(57)【要約】穿孔機において、結晶粒の粗大化を抑制できる継目無鋼管の製造方法を提供する。本実施形態による継目無鋼管の製造方法は、Ｎｂ含有鋼素材を８００〜１０３０℃に加熱する加熱工程と、Ｎｂ含有鋼素材が通過するパスライン周りに配置される複数の傾斜ロールと、複数の傾斜ロールの間であって、パスライン上に配置されるプラグと、プラグの後端からパスラインに沿ってプラグの後方に伸びるマンドレルバーと、を備える穿孔機を用いて、Ｎｂ含有鋼素材を穿孔圧延又は延伸圧延して中空素管を製造する製管工程と、中空素管のうち、複数の傾斜ロールの後端の間を通過した中空素管部分に対して冷却液を用いた冷却を実施して、中空素管部分が複数の傾斜ロールの後端の間を通過してから１５．０秒以内に、中空素管部分の外面温度を７００〜１０００℃にする圧延完了直後冷却工程と、を備える。
2019107409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
継目無鋼管の製造方法であって、
質量％で、
Ｃ：０．２１〜０．３５％、
Ｓｉ：０．１０〜０．５０％、
Ｍｎ：０．０５〜１．００％、
Ｐ：０．０２５％以下、
Ｓ：０．０１０％以下、
Ａｌ：０．００５〜０．１００％、
Ｎ：０．０１０％以下、
Ｃｒ：０．０５〜１．５０％、
Ｍｏ：０．１０〜１．５０％、
Ｎｂ：０．０１〜０．０５％、
Ｂ：０．０００３〜０．００５０％、
Ｔｉ：０．００２〜０．０５０％、
Ｖ：０〜０．３０％、
Ｃａ：０〜０．００５０％、
希土類元素：０〜０．００５０％、及び、
残部がＦｅ及び不純物、
からなるＮｂ含有鋼素材を８００〜１０３０℃に加熱する加熱工程と、
穿孔機であって、
前記Ｎｂ含有鋼素材が通過するパスライン周りに配置される複数の傾斜ロールと、
複数の前記傾斜ロールの間であって、前記パスラインに配置されるプラグと、
前記プラグの後端から前記パスラインに沿って前記プラグの後方に伸びるマンドレルバーと、
を備える前記穿孔機を用いて、前記Ｎｂ含有鋼素材を穿孔圧延又は延伸圧延して中空素管を製造する製管工程と、
前記中空素管のうち、複数の前記傾斜ロールの後端の間を通過した中空素管部分に対して冷却液を用いた冷却を実施して、前記中空素管部分が複数の前記傾斜ロールの後端の間を通過してから１５．０秒以内に、前記中空素管部分の外面温度を７００〜１０００℃にする圧延完了直後冷却工程とを備える、
継目無鋼管の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の継目無鋼管の製造方法であって、
前記圧延完了直後冷却工程では、
複数の前記傾斜ロールの後端の間を通過した前記中空素管部分の外面及び／又は内面に対して前記冷却液を噴射して、前記中空素管部分が複数の前記傾斜ロールの後端を通過してから１５．０秒以内に、前記中空素管部分の外面温度を７００〜１０００℃にする、
継目無鋼管の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の継目無鋼管の製造方法であって、
前記穿孔機は、
複数の前記傾斜ロールの後方の前記マンドレルバーの周りに配置され、穿孔圧延時又は延伸圧延時の前記中空素管の外面に前記冷却液を噴射可能な複数の外面冷却液噴射孔を備える外面冷却機構を備え、
前記圧延完了直後冷却工程では、前記外面冷却機構から前記冷却液を噴射して、複数の前記傾斜ロールの後端の間を通過した前記中空素管部分の外面を冷却し、前記中空素管部分が複数の前記傾斜ロールの後端を通過してから１５．０秒以内に、前記中空素管部分の外面温度を７００〜１０００℃にする、
継目無鋼管の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の継目無鋼管の製造方法であって、
前記外面冷却機構は、
前記マンドレルバーの軸方向に特定長さを有する冷却区域内を通る前記中空素管部分の外面を冷却し、
