WO2006106802A1 - 継目無管の製造方法 - Google Patents

継目無管の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2006106802A1
WO2006106802A1 PCT/JP2006/306619 JP2006306619W WO2006106802A1 WO 2006106802 A1 WO2006106802 A1 WO 2006106802A1 JP 2006306619 W JP2006306619 W JP 2006306619W WO 2006106802 A1 WO2006106802 A1 WO 2006106802A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
billet
piercing
rolling
seamless pipe
producing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2006/306619
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kenichi Sasaki
Nobutoshi Murao
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP2007512833A priority Critical patent/JP4702364B2/ja
Priority to CN2006800102225A priority patent/CN101151108B/zh
Priority to BRPI0609500-3A priority patent/BRPI0609500B1/pt
Publication of WO2006106802A1 publication Critical patent/WO2006106802A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B19/00—Tube-rolling by rollers arranged outside the work and having their axes not perpendicular to the axis of the work
    • B21B19/02—Tube-rolling by rollers arranged outside the work and having their axes not perpendicular to the axis of the work the axes of the rollers being arranged essentially diagonally to the axis of the work, e.g. "cross" tube-rolling ; Diescher mills, Stiefel disc piercers or Stiefel rotary piercers
    • B21B19/04—Rolling basic material of solid, i.e. non-hollow, structure; Piercing, e.g. rotary piercing mills
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/20—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with copper

