JP3232857B2 - ステンレス継目無鋼管の製造方法 - Google Patents
ステンレス継目無鋼管の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はステンレス継目無鋼管、
特にフェライト系ステンレス継目無鋼管、２相ステンレ
ス継目無鋼管、オーステナイト系ステンレス継目無鋼管
をマンネスマン−マンドレルミル方式により製造する方
法に関するものである。
特にフェライト系ステンレス継目無鋼管、２相ステンレ
ス継目無鋼管、オーステナイト系ステンレス継目無鋼管
をマンネスマン−マンドレルミル方式により製造する方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】継目無鋼管は一般に、ピアサー穿孔圧延
後にマンドレルミル方式、プラグミル方式、アッセルミ
ル方式等による延伸圧延を行うマンネルマン圧延法、あ
るいはユジーンセジュネル方式、エアハルトプッシュベ
ンチ方式等の熱間押出法で製造されているが、比較的小
径寸法の製管には、寸法精度および生産性で優れている
マンドレルミル圧延法が広く利用されている。
後にマンドレルミル方式、プラグミル方式、アッセルミ
ル方式等による延伸圧延を行うマンネルマン圧延法、あ
るいはユジーンセジュネル方式、エアハルトプッシュベ
ンチ方式等の熱間押出法で製造されているが、比較的小
径寸法の製管には、寸法精度および生産性で優れている
マンドレルミル圧延法が広く利用されている。
【０００３】マンドレルミル方式では、例えば後述する
図１に示すように、素材ビレット１を回転炉床式加熱炉
２によって所定温度（通常1100℃〜1300℃）に加熱した
後、マンネスマンピアサー３によって穿孔圧延して中空
素管4Aを製造した後、マンドレルミル５によって延伸圧
延する。延伸圧延機であるマンドレルミル５では、マン
ドレルバー６の表面に熱間圧延用潤滑剤を塗布し、この
マンドレルバー６を中空素管4Aの内部に挿入して、マン
ドレルバー６と孔型ロール７とで減肉、延伸圧延する。
マンドレルミルでの圧延温度は、素管温度が圧延入側で
は1050℃から1200℃の範囲、圧延出側では 800℃から10
00℃の範囲となるのが一般的である。マンドレルミルに
よって減肉、延伸圧延された中空素管は、通常、仕上げ
圧延用素管4Bと呼ばれる。
図１に示すように、素材ビレット１を回転炉床式加熱炉
２によって所定温度（通常1100℃〜1300℃）に加熱した
後、マンネスマンピアサー３によって穿孔圧延して中空
素管4Aを製造した後、マンドレルミル５によって延伸圧
延する。延伸圧延機であるマンドレルミル５では、マン
ドレルバー６の表面に熱間圧延用潤滑剤を塗布し、この
マンドレルバー６を中空素管4Aの内部に挿入して、マン
ドレルバー６と孔型ロール７とで減肉、延伸圧延する。
マンドレルミルでの圧延温度は、素管温度が圧延入側で
は1050℃から1200℃の範囲、圧延出側では 800℃から10
00℃の範囲となるのが一般的である。マンドレルミルに
よって減肉、延伸圧延された中空素管は、通常、仕上げ
圧延用素管4Bと呼ばれる。
【０００４】仕上げ圧延用素管4Bは、再加熱炉11によっ
て所定温度（ 850℃〜1100℃）に再加熱された後、スト
レッチレデューサ12等の仕上げ圧延機により管の外径を
所定サイズに縮径されて、仕上管13となる。その後、図
１には示していないが、必要により固溶化処理のための
熱処理、管内面の浸炭部を除去するための内面研削、ま
たはスケールを除去するための酸洗等の工程を経て製品
となる。
て所定温度（ 850℃〜1100℃）に再加熱された後、スト
レッチレデューサ12等の仕上げ圧延機により管の外径を
所定サイズに縮径されて、仕上管13となる。その後、図
１には示していないが、必要により固溶化処理のための
熱処理、管内面の浸炭部を除去するための内面研削、ま
たはスケールを除去するための酸洗等の工程を経て製品
となる。
【０００５】マンドレルミルを用いる延伸圧延におい
て、圧延負荷の増大にともなってマンドレルバー６の摩
耗焼付が発生したり、あるいは圧延される中空素管4Aの
内面に焼付に起因したキズが発生する場合がある。この
ため、熱間での潤滑性に優れた熱間圧延用潤滑剤をマン
ドレルバーの表面に塗布して、マンドレルミル圧延を行
う必要がある。このような潤滑剤としては、安価でかつ
優れた潤滑性能を発揮することから、黒鉛を主成分とす
