JP3533831B2 - 加工性の良いCr含有継目無鋼管製造用丸ビレットの製造方法 - Google Patents
加工性の良いCr含有継目無鋼管製造用丸ビレットの製造方法Info
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Description
として用いる、Cr含有鋼の連続鋳造丸ビレットの製造
方法に関し、特に、センターポロシティ(以後、単にポ
ロシティと記す。)および、凝固組織を消滅させて内部
品質を向上させることにより、マンネスマン穿孔時に疵
が発生しない、加工性の良好な丸ビレットの製造方法に
関する。
ブやブルームを、分塊圧延して製造した丸ビレットを用
いるか、あるいは連続鋳造により直接(ビレットにする
過程で再加熱を行わない。)製造した丸ビレットを用い
て、マンネスマン穿孔、プレス穿孔または押し出し穿孔
等を行い、中空の継目無鋼管(素管)とし、その後に、
エロンゲーター、プラグミル、マンドレルミル等の圧延
機により延伸し、最終的には、サイザーやストレッチレ
デューサーにより定径化して製品とする。
的容易であり、かつ、その鋳片の熱間加工性が良好な鋼
種は、鋳造ままの丸ビレットを用いて穿孔を行っても、
良好な内面性状の継目無鋼管が得られる。
ポロシティや偏析が生じやすく、熱間加工性の劣るCr
含有鋼等の継目無鋼管の製造においては、一般的には、
連続鋳造後に分塊圧延により大きな加工を与え、軸芯部
のポロシティや偏析を除去した丸ビレットを用いる。
加工性が劣る主な原因は、耐食性を向上させるために合
金化させたCrの含有量の増加に伴って、連続鋳造時に
鋳片の軸芯部に偏析やポロシティが発生しやすくなるこ
とによる。そして、熱間加工性に特に大きな影響を与え
るポロシティの発生の原因は、溶鋼の粘度が高いため
に、連続鋳造の最終凝固段階において生じる空隙に、炭
素鋼の場合と異なり、溶鋼が供給され難いためとされて
いる。
度との関係を示す図である、溶鋼中のCr量が増加する
と共に粘度は増し、13%(重量%、以下も同様)前後
でピーク値を示している。なお、ポロシティの発生はC
r量が0.5%以上になると問題になり始めることが知
られている。
レットを用いて、継目無鋼管を製造する場合は、大量生
産プロセスの第一段階のマンネスマン穿孔時に、圧縮
力、剪断力、引張り力が複雑に作用する過酷な加工を受
けるため、軸芯部のポロシティや偏析が起点となり、管
の内面に疵が発生する。その結果、不良品の発生による
歩留りの低下、疵の手入れによる能率の低下等により製
造コストが上昇する。
善する技術としては、まず、連続鋳造機の鋳型外に電磁
攪拌装置を設置し、鋳型中の溶鋼を攪拌する方法が広く
実施されている。これは、鋳型内の溶鋼を電磁力で攪拌
して凝固核を生成させ、最終凝固部の鋳片の中心部分
を、等軸晶で満たしてポロシティを減少させる技術であ
る。しかし、この技術のみではポロシティの発生を、完
全に防止することはできない。
鋳造時にビレットに軽度の圧下を加え、内部品質を向上
させる技術が示されている。これは、凝固末期のビレッ
トに凝固収縮分だけ、ロールで圧下を与えて、濃化溶鋼
の流動を抑えて中心偏析を防止する技術である。
95頁、1994年発行」には、SUS410鋼に対し
て、この技術を適用した1例が示されており、内部が未
凝固の状態で二段階の圧下を行い、圧下後のビレットの
軸芯部の密度を7.7g/cm3 に上げている。しか
し、ポロシティの無い場合の密度である、7.8g/c
m3 に比較すると99%以下であり、依然としてそれを
十分に圧着できていない。(掲載のミクロ写真にも軸芯
部に若干のポロシティが認められる。)
点は、2つのロールによる圧下で引き起こされるビレッ
ト形状の悪化と、圧下量が増加した場合に発生する凝固
界面近傍の割れの発生である。
行うと、当然圧下部の断面形状は偏平化し、偏平断面は
製品の偏肉化につながる。ポロシティの圧着効果を高め
るために圧下量を増やすと、形状はさらに真円から遠ざ
かり、丸ビレットを転がせて搬送することも難しくな
る。また、穿孔時のミルへの噛み込みが不安定になり、
疵の発生率も高くなる。
開平7−108358号公報には、楕円形の断面のモー
ルドを用い、楕円形の断面のビレットを製造し、楕円の
長軸方向に圧下する技術が提案されている。この方法に
よると、真円に近い断面形状のビレットを得られる。
真円の場合に比較して鋳造時の湯流れが不均一に成りや
すく、それに起因する湯面の変動やパウダーの巻き込み
により、新たな欠陥が発生する。
の内部品質の向上を目的としたプロセスが「材料とプロ
セス誌、第7巻、第1号、179頁、1994」や、特