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a seamless pipe including a piercing-rolling process, and more particularly to a method for manufacturing a seamless pipe that does not generate internal flaws using a piercing-rolling method.
  • Oil wells and gas wells have been actively developed in response to rising energy demand for crude oil and natural gas.
  • both oil wells and gas wells have shifted from onshore to the seabed, and the environment in which oil wells and gas wells exist as well as in oil wells and gas wells has become harsh.
  • Line pipes for transporting crude oil and natural gas from oil wells and gas wells have to be increased in diameter and thickness in consideration of the installation environment including operability for mass transport and pressure resistance in the deep sea. There is a tendency for oriented design. In addition, not only the surface strength of steel materials, but also the strength, especially toughness at low temperatures, and weldability is required from the viewpoint of layability.
  • the steel component composition and steel structure are adjusted by reducing the amount of impurity elements such as P and S and controlling the form of inclusions by adding Ca.
  • the amount of the axial center crack of the billet can be easily grasped by collecting a billet cross-section sample and investigating and measuring it. Also, if the axial center crack is large, it is a product Many methods have been reported to prevent wrinkles from forming on the inner surface of the pipe by suppressing the cracking of the billet shaft center because wrinkles are likely to occur on the inner surface of the pipe.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-327234 discloses a temperature difference (DF) between a transformation temperature from a liquid phase to ⁇ ferrite and a transformation temperature from ⁇ ferrite to ⁇ austenite calculated based on the steel component composition.
  • DF temperature difference
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and the problem is that, even with a steel piece having a steel composition in which the ferrite temperature range becomes higher than 150 ° C, it is obtained by piercing and rolling. It is an object of the present invention to provide a seamless pipe manufacturing method capable of manufacturing a high quality seamless pipe without causing defects on the inner surface of the pipe at low cost.
  • the present inventors have taken into consideration the conventional problems and appropriately combined the billet forging conditions and the piercing-rolling conditions to prevent the occurrence of piercing-rolling defects and inner surface flaws.
  • the present inventors have studied the production of seamless pipes that can be prevented in advance and that can improve the production yield, and have obtained the following knowledge (a) to (e) to complete the present invention.
  • the present invention has been completed based on the above findings, and the gist of the present invention is a seamless pipe manufacturing method shown in the following (1) to (3).
  • a seamless pipe manufacturing method including a piercing-rolling process, wherein the billet diameter is R (m), the billet axial crack length is r (m), and the billet is used as a rolling roll. Drilling and rolling is performed so that the relationship expressed by the following formulas (1) to (3) is satisfied at the same time, where N is 2 times the amount of billet rotation from contact until reaching the drilling plug.
  • the seamless tube contains, by mass 0/0, C:. 0.02 ⁇ 0 15%, Si: 0.05 ⁇ 0.4%, Mn:. 0 3 ⁇ 2.0%, and as impurities P: 0.03% And S: not more than 0.03%, Cu: 0.05-0.4%, Cr: 0.05-0.6%, Ni: 0.05-0.8% and Mo: 0.03-0.5%
  • r / R ⁇ (8 + W) X (DFXVcXR 2 )-(16 / R) ⁇ / 1000 (4)
  • N 2 X L / (Vs / EL) X Brps (5)
  • W is the specific water volume during billet fabrication (LZkg—steel)
  • Vc is the billet fabrication speed (mZmin)
  • DF is the flight temperature range (° C)
  • L is the position where the billet contacts the mill roll.
  • the force is also the distance to the tip of the perforated plug (m)
  • Vs is the longitudinal travel speed of the perforated shell (mZs)
  • EL is the perforation ratio (one)
  • Brps is the billet speed (times Zs).
  • FIG. 1 is a diagram showing an appropriate range of the relationship between the billet axial center cracking ratio due to forging and the number of billet rotational forgings during piercing and rolling.
  • the method of the present invention is a method for producing a seamless pipe including a piercing-rolling process, and the axial center crack rate (r) determined from the billet diameter and the billet axial crack length (r / R) and the number of rotational forgings (N) received between the billet contacting the rolling roll and reaching the force drilling plug simultaneously satisfy the relationship expressed by the above formulas (1) to (3). It is a seamless pipe manufacturing method that adjusts within the range.
  • the method for producing a seamless pipe of the present invention will be described in more detail.
  • the billet axial crack ratio is defined by the value (rZR) obtained by dividing the billet axial crack length (r) by the billet diameter (R).
  • the maximum crack length is used as the shaft center crack length.
  • the axial center portion cracking ratio may be obtained by cutting the billet each time and dividing the actually measured axial center portion cracking length by the billet diameter on the cross section. In doing so, it is convenient to use the estimation formula described according to the operating conditions of continuous fabrication.
  • the present inventors have collected samples from a large number of billets and investigated the relationship between the billet forging conditions and the axial center crack rate, and the axial center crack rate (r / R) is as follows: We found that it was expressed by the formula.
  • r / R ⁇ (8 + W) X (DF XVc XR 2 )-(16 / R) ⁇ / 1000 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ (4)
  • rZR is the crack rate of the shaft center (one)
  • r is the billet shaft crack length (m)
  • R is the diameter of the billet (m)
  • W is the specific water volume during billet forging (LZkg—steel )
  • Vc is the billet fabrication speed (mZmin)
  • DF is the flight temperature range (° C).
  • the ferrite temperature range (DF) means the temperature difference between the transformation temperature from the liquid phase to ⁇ ferrite and the transformation temperature from ⁇ ferrite to ⁇ austenite, as described above. — As disclosed in Japanese Patent Publication No. 327234, it can be calculated using the following formulas (6) to (8).
  • the number of rotation forgings is the number of rotation forgings that the billet receives from the time when the billet contacts the rolling roll until it reaches the drilling bracket, as described above, and has two inclined rolls around the pass line. In the case of a two-roll type piercing and rolling mill, this is twice the amount of billet rotation. Although it is practical to use the value actually measured each time, it is estimated by the following equation (5).
  • N 2 X L / (Vs / EL) X Brps ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ (5)
  • N is the number of rotation forgings (times)
  • L is the positional force at which the billet contacts the rolling roll
  • ⁇ is the average drilling efficiency (one)
  • EL is the punch ratio (one)
  • Brps is the billet speed (times Zs) It is.
  • FIG. 1 is an arrangement of the appropriate range of the relationship between the cracking rate of the billet shaft center due to forging and the number of billet rotational forgings during piercing and rolling, based on the results of the forging and piercing and rolling tests described below.
  • the C content is contained for the purpose of ensuring the strength of the seamless pipe. If the content is less than 0.02%, it is difficult to secure the necessary strength. On the other hand, if the content exceeds 0.15%, cracking is likely to occur during welding.
  • the C content is preferably in the range of 0.02 to 0.15%. A more preferable range of the C content is 0.03 to 0.10%.
  • the Si is an element having a deoxidizing action of molten steel and an action of improving the strength, and in order to obtain the effect, the content is preferably 0.05% or more. However, if the content exceeds 0.4%, the amount of inclusions increases, and the cleanliness of the steel decreases and the toughness may decrease. Therefore, the Si content is preferably in the range of 0.05 to 0.4%.
  • Mn is an element having a deoxidizing action and an action of improving the strength without degrading the toughness of the steel. In order to obtain the effect, it is preferable to contain 0.3% or more. However, if the content exceeds 2.0%, the amount of inclusions increases and the cleanliness of the steel may decrease. For the above reasons, the Mn content is in the range of 0.3 to 2.0%. It is preferable to do. A more preferable range of the Mn content is 0.5 to 1.8%.
  • P is an impurity element in the steel, and prays to the grain boundaries to cause toughness reduction and adversely affects hot workability. Therefore, its content is preferably 0.030% or less. The lower the P content, the better.
  • S is also an impurity element in the steel, and it is preferable to make the content of 0.030% or less because it impairs toughness by praying to the grain boundaries and adversely affects hot workability. The lower the S content, the better.
  • Cu is an element having an effect of increasing the strength of steel. It may or may not be contained, but the effect can be obtained by adding 0.05% or more. However, if the content exceeds 0.4%, the occurrence of flaws on the outer surface of the tube during Mannesmann drilling increases. For the above reasons, the content range when Cu is contained is set to 0.05 to 0.4%.
  • Cr is an element having an effect of increasing the strength of steel.
  • the effect that may or may not be contained By containing 0.05% or more of the force, the effect can be obtained.
  • Cr improves the hardenability of the steel, so if its content exceeds 0.6%, cracking occurs during welding. For the above reason, the range of the content when Cr is contained is set to 0.05 to 0.6%.
  • Ni is an element having an effect of increasing the strength of steel. Although it may or may not be contained, the effect can be obtained by setting the content to 0.05% or more. However, if its content exceeds 0.8%, the hot workability of steel deteriorates and the cost increases. For the above reasons, the content range when Ni is included is set to 0.05 to 0.8%. [0046] Mo: 0.03 to 0.5%
  • Mo is an element having an effect of increasing the strength of steel.
  • the effect may or may not be contained. By containing 0.03% or more, the effect can be obtained.
  • Mo has the effect of improving the hardenability of the steel, so if its content exceeds 0.5%, it will crack during welding. For the above reasons, the range of the content when Mo is contained is set to 0.03 to 0.5%.
  • test steels having the chemical composition and ferrite temperature range shown in Table 1, continuous forging was performed under the forging conditions shown in Table 2, and round billets were produced.
  • the presence or absence of internal rashes was determined as follows. That is, when the inner surface of the pipe is visually inspected and one or more rashes are detected per billet, it is determined that ⁇ rash occurs '' and if it is less than that, ⁇ no rash occurs '' is determined. did.
  • Test Nos. 1, 2, 4, 6, 8, 9, 11 to 13 and 16 to 18 are tests for examples of the present invention that satisfy the scope of the present invention.
  • Nos. 7, 10, 14, 15, and 19 are all tests according to comparative examples that do not satisfy the scope of the present invention.
  • the inner surface is free from both piercing and rolling defects and tube rashes.
  • one or more of Cu, Cr, Ni and Mo may be contained, and a high-strength seamless pipe having a tensile strength of 53 IMPa or more was obtained.
  • the inner surface of the tube was frayed and the inner surface quality was poor.
  • the billet shaft crack portion depending on the billet forging conditions and the combination of the piercing and rolling conditions in the piercing and rolling process are optimized. This prevents the occurrence of piercing and rolling defects and the occurrence of internal flaws on the pipe.
  • the production yield of pipe products can be greatly improved. Therefore, the present invention is a technique that can be widely applied in the field of seamless pipe manufacturing, which requires optimum production conditions for the double-sided force of billet continuous forging conditions and billet piercing and rolling conditions.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

