高Ｃｒ継目無鋼管の製造方法
【課題】従来技術では、被加工材が高Ｃｒ鋼である場合、ピアサー穿孔工程における材料割れやヘゲ、カブレ疵発生とプラグミル圧延工程における焼付き発生とを両方とも防止する製造方法を提供する。
【解決手段】プラグミル３Ｂの入側に、該入側を通過中の管体１１を全長に亘って誘導加熱する誘導加熱装置８を設置し、第１加熱の温度を１１００〜１２５０℃の範囲とし、次いで前記穿孔に次ぐ第１段階の延伸圧延後、前記誘導加熱装置８にて前記管体１１の温度を３０〜１８０℃上昇させて、１０３０℃以上の管体温度で第２段階の延伸圧延を開始することとした。
【解決手段】プラグミル３Ｂの入側に、該入側を通過中の管体１１を全長に亘って誘導加熱する誘導加熱装置８を設置し、第１加熱の温度を１１００〜１２５０℃の範囲とし、次いで前記穿孔に次ぐ第１段階の延伸圧延後、前記誘導加熱装置８にて前記管体１１の温度を３０〜１８０℃上昇させて、１０３０℃以上の管体温度で第２段階の延伸圧延を開始することとした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高Ｃｒ継目無鋼管の製造方法に関し、詳しくは、Ｃｒを１２質量％以上含有する継目無鋼管である高Ｃｒ継目無鋼管の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
継目無鋼管は、一般に、連続鋳造機で大断面角形状のブルーム鋳片を鋳造し、加熱後、分塊圧延機、ブルーミングミルおよびビレッティングミル等で熱間圧延して断面丸形状のビレットすなわち丸ビレットとなし、あるいは、連続鋳造機で丸ビレットを鋳造し、これらの丸ビレットを素形態とする被加工材に用い、製管工場にて前記被加工材に、穿孔圧延、およびこれに後続する延伸圧延、さらに定径圧延等を施すことにより製造される。
【０００３】
製管工場における継目無鋼管用の一般的な圧延設備列としては、図２に示す従来例が挙げられる。
従来例の圧延設備列は、図２に示される様に、丸ビレット１０を高温（１１００〜１３００℃程度）に加熱する第１加熱を行う回転炉１等の第１加熱炉と、次いで前記加熱後の丸ビレット１０を穿孔用プラグにて穿孔して管体１１となすプラグ穿孔型のピアサー２Ａと、次いで前記穿孔してなる管体１１にプラグによる管内面拘束下で全３段階の延伸圧延を順次施す手段として、第１段階用のエロンゲータ３Ａと、第２段階用のプラグミル３Ｂと、第３段階用のリーラー３Ｃと、次いで前記第３段階の延伸圧延後の管体１１を再加熱（９００〜１１００℃程度）する再加熱炉４と、次いで前記再加熱後の管体１１を定径圧延する一群の圧延機からなるサイザー５Ａとを有する。
【０００４】
尚、前記定径圧延後の管体１１は、必要に応じて所定長さに切断後、クーリングベッド（図示省略した）へ搬送され、冷却される。
継目無鋼管の品質向上に関して、特許文献１には、中空素管（前記管体１１に該当）の内面をプラグで拘束しつつ延伸圧延する時の材料温度（加工温度）が長手方向に不均一となり、そのため製品の長手方向品質ばらつきが大きくなるのを抑制するために、素形態が丸ビレットである被加工材を、加熱した後、穿孔圧延して中空素管となし、引き続き前記中空素管の内面をプラグで拘束しつつ延伸圧延し、次いで再加熱した後、定径圧延し、次いで冷却して継目無鋼管となす継目無鋼管の製造方法において、前記被加工材の延伸圧延前に、該延伸圧延（エロンゲータ圧延→プラグミル圧延→リーラー圧延の各々）の直前の被加工材の長手方向の先端が後端よりも３０〜４００℃高い温度となるように、（誘導加熱にて）加熱する旨記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−０９８３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
然しながら、上述の従来技術では、高Ｃｒ鋼（Ｃｒ：１２質量％以上を含有する鋼）の丸ビレットを出発素材としたとき、回転炉加熱工程の加熱温度が高すぎる（１２５０℃超である）と、δフェライトが現れて、ピアサー穿孔工程で材料割れやヘゲ、カブレ疵が発生する。そこで、δフェライトを生成させないために前記加熱温度を下げる（１２５０℃以下とする）と、プラグミル圧延工程の圧延温度が下がり過ぎ、管体に圧延ロールや管案内工具（ガイド、シュー等）との焼付き疵が多発する。
【０００７】
