WO2007111131A1 - 継目無管の製造方法 - Google Patents

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    • C21D8/10—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies
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    • B21B19/04—Rolling basic material of solid, i.e. non-hollow, structure; Piercing, e.g. rotary piercing mills

Definitions

  • the present invention belongs to a seamless pipe manufacturing technique, and particularly relates to a method for manufacturing a high-strength and high-toughness seamless pipe.
  • Patent Document 1 Republished Patent Publication W096Z12574
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 8-311551
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-240913
  • An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a seamless pipe in a continuous process from a piercing and rolling process to a heat treatment.
  • the present inventor has studied in detail the conventional techniques as shown in the above-mentioned Patent Documents 1 to 3, and found that the structure of the product manufactured in the continuous process is not sufficiently miniaturized. In other words, it has been found that a manufacturing method for refining the structure is indispensable for a seamless pipe manufactured in a continuous process. [0008] Based on the above findings, the present invention was completed by optimally selecting each condition from the piercing and rolling process to the heat treatment.
  • the gist of the present invention is the following seamless pipe manufacturing method.
  • the above-mentioned squeezing rolling process includes a piercing rolling process, a stretching rolling process, a constant diameter rolling process, a reheating process, a quenching process, and a tempering process, and the temperature of the seamless pipe is 600 ° C or higher and lower than 800 ° C.
  • the process is terminated, and a seamless pipe having a temperature of 400 ° C or higher is charged into the reheating furnace through the reheating step, and reheated to a temperature not lower than the Ac transformation point and not higher than 1000 ° C.
  • FIG. 1 is a diagram showing a line configuration for carrying out the method of the present invention. As shown in the figure, the billet furnace 1 to the straightening machine 8 are arranged on one continuous line. Each step of the method of the present invention will be described with reference to this figure.
  • the hollow shell that has been pierced and rolled is rolled using a continuous stretch rolling mill 3 and a constant diameter rolling mill 4.
  • continuous stretch rolling mills such as mandrel mills
  • constant diameter rolling mills such as sizers and stress reducers.
  • the reheating furnace is installed on one line, the temperature drop of the seamless pipe from the end of the constant diameter rolling process to the transition to re-caloric heat can be slightly suppressed.
  • a heat insulation cover may be provided in the transport facility connecting the constant diameter rolling process and the reheating furnace to prevent the temperature of the seamless pipe from decreasing.
  • the upper limit of 1000 ° C is the force that, when heated at a temperature higher than this, the crystal grains in the structure of the product become coarse and the toughness of the product after the quenching process decreases.
  • the starting temperature of the quenching process is below the Ac transformation point.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of an equipment line for carrying out the method of the present invention.