開平63−183765号公報に開示されている。この
プロセスは連続鋳造時に一対の金型により大圧下を加え
る方法(インラインリダクション法)であり、連続鋳造
中に圧下を加えるため再加熱が不要であり、またポロシ
ティの圧下消滅の効果も大きいが、設備費が高い。
75頁、1974」にも、インラインリダクション法と
して、同様の技術が示されているが、この方法は矩形断
面のブルームやビレットを対象とした技術であり、本発
明が目指すところの、Cr含有鋼の丸ビレットに適用す
るには問題が多い。
(再加熱を行わない。)の丸ビレットを用いて、マンネ
スマン穿孔行うと疵の発生が懸念されるCr含有鋼の継
目無鋼管の製造においては、内部品質を向上させるため
に再加熱し、圧延した丸ビレットを用いることが不可欠
とされてきた。そして、この方向で製管時の疵の発生の
問題を回避する方法が引続き模索されてきた。
には、高Cr鋼の継目無鋼管用の丸ビレットの製造方法
として、連続鋳造により比較的大断面の角形状のブルー
ムを製造した後に、加熱・分塊圧延によって大きな圧下
を加える方法が示されている。
r含有鋼のマンネスマン穿孔に用いる連続鋳造丸ビレッ
トの内部品質を向上させるための方法は、連続鋳造時に
塑性変形を与える様な、大きな圧下を行う方法か、従来
からの方法である加熱−分塊圧延の方法かの二者に絞ら
れるが、インラインリダクション法に代表される前者は
設備費が著しく過大であり、後者は再加熱を必要とする
ため、運転費が高い。
て、マンネスマン穿孔法により継目無鋼管を製造した場
合も、内面傷の発生の少ない連続鋳造丸ビレットの、簡
便かつ経済的な製造方法が求められていた。
題点を解決するため、Cr含有鋼の連続鋳造直後の高温
の丸ビレットに、簡便でしかも効果的な圧下を加える方
法を種々検討し、本発明を完成させたものである。本発
明の完成により、連続鋳造鋳片中のポロシティや凝固組
織を消滅させてその内部品質を向上させ、マンネスマン
穿孔時に内面疵の発生が少ない加工性の良好な丸ビレッ
トを得ることが可能となった。
る、加工性の良いCr含有継目無鋼管製造用丸ビレット
の製造方法である。
造する工程 凝固完了後の高温の前記丸鋳片を、長さ方向に一定の
間隔で切断して、高温の丸ビレットにする工程 前記丸ビレットに、直径方向に圧下を加える第1回目
の圧下を行い、高温の偏平化した丸ビレットにする工程 前記偏平化した丸ビレットに、最大径の方向に圧下を
加える第2回目の圧下を行い、縮径した高温の丸ビレッ
トにする工程 また、第2発明は、第1発明において、工程の第1回
目の圧下をフラットロール、フラットオーバル孔型を有
するロール、又はオーバル孔型を有するロールの内の少
なくとも1つを用いて行い、工程の第2回目の圧下を
ラウンド孔型を有するロールを用いて行う加工性の良い
Cr含有継目無鋼管製造用丸ビレットの製造方法であ
る。
ラットな面、フラットオーバル孔型、又はオーバル孔型
の内の少なくとも1つと、ラウンド孔型とを備えたロー
ルにより、工程の第1回目の圧下を、フラットな面、
フラットオーバル孔型又はオーバル孔型、の内の少なく
とも1つで行い、工程の第2回目の圧下をラウンド孔
型により行う加工性の良いCr含有継目無鋼管製造用丸
ビレットの製造方法である。
いる。Crを含まない鋼は、その溶鋼の粘度が低くポロ
シティが発生しにくい。また、偏析も小さいため本発明
の方法を用いた場合の効果は少ない。なお、上記のCr
の悪影響が現れ始める量は0.5%であり、図7に示し
た様に、13%近傍でもっとも大きくなる。
170〜340mmφの場合に、もっとも大きく認めら
れる。丸ビレットの外径が170mmφ未満の場合は、
ポロシティの発生が少なく、また、偏析も小さい。一
方、340mmφを越える場合も、溶鋼が補給されやす
くなり、かえってポロシティの発生は少なくなるためで
ある。
り行われてきた再加熱−加工の工程をとらず丸ビレット
とし、それを用いてマンネスマン穿孔法により、継目無
鋼管を製造していたすべての、Cr含有鋼に適用でき
る。また、従来は再加熱−圧延工程を経て丸ビレットと
し、マンネスマン穿孔を行っていたCr含有鋼にも適用
できる。
1回目および、第2回目の2回の圧下を丸ビレットに加
える。圧下を加える工程は、丸鋳片を切断して丸ビレッ
トにした後である。第1回目の圧下と第2回目の圧下で
は、圧下の方向は互いに直角であり、第1回目の圧下で
丸ビレットを偏平化し、第2回目の圧下で縮径した真円
とする。
ラットロール、2)フラットオーバル孔型ロール、また
は、3)オーバル孔型ロールとする。これらのロールに
