JPS6169918A - 耐ｈｉｃ特性及びじん性に優れた高強度極厚コイルの製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、石油、天然ガスなどの輸送を行うパイプラ
インに使用するラインパイプ用コイル、すなわち耐水紫
誘起割れ特性及びじん性に優れた高強度極厚コイルの製
造方法を技術内容とする。

近年、例えばサワーガス用ラインパイプは大規模サワー
ガス井戸の開発に伴いサワーガスを消費地まで長距離輸
送するため、ラインパイプは大径厚肉化の傾向にあり、
高張力化の如き強度の向上が図られている。

また、ラインパイプ内を流れる石油、天然ガスなどにＨ
，Ｓが多量に含まれている場合、ラインパイプノイワゆ
る水素誘起割れ（Ｈｙａｒｏｇｅｎ　ＩｎｄｕｃｅｄＣ
ｒａｃｋｘｎｇ　ｓ以下）ＩＩＧと略す）に起因する漏
洩事故や爆発事故がしばしば発生して問題になっている
０ このＨＩＣは、従来知られている高張力鋼のいわゆる硫
化物腐食割れとは異なる現象であって、はとんど応力が
負荷されていない状態でも認められ、また鋼材の強度や
硬度にほとんど影響されずに発生するのが特徴である。

今迄の研究によると、ＨＩＯは、環境から腐食にともな
って鋼中に浸入した水素が非金属介在物と地鉄の境界に
集まり、そのガス圧によって生じるものであり非金属介
在物のうち介在物先端の形状効果（切欠き効果）による
応力集中が生じゃすいＭｎＳなどのいわゆるＡ系硫化物
介在物がＨＩＣニ対して最も有害である。このようにＨ
Ｉ　ＯＧ；！、ＭｎＳの量および展延度と強い相関があ
り、伸長したＭｎＳが少ない程割れ感受性は低下する。

さらに、石油、天然ガスなどのエネルギー資源の開発が
寒冷地においても広範囲に行われるようになり、ライン
パイプを低温下に設置するため、じん性に対する要求も
高まってきている。

このように、ラインパイプには様々な特性が要求されて
いるため、ラインパイプ用のコイルは強度は勿論のこと
、耐Ｉ（ＩＣ特性に優れていることが要求され、場合に
よってはじん性に対する要求も厳しいものがある。

（従来の技術） 従来この種コイルの製造は、通常法の諸条件下で行って
いた。

（１）　Ｎｂのような結晶粒微細化元素を添加、（２）
スラブ加熱温度を低くする、 （３）仕上圧延における仕上ミル入側温度（以下ＦＥＴ
と略す）を９５０℃以下に規制し、シートバー厚を厚く
して仕上圧下率を大きくする、（４）仕上圧延における
仕上ミル出側温度（以下ＦＤＴと略す）を低くする、及
び （５）巻取温度（以下ＯＴと略す）を低くする。

上記諸条件は、良好なじん性を得ることができるが、反
面次のような耐ＨＩＣ特性の劣化という問題があった。

まず、スラブ加熱温度を低くするとじん性は向上するが
、Ｎｂが完全固溶しないため、圧延過程でＮｂＯが析出
せず強度が低下する。この強度の低下を補うにはＭｎを
増加すればよいが、Ｍｎの増加はＭｎＳの生成を招くた
め、耐ＨＩＣ特性には不利となる。

コイルの板厚が厚い場合に圧下率を大きくすると、圧延
時の抵抗が大きくなりすぎて圧延不能となる。

ＦＤＴを下げるとベイナイト組織となり、耐ＨＩＣ特性
が劣化する。

（３Ｔを下げると、やはりベイナイト組織となり耐ＨＩ
Ｃ特性が劣化する。

（発明が解決しようとする問題点） そこでこの発明では、強度とともに耐ＨＩＣ特性にも優
れた極厚コイルを製造する方法を提供することを目的と
する。

さらにこの発明では、上記特性に加えてじん性に対して
も優れた極厚コイルの製造方法を提供することも目的と
する。

（問題点を解決するための手段） この発明は上記問題点を解決するために、鋼スラブを加
熱して該スラブを粗圧延する際、この粗圧延で製品コイ
ル厚みに対し４倍以上の厚みまで圧下した中間段階にて
９５０℃以下に至るまで温度待ちをし、 後続する粗圧延に引続く仕上圧延での仕上ミル出側温度
が７２０℃以上となる残りの粗圧延と仕上圧延とを遂次
続行し、 しかるのち、巻取り温度４５０６Ｃ以上で巻取るように
したものである。

