JPWO2004103589A1 - Fe−Cr合金ビレットおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
このような表面欠陥は、製管前のビレット表面のスケール欠陥に起因することが多い。すなわち、ビレットの製造工程におけるデスケール不良によってスケールが取り残され、このスケールが押し込まれたり巻き込まれたりすることによってスケール欠陥となり、これがビレット表面に残存したまま製管することによって表面欠陥が発生する。
このため、ビレット製造工程でのデスケール方法の改善が行われているが、現状では確実にスケール残りをなくすことが困難である。したがって、熱間製管後の鋼管に発生する表面欠陥を防止するため、ほとんどのビレットは製管前に表面検査を受け、その結果に基づいて表面手入れがなされる。
通常、Fe−Cr合金の継目無鋼管の製造に用いられるビレットは、後述する図1および図2に示すように、同合金製の鋼片を素材として分塊圧延によって製造される。鋼片はおよそ1200℃程度に加熱された後、箱型や穴型形状のロールによる分塊圧延によって加工される。このとき、ロールは多段ロールを用い、徐々に圧下して、素材径を小さくしながらビレット形状に仕上げる。
分塊圧延では加熱により鋼片に発生したスケールを除去するため、高圧水デスケールが実施されるが、しばしばデスケール不良が生じ、残存したスケールが鋼片表面に押し込まれたり巻き込れたりして、ビレット表面のスケール欠陥となる。
スケール欠陥を低減するため、デスケール能力の強化、例えば、デスケール水の流量および噴射圧力の増強も行われているが、デスケールにともなって母材温度が低下するため、ビレット製造そのものに支障を生じること等から、デスケール能力の増強にも制約がある。このようなことから、現状では確実にビレット表面のスケール残りをなくすことが困難である。
上述の問題に対応するため、従来から加熱設備に関し種々の対策が提案されている。特開平7−258740号公報では、スラブやビレット等の鋼片を燃焼バーナで連続的に加熱する際に、加熱時の酸化スケール生成を抑え、加熱後に鋼片を酸化させて剥離性のよいスケールを生成して表面欠陥を除去する連続加熱方法が提案されている。しかし、提案の方法を実施しようとすると、連続加熱炉の大幅な改善、改造が必要になる。
さらに、特開昭57−2831号公報には、分塊圧延前にSiCを塗布し酸化性を付与してスケール剥離性を向上する方法が開示されている。しかし、ここで開示される方法によれば、SiC塗布のために塗布設備を必要となり、さらにその塗布もオフライン作業となるため、生産効率が低下する。
したがって、上記特開平7−258740号および特開昭57−2831号の各公報で提案されたいずれの対策であっても、そのまま実操業に適用することができず、また、能力面からも完全にデスケールすることが困難になる。このため、ビレット製造後に、製管前の表面手入れを省略するには至っていない。
ビレットの製管前の手入れ方法としては、超音波探傷などによって疵部を検知し、該当箇所をグラインダーやピーラーなどで外削する方法が慣用されている。しかし、疵の発生箇所や頻度などがビレット毎に異なるので自動化は困難であり、通常はオフラインでの作業となる。このため、当該ビレットを用いた継目無鋼管の製造は生産効率が低く、ビレット手入れの作業環境も悪い。
ビレット手入れを自動化する場合には、疵の発生箇所や発生率、場合よっては疵の有無に関わらず、全数のビレット表面を均一に研削して除去手入れすることがある。この場合には、著しくビレットの歩留まりが悪化することになる。
このようなビレット表面の均一研削に替えて、疵位置を特定する自動化処理に関し、例えば、特開平10−277912号公報では、鋼片にマーキングを行った後、鋼片の画像データを取得し、この画像データから表面疵データを抽出する表面疵処理方法を提案している。しかし、ここで提案される表面疵処理方法では、多大な設備と費用を要することから、ビレットの手入れ方法として適さないという問題がある。
