JP2016107338A - 内面品質に優れた継目無鋼管の製造方法 - Google Patents
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(1)鋼管素材に、穿孔圧延用工具を用いて穿孔圧延を施し継目無鋼管とするに当たり、前記穿孔圧延用工具を、スケール付け熱処理を施し表面に酸化スケール被膜を形成した穿孔圧延用工具とし、前記スケール付け熱処理を施した後で前記穿孔圧延の前に、前記穿孔圧延用工具表面の少なくとも一部に、潤滑材全量に対する質量%で、Li含有化合物をLi2O換算で3〜20%、Si含有化合物をSiO2換算で30〜80%、酸化鉄含有物質をFe2O3換算で0.01%以上20%未満を含有してなる組成の潤滑材をコーティングし、該コーティングした前記穿孔圧延用工具で、複数回の前記穿孔圧延を行う、ことを特徴とする内面品質に優れた継目無鋼管の製造方法。
(2)(1)において、前記複数回の穿孔圧延を行ったのちの前記穿孔圧延用工具に、再度、前記スケール付け熱処理を施し、該スケール付け熱処理の直後に、前記穿孔圧延用工具表面の少なくとも一部に、前記組成の前記潤滑材をコーティングし、該コーティングした前記穿孔圧延用工具で、さらに、複数回の穿孔圧延を行う工程を、さらに1回ないし複数回繰返す、ことを特徴とする継目無鋼管の製造方法。
(3)(1)または(2)において、前記潤滑材が、前記組成に加えてさらに、調整物質として、潤滑材全量に対する質量%で、Al含有化合物をAl2O3換算で5%以下、Ca含有化合物をCaO換算で10%以下、Mg含有化合物をMgO換算で5%以下、Ba含有化合物をBaO換算で10%以下、Mn含有化合物をMnO換算で5%以下、Na含有化合物をNa2O換算で30%以下、K含有化合物をK2O換算で10%以下、のうちから選ばれた1種または2種以上を含むことを特徴とする継目無鋼管の製造方法。
(4)(1)ないし(3)のいずれかにおいて、前記した組成の潤滑材を、一旦、溶解してガラス状にし、粉砕して、100メッシュより細かい粒状あるいは粉末状としてなることを特徴とする継目無鋼管の製造方法。
(5)(1)ないし(3)のいずれかにおいて、前記潤滑材が、前記Li含有化合物、前記Si含有化合物、あるいはさらに前記調整物質を混合し、一旦、溶解してガラス状にし、粉砕して、100メッシュより細かい粒状あるいは粉末状としたのち、前記酸化鉄含有物質を混合してなることを特徴とする継目無鋼管の製造方法。
(6)(5)において、前記酸化鉄含有物質が、150メッシュより細かい粉末であることを特徴とする継目無鋼管の製造方法。
(7)(1)ないし(6)のいずれかにおいて、前記潤滑材に代えて、前記潤滑材を水、または水とアルコールを混合した溶剤、に配合してなる潤滑コーティング材とすることを特徴とする継目無鋼管の製造方法。
(8)(1)ないし(6)のいずれかにおいて、前記潤滑材を粉末状とし、さらに熱硬化樹脂粉末を配合してなる潤滑材とすることを特徴とする継目無鋼管の製造方法。
Li含有化合物は、Si含有化合物とともに配合されると、穿孔圧延等の熱間圧延時に、プラグ表面に形成された酸化スケールの表面が溶融し、ガラス状物質を生成し、プラグ表面を滑らかで高い潤滑性を有する状態にして、継目無鋼管内面の疵発生を抑制する作用を有する。このような効果を得るためにはLi含有化合物をLi2O換算で3%以上の配合を必要とする。Li含有化合物がLi2O換算で3%未満では、継目無鋼管の内面疵発生を防止できない。一方、Li源(Li含有化合物)は高価であり、多量の含有は経済性を低下させるうえ、Li含有化合物をLi2O換算で20%を超えて配合すると、プラグ表面のスケールが過剰に溶融し、プラグ寿命が低下する場合がある。このようなことから、Li含有化合物の配合量は、Li2O換算で3〜20%の範囲に限定した。なお、Li含有化合物の配合量は、プラグの潤滑性の観点から、好ましくはLi2O換算で5%超え、スケールの過剰溶融防止の観点から、18%以下である。なお、Li含有化合物としては、ガラス類やその他の複合酸化物、炭酸塩等を例示できるが、これらに限定されないことはいうまでもない。