さらにこの発明について、第１図を参照して説明する。

まず、鋼スラブを加熱炉ｌで加熱する。加熱温度は、熱
間圧延における一般的な範囲（例えば１１５０〜１３０
０°Ｃ）で行う。

次いで、上記鋼スラブに粗圧延を施す。粗圧延は、リバ
ースロールＲ０及び１パス圧延ノＲ２，Ｒ８並°びにタ
ンデムロールＲ，、Ｒ，により行い、中間段階、例えば
リバースロールＲ工及びｌパス圧延のＲ，、Ｒ，での圧
延を製品フィル厚の４倍以上とし、タンデムロールＲ１
の手前（図中Ｒ，ＦＴで示す）で９５０℃以下に至るま
で温度待ちをして後続の粗圧延を行う。

次に仕上ロール列Ｆ　ないしＦ７により仕上圧延を行う
が、このときＦＤＴを７２０℃以上に保持して圧延を行
うようにする。ＦＤＴの上限はとくに設定しないが、粗
圧延の中間段階で９５０℃以下に規制しているため、実
際にはＦＤＴの上限は８００℃程度になる。

最後にコイラーにより巻取りを行い、このときのＧＴを
４５０℃以上とする。この場合も上限はとくに設けない
。

次に本発明に使用するに好適な素材成分並びに望ましい
成分範囲について述べるＯ Ｃｏ、１５ｗｔ％（以下単に俤と示す）以下、Ｓｉ０．
０５〜０．５０％、Ｍｎ　Ｏ，５０〜１．５０　％、Ｎ
ｉ０１１０〜０．５０％、Ｎｂ０．００５〜０．１００
％、ｃｕ　Ｏ，１０〜０．５０　％、Ａ１０．０７０％
以下、ＰＯ，０２５％以下、ｓｏ、ｏｏａ％以下、及び
ａａＯ，００１０〜０．００６０係を含有する組成の鋼
スラブ、又はＭＯ０，０１〜０．３０９１＋、Ｖｏ、０
０５〜０．１００％及びＢｏ、０００５〜０．００５０
％のうちから選んだ少なくとも一種をさらに含む銅スラ
ブを使用するがよい。

Ｃは、０．１５％をこえるとじん性及び溶接性に問題が
生じるため、０．１５％以下とするＯ３ｉは、脱酸剤と
して添加するが、０．５０％をこえるとぜい性が増すた
め、０．０５〜０．５０％とする。

Ｍｎは、０．５０％未満では強度を得ることができない
が、１．５０％をこえると耐ＨＩＧ特性が劣化するため
、０．５０〜１．５０％とする。

Ｎｂは、メーステナイト粒の細粒化及び変態後のフェラ
イト粒の細粒化によるじん性向上と炭化物の析出強化に
よる強度向上のために０．００５％以上は必要であるが
、０．１００％をこえるとじん性が劣化するため、０．
００５〜０．１００％とするＯａＵは、ＨＩＯに対して
有効な元素であり０．１０−以上は必要であるが、０．
５０％をこえると溶接性が劣化するため、０．１０〜０
．５０％とするＯＮｉは、（Ｕによるぜい化防止のため
、Ｏｕと等量添加する。

ＡＩは、Ｓｉと同様脱酸剤として添加するが、０．０７
％をこえると鋼質が変化するため、０．５０チ以下とす
るＯ Ｐは、ＩＩ（３の大きな要因となる元素であり、低く抑
える程良いが工業製造上０．０２５％以下とする。

Ｓは、ＲＩＧの主要因となる元素であり、低い程ＨＩＯ
に対して有利であるため、ｏ、ｏｏａ％以下に抑えるこ
とを必須条件とする。

ｑａは、硫化物の形態制御を行いＲＩＧに対して有効で
あり、Ｃａ／Ｓ≧２．０となるように添加することが必
要だが、０．００６０％をこえると清浄度が劣化するた
め、０．００１０−０．００６０チとする。

以上の各成分は、本発明方法の適用に必要であり、耐Ｈ
ＩＯ特性を備えた高じん性の鋼を製造することができる
。

さらに、じん性に対する要求が厳しいときには、以下の
成分を選択して添加すればじん性の向上を図ることがで
きる。

Ｍｏは、じん性を向上する効果があり、じん性向上には
０．０１％未満では効果がなく、Ｏ，ａＯ％をこえると
熱間加工性が劣化するため、０．０１〜０．３０％とす
る。なおＭＯの添加により強度の向上も図ることができ
るＯ ■は、オーステナイト粒及び変態後のフェライト粒の細
粒化によるじん性向上を図れるが、０．１００％をこえ
るとじん性が劣化するため、０．００５〜０．１００チ
とする。

Ｔｉは、０．００５％以上の添加によって鋼中の遊％ｉ
ＩＮを固定しじん性の向上に有効であるが、０．１００
％をこえるとぜい化するため、０．００５〜０．１００
％とするＯ Ｂは、０．０００５％以上の添加によって溶接部のしん
性向上に有効であるが、０．００５０％をこえるとじん
性が劣化するため、０．０００５〜０．００５０チとす
る０ 上記ＭＯ１Ｖ１Ｔｉ及びＢの各成分は、同様の作用効果
を示す。