即ち、従来技術では、被加工材（穿孔前は丸ビレットであり、穿孔後は管体である）が高Ｃｒ鋼である場合、ピアサー穿孔工程における材料割れやヘゲ、カブレ疵発生とプラグミル圧延工程における焼付き発生とを両方とも防止する事が困難であるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明者らは前記課題を解決する為に鋭意検討し、その結果、前記プラグミルの入側に、該入側を通過中の管体を全長に亘って誘導加熱する誘導加熱装置を設置し、特定の条件で運用すれば前記課題を解決できるという知見を得て、本発明を成した。
即ち本発明は以下の通りである。
（１）丸ビレットを加熱する第１加熱を行う回転炉等の第１加熱炉と、次いで前記加熱後の丸ビレットを穿孔して管体となすピアサーと、次いで前記穿孔してなる管体に全３段階の延伸圧延を順次施す手段として、第１段階用のエロンゲータと、第２段階用のプラグミルと、第３段階用のリーラーと、次いで前記第３段階の延伸圧延後の管体を再加熱する再加熱炉と、次いで前記再加熱後の管体を定径圧延する一群の圧延機からなるサイザーとを有し、さらに前記プラグミルの入側に、該入側を通過中の管体を全長に亘って誘導加熱する誘導加熱装置を設置してなる継目無鋼管用の圧延設備列を用いてＣｒを１２質量％以上含有する継目無鋼管である高Ｃｒ継目無鋼管を製造する方法であって、
前記第１加熱の温度を１１００〜１２５０℃の範囲とし、次いで前記穿孔に次ぐ前記第１段階の延伸圧延後、前記誘導加熱装置にて前記管体の温度を３０〜１８０℃上昇させて、１０３０℃以上の管体温度で前記第２段階の延伸圧延を開始することを特徴とする高Ｃｒ継目無鋼管の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、被加工材（穿孔前は丸ビレットであり、穿孔後は管体である）が高Ｃｒ鋼であっても、ピアサー穿孔工程における材料割れやヘゲ、カブレ疵発生とプラグミル圧延工程における焼付き発生とを両方とも防止する事が容易にできるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明例に用いた圧延設備列を示す概略図である。
【図２】従来例の圧延設備列を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明例に用いた圧延設備列を示す概略図である。図１において、８は誘導加熱装置であり、図２の従来例と同一又は相当部材には同じ符号を付し、説明を省略する。
本発明例における誘導加熱装置８はトンネル式であって、プラグミル３Ｂの入側に設置され、該入側を通過中の管体１１を全長に亘って誘導加熱する。この誘導加熱により、プラグミル入側の管体温度を従来よりも高くする事ができる。従って、高Ｃｒ鋼の被圧延材に対し、プラグミル３Ｂにおいて、入側の管体温度を高める事で管体表面のスケール量を増す事ができ、又、圧延荷重を減らす事ができるので、高Ｃｒ鋼に特有なロールやガイド等の工具と管体とのメタルタッチによる焼付きを防止でき、以て製品表面疵の発生が減少する。
【００１２】
又、誘導加熱装置８の設置により、上述の通りプラグミル入側で管体温度を高めることができる為、高Ｃｒ鋼の被圧延材に対し、回転炉加熱工程での加熱温度を１２５０℃以下に下げてδフェライトの生成を抑制し、以てピアサー穿孔工程での材料割れやヘゲ、カブレ疵発生を減少させることができる。
従って、ピアサー穿孔工程における材料割れやヘゲ、カブレ疵発生とプラグミル圧延工程における焼付き発生とを両方とも防止する事が容易にできるようになる。
【００１３】
発明者らの調査によると、回転炉１による高Ｃｒ鋼丸ビレットの加熱温度はδフェライト生成抑制のために１１００〜１２５０℃の温度範囲が必要であるが、該温度範囲で加熱すると、従来ではプラグミル３Ｂ入側の管体温度は、前記焼付きが起こらない温度範囲の下限（Ｔｃと記す。Ｔｃ≒１０３０℃）よりも３０℃以上低くなる事が多い。よって、かかる温度低下を補償するために、誘導加熱装置８は、該誘導加熱による管体１１の温度上昇量（ΔＴと記す）が３０℃以上となる誘導加熱能力を有するものである事が必要である。但し、前記誘導加熱能力に係るΔＴは、これを１８０℃超としても焼付き防止効果が飽和し、設備費、電力費が嵩むだけとなるから、より好ましくは、３０℃以上１８０℃以下である。
