JP4093006B2 - 継目無鋼管の製造方法 - Google Patents
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Description
【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係わり、特に８〜９ｍａｓｓ％Ｃｒを含有し、外面毛割れ疵の少ない継目無鋼管を製造するのに有効な継目無鋼管の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
油井管等に多用される継目無鋼管は、ビレットと称される鋼鋳片（断面が丸又は角）を素材にして製造される。例えば、継目無鋼管の１つの典型的な製造工程を説明すると、それは、図６に示すように、素材１である鋼鋳片（例えば、丸ビレット）を加熱炉２で加熱してから、ピアサー・ミル（傾斜圧延機）３で該素材１にプラグ４を押し当て穿孔して、一応の素管５を形成する。そして、引続き、該素管５の孔に、前記同様にプラグを挿入して、拡管、延伸、磨管を行うエロンゲータ６、プラグ・ミル７、リーラ８又はマンドレル・ミル（図示せず）なる圧延機で一応の管体形状にまで成形圧延する。さらに、その管体９は、再加熱炉１０を経てサイジング・ミル１１という多段の絞り圧延機により外径と肉厚を所定寸法まで絞り込まれ、製品とされる。
【０００３】
ところで、かかる工程で製造される継目無鋼管（以下、単に鋼管という）は、前記素材１に種々の鋼種が採用されるが、そのうちの一つに８〜９ｍａｓｓ％Ｃｒ含有鋼がある。この鋼鋳片を素材にして製造された鋼管は、耐食性や強度に優れ、油井管の素材に最適だからである。なお、現在実用されている鋼鋳片の組成は、例えばＣ：０．１ｍａｓｓ％，Ｓｉ：０．４０ｍａｓｓ％，Ｍｎ：０．４０ｍａｓｓ％，Ｐ：０．０２ｍａｓｓ％以下、Ｓ：０．００２ｍａｓｓ％以下，Ｃｕ：０．０５ｍａｓｓ％以下，Ｃｒ：８．５５ｍａｓｓ％，Ｎｉ：０．１０ｍａｓｓ％，Ｎｂ：０．０８ｍａｓｓ％，Ｖ：０．１９ｍａｓｓ％，Ｍｏ：０．９７ｍａｓｓ％，Ｎ：０．０５ｍａｓｓ％である。
【０００４】
しかしながら、この鋼鋳片を素材１に用いて継目無鋼管を製造すると、外面に毛髪状の疵（図示していないが、外面毛割れ疵という）が多発する傾向にあり、製品としての合格率が低いという問題があった。つまり、製品歩留まりが低く、製造コストが高くなる。
【０００５】
そこで、前記疵の発生原因を検討した。すなわち、該鋼鋳片は、通常、前記加熱炉において１２６０℃で加熱してからピアサー・ミル３で穿孔するが、この温度での加熱では、該鋼鋳片にδ-フェライト相が析出し、ピアサー・ミル３での熱間加工性が低下することが影響していると考えた。そのため、加熱温度を１２３０℃にまで低下させたところ、前記疵の発生は以前よりは減少した。
【０００６】
しかしながら、素材を加熱する温度を低くしたので、その後のエロンゲータ６等での圧延が不安定になり、ミスロールや尻り抜け（圧延機から鋼管の後端が抜けなくなる現象）不良が多発するという別の問題が生じる。これでは、全体の生産性が低下し、依然として製造コストが高いという問題は解消できない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる事情に鑑み、８〜９ｍａｓｓ％のＣｒを含有していても、製品に外面毛割れ疵が発生するのを抑制できるばかりでなく、ピアサー・ミル等の各圧延機で円滑な圧延が可能な継目無鋼管の製造方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
発明者は、上記目的を達成するため鋭意研究を重ね、その成果を本発明に具現化した。
【０００９】
すなわち、本発明は、Ｃ：０．１２％ｍａｓｓ以下、Ｓｉ：０．２６％ｍａｓｓ以下、Ｍｎ：０．５０ｍａｓｓ％以下、Ｐ：０．０２ｍａｓｓ％以下、Ｓ：０．００２ｍａｓｓ％以下、Ｃｕ：０．０５ｍａｓｓ％以下、Ｃｒ：８〜９ｍａｓｓ％、Ｎｉ：０．４０ｍａｓｓ％以下、Ｎｂ：０．１０ｍａｓｓ％以下、Ｖ：０．２２ｍａｓｓ％以下、Ｍｏ：１．０３ｍａｓｓ％以下、Ｎ：０．０５５ｍａｓｓ％以下、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる組成であり、下記式で定めるオーステナイトからフェライトへの変態温度（Ａｃ４ ）が１２５０〜１３００℃になるように、成分を調整してなる鋼鋳片を、
設定温度を１２５０℃以上、前記フェライトヘの変態温度（Ａｃ ４ ）以下とした加熱炉で加熱後、ピアサー・ミルで穿孔し、引続き、エロンゲータ、プラグミル、リーラ又はマンドレル・ミルなる圧延機で成形圧延することを特徴とする継目無鋼管の製造方法である。
Ａｃ４＝−６９７０．９Ｃ２＋２４８４．８Ｃ＋２２６．５８Ｎｉ２＋３９．８９Ｎｉ＋４６．６２Ｃｒ２−８２３．９８Ｃｒ−１６１．４６Ｎｂ−１０２．０Ｖ＋１４１２３Ｎ２−８７８．６４Ｎ＋４７２４．６