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Description

明 細 書
継目無管の製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、継目無管の製造技術に属するものであり、特に高強度かつ高靱性の継 目無管を製造する方法に関する。
背景技術
[0002] 大きな設備を有し、多量のエネルギーを消費する鉄鋼産業にぉ 、ては、省プロセス および省エネルギーを目的に、工程の連続ィ匕の必要に迫られている。たとえば、継 目無管の分野では、従来、別のラインに設けた設備で行っていた熱処理 (焼入れ、 焼戻し等)を圧延工程に引き続いて行う技術が検討されている。
[0003] この工程の連続ィ匕の実現においては、継目無管は、製品の信頼性の要求がきわめ て厳しいことから、工程条件を慎重に選定する必要がある。下記の特許文献は、省ェ ネルギ一の観点からの工程条件が開示している。
[0004] 特許文献 1：再公表特許公報 W096Z12574
特許文献 2：特開平 8— 311551号公報
特許文献 3:特開 2001— 240913号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] ところが、上記の特許文献に示されるような技術では、なお製品の結晶粒が粗大で あるため、高品質の要求、特に靱性の要求に対応し難いことが明らかになった。
[0006] 本発明の目的は、穿孔圧延工程から熱処理まで連続する工程で継目無管を製造 する方法を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0007] 本発明者は、前記の特許文献 1〜3に示されるような従来の技術を詳しく検討し、連 続工程で製造される製品の組織が十分に微細化されないことが分力つた。即ち、連 続工程で製造される継目無管にとって、組織を微細化する製造方法が必須であるこ とを見出した。 [0008] 上記の知見を基礎とし、穿孔圧延工程から熱処理までの各条件を最適に選定して 、本発明を完成した。本発明は、下記の継目無管の製造方法を要旨とする。
[0009] 穿孔圧延工程、延伸圧延工程、定径圧延工程、再加熱工程、焼入れ工程および 焼戻し工程を備え、継目無管の温度が 600°C以上 800°C未満となる条件で前記定 径圧延工程を終了させ、前記再加熱工程にぉ ヽて 400°C以上の継目無管を再加熱 炉に装入し、 Ac変態点以上 1000°C以下の温度に再加熱することを特徴とする継
3
目無管の製造方法。
発明の効果
[0010] 本発明によれば、穿孔圧延工程から熱処理まで連続する工程にお!、て、高強度で 高靭性な継目無管を製造できる。
発明を実施するための最良の形態
[0011] 図 1は、本発明方法を実施するためのライン構成を示す図である。図示のとおり、ビ レット加熱炉 1から矯正機 8まで、連続した一つのライン上に配置されている。この図 を引用しながら本発明方法の各工程について説明する。
[0012] (1) 穿孔圧延工程、延伸圧延工程および定径圧延工程
ビレットは、加熱炉 1で加熱され、穿孔機、例えば傾斜ロール圧延機 (ピアサ一） 2で 穿孔圧延されてホロ一シェルとなる。穿孔圧延工程は、マンネスマン方式による穿孔 圧延方法をはじめとして、その他の各種の穿孔方法を適用できる。穿孔圧延条件に は特に制約はな 、。ビレットはインゴットから分塊圧延を経て製造されたものでもよぐ また、例えば円形断面の铸型を用いて連続铸造された、いわゆる丸ビレットでもよい
[0013] 穿孔圧延されたホロ一シェルは、連続延伸圧延機 3と定径圧延機 4を用いて圧延さ れる。それぞれマンドレルミルのような連続延伸圧延機、ならびにサイザ一、ストレツ チレデューサ一のような定径圧延機である。
[0014] (2) 定径圧延終了時の継目無管の温度
この温度は、 600°Cから 800°C未満の範囲としなければならない。その理由は次の とおりである。まず、定径圧延終了時の継目無管の温度が 600°Cよりも低温になるよ うな条件では、定径圧延設備に過大な負荷がカゝかって、定径圧延工程が困難となる [0015] 一方、 800°C以上の高温になると、継目無管が次に述べる再加熱および「直接焼 入れ 焼戻し」の熱処理を経ても、製品の結晶粒の微細化が不十分である。定径圧 延工程終了時の継目無管の温度が 600°Cから 800°C未満の範囲となるように調整で きれば、製品の組織において粒成長が抑制されて、きわめて微細な結晶粒組織が得 られ、後述の実施例に示すとおり、靱性その他の特性がきわめて優れた製品を得る ことができる。
[0016] (3) 定径圧延工程後の冷却と再加熱
定径圧延後、継目無管は再加熱炉 5で再加熱される。継目無管の温度は、定径圧 延工程終了後力 再加熱に移るまでの間に低下する力 その温度は 400°C力 800 °C未満までの範囲となるようにする。言い換えれば、継目無管の温度が 400°Cから 8 00°C未満の範囲にある間に、再加熱炉に装入しなければならない。