上述の通り、継目無鋼管の製造用ビレットの製造に際して、その表面に発生するスケール欠陥を防止するため、種々の提案がなされているが、完全にデスケールすることは困難であり、ビレット製造後に表面手入れを省略するには至っていない。
また、ビレットの表面手入れに際して、通常はオフラインでの作業となり、生産効率も低く、作業環境も悪くなる。手入れ自動化を図る場合でも、歩留まりの低下や多大な設備費用を要することになる。
このため、ビレットの表面手入れが省略でき、または削減できる製造方法、特に、Fe−Cr合金の継目無鋼管の製造用ビレットの分塊圧延後の表面手入れを大幅に低減できる製造方法の開発が要望されている。
本発明者らは、従来から用いられ、または提案されているスケール除去方法では、ビレット表面に発生するスケール欠陥を完全になくすことができないことに鑑みて、スケール除去するのではなく、積極的にスケールをビレット表面に被覆させることによって、表面欠陥を抑制することを着想した。
この着想をFe−Cr合金ビレットについて具体化するため、Fe−Cr合金ビレットの製造工程に採用されている鋼片の分塊圧延ついて詳細な検討を行った。
図1は、ビレットの製造工程における鋼片の分塊圧延プロセスとそれにともなう鋼片断面の変化状況を説明する図である。同図(a)は分塊圧延前の鋼片断面を示し、同(b)は分塊圧延途中での鋼片断面を示し、(c)は分塊圧延後のビレット断面を示している。分塊圧延は第1スタンドおよび第2スタンドの2スタンドで行い、第1スタンドは孔型ロール、例えば箱型ロールを用い、第2スタンドは穴型形状ロールを用いて各々レバース圧延を実施する。
分塊圧延に用いられる鋼片1は、1200℃程度に加熱された後、第1スタンドで圧下面ごとに徐々に圧下され、同(b)に示すように、矩形断面の鋼片1に加工される。次に、矩形断面の鋼片1は第2スタンドに装入され、徐々に鋼片の断面積が小さくなるように圧延され、同(c)に示すように、最終のビレット2のような形状に仕上げられる。
図2は、ビレット製造の分塊圧延プロセスにおける鋼片の断面形状が変化する状況を詳細に説明する図である。図2に示す分塊圧延プロセスでは、徐々に鋼片1の断面積が減少され、10パスの圧延によって最終ビレット2に仕上げられる。同圧延プロセスでは、分塊圧延前の鋼片1は縦長方向に配置され(図1(a)に相当)、第1スタンドで7パスの圧延が施されて矩形断面の鋼片1に加工される(図1(b)に相当)。次に、矩形断面の鋼片は第2スタンドで8パス〜10パスの圧延が施され、最終のビレット2に仕上げられる(図1(c)に相当)。
図2に示す紙面において、No.1、2、4、6、8および10の各パスは上下方向からの圧延であり、No.3、5、7および9の各パスは左右方向からの圧延を示している。実際の操業圧延においては、鋼片を横倒しして圧延方向の切り換えを行う。
前記図1(a)に示す鋼片1は、高圧下率面3と低圧下率面4に区分されるが、高圧下率面3は上記の分塊圧延において圧下率の高くなる面を示し、低圧下率面4はその他の面を示す。通常の分塊圧延では、図2に示すように、分塊圧延前の鋼片は縦長方向に配置されるため、高圧下率面3はスラブ形状の鋼片では短辺面になり、低圧下率面4は長辺面になる。
ところが、前記図1(a)〜(c)および図2に示す分塊圧延プロセスにより第1スタンドで鋼片1が圧下面ごとに圧下され、さらに第2スタンドで圧延されてビレット2に仕上げられる場合、ビレット2外表面に占める鋼片1において高圧下率面3であった部分と低圧下率面4であった部分との面積比率は同じになる。
すなわち、前記図1(c)に示す分塊圧延後のビレット2断面は高圧下率面3’(鋼片1で高圧下率面であった部分)と低圧下率面4’(鋼片1で低圧下率面であった部分)とで4等分され、同図に示す高圧下率面3’の中心角θ(ビレット2の表面部分の占める角度)は90°となる。