Si含有化合物は、Li含有化合物とともに配合されることにより、穿孔圧延等の熱間圧延時に、プラグ表面に形成された酸化スケール表面に溶融したガラス状物質を形成し、プラグ表面に潤滑性を付与する作用を有する。このような効果を確保するためには、Si含有化合物はSiO2換算で30%以上の配合を必要とする。Si含有化合物がSiO2換算で30%未満では、溶融したガラス状物質の形成が少なく、所望のプラグの潤滑性を確保できなくなる。一方、80%を超える多量の配合は、Liによる溶融したガラス状物質の形成が抑制されて、継目無鋼管の内面疵の発生を抑制できなくなる。このようなことから、Si含有化合物の配合量はSiO2換算で30〜80%に限定した。なお、Si含有化合物は、SiO2等のSi酸化物、SiO2等を含んだ天然鉱石類やガラス類を例示できるが、これらに限定されないことはいうまでもない。
酸化鉄含有物質は、穿孔圧延等の熱間圧延時に、プラグ表面に形成された酸化スケール表面の速やかな溶融を促進する作用を有し、穿孔圧延の初期から、所望のプラグ表面の潤滑性確保に寄与する。このような効果を得るためには、Fe2O3換算で0.01%以上含有させる必要がある。一方、20%以上含有すると、プラグ表面のスケールの凹凸が激しくなり、潤滑性が不足し、継目無鋼管内面の疵発生を抑制することが困難になる。このため、酸化鉄含有物質の配合量はFe2O3換算で0.01%以上20%未満に限定した。なお、継目無鋼管内面の疵発生を十分に抑制するためには、酸化鉄含有物質の配合量はFe2O3換算で0.05%以上17%以下にすることが好ましい。なお、より好ましくは0.10%以上17%以下である。
表1に示す組成のプラグ(穿孔圧延用工具:未使用)に、まず、酸化雰囲気中で、図2(a)に示すスケール付け熱処理を施し、プラグ表面に厚さ:約1mmの酸化スケール被膜を形成した。なお、プラグの大きさは、外径174mmφ×長さ400mmである。そして、スケール付け熱処理後、プラグ表面温度がおおよそ250℃以下になったのちに、プラグ表面に潤滑材(コーティング材)をコーティングした。
基材物質(Li含有化合物、Si含有化合物、および酸化鉄含有物質)と、あるいはさらに調整物質とを、表2に示す配合量で、配合し、潤滑材とした。なお、Li含有化合物は炭酸リチウム粉を、Si含有化合物はシリカ粉を、酸化鉄含有物質は市販の酸化鉄粉(Fe2O3、Fe3O4と10質量%以下のFeOとFeを含む混合物)を、それぞれ用いた。
内面不良率(%)={(内面疵あり鋼管本数)/全製造本数}×100
で定義される内面不良率で評価した。内面不良率が5%以下である場合を○として、内面品質に優れていると評価した。なお、それ以外の場合を×として、内面品質が低下していると評価した。
(実施例2)
表5に示す組成のプラグ(穿孔圧延用工具:未使用の新品)に、まず、酸化雰囲気中で、図2(b)に示す二段階のスケール付け熱処理を施し、プラグ表面に厚さ:約0.6mmの酸化スケール被膜を形成した。なお、プラグの大きさは、外径174mmφ×長さ400mmである。そして、スケール付け熱処理後、プラグが室温まで冷却したのち、プラグ表面に潤滑材(コーティング材)をコーティングした。
まず、基材物質(Li含有化合物、Si含有化合物、および酸化鉄含有物質)と調整物質とを、表6に示す配合量で配合したのち、溶融してガラス状とし、粉砕して粒径:−320メッシュの潤滑材(プリメルトガラス粉末)とした。なお、Li含有化合物としては炭酸リチウム粉を、Si含有化合物としてはシリカ(酸化ケイ素)粉を、酸化鉄含有物質としては市販の酸化鉄粉をそれぞれ用いた。なお、市販の酸化鉄粉は、Fe2O3、Fe3O4と10質量%以下のFeOとFeを含む混合物である。
内面不良率(%)={(内面疵あり鋼管本数)/全製造本数}×100
で定義される内面不良率で評価した。内面不良率が5%以下である場合を○として、内面品質に優れるとし、内面不良率が3%以下である場合を◎として、内面品質に極めて優れると評価した。なお、それ以外の場合を×として、内面品質が低下していると評価した。
Claims (8)
- 鋼管素材に、穿孔圧延用工具を用いて穿孔圧延を施し継目無鋼管とするに当たり、