　穿孔圧延工程を含む継目無管の製造方法であって、ビレットの直径をR(m)、ビレットの軸心部割れ長さをr(m)、前記ビレットが圧延ロールに接触してから穿孔プラグに達するまでの間におけるビレットの回転量の２倍をNとしたとき、下記の(1)～(3)式の関係を同時に満足するように穿孔圧延する内面疵を低減した継目無管の製造方法である。0≦r/R≦0.13・・(1)、r/R≧－0.13N＋0.13・・(2)、r/R≦－0.065N＋0.39・・・(3)　これにより、フェライト温度範囲の広い鋳片であっても、穿孔圧延不良および管の内面疵を発生させずに、高品質の継目無管を安価に製造できる。

Description

明 細 書
継目無管の製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、穿孔圧延工程を含む継目無管の製造方法に関し、さらに詳しくは、穿 孔圧延法を用いて内面疵の発生しない継目無管を製造する方法に関する。
背景技術
[0002] 原油、天然ガスなどのエネルギー需要の高まりを受け、油井およびガス井の開発が 盛んに進められている。し力も、近年は、油井およびガス井ともに、陸上から海底へと 移行し、油井内およびガス井内環境はもちろんのこと、油井およびガス井の存在環境 が過酷ィ匕してきている。
[0003] 油井やガス井から原油や天然ガスを輸送するラインパイプは、大量輸送のための 操業性および深海での耐圧性を含めた敷設環境を考慮して、大径化および厚肉化 を指向した設計が行われる傾向にある。そして、鋼材特性の面力もは、強度はもちろ んのこと、特に低温における靱性が、また、敷設性の面からは、溶接性が要求される
[0004] 上記の特性のうち、溶接性を確保するためには、 C含有率を低下させることが有効 であり、それに基づいて他の合金元素を組み合わせて強度の最適化を図る。また、 靱性を確保するためには、 P、 Sなどの不純物元素の低減、さらに、 Caの添加などに よる介在物の形態制御を行うことにより、鋼成分組成および鋼組織を調整する。
[0005] 一方、その製造プロセスとしては、連続铸造によりビレットを製造し、これを穿孔圧延 するプロセスを採用する場合が多い。上記の連続铸造においては、铸片の外周部か ら中心部に向力つて凝固が進行するため、铸片の中心部近傍では、センターポロシ ティ、軸心部割れ、中心偏析などの欠陥が発生しやすい。また、前記のように溶接性 を確保するために C含有率を低下させることから、凝固初期における δフェライト相か ら γオーステナイト相への相変態による体積収縮に起因する割れが一層拡大する。
[0006] ビレットの軸心部割れ量は、ビレット断面サンプルを採取して調査、測定することに より容易に把握することができる。また、軸心部割れが大きい場合には、製品である 管の内面に疵が発生しやすいことから、ビレットの軸心部割れを抑制することにより管 の内面に疵が発生しな 、ようにする方法が多数報告されて 、る。
[0007] 例えば、特開 2002— 327234号公報には、鋼成分組成に基づき計算される液相 から δフェライトへの変態温度と、 δフェライトから γオーステナイトへの変態温度との 温度差 (DF) (以下、「フェライト温度範囲 (DF)」とも称する）を 150°C以下とすること により、ビレット中央部におけるポロシティなどの欠陥の発生を抑制し、連続铸造を行 つたままで穿孔圧延しても内面欠陥の少な 、継目無管を安価に製造できる丸ビレット 、およびその製管方法が開示されている。
[0008] し力しながら、需要家から要求される様々な機械的特性値を全て満足させるために は、例えば、上記 DFの値が 150°Cを超えて高くなる成分組成を有する铸片を用いて 製管せざるを得ない場合も生じる。さらには、連続铸造したままでセンターポロシティ を有する丸ビレットを穿孔圧延しなければならない場合も発生する。
[0009] 上述のとおり、フェライト温度範囲（DF)が 150°Cを超えて高くなる鋼組成を有する 铸片であっても、穿孔圧延による内面欠陥の発生をなくし、品質の良好な継目無管 を製造するためには、なお、解決されねばならない問題が残されている。
発明の開示
[0010] 本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その課題は、フェライト温度範 囲が 150°Cを超えて高くなる鋼組成を有する铸片であっても、穿孔圧延により管の内 面に欠陥を発生することなぐ品質の良好な継目無管を安価に製造することのできる 継目無管の製造方法を提供することにある。
[0011] 本発明者らは、上述の課題を解決するために、従来の問題点を踏まえて、ビレット の铸造条件および穿孔圧延条件を適切に組み合わせることにより、穿孔圧延不良や 内面疵の発生を予め防止できるとともに、製造歩留まりを向上できる継目無管の製造 につ 、て検討を行 、、下記の（a)〜（e)の知見を得て、本発明を完成させた。
[0012] (a)ビレットが圧延ロールに接触して力も穿孔プラグに達するまでにビレットが受け る回転鍛造回数 (2ロール型穿孔圧延機の場合は、ビレットの回転量の 2倍)が多い ほど、ビレットが穿孔プラグに達するまでの変形が大きぐ管内面に疵（内面かぶれ疵 )が発生しやすい。 [0013] (b)ビレットが圧延ロールに接触して力も穿孔プラグに達するまでのビレットの回転 量が少ないほど、内面かぶれ疵の発生を抑制できる力 その反面、圧延ロールへの ビレットの嚙み込み性の低下に起因する嚙み込み不良の問題が発生するおそれが ある。
