JPH1043873A - Manufacture of steel tube - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a steel tube by an induction heating method capable manufacturing the steel tube of excellent seam quality and having excellent surface skin with excellent productivity. SOLUTION: After a steel strip 1 is continuously formed by a forming roll group 3 to manufacture an open tube 7, the open tube 7 is preheated by a tubular body preheating equipment 13, and edge heating in which heating is achieved by the induction heating to the temperature range >=1300 deg.C and under the melting point is performed to each edge part of the open tube 7 using an induction heating coil for edge heating, and the tubes are butted to each other by a squeeze roll for pressure welding. Preheating is performed at the temperature <=800 deg.C. Edge heating and pressure welding are preferably performed in the atmosphere where the oxygen concentration is lower than that in the atmosphere, or in the atmosphere where the dew point is <=-10 deg.C. The time when the welded part is kept at the temperature of >=1300 deg.C after the pressure welding is preferably >=0.03sec, or not less than the time to be determined by the oxygen concentration in the atmosphere.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼管の製造方法に
関し、とくに、固相圧接による鋼管の製造方法に関す
る。The present invention relates to a method for manufacturing a steel pipe, and more particularly, to a method for manufacturing a steel pipe by solid-state pressure welding.

【０００２】[0002]

【従来の技術】溶接鋼管は、鋼板または鋼帯を管状に成
形しその継目を溶接したもので、小径から大径まで各種
の製造法によりつくられているが、主な製造法として、
電気抵抗溶接（電縫）、鍛接、電弧溶接によるものが挙
げられる。小径〜中径鋼管用としては、高周波誘導加熱
を利用した電気抵抗溶接法（電気抵抗溶接鋼管、電縫
管）が主として利用されている。この方法は、連続的に
帯鋼を供給し、成形ロールで管状に成形してオープン管
とし、続いて高周波誘導加熱によりオープン管の両エッ
ジ部端面を鋼の融点以上に加熱した後、スクイズロール
で両エッジ部端面を衝合溶接して鋼管を製造する方法で
ある（例えば、第３版鉄鋼便覧第III 巻（２）1056〜10
92頁）。2. Description of the Related Art Welded steel pipes are formed by forming a steel plate or a steel strip into a tube and welding the seams thereof, and are made by various manufacturing methods from a small diameter to a large diameter.
Examples include electric resistance welding (electric resistance welding), forge welding, and electric arc welding. For small to medium diameter steel pipes, an electric resistance welding method (electric resistance welded steel pipe, electric resistance welded pipe) utilizing high frequency induction heating is mainly used. In this method, a steel strip is continuously supplied, formed into a tubular shape with a forming roll to form an open pipe, and then the end faces of both edges of the open pipe are heated by high-frequency induction heating to a temperature equal to or higher than the melting point of the steel. (See, for example, the third edition of the Iron and Steel Handbook, Vol. III (2), 1056-10).
92).

【０００３】上記した高周波誘導加熱を利用した電縫管
の製造方法では、オープン管の両エッジ部端面を鋼の融
点以上に加熱するため、電磁力の影響により溶鋼が流動
し、生成された酸化物が衝合溶接部に噛み込まれペネト
レータ等の溶接欠陥あるいは、溶鋼飛散（フラッシュ）
が発生しやすいという問題があった。この問題に対し、
例えば、特開平2-299782号公報には、２つの加熱装置を
有する電縫鋼管の製造法が提案されている。第１の加熱
装置でオープン管の両側エッジ部の温度をキュリー点以
上に加熱し、第２の加熱装置で更に融点以上に加熱し、
スクイズロールで両エッジ部を衝合溶接して鋼管を製造
する。また、特開平2-299783号公報には、第１の加熱装
置で周波数45〜250kHzの電流を流し、両側エッジ部を予
熱し、第２の加熱装置で更に融点以上に加熱し、スクイ
ズロールで両エッジ部を衝合溶接して鋼管を製造する電
縫管製造装置が提案されている。In the above-described method of manufacturing an electric resistance welded tube utilizing high frequency induction heating, since the end surfaces of both edges of the open tube are heated to the melting point of the steel or higher, the molten steel flows under the influence of electromagnetic force, and the generated oxidation occurs. An object is caught in the abutment weld and welding defects such as penetrators or molten steel scatter (flash)
There is a problem that is easy to occur. For this issue,
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-299782 proposes a method for manufacturing an electric resistance welded steel pipe having two heating devices. The first heating device heats the temperature of both side edges of the open tube to the Curie point or higher, and the second heating device further heats to the melting point or higher.
A steel pipe is manufactured by butt welding both edges with a squeeze roll. Also, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-299832, a current having a frequency of 45 to 250 kHz is passed by a first heating device to preheat both side edges, and further heated to a melting point or higher by a second heating device and squeezed by a squeeze roll. There has been proposed an electric resistance welded pipe manufacturing apparatus which manufactures a steel pipe by abutting both edges.

【０００４】しかしながら、これらの電縫管製造技術で
は、エッジ部を均一に加熱することは示唆しているもの
の、両エッジ部を鋼の融点以上に加熱するため、衝合溶
接時に、溶融した鋼が管の内外面に排出されビード（余
盛）が形成される。そのため、衝合溶接後に管内外面の
溶接ビードの除去が必要であり、ほとんどがビード切削
用バイトにより切削されて除去されている。[0004] However, although these electric resistance welded pipe manufacturing techniques suggest that the edges are uniformly heated, since both edges are heated to the melting point of the steel or higher, the molten steel is hardened at the time of impact welding. Is discharged to the inner and outer surfaces of the tube to form a bead. Therefore, it is necessary to remove the weld bead on the inner and outer surfaces of the pipe after the impact welding, and most of the bead is removed by cutting with a bead cutting tool.