図3は、分塊圧延後のビレットの全体構成を示す斜視図である。上記の第1スタンドでの孔型ロールを用いた圧延では、低圧下率面4の中心部は直接圧下ロールによって拘束されることがないか、拘束されたとしても他の部分に比べ僅かである。そのため、分塊圧延後のビレット2には、図3に示すように、ビレットの長さ方向にしわ5が生じる。
分塊圧延に用いる孔型ロールとしては、箱型ロール、ダイヤ型ロール、オーバル型ロールが例示されるが、箱型ロールが鋼片の倒れ防止などに有効である。このため、分塊圧延の安定性を考慮して、箱型ロールが多く採用されている。
したがって、分塊圧延後のビレット2のしわ5を基準にすれば、高圧下率面3’は、ビレット2の中心に対してしわ5と直交する面hを中心として中心角が±45°(θ/2)の範囲として特定することができる。
上述した鋼片およびビレットの高圧下率面に関する認識に基づき、さらにFe−Cr合金ビレットの製造工程について詳細に検討を加えた結果、以下(a)〜(e)の知見を得た。
(a)Fe−Cr合金ビレットの表面に発生するスケール欠陥を防止するため、分塊圧延前の鋼片に生成したスケールを完全に除去することは困難である。
(b)鋼片に生成したスケールを完全に除去することを諦めて、分塊圧延時に押し込まれたり巻き込まれたりし難いスケールの生成パターンを検討した。その結果、広い被覆面積で鋼片に密着し生成したスケールは、分塊圧延時に押し込まれ、巻き込まれを生じ難いことを見出した。
(c)具体的には、ビレット製造工程では、高圧水デスケーラー等を用いたデスケールを実施する必要がない。
(d)さらに、分塊圧延(第1スタンド)での1パス目の圧延(一番最初に行う圧下)を鋼片の高圧下率面から開始することにより、生成したスケールを鋼片により密着させることができる。
(e)また、鋼片の加熱条件(雰囲気、加熱温度および保持時間)を調整することにより、分塊圧延時に脱落し難く、より広い被覆面積で鋼片にスケールを生成させることができる。
本発明は、上記の知見に基づいて完成されたものであり、下記(1)のFe−Cr合金ビレットおよび(2)〜(4)のFe−Cr合金ビレットの製造方法を要旨としている。
(1)高圧下率面において面積率70%以上、80%以上、または90%以上でスケール層が被覆していることを特徴とするFe−Cr合金ビレットである。
(2)鋼片を分塊圧延しビレットを製造するFe−Cr合金ビレットの製造方法において、鋼片のデスケールを実施しないで分塊圧延をすることを特徴とするFe−Cr合金ビレットの製造方法である。
(3)鋼片を分塊圧延しビレットを製造するFe−Cr合金ビレットの製造方法において、鋼片に厚さ1000μm以上のスケールを生成したのち、デスケールを実施しないで分塊圧延をすることを特徴とするFe−Cr合金ビレットの製造方法である。
(4)上記(3)のFe−Cr合金ビレットの製造方法では、前記鋼片の高圧下率面を最初に圧下するのが望ましい。また、前記鋼片を2.5体積%以上の水蒸気を含む雰囲気で、1200℃以上の加熱温度で2時間以上保持してスケールを生成するのが望ましい。
本発明において「Fe−Cr合金」とは、Crを5〜17%含有する鉄基合金であり、必要に応じその他のNi、Mo等の合金元素を含むことができる。
本発明の「高圧下率面」とは、鋼片においてはビレット形状に分塊圧延する場合に圧下率の高くなる面をいい、ビレットにおいては圧延前の鋼片において高圧下率面であった部分をいう。通常、スラブ形状の鋼片では高圧下率面は短辺面になる。
ビレットにおける「高圧下率面」は、前記図3に示すように、簡易的にはしわを基準にして、ビレットの中心に対してこのしわと直交する面を中心として中心角が±45°(θ/2)の範囲として特定することができる。より正確にビレットにおける「高圧下率面」を特定するには、ビレットの断面マクロ観察結果を用いることができる。
図4は、ビレット断面マクロの写真観察結果の一例を示す図である。マクロ観察の中央部には、楕円破線で示すように、分塊圧延前の鋼片の断面方向と相関がある偏析が見られる。すなわち、偏析が発生する位置は鋳片の最終凝固位置と一致するため、この最終凝固位置が鋳片の長辺面4および短辺面3からなる断面形状に依存する。
