JPS60187426A - 継目無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、継目無ステンレス鋼管の製造に用いる熱間押
出素材の製造に関する。

（従来技術） 継目無ステンレス鋼管を製造するための素材である熱間
押出素材の製造は、溶製炉からインゴットを造塊し、次
にソーキング処理を行い、素材を均質化する。さらに、
熱間押出用に適した大きさに分塊する。この工程におけ
る問題点は、（１）断面積の大きいインゴットを熱処理
（ソーキング）するため、ソーキングにおける均熱時間
を長くしなければならないことや、（２）インゴット上
部の不純物を濃縮した押湯部を、分塊後に削除するので
、歩留が着しく低下することがある。

一方、熱間押出素材の製造方法には、連鋳材を用いる方
法もある。すなわち、連鋳により溶製炉からブルームを
製造し、次に、同様に、ソーキング処理を施した後、分
塊（ビレッティング）する。

この方法においては、上記のインゴットを用いる場合と
異って、押湯部削除という歩留低下要因はない。しかし
、ブルーム連鋳片の断面サイズは、熱間押出素材に要求
される断面サイズに比べて大といので、ビレッティング
時の圧下量（すなわち、１−（加工後の鋼片断面積）／
（ブルーム連鋳片の断面積））は、たとえば、０．５５
と天外なものとなっている。このため、大圧下に要する
加工コストは大とい。また、ブルーム連鋳片の断面サイ
ズが大きいので、インゴットの場合はどではないが、あ
る程度長時間のソーキング時間が必要となっている。

継目無ステンレス鋼管の製造には、上記のようにして得
られた熱間押出用素材を、加熱し熱間押出し、さらに、
必要に応じて、圧延か押抜外により引延し、製品とする
。この際、製品の外表面にシワ疵などが発生しないよう
にしなければならない。

継目無ステンレス鋼管用の熱間押出素材の製造における
コストの一層の低減には、熱間押出素材の断面の大ぎさ
にほぼ一致した連鋳片を用いることか有効である。これ
により、歩留がよく、分塊工程を省くことかで外、また
、ソーキング時間を短かくでとる。あるいは、熱間押出
素材の断面サイズよりわずかに大外な断面を有する連鋳
材に、軽圧下を加えて熱間押出素材とすることも同様に
有効である。この後者の方法では、軽加工は、熱間押出
素材の加熱押出後の外表面でのシワ疵の発生を防止する
ことも可能であると予想される。本発明は、後者の方法
に関する。

ところで、現在使用されている熱間押出用素材の形状は
、主に丸であり、その断面直径は、１５０〜３００ｍｍ
φ位が一般的である。以下では、連鋳片を使用する場合
を考える。上記の第一の問題点を解決するために、」―
記の程度の大きさの連鋳片を、縦型・湾曲型等（以下従
来型と称する）の連鋳機により製造し、直接、継目無ス
テンレス管の素材とする場合、次の問題点がある。

（、）従来型のビレット連鋳機では、タンディシュから
鋳型への溶鋼注入において用いるサブマージドノズルの
内径が小さい。たとえば、１５０〜２００ｍｍψの鋳片
の鋳造において、３５〜４０＋ｎｍφ位の内径のノズル
が用いられている。このため、ノズル閉塞が、鋳造中に
おけるアルミナやチタン系酸化物３− のサブマージドノズル内壁への付着により起こりやすく
、このことは、鋳造の不安定に関連する。

（１））鋳型断面積が小さいことにより、鋳型部のメニ
スカスレベルの変動が大とくなり、特に鋳片表面ののろ
かみ、割れが増加しやすく、また、鉄片表層部での介在
物がトラップされやすくなる。

（ｃ）連鋳片をそのまま加熱押出する方法においては、
安定した熱間押出を行うために、鋳片の最大外径と最小
外径との差（真円度）は、２ｍｍ以内であることが望ま
しい。しかし、従来型の連鋳機においては、鋳型内の溶
鋼静圧が小さいことおよび鋳型内フラックスの不均一流
入が生じる場合があることとにより、均一な鋳片冷却を
行うことか困難であり、鋳片の真円度の劣化をひとおこ
す。

（発明の目的） 本発明の目的は、継目無ステンレス鋼管の製造方法にお
いて、分塊工程を省略した簡略な製造方法を提供するこ
とである。

（発明の構成） そこで、水平連鋳材を用いることを研究した結４− 果、以下に記す継目無ステンレス鋼管の製造方法を見出
した。

継目無ステンレス鋼管の製造方法において、１５０ｍｍ
以上で３０　（ｌ　ｍｍ以下の直径ｄ、　（ｍｍ）を有
するステンレス鋼丸鋳片を水平連鋳機で鋳造し、この鋳
片を、１２００℃以上のソーキング温度にて、かつ、 ｄ、１５０　＋　２　≧　トＩ　≧　ｄ、１５０をみた
す範囲内のソーキング時間Ｈ（時間）にてソーキング処
理を施し、続いて、上記の鋳片に、１　−　（ｄ２／　
ｄ、）２≧　０．１５（ここに、ｄ２は、圧下後の鋳片
の直径（ｍｍ）である）をみたす範囲の軽圧下率にて軽
加工を加え、次に、片側１〜２ｍ＋ｎの表面皮削りを施
し、引き続き、加熱押出することを特徴とする。