前記穿孔圧延用工具を、スケール付け熱処理を施し表面に酸化スケール被膜を形成した穿孔圧延用工具とし、
前記スケール付け熱処理を施した後で前記穿孔圧延の前に、前記穿孔圧延用工具表面の少なくとも一部に、潤滑材全量に対する質量%で、Li含有化合物をLi2O換算で3〜20%、Si含有化合物をSiO2換算で30〜80%、酸化鉄含有物質をFe2O3換算で0.01%以上20%未満を含有してなる組成の潤滑材をコーティングし、
該コーティングした前記穿孔圧延用工具で、複数回の前記穿孔圧延を行う、
ことを特徴とする内面品質に優れた継目無鋼管の製造方法。 - 前記複数回の穿孔圧延を行ったのちの前記穿孔圧延用工具に、再度、前記スケール付け熱処理を施し、該スケール付け熱処理の直後に、前記穿孔圧延用工具表面の少なくとも一部に、前記組成の前記潤滑材をコーティングし、
該コーティングした前記穿孔圧延用工具で、さらに複数回の穿孔圧延を行う工程を、さらに1回ないし複数回繰返す、
ことを特徴とする請求項1に記載の継目無鋼管の製造方法。 - 前記潤滑材が、前記組成に加えてさらに、調整物質として、潤滑材全量に対する質量%で、Al含有化合物をAl2O3換算で5%以下、Ca含有化合物をCaO換算で10%以下、Mg含有化合物をMgO換算で5%以下、Ba含有化合物をBaO換算で10%以下、Mn含有化合物をMnO換算で5%以下、Na含有化合物をNa2O換算で30%以下、K含有化合物をK2O換算で10%以下、のうちから選ばれた1種または2種以上を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の継目無鋼管の製造方法。
- 前記した組成の潤滑材を、一旦、溶解してガラス状にし、粉砕して、100メッシュより細かい粒状あるいは粉末状としてなることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の継目無鋼管の製造方法。
- 前記潤滑材が、前記Li含有化合物、前記Si含有化合物、あるいはさらに前記調整物質を混合し、一旦、溶解してガラス状にし、粉砕して、100メッシュより細かい粒状あるいは粉末状としたのち、前記酸化鉄含有物質を混合してなることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の継目無鋼管の製造方法。
- 前記酸化鉄含有物質が、150メッシュより細かい粉末であることを特徴とする請求項5に記載の継目無鋼管の製造方法。
- 前記潤滑材に代えて、前記潤滑材を水、または水とアルコールを混合した溶剤、に配合してなる潤滑コーティング材とすることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の継目無鋼管の製造方法。
- 前記潤滑材を粉末状とし、さらに熱硬化樹脂粉末を配合してなる潤滑材とすることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の継目無鋼管の製造方法。
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CN109500130A (zh) * | 2019-01-22 | 2019-03-22 | 德新钢管(中国)有限公司 | 一种直径920㎜的长管拖车气瓶用无缝钢管的制造方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH10130687A (ja) * | 1996-10-30 | 1998-05-19 | Kawasaki Steel Corp | 熱間加工用潤滑剤組成物 |
JP2013043214A (ja) * | 2011-08-25 | 2013-03-04 | Jfe Steel Corp | 穿孔圧延用工具の表面保護剤 |
JP2013043215A (ja) * | 2011-08-25 | 2013-03-04 | Jfe Steel Corp | 継目無鋼管穿孔圧延用工具の使用方法 |
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