug strength is reduced. descend.
Therefore, its content is 0.2-2%. P: 0.05% or less P is an unavoidable impurity element and segregates at the grain boundary during austenite heating, lowering the grain boundary strength and remarkably lowering the plug strength. Therefore, its upper limit is 0.0
5%.

【0012】S:0.06%以下 Sは不可避的不純物元素であり、かつオーステナイト加
熱時に粒界に偏析して、粒界強度を低下させ、顕著にプ
ラグ強度を劣化させる。このため、その上限値は0.0
6%である。
S: 0.06% or less S is an unavoidable impurity element and segregates at the grain boundary during austenite heating, lowering the grain boundary strength and remarkably deteriorating the plug strength. Therefore, its upper limit is 0.0
6%.

【0013】Ni:0.5〜15% Niは、固溶強化元素であって、0.5%未満ではその
効果が小さく、15%を越えるとスケールの生成量が低
下しプラグの寿命が著しく低下する。従って、その含有
量は0.5〜15%である。 Cr:10〜30% Crは炭化物となって著しくプラグの強度を高める元素
であって、10%未満では十分なCr炭化物の析出量が
得られず、プラグの常温強度と高温強度が不足する。3
0%を越えると、プラグ表面のスケールの生成量が低下
し、プラグと被圧延材の焼き付けを防止する効果が得ら
れずプラグの寿命が低下する。従って、その含有量は1
0〜30%である。 Mo:3〜6% Moは鋼中に固溶することあるいはMo炭化物として析
出することによって高温強度を高める元素である。ま
た、常温あるいは焼き戻し温度での鋼の靭性を高める元
素である。Moの添加量が3%未満では、所望の効果が
得られない。一方、6%を超えると、靭性の低下を招く
ことになる。従って、その含有量は3〜6%である。 W:3〜6% Wは炭化物となって著しくプラグの強度を高める元素で
あって、3%未満では十分な炭化物の析出量が得られ
ず、プラグの常温強度と高温強度が不足する。6%を越
えると、靭性の低下を招くことになる。従って、その含
有量は3〜6%である。
Ni: 0.5 to 15% Ni is a solid solution strengthening element. If it is less than 0.5%, its effect is small, and if it exceeds 15%, the amount of scale generation is reduced and the life of the plug is remarkably increased. descend. Therefore, its content is 0.5 to 15%. Cr: 10 to 30% Cr is an element which remarkably enhances the strength of the plug as a carbide. When the content is less than 10%, a sufficient amount of Cr carbide cannot be deposited, and the normal temperature strength and the high temperature strength of the plug are insufficient. 3
If it exceeds 0%, the amount of scale generated on the plug surface will decrease, and the effect of preventing burning of the plug and the material to be rolled will not be obtained, and the life of the plug will decrease. Therefore, its content is 1
0 to 30%. Mo: 3 to 6% Mo is an element that increases the high-temperature strength by dissolving in steel or precipitating as Mo carbide. Further, it is an element that increases the toughness of steel at normal temperature or tempering temperature. If the amount of Mo is less than 3%, the desired effect cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 6%, the toughness is reduced. Therefore, its content is 3-6%. W: 3 to 6% W is an element which becomes carbide and remarkably enhances the strength of the plug. If it is less than 3%, a sufficient amount of carbide cannot be deposited, and the ordinary temperature strength and high temperature strength of the plug are insufficient. If it exceeds 6%, the toughness will decrease. Therefore, its content is 3-6%.

【0014】Co:0.5〜10% Coは本発明において重要な元素である。即ち、Coの
添加により、固溶強化により高温強度を高めるととも
に、Co添加により、Nb炭化物,W炭化物,Mo炭化
物の析出量を増加させることによって室温および焼き戻
し温度域でのプラグの強度を有効に高める作用を有す
る。また、Coはプラグ表面のスケール中に残存しスケ
ールの強度を高めて、スケールの消耗を軽減する作用を
有する。
Co: 0.5 to 10% Co is an important element in the present invention. That is, the addition of Co enhances the high-temperature strength by solid solution strengthening, and the addition of Co increases the precipitation amount of Nb carbide, W carbide, and Mo carbide, thereby increasing the plug strength at room temperature and tempering temperature range. Has the effect of enhancing. In addition, Co remains in the scale on the plug surface to increase the strength of the scale and to reduce the consumption of the scale.