【実施例】
【００１４】
図１の圧延設備列を用い、被加工材＝Ｃｒ：１２．０質量％を含有する鋼、回転炉加熱温度＝１１８０℃、誘導加熱装置による管体温度上昇量ΔＴ＝１００℃、第２段階の延伸圧延開始温度＝１０３０℃、再加熱炉温度＝１０００℃として、継目無鋼管を１６０本製造し、ケースＡ（本発明例）とした。
又、図２の圧延設備列を用い、被加工材＝同上、回転炉加熱温度＝同上、第２段階の延伸圧延開始温度＝１０００℃、再加熱炉温度＝同上として、継目無鋼管を２１０本製造し、ケースＢ（比較例）とした。
【００１５】
ケースＡとケースＢとで、材料割れ、ヘゲ、カブレ疵発生本数率、及び、焼付き発生本数率を比較したところ、ケースＡでは、材料割れ、ヘゲ、カブレ疵発生本数率はケースＢと同程度に低い値であったが、焼付き発生本数率はケースＢを１００とした相対値で１．８と、ケースＢに比べて格段に低い値であった。
【符号の説明】
【００１６】
１ 回転炉(第１加熱炉)
２Ａ ピアサー（プラグ穿孔型）
３Ａ エロンゲータ
３Ｂ プラグミル
３Ｃ リーラー
４ 再加熱炉
５Ａ サイザー
８ 誘導加熱装置
１０ 丸ビレット（穿孔前の被加工材）
１１ 管体（穿孔後の被加工材）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高Ｃｒ継目無鋼管の製造方法に関し、詳しくは、Ｃｒを１２質量％以上含有する継目無鋼管である高Ｃｒ継目無鋼管の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
継目無鋼管は、一般に、連続鋳造機で大断面角形状のブルーム鋳片を鋳造し、加熱後、分塊圧延機、ブルーミングミルおよびビレッティングミル等で熱間圧延して断面丸形状のビレットすなわち丸ビレットとなし、あるいは、連続鋳造機で丸ビレットを鋳造し、これらの丸ビレットを素形態とする被加工材に用い、製管工場にて前記被加工材に、穿孔圧延、およびこれに後続する延伸圧延、さらに定径圧延等を施すことにより製造される。
【０００３】
製管工場における継目無鋼管用の一般的な圧延設備列としては、図２に示す従来例が挙げられる。
従来例の圧延設備列は、図２に示される様に、丸ビレット１０を高温（１１００〜１３００℃程度）に加熱する第１加熱を行う回転炉１等の第１加熱炉と、次いで前記加熱後の丸ビレット１０を穿孔用プラグにて穿孔して管体１１となすプラグ穿孔型のピアサー２Ａと、次いで前記穿孔してなる管体１１にプラグによる管内面拘束下で全３段階の延伸圧延を順次施す手段として、第１段階用のエロンゲータ３Ａと、第２段階用のプラグミル３Ｂと、第３段階用のリーラー３Ｃと、次いで前記第３段階の延伸圧延後の管体１１を再加熱（９００〜１１００℃程度）する再加熱炉４と、次いで前記再加熱後の管体１１を定径圧延する一群の圧延機からなるサイザー５Ａとを有する。
【０００４】
尚、前記定径圧延後の管体１１は、必要に応じて所定長さに切断後、クーリングベッド（図示省略した）へ搬送され、冷却される。
継目無鋼管の品質向上に関して、特許文献１には、中空素管（前記管体１１に該当）の内面をプラグで拘束しつつ延伸圧延する時の材料温度（加工温度）が長手方向に不均一となり、そのため製品の長手方向品質ばらつきが大きくなるのを抑制するために、素形態が丸ビレットである被加工材を、加熱した後、穿孔圧延して中空素管となし、引き続き前記中空素管の内面をプラグで拘束しつつ延伸圧延し、次いで再加熱した後、定径圧延し、次いで冷却して継目無鋼管となす継目無鋼管の製造方法において、前記被加工材の延伸圧延前に、該延伸圧延（エロンゲータ圧延→プラグミル圧延→リーラー圧延の各々）の直前の被加工材の長手方向の先端が後端よりも３０〜４００℃高い温度となるように、（誘導加熱にて）加熱する旨記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−０９８３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
然しながら、上述の従来技術では、高Ｃｒ鋼（Ｃｒ：１２質量％以上を含有する鋼）の丸ビレットを出発素材としたとき、回転炉加熱工程の加熱温度が高すぎる（１２５０℃超である）と、δフェライトが現れて、ピアサー穿孔工程で材料割れやヘゲ、カブレ疵が発生する。そこで、δフェライトを生成させないために前記加熱温度を下げる（１２５０℃以下とする）と、プラグミル圧延工程の圧延温度が下がり過ぎ、管体に圧延ロールや管案内工具（ガイド、シュー等）との焼付き疵が多発する。