【０００５】このようなことから、この方法では、 ビード切削用バイトの切削量の調整で、材料と時間の
ロスが発生する。 ビード切削用バイトは消耗品であるため、造管速度に
よって異なるが、3000〜4000ｍのビード切削長毎にバイ
トを交換する必要があり、そのため、１時間程度ごとに
３〜５分間のバイト交換のためのラインの停止を余儀な
くされる。[0005] For this reason, in this method, loss of material and time occurs due to adjustment of the cutting amount of the bead cutting tool. Since the bead cutting tool is a consumable, it needs to be changed every 3000-4000m bead cutting length, depending on the pipe forming speed. Therefore, it is necessary to change the bite for 3-5 minutes every hour. Forced to stop the line.

【０００６】特に造管速度が100 ｍ／min を超える高
速造管では、ビード切削用バイトの寿命が短く、交換頻
度が高い。 など、ビード切削がネックとなり、高速造管ができない
ため生産性が低いという問題があった。一方、比較的小
径鋼管用として極めて高い生産性を有する鍛接鋼管製造
方法がある。この方法は、連続的に供給した帯鋼を加熱
炉で1300℃程度に加熱した後、成形ロールで管状に成形
してオープン管とし、続いてオープン管の両エッジ部に
高圧空気を吹き付けて端面のスケールオフを行った後、
ウェルディングホーンにより端面に酸素を吹き付け、そ
の酸化熱で端面を1400℃程度に昇温させてから、鍛接ロ
ールで両エッジ部端面を衝合させ固相接合して鋼管を製
造する方法である（例えば、第３版鉄鋼便覧第III 巻
（２）1056〜1092頁）。In particular, in high-speed pipe forming in which the pipe forming speed exceeds 100 m / min, the life of the bead cutting tool is short and the frequency of replacement is high. There was a problem that bead cutting became a bottleneck and high-speed pipe making was not possible, resulting in low productivity. On the other hand, there is a method for producing a forged steel pipe having extremely high productivity for a relatively small diameter steel pipe. In this method, a continuously supplied steel strip is heated to about 1300 ° C in a heating furnace, and then formed into a tubular shape with a forming roll to form an open pipe. After performing the scale-off of
Oxygen is blown to the end face by a welding horn, the end face is heated to about 1400 ° C by the heat of oxidation, and then the end faces of both edges are abutted by a forging roll to produce a solid-phase welded steel pipe ( For example, 3rd Edition Iron and Steel Handbook, Vol. III (2), pp. 1056-1092).

【０００７】しかし、この鍛接鋼管製造方法では、 端面のスケールオフが完全ではないので、鍛接衝合部
へのスケール噛込みが発生し、シーム部の強度が母材部
に比べてかなり劣る。このため、偏平試験で、電縫鋼管
なら偏平高さ比ｈ／Ｄ＝２ｔ／Ｄ（ｔ：板厚）を達成で
きるのに対し、鍛接鋼管では偏平高さ比ｈ／Ｄが0.5 程
度に劣るものとなる。However, in this method for producing a forged steel pipe, the scale-off of the end face is not perfect, so that the scale is caught in the forged joint portion, and the strength of the seam portion is considerably inferior to that of the base material portion. For this reason, in the flattening test, the flattened height ratio h / D = 2t / D (t: plate thickness) can be achieved with an ERW steel pipe, while the flattened height ratio h / D is inferior to about 0.5 with a forged steel pipe. It will be.

【０００８】帯鋼を高温に加熱するため、管表面にス
ケールが生成し表面肌が悪い。など、造管速度が300m／
min 以上と速く生産性は高いが、シーム品質及び表面肌
が悪く、ＪＩＳのＳＴＫ等の強度信頼性や表面品質を要
求されるものは製造できないという問題があった。[0008] Since the steel strip is heated to a high temperature, scale is formed on the pipe surface, and the surface skin is poor. The pipe making speed is 300m /
Although the productivity is high as short as min or more, the seam quality and the surface skin are poor, and there is a problem that products requiring strength reliability and surface quality such as JIS STK cannot be manufactured.

【０００９】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題を
有利に解決し、優れたシーム品質及び表面肌を有する鋼
管を高い生産性で製造することができる、誘導加熱方式
による鋼管の製造方法を提案することを目的とする。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention advantageously solves the above-mentioned problems, and enables a steel pipe having excellent seam quality and surface skin to be manufactured with high productivity. The purpose is to propose.

【００１０】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、帯鋼を成形ロ
ールにより連続的に成形してオープン管とし、該オープ
ン管の両エッジ部を加熱し、スクイズロールで衝合接合
する鋼管の製造方法において、前記オープン管を予熱
し、これに続き前記オープン管の両エッジ部に、誘導加
熱により1300℃以上、融点未満の温度域に加熱するエッ
ジ加熱を施し、該スクイズロールで圧接することを特徴
とするシーム品質および表面肌の優れた鋼管の製造方法
であり、前記オープン管の予熱は800 ℃以下の温度で行
うのが好ましい。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a steel pipe is manufactured by continuously forming a strip from a forming roll into an open pipe, heating both edges of the open pipe, and abutting and joining with a squeeze roll. In the method, the open pipe is preheated, and subsequently, both edges of the open pipe are subjected to edge heating for heating to a temperature range of 1300 ° C. or higher and lower than the melting point by induction heating, and pressed against the squeeze roll. This is a method for producing a steel pipe having excellent seam quality and excellent surface texture, and the preheating of the open pipe is preferably performed at a temperature of 800 ° C. or less.