【0015】Coが0.5%未満では上述したような効
果が十分に得られず、一方10%を越える添加ではプラ
グの製造コストを高めるもののそれらの効果は飽和す
る。従って、その含有量は0.5〜10%である。 Ti:0.015〜0.6% Tiは、Coとともに本発明において最も重要な元素で
ある。
If the content of Co is less than 0.5%, the above-mentioned effects cannot be sufficiently obtained. On the other hand, if the content of Co exceeds 10%, the manufacturing cost of the plug is increased, but the effects are saturated. Therefore, its content is 0.5-10%. Ti: 0.015 to 0.6% Ti is the most important element in the present invention together with Co.

【0016】Tiは溶鋼中で、TiNあるいはTiCと
なり、鋳造時のデンドライトの凝固核として作用し、方
位性を持ったデンドライトの生成を抑制する。方位性を
持ったデンドライト組織はプラグミルプラグの表層部で
の亀甲状割れの進展を促進することから、Tiの添加に
よる鋳造組織の方位性の軽減は亀甲状割れの進展を抑制
し、プラグ表面のスケールの確保に有効に作用する。
0.015%未満ではこの効果が得られず、またTiを
0.6%を越えて添加すると、鋼中に存在するTiC,
TiNが割れの起点となって、プラグの割れを助長し、
その寿命を阻害することとなる。従って、その含有量は
0.015〜0.6%である。 Nb:0.05〜2% NbはNbCとして析出することによって、室温と高温
の強度を高める元素であって、0.05%未満では、所
定の強度の上昇が得られない。一方2%を越える添加で
は、靭性の低下を招くことになって、プラグの割れが生
じることになる。従って、その含有量は0.05〜2%
である。 B:0.005〜0.02% Bは窒化物となって、高温強度を高める元素であって、
0.005%未満ではその効果が得られず、0.02%
を越える場合には靭性の劣化を招き、プラグの割損を生
じる。従って、その含有量は0.005〜0.02%で
ある。 sol.Al:0.01〜0.1% Alは脱酸元素であり、鋼の延性と靭性を確保する上で
必要な元素であり、0.01%未満では所望の効果が得
られず、一方0.1%を超えて含有させても、その効果
が飽和し、あるいは逆に延性と靭性の低下を招くことに
なる。このため、Alの含有量は0.01〜0.1%で
ある。
Ti becomes TiN or TiC in molten steel and acts as a solidification nucleus of the dendrite at the time of casting to suppress the generation of a dendrite having an orientation. Since the oriented dendrite structure promotes the progress of turtle cracks at the surface layer of the plug mill plug, the reduction of the directional property of the cast structure by adding Ti suppresses the progress of turtle cracks and the plug surface. Effectively works to secure the scale of
If less than 0.015%, this effect cannot be obtained, and if Ti is added in excess of 0.6%, TiC,
TiN becomes the starting point of cracking, and promotes cracking of the plug,
This will hinder its life. Therefore, the content is 0.015 to 0.6%. Nb: 0.05 to 2% Nb is an element that enhances room-temperature and high-temperature strength by precipitating as NbC. If it is less than 0.05%, a predetermined increase in strength cannot be obtained. On the other hand, if the addition exceeds 2%, the toughness is reduced and the plug is cracked. Therefore, its content is 0.05-2%
It is. B: 0.005 to 0.02% B is an element that becomes a nitride and increases high-temperature strength.
If less than 0.005%, the effect cannot be obtained, and 0.02%
In the case where the ratio exceeds 1, the toughness is deteriorated, and the plug is broken. Therefore, the content is 0.005 to 0.02%. sol. Al: 0.01 to 0.1% Al is a deoxidizing element and is an element necessary for securing the ductility and toughness of steel. If it is less than 0.01%, a desired effect cannot be obtained. If the content exceeds 0.1%, the effect is saturated, or conversely, the ductility and the toughness are reduced. For this reason, the content of Al is 0.01 to 0.1%.

