JPH01168814A - 継目無鋼管の製造方法 - Google Patents
継目無鋼管の製造方法Info
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- JPH01168814A JPH01168814A JP32896387A JP32896387A JPH01168814A JP H01168814 A JPH01168814 A JP H01168814A JP 32896387 A JP32896387 A JP 32896387A JP 32896387 A JP32896387 A JP 32896387A JP H01168814 A JPH01168814 A JP H01168814A
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Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
[産業上の利用分野]
この発明は継目無鋼管の製造工程において、造管された
鋼管の熱処理に要する設備や、エネルギー並びに工数を
極力省略して、従来の調質材と同等もしくはそれ以上の
強度および靭性を有する継目無鋼管を製造する方法に関
する。
鋼管の熱処理に要する設備や、エネルギー並びに工数を
極力省略して、従来の調質材と同等もしくはそれ以上の
強度および靭性を有する継目無鋼管を製造する方法に関
する。
継目無鋼管に優れた強度と靭性を付与する手段として、
従来は所定の外径、肉厚に造管した後、該鋼管に対し焼
入れ、焼戻しの熱処理(調質処理)を施す方法が一般的
である。 従来の一般的な継目無鋼管の製造方法としては第3図に
そのパターンを示すごとく、加熱炉で中実ビレットを1
150〜1300℃程度に加熱(Hl)シた後、ピアサ
−で穿孔圧延(R1)して中空素管とし、ついでプラグ
ミルにより伸長圧延(R2)し、伸長圧延の際に生じた
ロールの跡や偏肉の消去と管の内外面平滑化のためにリ
ーラ−による磨管(R3)を施し、しかる後サイザーに
よって所定の外径と肉厚に定形加工(R4)する。なお
、必要に応じて、再加熱後レデューサ−により縮径加■
を施して造管を完了することもある。熱処理は別ライン
に設けられた焼入れ用加熱炉で加熱(曲)し、水冷後、
引続いて焼戻しくIt)を行なった後、空冷する。しか
し、このような工程からなる製造方法では造管設備の他
に、熱処理のための焼入れ焼戻し用炉と、これらを稼働
させるための燃料および付帯設備を必要とし、製造コス
トも高くつく。 そこで、上記の熱処理法に代り、種々の加工熱処理法が
提案されている。その代表的なパターンを第4図〜第6
図に示す。 (A)第4図に示すパターンの加工熱処理法。 この方法は造管工程を前後2段に分け、前段を磨管(R
3)、もしくは定形加工(R4)までとし、後段を造管
工程とし、−旦再加熱(R2)L/Ar3変態点以上の
温度で定形加工(R4)もしくは縮径加工(Rr)を行
なって造管の全工程を終了し、その温度から水冷焼入れ
を行なった後通常の焼戻しく )It)を行なう方法で
ある。 (B)第5図に示すパターンの加工熱処理法。 この方法はリーラ−による磨管(R3)までは第4図に
示すパターンと同様であるが、磨管(R3)をAr3変
態点直上で完了させ、水冷焼入れを実施し、引き続いて
Ar1点より低い温度(好ましくは600〜700℃の
温度)で焼戻し処理を施し、最終的な定形加工(R4)
を行なって全工程を完了する方法である。 (C)第6図に示すパターンの加工熱処理法。 この方法は磨管(R3)までは前記(B)と同様のパタ
ーンで実施し、その後再加熱(Hr) (Ar3〜10
00℃)して、この温度域で定形加工(R4)を実施し
、その後空冷または強制冷却(10℃/S)以下の冷却
速度)を行なって、全工程を完了する方法である。
従来は所定の外径、肉厚に造管した後、該鋼管に対し焼
入れ、焼戻しの熱処理(調質処理)を施す方法が一般的
である。 従来の一般的な継目無鋼管の製造方法としては第3図に
そのパターンを示すごとく、加熱炉で中実ビレットを1
150〜1300℃程度に加熱(Hl)シた後、ピアサ
−で穿孔圧延(R1)して中空素管とし、ついでプラグ
ミルにより伸長圧延(R2)し、伸長圧延の際に生じた
ロールの跡や偏肉の消去と管の内外面平滑化のためにリ
ーラ−による磨管(R3)を施し、しかる後サイザーに
よって所定の外径と肉厚に定形加工(R4)する。なお
、必要に応じて、再加熱後レデューサ−により縮径加■
を施して造管を完了することもある。熱処理は別ライン
に設けられた焼入れ用加熱炉で加熱(曲)し、水冷後、
引続いて焼戻しくIt)を行なった後、空冷する。しか
し、このような工程からなる製造方法では造管設備の他
に、熱処理のための焼入れ焼戻し用炉と、これらを稼働
させるための燃料および付帯設備を必要とし、製造コス