る潤滑剤が広く使用されている。
て、圧延負荷の増大にともなってマンドレルバー６の摩
耗焼付が発生したり、あるいは圧延される中空素管4Aの
内面に焼付に起因したキズが発生する場合がある。この
ため、熱間での潤滑性に優れた熱間圧延用潤滑剤をマン
ドレルバーの表面に塗布して、マンドレルミル圧延を行
う必要がある。このような潤滑剤としては、安価でかつ
優れた潤滑性能を発揮することから、黒鉛を主成分とす
る潤滑剤が広く使用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】フェライト系（特に13
Cr系）、２相系、あるいはオーステナイト系ステンレス
鋼の比較的低炭素濃度の材料を用いて、上記の黒鉛を主
成分とする潤滑剤を塗布したマンドレルバーを挿入して
マンドレルミル圧延を実施すると、管内面に黒鉛が圧着
し、その後の仕上げ圧延用素管の再加熱時に、炉内雰囲
気中の酸素と反応して、仕上げ圧延用素管の内面に浸炭
が発生する場合がある。このように管の内面に浸炭が発
生したステンレス鋼管は、耐食性が著しく劣化する。
Cr系）、２相系、あるいはオーステナイト系ステンレス
鋼の比較的低炭素濃度の材料を用いて、上記の黒鉛を主
成分とする潤滑剤を塗布したマンドレルバーを挿入して
マンドレルミル圧延を実施すると、管内面に黒鉛が圧着
し、その後の仕上げ圧延用素管の再加熱時に、炉内雰囲
気中の酸素と反応して、仕上げ圧延用素管の内面に浸炭
が発生する場合がある。このように管の内面に浸炭が発
生したステンレス鋼管は、耐食性が著しく劣化する。
【０００７】内面浸炭の発生を防ぎ鋼管の耐食性を確保
するために、マンドレルミル圧延直後の仕上げ圧延用素
管の内面を厚さ20〜50μｍ程度を除去した後、仕上げ圧
延をするオーステナイト系ステンレス鋼管の製造方法の
提案があるが（特開平4-111907参照）、この方法では素
管内面の浸炭部を除去するために、研磨または切削する
新たな工程が必要となり、コストが著しく上昇する。
するために、マンドレルミル圧延直後の仕上げ圧延用素
管の内面を厚さ20〜50μｍ程度を除去した後、仕上げ圧
延をするオーステナイト系ステンレス鋼管の製造方法の
提案があるが（特開平4-111907参照）、この方法では素
管内面の浸炭部を除去するために、研磨または切削する
新たな工程が必要となり、コストが著しく上昇する。
【０００８】また、Sb、Snを鋼中に添加して耐浸炭性能
を向上させたオーステナイト系ステンレス鋼を素材とし
た使用することにより、耐食性を確保することが特開昭
63-274741 号公報に開示されている。しかし、この方法
では、完全な耐浸炭性能を具備させるためには、Sb、Sn
を鋼中に多量に添加することが必要となるので、結果と
して、素材の熱間加工性を低下させ、圧延欠陥を多発さ
せる恐れがある。
を向上させたオーステナイト系ステンレス鋼を素材とし
た使用することにより、耐食性を確保することが特開昭
63-274741 号公報に開示されている。しかし、この方法
では、完全な耐浸炭性能を具備させるためには、Sb、Sn
を鋼中に多量に添加することが必要となるので、結果と
して、素材の熱間加工性を低下させ、圧延欠陥を多発さ
せる恐れがある。
【０００９】更に、特開平4-294803号公報では、黒鉛を
含む潤滑剤を塗布したマンドレルバーを素管に挿入して
マンドレルミル圧延する際に、マンドレルバーと圧延素
管との間隙をCO2 、O2、水蒸気またはこれらの混合ガス
である酸化性ガスを満たした状態で圧延するマンドレル
ミルの圧延方法が提案されている。しかし、この圧延中
に酸化性ガスと反応して燃焼する黒鉛は極めて少量であ
り、大部分の黒鉛を管内面に付着させたまま圧延素管は
次工程に送られ、再加熱時、炉内雰囲気中の酸素の作用
によって浸炭を発生することになる。また、マンドレル
ミル圧延の際に使用する酸化性ガスとの反応によって
も、ガス中の酸素と潤滑剤中のＣとが反応して、不可避
的に浸炭の原因となるCOガスを発生することになる。従
って、提案があった圧延方法では、圧延素管の浸炭防止
対策にはなり得ないのである。
含む潤滑剤を塗布したマンドレルバーを素管に挿入して
マンドレルミル圧延する際に、マンドレルバーと圧延素
管との間隙をCO2 、O2、水蒸気またはこれらの混合ガス
である酸化性ガスを満たした状態で圧延するマンドレル
ミルの圧延方法が提案されている。しかし、この圧延中
に酸化性ガスと反応して燃焼する黒鉛は極めて少量であ