図4に示す断面マクロの写真観察結果から、楕円破線と平行する面は長辺面4であり「低圧下率面」となり、楕円破線と直交する面は短辺面3であり「高圧下率面」となる。したがって、ビレットに圧延後も、分塊圧延前の鋼片の断面方向と相関がある偏析が残存するので、楕円破線で示す偏析の分布状況からビレットにおける「高圧下率面」を特定することができる。
前述の通り、製造後のビレット外表面における高圧下率面と低圧下率面との面積比率は同じになり、ビレット断面は高圧下率面と低圧下率面とで4等分される。このため、本発明で規定する「高圧下率面の面積率」(高圧下率面におけるスケール面積の割合)の値は、1/2をかければ「(ビレット)全面積率」(ビレット全面積におけるスケール面積の割合)に置き換えることができる。
すなわち、本発明において「高圧下率面の面積率70%以上」は「全面積率35%以上」と、「高圧下率面の面積率80%以上」は「全面積率40%以上」と、「高圧下率面の面積率90%以上」は「全面積率45%以上」と、それぞれ言い換えて規定することができる。
図2は、ビレット製造の分塊圧延プロセスにおける鋼片の断面形状が変化する状況を詳細に説明する図である。
図3は、分塊圧延後のビレットの全体構成を示す斜視図である。
図4は、ビレット断面マクロの写真観察結果の一例を示す図である。
図5は、デスケールを行わなかった場合に、供試材Aを用いたビレット表面の欠陥発生率と鋼片のスケール厚さとの関係を示す図である。
図6は、同様に供試材Bを用いたビレット表面の欠陥発生率と鋼片のスケール厚さとの関係を示す図である。
図7は、同様に供試材Cを用いたビレット表面の欠陥発生率と鋼片のスケール厚さとの関係を示す図である。
図8は、加熱炉の雰囲気における水蒸気量を変化させた場合の鋼片のスケール厚さと保持温度との関係を示す図である。
後述する実施例で示すように、高圧下率面が面積率70%以上のスケール層で被覆される場合に、手入れ率はデスケールを実施する比較例に比べ約50%削減できる。
本発明のFe−Cr合金ビレットでは、高圧下率面の面積率が高い程、ビレットの手入れ率が低くなる傾向にある。例えば、高圧下率面が面積率80%以上のスケール層で被覆されている場合に、手入れ率は比較例の約30%になり、同様に面積率90%以上のスケール層で被覆されている場合に、手入れ率は比較例の約20%になる。したがって、スケールが被覆する高圧下率面の面積率は、ビレット表面の欠陥発生率によく相関する。
本発明の製造方法では、鋼片の分塊圧延において、鋼片の加熱の際に発生したスケールを除去するために、高圧水デスケーラー等を用いてデスケールを実施しないことを特徴にしている。これは、前述したように、完全にスケールを除去する技術は確立さていないため、不完全に、または不均一にスケールが残存し、このスケールの押し込みや巻き込みによってスケール疵が発生するのを防止するためである。
本発明の製造方法では、分塊圧延は鋼片の高圧下率面または低圧下率面のいずれから開始するかを規定していないが、鋼片の高圧下率面から開始するのが望ましい。分塊圧延の1パス目を高圧下率面で圧延することによって、鋼片に形成されたスケールを高圧下率面に十分に圧着させることができるからである。
また、高圧下率面にスケールを圧着させる理由は、圧下率が大きい面に中途半端にスケールが残存する状態で押し込まれると、スケール疵になり易いからである。本発明において、スケールを面積率で70%以上で密着させると、それ以降の分塊圧延のプロセスではスケールが鋼片母材に押し込まれ難くなる。この傾向は、スケールが被覆する面積率が高くなるほど顕著になる。
本発明の製造方法では、鋼片に分塊圧延で欠陥になり難く、製造後のビレット表面において欠陥を生じ難い厚さ1000μm以上のスケールを生成させることを特徴にしている。このスケール厚さは、鋼片の加熱条件(雰囲気、加熱温度および保持時間)を調整することによって得ることができる。