[0014] (c)ビレットの軸心部割れ率が大きい場合は、ビレットに穿孔圧延のための十分な 起点が存在することになるので、穿孔圧延機での回転鍛造回数を少なく設定しても、 ビレットの嚙み込み性は良好である。逆に、回転鍛造回数を多く設定すると、内面か ぶれ疵が発生しやすくなる。
[0015] (d)ビレットの軸心部割れ率が小さい場合は、ビレットに穿孔圧延のための十分な 起点が存在しないことになるため、回転鍛造回数を少なく設定すると、ビレットの嚙み 込み性が悪化しやすい。逆に、回転鍛造回数を多く設定しても、内面かぶれ疵は発 生しにくい。
[0016] (e)上記の（a)〜（d)を考慮して、穿孔圧延機への嚙み込み性を確保し、かつ内面 かぶれ疵を発生させずに継目無管を製造するための、回転鍛造回数 (N)とビレット の軸心部割れ率 (rZR) (ビレットの軸心部割れ長さ r (m)をビレットの直径を R (m)に より除した値)との関係の適正範囲を求めると、下記（1)〜（3)式を同時に満たす範 囲となる。
0≤r/R≤0. 13 · ' · · (1)
r/R≥-0. 13N + 0. 13 ·…（2)
r/R≤—0. 065N + 0. 39 · · · (3)
[0017] 本発明は、上記の知見に基づいて完成されたものであり、その要旨は、下記の（1) 〜（3)に示す継目無管の製造方法にある。
[0018] (1)穿孔圧延工程を含む継目無管の製造方法であって、ビレットの直径を R (m)、 ビレットの軸心部割れ長さを r (m)、前記ビレットが圧延ロールに接触してから穿孔プ ラグに達するまでの間におけるビレットの回転量の 2倍を Nとしたとき、下記の（1)〜（ 3)式で表される関係を同時に満足するように穿孔圧延することを特徴とする内面疵 を低減した継目無管の製造方法。
[0019] 0≤r/R≤0. 13 · · · · (!) r/R≥-0. 13N + 0. 13 ·…（2)
r/R≤—0.065N + 0. 39 ··· (3)
[0020] (2)前記継目無管が、質量0 /0で、 C:0.02〜0. 15%、 Si:0.05〜0.4%、 Mn:0 . 3〜2.0%、ならびに不純物として P:0.03%以下および S:0.03%以下を含有し 、さらに、 Cu:0.05〜0.4%、 Cr:0.05〜0.6%、 Ni:0.05〜0. 8%および Mo: 0.03〜0. 5%のうちの 1種以上を含み、残部が Feおよび不純物からなることを特徴 とする前記（1)に記載の内面疵を低減した継目無管の製造方法。
[0021] (3)前記ビレットの軸心部割れ長さ rとビレットの直径 Rとの比である (rZR)を下記（ 4)式により、また、前記ビレットが圧延ロールに接触して力も穿孔プラグに達するまで の間におけるビレットの回転量の 2倍である Nを下記（5)式により推定することを特徴 とする前記（1)または（2)に記載の継目無管の製造方法。
r/R={(8+W)X(DFXVcXR2)-(16/R)}/1000 · · · · (4)
N = 2 X L/ (Vs/EL) X Brps · · · · (5)
ここで、 Wはビレットの铸造時における比水量 (LZkg—鋼）、 Vcはビレットの铸造 速度 (mZmin)、 DFはフ ライト温度範囲 (°C)、 Lはビレットが圧延ロールに接触す る位置力も穿孔プラグの先端までの距離 (m)、 Vsは穿孔シェルの長手方向の進行 速度 (mZs)、 ELは穿孔比（一）、そして、 Brpsはビレットの回転数（回 Zs)をそれぞ れ表す。
図面の簡単な説明
[0022] 図 1は、铸造によるビレットの軸心部割れ率と穿孔圧延時におけるビレットの回転鍛 造回数との関係の適正範囲を示す図である。
発明を実施するための最良の形態
[0023] 本発明の方法は、前記のとおり、穿孔圧延工程を含む継目無管の製造方法であつ て、ビレットの直径およびビレットの軸心部割れ長さから求められる軸心部割れ率 (r /R)とビレットが圧延ロールに接触して力 穿孔プラグに達するまでの間に受ける回 転鍛造回数 (N)とを、前記（1)〜（3)式で表される関係を同時に満足する範囲内に 調整する継目無管の製造方法である。以下に、本発明の継目無管の製造方法につ いてさらに詳しく説明する。 [0024] 1)ビレットの軸心部割れ率
ビレットの軸心部割れ率は、前記のとおり、ビレットの軸心部割れ長さ (r)をビレット の直径 (R)により除した値 (rZR)により定義する。ここで、ビレットの軸心部に複数の 軸心部割れが存在する場合には、そのうちの最大割れ長さを軸心部割れ長さとして 用いる。
[0025] 軸心部割れ率は、その都度、ビレットを切断し、その横断面にぉ 、て実測した軸心 部割れ長さをビレットの直径により除して求めてもよいが、操業予測を行う上では、連 続铸造の操業条件により記述した推算式を用いるのが便利である。
[0026] 本発明者らは、多数のビレットからサンプルを採取してビレットの铸造条件と軸心部 割れ率との関係を調査し、軸心部割れ率 (r/R)が下記 (4)式により表されることを見 出した。
[0027] r/R= {(8+W) X (DF XVc XR2)-(16/R)}/1000 · · · · (4)
ここで、 rZRは軸心部割れ率（一）、 rはビレットの軸心部割れ長さ（m)、 Rはビレット の直径 (m)、 Wはビレットの铸造時における比水量 (LZkg—鋼）、 Vcはビレットの铸 造速度 (mZmin)、そして、 DFはフ ライト温度範囲 (°C)をそれぞれ表す。
[0028] なお、フェライト温度範囲（DF)は、前記のとおり、液相から δフェライトへの変態温 度と δフェライトから γオーステナイトへの変態温度との温度差を意味し、例えば、特 開 2002— 327234号公報〖こ開示されたように下記（6)〜（8)式を用いて計算するこ とがでさる。