り、大部分の黒鉛を管内面に付着させたまま圧延素管は
次工程に送られ、再加熱時、炉内雰囲気中の酸素の作用
によって浸炭を発生することになる。また、マンドレル
ミル圧延の際に使用する酸化性ガスとの反応によって
も、ガス中の酸素と潤滑剤中のＣとが反応して、不可避
的に浸炭の原因となるCOガスを発生することになる。従
って、提案があった圧延方法では、圧延素管の浸炭防止
対策にはなり得ないのである。
【００１０】本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑
み、フェライト系、２相系、あるいはオーステナイト系
のステンレス継目無鋼管を製造するにあたって、マンド
レルミル圧延で黒鉛系潤滑剤を採用する場合であって
も、仕上げ圧延用素管の内面に発生する浸炭を防ぎ、鋼
管の耐食性を劣化させることなく、安価に製造すること
ができる方法を確立することを課題としている。
み、フェライト系、２相系、あるいはオーステナイト系
のステンレス継目無鋼管を製造するにあたって、マンド
レルミル圧延で黒鉛系潤滑剤を採用する場合であって
も、仕上げ圧延用素管の内面に発生する浸炭を防ぎ、鋼
管の耐食性を劣化させることなく、安価に製造すること
ができる方法を確立することを課題としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、次の(1) およ
び(2) の製造方法を要旨としている。
び(2) の製造方法を要旨としている。
【００１２】(1) 黒鉛を主成分とする潤滑剤を用いたマ
ンドレルミル圧延によるステンレス継目無鋼管の製造方
法において、マンドレルミル圧延前の中空素管の内面に
酸化スケールを0.05〜５μｍの厚さで生成させた後、マ
ンドレルミル圧延を行うことを特徴とするステンレス継
目無鋼管の製造方法。
ンドレルミル圧延によるステンレス継目無鋼管の製造方
法において、マンドレルミル圧延前の中空素管の内面に
酸化スケールを0.05〜５μｍの厚さで生成させた後、マ
ンドレルミル圧延を行うことを特徴とするステンレス継
目無鋼管の製造方法。
【００１３】(2) 黒鉛を主成分とする潤滑剤を用いたマ
ンドレルミル圧延によるステンレス継目無鋼管の製造方
法において、マンドレルミル圧延後の管内面に内容積の
２倍以上の不活性ガスを通気した後、再加熱することを
特徴とするステンレス継目無鋼管の製造方法。
ンドレルミル圧延によるステンレス継目無鋼管の製造方
法において、マンドレルミル圧延後の管内面に内容積の
２倍以上の不活性ガスを通気した後、再加熱することを
特徴とするステンレス継目無鋼管の製造方法。
【００１４】
【作用】マンドレルミル圧延時に仕上げ圧延用素管の内
面に付着した潤滑剤、具体的には、圧延時に大気中のO2
と反応燃焼することなく仕上げ圧延用素管内面に残留し
ている潤滑剤中の黒鉛は、その後の再加熱炉内での加熱
と雰囲気中の酸素との反応によって、活性化するととも
にCOガスを発生して、素管内面への拡散とガス浸炭を起
こす。
面に付着した潤滑剤、具体的には、圧延時に大気中のO2
と反応燃焼することなく仕上げ圧延用素管内面に残留し
ている潤滑剤中の黒鉛は、その後の再加熱炉内での加熱
と雰囲気中の酸素との反応によって、活性化するととも
にCOガスを発生して、素管内面への拡散とガス浸炭を起
こす。
【００１５】上記の要因を前提として、さらに仕上げ圧
延用素管の内面浸炭の防止対策を確立するため、浸炭現
象を詳細に調査した結果、次の知見を得ることができ
た。
延用素管の内面浸炭の防止対策を確立するため、浸炭現
象を詳細に調査した結果、次の知見を得ることができ
た。
【００１６】 マンドレルミル圧延前の中空素管の内
表面状況と圧延後の浸炭発生状況との関係を調査する
と、中空素管の内表面が0.05〜５μｍ厚さの均一な酸化
スケールに覆われていると、圧延後、浸炭は発生しな
い。この酸化スケールが、素管内面への拡散とガス浸炭
に対する保護被膜として作用して、圧延後の仕上げ圧延
用素管の内面に発生する浸炭を防止する。
表面状況と圧延後の浸炭発生状況との関係を調査する
と、中空素管の内表面が0.05〜５μｍ厚さの均一な酸化
スケールに覆われていると、圧延後、浸炭は発生しな
い。この酸化スケールが、素管内面への拡散とガス浸炭
に対する保護被膜として作用して、圧延後の仕上げ圧延
用素管の内面に発生する浸炭を防止する。
【００１７】 マンドレルミル圧延後の仕上げ圧延用