トも高くつく。 そこで、上記の熱処理法に代り、種々の加工熱処理法が
提案されている。その代表的なパターンを第4図〜第6
図に示す。 (A)第4図に示すパターンの加工熱処理法。 この方法は造管工程を前後2段に分け、前段を磨管(R
3)、もしくは定形加工(R4)までとし、後段を造管
工程とし、−旦再加熱(R2)L/Ar3変態点以上の
温度で定形加工(R4)もしくは縮径加工(Rr)を行
なって造管の全工程を終了し、その温度から水冷焼入れ
を行なった後通常の焼戻しく )It)を行なう方法で
ある。 (B)第5図に示すパターンの加工熱処理法。 この方法はリーラ−による磨管(R3)までは第4図に
示すパターンと同様であるが、磨管(R3)をAr3変
態点直上で完了させ、水冷焼入れを実施し、引き続いて
Ar1点より低い温度(好ましくは600〜700℃の
温度)で焼戻し処理を施し、最終的な定形加工(R4)
を行なって全工程を完了する方法である。 (C)第6図に示すパターンの加工熱処理法。 この方法は磨管(R3)までは前記(B)と同様のパタ
ーンで実施し、その後再加熱(Hr) (Ar3〜10
00℃)して、この温度域で定形加工(R4)を実施し
、その後空冷または強制冷却(10℃/S)以下の冷却
速度)を行なって、全工程を完了する方法である。
しかし、従来の前記(A)〜(C)の加工熱処理法には
以下に示す問題点があった。 すなわち、(A)〜(C)いずれの方法も、再加熱を必
要とするため、エネルギーコストを低減できないのみな
らず、工程的にも十分に改善されたものとは言えない。 また、加工熱処理はいずれも細粒化による機械的性質の
向上を意図したものであるが、特に(A>(C)の方法
では再加熱時のオーステナイト粒の粗大化による組織の
混粒化が起り易い。そのため、靭性が低下する可能性が
ある。 この発明は従来の前記問題点を解決するためになされた
もので、再加熱が不要な加工熱処理条件によって強度お
よび靭性が共に優れた継目無鋼管を製造する方法を提案
せんとするものである。
以下に示す問題点があった。 すなわち、(A)〜(C)いずれの方法も、再加熱を必
要とするため、エネルギーコストを低減できないのみな
らず、工程的にも十分に改善されたものとは言えない。 また、加工熱処理はいずれも細粒化による機械的性質の
向上を意図したものであるが、特に(A>(C)の方法
では再加熱時のオーステナイト粒の粗大化による組織の
混粒化が起り易い。そのため、靭性が低下する可能性が
ある。 この発明は従来の前記問題点を解決するためになされた
もので、再加熱が不要な加工熱処理条件によって強度お
よび靭性が共に優れた継目無鋼管を製造する方法を提案
せんとするものである。
この発明に係る継目無鋼管の製造方法は、加熱したビレ
ットを素材とし、穿孔圧延、伸長圧延、磨管および定形
加工を行なうに際し、素材のAr3変態直上の温度で定
形加工を完了し、定形加工直後に、再結晶の余裕を与え
ないで、20℃/秒以上の冷却速度で400〜600℃
の温度まで急冷し、続いて空冷することを特徴とし、ま
た、素材は微量添加元素として、NbO〜0.1%、
Tj O〜0.1%。 VO−S−0,1%、 Zr O〜0.1%、Moo〜
o、i%。 Cr O= 0.1%の1種または2種以上を含有する
ことを特徴とするものである。 [作 用] 第1図はこの発明の熱処理パターンを示す図でである。 すなわち、この発明方法は素材である中実ビレットのA
r3変態点以上の温度において、中実ビレットをまず1
150〜1300℃程度に加熱(Hl)シ、この加熱ビ
レットをピアサ−により穿孔圧延(R1)して中空素管
とし、引続いてプラグミルにより伸長圧延(R2) L
、ざらにリーラ−による磨管(R3)およびサイザーに
よる定形加工(R4)を完了するのである。その際、圧
延加工中の温度低下が生じる場合には、磨管(R3)ま
たは定形加工(R4)に先立って、誘導加熱により加工
中の温度がAr3変態点以下にならないように処理する
。 ここで、素材のAr3変態点以上の温度で定形加工まで
を完了することとしたのは、以下に示す理由による。 素材のAr3変態点以上の温度、すなわちオーステナイ
ト領域で定形加工までの加工を完了すれば、オーステナ
イト結晶粒は、加工により圧延方向に大きくひずんで微
細となり、しかも、オーステナイト結晶粒内に析出して
いるNbCなどの炭化物の作用により再結晶も起こらず
、結晶粒の粗大化は発生しない。この状態から、Ar3
変態点を通過させることによりオーステナイトからフェ
ライトの変態を発生させるが、析出するフェライトは微
細なオーステナイト結晶粒界から析出しはじめる。 従って、このとき析出するフェライト結晶粒も、冷却速
度をあるレベルに保つことにより極めて微細なものとす
ることができる。このため、素材の^r3変態点以上の
温度で定形加工までを完了することとしたのである。 定形加工(R4)を完了した管は、20℃/秒以上の冷