[0029] DF=TL 6 -Τ δ γ · · · · (6)
TL δ = 100000/(55.25 + 2.35C + 0.37Si+0.16Mn+ 1.01P + 1.15S + 0.18Cu+0. 04Cr+0.13Ni+0.12Mo) … ·（7)
Τ δ γ = 100000/(60.06-4.51C + 3.84Si-0.19Mn+0.98P + 0.25S- 1.49Cu+ l .01Cr- 1.34Ni+0.55Mo) … ·（8)
ここで、上記（7)および (8)式中の元素記号は、鋼中における各元素の含有率 (質 量％)を表す。
[0030] 上記 (4)式および (6)〜（8)式によれば、軸心部割れ率 (r/R)を低下させるため には、铸造操業を阻害したりビレットの外面疵を発生させない範囲内において、铸造 時の比水量を低下させるか、または铸造速度を低下させるなどして操作諸元を選択 することが効果的であることがわかる。また、フェライト温度範囲以外の鋼品質を害し ない範囲において C、 Mn、 Cuおよび Niといった鋼成分の含有率を上昇させることに より、フェライト温度範囲を縮小させることも有効である。
[0031] 2)回転鍛造回数
回転鍛造回数 (N)は、前記のとおりビレットが圧延ロールに接触してから穿孔ブラ グに達するまでにビレットが受ける回転鍛造回数であり、パスラインの周りに 2個の傾 斜ロールを備えた 2ロール型穿孔圧延機の場合は、ビレットの回転量の 2倍となる。そ の都度実測された値を用いてもょ 、が、下記（5)式により推算するのが実用的である
[0032] N= 2 X L/ (Vs/EL) X Brps · · · · (5)
ここで、 Nは回転鍛造回数（回）、 Lはビレットが圧延ロールに接触する位置力 穿 孔プラグの先端までの距離 (m)、 Vsは穿孔シェルの長手方向の進行速度 (mZs) ( =ロールの周速度 X sin ( ) X )、 は圧延ロールの傾斜角（度）、 ηは平均穿孔 効率（一）、 ELは穿孔比（一）、そして、 Brpsはビレットの回転数（回 Zs)である。
[0033] 上記（5)式から、回転鍛造回数 (N)を減少させるためには、ビレットが圧延ロール に接触する位置力 穿孔プラグの先端までの距離を小さくする力 または圧延ロール の傾斜角を大きくするなどの方法が有効なことがわかる。
[0034] 3)回転鍛造回数と軸心部割れ率との関係の適正範囲
内面疵の発生および穿孔圧延機へのビレットの嚙み込み性におよぼす回転鍛造 回数および軸心部割れ率の効果につ!、ては、前記 (a)〜（d)の知見に述べたとおり である。これらを考慮して、穿孔圧延機への嚙み込み性を確保し、かつ内面かぶれ 疵を発生させずに継目無管を製造するための、回転鍛造回数とビレットの軸心部割 れ率との関係の適正範囲を後述する铸造試験および穿孔圧延試験により求めた。
[0035] 図 1は、後述する铸造試験および穿孔圧延試験の結果に基づき、铸造によるビレツ トの軸心部割れ率と穿孔圧延時におけるビレットの回転鍛造回数との関係の適正範 囲を整理して示した図である。同図において、直線 ABは、 rZR=0. 13により表され る直線を、直線 ADは、 r/R= -0. 13N + 0. 13により表される直線を、そして、直 線 BCは、 rZR=—0. 065N + 0. 39により表される直線を、それぞれ表す。
[0036] 同図の結果によれば、前記（1)式の関係または前記（3)式の関係を満足しない条 件の場合には、穿孔圧延機への嚙み込み不良などに基づく穿孔圧延の不良は発生 しないものの、図中の國印により示されるとおり、管に内面かぶれ疵が発生している。 また、前記（2)式の関係を満足しない条件の場合には、図中の X印により示されると おり、穿孔圧延の不良が発生する。これに対して、前記（1)〜（3)式により表される関 係を全て満足する条件の場合は、図中の〇印により示されるとおり、穿孔圧延の不良 および管の内面かぶれ疵ともに発生することはなぐ良好な製品が得られている。
[0037] 4)鋼成分組成の好ましい範囲
本発明における鋼成分組成の好ま 、範囲およびその理由につ 、て下記に説明 する。
[0038] C : 0. 02〜0. 15%
Cは、継目無管の強度を確保する目的で含有させる。その含有率が 0. 02%未満 では必要な強度を確保することが難しい。一方、含有率が 0. 15%を超えて高くなる と、溶接施工時に割れが発生しやすくなる。上記の理由から、 C含有率は 0. 02〜0. 15%の範囲とすることが好ましい。なお、 C含有率のさらに好ましい範囲は、 0. 03〜 0. 10%である。
[0039] Si: 0. 05〜0. 4%
Siは、溶鋼の脱酸作用を有するほか、強度を向上させる作用を有する元素であり、 その効果を得るためには 0. 05%以上の含有率とすることが好ましい。しかし、その含 有率が 0. 4%を超えて高くなると介在物量が増加し、鋼の清浄度が低下するとともに 、靱性が低下するおそれがある。したがって、 Si含有率は 0. 05〜0. 4%の範囲とす ることが好ましい。
[0040] Mn: 0. 3〜2. 0%
Mnは、脱酸作用を有するとともに、鋼の靱性を劣化させることなく強度を向上させ る作用を有する元素であり、その効果を得るには 0. 3%以上を含有させることが好ま しい。しかし、その含有率が 2. 0%を超えて高くなると介在物量が増加し、鋼の清浄 度が低下するおそれがある。上記の理由から、 Mn含有率は 0. 3〜2. 0%の範囲と することが好ましい。なお、 Mn含有率のさらに好ましい範囲は、 0. 5〜1. 8%である