素管の内面雰囲気と浸炭発生状況との関係を詳細に検討
した結果によれば、仕上げ圧延用素管内面を不活性ガス
を通気（パージ）した後、再加熱炉に装入すれば、素管
内面には浸炭は発生しない。
素管の内面雰囲気と浸炭発生状況との関係を詳細に検討
した結果によれば、仕上げ圧延用素管内面を不活性ガス
を通気（パージ）した後、再加熱炉に装入すれば、素管
内面には浸炭は発生しない。
【００１８】不活性ガスの通気によって、素管内面での
COガスの発生が抑制されるとともに、黒鉛の活性化も阻
止できて、再加熱後の仕上げ圧延用素管の浸炭発生を防
止できる。通気に採用できる不活性ガスとしては、Ar、
N2、Heがあげられる。
COガスの発生が抑制されるとともに、黒鉛の活性化も阻
止できて、再加熱後の仕上げ圧延用素管の浸炭発生を防
止できる。通気に採用できる不活性ガスとしては、Ar、
N2、Heがあげられる。
【００１９】本発明は、上記の知見に基づいて完成され
たものであり、SUS405等のフェライト系、SUS329等の２
相系、SUS304, SUS310, SUS316, SUS321, SUS347等のオ
ーステナイト系のステンレス継目無鋼管のすべての製造
方法に適用できるものである。
たものであり、SUS405等のフェライト系、SUS329等の２
相系、SUS304, SUS310, SUS316, SUS321, SUS347等のオ
ーステナイト系のステンレス継目無鋼管のすべての製造
方法に適用できるものである。
【００２０】図１は、本発明のマンドレルミル方式によ
る継目無鋼管の製造要領を示す工程図であり、マンドレ
ルバー抜取り後、不活性ガスを通気する工程を含めて示
している。以下、本発明の内容を、図１に基づいて説明
する。
る継目無鋼管の製造要領を示す工程図であり、マンドレ
ルバー抜取り後、不活性ガスを通気する工程を含めて示
している。以下、本発明の内容を、図１に基づいて説明
する。
【００２１】本発明のうち第１の発明（上記の知見に
基づくもの）は、素材ビレット１を例えば回転炉床式加
熱炉２で加熱後、マンネスマンピアサー３の穿孔圧延に
よって中空素管4Aを製造し、その後、中空素管の内面に
0.05〜５μｍ厚さの酸化スケールを生成させて、マンド
レルミル５圧延を行うことを特徴としている。
基づくもの）は、素材ビレット１を例えば回転炉床式加
熱炉２で加熱後、マンネスマンピアサー３の穿孔圧延に
よって中空素管4Aを製造し、その後、中空素管の内面に
0.05〜５μｍ厚さの酸化スケールを生成させて、マンド
レルミル５圧延を行うことを特徴としている。
【００２２】第１の発明では、中空素管4Aの内面に生成
する酸化スケールの厚さを0.05〜５μｍに制御するのが
重要となる。酸化スケールの厚さが0.05μｍ未満である
場合には、酸化スケールが薄すぎるため、その後の再加
熱炉中での昇温と酸素との反応によって浸炭が発生す
る。
する酸化スケールの厚さを0.05〜５μｍに制御するのが
重要となる。酸化スケールの厚さが0.05μｍ未満である
場合には、酸化スケールが薄すぎるため、その後の再加
熱炉中での昇温と酸素との反応によって浸炭が発生す
る。
【００２３】一方、中空素管4A内面の酸化スケールの厚
さが５μｍを超えると、マンドレルミル圧延時に酸化ス
ケール自体が剥離し、中空素管4A表面のメタル面がが露
出し、その露出部分に潤滑剤中の黒鉛が圧着することに
よって、その後の再加熱処理で浸炭が発生する。また、
圧延中に剥離した酸化スケール片は、マンドレルバー６
の表面に焼付きを発生させると共に、中空素管4A内面に
最終製品になっても修復することができない表面キズを
発生させる。そのため、酸化スケールの厚さは５μｍ以
下でなければならない。
さが５μｍを超えると、マンドレルミル圧延時に酸化ス
ケール自体が剥離し、中空素管4A表面のメタル面がが露
出し、その露出部分に潤滑剤中の黒鉛が圧着することに
よって、その後の再加熱処理で浸炭が発生する。また、
圧延中に剥離した酸化スケール片は、マンドレルバー６
の表面に焼付きを発生させると共に、中空素管4A内面に
最終製品になっても修復することができない表面キズを
発生させる。そのため、酸化スケールの厚さは５μｍ以
下でなければならない。
【００２４】上記酸化スケールを中空素管4Aの表面に生
成させる方法としては、マンネスマンピアサー３で穿孔
圧延した後、一定時間の放冷、または加熱炉で所定時間
加熱する手段が採用される。放冷を行う場合には、酸化