却速度で400〜600℃まで強制冷却する。 ここで、冷却速度を20℃/秒以上としたのは、フェラ
イトの析出を抑制するためである。すなわち、定形加工
を完了した管を400〜600℃まで冷却する間、γ→
α変態によりフェライトが析出するが、冷却速度を20
℃/秒以上とすれば、析出するフェライトは極めて微細
なものとなるからである。また、強制冷却を400〜6
00℃の温度で止めるのは、以下に示す理由による。 すなわち、Ar3変態点直上の温度から室温まで強制冷
却(水冷1強制空冷等)すれば、変態による内部歪みが
そのまま管の曲り等の残留歪みとなって残り、寸法精度
低下の原因となる可能性がある。これを防止するために
は、400〜600℃の温度域で空冷もしくは徐冷する
ことにより内部歪みを開放することが有効だからである
。 なお、強制冷却手段としては、エアーブロー、水冷等が
一般的であるが、より均一な冷却速度を得るにはエアー
ブローとミスト状水冷を組合せ、管を回転させながら管
内面側をエアーブローで冷却し、管外面側をミスト状水
冷で冷却する方法が効果的である。 また、この発明において、素材に微量添加元素として、
陽0〜0.1%、Ti00.1%、VO〜0.1%。 Zr O〜0.1%、lkO〜0.1%、 Cr O〜
0.1%の1種または2種以上を含有させることとした
のは、以下に示す理由による。 Nb、 TL、 V、 Zr、 Mo、 Crはいずれ
もAr3変態点以上の温度で14C、Nb N等の炭化
物、窒化物を形成し、 Ar3変態点以上で存在するオ
ーステナイト粒の粗大化をピン止め効果により防止する
とともに、高温加工時のオーステナイト粒の再結晶をも
防止する効果がある。このため、Ar3 、 Ar、を
経てγ→α変態により析出するフェライト粒も矯正冷却
により微細化することができる。かかる理由により、添
加する成分元素を限定したのである。 (実 施 例] 第1表に示す化学成分を有する供試鋼A、Bより中実ビ
レット(213mmφ)を製造し、該ビレットを125
0℃に加熱した後、Ar3変態点以上の温度で穿孔圧延
、伸長圧延、磨管および定形加工を施して得た管(27
3,1mmφX12.7mm厚)を水冷により26℃/
秒以上の冷却速度で強制冷却し、しかる後空冷して継目
無鋼管を製造した。 一方、比較のため、同一成分の中実ビレットを第3図に
示す従来の製造パターンにより製管、熱処理(880’
Cx30分の焼入れ、 600’CX30分の空冷焼
戻し処理)を施して継目無鋼管を製造した。 上記本発明の加工熱処理による継目無鋼管のミクロ組織
を第2図(A>に、従来の焼入れ、焼戻し処理による継
目無鋼管のミクロ組織を同図(B)にそれぞれ示す。な
お、第2図の顕微鏡写真はいずれも供試wAAのミクロ
組織である。 また、本実施例における継目無鋼管の機械的性質を従来
法と比較して第2表に示す。 第2図の顕微鏡写真から明らかなごとく、得られた継目
無鋼管のミクロ組織は、同図(B) (従来法)の方が
同図(A) (本発明法)に比べて若干粒径が大きいも
のの、両者に大差はない。また、第2表より、機械的性
質に関しても、強度および破壊靭性共に両者向等の性能
を示すことがわがるる。 以下余白
ットを素材とし、穿孔圧延、伸長圧延、磨管および定形
加工を行なうに際し、素材のAr3変態直上の温度で定
形加工を完了し、定形加工直後に、再結晶の余裕を与え
ないで、20℃/秒以上の冷却速度で400〜600℃
の温度まで急冷し、続いて空冷することを特徴とし、ま
た、素材は微量添加元素として、NbO〜0.1%、
Tj O〜0.1%。 VO−S−0,1%、 Zr O〜0.1%、Moo〜
o、i%。 Cr O= 0.1%の1種または2種以上を含有する
ことを特徴とするものである。 [作 用] 第1図はこの発明の熱処理パターンを示す図でである。 すなわち、この発明方法は素材である中実ビレットのA
r3変態点以上の温度において、中実ビレットをまず1
150〜1300℃程度に加熱(Hl)シ、この加熱ビ
レットをピアサ−により穿孔圧延(R1)して中空素管
とし、引続いてプラグミルにより伸長圧延(R2) L
、ざらにリーラ−による磨管(R3)およびサイザーに
よる定形加工(R4)を完了するのである。その際、圧
延加工中の温度低下が生じる場合には、磨管(R3)ま
たは定形加工(R4)に先立って、誘導加熱により加工
中の温度がAr3変態点以下にならないように処理する
。 ここで、素材のAr3変態点以上の温度で定形加工まで
を完了することとしたのは、以下に示す理由による。 素材のAr3変態点以上の温度、すなわちオーステナイ
ト領域で定形加工までの加工を完了すれば、オーステナ
イト結晶粒は、加工により圧延方向に大きくひずんで微
細となり、しかも、オーステナイト結晶粒内に析出して
いるNbCなどの炭化物の作用により再結晶も起こらず