図5〜図7は、デスケールを行わなかった場合におけるFe−Cr合金ビレット表面の欠陥発生率と鋼片のスケール厚さとの関係を示す図である。供試材として、表1に示す5〜17%Cr含有合金A、BおよびCを用い、図5は供試材Aによる関係を、図6は供試材Bによる関係を、図7は供試材Cによる関係をそれぞれ示している。
具体的な条件としては、供試材A、BおよびCを大気加熱炉で1200℃に加熱したときの保持時間を変化して、鋼片の高圧下率面および低圧下率面のスケール厚さを変化させたときのビレット表面の欠陥発生率を測定した。大気加熱炉で1200℃に加熱したのは、分塊圧延での変形抵抗を低減するのに適正な加熱温度であることによる。
また、ビレット表面の欠陥発生率の測定は、ビレット表面のスケールをショットブラストによって除去した後、漏洩磁束探傷法によって表面欠陥を検知し、欠陥発生率を(欠陥発生本数/全本数)の本数比で示した。
図5〜図7に示した結果から、スケールが厚くなるにしたがって欠陥発生率が減少することが分かる。高圧下率面のスケール厚さが1000μmになると欠陥発生率が35%以下となり、さらに1200μmになると欠陥発生率が25%以下となる。この結果は、後述する実施例で説明するように、従来法を再現した比較例に比べ、欠陥発生率は半減し、さらに1/3程度にまで低下している。
このことから、本発明では分塊圧延前において、鋼片のスケール厚さは1000μm以上必要であり、さらに1200μm以上にするのが望ましい。
詳細な機構は明確ではないが、ビレット表面の欠陥発生率を抑制しようとすると、分塊圧延で延伸したビレット表面をできるだけ大きい面積率のスケール層で被覆するため、ある程度のスケール量、すなわちスケール厚さを確保するのが有効であることが予測される。
図8は、加熱炉の雰囲気における水蒸気量を変化させた場合の鋼片のスケール厚さと保持温度との関係を示す図である。図中では、雰囲気ガスに含まれる水蒸気量を体積%で0%、2.5%、10%および20%に変動させた。
供試材として前記表1に示す13%Cr含有合金Bを用い、10%CO2−5%O2−Bal.N2を雰囲気ガスのベースとして、雰囲気ガスに含まれる水蒸気濃度を0〜20%の範囲で変動させた。このとき、鋼片を1200℃に加熱して保持時間を変化させて、鋼片に発生したスケール厚さを測定した。
スケール厚さの測定は、鋼片を1〜6時間の保持時間で酸化させた後、供試片を切り出して、ミクロ試料に加工して断面観察結果から行った。また、このときのスケール構造を表2に示す。
図8に示す結果から、水蒸気を含まない雰囲気で1000μm以上のスケールを得るには、およそ6時間の加熱が必要である。この水蒸気を含まない雰囲気は、大気雰囲気とほぼ同等である。
一方、雰囲気に水蒸気を2.5%以上含ませることによって、酸化速度を著しく速めることができる。1200μm以上のスケール厚さを効率的に得るには、水蒸気を2.5%以上含む雰囲気において鋼片を1200℃に加熱して2時間以上保持すればよい。
表2に示すように、スケール構造はいずれも、外層スケールと内層スケールの2層構造である。本発明において、外層スケールとは元の鋼片表面より外側に生成するスケールであり、内層スケールとは元の鋼片表面より内側に生成するスケールである。
水蒸気を2.5%以上含む雰囲気で形成されるスケールは、外層スケールがFe2O3、Fe3O4およびFeOからなり、内層スケールがFeCr2O4およびFeOからなる。これに対し、水蒸気を含まない雰囲気で形成されるスケールは、外層スケールがFe2O3およびFe3O4からなり、内層スケールがFeCr2O4およびFe3O4からなる。
スケール構造は、上記のいずれの形態でもよいが、よりスケール欠陥が発生し難いスケール構造としては、FeOが存在するものがよい。これは、FeO自体は変形能が高いため、大きな圧下を受けても割れ等の破壊を生じ難く、また鋼よりも高温硬度が低いため押し込み疵が発生し難いからである。