（実施例） 継目無ステンレス鋼管の製造の加熱・押出工程で用いる
素材の形状は、主に丸であり、その断面直径は、１５０
〜３１）Ｏｖｎφ位が一般的である。

本発明の特徴は、この素材の寸法よりわずかに大きな断
面を有する水平連鋳材を鋳造しこれに軽加工を施こし、
熱間押出素材とすることにある。

水平連鋳材を用いることは、従来型連鋳機により鋳造さ
れた連鋳材に比べ、下記の点で有利である。水平連鋳に
おいては、タンディシュと鋳型とが、接続耐火物を介し
てのみ直結しており、この耐火物の内径を鋳片径の８０
％以上として、安定な定速鋳造を行うことがでトる。継
目無ステンレス鋼管用の汎用鋼種である５ＵＳ３２１（
チタンを含む）の１５０ｍ＋ｏφ鋳片も、チタン系酸化
物によるノズル閉塞を起こすことなく、安定して鋳造で
きた。

水平連鋳機の場合、溶鋼メニスカスは、タンディシュ内
にあるため、鋳型内のメニスカス制御は、従来型連＠磯
の場合と異って不要である。従来型連鋳機の場合、この
メニスカスレベルの制御は、小断面になるほど難しく、
表面品質の劣化はまぬがれなかった。この点において、
水平連鋳は、従来型連鋳に較べて有利である。

水平連鋳（幾においては、タンディシュと鋳型とが直結
しており、このため、タンディシュ内の溶鋼の自重が、
鋳型内の溶鋼静圧として鋳型向凝固殻層に作用する。こ
のため、鋳片と鋳型の間の密着度がまし、円周方向なら
びに鋳造方向で均一な鋳片冷却が行え、その結果、良好
な鋳片真円度が得られる。

水平連鋳においては、Ｍｏ８２などの固体潤滑剤を鋳型
潤滑剤として使用する。一方、従来をのビレット連ｔａ
ｍにおいては、粒状もしくは小塊状の鋳型フラックスを
使用している。したがって、水平連鋳の方が、鋳片と鋳
型との密着性が安定しており、かつ、高い。

水平連ｔａで鋳造する場合の方が、密着性がよいので、
鋳片から鋳型への抜熱量が高く、鋳片表層部における結
晶粒は細かくなる。したがって、熱間押出素材の加熱押
出後の素管外表面のシワ疵を防止するための予備的な軽
圧下量は、従来型連＠磯で鋳造された鋳片を軽圧下する
場合に比べて小さくてよい。

８− 次に、鋳片圧下率を検討する。実施例に用いた水平連鋳
片は、第１表に示した成分を有するオーステナイト系ス
テンレス鋼である。この水平連鋳片に、軽加工が施され
た。その際の軽圧下率１−（ｄ２／　ｄ、　）２は、０
〜０．４５の範囲にある。ここにｃｌ、　、　ｄ２は、
それぞれ、軽圧下前と軽圧下後の鋳片径である。

軽圧下後さらに片ｉｌｌ　１〜２ｍｍの表面皮剤１）を
行った鋳片の表層部の組織調査の結果を第１図に示す。

鋳片表層部での微細化層の厚みは、圧下率が０．１以下
の場合では、軽圧下を施さない場合と同様に、極くわず
ｈ化か得られない。一方、０．１５以上の軽圧下率を与
えた鋳片の表層部には、５ｍ１０以上の厚みの微細化組
織層が得られた。

軽圧下率を増加すると、微細化組織層の厚みは、増加す
る。その増加傾向は、鋼種間で差がみられる。たとえば
、微細化組織層の厚みは、軽圧下率が０．２である場合
、ＳＯ３３０４では約８０ｍｍであるが、５ｔＪＳ３４
７では約５ｍｍである。また、この微細化組織層の厚み
は、５ＵＳ３４７では、軽圧下率を、０，２，０，２５
．０．３５と増加させると、５ｍｍ、　２０＋ｎｍ、　
４０ｍｍと逐次厚くなっていくが、軽圧下率をさらに０
．４５まで増加した場合、厚みは４３　＋ｎｍであり、
厚みの増加分は、軽圧下率が小さい範囲での増加分はど
大きくない。

この厚みの増加の鈍化現象と、軽圧下率の増加に伴う加
工コストの増加とを考慮すると、軽圧下を０．４以上の
圧下率で施すことは、得策でないと考えられる。

第２表　水平連鋳片の軽圧下率と加熱押出後の押出管の
外表面におけるシワ疵の １０− 次に、軽加工と表面手入とを施した水平連鋳材を、熱間
押出する。得られた押出管の外表面のシワ疵の発生の有
無を第２表に示す。軽圧下を０．１５以上の軽圧下率で
施した場合、シワ疵は発生しなかった。一方、軽圧下を
０．１以下の軽圧下率で施した場合と、軽圧下を施さな
い場合とには、シワ疵の発生がみられた。