、結晶粒の粗大化は発生しない。この状態から、Ar3
変態点を通過させることによりオーステナイトからフェ
ライトの変態を発生させるが、析出するフェライトは微
細なオーステナイト結晶粒界から析出しはじめる。 従って、このとき析出するフェライト結晶粒も、冷却速
度をあるレベルに保つことにより極めて微細なものとす
ることができる。このため、素材の^r3変態点以上の
温度で定形加工までを完了することとしたのである。 定形加工(R4)を完了した管は、20℃/秒以上の冷
却速度で400〜600℃まで強制冷却する。 ここで、冷却速度を20℃/秒以上としたのは、フェラ
イトの析出を抑制するためである。すなわち、定形加工
を完了した管を400〜600℃まで冷却する間、γ→
α変態によりフェライトが析出するが、冷却速度を20
℃/秒以上とすれば、析出するフェライトは極めて微細
なものとなるからである。また、強制冷却を400〜6
00℃の温度で止めるのは、以下に示す理由による。 すなわち、Ar3変態点直上の温度から室温まで強制冷
却(水冷1強制空冷等)すれば、変態による内部歪みが
そのまま管の曲り等の残留歪みとなって残り、寸法精度
低下の原因となる可能性がある。これを防止するために
は、400〜600℃の温度域で空冷もしくは徐冷する
ことにより内部歪みを開放することが有効だからである
。 なお、強制冷却手段としては、エアーブロー、水冷等が
一般的であるが、より均一な冷却速度を得るにはエアー
ブローとミスト状水冷を組合せ、管を回転させながら管
内面側をエアーブローで冷却し、管外面側をミスト状水
冷で冷却する方法が効果的である。 また、この発明において、素材に微量添加元素として、
陽0〜0.1%、Ti00.1%、VO〜0.1%。 Zr O〜0.1%、lkO〜0.1%、 Cr O〜
0.1%の1種または2種以上を含有させることとした
のは、以下に示す理由による。 Nb、 TL、 V、 Zr、 Mo、 Crはいずれ
もAr3変態点以上の温度で14C、Nb N等の炭化
物、窒化物を形成し、 Ar3変態点以上で存在するオ
ーステナイト粒の粗大化をピン止め効果により防止する
とともに、高温加工時のオーステナイト粒の再結晶をも
防止する効果がある。このため、Ar3 、 Ar、を
経てγ→α変態により析出するフェライト粒も矯正冷却
により微細化することができる。かかる理由により、添
加する成分元素を限定したのである。 (実 施 例] 第1表に示す化学成分を有する供試鋼A、Bより中実ビ
レット(213mmφ)を製造し、該ビレットを125
0℃に加熱した後、Ar3変態点以上の温度で穿孔圧延
、伸長圧延、磨管および定形加工を施して得た管(27
3,1mmφX12.7mm厚)を水冷により26℃/
秒以上の冷却速度で強制冷却し、しかる後空冷して継目
無鋼管を製造した。 一方、比較のため、同一成分の中実ビレットを第3図に
示す従来の製造パターンにより製管、熱処理(880’
Cx30分の焼入れ、 600’CX30分の空冷焼
戻し処理)を施して継目無鋼管を製造した。 上記本発明の加工熱処理による継目無鋼管のミクロ組織
を第2図(A>に、従来の焼入れ、焼戻し処理による継
目無鋼管のミクロ組織を同図(B)にそれぞれ示す。な
お、第2図の顕微鏡写真はいずれも供試wAAのミクロ
組織である。 また、本実施例における継目無鋼管の機械的性質を従来
法と比較して第2表に示す。 第2図の顕微鏡写真から明らかなごとく、得られた継目
無鋼管のミクロ組織は、同図(B) (従来法)の方が
同図(A) (本発明法)に比べて若干粒径が大きいも
のの、両者に大差はない。また、第2表より、機械的性
質に関しても、強度および破壊靭性共に両者向等の性能
を示すことがわがるる。 以下余白
以上説明したごとく、この発明方法によれば、従来の焼
入れ、焼戻し法、加工熱処理法において必須となってい
た再加熱処理が不要となることにより、エネルギーコス
トの節減、付帯設備の省略および工程域がはかられ、従
来と同等の高強度および高靭性の継目無鋼管を低コスト
で製造することができるという大なる効果を奏するもの
である。
入れ、焼戻し法、加工熱処理法において必須となってい
た再加熱処理が不要となることにより、エネルギーコス
トの節減、付帯設備の省略および工程域がはかられ、従
来と同等の高強度および高靭性の継目無鋼管を低コスト
で製造することができるという大なる効果を奏するもの
である。
第1図はこの発明の継目無鋼管製造パターンを示す図で
ある。 第2図は同上実施例における継目無鋼管のミクロ組織を
示す顕微鏡写真で、同図(A>は本発明法による継目無
鋼管のミクロ組織、同図(B)は従来法による継目無鋼
管のミクロ組織である。 第3図〜第6図は従来の継目無鋼管製造パターンを示す
図であり、第3図は焼入れ焼戻し法による製管パターン
、第4図〜第6図は加工熱処理法による製管パターンを