よりビレットを圧下し、真円断面のビレットを偏平化す
る。図2、図3、図4に、上記のロールおよび、それら
により圧下されたビレット断面の概略図を示す。
用いて、第1回目の圧下で偏平化した丸ビレットに対し
て、最大径の方向に圧下を加え、縮径して再度、真円断
面の丸ビレットとする。図5にラウンド孔型ロールより
圧下されたビレット断面の概略図を示す。
バルの孔型を有するロールを用いる場合は、圧下が丸ビ
レットの中心に向ってかかるため、丸ビレットの軸芯部
において圧縮応力場が形成されやすくなり、内部品質が
向上する。この効果は、ラウンド孔型ロールによる第2
回目の圧下により拡大される。
用いる場合も、次いでラウンド孔型ロールによる第2回
目の圧下を行うため、フラットロールにより圧下時に発
生した、微細な欠陥は修復され、同様に優れた内質を持
つ丸ビレットが得られる。
5%、第2回目の圧下のそれは5〜20%の範囲であ
り、丸ビレットを縮径された丸ビレットにする過程で、
2回の圧下により合計で、10〜40%程度の減面率の
圧下を加える。この合計の減面率(Ar)は以下に示す
(1)式より求められる。
下の減面率は、おのおのの圧下の前後における丸ビレッ
トの移動速度より求めるが、必ずしも厳密な値を求める
必要はない。
疵の発生が実質的に無視できる程度となる、減面率(A
r)として、減少必要減面率(Ar* )を定義する。こ
の必要減面率(Ar* )以上の圧下を行うことにより、
マンネスマン穿孔後の継目無鋼管内面の疵の発生を、事
実上防止することができる。
生率を10%以下にすることができる減面率を、有効減
面率と定義する。10%以下の場合は軽度の疵の手入れ
により、製品とすることができる。これ以下の減面率
(Ar)の圧下を行った場合も、それに応じた効果が得
られることはもちろんである。
減面率(Are)は、Cr量、および第1回目の圧下の
前の丸ビレット径の関数であり、以下の(2)、(3)
式で表すことができる。
場合は、実質的に疵は発生せず、減面率(Ar)≧有効
減面率(Are)の場合は、疵の発生は10%以下とな
る。
効減面率(Are)は、先に述べた様に、鋼中のCr量
と、第1回目の圧下の前の丸ビレット径の関数である
が、Cr量が0.5〜15%、丸ビレット径が170〜
340mmφの範囲においては、大きくは変化はせず、
必要圧下率(Ar* )は20〜30%程度であり、有効
減面率(Are)は、10%程度である。
らも明らかな様に、従来の軽圧下方法に比較して、圧延
時に丸ビレットに加わる歪みが均一である。また。丸ビ
レットの内部にマンネスマン穿孔の際に、割れの発生の
原因となる内部欠陥や変形を生じさせにくい長所も有し
ている。
を説明する。鋳型1に注入された溶鋼は丸鋳片2にな
る。なお、本発明を実施するに際しては、原則として溶
鋼に対して鋳型1の中で電磁攪拌処理(必須ではない)
を行う。この電磁攪拌処理は従来の装置を用い、従来と
同様の方法で行う。丸鋳片2は図示した様に、凝固しつ
つある状態で、垂直方向から水平方向に曲げられる。丸
鋳片2の引抜き速度はピンチロール3により一定速度に
制御される。
は、連続鋳造後にそのままカッター4により切断し、丸
ビレット5にしてそのまま冷却するか、先に述べた様に
ピンチロール3により、その効果があまり期待できない
圧下を加えた後に、切断して丸ビレット5にするか(こ
れらの場合はマンネスマン穿孔時に疵が相当量発生す
る。)、または、大きな設備投資を必要とする連続鍛圧
機により、圧下した後に切断して丸ビレットにしていた
が、先に述べたような理由により、それらはいずれも有
効な解決策ではない。
片2をカッター4で切断して丸ビレット5とし、高温状
態のまま、内質が健全な丸ビレット5にするための圧下
を、ユニバーサル形式に配置した、第1圧延スタンド6
1および第2圧延スタンド62よりなる連続圧延機6で
行う。
圧延の速度は十分に速いため、複数の鋳型1により複数
の丸鋳片2(互いに平行な状態で移動する。)を同時に
製造し、切断し、丸ビレット5にする装置に対して、鋳
型1の数以下の連続圧延機6を設置して、本発明を実施
することが可能である。
方向に移行する必要がないことももちろんである。垂直
方向のまま凝固させ、切断し、さらには圧下を加えても
よい。
スタンドにより圧下を加えたが、本発明は、例えば、
(a)フラットな面、フラットオーバル孔型、または、
オーバル孔型の内の少なくとも1つと、(b)ラウンド
孔型とを胴長方向に備えた一対のロールを持つ1つの圧
延スタンドで実施することも可能である。もちろん、こ
の場合は、第1回目の圧下の後に、丸ビレットを円周方
向に1/4回転(チルト)させ、また、搬送方向を逆に