スケールの厚さを0.05〜５μｍに確保するために、マン
ネスマンピアサー３による圧延後、中空素管4Aを２分以
上で、かつ６分以下の時間空気中に保持する。一方、加
熱炉で所定時間加熱する場合には、中空素管4Aは、1000
℃以上の酸化性ガスを含んだ加熱炉内に所定時間保持さ
れる。保持される時間は、加熱温度および鋼種によって
適宜選定することになる。
成させる方法としては、マンネスマンピアサー３で穿孔
圧延した後、一定時間の放冷、または加熱炉で所定時間
加熱する手段が採用される。放冷を行う場合には、酸化
スケールの厚さを0.05〜５μｍに確保するために、マン
ネスマンピアサー３による圧延後、中空素管4Aを２分以
上で、かつ６分以下の時間空気中に保持する。一方、加
熱炉で所定時間加熱する場合には、中空素管4Aは、1000
℃以上の酸化性ガスを含んだ加熱炉内に所定時間保持さ
れる。保持される時間は、加熱温度および鋼種によって
適宜選定することになる。
【００２５】第２の発明（上記の知見に基づくもの）
は、素材ビレット１を加熱炉２で加熱し、マンネスマン
ピアサー３の穿孔圧延後、直ちにマンドレルミル５圧延
で仕上げ圧延用素管4Bを製造したのち、マンドレルバー
６を抜取って、仕上げ圧延用素管4Bの内面にAr、N2ある
いはHeの不活性ガスを通気ノズル10を介して通気し、素
管内面の雰囲気を置換した後、再加熱炉11に装入するこ
とを特徴としている。
は、素材ビレット１を加熱炉２で加熱し、マンネスマン
ピアサー３の穿孔圧延後、直ちにマンドレルミル５圧延
で仕上げ圧延用素管4Bを製造したのち、マンドレルバー
６を抜取って、仕上げ圧延用素管4Bの内面にAr、N2ある
いはHeの不活性ガスを通気ノズル10を介して通気し、素
管内面の雰囲気を置換した後、再加熱炉11に装入するこ
とを特徴としている。
【００２６】本発明において「不活性ガスによる通気」
とは、マンドレルミル圧延後の仕上げ圧延用素管4Bの内
部は大気雰囲気となっているので、これを不活性雰囲気
に置換することである。この通気時間は、素管内面の容
積とガスの通気量により選択すれば良く、本発明の実施
に当たっては、素管内容積の２倍以上の通気量を確保す
る。素管内容積の２倍未満の通気量では、充分な効果を
発揮できない。また、不活性ガスを通気する時期は再加
熱炉に挿入する直前がよく、通気後直ちに装入できない
場合には、通気後両管端をシールすることよって、浸炭
を抑制する効果を持続することができる。
とは、マンドレルミル圧延後の仕上げ圧延用素管4Bの内
部は大気雰囲気となっているので、これを不活性雰囲気
に置換することである。この通気時間は、素管内面の容
積とガスの通気量により選択すれば良く、本発明の実施
に当たっては、素管内容積の２倍以上の通気量を確保す
る。素管内容積の２倍未満の通気量では、充分な効果を
発揮できない。また、不活性ガスを通気する時期は再加
熱炉に挿入する直前がよく、通気後直ちに装入できない
場合には、通気後両管端をシールすることよって、浸炭
を抑制する効果を持続することができる。
【００２７】
【実施例】本発明の効果を、第１の発明について（実施
例１）、第２の発明について（実施例２）〜（実施例
３）に基づいて詳細に説明する。
例１）、第２の発明について（実施例２）〜（実施例
３）に基づいて詳細に説明する。
【００２８】（実施例１）素材ビレットは、表１に示す
化学組成のフェライト系（表中では13Cr系で表示）、２
相系およびオーステナイト系ステンレスの10鋼種とし
た。
化学組成のフェライト系（表中では13Cr系で表示）、２
相系およびオーステナイト系ステンレスの10鋼種とし
た。
【００２９】
【表１】
【００３０】素材ビレット（外径 192mm）の加熱〜穿孔
圧延〜酸化スケール生成〜圧延〜再加熱等の条件は、次
の通りとした。
圧延〜酸化スケール生成〜圧延〜再加熱等の条件は、次
の通りとした。
【００３１】１．ビレット加熱 回転炉床加熱炉において1100℃から1200℃の温度範囲で
加熱。
加熱。
【００３２】２．穿孔圧延 マンネスマンピアサーによって、外径 192mm、肉厚16m
m、長さ6650mmの中空素管を製造。
m、長さ6650mmの中空素管を製造。
【００３３】３．中空素管内面の酸化スケール生成 一部を大気放冷（３〜５分保持）し、他の一部を酸化性
雰囲気の加熱炉に装入し、1100〜1150℃に加熱して所定
時間（10分〜５時間）保持。