例えば、Fe2O3はほとんど変形性能がなく、また、Fe3O4は加熱温度が800℃以上で実験室的に極低速で引張り変形させた場合に伸びを生ずるが、圧延時の変形速度では対応できず、割れを生じ剥離することになる。これに対し、FeOは、圧延時の変形速度に追随して変形し、割れを生ずることがない。
FeOが存在する場合に、断面ミクロ観察したときの外層スケール中の厚さで30%以上とするのが望ましい。FeOの厚さは、断面ミクロ観察による色調やEPMAによるO2(酸素)のマッピングと、予めX線回析から全スケールの構造を同定しておくことによって測定できる。
さらに水蒸気濃度が20%を超えるようになると、スケール生成速度の上昇およびFeO比率を増加させる効果が徐々に飽和する。このため、加熱炉の炉壁等の損傷を考慮して、水蒸気濃度の上限は25%程度にするのが望ましい。
本発明において鋼片のスケール厚さを1000μm以上確保するには、鋼片の加熱温度は1200℃以上にするのが望ましい。また、加熱温度は、スケール生成のみならず、分塊圧延時の加工性の観点からも1200℃以上にするのが望ましい。一方、加熱温度の上限は、同様に設備の損傷等を考慮して、1300℃以下にするのが望ましい。
本発明において鋼片のスケール厚さを1000μm以上確保するには、鋼片の加熱温度を1200℃以上にする場合に、保持時間は2時間以上にするのが望ましい。
鋼片の分塊圧延は、第1および第2の2スタンドで行い、各々レバース圧延を実施した。なお、第1スタンドでの1パス目の圧延を、高圧下率面の圧下を行うか、低圧下率面の圧下を行うかで区分した。その後、第1スタンドで概ね短辺250mm×長辺400mmの断面形状まで圧下し、次いで第2スタンドで最終225φのビレットに仕上げ加工した。
ビレット製造後、表面スケールをショットブラストによって除去し、漏洩磁束探傷法によるNDI探傷装置で疵検査を実施した。ここで、対象としたのは、0.5mm以上の深さの疵とした。欠陥深さが0.5mm以上の疵は、そのまま無手入れで製管圧延した場合に鋼管の表面疵になるため、表面手入れが必要になるからである。欠陥長さに基準を設けなかったが、最終製品まで延伸されることを考慮して、多少の長さ、例えば数十mmの欠陥も対象とした。
欠陥発生率は(欠陥発生本数/全本数)の本数比率で評価した。最後にビレット表面をスケールが被覆する面積率を調査した。スケールの面積率の測定は、ビレットから1m毎に断面観察用のサンプルを高圧下率面から採取し、ミクロ観察によりスケール剥離長さを測定し、{(縦方向の平均スケール剥離長さ×横方向の平均スケール剥離長さ)/全面積}の面積率で評価した。スケールの面積率は、各ビレットにおける全サンプルの面積率の平均値を用いた。
このときの欠陥発生率とビレットの高圧下率面を被覆するスケール面積率を表3〜表5に示す。表3は5%Cr含有合金Aを供試材とした結果であり、表4は13%Cr含有合金Bを供試材とした結果であり、さらに、表5は17%Cr含有合金Cを供試材とした結果を示している。
(実施例1)では、いずれの供試材を用いた場合も、加熱炉出し直後の鋼片に形成されたスケール厚さは概ね1000μmであり、スケール構造は外層スケールがFe2O3およびFe3O4であり、内層スケールがFeCr2O4およびFe3O4であった。また、製造直後のビレット表面を被覆するスケールの厚さは150μm以上であった。
表3〜表5に示すように、比較例として分塊圧延でデスケールを実施した場合には、スケールの被覆は高圧下率面の面積率で45〜50%(全面積で22.5〜25%)であり、欠陥発生率もほぼ全数に近く、92〜98%の本数比率で表面手入れが必要であった。
これに対し、本発明例のうち1パス目に低圧下率面の圧延を実施したものは、スケール被覆は高圧下率面の面積率で70〜73%(全面積率で35〜36.5%)と高く、欠陥発生率は比較例に比べ半減し44〜47%であった。また、本発明例で1パス目に高圧下率面の圧延を実施したものは、スケール被覆は高圧下率面の面積率で80〜83%(全面積率で40〜41.5%)と高く、同時に欠陥発生率も、比較例に比べ約1/3となり32〜35%まで低減した。
