JPH03275211A - 熱間押出ステンレス鋼管の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は、連続鋳造材を素材とした熱間押出合金鋼管の
製造方法に関する。

〔従来の技術〕

最近の連続鋳造技術の発達により、ステンレス鋼につい
ても、高品質な円形断面の連続鋳造材の製造が可能にな
り、これを背景として、ステンレス鋼の連続鋳造材より
、熱間押出管を直接製造することが行われ始めた。熱間
押出管の素利として連続鋳造利を用いると、熱間分塊圧
延工程が不要になり、熱間押出管の製造コストが著しく
引き下げられる。

しかし、連続鋳造材がステンレス鋼の場合には、熱間押
出管の表面にスジ状の欠陥が発生し、その製品価値を著
しく下落させることが知られており、その対策として、
例えば特公昭６１−４９５７０号公報には、熱間押出製
管Ｇこ先だって連続鋳造材に１２００℃以上のソーキン
グ処理を施した後、軽加工を施す対策が開示されている
。

熱間押出管素材としての連続鋳造材にソーキング処理を
施すと、δフエライト量が低下すると共にミクロ偏析が
防止され、これに軽加工を施すことによって表層部に微
細化組織層が形成され、その結果、熱間分塊によって得
た鋼片を熱間押出製管した場合と同様にスジ疵の発生が
抑えられる。

〔発明が解決しようとする課題］ ところが、かかる対策では、ソーキング時間が連続鋳造
材の直径によって規定され、連続鋳造材が大径になるほ
ど長時間のソーキング処理が必要になる。その結果、直
径が３００ｍｍの連続鋳造材の場合には、最低でも６時
間に及ぶソーキング処理が必要になり、熱経済性の著し
い悪化を招く。

また、そのような長時間のソーキング処理を実施しても
、軽加工における加工度によっては、肉質まで完全に組
織が微細化されないおそれがある。

内質まで組織が微細化されていないと、連続鋳造材の先
端面が外表面となる熱間押出管先端部にスジ状の欠陥が
生してしまう。

本発明はかかる事情にＫｒ　＝７ｊてなされたもので、
その目的は、全長にわたってスジ疵のない熱間押出ステ
ンレス鋼管を、材料径に影響されることなく低コストで
製造し得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］ 熱間押出ステンレス鋼管の表面に生しるスジ状欠陥の抑
制については、熱間押出製管に先だって連続鋳造材にダ
イス押抜縮径加工を施すことが有効なことを本出願人は
先に提案した（特開昭６゜２２１１２１号公報）。ダイ
ス押抜縮径加工によると、熱間押出製管時の加熱により
肉質まで結晶粒が細粒化されるに足る加工度が比較的簡
単に確保され、しかも連続鋳造材の真円度が高まり、熱
間押出用ビレットとするためのビレット採取工程におい
て外面切削代を少なくできる利点もある。

本発明者らは、ソーキング処理を受けた連続鋳造材にダ
イス押抜縮径加工を施した場合の結晶細粒化効果を調査
する過程で、今回、次のような知見を得た。

ダイス押抜縮径加工等の連続鋳造材に対する加工を熱間
で行うことにより、比較的小さい圧下刃で肉質まで加工
歪が到達する。熱間加工を受ける連続鋳造材にソーキン
グ処理を行う場合、その時間は長いほど好都合であるが
、ソーキング処理を終えた状態から均熱状態を保持した
ままで熱間加工に移行させるならば、直径が３００ｍｍ
を超える大径の連続鋳造材であってもソーキング処理は
２〜３時間でよく、６時間を超えるようなソーキング処
理は必要でない。

すなわち、３００ｍｍを超える大径の連続鋳造材に２〜
３時間のソーキング処理を行った場合には、処理後にδ
フェライトが多く残存するが、そのような状態であって
も放冷されることなく熱間加工に移行されると、熱間加
工を終えた段階ではδフエライト量が充分に低減される
のである。