前記穿孔機はさらに、
前記プラグの後方であって前記外面冷却機構よりも前方の前記マンドレルバーの周りに配置される前方外面堰止機構を備え、
前記圧延完了直後冷却工程では、
前記外面冷却機構により前記中空素管を冷却しているとき、前記前方外面堰止機構により、前記冷却区域に進入する前の前記中空素管の前記外面に前記冷却液が流れるのを抑制する、継目無鋼管の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の継目無鋼管の製造方法であって、
前記前方外面堰止機構は、前記マンドレルバーの周りに配置され、前記中空素管の前記外面に向かって前方堰止流体を噴射する複数の前方堰止流体噴射孔を含み、
前記圧延完了直後冷却工程では、
前記外面冷却機構により前記中空素管を冷却しているとき、前記前方外面堰止機構から前記冷却区域の入側近傍に位置する前記中空素管の前記外面の上部に向かって前記前方堰止流体を噴射して、前記冷却区域に進入する前の前記中空素管の前記外面に前記冷却液が流れるのを堰き止める、
継目無鋼管の製造方法。
【請求項６】
請求項３〜請求項５のいずれか１項に記載の継目無鋼管の製造方法であって、
前記外面冷却機構は、
前記マンドレルバーの軸方向に特定長さを有する冷却区域内を通る前記中空素管部分の外面を冷却し、
前記穿孔機はさらに、
前記プラグの後方であって前記外面冷却機構よりも後方の前記マンドレルバーの周りに配置される後方外面堰止機構を備え、
前記圧延完了直後冷却工程では、
前記外面冷却機構が前記中空素管を冷却しているとき、前記後方外面堰止機構は、前記冷却液が前記冷却区域の後方に位置する前記中空素管の外面部分と接触するのを抑制する、継目無鋼管の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の継目無鋼管の製造方法であって、
前記後方外面堰止機構は、前記マンドレルバーの周りに配置され、前記中空素管の前記外面に向かって後方堰止流体を噴射する複数の後方堰止流体噴射孔を含み、
前記圧延完了直後冷却工程では、
前記外面冷却機構が前記中空素管を冷却しているとき、前記後方外面堰止機構が、前記冷却区域の出側近傍に位置する前記中空素管の前記外面の上部に向かって前記後方堰止流体を噴射して、前記冷却区域を出た後の前記中空素管の前記外面の上部に前記冷却液が流れるのを堰き止める、
継目無鋼管の製造方法。
【請求項８】
請求項２に記載の継目無鋼管の製造方法であって、
前記マンドレルバーは、
バー本体と、
前記バー本体内に形成されており、内部に前記冷却液が通る冷却液流路と、
前記バー本体のうち、前記マンドレルバーの軸方向に特定長さを有し、前記マンドレルバーの前端部に位置する前記冷却区域内に配置され、穿孔圧延時又は延伸圧延時において、前記冷却液流路から供給された前記冷却液を前記バー本体の外部に噴射して、前記冷却区域内を進行中の前記中空素管の内面を冷却する内面冷却機構を含み、
前記圧延完了直後冷却工程では、
前記内面冷却機構から前記冷却液を噴射して、複数の前記傾斜ロールの後端の間を通過した前記中空素管部分の内面を冷却し、前記中空素管部分が複数の前記傾斜ロールの後端を通過してから１５．０秒以内に、前記中空素管部分の外面温度を７００〜１０００℃にする、継目無鋼管の製造方法。
【請求項９】
請求項３に記載の継目無鋼管の製造方法であって、
前記マンドレルバーは、
バー本体と、
前記バー本体内に形成されており、内部に前記冷却液が通る冷却液流路と、
前記バー本体のうち、前記マンドレルバーの軸方向に特定長さを有し、前記マンドレルバーの前端部に位置する前記冷却区域内に配置され、穿孔圧延時又は延伸圧延時において、前記冷却液流路から供給された前記冷却液を前記バー本体の外部に噴射して、前記冷却区域内を進行中の前記中空素管の内面を冷却する内面冷却機構を含み、