ここで、Ｃ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｎｂ，Ｖ，Ｎは、該素材に含有させる各成分の量（ｍａｓｓ％）。
【００１０】
本発明によれば、素材の組成を上記オーステナイトからフェライトへの変態温度（Ａｃ4）が１２５０〜１３００℃になるように調整したので、８〜９ｍａｓｓ％Ｃｒを含有する鋼鋳片であっても、製造された継目無鋼管に外面毛割れ疵の発生が抑制されるばかりでなく、各圧延機で安定した圧延が行えるようになる。その結果、製品歩留まりが従来より向上し、その製造コストの低減が達成できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、発明をなすに至った経緯をまじえ、本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
まず、発明者は、前記成分の鋼鋳片が１２６０℃で加熱されると、熱間加工性が低下し、その原因がδ-フェライト相の出現にあると考えられるので、このことを確認するため、オーステナイト相からフェライト相に変態する時の温度（以下、変態温度）を成分で示す式で表すことにした。そして、その式を実験計画法で求めるため、表１に示す成分からなる１８種類の試験鋼塊を製造し、その鋼塊でそれぞれの変態温度を求めた。それは、該鋼塊を加熱、冷却した際の温度に対応する歪を測定し、温度-歪線図より定めるようにしたが、表１には、この実験で得られた変態温度の値も示してある。
【００１３】
【表１】
次に、この表１の結果を分散分析し、該変態温度（以下、Ａｃ4と記す）を表す式として下記を得た。
Ａｃ4＝-６９７０．９Ｃ2＋２４８４．８Ｃ＋２２６．５８Ｎｉ2＋３９．８９Ｎｉ＋４６．６２Ｃｒ2-８２３．９８Ｃｒ-１６１．４６Ｎｂ-１０２．０Ｖ＋１４１２３Ｎ2-８７８．６４Ｎ＋４７２４．６
ここで、Ｃ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｎｂ，Ｖ，Ｎは、該素材に含有させる各成分の量（ｍａｓｓ％）。
【００１５】
この式で得られるＡｃ4は、前記の実測した値との間に、図１に示すような１．５％程度の誤差しかないので、鋼鋳片の変態温度を推定するのに十分利用できることが明らかである。
【００１６】
そこで、過去に８〜９ｍａｓｓ％Ｃｒを含有する継目無鋼管を製造した際に使用した鋼鋳片の組成を前記式に代入してＡｃ4を計算したところ、図２に示すように、その大部分が１２４０℃以下であったことが分かった。また、加熱炉の設定温度が１２３０℃であったので、その製造時に外面をグラインダー等で手入れ（研磨）しても毛割れ疵が除去できない鋼管の全製造鋼管に対する割合（外面研磨返却率という）を（加熱炉の設定温度-計算Ａｃ4を）で整理した。その結果、図３に示すように、該外面研磨返却率は、（加熱炉の設定温度（１２３０℃）-Ａｃ4）がマイナス、つまり計算Ａｃ4が加熱炉設定温度より低いと、ほとんどゼロになり、研磨で除去できない毛割れ疵が発生していないことが確認できた。
【００１７】
すなわち、鋼鋳片の組成を従来通りとしてＣｒを８〜９ｍａｓｓ％含有する継目無鋼管を製造すると、加熱炉の設定温度を１２３０℃以下にしない限り、外面研磨返却率がゼロのものを製造できないことが明らかになった。
【００１８】
ところが、加熱炉の設定温度とピアサー、エロンゲータ等の圧延機での鋼管の尻抜け不良発生率を調査したところ、図４に示すように、該設定温度が１２５０℃より低いと、圧延した鋼管の尻抜け不良発生率が大きいことも事実であった。
【００１９】
そこで、発明者は、加熱炉の設定温度を１２５０℃よりも高くしても、Ａｃ4がその温度より低くならない組成の鋼鋳片であれば良いと考え、本発明を完成させたのである。実際に８〜９ｍａｓｓ％のＣｒ含有量でＡｃ4を計算したところ、図５に示すような度数分布が得られ、そのような組成の鋼鋳片は入手できることも確認できた。なお、本発明では、前記Ａｃ4の上限を１３００℃としたが、それは、１３００℃超えでは、毛割れ疵等が生じ、品質不都合が生じるからである。
【００２０】
【実施例】
前記式に従いＡｃ4を計算し、それが１２５０℃〜１３００℃に収まる組成の鋼鋳片を、連続鋳造で製造し、それらを素材にして実際にＣｒ含有量が８〜９ｍａｓｓ％の継目無鋼管を製造した。なお、製造工程は、図６に示した通りであり、製造した鋼管のサイズは、外径３３９．７φｍｍ×肉厚１２.１ｍｍ×長さ１３９０００ｍｍである。
【００２１】
その結果、表２に示すように、従来の素材を用いた場合に比べ、著しく外面研磨返却率の小さい製品が製品歩留まり良く製造できた。
【００２２】
