JPH04266415A - 熱間継目無鋼管の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱間継目無鋼管の製造
方法、特に延伸圧延に際しての内面疵の発生を抑制した
熱間継目無鋼管の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱間継目無鋼管は、一般には、ピアサ→
第２ピアサ→プラグミル→リーラ→サイザの各工程を経
て、あるいはピアサ→第２ピアサ→マンドレルミル→ス
トレッチレデューサの各工程を経て製造される。上記ピ
アサーは一般には穿孔機と呼ばれており、また第２ピア
サおよびプラグミルあるいはマンドレルミルは一般的に
は延伸圧延機である。なお、この第２ピアサはロータリ
エロンゲータとも称されている。

【０００３】ところで、容易に酸化する傾向のある炭素
鋼、低合金鋼等を材料として熱間継目無鋼管を製造する
場合には、中実ビレットを穿孔機（　例：　マンネスマ
ンピアサ）　で穿孔し中空シェルとし、次いで、次工程
の延伸圧延機（　例：　ロータリエロンゲータ、つまり
傾斜ロール延伸圧延機）　で肉厚減少させる延伸圧延を
行う方法では、穿孔機で中実ビレットを穿孔してできる
新生面、つまり管の内面が酸化されてスケールが発生す
る。しかも、このような中空シェルを穿孔機から延伸圧
延機まで搬送する間にも内表面の酸化はさらに進行する
。

【０００４】このように中空シェル内表面に生成された
酸化スケールは、次工程の延伸圧延機で内面工具と中空
シェル内表面の間で中空シェルが圧延される際、中空シ
ェル内表面に押し込み疵を作る。傾斜ロール延伸圧延機
ではこの押し込み疵　（中ピット）　が製管疵として代
表的なものである。マンドレルミル、プラグミルのよう
な孔型ロール圧延機では、中空シェル内表面の酸化スケ
ールは、内面工具と中空シェル内表面の焼き付き疵　（
中筋）　の原因ともなる。

【０００５】中空シェル内面の酸化スケールに起因する
このような内表面疵を防止するため、一般には、延伸圧
延機の直前で中空シェル内面に高圧水を噴き込み酸化ス
ケールを除去する方法（　デスケーリング）　が取られ
ている。しかし、この方法は、数ｍ〜１０数ｍの長さの
中空シェル全長の内面を充分に脱スケールすることが必
ずしも容易でなく、特に外径および内径の種類が多い場
合にはそれぞれに応じてデスケーリング用高圧水の噴出
ノズル形状を変える必要があるが、これも現実には充分
な対応を行うことが必ずしも容易ではない。

【０００６】このような問題がたとえ解決されたとして
も、今度は、デスケーリング終了後から延伸圧延開始ま
での間に再び中空シェル内表面に酸化スケールが生成さ
れ内面疵を作ることになる。また高圧水による内面温度
降下が圧延負荷を上昇させ設備上、また消費エネルギー
上問題である。本発明者は、このような問題点を根本的
に解決し、中空シェル内面酸化スケールに起因する内面
疵を抑制する手段として、実開昭６３−２５１１号公報
記載の装置を提案した。この装置は、穿孔機で穿孔した
中空シェルを不活性ガス充満雰囲気下、すなわち酸素濃
度“ゼロ”の雰囲気下で次工程の圧延機まで搬送する搬
送通路を備えた熱間継目無鋼管の製造装置であって、中
空シェルの外面スケールの防止にも効果がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報開示の装置にあっては、搬送路内酸素濃度を“ゼロ”
とすることによって表面粗さの改善が図れることが開示
されているが、実際の量産製造ラインに適用した結果に
よれば、特に内面側のスケール発生を完全に抑制できず
、この未抑制発生スケールが表面に押込まれて生じる所
謂スケール押込疵が内面に多発するという問題があった
。中空シェル内への雰囲気ガス流通充満が十分行われな
いためと考えられる。かくして、本発明の目的は、マン
ネスマン製管法、例えばプラグミルライン、マンドレル
ミルラインの製品内面品質、特に内面のスケール押込疵
発生を改善する熱間継目無鋼管の製造方法を提供するこ
とである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる目
的達成のために検討を重ね、従来試みられることのなか
った中空シェル搬送用通路の酸素濃度の限定と、延伸圧
延前の中空シェル内表面温度の限定が内面品質の改善に
大きな影響を及ぼすことを知った。