【００１１】また、本発明では、前記エッジ加熱および
前記圧接は、大気より低い酸素濃度雰囲気中あるいは、
露点が−10℃以下の雰囲気中で行うのが好ましい。ま
た、本発明では、前記圧接後、接合部が1300℃以上に保
持される時間ｔ_k （sec ）が、0.03sec 以上または次式
（１） ｔ_k ≧ａ・ｅｘｐ｛−ｂ・〔Ｏ₂ 〕^c ｝ …… （１） （ここに、Ｏ₂ ：雰囲気中の酸素濃度（vol ％）、ａ＝
0.079 、ｂ＝1.5 、ｃ＝-0.14 ）を満足するのが好適で
ある。Further, in the present invention, the edge heating and the pressure welding are performed in an oxygen concentration atmosphere lower than the atmosphere or
It is preferable to carry out in an atmosphere having a dew point of -10 ° C or less. In the present invention, after the pressure, the time t _k which joint is held above 1300 ° C. (sec) is, 0.03sec more or the following formula _{(1) t k ≧ a ·} exp {-b · [O ₂ ^C ｝ (1) (where, O ₂ : oxygen concentration in the atmosphere (vol%), a =
0.079, b = 1.5, c = -0.14).

【００１２】また、本発明では、前記圧接時に、管内外
からシーム部管材を拘束し、シーム部増肉を抑制しても
よい。また、本発明では、前記圧接後、圧接シーム部近
傍を圧延してもよい。また、本発明では、前記圧接後、
圧接シーム部外面の微小凹形状部を除去して外面を平滑
化してもよい。Further, in the present invention, at the time of the pressing, the seam portion tube may be restrained from inside and outside of the tube to suppress the increase in the thickness of the seam portion. Further, in the present invention, after the pressing, the vicinity of the pressing seam portion may be rolled. Further, in the present invention, after the pressing,
The outer surface may be smoothed by removing a minute concave portion on the outer surface of the press-seam portion.

【００１３】また、前記帯鋼は、エッジ部端面を平坦化
し、該エッジ部端面と該帯鋼表面とのなす角度が所定の
角度とするエッジ処理を施されたものが好ましい。さら
に、前記帯鋼端面のエッジ処理は成形ロールによる成形
前または成形後行ってもよい。Preferably, the strip is subjected to an edge treatment in which an end face of the edge is flattened and an angle formed between the end face of the edge and the surface of the strip is a predetermined angle. Further, the edge treatment of the end face of the steel strip may be performed before or after forming by a forming roll.

【００１４】[0014]

【発明の実施の形態】本発明では、帯鋼を成形ロールに
より連続的に成形し、オープン管とする。成形は通常公
知の成形ロールによる方法が好適に適用できる。予熱
は、後に行うエッジ加熱時にエッジ部とその近傍の母管
との温度差を小さくし、固相圧接段階において、エッジ
部の温度および温度分布を固相圧接可能温度域に容易に
維持できるようにするために行う。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, a steel strip is continuously formed by a forming roll to form an open pipe. For molding, a known method using a molding roll can be suitably applied. The preheating reduces the temperature difference between the edge portion and the mother tube near the edge portion during edge heating performed later, so that the temperature and the temperature distribution of the edge portion can be easily maintained in the solid-state pressure-welding temperature range in the solid-phase pressure welding stage. Do to make.

【００１５】予熱は、加熱炉を用いる方法、誘導コイル
を用いる誘導加熱方法、通電による抵抗加熱方法いずれ
も好適に適用できる。予熱温度は、800 ℃以下の温度範
囲とする。800 ℃を超える予熱は、接合すべきエッジ部
を含む管体全面に多量のスケールが生成し、鋼管のシー
ム品質および表面肌がともに劣化するため、800 ℃を予
熱温度の上限とした。なお、予熱温度が400 ℃未満で
は、エッジ加熱時に、エッジ部から母管側への熱拡散が
多いため、圧接時のエッジ部温度及び温度分布を固相圧
接可能温度域に維持できにくく、また、予熱温度が 650
℃を超えると、オープン管表面のスケールが生成しやす
くなり、このため、予熱温度は、400 〜 650℃の温度範
囲とするのが好適である。As the preheating, any of a method using a heating furnace, an induction heating method using an induction coil, and a resistance heating method using current can be suitably applied. The preheating temperature is within the temperature range of 800 ° C or less. If the preheating exceeds 800 ° C., a large amount of scale is formed on the entire surface of the pipe including the edges to be joined, and the seam quality and surface skin of the steel pipe are deteriorated. Therefore, the upper limit of the preheating temperature is set to 800 ° C. If the preheating temperature is less than 400 ° C., the edge temperature and the temperature distribution during pressure welding cannot be maintained in the temperature range where solid-state pressure welding is possible, since there is much heat diffusion from the edge to the mother pipe side during edge heating. , With preheating temperature of 650
If the temperature exceeds ℃, the scale on the surface of the open tube is likely to be generated. Therefore, the preheating temperature is preferably set to a temperature range of 400 to 650 ° C.

【００１６】ついで、予熱を施されたオープン管の両エ
ッジ部は、さらに、1300℃以上、融点未満の温度域に加
熱するエッジ加熱が施される。エッジ加熱の加熱方式
は、エネルギー効率の観点から、誘導コイルによる誘導
加熱方式とする。エッジ加熱は、加熱効率の観点からオ
ープン管内に適当な大きさのインピーダを配設するのが
好ましいが、インピーダの大きさを小さくした場合ある
いはインピーダを配置しない場合でもエッジ加熱は可能
である。この場合は、エッジ部以外の管体も加熱されや
すくなる。Next, both edges of the preheated open pipe are further subjected to edge heating for heating to a temperature range of 1300 ° C. or higher and lower than the melting point. The heating method of the edge heating is an induction heating method using an induction coil from the viewpoint of energy efficiency. For the edge heating, it is preferable to dispose an appropriate size of the impeder in the open tube from the viewpoint of the heating efficiency, but the edge heating can be performed even when the size of the impeder is reduced or the impeder is not arranged. In this case, the tube body other than the edge portion is also easily heated.