[0017] 定径圧延後の継目無管の温度力 00°Cよりも低下すると、製品の組織においてマ ルテンサイト変態が生じ、これが弓 Iき続 、て行われる再加熱にお 、てオーステナイト に逆変態するので、継目無管が曲がり、変形する。また、再加熱炉内に長く在炉させ なければならないため、生産性を低下させるだけでなぐ再加熱に要するエネルギー 量も増大する。
[0018] なお、再加熱炉を一つのライン上に設置しておけば、定径圧延工程終了から再カロ 熱に移るまでの間の継目無管の温度低下を僅少に抑制できる。また、定径圧延工程 と再加熱炉とを結ぶ搬送設備に保温カバーを設けて継目無管の温度の低下を防止 してちよい。
[0019] 再加熱の温度は、 Ac変態点以上で、 1000°C以下の温度とする。望ましいのは 85
3
0〜： LOOO°Cである。 Ac変態点以上とするのは、製品の組織をオーステナイトとして
3
、次工程の焼入れ工程に進めるためである。また、上限を 1000°Cとするのは、これよ りも高温で加熱すると、製品の組織中の結晶粒が粗大になって、焼入れ工程後の製 品の靱性が低下する力 である。なお、焼入れ工程の開始温度が Ac変態点未満に
3
なってしまうと、水冷前に製品の組織中にフェライトが析出してしまうため、十分に焼 入れ硬化が得られず、製品の強度ゃ靱性が低下する。再加熱温度の下限として 850 °Cが望ましい理由は、上記の弊害を防止するためである。
[0020] 加熱時間は、製品の肉厚等に応じて、製品の組織全体が均一なオーステナイトに なるのに十分な時間とすればよい。
[0021] (4) 焼入れ工程と焼戻し工程
再加熱炉から取り出した継目無管は再加熱処理で Ac変態点以上になって ヽるか
3
ら、これを焼入れ装置 6 (例えば水冷装置）に直ちに投入して焼入れを施す。なお、 厚肉の継目無管を均一に急冷するためには、継目無管の内外面を同時に冷却する ことが可能な急冷装置を使用するのが望ましい。
[0022] 焼入れ後、焼戻し装置 7で焼戻し処理を施す。その条件は、継目無管の材質およ び要求される性能に応じて決定すればよい。これらの熱処理の後、継目無鋼は矯正 機 8で矯正される。なお、この矯正処理は、オフラインで実施してもよい。
[0023] (5) 継目無管の化学組成
本発明方法で製造される継目無管の化学組成には特別な制約はな ヽ。一般に油 井管やラインパイプとして用いられるあらゆる鋼種が使用できる。
実施例
[0024] C力 SO. 27%, Si力 SO. 2%, Mn力 0. 6%, Cr力 0. 6%, Mo力0. 05%, V力 0. 05 %で残部が Feと不純物である組成のビレットを使用し、図 1に示した製造ラインで、外 径 177. 8mm、肉厚 10. 36mmの継目無管を製造した。ビレットの加熱温度、定径 圧延工程終了時の継目無鋼の温度、再加熱炉装入時の継目無管の温度、再加熱 および焼戻しの温度を表 1に示すように変更した。なお、焼入れは、再加熱炉から « 目無管を抽出した後、直ちに水冷することによって行った。得られた継目無管の結晶 粒度番号 CFIS G 0551による）および機械的性質を表 1に併記する。
[0025] [表 1] 表 1
Figure imgf000007_0001
* は G C651 こ
[0026] 表 1に示すとおり、本発明で定める条件で定径圧延およびそれに続く熱処理を行つ た No. 1 3の結晶粒度番号は 7. 5 8. 0であり、結晶が微細化されている。従って 、その継目無管は、髙強度でありながら靭性においても優れている。
[0027] 一方、定径圧延終了時および再加熱炉装入時の継目無管の温度が、いずれも高 すぎる比較例では、結晶粒が粗大化しているために、シャルピー衝撃試験の遷移温 度が著しく高い。即ち、靭性が劣る。
産業上の利用可能性
[0028] 本発明方法によれば、結晶粒が微細で機械的性質に著しく優れた継目無管が得ら れる。しかも、本発明方法では、ビレットの加熱力 熱処理までの全ての工程が の製造ラインで連続的に行われるので、エネルギー消費が抑制され、製造コストが大 きく削減される。本発明方法で製造される継目無管は、優れた低温靱性を要求され る油井管等に好適である。
図面の簡単な説明
[0029] [図 1]本発明方法を実施する設備列の一例を示す図である。
符号の説明
[0030] 1.ビレット加熱炉、
2.傾斜ロール圧延機 (ピアサ一）、
3.連続延伸圧延機 4.定径圧延機、
5.再加熱炉、
6.焼入れ装置、
7.焼戻し装置、

Claims

請求の範囲
穿孔圧延工程、延伸圧延工程、定径圧延工程、再加熱工程、焼入れ工程および 焼戻し工程を備え、継目無管の温度が 600°C以上 800°C未満となる条件で前記定 径圧延工程を終了させ、前記再加熱工程にぉ ヽて 400°C以上の継目無管を再加熱 炉に装入し、 Ac変態点以上 1000°C以下の温度に再加熱することを特徴とする継
3
目無管の製造方法。
PCT/JP2007/055074 2006-03-28 2007-03-14 継目無管の製造方法 Ceased WO2007111131A1 (ja)

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