それぞれ示す。 出願人 住友金属工業株式会社 時間→ 第2図 (A) (B) 第3図 時間→ 第4図
ある。 第2図は同上実施例における継目無鋼管のミクロ組織を
示す顕微鏡写真で、同図(A>は本発明法による継目無
鋼管のミクロ組織、同図(B)は従来法による継目無鋼
管のミクロ組織である。 第3図〜第6図は従来の継目無鋼管製造パターンを示す
図であり、第3図は焼入れ焼戻し法による製管パターン
、第4図〜第6図は加工熱処理法による製管パターンを
それぞれ示す。 出願人 住友金属工業株式会社 時間→ 第2図 (A) (B) 第3図 時間→ 第4図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 加熱したビレットを素材とし、穿孔圧延、伸長圧延、磨
管および定形加工を行なつて継目無鋼管を製造する方法
において、素材のAr_3変態点直上の温度で定形加工
を完了し、定形加工直後に、再結晶の余裕を与えないで
、20℃/秒以上の冷却速度で400〜600℃の温度
まで急冷し、続いて空冷することを特徴とする継目無鋼
管の製造方法。 2 素材は微量添加元素として、Nb0〜0.1%、Ti0
〜0.1%、V0〜0.1%、Zr0〜0.1%、Mo
0〜0.1%、Cr0〜0.1%の1種または2種以上
を含有することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の継目無鋼管の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32896387A JPH01168814A (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | 継目無鋼管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32896387A JPH01168814A (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | 継目無鋼管の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01168814A true JPH01168814A (ja) | 1989-07-04 |
Family
ID=18216072
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32896387A Pending JPH01168814A (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | 継目無鋼管の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01168814A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013031865A (ja) * | 2011-08-01 | 2013-02-14 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | 強度と低温靱性に優れた継目無鋼管の制御圧延方法 |
US8601852B2 (en) | 2006-03-28 | 2013-12-10 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Method of manufacturing seamless pipe and tube |
-
1987
- 1987-12-24 JP JP32896387A patent/JPH01168814A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8601852B2 (en) | 2006-03-28 | 2013-12-10 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Method of manufacturing seamless pipe and tube |
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CN103649344A (zh) * | 2011-08-01 | 2014-03-19 | 新日铁住金株式会社 | 强度和低温韧性优异的无缝钢管的控制轧制方法 |
KR20140037259A (ko) * | 2011-08-01 | 2014-03-26 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 강도와 저온 인성이 우수한 이음매 없는 강관의 제어 압연 방법 |
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