【００１７】オープン管の両エッジ部端面の温度は、誘
導加熱コイルの出力の調整により制御する。エッジ加熱
の温度が1300℃未満では、エッジ部端面の接合が不十分
となりシーム品質が劣化する。また、エッジ部端面の温
度が管材の融点を超えると、溶融した鋼が衝合接合時に
管内外にビード（余盛）を形成するため、ビード切削を
必要とする。このことからエッジ加熱は1300℃以上、融
点未満の固相圧接可能温度域とする。なお、好ましくは
1350℃以上融点未満、より好ましくは1400℃以上融点未
満である。The temperature of the end face of each edge of the open tube is controlled by adjusting the output of the induction heating coil. If the temperature of the edge heating is lower than 1300 ° C., the joining of the end face of the edge portion becomes insufficient and the seam quality is deteriorated. Further, if the temperature of the end face of the edge portion exceeds the melting point of the pipe material, the molten steel forms beads (extra-bulb) inside and outside the pipe at the time of abutment joining, so that bead cutting is required. For this reason, the edge heating is performed in a temperature range of 1300 ° C. or higher and lower than the melting point where solid-state pressure welding can be performed. Preferably,
It is 1350 ° C. or higher and lower than the melting point, more preferably 1400 ° C. or higher and lower than the melting point.

【００１８】本発明でいう固相圧接とは、ビード（余
盛）の盛り上がりを抑え、ビード切削を必要としない圧
接を意味する。本発明では、ビード（余盛）の盛り上が
り量を抑制するため、エッジ加熱温度は固相域の温度が
好ましいが、若干の液相が存在する融点未満の固液２相
域でも何ら不都合はない。The term "solid-phase pressure welding" as used in the present invention means a pressure welding that suppresses the swelling of a bead (surplus) and does not require bead cutting. In the present invention, the edge heating temperature is preferably the temperature in the solid phase region in order to suppress the amount of bead (surplus) swelling, but there is no inconvenience even in the solid-liquid two-phase region below the melting point where some liquid phase exists. .

【００１９】誘導加熱時のエッジ部の温度分布を均一に
するために、本発明では、好ましくは、帯鋼のエッジだ
れを精整し、エッジ部端面を平坦化し、エッジ部端面と
帯鋼表面のなす角度が所定の角度とするのがよい。所定
の角度は60〜120 度が好ましい。このエッジだれの精整
は、コイルをペイオフする前あるいは、コイルをペイオ
フし成形ロールでオープン管に成形する前、あるいは成
形した後いずれで行ってもよい。エッジ処理は、エッジ
ミラーによる切削、グラインダによる研磨、またはエッ
ジャーロールによる圧延加工等により行うのが好まし
い。In order to make the temperature distribution of the edge portion uniform during the induction heating, in the present invention, preferably, the edge of the strip is refined, the edge of the edge is flattened, and the edge of the edge and the surface of the strip are preferably formed. Is preferably a predetermined angle. The predetermined angle is preferably 60 to 120 degrees. The edge shaping may be performed before the coil is paid off, before the coil is paid off and formed into an open pipe by a forming roll, or after the coil is formed. The edge treatment is preferably performed by cutting with an edge mirror, polishing with a grinder, rolling with an edger roll, or the like.

【００２０】両エッジ部を上記固相圧接可能温度域に加
熱されたオープン管は、スクイズロールで両エッジ部を
衝合され、固相圧接される。圧接は、図３（ａ）に示す
ように、スクイズロールを圧接接合部管外面に当接する
位置に設置して行う方法と、図３（ｂ）に示すように、
スクイズロールを圧接接合部管外面に当接しない位置に
設置して行う方法および図３（ｃ）に示すように、外面
側はスクイズロール、内面側はロール等を圧接接合部に
当接する位置に設置して行う方法があるが、いずれの場
合でも何ら不都合は生じない。The open pipe whose both edge portions are heated to the above-mentioned solid-state pressure-contactable temperature region is brought into contact with both edge portions by a squeeze roll and is solid-phase pressed. As shown in FIG. 3 (a), the pressure welding is performed by setting a squeeze roll at a position where the squeeze roll is in contact with the outer surface of the pressure-welded joint pipe, and as shown in FIG. 3 (b),
As shown in FIG. 3 (c), a method in which a squeeze roll is installed at a position where the squeeze roll does not abut against the outer surface of the press-joined portion and the outer surface side is at a position where the squeeze roll is in contact with the press-joined portion. There is a method of installing and performing, but in any case, no inconvenience occurs.

【００２１】エッジ加熱および固相圧接は、大気中ある
いは、大気中より酸素濃度を低減された雰囲気中（シー
ルド雰囲気中）いずれでもよいが、シーム品質の点から
はシールド雰囲気中が好ましい。また、エッジ加熱およ
び固相圧接は、シーム品質の点から、露点が−10℃以下
の雰囲気中で行うのが好ましい。本発明者らは、圧接
後、接合部が1300℃以上に保持される時間ｔ_k により、
鋼管のシーム品質が変化することを見いだした。シーム
品質（偏平高さ比ｈ／Ｄ）に及ぼすｔ_k と、酸素濃度の
関係を図２に示す。図２から、ｔ_k が長くなるにしたが
い、シーム品質が向上していることがわかる。また、雰
囲気中の酸素濃度が低減するにしたがい、同一シーム品
質を得るためにはｔ_k は短くしてもよいことがわかる。The edge heating and the solid-state pressure welding may be performed in the air or in an atmosphere having a lower oxygen concentration than the air (in a shield atmosphere), but preferably in a shield atmosphere from the viewpoint of seam quality. Further, it is preferable that the edge heating and the solid-phase pressure welding are performed in an atmosphere having a dew point of −10 ° C. or less from the viewpoint of seam quality. The present inventors have found that after pressing, the time t _k at which the joint is maintained at 1300 ° C. or higher is determined by
It was found that the seam quality of steel pipes changed. And t _k on the seam quality (flat height ratio h / D), the relationship between the oxygen concentration shown in Fig. From Figure 2, t _k in accordance becomes longer, it can be seen that the seam quality is improved. Further, in accordance with the oxygen concentration in the atmosphere is reduced, in order to obtain the same seam quality t _k it is understood that it may be shortened.