雰囲気の加熱炉に装入し、1100〜1150℃に加熱して所定
時間（10分〜５時間）保持。
【００３４】（詳細な生成条件および酸化スケールの厚
さは表２、表３に示す） ４．マンドレルミル圧延 潤滑剤：マンドレルバー表面に黒鉛系潤滑剤 (黒鉛20
％、有機バインダー10％、水70％) を塗布。
さは表２、表３に示す） ４．マンドレルミル圧延 潤滑剤：マンドレルバー表面に黒鉛系潤滑剤 (黒鉛20
％、有機バインダー10％、水70％) を塗布。
【００３５】圧延寸法：外径 151mm、肉厚 6.5mm、長さ
20ｍの仕上げ圧延用素管を製造。
20ｍの仕上げ圧延用素管を製造。
【００３６】５．再加熱 再加熱炉において1100℃で20分間加熱。
【００３７】６．レデューサ仕上 ストレッチレデューサによって、仕上げ圧延用素管を外
径63.5mm、肉厚 5.5mm、長さ56ｍの仕上管とした。
径63.5mm、肉厚 5.5mm、長さ56ｍの仕上管とした。
【００３８】７．レデューサ仕上後の熱処理 鋼種別に熱処理を実施し、最終製品とした。
【００３９】（熱処理条件は表２、表３に示す。） 上記の条件で製造された継目無鋼管の軸方向の中央部か
らサンプルを採取し、JIS G 0575に規定される硫酸−硝
酸銅による粒界腐食試験を実施し、鋼管の内表面の割れ
の有無により浸炭の発生状況を調べた。その結果を表２
および表３にまとめて示す。
らサンプルを採取し、JIS G 0575に規定される硫酸−硝
酸銅による粒界腐食試験を実施し、鋼管の内表面の割れ
の有無により浸炭の発生状況を調べた。その結果を表２
および表３にまとめて示す。
【００４０】
【表２】
【００４１】
【表３】
【００４２】表２、表３から明らかなように、本発明で
規定する条件で酸化スケールを生成させた本発明例で
は、粒界腐食試験によっても表面に割れが認められず、
浸炭の発生を防止できることが分かる。一方、酸化スケ
ールを規定の厚さ以上に生成しない比較例では浸炭に起
因する割れの発生があり、酸化スケールを規定の厚さを
超えて生成させた比較例では浸炭はないものの、焼付き
によって表面キズが発生した。
規定する条件で酸化スケールを生成させた本発明例で
は、粒界腐食試験によっても表面に割れが認められず、
浸炭の発生を防止できることが分かる。一方、酸化スケ
ールを規定の厚さ以上に生成しない比較例では浸炭に起
因する割れの発生があり、酸化スケールを規定の厚さを
超えて生成させた比較例では浸炭はないものの、焼付き
によって表面キズが発生した。
【００４３】（実施例２）素材ビレットは、実施例１と
同様に、表１に示す化学組成の鋼種を使用した。
同様に、表１に示す化学組成の鋼種を使用した。
【００４４】採用した製管工程は、基本的には実施例１
と同様とし、以下に示す製管条件および不活性ガス通気
を行った。
と同様とし、以下に示す製管条件および不活性ガス通気
を行った。
【００４５】１．ビレット加熱 回転炉床加熱炉において1100℃から1200℃の範囲で加
熱。
熱。
【００４６】２．穿孔圧延 マンネスマンピアサーによって、外径 140mm、肉厚10m
m、長さ7300mmの中空素管を製造。
m、長さ7300mmの中空素管を製造。
【００４７】３．マンドレルミル圧延 潤滑剤：マンドレルバー表面に黒鉛系潤滑剤 (黒鉛20
％、有機バインダー10％、水70％) を塗布。
％、有機バインダー10％、水70％) を塗布。
【００４８】圧延寸法：外径 100mm、肉厚 5.0mm、長さ
20ｍの仕上げ圧延用素管を製造。
20ｍの仕上げ圧延用素管を製造。
【００４９】４．不活性ガス通気 仕上げ圧延用素管（内容積：約 130リットル）の管端か
ら不活性ガス（Ar、N2およびHe）が所定の通気量（素管
当たり 100〜 600リットル）になるように通気。
ら不活性ガス（Ar、N2およびHe）が所定の通気量（素管
当たり 100〜 600リットル）になるように通気。
【００５０】（詳細の通気条件は表４、表５に示す） ５．再加熱 再加熱炉において1100℃で20分間加熱。
【００５１】６．レデューサ仕上 ストレッチレデューサによって、仕上げ圧延用素管を外
径63.5mm、肉厚 5.5mm、長さ56ｍの仕上管とした。
径63.5mm、肉厚 5.5mm、長さ56ｍの仕上管とした。
【００５２】７．レデュサー仕上後の熱処理 鋼種別に熱処理を実施し、最終製品とした。
【００５３】（熱処理条件は表４、表５に示す。） 実施例１と同様に、継目無鋼管の軸方向の中央部からサ