(リバース圧延)する必要がある。
れ長短がある。生産能率(生産量)、設置場所の広さ、
費用等を勘案して有利な形態を選択する。たとえば、圧
延スタンドが1つの場合は、設備費は安くなるが生産能
率は低くなる。
マン穿孔用の170mmφビレットを製造する場合の減
面率(Ar)と、マンネスマン穿孔後の管内面の疵の発
生率との関係を示す。
は10%である。マンネスマン穿孔後に実質的に疵の手
入れが不要(許容される程度の僅かな疵は残る。)とな
る必要減面率(Ar* )は30%であることがわかる。
減面率(Ar)が5%の場合は疵の発生率は50%、圧
下を行わない場合(比較例)のそれは100%である。
いずれの値もCr量が0.5〜15%の鋼で、ビレット
径が170〜340mmφの場合においてはほぼ同程度
であった。
鋳造ままの丸ビレット用いて、鋳造−製管一貫プロセス
(ビレットの直鋳化)による継目無鋼管の製造が可能と
なった。従来の装置を大きく改造することなく、廉価な
装置の追加により、付加価値の高い高合金鋼管の、内面
疵の少ない低コストかつ高能率の製造が可能となったこ
との意義は大きい。
延機を含む)の概略図である。
ある。
圧下の状態である。
態である。
態である。
と鋼管の内面の疵の発生率の関係を示す図である。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】以下に示す工程を備えることを特徴とする
加工性の良いCr含有継目無鋼管製造用丸ビレットの製
造方法。 Cr含有鋼の丸鋳片を連続鋳造により製造する工程 凝固完了後の高温の前記丸鋳片を、長さ方向に一定の
間隔で切断して、高温の丸ビレットにする工程 前記丸ビレットに、直径方向に圧下を加える第1回目
の圧下を行い、高温の偏平化した丸ビレットにする工程 前記偏平化した丸ビレットに、最大径の方向に圧下を
加える第2回目の圧下を行い、縮径した高温の丸ビレッ
トにする工程。 - 【請求項2】工程の第1回目の圧下を、フラットロー
ル、フラットオーバル孔型を有するロール、又はオーバ
ル孔型を有するロールの内の少なくとも1つを用いて行
い、工程の第2回目の圧下をラウンド孔型を有するロ
ールを用いて行う請求項1に記載の加工性の良いCr含
有継目無鋼管製造用丸ビレットの製造方法。 - 【請求項3】フラットな面、フラットオーバル孔型、又
はオーバル孔型の内の少なくとも1つと、ラウンド孔型
とを備えたロールにより、請求項1における工程の第
1回目の圧下を、フラットな面、フラットオーバル孔
型、又はオーバル孔型の内の少なくとも1つで行い、工
程の第2回目の圧下をラウンド孔型により行う請求項
1に記載のCr含有鋼の加工性の良い継目無鋼管製造用
丸ビレットの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18745796A JP3533831B2 (ja) | 1996-07-17 | 1996-07-17 | 加工性の良いCr含有継目無鋼管製造用丸ビレットの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18745796A JP3533831B2 (ja) | 1996-07-17 | 1996-07-17 | 加工性の良いCr含有継目無鋼管製造用丸ビレットの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1029001A JPH1029001A (ja) | 1998-02-03 |
JP3533831B2 true JP3533831B2 (ja) | 2004-05-31 |
Family
ID=16206419
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18745796A Expired - Lifetime JP3533831B2 (ja) | 1996-07-17 | 1996-07-17 | 加工性の良いCr含有継目無鋼管製造用丸ビレットの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3533831B2 (ja) |
-
1996
- 1996-07-17 JP JP18745796A patent/JP3533831B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH1029001A (ja) | 1998-02-03 |
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