前記圧延完了直後冷却工程では、
前記外面冷却機構から前記冷却液を噴射し、かつ、前記内面冷却機構から前記冷却液を噴射して、複数の前記傾斜ロールの後端の間を通過した前記中空素管部分の前記外面及び前記内面を冷却し、前記中空素管部分が複数の前記傾斜ロールの後端を通過してから１５．０秒以内に、前記中空素管部分の外面温度を７００〜１０００℃にする、継目無鋼管の製造方法。
【請求項１０】
請求項８又は請求項９に記載の継目無鋼管の製造方法であって、
前記マンドレルバーはさらに、
前記冷却区域に隣接して前記冷却区域の後方に配置され、穿孔圧延時又は延伸圧延時において、前記バー本体の外部に噴射された前記冷却液が前記冷却区域から出た後の前記中空素管の内面と接触するのを抑制する内面堰止機構を含み、
前記圧延完了直後冷却工程では、
前記内面冷却機構から前記冷却液を噴射して前記冷却区域内の前記中空素管部分の内面を冷却し、前記内面堰止機構により、前記冷却液が前記冷却区域から出た後の前記中空素管の内面と接触するのを抑制する、
継目無鋼管の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の継目無鋼管の製造方法であって、
前記マンドレルバーはさらに、
前記バー本体内に形成されており、圧縮ガスが通る圧縮ガス流路を含み、
前記内面堰止機構は、
前記冷却区域に隣接して前記冷却区域の後方に配置される接触抑止区域において、前記バー本体の周方向、又は周方向及び軸方向に配列され、前記圧縮ガス流路から供給される前記圧縮ガスを噴射する複数の圧縮ガス噴射孔を含み、
前記圧延完了直後冷却工程では、
前記内面堰止機構から前記圧縮ガスを噴射して、前記冷却区域を出て前記接触抑止区域に進入した前記中空素管部分の内面に前記冷却液が流れるのを抑制する、
継目無鋼管の製造方法。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の継目無鋼管の製造方法であって、
前記穿孔機はピアサであり、
前記製管工程では、
前記ピアサを用いて前記Ｎｂ含有鋼素材を穿孔圧延して前記中空素管を製造し、
前記圧延完了直後冷却工程では、
前記中空素管のうち、複数の前記傾斜ロールの後端の間を通過した前記中空素管部分に対して前記冷却液を用いた冷却を実施して、前記中空素管部分が複数の前記傾斜ロールの後端の間を通過してから１５．０秒以内に、前記中空素管部分の外面温度を８００〜１０００℃にする、
継目無鋼管の製造方法。
【請求項１３】
請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の継目無鋼管の製造方法であって、
前記穿孔機はエロンゲータであり、
前記製管工程では、
前記エロンゲータを用いて前記Ｎｂ含有鋼素材である中空素管を延伸圧延し、
前記圧延完了直後冷却工程では、
前記中空素管のうち、複数の前記傾斜ロールの後端の間を通過した前記中空素管部分に対して前記冷却液を用いた冷却を実施して、前記中空素管部分が複数の前記傾斜ロールの後端の間を通過してから１５．０秒以内に、前記中空素管部分の外面温度を７００〜１０００℃にする、
継目無鋼管の製造方法。
【請求項１４】
請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の継目無鋼管の製造方法であってさらに、
前記圧延完了直後冷却工程後の前記中空素管に対してＡ3変態点以上の温度で焼入れを実施する焼入れ工程と、
前記焼入れ工程後の中空素管に対してＡc1変態点以下の温度で焼戻しを実施する焼戻し工程とを備える、
継目無鋼管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、継目無鋼管の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