【表２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明により、８〜９ｍａｓｓ％Ｃｒを含有した素材であっても、製造した継目無鋼管に外面毛割れ疵の発生が少なく、各圧延機で安定した圧延が行えるようになる。その結果、製品歩留まりが従来より向上し、製造コストの低減が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】鋼鋳片のオーステナイトからフェライトへの変態温度の実測値と計算Ａｃ4との関係を示す図である。
【図２】計算Ａｃ4の値の度数分布を示す図である。
【図３】従来の素材で製造した鋼管の外面研磨返却率（％）と（加熱炉温度-Ａｃ4）との関係を示す図である。
【図４】加熱炉温度とピアサー・ミル及びエロンゲータでの鋼管の尻抜け不良発生率との関係を示す図である。
【図５】本発明に係る素材が実現可能であることを示す度数分布図である。
【図６】本発明に係る素材で継目無鋼管を製造する工程を示すフロー図である。
【符号の説明】
１ 素材（鋼鋳片）
２ 加熱炉
３ ピアサー・ミル
４ プラグ
５ 素管
６ エロンゲータ
７ プラグ・ミル
８ リーラ
９ 管体
１０ 再加熱炉
１１ サイジング・ミル
Claims (1)
- Ｃ：０．１２％ｍａｓｓ以下、Ｓｉ：０．２６％ｍａｓｓ以下、Ｍｎ：０．５０ｍａｓｓ％以下、Ｐ：０．０２ｍａｓｓ％以下、Ｓ：０．００２ｍａｓｓ％以下、Ｃｕ：０．０５ｍａｓｓ％以下、Ｃｒ：８〜９ｍａｓｓ％、Ｎｉ：０．４０ｍａｓｓ％以下、Ｎｂ：０．１０ｍａｓｓ％以下、Ｖ：０．２２ｍａｓｓ％以下、Ｍｏ：１．０３ｍａｓｓ％以下、Ｎ：０．０５５ｍａｓｓ％以下、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる組成であり、下記式で定めるオーステナイトからフェライトへの変態温度（Ａｃ４ ）が１２５０〜１３００℃になるように、成分を調整してなる鋼鋳片を、
設定温度を１２５０℃以上、前記フェライトヘの変態温度（Ａｃ ４ ）以下とした加熱炉で加熱後、ピアサー・ミルで穿孔し、引続き、エロンゲータ、プラグミル、リーラ又はマンドレル・ミルなる圧延機で成形圧延することを特徴とする継目無鋼管の製造方法。
Ａｃ４＝−６９７０．９Ｃ２＋２４８４．８Ｃ＋２２６．５８Ｎｉ２＋３９．８９Ｎｉ＋４６．６２Ｃｒ２−８２３．９８Ｃｒ−１６１．４６Ｎｂ−１０２．０Ｖ＋１４１２３Ｎ２−８７８．６４Ｎ＋４７２４．６
ここで、Ｃ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｎｂ，Ｖ，Ｎは、該鋼鋳片に含有させる各元素の量（ｍａｓｓ％）。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002286083A JP4093006B2 (ja) | 2002-09-30 | 2002-09-30 | 継目無鋼管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002286083A JP4093006B2 (ja) | 2002-09-30 | 2002-09-30 | 継目無鋼管の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004124116A JP2004124116A (ja) | 2004-04-22 |
| JP4093006B2 true JP4093006B2 (ja) | 2008-05-28 |
Family
ID=32279224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002286083A Expired - Lifetime JP4093006B2 (ja) | 2002-09-30 | 2002-09-30 | 継目無鋼管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4093006B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1764422B1 (de) * | 2005-09-15 | 2008-06-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses aus austenitischem Stahl. |
-
2002
- 2002-09-30 JP JP2002286083A patent/JP4093006B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2004124116A (ja) | 2004-04-22 |
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