[0041] P : 0. 030%以下
Pは、鋼中の不純物元素であり、粒界に偏祈して靭性低下をもたらすとともに、熱間 加工性に悪影響をおよぼすため、その含有率は 0. 030%以下とすることが好ましい 。なお、 P含有率は低ければ低いほど好ましい。
[0042] S : 0. 030%以下
Sも、鋼中の不純物元素であり、粒界に偏祈して靭性低下をもたらすとともに、熱間 加工性に悪影響をおよぼすため、その含有率は 0. 030%以下とすることが好ましい 。なお、 S含有率は低ければ低いほど好ましい。
[0043] Cu: 0. 05〜0. 4%
Cuは、鋼の強度を高める作用を有する元素である。含有させても含有させなくても よいが、 0. 05%以上を含有させることにより、その効果を得ることができる。しかし、 その含有率が 0. 4%を超えて高くなるとマンネスマン穿孔時における管の外面疵の 発生が増加する。上記の理由から、 Cuを含有させる場合の含有率の範囲を 0. 05〜 0. 4%とした。
[0044] Cr: 0. 05〜0. 6%
Crは、鋼の強度を高める作用を有する元素である。含有させてもさせなくてもよい 力 0. 05%以上を含有させることにより、その効果を得ることができる。しかし、 Crは 鋼の焼入れ性も向上させることから、その含有率が 0. 6%を超えて高くなると溶接施 ェ時の割れが発生する。上記の理由から、 Crを含有させる場合の含有率の範囲を 0 . 05〜0. 6%とした。
[0045] Ni: 0. 05〜0. 8%
Niは、鋼の強度を上昇させる効果を有する元素である。含有させてもさせなくてもよ いが、含有率を 0. 05%以上とすることにより、その効果を得ることができる。しかし、 その含有率が 0. 8%を超えて高くなると鋼の熱間加工性が悪ィ匕し、また、コストも上 昇する。上記の理由から、 Niを含有させる場合の含有率の範囲を 0. 05〜0. 8%と した。 [0046] Mo : 0. 03〜0. 5%
Moは、鋼の強度を高める作用を有する元素である。含有させてもさせなくてもよい 力 0. 03%以上を含有させることにより、その効果を得ることができる。しかし、 Moは 鋼の焼入れ性も向上させる作用を有することから、その含有率が 0. 5%を超えて高く なると溶接施工時の割れを発生する。上記の理由から、 Moを含有させる場合の含有 率の範囲を 0. 03〜0. 5%とした。
[0047] (実施例）
本発明の継目無管の製造方法の効果を確認するため、下記の試験を行ってその 結果を評価した。
表 1に示す化学成分組成およびフェライト温度範囲を有する供試鋼を用い、表 2〖こ 示す铸造条件により連続铸造を行 ヽ、丸ビレットを製造した。
[0048] [表 1]
表 1¾004
Figure imgf000012_0001
f
Figure imgf000013_0001
良が発生した場合を X印により、それぞれ区別して評価した。
[0052] なお、内面かぶれ疵の発生の有無は、下記のとおり判定した。すなわち、管内面を 目視により検査し、ビレット 1本当たり 1箇所以上のかぶれ疵が検出された場合を、「 かぶれ疵発生」と判定し、それ以下の場合を、「かぶれ疵発生なし」と判定した。
[0053] また、穿孔圧延不良の発生の有無につ!、ては、穿孔圧延機に嚙み込まず、穿孔圧 延に失敗した場合を「穿孔圧延不良発生」と判定し、それ以外の場合を「穿孔圧延不 良発生なし」と判定した。
[0054] 試験番号 1、 2、 4、 6、 8、 9、 11〜13ぉょび16〜18は、本発明の範囲を満足する 本発明例についての試験であり、試験番号 3、 5、 7、 10、 14、 15および 19は、本発 明の範囲を満足しな 、比較例にっ 、ての試験である。
[0055] 試験番号 1、 2、 4、 6、 8、 9、 11〜13ぉょび16〜18では、いずれの試験において も、穿孔圧延不良および管の内面かぶれ疵ともに発生することはなぐ内面品質の良 好な継目無管を高い歩留まりの下に製造することができた。上記の本発明例では、 いずれも Cu、 Cr、 Niおよび Moの 1種以上を含有させていることもあり、引張強度 53 IMPa以上を有する高強度の継目無管が得られた。
[0056] これらに対して、ビレットの軸心部割れ率が大きぐ前記（1)式の関係を満足しない 試験番号 7および 15は、穿孔圧延不良は発生しなかったものの、管の内面かぶれ疵 が発生し、内面品質が不良となった。また、ビレットの軸心部割れ率の値に対して回 転鍛造回数が多ぐ前記（3)式の関係を満足しない試験番号 5、 10、 14および 19も 、穿孔圧延不良は発生しなかったものの、管の内面かぶれ疵が発生し、内面品質が 不良であった。
[0057] そして、ビレットの軸心部割れ率の値に対して回転鍛造回数が少なぐ前記（2)式 の関係を満足しない試験番号 3では、穿孔圧延機へのビレットの嚙み込み不良によ る穿孔圧延不良が発生した。
産業上の利用可能性
[0058] 本発明の継目無管の製造方法によれば、ビレットの铸造条件に依存するビレット軸 心部の割れの大きさと穿孔圧延過程における穿孔圧延条件との組み合わせを適正 化することにより、ビレットの穿孔圧延不良の発生および管の内面疵の発生を防止し 、管製品の製造歩留まりを大幅に向上させることができる。したがって、本発明は、ビ レットの連続铸造条件およびビレットの穿孔圧延条件の両面力 最適な製造条件を 要求される継目無管の製造分野において広範に適用できる技術である。