【００２２】この時間ｔ_k （sec ）は、エッジ加熱、固
相圧接が大気中で行われた場合には、0.03sec 以上とす
ることが好ましい。一方、エッジ加熱、固相圧接が大気
中より酸素濃度が低い雰囲気（シールド雰囲気中）で行
われた場合は、ｔ_k は、次式（１）を満足する時間とす
ることが好ましい。 ｔ_k ≧ａ・ｅｘｐ｛−ｂ・〔Ｏ₂ 〕^c ｝ …… （１） ここに、Ｏ₂ ：雰囲気中の酸素濃度（vol ％）、ａ、
ｂ、ｃ：定数で、低炭素鋼の場合ａ＝0.079 、ｂ＝1.5
、ｃ＝-0.14 である。より好ましくは、ａ＝0.23、ｂ
＝1.4 、ｃ＝-0.17 である。This time t _k (sec) is preferably set to 0.03 sec or more when the edge heating and the solid phase pressure welding are performed in the atmosphere. On the other hand, if the edge heating, solid phase pressure is carried out in a low oxygen concentration atmosphere (in a sealed atmosphere) than in air, t _k is preferably the time that satisfies the following equation (1). t _k ≧ a · exp {−b · [O ₂ ] ^c } (1) where, O ₂ : oxygen concentration in the atmosphere (vol%), a,
b, c: constants, a = 0.079, b = 1.5 for low carbon steel
, C = −0.14. More preferably, a = 0.23, b
= 1.4 and c = -0.17.

【００２３】この時間ｔ_k は、エッジ加熱時の両エッジ
部端面の加熱温度、加熱幅を制御し、固相圧接時の両エ
ッジ部端面から管中央部へ向かっての管円周方向温度分
布を調整することにより、固相圧接後のシームの冷却速
度を調整し、制御する。固相圧接により形成された圧接
シーム部では、スクイズロールの圧接接合部外面への当
接の有無、エッジ部の到達温度あるいはスクイズロール
による管円周方向絞りの程度により図４（ａ) 、（ｂ）
に示すようにシーム部の管内外または管内に管体肉厚の
５％以上の増肉を生じることがある。このような場合に
は、圧接以降の適当な場所で、増肉したシーム部近傍を
圧延により減肉するのが好ましい。増肉したシーム部近
傍の圧延は、例えば、図５（ａ) に示す圧接シーム部圧
延用ロール１０により管内外から圧延する。圧接シーム
部圧延用ロール１０は、圧接シーム部外面圧延用ロール
１０ａ、圧接シーム部内面圧延用ロール１０ｂからな
り、１０ｂは圧接シーム部圧延用ロール支持棒１０ｃに
より支持されている。[0023] The time t _k, the heating temperature of the two edge end face at an edge heating to control the heating width, the pipe circumferential temperature distribution toward both edges end face during solid-phase pressure to the tube central portion By adjusting the cooling speed of the seam after the solid-phase pressure welding, the cooling speed is adjusted and controlled. 4 (a) and 4 (b), depending on whether or not the squeeze roll is in contact with the outer surface of the press-bonded portion, the temperature reached at the edge portion, or the degree of reduction in the pipe circumferential direction by the squeeze roll. b)
As shown in (1), the thickness of the pipe may be increased by 5% or more inside or outside the pipe or inside the pipe at the seam portion. In such a case, it is preferable to reduce the thickness of the vicinity of the increased seam portion by rolling at an appropriate place after the pressure welding. Rolling in the vicinity of the increased seam portion is performed, for example, from inside and outside of the pipe by a roll 10 for rolling a press-welded seam portion shown in FIG. The roll 10 for rolling the press-seam portion includes a roll 10a for rolling the outer surface of the press-seam portion, and a roll 10b for rolling the inner surface of the press-welding seam portion.

【００２４】また、前記圧接方法のうち、圧接接合部管
内外面にロール等を当接させる方法を採用することによ
って、材料を上下方向に拘束し、圧接による増肉を５％
未満に抑え、圧接以降の圧延を不要とすることも可能で
ある。例えば、図５（ｂ）に示すスクイズロール６と圧
接シーム部内面拘束用ロール１１ａにより管内外から材
料を拘束し、圧接による増肉を抑制する。圧接シーム部
内面拘束用ロール１１ａは圧接シーム部内面拘束用ロー
ル支持棒１１ｂにより支持されている。In addition, by adopting a method in which a roll or the like is brought into contact with the inner and outer surfaces of the pressure-welded joint portion of the pressure-welding method, the material is constrained in the vertical direction, and the increase in thickness by the pressure-welding is 5%.
It is also possible to suppress the rolling after the pressure welding. For example, the squeeze roll 6 and the roll 11a for restraining the inner surface of the press contact seam shown in FIG. The roll 11a for restricting the inner surface of the press contact seam is supported by a roll support rod 11b for restricting the inner surface of the press contact seam.