（作用） この発明において粗圧延の中間段階での制御温度を９５
０℃以下としたのは、９５０℃が未再結晶域の上部温度
であり、じん性向上にはこの温度以下での圧下が必要な
ことによる０ そして９５０℃以下で圧下を行う場合、破［Ｉ￥ｉ道移
温度（ｖＴｒｓ）を安定させるためには、第２図かられ
かるように、圧下率を７５チ以上に保つことが必要であ
り、粗圧延の中間段階での厚さを製品コイル厚の４倍に
すれば、このときの圧下率は７５％に相当し、後続する
粗圧延及び仕上圧延を圧下率７５チ以上で行うことがで
きる。なお第２図は、９５０℃以下でのｖＴｒｓに及ぼ
す圧下率の影響を示すものである。

次に第３図かられかるように、ＦＤＴを下げわばじん性
の向上を図ることができるが、第４図に示すように、Ｆ
ＤＴが７２０℃未満に下がるとＨ２Ｃ割れ面積率が増大
するため、耐ＨＩＧ特性の維持からＦＤＴは７２０℃以
上とすることが望ましい。ここにＨＩＯ割れ面積率とい
うのは、ＮＡＧＥ試験溶液（５％Ｎａｐｌ＋　０．５　
％　０Ｈ８ＣＯＯＩ（＋　Ｈ，Ｓ飽和水溶液、ｐＨ３，
０〜４．０）中にコイルから切り出した試験片を応力無
負荷状態で９６時間浸漬後、連続走査型水浸式超音波探
傷装置を用いて圧延面に平行な面を全面走査して圧延面
に平行な面に投影された割れを自動的に作図させた、走
査面積に対する割れ面積の百分率である０ 次に第５図よりＣＴを下げればじん性が向上することが
わかるが、５００℃以下ではじん性向上の効果はみられ
ず、ＣＴが４５０℃より下がるとＨＩＣ割ｎ面積が増大
（第６図参照）するため、（３Ｔは４５０℃以上とする
０なお第６図は、第４図の場合と同様の方法によりＨＴ
、Ｃ割れ面積率を測定した結果である。

（実施例） 以下にこの発明の実施例について示す。

下記表１に示す化学組成に溶製した鋼スラブを用い、同
じく下記表２に示す圧延加工条件で、グレードＡＰＩ５
ＬＩＸＸ６５、板厚１６．０朋に圧延した各コイルに関
して、じん性、強度、及び耐Ｈ工Ｃの特性について調べ
た結果を表２に示す。

表２から明らかなように、この発明の圧延方法を実施し
たフィルは、ｖＴｒｓが−１８０〜−１４０℃で比較材
（従来め圧延方法）よりも大巾に向上している０又、Ｎ
ＡＯＥ試験溶液でのＨＩＣｉの発生は全て皆無である０ 比較材においてスラブ加熱温度（ＳＲ’Ｉ’　）を１１
５０℃に下げたコイルＡ６は、ｖＴｒｓが一１１５℃ま
で向上するが、強度不足となりＡＰ工５ＬＸＸ６５の規
格を満足しない０さらに、ＦＤＴを７１０℃まで下げた
フィルＢ５は、ｖＴｒｓが一１１０℃となるが、ＨＩＯ
が発生してしまう。

（効果） 以上のようにこの発明によれば、耐ＨＩＯ特性に優れた
高強度の極厚フィルを製造することができ、石油、天然
ガスなどのラインパイプに最適なコイルを提供できる０
又、必要に応じてさらにじん性の向上を図ることも可能
である０

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の圧延方法釜示す説明図、第２図は破
面遷移温度（ｖＴｒｓ　）に及ぼす圧下・率の影響を示
すグラフ、 第８図はｖＴｒｓに及ぼすＦＤ’ｌ’の影響を示すグラ
フ、 第４図はＨＩＣに及ぼすＦＤ’Ｉ’の影響を示すグラフ
、 第５図はｖ’Ｆｒｓに及ぼすＣｊＴの影響を示すグラフ
　、 第６図はＨＩＣに及ぼすＣＴの影響を示すグラフである
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鋼スラブを加熱して該スラブを粗圧延する際、この
   粗圧延で製品コイル厚みに対し４倍以上の厚みまで圧下
   した中間段階にて９５０℃以下に至るまで温度待ちをし
   、 後続する粗圧延に引続く仕上圧延での仕上ミル出側温度
   が７２０℃以上となる残りの粗圧延と仕上圧延とを遂次
   続行し、 しかるのち、巻取り温度４５０℃以上で巻取る、 ことを特徴とする耐ＨＩＯ特性及びじん性に優れた高強
   度極厚コイルの製造方法。