Claims

請求の範囲
[1] 穿孔圧延工程を含む継目無管の製造方法であって、ビレットの直径を R (m)、ビレ ットの軸心部割れ長さを r(m)、前記ビレットが圧延ロールに接触してから穿孔プラグ に達するまでの間におけるビレットの回転量の 2倍を Nとしたとき、下記の（1)〜（3) 式で表される関係を同時に満足するように穿孔圧延することを特徴とする継目無管 の製造方法。
0≤r/R≤0. 13 ·'··(1)
r/R≥-0. 13N + 0. 13 ·…（2)
r/R≤—0.065N + 0. 39 ··· (3)
[2] 前記継目無管が、質量0 /0で、 C:0.02〜0. 15%、 Si:0.05〜0.4%、 Mn:0. 3
〜2.0%、ならびに不純物として P:0.03%以下および S:0.03%以下を含有し、さ らに、 Cu:0.05〜0.4%、 Cr:0.05〜0.6%、 Ni:0.05〜0.8%および Mo:0.0 3〜0. 5%のうちの 1種以上を含み、残部が Feおよび不純物力 なることを特徴とす る請求項 1に記載の継目無管の製造方法。
[3] 前記ビレットの軸心部割れ長さ rとビレットの直径 Rとの比である (rZR)を下記 (4) 式により、また、前記ビレットが圧延ロールに接触して力 穿孔プラグに達するまでの 間におけるビレットの回転量の 2倍である Nを下記（5)式により推定することを特徴と する請求項 1または 2に記載の継目無管の製造方法。
r/R={(8+W)X(DFXVcXR2)-(16/R)}/1000 · · · · (4)
N = 2 X L/ (Vs/EL) X Brps · · · · (5)
ここで、 Wはビレットの铸造時における比水量 (LZkg—鋼）、 Vcはビレットの铸造 速度 (mZmin)、 DFはフ ライト温度範囲 (°C)、 Lはビレットが圧延ロールに接触す る位置力も穿孔プラグの先端までの距離 (m)、 Vsは穿孔シェルの長手方向の進行 速度 (mZs)、 ELは穿孔比（一）、そして、 Brpsはビレットの回転数（回 Zs)をそれぞ れ表す。
PCT/JP2006/306619 2005-03-31 2006-03-30 継目無管の製造方法 Ceased WO2006106802A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007512833A JP4702364B2 (ja) 2005-03-31 2006-03-30 継目無管の製造方法
CN2006800102225A CN101151108B (zh) 2005-03-31 2006-03-30 无缝钢管的制造方法
BRPI0609500-3A BRPI0609500B1 (pt) 2005-03-31 2006-03-30 Processo para produção de tubos sem costura