【００２５】固相圧接により形成された圧接シーム部で
は、帯鋼のエッジだれの程度、帯鋼のエッジ精整の精
度、圧接の方法あるいは圧接による増肉の度合いによ
り、圧接部の圧延の有無にかかわらず、図６に示すよう
に外面にウェルドラインと呼ばれる深さ0.2mm 程度の微
小な凹形状部分を生じることがあり、外観、シーム品質
に悪影響を及ぼす。このような場合には、圧接以降の適
当な場所でウェルドラインを除去して外面を平滑化する
のが好ましい。ウェルドラインの除去は、切削、研磨等
の加工を実施することにより行う。また、ウェルドライ
ンの除去は、圧接増肉部の圧延を行う場合には、圧延の
前後どちらで実施してもよい。In the welded seam formed by solid-state welding, the presence or absence of rolling of the welded part depends on the degree of edge droop of the steel strip, the precision of the edge refining of the steel strip, the method of pressure welding, or the degree of wall thickening by pressure welding. Irrespective of this, as shown in FIG. 6, a minute concave portion having a depth of about 0.2 mm called a weld line may be formed on the outer surface, which adversely affects the appearance and seam quality. In such a case, it is preferable to remove the weld line at an appropriate place after the welding to smooth the outer surface. The removal of the weld line is performed by performing processing such as cutting and polishing. Further, the removal of the weld line may be performed before or after the rolling in the case of rolling the press-welded thickened portion.

【００２６】以上述べたように、本発明によれば、オー
プン管の両エッジ部を固相圧接可能温度域に安定的に保
持でき、その後スクイズロールにより固相圧接して優れ
たシーム品質および表面肌を有する鋼管を高い生産性で
製造できる。As described above, according to the present invention, both edges of the open pipe can be stably held in the temperature range where solid-state pressure welding is possible, and then the solid-state pressure welding is performed by the squeeze roll to obtain excellent seam quality and surface quality. A steel pipe having skin can be manufactured with high productivity.

【００２７】[0027]

【実施例】図１に示す本発明の実施に好適な設備列を用
いた。板厚 3.5mmの帯鋼１を、成形ロール群３により連
続的に成形しオープン管７とし、さらにオープン管７を
加熱炉を有する管体予熱装置13により 400〜 650℃の温
度に予熱した。予熱したのち、ついで、オープン管両エ
ッジ部に表１に示す条件でエッジ加熱用誘導加熱コイル
５によりエッジ加熱を施し、圧接シーム部に当接する位
置に設置したスクイズロール６で固相圧接して、管寸
法：60.5mmφ×3.5 mmｔ、規格：STKM11A の鋼管８とし
た。製造された鋼管８のシーム品質、表面肌を調査し、
その結果を表１に併記する。シーム品質の評価は、鋼管
の偏平高さ比（ｈ／Ｄ、ｈ：偏平高さmm、Ｄ：鋼管の外
径mm）で行った。また、鋼管の表面肌の評価は、表面粗
さＲmax （μm ）で行った。なお、一部の鋼管について
は、エッジ加熱および固相圧接をシールド雰囲気中で行
った。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An equipment row suitable for carrying out the present invention shown in FIG. 1 was used. The steel strip 1 having a thickness of 3.5 mm was continuously formed by the forming roll group 3 to form an open pipe 7, and the open pipe 7 was preheated to a temperature of 400 to 650 ° C. by a pipe preheating device 13 having a heating furnace. After preheating, the edges of the open pipe were heated by an edge heating induction heating coil 5 under the conditions shown in Table 1 and solid-phase pressed by a squeeze roll 6 installed at a position in contact with the pressure welding seam. The pipe size was 60.5 mmφ × 3.5 mmt, and the standard was STKM11A steel pipe 8. Investigate the seam quality and surface skin of the manufactured steel pipe 8,
The results are also shown in Table 1. The seam quality was evaluated based on the flat height ratio of the steel pipe (h / D, h: flat height mm, D: outer diameter of steel pipe mm). The surface roughness of the steel pipe was evaluated based on the surface roughness Rmax (μm). For some steel pipes, edge heating and solid-state pressure welding were performed in a shield atmosphere.

【００２８】[0028]

【表１】 [Table 1]

【００２９】また、帯鋼を1300℃に加熱したのち、鍛接
により60.5mmφの鍛接管とし、従来例（No.10 ）とし
た。この鍛接管について、実施例と同様に鋼管の偏平高
さ比、表面粗さRmaxを測定し、表１に併記した。試験N
o.1〜No.3、No.7、No.8、No.11 、No.12 の本発明例で
は、偏平高さ比 0.3以下、表面粗さRmax 10 μm 以下で
あり、従来例の試験No.10 の鍛接管では、偏平高さ比0.
56、表面粗さRmax 37.5 μm であるのに対し向上してい
る。本発明の範囲を外れると、試験No.4、No.5のよう
に、偏平高さ比が大きくなり、また、試験No.9のよう
に、表面粗さRmaxが大きくなる。さらに、試験No.6のよ
うに、エッジ部端面が溶融すると余盛が形成され、ビー
ド切削する必要が生じるため、造管速度が100m/minに低
下する。After the strip was heated to 1300 ° C., a forged pipe having a diameter of 60.5 mm was formed by forging to obtain a conventional example (No. 10). With respect to this forged pipe, the flat height ratio and the surface roughness Rmax of the steel pipe were measured in the same manner as in the example, and are also shown in Table 1. Test N
In the present invention examples o.1 to No.3, No.7, No.8, No.11 and No.12, the flattened height ratio was 0.3 or less and the surface roughness Rmax was 10 μm or less. No. 10 forged pipe has a flat height ratio of 0.
56, surface roughness Rmax is 37.5 μm, which is improved. Outside the range of the present invention, the flattened height ratio increases as in Test Nos. 4 and 5, and the surface roughness Rmax increases as in Test No. 9. Further, as shown in Test No. 6, when the end face of the edge portion is melted, a margin is formed and it is necessary to perform bead cutting, so that the pipe forming speed is reduced to 100 m / min.