【0017】本発明では、さらに下記のような各含有量
のV,Zr,Nを1種または2種以上含有させることに
より、プラグミルプラグの寿命を向上させることができ
る。 V:0.05〜2% Vは高温強度を高めるために添加されるが0.05%未
満ではその効果が得られず、2%を越える場合には靭性
の低下を招き、プラグの割損を生じる。従って、その含
有量は0.05〜2%である。
In the present invention, the life of the plug mill plug can be improved by further containing one or more of the following contents of V, Zr, and N. V: 0.05 to 2% V is added to increase the high-temperature strength. However, if the content is less than 0.05%, the effect cannot be obtained, and if it exceeds 2%, the toughness is reduced, and the plug is broken. Is generated. Therefore, its content is 0.05-2%.

【0018】Zr:0.05〜2% Zrは窒化物となって、高温強度を高める元素であっ
て、0.05%未満ではその効果が得られず、2%を越
える場合には靭性の劣化を招き、プラグの割損を生じ
る。従って、その含有量は0.05〜2%である。 N:0.2%以下 Nは不可避的不純物であり、その含有量が0.2%を越
える場合にはプラグ中に鋳造時の引け巣が生じることに
よりプラグの強度を低下させて、プラグの割損を招くこ
とがある。従って、その上限は0.2%である。
Zr: 0.05 to 2% Zr is an element which becomes a nitride and enhances the high-temperature strength. If it is less than 0.05%, the effect cannot be obtained, and if it exceeds 2%, the toughness is increased. This leads to deterioration and breakage of the plug. Therefore, its content is 0.05-2%. N: 0.2% or less N is an unavoidable impurity. If the content exceeds 0.2%, shrinkage cavities are formed in the plug during casting, thereby lowering the strength of the plug. It may cause breakage. Therefore, the upper limit is 0.2%.

【0019】なお、製造条件については、本発明では規
定されない。すなわち、プラグ製造時の鋼の溶解方法、
鋳造方法、及びスケール付け熱処理方法は、通常採用さ
れる条件であればよい。以下に本発明の実施例を挙げ本
発明の効果を立証する。
The manufacturing conditions are not specified in the present invention. That is, the method of melting steel during plug production,
The casting method and the scale heat treatment method may be any conditions that are usually employed. Hereinafter, the effects of the present invention will be proved by giving examples of the present invention.

【0020】[0020]

【実施例】表1に示す化学組成の500kgf鋼を大気
溶解し、最大径168mmのプラグミルプラグの形状に
鋳造した。鋳造プラグは被圧延材と接触する部分を機械
研削により仕上げたのち、水蒸気酸化雰囲気中でスケー
ル付け熱処理を実施し、それぞれの鋼のプラグミルプラ
グをそれぞれ19個ずつ製作し、その中の18個を13
Cr継目無鋼管の圧延に使用した。残りの1個について
は、ビッカース硬さを測定し、表面スケールの厚さを光
学顕微鏡により測定した。
EXAMPLE A 500 kgf steel having a chemical composition shown in Table 1 was melted in the air and cast into a plug mill plug having a maximum diameter of 168 mm. The cast plug is finished by mechanical grinding at the part that comes into contact with the material to be rolled, and then heat-treated by scaling in a steam oxidation atmosphere to produce 19 plug mill plugs of each steel, 18 of which 13
Used for rolling Cr seamless steel pipe. About the other one, Vickers hardness was measured and the thickness of the surface scale was measured with the optical microscope.

【0021】なお、プラグ表面のスケールは内層スケー
ルと外層スケールからなり、この内の内層スケールがプ
ラグと被圧延材の焼き付けを防止することから、内層ス
ケールの厚さを測定した。
The scale on the plug surface is composed of an inner layer scale and an outer layer scale. Since the inner layer scale prevents burning of the plug and the material to be rolled, the thickness of the inner layer scale was measured.

【0022】さらに、10mm径×15mm高の試験片
を採取し、700℃の試験温度で歪み速度が10/秒で
の圧縮試験を行い、その際の歪み0.03のときの平均
変形抵抗を測定し、それぞれの鋼の高温強度を把握し
た。
Further, a test piece having a diameter of 10 mm and a height of 15 mm was sampled and subjected to a compression test at a test temperature of 700 ° C. at a strain rate of 10 / sec. The measurements were taken to determine the high-temperature strength of each steel.