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005103964 2005-03-31
JP2005-103964 2005-03-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2006106802A1 true WO2006106802A1 (ja) 2006-10-12

Family

ID=37073358

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2006/306619 Ceased WO2006106802A1 (ja) 2005-03-31 2006-03-30 継目無管の製造方法

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP4702364B2 (ja)
CN (1) CN101151108B (ja)
BR (1) BRPI0609500B1 (ja)
WO (1) WO2006106802A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61180603A (ja) * 1985-02-04 1986-08-13 Nippon Steel Corp 継目無鋼管の製造方法
JPH0655204A (ja) * 1992-08-06 1994-03-01 Sumitomo Metal Ind Ltd 継目無管の製造方法
JPH105820A (ja) * 1996-06-21 1998-01-13 Sumitomo Metal Ind Ltd 継目無金属管の製造方法
JP2004314148A (ja) * 2003-04-18 2004-11-11 Sumitomo Metal Ind Ltd ビレット鋳片の連続鋳造方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1141191C (zh) * 1995-05-10 2004-03-10 住友金属工业株式会社 用于无缝钢管的穿孔／轧制方法和设备
CN100464882C (zh) * 2003-05-21 2009-03-04 住友金属工业株式会社 无缝管的制造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61180603A (ja) * 1985-02-04 1986-08-13 Nippon Steel Corp 継目無鋼管の製造方法
JPH0655204A (ja) * 1992-08-06 1994-03-01 Sumitomo Metal Ind Ltd 継目無管の製造方法
JPH105820A (ja) * 1996-06-21 1998-01-13 Sumitomo Metal Ind Ltd 継目無金属管の製造方法
JP2004314148A (ja) * 2003-04-18 2004-11-11 Sumitomo Metal Ind Ltd ビレット鋳片の連続鋳造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101151108B (zh) 2010-08-18
BRPI0609500A2 (pt) 2010-04-13
JPWO2006106802A1 (ja) 2008-09-11
JP4702364B2 (ja) 2011-06-15
CN101151108A (zh) 2008-03-26
BRPI0609500B1 (pt) 2019-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2552805C2 (ru) Труба из аустенитного сплава и способ ее получения
JP5142141B2 (ja) ハイドロフォーム加工用鋼管素材熱延鋼板およびハイドロフォーム加工用鋼管ならびにそれらの製造方法
EP2415883B1 (en) Method for producing high-strength seamless cr-ni alloy pipe
US12606879B2 (en) Alloy pipe and method for producing same
US11807910B2 (en) Austenitic alloy pipe and method for producing same
WO2006003954A1 (ja) Ｎｉ基合金素管及びその製造方法
WO2015178022A1 (ja) 油井用高強度ステンレス継目無鋼管およびその製造方法
WO2006003953A1 (ja) Ｆｅ－Ｎｉ合金素管及びその製造方法
CN101855378A (zh) 管道钢管用钢板及钢管
JP6229794B2 (ja) 油井用継目無ステンレス鋼管およびその製造方法
CN115176041A (zh) 不锈钢无缝钢管及其制造方法
JP6409827B2 (ja) 油井用継目無ステンレス鋼管の製造方法
WO2014024983A1 (ja) 内部品質に優れたＮｉ含有高合金丸ビレットの製造方法
CA3108758C (en) Duplex stainless steel seamless pipe and method for manufacturing same
JP7364955B1 (ja) 二相ステンレス鋼材
CN103269808B (zh) 由高Cr-高Ni合金形成的无缝管用圆钢的制造方法、以及使用该圆钢的无缝管的制造方法
WO2006106802A1 (ja) 継目無管の製造方法
JP4453278B2 (ja) 二相ステンレス鋼からなる継目無鋼管の製造方法
JP2004122137A (ja) マルテンサイト系ステンレス鋼継目無鋼管の製造方法
JPH02255204A (ja) 鋼管製造用穿孔及び圧延用プラグ
JPH0729128B2 (ja) 耐サワー性に優れたオーステナイト系高合金継目無鋼管の延伸圧延方法
JP2001271141A (ja) 高Ｃｒ継目無鋼管用鋼

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200680010222.5

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007512833

Country of ref document: JP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: RU

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 06730567

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: PI0609500

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2