本発明はかかる知見に基づきなされたもので、ステンレ
ス鋼よりなる連続鋳造材に１２５０℃以上で２時間以上
３時間未満のソーキング処理を施した後、均熱状態を保
持したまま降温させて１１５０℃以下９５０℃以上で断
面減少率２０％以上の熱間加工を施し、その後そのまま
あるいは外面切削をして熱間押出製管を行うことを特徴
とする熱間押出ステンレス鋼管の製造方法を要旨とする
。

〔作　　用〕

第１図は熱間押出製管前のヒートパターンを本発明法と
従来法とについて示したグラフである。

連続鋳造材の直径が３００ｍｍの場合、特開昭６３−４
９５７０号公報に開示された従来法では、ソーキング時
間は６〜８時間になる。これに対し、本発明法ではソー
キング時間は２時間以上３時間未満であり、均熱状態を
保持したまま熱間加工温度まで降温させる均熱移行時間
も通常１〜２時間である。その結果、加熱総１１つ間は
３〜５時間に短縮される。しかも、均熱移行処理におけ
る加熱温度はソーキング温度よりも１００〜３００℃は
低い。従って、本発明法では加熱コストが著しく低減さ
れ、その効果は連続鋳造材の直径が大きくなるほど顕著
になる。

第２図は直径が２００ｍｍの連続鋳造材に１２５０℃Ｘ
２．７５時間のソーキング処理後均熱状態を保持したま
ま降温させて１０００℃で熱間加工を加えた場合の加工
後におし」るδフェライト量（○印）を、ソーキング処
理時間を変えた場合（・印）と比較して示した図表であ
る。熱間加工は２０−ル圧延（断面減少率２０％）とし
た。ソーキング処理後均熱状態を保持したまま降温させ
て熱間加工を加えることにより、ソーキング処理時間は
２．７５時間であっても、熱間加工後のδフエライト量
はソーキング処理を４〜６時間続行した場合とほぼ同程
度まで減少する。

本発明法においてソーキング温度をＩ２５０℃以上とし
たのは、１２５０℃未満てはソーキング処理後にδフェ
ライトが多く残存し、均熱移行によって熱間加工に引き
継いでも、熱間押出製管後にスジ状の表面欠陥が生しる
からである。ソーキング温度の上限は特に限定しないが
、熱経済性からは１２５０℃を大きく超えないことが望
まれる。

ソーキング時間は、これが２時間未満ではソーキング温
度が１２５０℃未満のときと同様にスジ状の表面欠陥が
生しるのを防止し得す、３時間以」二の場合には連続鋳
造材が不必要に加熱されることになるので、２時間以上
３時間未満とした。

第３図は熱間加工における温度および断面減少率の結晶
粒径に与える影響度を示した図表である。

結晶粒径は熱間加工を受けた連続鋳造材の中心部組織に
おＵる粒径を表わしている。同図によれば、結晶粒径１
．０　ｍｍ未満の細粒を得るためには、加工温度が低い
場合は低い断面減少率でよいが、加工温度が高くなるほ
ど高い断面減少率が必要となることがわかる。

熱間加工温度については、これが１１５０℃超では高い
断面減少率が必要になるため、熱間加工における圧下刃
が大きくなり、９５０℃未満の場合は必要な断面減少率
は低いものの鋳片の変形能が悪（なるため、熱間加工に
おける圧下刃が増大する。従って、熱間加工温度は１１
５０℃以下９５０℃以上とした。

熱間加工における断面減少率を２０％以上としたのは、
１１５０℃以下９５０℃以上の温度域において２０％未
満では加工歪が肉質まで到達せず、熱間押出合金鋼管の
先端部にスジ状の表面欠陥が生しるからである。

ソーキング処理から均熱状態のままで熱間加工温度に移
行させる均熱移行時間は、ソーキング温度から均熱加熱
温度に降温させるのに必要な冷却時間が０，２５〜０，
５時間程度、均熱加熱時間が０゜５〜１，５時間程度で
ある（第１図参照）。