腐食性の低い井戸（油井及びガス井）の枯渇に伴い、腐食性の高い井戸（以下、高腐食性井戸という）の開発が進められている。高腐食性井戸は腐食性物質を多く含有する環境であり、高腐食性井戸の温度は常温から２００℃程度となる。腐食性物質は例えば、硫化水素等の腐食性ガスである。硫化水素は、高強度の低合金継目無鋼管からなる油井管において、硫化物応力割れ（Ｓｕｌｆｉｄｅ  Ｓｔｒｅｓｓ  Ｃｒａｃｋｉｎｇ、以下「ＳＳＣ」という。）を引き起こす。そのため、これらの高腐食性井戸に用いられる継目無鋼管では、高い耐ＳＳＣ性が要求される。【０００３】
一方で、上述の高腐食性井戸に用いられる油井管には、高い強度も求められる。しかしながら、耐ＳＳＣ性と強度とは一般に相反する特性である。そのため、継目無鋼管の強度を高めれば、継目無鋼管の耐ＳＳＣ性は低下する。【０００４】
高い強度を有し、かつ、優れた耐ＳＳＣ性を得るためには、結晶粒の微細化が有効である。通常、継目無鋼管は次の製造工程で製造される。初めに、加熱された素材（円柱状の丸ビレット）を、穿孔機（ピアサ）を用いて穿孔圧延し、さらに、必要に応じて、エロンゲータにより延伸圧延して、中空素管を製造する。ピアサ、及び、エロンゲータは、プラグと、プラグ周りに配置された複数の傾斜ロールとを備える点で共通する。さらに、必要に応じて、マンドレルミル等の延伸圧延機でさらなる延伸圧延を実施する。製造された中空素管に対して、必要に応じて、定径圧延機（サイザー、ストレッチレデューサ等）を用いて定径圧延を実施して、所望の外径及び肉厚にする。以上の工程を経た中空素管に対して、熱処理炉を用いた焼入れ（オフライン焼入れ）を実施し、その後、熱処理炉を用いた焼戻しを実施して、強度及び結晶粒度を調整する。結晶粒を微細にするために、焼入れを複数回実施する場合もある。以上の工程により、継目無鋼管が製造される。【０００５】
また、上記製造工程において、最初の焼入れについては、熱処理炉を用いずに、延伸圧延又は定径圧延完了直後の中空素管を直接水冷して焼入れを実施する、いわゆる「インライン焼入れ」を実施する場合もある。インライン焼入れについては、たとえば、特許文献１において提案されている。【０００６】
特許文献１では、質量％で、Ｃ：０．１５〜０．２０％、Ｓｉ：０．０１％以上０．１５％未満、Ｍｎ：０．０５〜１．０％、Ｃｒ：０．０５〜１．５％、Ｍｏ：０．０５〜１．０％、Ａｌ：０．１０％以下、Ｖ：０．０１〜０．２％、Ｔｉ：０．００２〜０．０３％、Ｂ：０．０００３〜０．００５％及びＮ：０．００２〜０．０１％を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなる鋼塊を用いる。この鋼塊を１０００〜１２５０℃の温度へ加熱し、最終圧延温度を９００〜１０５０℃として製管圧延を終了する。その後、Ａｒ3変態点以上の温度から直接焼入れするか、或いは、製管圧延を終了した後、インラインでＡｃ3変態点〜１０００℃に補熱してＡｒ3変態点以上の温度から焼入れする。その後、６００℃〜Ａｃ1変態点の温度域で焼戻しする。この製造方法により製造された継目無鋼管は、１１０ｋｓｉ級の強度（７５８〜８６１ＭＰａ）を有し、かつ、高い強度と、優れた靭性及び耐ＳＳＣ性とを有する、と特許文献１には記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−３１７５６号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】「鋼のオーステナイト組織の再構築法の高精度化に向けた検討」、畑ら、新日鉄住金技法第４０４号（２０１６）ｐ２４〜ｐ３０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のとおり、ピアサ、及び、エロンゲータは、プラグと、パスライン周りに配置される複数の傾斜ロールとを備える点で共通する。本明細書では、ピアサ、及び、エロンゲータを「穿孔機」と称する。穿孔機は、素材（ピアサでは丸ビレット、エロンゲータでは中空素管）に対して穿孔圧延（ピアサ）又は延伸圧延（エロンゲータ）を実施する。従前の製造工程では、インライン焼入れ又は熱処理炉を用いたオフライン焼入れにより結晶粒を微細化する技術は提案されている。しかしながら、穿孔機において結晶粒を微細化する技術については提案されていない。【００１０】