【００３０】また、本発明例の生産性は、30ton/hrと高
く、ビード切削する従来の電縫管の生産性が15ton/hrで
あるのに対し、生産性が著しく向上している。本発明例
の試験No.1、No.2、No.7では、圧接シーム部の管内面に
0.5 〜1.5mmの増肉がみられたが、圧接シーム部近傍を
管内外から圧延ロールで圧延し、0.2mm 以内に減肉し、
鋼管寸法の規格範囲内となった。The productivity of the example of the present invention is as high as 30 ton / hr, and the productivity of the conventional ERW pipe for bead cutting is 15 ton / hr, but the productivity is remarkably improved. In Tests No. 1, No. 2 and No. 7 of the present invention example, the inner surface of the pipe of the pressure welding seam was
Although the thickness increased by 0.5 to 1.5 mm, the area near the welded seam was rolled from inside and outside of the pipe with rolling rolls, and the thickness was reduced to within 0.2 mm.
It was within the standard range of steel pipe dimensions.

【００３１】また、試験No.3、No.8は、圧接位置におい
て管外面にスクイズロールを、管内面に圧延ロールをそ
れぞれ当接させ、材料を上下方向に拘束することによっ
て、圧接シーム部の増肉が0.1mm 以下で鋼管寸法の規格
範囲内となり、圧接以降の圧延が不要であった。本発明
例の試験No.11 では、帯鋼のエッジ処理（具体的にはミ
ーリングによる切削加工）を実施し、エッジ部角を直角
とした。エッジ処理を行った試験No.11では、エッジ処
理を行わなかった他の試験No.1に比べ偏平高さ比が小さ
くなっている。In Tests No. 3 and No. 8, the squeeze roll was brought into contact with the outer surface of the tube and the rolling roll was brought into contact with the inner surface of the tube at the pressed position to restrain the material in the vertical direction. When the wall thickness increased to 0.1 mm or less, the specification was within the specification range of the steel pipe dimensions, and rolling after pressure welding was unnecessary. In Test No. 11 of the present invention example, edge treatment (specifically, cutting by milling) of the strip was performed, and the edge portion angle was made a right angle. In test No. 11 in which the edge treatment was performed, the flat height ratio was smaller than in other test No. 1 in which the edge treatment was not performed.

【００３２】本発明例の試験No.12 では、エッジ加熱お
よび固相圧接時の雰囲気中の露点を−20℃に制御した。
これにより、雰囲気中の露点制御を行わなかった試験N
o.8に比べ偏平高さ比が小さくなっている。In Test No. 12 of the present invention, the dew point in the atmosphere during edge heating and solid-phase pressure welding was controlled to -20 ° C.
As a result, the test N in which the dew point control in the atmosphere was not performed
The flat height ratio is smaller than o.8.

【００３３】[0033]

【発明の効果】本発明によれば、オープン管の両エッジ
部を固相圧接可能温度域に安定的に保持でき、優れたシ
ーム品質および表面肌を有する鋼管を高い生産性で製造
できるという格段の効果を奏する。According to the present invention, both edges of an open pipe can be stably held in a temperature range in which solid pressure welding can be performed, and a steel pipe having excellent seam quality and surface skin can be manufactured with high productivity. Has the effect of

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の実施に好適な鋼管製造設備列の１例を
示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing one example of a steel pipe manufacturing facility line suitable for carrying out the present invention.

【図２】固相圧接接合部のシーム品質に及ぼす圧接後13
00℃以上に保持される時間ｔ_kと雰囲気中の酸素濃度と
の関係を示すグラフである。Fig. 2 Effect of post-welding on seam quality of solid-state welded joints
00 is a graph showing the relationship between the oxygen concentration in the time t _k and the atmosphere is maintained above ° C..

【図３】固相圧接時のスクイズロール、圧接シーム部内
面拘束用ロールと圧接接合部との位置関係を示す断面図
である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a positional relationship between a squeeze roll, a roll for restraining the inner surface of a press-seam portion, and a press-joint portion during solid-phase press welding.

【図４】固相圧接後の鋼管断面形状の例を示す断面図で
ある。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an example of a cross-sectional shape of a steel pipe after solid-phase pressure welding.

【図５】本発明の実施に好適な設備列の模式的部分断面
側面図である。FIG. 5 is a schematic partial sectional side view of an equipment row suitable for carrying out the present invention.

【図６】固相圧接後の圧接シーム部外面形状の１例を示
す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of the outer shape of a press-seam portion after solid-phase press-bonding.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 帯鋼 ３ 成形ロール群 ５ エッジ加熱用誘導加熱コイル ６ スクイズロール ７ オープン管 ８ 鋼管 ９ 圧接シーム部 １０ 圧接シーム部圧延用ロール １０ａ 圧接シーム部外面圧延用ロール １０ｂ 圧接シーム部内面圧延用ロール １０ｃ 圧接シーム部圧延用ロール支持棒 １１ａ 圧接シーム部内面拘束用ロール １１ｂ 圧接シーム部内面拘束用ロール支持棒 １２ 圧接シーム部外面ウェルドライン １３ 管体予熱装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Strip steel 3 Forming roll group 5 Induction heating coil for edge heating 6 Squeeze roll 7 Open pipe 8 Steel pipe 9 Rolling seam part 10 Rolling roll for welding seam part 10a Roll for rolling the outer surface of pressure welding seam part 10b Roll for rolling inner surface of pressure welding seam 10c Roll support rod for rolling the pressure seam portion 11a Roll for restricting the inner surface of the pressure welding seam 11b Roll supporting rod for restricting the inner surface of the pressure welding seam 12 Weld line for the outer surface of the pressure welding seam 13 Tube preheating device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 板谷 元晶 愛知県半田市川崎町１丁目１番地 川崎製 鉄株式会社知多製造所内 (72)発明者 依藤 章 愛知県半田市川崎町１丁目１番地 川崎製 鉄株式会社知多製造所内 (72)発明者 大西 寿雄 愛知県半田市川崎町１丁目１番地 川崎製 鉄株式会社知多製造所内 (72)発明者 田中 伸樹 愛知県半田市川崎町１丁目１番地 川崎製 鉄株式会社知多製造所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Motoaki Itaya 1-1-1, Kawasaki-cho, Handa-city, Aichi Prefecture Inside the Chita Works, Kawasaki Steel (72) Inventor Akira Ito 1-1-1, Kawasaki-cho, Handa-city, Aichi Prefecture Kawasaki Steel Corporation Chita Works (72) Inventor Toshio Onishi 1-1-1, Kawasaki-cho, Handa City, Aichi Prefecture Kawasaki Steel Corporation Chita Works (72) Inventor Nobuki Tanaka 1-1-1, Kawasaki-cho, Handa City, Aichi Prefecture Kawasaki Steel Corporation Chita Works