【０００９】すなわち、■傾斜ロール延伸圧延機で発生
する内面肌荒れの主因は、中実ビレットから穿孔後の中
空シェル内表面に生成する酸化スケールがプラグと中空
シェル内表面の間に噛み込まれ、内表面に押し込み疵を
作ることにある。従って、中空シェル内の酸素濃度を下
げ、内表面酸化を抑制して延伸圧延を行えば、内面肌荒
れは軽減する。■延伸圧延機での肌荒れを防止するため
の酸素濃度低減手段として、穿孔機と延伸圧延機の間の
中空シェルの搬送通路に蓋をしてその中に不活性ガスを
供給する方法を取る。■延伸圧延機を覆って不活性ガス
雰囲気としない場合には、延伸圧延中の未圧延部での酸
化スケール生成も無視できず内面肌荒れの原因となるた
め、圧延温度を下げる目的で、延伸圧延前の中空シェル
内面温度を規制する。

【００１０】かくして、本発明にあっては中空シェル表
面酸化スケール抑制効果をより完全にするため、中空シ
ェル搬送用通路の酸素濃度の限定と、延伸圧延前の中空
シェル内表面温度の限定を行うものである。ここに、本
発明は、中実のビレットを穿孔機で中空シェルとしてか
ら、次工程の延伸圧延機まで搬送し、次いで該延伸圧延
機で肉厚を減少させる延伸圧延を行う熱間継目無鋼管製
造方法において、例えば前記穿孔機、前記延伸圧延機、
および前記穿孔機と延伸圧延機との間の中空シェル搬送
用通路のすべてに蓋いをすることにより、該穿孔機、延
伸圧延機、および中空シェル搬送用通路にある中空シェ
ルの周囲の雰囲気の酸素濃度を１０体積％以下に抑制す
ると共に、該中空シェルの内面温度を１２００℃以下と
してから、前記延伸圧延機で圧延することを特徴とする
熱間継目無鋼管の製造方法である。

【００１１】

【作用】添付図面を参照して本発明をさらに詳細に説明
する。図１は、本発明にかかる装置において使用する不
活性ガス搬送通路１０の横断面図であり、図２は縦断面
図である。図１および図２に示す搬送通路１０は断面が
筒状になっている。これは上下に２分割されており、搬
送通路蓋１２と搬送通路台１４とから構成される。搬送
通路台１４には適宜供給源に接続された不活性ガス供給
管１６が適宜箇所に取り付けられていて通路内を不活性
ガス雰囲気　（例：　Ｎ２ガス、Ａｒガス）　としてい
る。また、搬送通路台１４には一連の搬送用ローラ１８
が連設されている。中空シェル２０はこれらの搬送用ロ
ーラ１８上を搬送される。

【００１２】図示例は穿孔終了後、この穿孔ラインの延
長上（少なくとも穿孔圧延機の出側テーブルを含む）で
中空シェル２０を受け入れ、同じ方向に搬送する形式の
もので、トンネル状の搬送通路１０をなすものである。 穿孔ラインの延長上に次工程の圧延ラインが設けられて
いる場合には効果的である。

【００１３】図１および図２に示すように搬送通路１０
を搬送通路蓋１２で覆い、この搬送通路蓋１２に覆われ
た搬送通路１０内に不活性ガス供給管１６を通じて不活
性ガスを流入させることによって、該通路を酸素１０体
積％以下の無酸化雰囲気とし、該通路内を穿孔機で穿孔
された中空シェル２０を搬送する。この搬送用通路１０
の入口に図示しない可動式の扉または可動式の蓋を設置
し、中空シェル２０が該搬送通路内に入る時だけこの扉
または蓋を開くようにすればさらにこの通路内の酸素量
制御は完全となり、かつ搬送用通路入口から流出する不
活性ガスの量を減らせることから不活性ガスの量を節約
することができる。 また、この可動式扉または蓋を搬送用通路出口にも取り
付ければ、搬送用通路内の無酸化雰囲気は、この可動式
の扉または蓋をこの搬送用通路入口のみに取り付けた場
合よりさらに完全なものとなる。また、この可動式の扉
または蓋を該通路出口のみに設置するようにしても良い
。

【００１４】図１および図２は、中空シェル軸方向に伸
びた搬送通路を示すが、図３ないし図５は、中空シェル
軸方向に対し直交する方向に中空シェルを搬送する形式
の搬送通路の例を示す。同一部材は同一符号をもって示
す。図３は、本発明において使用する搬送通路１０の平
面断面図であり、図４は図３のＡ−Ａ線に沿った切断面
図であり、図５は図３のＢ−Ｂ線に沿った切断面図であ
る。