本開示の目的は、プラグと、パスライン周りに配置される複数の傾斜ロールとを備える穿孔機において、結晶粒の粗大化を抑制できる継目無鋼管の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本開示による継目無鋼管の製造方法は、
質量％で、
Ｃ：０．２１〜０．３５％、
Ｓｉ：０．１０〜０．５０％、
Ｍｎ：０．０５〜１．００％、
Ｐ：０．０２５％以下、
Ｓ：０．０１０％以下、
Ａｌ：０．００５〜０．１００％、
Ｎ：０．０１０％以下、
Ｃｒ：０．０５〜１．５０％、
Ｍｏ：０．１０〜１．５０％、
Ｎｂ：０．０１〜０．０５％、
Ｂ：０．０００３〜０．００５０％、
Ｔｉ：０．００２〜０．０５０％、
Ｖ：０〜０．３０％、
Ｃａ：０〜０．００５０％、
希土類元素：０〜０．００５０％、及び、
残部がＦｅ及び不純物、
からなるＮｂ含有鋼素材を８００〜１０３０℃に加熱する加熱工程と、
穿孔機であって、
Ｎｂ含有鋼素材が通過するパスライン周りに配置される複数の傾斜ロールと、
複数の傾斜ロールの間であって、パスラインに配置されるプラグと、
プラグの後端からパスラインに沿ってプラグの後方に伸びるマンドレルバーと、
を備える穿孔機を用いて、Ｎｂ含有鋼素材を穿孔圧延又は延伸圧延して中空素管を製造する製管工程と、
中空素管のうち、複数の傾斜ロールの後端の間を通過した中空素管部分に対して冷却液を用いた冷却を実施して、中空素管部分が複数の傾斜ロールの後端の間を通過してから１５．０秒以内に、中空素管部分の外面温度を７００〜１０００℃にする圧延完了直後冷却工程とを備える。
【発明の効果】
【００１２】
本実施形態による継目無鋼管の製造方法は、プラグと、パスライン周りに配置される複数の傾斜ロールとを備える穿孔機において、結晶粒の粗大化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、穿孔機の傾斜ロール近傍の側面図である。
【図２】図２は、穿孔圧延により製造された中空素管の一例を示す図である。
【図３】図３は、図１に示す穿孔機で製造された中空素管の外面最高温度と旧オーステナイト粒径との関係を示す図である。
【図４】図４は、Ｎｂ含有鋼素材に対して穿孔圧延を実施して、肉厚５０ｍｍの厚肉の中空素管を製造した場合の、穿孔圧延直後からの空冷時間に対する、中空素管外面温度及び中空素管肉中温度を示す図である。
【図５】図５は、穿孔圧延前のＮｂ含有素材の加熱温度と、加工発熱温度上昇量とを示すグラフである。
【図６】図６は、加工フォーマスタ試験により得られた、発熱模擬温度と旧オーステナイト粒径との関係を示す図である。
【図７Ａ】図７Ａは、継目無鋼管の製造設備ラインの一例を示す模式図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａと異なる、他の継目無鋼管の製造設備ラインの一例を示す模式図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、図７Ａ及び図７Ｂと異なる、他の継目無鋼管の製造設備ラインの一例を示す模式図である。
【図８】図８は、穿孔機の側面図である。
【図９】図９は、図１と直交する穿孔機の傾斜ロール近傍の側面図である。
【図１０】図１０は、図８中のプラグ及びマンドレルバーの側面図である。