ンプルを採取し、粒界腐食試験（JIS G 0575に規定）を
実施し、浸炭の発生状況を調べた。本発明例の結果を表
４に、比較例の結果を表５に示す。
ンプルを採取し、粒界腐食試験（JIS G 0575に規定）を
実施し、浸炭の発生状況を調べた。本発明例の結果を表
４に、比較例の結果を表５に示す。
【００５４】
【表４】
【００５５】
【表５】
【００５６】表４、表５から明らかなように、再加熱前
に不活性ガスを仕上げ圧延用素管の内容積の２倍以上を
通気した本発明例では、粒界腐食試験で鋼管の内表面に
割れは認められず、浸炭の発生がないことが分かった。
しかし、不活性ガスを通気しない場合、または通気して
も所定の通気量に達しない場合（素管の内容積に対し1.
4倍以下）には、内表面に浸炭に起因する割れが見られ
た。
に不活性ガスを仕上げ圧延用素管の内容積の２倍以上を
通気した本発明例では、粒界腐食試験で鋼管の内表面に
割れは認められず、浸炭の発生がないことが分かった。
しかし、不活性ガスを通気しない場合、または通気して
も所定の通気量に達しない場合（素管の内容積に対し1.
4倍以下）には、内表面に浸炭に起因する割れが見られ
た。
【００５７】（実施例３）本発明の効果を、従来、提案
のあった方法と比較しつつ確認した。従来例としては、
マンドレルミル圧延する際にマンドレルバーと圧延素管
との間隙をCO2 等の酸化性ガスを満たした状態で圧延す
る方法（特開平4-294803号公報で提案）を取り上げた。
のあった方法と比較しつつ確認した。従来例としては、
マンドレルミル圧延する際にマンドレルバーと圧延素管
との間隙をCO2 等の酸化性ガスを満たした状態で圧延す
る方法（特開平4-294803号公報で提案）を取り上げた。
【００５８】素材ビレットは、それぞれ、表１に示すオ
ーステナイト系ステンレス鋼のうち鋼種SUS 304 とし
た。採用した製管工程（ビレット加熱〜穿孔圧延〜マン
ドレルミル圧延〜再加熱〜レデューサ仕上）は、前記し
た実施例２と同様とし、レデューサ仕上後の製品熱処理
は、1080℃加熱後水冷の条件とした。
ーステナイト系ステンレス鋼のうち鋼種SUS 304 とし
た。採用した製管工程（ビレット加熱〜穿孔圧延〜マン
ドレルミル圧延〜再加熱〜レデューサ仕上）は、前記し
た実施例２と同様とし、レデューサ仕上後の製品熱処理
は、1080℃加熱後水冷の条件とした。
【００５９】本発明例と従来例との浸炭防止は、次の条
件で行った。
件で行った。
【００６０】１．本発明例の浸炭防止 仕上げ圧延用素管の管端からArガスを、素管当たり 280
リットルになるように通気した。 ２．従来例の浸炭防止 マンドレルミル圧延の入口側で、マンドレルバーと圧延
素管との間隙にCO2ガスを充満したままで圧延した。
（マンドレルバー挿入から圧延開始まで、常時CO2 ガス
を通気） 上記の条件で製造された継目無鋼管の軸方向の中央部か
らサンプルを採取し、それぞれの鋼管の内表面層部分の
肉厚方向の炭素濃度の分布を調査した。その結果を表６
に示す。
リットルになるように通気した。 ２．従来例の浸炭防止 マンドレルミル圧延の入口側で、マンドレルバーと圧延
素管との間隙にCO2ガスを充満したままで圧延した。
（マンドレルバー挿入から圧延開始まで、常時CO2 ガス
を通気） 上記の条件で製造された継目無鋼管の軸方向の中央部か
らサンプルを採取し、それぞれの鋼管の内表面層部分の
肉厚方向の炭素濃度の分布を調査した。その結果を表６
に示す。
【００６１】
【表６】
【００６２】表６から、従来例に比べ、本発明例では内
表面層部分での炭素濃度の上昇が低く、かつ浅いため、
浸炭の抑制効果に優れることが明らかである。
表面層部分での炭素濃度の上昇が低く、かつ浅いため、
浸炭の抑制効果に優れることが明らかである。
【００６３】
【発明の効果】本発明によれば、ステンレス鋼のマンド
レルミル圧延において黒鉛系潤滑剤を用いても、内表面
に浸炭の発生がない継目無鋼管を安価に製造することが
できる。
レルミル圧延において黒鉛系潤滑剤を用いても、内表面
に浸炭の発生がない継目無鋼管を安価に製造することが
できる。
【図１】本発明のマンドレルミル方式による継目無鋼管
の製造要領を示す工程図であり、マンドレルバー抜取り
後、不活性ガスを通気する工程を含めて示している。
の製造要領を示す工程図であり、マンドレルバー抜取り
後、不活性ガスを通気する工程を含めて示している。