【００１５】図３に示すように、中実ビレット１９を穿
孔圧延する穿孔機２２を備えた穿孔部２３からの中空シ
ェル２０は、穿孔ライン（穿孔機２２の出側テーブル）
　の上に設けられた入口部２４を経て搬送通路１０内に
送られる。入口部２４の対向部に設けられているのは穿
孔プラグ２６の引抜き口２８である。このようにして搬
送通路１０内に収容され、穿孔プラグの引抜かれた中空
シェル２０はその軸方向に対し直交する方向に図示しな
いキッカー等によってあるいは一連の搬送用ローラによ
って図面向かって下側の方向に搬送される。搬送機構そ
れ自体はすでに公知のものであってよい。

【００１６】図４、図５に示すように、搬送通路１０全
体は搬送通路蓋１２によって全体が覆われていて、外気
と内部を遮断している。本例では前述のような搬送通路
台は設けられていないが、搬送通路蓋１２には不活性ガ
ス供給管　（図示せず）　が設けられていて、これから
不活性ガスが内部に送られ、内部を不活性ガス雰囲気と
する。搬送通路１０の他端　（ロータリ・エロンゲータ
３２の入側テーブル）　には出口部３０が設けられてお
り、この出口部３０の延長ライン上には次工程のロータ
リ・エロンゲータ３２などの延伸圧延機を備えた圧延部
３４が設けられている。

【００１７】本発明によれば、この穿孔部２３の出側テ
ーブルおよび圧延部３４の入側テーブルを含む搬送用通
路全体を搬送通路蓋１２で覆い、図示しない不活性ガス
供給装置で不活性ガスをこの搬送通路蓋内に供給するよ
うにし、該搬送通路蓋で覆われた内部を不活性ガスで満
たし、酸素濃度１０体積％以下の無酸化雰囲気とすると
ともに中空シェル内面の温度を１２００℃以下に制限す
る。

【００１８】したがって、この搬送通路内を穿孔機２２
からロータリ・エロンゲータ３２まで搬送される中空シ
ェルは穿孔機２２による圧延中および搬送中にあっても
中空シェル内表面の酸化が防止され内表面にスケールが
生成されないのみならず、中空シェル外表面の酸化も防
止されるから、ロータリ・エロンゲータで該中空シェル
が圧延される時に、該中空シェルの内表面にスケールに
よる疵発生を防止するとともに、中空シェルの外表面の
疵発生も防止することができ、中空シェルのロータリ・
エロンゲータ圧延後の内表面品質と外表面の品質が良好
な熱間継目無鋼管を製造することができる。

【００１９】このように本発明によれば、中空シェルの
内表面酸化抑制効果を充分に発揮し、延伸圧延後の内面
肌改善効果を上げるために、穿孔機、延伸圧延機、およ
び中空シェル搬送通路内にある中空シェルの周囲の雰囲
気の酸素濃度を１０体積％以下にする。かかる低濃度酸
素雰囲気とするためには、例えば穿孔機、延伸圧延機、
さらには穿孔機から延伸圧延機までの中空シェルの搬送
通路のすべてに蓋をすると共に、不活性ガスを通路内に
吹き込んで気流を生じさせるとより効果的である。なお
、穿孔機および延伸圧延機に蓋をするには、全体を適宜
カバーで蓋をしてもよいが、一般には出側テーブルおよ
び／または入側テーブルをカバーするだけでよく、例え
ば図３に示すように穿孔機の出側テーブルおよび延伸圧
延機の入側テーブルを含めて搬送通路全体を単一蓋で覆
うようにしてもよい。

【００２０】このように搬送通路に蓋をすれば、搬送通
路内の温度が上昇し、中空シェルの搬送中の温度低下が
小さくなる。延伸圧延では、条件によっては圧延により
材料温度が上昇する場合があり、内面工具への熱負荷を
加速することになる。また、このような酸素濃度低下が
完全でない場合も、また十分な場合も１２００℃付近を
境に内面疵が減少しているため、本発明にあっては圧延
直前の中空シェル内面温度を１２００℃以下に限定して
いる。下限は特に規定する必要ないが９００　℃未満に
なると変形抵抗が増して圧延が困難あるいは不可能とな
るので、９００　℃以上とするのが望ましい。

【００２１】このような中空シェル内面温度の制御は、
例えば図３の内面冷却装置２９により中空シェル２０内
に不活性冷媒　（例：　Ａｒ、Ｎ２等）　あるいは高圧
水を噴射して冷却することによって行えばよい。中空シ
ェル内表面にスケールの少ない状態で次工程圧延機で圧
延をすることから、中空シェル内表面にスケールによる
引っかききずを作らないため、内面工具の摩耗が少なく
、内面工具の寿命が延びるという利点もある。