以上の結果から、軽圧下を０．１５以上の軽圧下率で鋳
片に施すことにより、鋳片表層部に５ｍｍ以上の微細化
組織層が得られ、その結果、外表面にシワ疵のない押出
管が得られることが判った。

すなわち、軽圧下の施工範囲は、次の通りである。

１　−　（ｄ２／ｄ、）２≧０．１５゜なお、微細化組
織層は、０゜１０以下の圧下率で軽圧下を施した場合に
も得られるが、この組織層は、加熱・押出の前に実施す
る押出素材の表面手入れで削除されたと推定され、押出
管の外表面にシワ疵が発生している。

次に、鉤片ソーキング条件を検討する。ソーキング処理
は、内部品質を改善するために有効であ１１− る。熱間押出において、たとえば、熱間押出素管中に、
＠量のδフェライトか存在することとニッケルなどの元
素か′ミクロ偏析することのため、製品の結晶粒度が細
かくなり、その結果、耐食性が劣化したり、高温強度が
低下することが認められている。このため、冒頭に記し
たように、分塊前のインゴットのソーキングとしては、
ブルーム連鋳片のピレンティング前のソーキングが一般
に採用されている。

本発明においては、従来に比べて小断面の鋳片を用いる
ため、従来材のような長時間のソーキングは、必要でな
いと考えられる。そこで、第１表に示した鋼種につぎ、
従来材と同程度までδフェライトを抑制し、かつ、ミク
ロ偏析を防止するための必要最小限のソーキング時間を
、水平連鋳片サイズ別にめた。鋳片サイズは、１５０１
１ＩＩＩＩφ。

２００　＋ｎｍφ、３００ｍｍφの３水準である。ソー
キングは、１２００℃で施す。ソーキング処理後、片１
１１１〜２齢の表面切削を施し、こうして得られた熱間
押出素材を加熱し、熱間押出を行った。次に、冷間抽伸
を４０％以上の断面減少率で行った。

内部品質は、加熱押出前の連鋳片のＤ／４におけるδフ
エライト量と、熱間押出後の結晶粒度、耐食性について
調べた。

ソーキング処理の結果を、第３表と第２図とに示す。従
来材と同じ内部品質を有する熱間押出素材を得るための
水平連鋳片の必要最小限のソーキング時間Ｈは、鋼種と
鋳片サイズとにより決まることがわかった。得られた必
要ソーキング時間は、図面のハツチングを施した範囲内
にある。すなわち、 ｄ１５０＋２　≧　１１　≧ｄ１５０゜ここに、Ｈ（時
間）は、ソーキング時間であり、ｄ（ｍ、ｏ）は、上記
の丸鋳片の直径である。なお、同一鋳片サイズにおいて
、ソーキング時間が短かいものは、δフェライトの発生
量の比較的に少ない５Ｏ８３０４の場合であり、一方、
ソーキング時間の長いものは、δフェライトの発生量が
比較的多い５ＵＳ３２１の場合である。なお、実操業に
おいて、溶鋼成分のバラツキが見込まれ、そのため、ソ
ーキング時間も本実施例に対し、±１時間ぐらいの範囲
内で変化させて操業する必要があると考えられる。また
、ソーキング温度としては、ミクロ偏析を、従来材と同
程度までに低減するには、１２００°Ｃ以」二が必要で
ある。

（発明の効果） 本発明により、継目無ステンレス鋼管の製造方法におい
て、熱間押出素材の断面よりやや大きい寸法の水平連鋳
材を用い、これに軽圧下加工を施すことにより、従来の
方法による継目無ステンレス鋼管と同等の品質の継目無
鋼管を得ることがでとる。また、これにより、継目無ス
テンレス鋼管の製造コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、水平連鋳片の軽圧下の圧下率と圧下後の微細
化層厚みとの関係を示すグラフである。 第２図は、鋳片サイズと必要ソーキング時間との関係を
示すグラフである。 特許出願人　株式会社神戸製鋼所 代　理　人　弁理士　青白　葆ほか２名１６−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　１５０ｍｅｎ以上で３００ｍｍ以下の直径ｄ１
   （＋１１１１１）を有するステンレス鋼丸鋳片を水平連
   Ｊａ磯で鋳造し、この鋳片を１２００℃以上のソーキン
   グ温度にて、かつ、 ａ、１５０＋２≧Ｉ（≧ｄ、１５０ をみたす範囲内のソーキング時間Ｈ（時間）にてソーキ
   ング処理を施し、続いて、上記の鋳片に、１　−　（ｃ
   １２／　ｄ、）２≧０．１５（ここに、ｄ２は、圧下後
   の鋳片の直径（１１１１１１）である）をみたす範囲の
   軽圧下率にて軽加工を施し、次に、片側１〜２ｍ＋ｎの
   表面皮削りを施し、引き続外、加熱押出することを特徴
   とする継目無ステンレス鋼管の製造方法。