【符号の説明】 1…素材ビレット、 2…回転炉床式加熱炉、 3…マンネ
ルマンピアサー 4A…中空素管、4B…仕上げ圧延用素管 5…マンドレルミル、６…マンドレルバー、７…孔型ロ
ール ８…マンドレルバー抜取り工程、９…不活性ガス通気工
程、10…通気ノズル 11…再加熱炉、12…ストレッチレデューサ、13…仕上管
ルマンピアサー 4A…中空素管、4B…仕上げ圧延用素管 5…マンドレルミル、６…マンドレルバー、７…孔型ロ
ール ８…マンドレルバー抜取り工程、９…不活性ガス通気工
程、10…通気ノズル 11…再加熱炉、12…ストレッチレデューサ、13…仕上管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ // Ｃ１０Ｎ 40:24 Ｃ１０Ｎ 40:24 Ｚ (56)参考文献 特開 昭48−102744（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−344804（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−168221（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B21B 17/02 B21B 25/04
Claims (2)
- 【請求項１】黒鉛を主成分とする潤滑剤を用いるマンド
レルミル圧延によるステンレス継目無鋼管の製造方法に
おいて、マンドレルミル圧延前の中空素管内面に酸化ス
ケールを0.05〜５μｍの厚さで生成させた後、マンドレ
ルミル圧延を行うことを特徴とするステンレス継目無鋼
管の製造方法。 - 【請求項２】黒鉛を主成分とする潤滑剤を用いるマンド
レルミル圧延によるステンレス継目無鋼管の製造方法に
おいて、マンドレルミル圧延後の管内面に内容積の２倍
以上の不活性ガスを通気した後、再加熱することを特徴
とするステンレス継目無鋼管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3561794A JP3232857B2 (ja) | 1994-03-07 | 1994-03-07 | ステンレス継目無鋼管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3561794A JP3232857B2 (ja) | 1994-03-07 | 1994-03-07 | ステンレス継目無鋼管の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07241604A JPH07241604A (ja) | 1995-09-19 |
| JP3232857B2 true JP3232857B2 (ja) | 2001-11-26 |
Family
ID=12446818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3561794A Expired - Fee Related JP3232857B2 (ja) | 1994-03-07 | 1994-03-07 | ステンレス継目無鋼管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3232857B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10230306A (ja) * | 1997-02-20 | 1998-09-02 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 継目無鋼管の製造方法 |
| EP1795274B1 (en) * | 2004-07-20 | 2012-02-15 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | METHOD FOR HOT WORKING OF Cr-CONTAINING STEEL |
-
1994
- 1994-03-07 JP JP3561794A patent/JP3232857B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07241604A (ja) | 1995-09-19 |
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