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 帯鋼を成形ロールにより連続的に成形し
てオープン管とし、該オープン管の両エッジ部を加熱
し、スクイズロールで衝合接合する鋼管の製造方法にお
いて、前記オープン管を予熱し、これに続き前記オープ
ン管の両エッジ部に、誘導加熱により1300℃以上、融点
未満の温度域に加熱するエッジ加熱を施し、該スクイズ
ロールで圧接することを特徴とするシーム品質および表
面肌の優れた鋼管の製造方法。1. A method of manufacturing a steel pipe in which a steel strip is continuously formed by a forming roll to form an open pipe, both edges of the open pipe are heated, and abutted and joined by a squeeze roll. Subsequently, both edges of the open pipe are subjected to edge heating for heating to a temperature range of 1300 ° C. or higher and lower than the melting point by induction heating, and are pressed against the squeeze roll to obtain seam quality and surface skin. Excellent method of manufacturing steel pipe. 【請求項２】 前記オープン管の予熱は800 ℃以下の温
度で行うことを特徴とする請求項１記載の鋼管の製造方
法。2. The method according to claim 1, wherein the preheating of the open pipe is performed at a temperature of 800 ° C. or less. 【請求項３】 前記エッジ加熱および前記圧接は、大気
より低い酸素濃度雰囲気中で行うことを特徴とする請求
項１または２記載の鋼管の製造方法。3. The method according to claim 1, wherein the edge heating and the pressure welding are performed in an oxygen concentration atmosphere lower than the atmosphere. 【請求項４】 前記エッジ加熱および前記圧接は、露点
が−10℃以下の雰囲気中で行うことを特徴とする請求項
１、２または３記載の鋼管の製造方法。4. The method according to claim 1, wherein the edge heating and the pressure welding are performed in an atmosphere having a dew point of −10 ° C. or less. 【請求項５】 前記圧接後、接合部が1300℃以上に保持
される時間ｔ_k （sec ）が、0.03sec 以上または下記
（１）式を満足するｔ_k であることを特徴とする請求項
１、２、３または４記載の鋼管の製造方法。 記 ｔ_k ≧ａ・ｅｘｐ｛−ｂ・〔Ｏ₂ 〕^c ｝ …… （１） ここに、Ｏ₂ ：雰囲気中の酸素濃度（vol ％）、ａ＝0.
079 、ｂ＝1.5 、ｃ＝-0.14 。5. After the pressure, claim joint time t _k which is held above 1300 ° C. (sec), which is a t _k satisfying the above 0.03sec or below (1) 5. The method for producing a steel pipe according to 1, 2, 3 or 4. Note that t _k ≧ a · exp ｛−b · [O ₂ ] ^c ｝ (1) where, O ₂ : oxygen concentration in the atmosphere (vol%), a = 0.
079, b = 1.5, c = -0.14. 【請求項６】 前記圧接時に、管内外面からシーム部管
材を拘束し、シーム部増肉を抑制することを特徴とする
請求項１、２、３、４または５記載の鋼管の製造方法。6. The method for producing a steel pipe according to claim 1, wherein the seam portion tube material is restrained from the inner and outer surfaces of the tube at the time of the pressing to suppress the increase in the thickness of the seam portion. 【請求項７】 前記圧接後、圧接シーム部近傍を圧延す
ることを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６
記載の鋼管の製造方法。7. The method according to claim 1, wherein after the pressing, the vicinity of the pressing seam is rolled.
The method for producing a steel pipe according to the above. 【請求項８】 前記圧接後、圧接シーム部外面の微小凹
形状部分を除去して外面を平滑化することを特徴とする
請求項１、２、３、４、５、６または７記載の鋼管の製
造方法。8. The steel pipe according to claim 1, wherein after the pressing, a minute concave portion on the outer surface of the pressing seam portion is removed to smooth the outer surface. Manufacturing method. 【請求項９】 前記帯鋼は、エッジ部端面を平坦化し、
該エッジ部端面と該帯鋼表面のなす角度を所定の角度と
するエッジ処理を施されたものであることを特徴とする
請求項１、２、３、４、５、６、７または８記載の鋼管
の製造方法。9. The strip steel has an edge end face flattened,
9. An edge treatment for making an angle between the end face of the edge portion and the surface of the strip steel a predetermined angle, is performed. Steel pipe manufacturing method. 【請求項10】 前記帯鋼端面のエッジ処理を成形ロール
による成形前または成形後行うことを特徴とする請求項
９記載の鋼管の製造方法。10. The method for manufacturing a steel pipe according to claim 9, wherein the edge treatment of the end face of the steel strip is performed before or after forming by a forming roll.