【0023】なお、水蒸気酸化熱処理は、1050〜1
150℃で約5時間保持した後、600℃の温度まで徐
冷したのち、熱処理炉から搬出し、大気中で放冷した。
13Cr鋼圧延は、直径170mmの長さ3280mm
の丸鋼片を第一穿孔機で穿孔した後、第二穿孔機で延伸
し、さらにプラグミル圧延機で188mm径×12.9
mm厚×11000mm長の中空素管を184mm径×
10.47mm厚×13540mm長に延伸した。
The steam oxidation heat treatment is performed at 1050 to 1
After maintaining at 150 ° C. for about 5 hours, the temperature was gradually cooled to a temperature of 600 ° C., and then carried out of the heat treatment furnace and allowed to cool in the air.
13Cr steel rolling is 170mm in diameter and 3280mm in length
Was pierced by a first piercing machine, stretched by a second piercing machine, and further 188 mm in diameter × 12.9 by a plug mill rolling mill.
mm hollow x 11000mm long hollow shell with 184mm diameter x
The film was stretched to a thickness of 10.47 mm x 13540 mm.

【0024】プラグの寿命は、1パス毎にプラグ表面の
焼付きによる磨耗量、プラグの割損あるいはプラグの表
層部の変形によって、プラグが使用できなくなったとき
までのパス数で評価した。なお、圧延に使用できない時
のプラグの磨耗量は1.5〜2.0mmである。
The life of the plug was evaluated by the number of passes until the plug became unusable due to the amount of wear due to seizure of the plug surface, the breakage of the plug or the deformation of the surface layer of the plug for each pass. The amount of wear of the plug when it cannot be used for rolling is 1.5 to 2.0 mm.

【0025】表1において、No.1〜4は本発明鋼で
あり、No.5〜13は比較鋼である。表2に、それぞ
れの化学成分のプラグミルプラグのビッカース硬さ、内
層スケール厚さ、700℃での平均変形抵抗、及び13
Cr継目無鋼管を圧延した際のそれぞれのプラグミルプ
ラグの寿命(パス数)の平均値を示す。
In Table 1, No. Nos. 1 to 4 are steels of the present invention. 5 to 13 are comparative steels. Table 2 shows the Vickers hardness, the inner layer scale thickness, the average deformation resistance at 700 ° C., and the Vickers hardness of the plug mill plug of each chemical component.
The average value of the life (number of passes) of each plug mill plug when rolling a Cr seamless steel pipe is shown.

【0026】表2から明らかなように、本発明鋼No.
1〜4は、適量のC,Cr,Co,Mo,W,Nbの添
加によって、常温および高温でのプラグ強度が得られて
いる。かつTiの添加によってデンドライト組織の微細
化が得られることから使用時の亀甲状割れの発生が防止
され、プラグの磨耗量の軽減とプラグ割損の発生が防止
されている。
As is clear from Table 2, the steel No. of the present invention.
In Nos. 1 to 4, plug strengths at normal temperature and high temperature are obtained by adding appropriate amounts of C, Cr, Co, Mo, W, and Nb. Further, since the dendrite structure is refined by the addition of Ti, the occurrence of cracks during use is prevented, the amount of wear of the plug is reduced, and the occurrence of plug breakage is prevented.

【0027】一方、比較鋼No.5〜13の鋼からなる
プラグの寿命は、本発明鋼No.1〜4の鋼からなるプ
ラグの寿命に比べ小さい値(1〜16)になっている。
比較鋼No.5,6及び8〜10は常温の靭性を低下さ
せる原因となるC,Si,Nb,Ti,Wそれぞれの添
加量が高く、使用時にプラグの割れが生じている。
On the other hand, the comparative steel No. The life of plugs made of steel Nos. 5 to 13 was determined according to the steel No. of the present invention. The values are smaller (1 to 16) than the life of the plugs made of steel Nos. 1 to 4.
Comparative steel No. Nos. 5, 6, and 8 to 10 have high amounts of C, Si, Nb, Ti, and W, respectively, which cause a decrease in toughness at room temperature, and cracks occur in the plug during use.