【０００７】
即ち、従来技術では、被加工材（穿孔前は丸ビレットであり、穿孔後は管体である）が高Ｃｒ鋼である場合、ピアサー穿孔工程における材料割れやヘゲ、カブレ疵発生とプラグミル圧延工程における焼付き発生とを両方とも防止する事が困難であるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明者らは前記課題を解決する為に鋭意検討し、その結果、前記プラグミルの入側に、該入側を通過中の管体を全長に亘って誘導加熱する誘導加熱装置を設置し、特定の条件で運用すれば前記課題を解決できるという知見を得て、本発明を成した。
即ち本発明は以下の通りである。
（１）丸ビレットを加熱する第１加熱を行う回転炉等の第１加熱炉と、次いで前記加熱後の丸ビレットを穿孔して管体となすピアサーと、次いで前記穿孔してなる管体に全３段階の延伸圧延を順次施す手段として、第１段階用のエロンゲータと、第２段階用のプラグミルと、第３段階用のリーラーと、次いで前記第３段階の延伸圧延後の管体を再加熱する再加熱炉と、次いで前記再加熱後の管体を定径圧延する一群の圧延機からなるサイザーとを有し、さらに前記プラグミルの入側に、該入側を通過中の管体を全長に亘って誘導加熱する誘導加熱装置を設置してなる継目無鋼管用の圧延設備列を用いてＣｒを１２質量％以上含有する継目無鋼管である高Ｃｒ継目無鋼管を製造する方法であって、
前記第１加熱の温度を１１００〜１２５０℃の範囲とし、次いで前記穿孔に次ぐ前記第１段階の延伸圧延後、前記誘導加熱装置にて前記管体の温度を３０〜１８０℃上昇させて、１０３０℃以上の管体温度で前記第２段階の延伸圧延を開始することを特徴とする高Ｃｒ継目無鋼管の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、被加工材（穿孔前は丸ビレットであり、穿孔後は管体である）が高Ｃｒ鋼であっても、ピアサー穿孔工程における材料割れやヘゲ、カブレ疵発生とプラグミル圧延工程における焼付き発生とを両方とも防止する事が容易にできるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明例に用いた圧延設備列を示す概略図である。
【図２】従来例の圧延設備列を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明例に用いた圧延設備列を示す概略図である。図１において、８は誘導加熱装置であり、図２の従来例と同一又は相当部材には同じ符号を付し、説明を省略する。
本発明例における誘導加熱装置８はトンネル式であって、プラグミル３Ｂの入側に設置され、該入側を通過中の管体１１を全長に亘って誘導加熱する。この誘導加熱により、プラグミル入側の管体温度を従来よりも高くする事ができる。従って、高Ｃｒ鋼の被圧延材に対し、プラグミル３Ｂにおいて、入側の管体温度を高める事で管体表面のスケール量を増す事ができ、又、圧延荷重を減らす事ができるので、高Ｃｒ鋼に特有なロールやガイド等の工具と管体とのメタルタッチによる焼付きを防止でき、以て製品表面疵の発生が減少する。
【００１２】
又、誘導加熱装置８の設置により、上述の通りプラグミル入側で管体温度を高めることができる為、高Ｃｒ鋼の被圧延材に対し、回転炉加熱工程での加熱温度を１２５０℃以下に下げてδフェライトの生成を抑制し、以てピアサー穿孔工程での材料割れやヘゲ、カブレ疵発生を減少させることができる。
従って、ピアサー穿孔工程における材料割れやヘゲ、カブレ疵発生とプラグミル圧延工程における焼付き発生とを両方とも防止する事が容易にできるようになる。
【００１３】
発明者らの調査によると、回転炉１による高Ｃｒ鋼丸ビレットの加熱温度はδフェライト生成抑制のために１１００〜１２５０℃の温度範囲が必要であるが、該温度範囲で加熱すると、従来ではプラグミル３Ｂ入側の管体温度は、前記焼付きが起こらない温度範囲の下限（Ｔｃと記す。Ｔｃ≒１０３０℃）よりも３０℃以上低くなる事が多い。よって、かかる温度低下を補償するために、誘導加熱装置８は、該誘導加熱による管体１１の温度上昇量（ΔＴと記す）が３０℃以上となる誘導加熱能力を有するものである事が必要である。但し、前記誘導加熱能力に係るΔＴは、これを１８０℃超としても焼付き防止効果が飽和し、設備費、電力費が嵩むだけとなるから、より好ましくは、３０℃以上１８０℃以下である。