【００２２】本発明は、穿孔機から次工程の圧延機まで
搬送する場合に適用するのみならず、たとえば二重穿孔
法を用いたプラグミルラインにおいて、ロータリ・エロ
ンゲータ　（第二穿孔機）　から、その次の圧延機であ
るプラグミルまでの間に適用することもできる。また、
本発明をプラグミルラインのプラグミルからリーラの間
に適用することもできる。その場合、各圧延機本体をカ
バーするようにしてもよい。また穿孔機としてマンネス
マン穿孔機を使用するかわりにプレス穿孔機を使用した
熱間継目無鋼管の製法に本発明を適用することもできる
。

【００２３】

【実施例】図３〜図５に示す、穿孔機２２の出側テーブ
ルおよびロータリ・エロンゲータ３２の入側テーブルを
含む中空シェルを横送りする場合の搬送通路を使用して
、周囲雰囲気の酸素濃度が内面押込み疵発生に及ぼす影
響および管内面温度と内面押込み疵発生との表１に示す
鋼種について関係を調べた。穿孔機としてはマンネスマ
ンピアサ、延伸圧延機としてはロータリ・エロンゲータ
　（傾斜ロール延伸圧延機、第２ピアサ）　を使用した
。

【００２４】圧延材の寸法は、 中実ビレット　　　　直径２９２　×長さ２６７０ｍｍ
穿孔機　　　　　　　　　　直径３０６　×厚さ３５×
長さ６０００ｍｍ延伸圧延機　　　　　　直径３５０　
×厚さ１８×長さ９５００ｍｍ中空シェルの内面温度お
よび搬送通路の雰囲気内の酸素濃度を種々に変更して一
連の製管圧延を行い、押込み疵発生との相関を調べた。 酸素濃度は不活性ガス流量制御によりまた中空シェル内
面温度制御は図３中の内面冷却装置２９で中空シェル２
０内に高圧冷却水を噴射することによりそれぞれ行った
。

【００２５】中空シェル内面温度による製品内面疵個数
の変化　（深さ０．２　ｍｍ以上のスケール押し込み疵
個数／５００ｃｍ２）　についての結果は、表２および
表３にまとめて示す。本発明により搬送通路内の酸素濃
度を１０体積％以下、中空シェル内面温度を１２００℃
以下に制限することで押込み疵は大幅に低減されること
が判る。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【表２】

【００２８】

【表３】

【００２９】図６は、前記ＳＴＳ４９　を中空シェル内
面温度１２００℃で延伸圧延した後の材料内面の表面粗
さと搬送通路内の酸素濃度との相関を示すグラフである
。また図７は、前記ＳＴＳ４９　製品の内面疵個数と延
伸圧延前の中空シェル内面温度との相関をグラフで示す
。

【００３０】図６、図７の結果から次のことが分かる。 ■搬送通路内の酸素濃度２０体積％　（大気雰囲気）　
では、内面の平均の十点平均粗さが９５μｍ　であった
のが、酸素濃度１０％以下の本発明法では１５μｍ　以
下で大きな効果である。■延伸圧延後の内面疵個数も酸
素濃度５体積％では激減しており、特に延伸圧延直前の
内面温度を１２００℃以下とした場合の疵減少効果は著
しい。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
延伸圧延機での内面肌は著しく改善され、これにより、
最終製品内面疵、すなわちプラグミル、リーラ、サイザ
圧延後の内面疵が大きく減少するのであって、実用的見
地からの本発明の利益は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】中空シェルを縦送りする際の搬送通路の概略説
明図である。

【図２】中空シェルを縦送りする際の搬送通路の概略説
明図である。

【図３】中空シェルを縦送りする際の搬送通路の概略説
明図である。

【図４】中空シェルを縦送りする際の搬送通路の概略説
明図である。

【図５】中空シェルを縦送りする際の搬送通路の概略説
明図である。

【図６】本発明の実施例の結果を示すグラフである。

【図７】本発明の実施例の結果を示すグラフである。 〔符号の説明〕 １０　　搬送通路 １２　　搬送通路蓋 １４　　搬送通路台 １６　　不活性ガス供給管 １８　　搬送用ローラ ２０　　中空シェル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　中実のビレットを穿孔機で中空シェル
   としてから、次工程の延伸圧延機まで搬送し、次いで該
   延伸圧延機で肉厚を減少させる延伸圧延を行う熱間継目
   無鋼管製造方法において、前記穿孔機、延伸圧延機、お
   よび中空シェル搬送用通路にある中空シェルの周囲の雰
   囲気の酸素濃度を１０体積％以下に抑制すると共に、該
   中空シェルの内面温度を１２００℃以下としてから、前
   記延伸圧延機で圧延することを特徴とする熱間継目無鋼
   管の製造方法。