表3〜表5に示す結果から、スケール被覆が高圧下率面の面積率で70%(全面積率で35%)程度であれば、欠陥発生率がデスケールを実施した比較例に比べ約50%に低減し、さらにスケール被覆が高圧下率面の面積率で80%(全面積率で40%)程度であれば、欠陥発生率が比較例に比べ1/3程度にまで低減できることが分かる。
これは、詳細なメカニズムはについては不明な点もあるが、スケールを全面に近い一定の面積率以上密着させることにより、押し込みや巻き込みの原因となる不均一なスケールの発生を抑制できるためと推測される。
加熱後の分塊圧延の条件、ビレット製造後の欠陥発生率およびスケールが被覆する面積率の測定条件は(実施例1)の場合と同様とし、加熱雰囲気がビレットの欠陥発生率に及ぼす影響について調査した。調査結果を表6〜表8に示す。
調査結果のうち、表6は5%Cr含有合金Aを供試材とした場合であり、表7は13%Cr含有合金Bを供試材とした場合であり、さらに、表8は17%Cr含有合金Cを供試材とした場合を示している。(実施例2)においていずれの供試材を用いた場合も、ビレット表面を被覆するスケールの厚さは150μm以上であった。
表6〜表8に示すように、本発明例では、雰囲気中の水蒸気濃度が増加するのにともなって、スケールが被覆する高圧下率面の面積率が増加すると同時に、ビレットの欠陥発生率が低下することがわかる。これは、水蒸気分が増加することにより、鋼片にスケールが厚く生成すると同時に、分塊圧延時に母材に押し込まれ難いFeOがより多く生成するためである。
各供試材を用いた本発明例のうち、試験No.A8〜9、B8〜9、C8〜9に示すように、分塊圧延前の鋼片を濃度10%以上の水蒸気を含む雰囲気で、1200℃以上の加熱温度で2時間以上保持してスケールを生成することにより、一層、スケールが被覆する高圧下率面の面積率を93%以上と増加すると同時に、ビレットの欠陥発生率を22%以下に低減できる。
産業上の利用の可能性
本発明のFe−Cr合金ビレットの製造方法によれば、鋼片の高圧下率面を大きな面積率のスケール層で被覆して分塊圧延を行うので、スケールの押し込みや巻き込みを低減できる。これにより、Fe−Cr合金の鋼片から継目無鋼管用ビレットを製造する場合に、製管前の表面手入れを大幅に削減できる。
したがって、このFe−Cr合金ビレットを継目無鋼管の製管に採用すれば、比較的難加工なFe−Cr合金鋼管であっても低廉な製造コストで、かつ効率的に製造することができるので、熱間継目無鋼管の製造分野で広く適用することができる。
Claims (7)
- 高圧下率面において面積率70%以上でスケール層が被覆していることを特徴とするFe−Cr合金ビレット。
- 高圧下率面において面積率80%以上でスケール層が被覆していることを特徴とするFe−Cr合金ビレット。
- 高圧下率面において面積率90%以上でスケール層が被覆していることを特徴とするFe−Cr合金ビレット。
- 鋼片を分塊圧延しビレットを製造するFe−Cr合金ビレットの製造方法において、鋼片のデスケールを実施しないで分塊圧延をすることを特徴とするFe−Cr合金ビレットの製造方法。
- 鋼片を分塊圧延しビレットを製造するFe−Cr合金ビレットの製造方法において、鋼片に厚さ1000μm以上のスケールを生成したのち、デスケールを実施しないで分塊圧延をすることを特徴とするFe−Cr合金ビレットの製造方法。
- 鋼片を分塊圧延しビレットを製造するFe−Cr合金ビレットの製造方法において、鋼片に厚さ1000μm以上のスケールを生成したのち、デスケールを実施しないで前記鋼片の高圧下率面を最初に圧下することを特徴とするFe−Cr合金ビレットの製造方法。
- 請求項5または6に記載のビレット製造方法において、前記鋼片を2.5体積%以上の水蒸気を含む雰囲気で、1200℃以上の加熱温度で2時間以上保持してスケールを生成することを特徴とするFe−Cr合金ビレットの製造方法。
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