(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オープン管のシーム部を固相接合温度に加熱するオープンシームヒータと、シーム部を加圧・接合するスクイズ装置と、シーム部接合後の管を所定の外径に絞り圧延するレデューサとがこの順に配置された造管ラインの前記スクイズ装置と前記レデューサの間に設けられ、シーム部の圧延および温度調整を行うシーム加工温調設備列において、シーム部を強制冷却するシーム冷却装置と、シーム部を圧延するシーム圧延装置と、シーム部・母材部を均熱する管均熱装置とをこの順に配置したことを特徴とするシーム加工温調設備列。
【請求項２】
オープン管のシーム部を固相接合温度に加熱するオープンシームヒータと、シーム部を加圧・接合するスクイズ装置と、シーム部接合後の管を所定の外径に絞り圧延するレデューサとがこの順に配置された造管ラインの前記スクイズ装置と前記レデューサの間に設けられ、シーム部の圧延および温度調整を行うシーム加工温調設備列において、シーム部を強制冷却する第１のシーム冷却装置と、シーム部を圧延するシーム圧延装置と、シーム部を強制冷却する第２のシーム冷却装置と、シーム部・母材部を均熱する管均熱装置とをこの順に配置したことを特徴とするシーム加工温調設備列。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シーム加工温調設備列に関し、詳しくは、管形成後絞り圧延する造管ラインに設けられ、絞り圧延前にシーム部の余肉を除去しかつシーム部と母材部の温度差を解消するのに好適なシーム加工温調設備列に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鍛接管よりも表面肌およびシーム品質に優れる鋼管を、電縫管製造プロセスよりも高い生産性にて製造できる造管法および設備列が特開平10−71422 号公報に開示されている。
この造管法では、帯鋼をオープン管に成形しそのシーム部（継目）を接合する前までの過程で、材料全体を800 ℃以下に予熱し、次いでシーム部をキュリー点〜1300℃未満、1300℃〜融点未満の２段階に加熱する。シーム部の接合は対向する被接合面を溶融させず固相のまま加圧・接合（圧接，アプセット）する固相圧接にて行い、接合後の管を125 〜725 ℃の温度域で絞り圧延する。
【０００３】
この造管法（固相圧接造管法）によれば、材料全体を加熱する温度が800 ℃以下に抑えられるから、1300℃以上に加熱する鍛接法に比してスケール量が格段に少なく、それゆえ、材料のスケールロスが少なく、かつ表面肌とシーム品質に優れた製品が得られる。また、固相圧接するから電縫管のような大きな溶接ビードが発生せず、それゆえ造管速度を低下させて行う必要があるビード切削を省略でき、電縫管製造プロセスよりも高い生産性にて造管できる。
【０００４】
上記固相圧接造管法では、管のシーム部が接合前に母材部よりも余計に加熱されるので、管周方向でシーム部にピークをもつ温度分布がつき、この温度分布が絞り圧延段階まで残ると管周方向の変形抵抗に差が生じて偏肉の原因となる。また、アプセット条件によってはシーム部に半径方向に膨出した余肉が形成され、この余肉は絞り圧延での形状不良の原因となる。
【０００５】
そのため、図３に示すように、シーム部２をアプセットするスクイズ装置４と管１を絞り圧延するレデューサ５の間に、シーム部２を圧延するシーム圧延装置６、シーム部を強制冷却するシーム冷却装置７、シーム部・母材部を均熱する管均熱装置８を順次配置してシーム加工温調設備列を構成し、この設備列を用いて、まず圧延加工によりシーム部の余肉を除去し、次いで強制冷却とこれに続く均熱処理によりシーム部・母材部の温度均一化を図っている。なお、図３において、３はオープン管のシーム部を固相接合温度（1300℃〜融点未満）に加熱するオープンシームヒータである。また、管均熱装置８は均熱炉８A 、誘導コイル８B の両方で構成されているが、いずれか一方のみで構成してもよい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、鋼の組成によっては、シーム部が強制冷却される途上でオーステナイトからマルテンサイト乃至べイナイトに変態し、主としてフェライト組織からなる母材部に比べて著しく硬化し、絞り圧延における偏肉を助長するとともに、絞り圧延後の製品管に曲げ、バルジ等の加工を施す際、硬化したシーム部に割れが発生することが懸念される。
【０００７】
そこで、本発明は、シーム部接合後連続して絞り圧延に供される鋼管のシーム部をマルテンサイト乃至べイナイト変態させ難くしたシーム加工温調設備列を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、オープン管のシーム部を固相接合温度に加熱するオープンシームヒータと、シーム部を加圧・接合するスクイズ装置と、シーム部接合後の管を所定の外径に絞り圧延するレデューサとがこの順に配置された造管ラインの前記スクイズ装置と前記レデューサの間に設けられ、シーム部の圧延および温度調整を行うシーム加工温調設備列において、（１）シーム部を強制冷却するシーム冷却装置と、シーム部を圧延するシーム圧延装置と、シーム部・母材部を均熱する管均熱装置とをこの順に配置した、または、（２）シーム部を強制冷却する第１のシーム冷却装置と、シーム部を圧延するシーム圧延装置と、シーム部を強制冷却する第２のシーム冷却装置と、シーム部・母材部を均熱する管均熱装置とをこの順に配置したことを特徴とするシーム加工温調設備列である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明（１）のシーム加工温調設備列を示すライン配置側面模式図である。図３と同一または相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。図１に示すように、本発明（１）のシーム加工温調設備列は、スクイズ装置４とレデューサ５の間に、シーム冷却装置７、シーム圧延装置６、管均熱装置８をこの順に配置したものである。