熱間加工としては圧延、鍛造、スピニング、ダイス押抜
き縮径加工等を挙げることができる。

連続鋳造材の材質としては、５ＵＳ３０４，５ＵＳ３２
１，５ＵＳ３１０，５ＵＳ３４７，５ｔＪ３４１０．５
ＵＳ４３０等のステンレス鋼を挙げることができる。

（実施例〕 以下に本発明の実施例を比較例、従来例と対比させて説
明する。

５ＵＳ３０４．５ｕｓ３２１よりなる直径が１８８ｍｍ
、１９３ｍ、１９９ｍｍ、２０６　ｍｍの連続鋳造利を
ソーキング処理後、均熱状態のまま熱間加工温度に降温
させ、夫々減面率１０％、１５％、２０％、２５％で直
径１７８ｍｍに熱間加工（２０−ル圧延）した。熱間加
工された各連続鋳造材より外径１７３ｍｍ、内径３５ｍ
ｍ、長さ６６．９ｍｍのビレットを採取し、各ビレント
を１２５０℃の製管温度で熱間押出製管して外径４０．
５ｍｍ、内径３２ｍｍ、肉厚４．２５ｍｍのステンレス
鋼管とした。

製造された各ステンレス鋼管について、ソーキング処理
後のδフェライ１−ｆｔ、熱間加工後のδフエライト量
および結晶粒径を調査した結果を第１表に示す。比較対
比のために、長時間ソーキング後放冷した後熱間軽加工
を行った場合の結果も第１表に示す。

第１表から明らかなように、従来法では５時間のソーキ
ング処理によって熱間押出管のスジ疵を抑えることがで
きるが、本発明法では同等の結果を２〜２．１５時間の
ソーキング処理で得ることができ、均熱移行を含めても
熱処理時間は３．０５〜４４時間に過ぎない。

第２表は連続鋳造材の直径が３６６価、３７７陥、３８
８　ｍｍ、４００關、４１５肛の場合の結果を表わして
いる。これらは夫々減面率１０％、１５％、２０％、２
５％、３０％の熱間加工（２０−ル圧延）により直径が
３４７　ｍｍに統一された。

熱間押出製管条件は、ビレ・ノド寸法が外径３３８ｍｍ
Ｘ内径８０ｍｍ、長さ８０２ｍｍ、製管温度が１２５０
℃，管寸法が外径１２４．２４　ｍｍ、内径’７７　ｍ
ｍ、肉厚２３．６２ｍｍとした。本発明法によると、４
００ｍｍ径クラスのり続鋳造材の場合にも、２００ｍｍ
径クラスのり続鋳造材に対するのと同程度の時間で熱処
理を終えることができ、その省エネルギー効果は連続鋳
造材の直径が大きいほど大きい。

〔発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明法による場合に
は、比較的短時間のソーキング処理で、全長にわたって
スジ疵のない高品質な熱間押出ステンレス鋼管が製造さ
れる。従って、ソーキング処理に要する加熱コストが節
減され、その効果は連続鋳造材の直径が大きいほど大き
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は熱間押出製管前のヒートパターンを本発明法と
従来法とについて示したグラフ、第２図はソーキング処
理に続く熱間加工がδフェライ１〜量に与える影響を示
す図表、第３図はソーキング処理に続く熱間加工での加
工条件と結晶粒度との関係を示す図表である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ステンレス鋼よりなる連続鋳造材に１２５０℃以
   上で２時間以上３時間未満のソーキング処理を施した後
   、均熱状態を保持したまま降温させて１１５０℃以下９
   ５０℃以上で断面減少率２０％以上の熱間加工を施し、
   その後そのままあるいは外面切削をして熱間押出製管を
   行うことを特徴とする熱間押出ステンレス鋼管の製造方
   法。