【0028】比較鋼No.7はNi含有量が本発明の請
求範囲よりも少ないことから靭性が不足し、使用時にプ
ラグの割れが生じている。また比較鋼No.11と12
では、C量あるいはCr量が低いことから、プラグの常
温強度が不足し、プラグ表層部の変形が生じることによ
って、プラグの寿命が低下している。
Comparative steel No. In No. 7, the Ni content was less than the claimed range of the present invention, so the toughness was insufficient, and the plug was cracked during use. Comparative steel No. 11 and 12
In this case, since the amount of C or Cr is low, the room-temperature strength of the plug is insufficient, and the surface of the plug is deformed, thereby shortening the life of the plug.

【0029】また比較鋼No.13では、Cr量が高い
ことから、使用前のスケール付け熱処理時に生成するプ
ラグ表面のスケール厚さが不十分であり、プラグ使用時
のスケール潤滑を得ることができないため、プラグ寿命
が低下している。
The comparative steel No. In No. 13, since the amount of Cr is high, the scale thickness of the plug surface generated at the time of heat treatment for scaling before use is insufficient, and scale lubrication during use of the plug cannot be obtained. I have.

【0030】[0030]

【表1】 [Table 1]

【0031】[0031]

【表2】 [Table 2]

【0032】[0032]

【発明の効果】上記した如く、本発明によれば、鋼組成
を特定することにより、継目無鋼管製造のためのプラグ
ミルプラグの寿命を向上することができる。従って、特
にマンネスマン・プラグミル圧延で製造する高合金鋼管
の内表面の品質の向上と製造コストの低減を可能にす
る、耐用度の良好な継目無鋼管製造用プラグミルプラグ
を提供することができる。
As described above, according to the present invention, the life of a plug mill plug for manufacturing a seamless steel pipe can be improved by specifying the steel composition. Accordingly, it is possible to provide a plug mill plug for producing a seamless steel pipe having good durability, which can improve the quality of the inner surface of a high alloy steel pipe produced by Mannesmann plug mill rolling and reduce the production cost.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山崎 基晴 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Motoharu Yamazaki 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Nihon Kokan Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 鋼を溶解し、プラグ形状の鋳型に鋳造し
た後スケール付け熱処理を施してなる継目無鋼管製造用
プラグミルプラグであって、 該鋼は、重量%で、C:0.3%以上0.9%未満と、
Si:0.1〜3%と、Mn:0.2〜2%と、P:
0.05%以下と、S:0.06%以下と、Ni:0.
5〜15%と、Cr:10〜30%と、Mo:3〜6%
と、W:3〜6%と、Co:0.5〜10%と、Ti:
0.015〜0.6%と、Nb:0.05〜2%と、s
ol.Al:0.01〜0.1%と、B:0.005〜
0.02%とを含有し、残部がFeおよび不可避的不純
物からなることを特徴とする、継目無鋼管製造用プラグ
ミルプラグ。
1. A plug mill plug for producing a seamless steel pipe obtained by melting steel, casting it into a plug-shaped mold, and then subjecting the steel to heat treatment for scaling, wherein the steel is expressed by weight% and C: 0.3%. % Or more and less than 0.9%,
Si: 0.1-3%, Mn: 0.2-2%, P:
0.05% or less, S: 0.06% or less, Ni: 0.
5 to 15%, Cr: 10 to 30%, Mo: 3 to 6%
And W: 3 to 6%, Co: 0.5 to 10%, and Ti:
0.015 to 0.6%, Nb: 0.05 to 2%, and s
ol. Al: 0.01 to 0.1%, B: 0.005 to
A plug mill plug for seamless steel pipe production, characterized in that it contains 0.02% and the balance consists of Fe and inevitable impurities.
【請求項2】 鋼成分として、重量%でさらに、V:
0.05〜2%、Zr:0.05〜2%、及びN:0.
2%以下の群から選択された1種または2種以上を含有
することを特徴とする、請求項1に記載の継目無鋼管製
造用プラグミルプラグ。
2. The steel composition further comprises, by weight%, V:
0.05-2%, Zr: 0.05-2%, and N: 0.
The plug mill plug for producing a seamless steel pipe according to claim 1, wherein the plug mill plug contains one or more selected from the group of 2% or less.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103849821A (en) * 2012-12-05 2014-06-11 江苏南山冶金机械制造有限公司 High-alloy steel cobalt-containing ejecting head

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