【００１０】
この構成により、シーム部接合後にシーム冷却装置７にてオーステナイト域から強制冷却されるシーム部２を、シーム圧延装置６により、冷却途上の任意の温度域で圧延することができ、それゆえ、このシーム圧延温度域を鋼組成に応じて適正値に設定することによりフェライト変態を促進することができて、シーム部２におけるマルテンサイト乃至べイナイト変態を抑制することができる。また、かかるシーム圧延によりシーム部２の余肉も同時に除去される。シーム圧延後の管１は管均熱装置８にてシーム部２と母材部（シーム部以外の管部分）との温度を所定の絞り圧延開始温度に一致するように調整されて、絞り圧延に供される。
【００１１】
図２は、本発明（２）のシーム加工温調設備列を示すライン配置側面模式図である。図２において、７a ，７b は第１，第２のシーム冷却装置であり、図３と同一または相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。図２に示すように、本発明（２）のシーム加工温調設備列は、スクイズ装置４とレデューサ５の間に、第１のシーム冷却装置７a 、シーム圧延装置６、第２のシーム冷却装置７b 、管均熱装置８をこの順に配置したものである。
【００１２】
この構成により、シーム部接合後に第１のシーム冷却装置７a にてオーステナイト域から強制冷却されるシーム部２を、シーム圧延装置６により、冷却途上の任意の温度域で圧延することができ、それゆえ、このシーム圧延温度域を鋼組成に応じて適正値に設定することによりフェライト変態を促進することができて、シーム部２におけるマルテンサイト乃至べイナイト変態を抑制することができる。かかるシーム圧延によりシーム部２の余肉も同時に除去される。
【００１３】
また、鋼組成によっては管１のシーム圧延終了温度が所定の絞り圧延開始温度よりも相当高くなることがあり、そのような場合、シーム圧延後管均熱開始までが空冷であると時間がかかってライン延長あるいは通材減速の必要が生じたり、フェライト粒成長が起こってシーム部２の材質特性が劣化したりすることが懸念されるが、本発明（２）では、第２のシーム冷却装置７b によりシーム部２をさらに強制冷却することができるので、そのような懸念は払拭される。
【００１４】
第２のシーム冷却装置７b を出た管１は、シーム部２の温度が母材部の温度に近づいており、さらに管均熱装置８にてシーム部２と母材部との温度を所定の絞り圧延開始温度に一致するように調整されて、絞り圧延に供される。
シーム冷却装置７，７a ，７b は、水、エア、気水ミスト等を冷媒とするスプレーあるいはジェットをシーム部２に吹きつけるよう構成すればよい。なお、シーム部２にピークをもつ温度分布の裾野の幅は刻々と変化するので管周方向の冷却狙い幅を可変としておくのが好ましい。
【００１５】
シーム圧延装置６は、管内に台車を配置してこれにシーム部２を外側に押圧する内ロールを支持せしめ、かつ管外に前記内ロールに対抗してシーム部２を内側に押圧する外ロールを配置して構成すればよい。
なお、本発明は、前記した固相圧接造管法に好適なものであるが、鍛接法でスケールロス低減のためにスケルプ加熱温度を通常の1300℃程度から800 ℃以下に下げた場合、鍛接部において冷却中にマルテンサイト乃至べイナイトが生じてシーム品質が劣化する可能性があり、そのような場合には、鍛接法に本発明を適用して固相圧接造管法の場合と同様の効果が期待できる。
【００１６】
【発明の効果】
かくして本発明によれば、固相圧接造管ラインにおいてシーム部接合後連続して絞り圧延に供される管のシーム部を平滑化すると同時にシーム部でのマルテンサイト乃至べイナイト変態を抑制しながらシーム部・母材部の温度均一化を図ることができ、偏肉が小さくシーム部材質特性に優れた製品管を高い生産性にて造管できるようになるという格段の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明（１）のシーム加工温調設備列を示すライン配置側面模式図である。
【図２】本発明（２）のシーム加工温調設備列を示すライン配置側面模式図である。
【図３】従来のシーム加工温調設備列を示すライン配置側面模式図である。
【符号の説明】
１  管
２  シーム部
３  オープンシームヒータ
４  スクイズ装置
５  レデューサ
６  シーム圧延装置
７  シーム冷却装置
７a 第１のシーム冷却装置
７b 第２のシーム冷却装置
８  管均熱装置
８A 均熱炉
８B 誘導コイル
【図１】
0003651279.tif 000002
【図２】
0003651279.tif 000003
【図３】
0003651279.tif 000004