【実施例】
【００１４】
図１の圧延設備列を用い、被加工材＝Ｃｒ：１２．０質量％を含有する鋼、回転炉加熱温度＝１１８０℃、誘導加熱装置による管体温度上昇量ΔＴ＝１００℃、第２段階の延伸圧延開始温度＝１０３０℃、再加熱炉温度＝１０００℃として、継目無鋼管を１６０本製造し、ケースＡ（本発明例）とした。
又、図２の圧延設備列を用い、被加工材＝同上、回転炉加熱温度＝同上、第２段階の延伸圧延開始温度＝１０００℃、再加熱炉温度＝同上として、継目無鋼管を２１０本製造し、ケースＢ（比較例）とした。
【００１５】
ケースＡとケースＢとで、材料割れ、ヘゲ、カブレ疵発生本数率、及び、焼付き発生本数率を比較したところ、ケースＡでは、材料割れ、ヘゲ、カブレ疵発生本数率はケースＢと同程度に低い値であったが、焼付き発生本数率はケースＢを１００とした相対値で１．８と、ケースＢに比べて格段に低い値であった。
【符号の説明】
【００１６】
１ 回転炉(第１加熱炉)
２Ａ ピアサー（プラグ穿孔型）
３Ａ エロンゲータ
３Ｂ プラグミル
３Ｃ リーラー
４ 再加熱炉
５Ａ サイザー
８ 誘導加熱装置
１０ 丸ビレット（穿孔前の被加工材）
１１ 管体（穿孔後の被加工材）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
丸ビレットを加熱する第１加熱を行う回転炉等の第１加熱炉と、次いで前記加熱後の丸ビレットを穿孔して管体となすピアサーと、次いで前記穿孔してなる管体に全３段階の延伸圧延を順次施す手段として、第１段階用のエロンゲータと、第２段階用のプラグミルと、第３段階用のリーラーと、次いで前記第３段階の延伸圧延後の管体を再加熱する再加熱炉と、次いで前記再加熱後の管体を定径圧延する一群の圧延機からなるサイザーとを有し、さらに前記プラグミルの入側に、該入側を通過中の管体を全長に亘って誘導加熱する誘導加熱装置を設置してなる継目無鋼管用の圧延設備列を用いてＣｒを１２質量％以上含有する継目無鋼管である高Ｃｒ継目無鋼管を製造する方法であって、
前記第１加熱の温度を１１００〜１２５０℃の範囲とし、次いで前記穿孔に次ぐ前記第１段階の延伸圧延後、前記誘導加熱装置にて前記管体の温度を３０〜１８０℃上昇させて、１０３０℃以上の管体温度で前記第２段階の延伸圧延を開始することを特徴とする高Ｃｒ継目無鋼管の製造方法。
【請求項１】
丸ビレットを加熱する第１加熱を行う回転炉等の第１加熱炉と、次いで前記加熱後の丸ビレットを穿孔して管体となすピアサーと、次いで前記穿孔してなる管体に全３段階の延伸圧延を順次施す手段として、第１段階用のエロンゲータと、第２段階用のプラグミルと、第３段階用のリーラーと、次いで前記第３段階の延伸圧延後の管体を再加熱する再加熱炉と、次いで前記再加熱後の管体を定径圧延する一群の圧延機からなるサイザーとを有し、さらに前記プラグミルの入側に、該入側を通過中の管体を全長に亘って誘導加熱する誘導加熱装置を設置してなる継目無鋼管用の圧延設備列を用いてＣｒを１２質量％以上含有する継目無鋼管である高Ｃｒ継目無鋼管を製造する方法であって、
前記第１加熱の温度を１１００〜１２５０℃の範囲とし、次いで前記穿孔に次ぐ前記第１段階の延伸圧延後、前記誘導加熱装置にて前記管体の温度を３０〜１８０℃上昇させて、１０３０℃以上の管体温度で前記第２段階の延伸圧延を開始することを特徴とする高Ｃｒ継目無鋼管の製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１３−９９７８１（Ｐ２０１３−９９７８１Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２０２８７５（Ｐ２０１２−２０２８７５）
【出願日】平成２４年９月１４日（２０１２．９．１４）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年９月１４日（２０１２．９．１４）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
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