【図１１】図１１は、図１０の中心軸を含む面での断面図である。
【図１２】図１２は、図１１中の線分Ａ−Ａでの断面図である。
【図１３】図１３は、図１１中の線分Ｂ−Ｂでの断面図である。
【図１４】図１４は、図１１中の線分Ｃ−Ｃでの断面図である。
【図１５】図１５は、穿孔圧延時又は延伸圧延時における冷却を説明するための模式図である。
【図１６】図１６は、図１５中の線分Ａ−Ａでの断面図である。
【図１７】図１７は、図１５中の線分Ｂ−Ｂでの断面図である。
【図１８】図１８は、図１１と異なる他のマンドレルバーの構成を示す模式図である。
【図１９】図１９は、外面冷却機構を含む穿孔機の傾斜ロール近傍の側面図である。
【図２０】図２０は、図１９に示す外面冷却機構の正面図である。
【図２１】図２１は、外面冷却機構及び前方外面堰き止め機構を含む穿孔機の傾斜ロール近傍の側面図である。
【図２２】図２２は、図２１に示す前方外面堰き止め機構の正面図である。
【図２３】図２３は、外面冷却機構及び後方外面堰き止め機構を含む穿孔機の傾斜ロール近傍の側面図である。
【図２４】図２４は、図２３に示す後方外面堰き止め機構の正面図である。
【図２５】図２５は、外面冷却機構、前方外面堰き止め機構、及び、後方外面堰き止め機構を含む穿孔機の傾斜ロール近傍の側面図である。
【図２６】図２６は、外面冷却機構及び内面冷却機構を備えた穿孔機の側面図である。
【図２７】図２７は、図２６と異なる、他の穿孔機の側面図である。
【図２８】図２８は、図２６及び図２７と異なる、他の穿孔機の側面図である。
【図２９】図２９は、シミュレート結果に基づく、内面及び外面冷却機構による冷却時の熱伝達率と中空素管の肉中温度との関係を示す図である。
【図３０】図３０は、図２６に示す穿孔機を用いて中空素管の内面及び外面を冷却した場合の、肉厚方向の温度分布を示すシミュレート結果図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明者らは、鋼素材に対して、穿孔機（ピアサ、又は、エロンゲータ）を用いた穿孔圧延（ピアサ）、又は、延伸圧延（エロンゲータ）を実施した場合に、中空素管の結晶粒の粗粒化を抑制できる方法について検討を行った。
【００１５】
本発明者らはまず、鋼素材にＣ及びＮｂを含有して、穿孔圧延又は延伸圧延前の加熱時、及び、穿孔圧延又は延伸圧延時において、Ｎｂ炭化物及びＮｂ炭窒化物（以下、Ｎｂ炭化物等という）を生成させ、Ｎｂ炭化物等のピンニング効果により結晶粒の粗大化を抑制しようと考えた。
【００１６】
そこで、本発明者らは、Ｎｂ含有鋼素材を用いて穿孔機で圧延し、圧延後の中空素管の結晶粒の粒径（旧オーステナイト粒径）を調査した。具体的には、本発明者らは、次の実験を行った。
【００１７】
質量％で、Ｃ：０．２１〜０．３５％、Ｓｉ：０．１０〜０．５０％、Ｍｎ：０．０５〜１．００％、Ｐ：０．０２５％以下、Ｓ：０．０１０％以下、Ａｌ：０．００５〜０．１００％、Ｎ：０．０１０％以下、Ｃｒ：０．０５〜１．５０％、Ｍｏ：０．１０〜１．５０％、Ｎｂ：０．０１０〜０．０５０％、Ｂ：０．０００３〜０．００５０％、Ｔｉ：０．００２〜０．０５０％、及び、残部がＦｅ及び不純物からなるＮｂ含有鋼素材を準備した。準備されたＮｂ含有鋼素材に対してピアサを用いて穿孔圧延を実施して、中空素管を製造した。製造された中空素管の直径は４３０ｍｍであり、肉厚は３０ｍｍであった。
【００１８】
図１に穿孔機の傾斜ロール近傍の側面図を示す。図１では、穿孔圧延中のＮｂ含有鋼素材２０の一部を断面図で示す。この穿孔機１００の構成は、ピアサ又はエロンゲータと共通する。本実験での説明では、穿孔機１００をピアサとして説明するが、エロンゲータも同様である。
【００１９】
ピアサである穿孔機１００は、複数の傾斜ロール１と、プラグ２と、マンドレルバー３とを備える。傾斜ロール１は、パスラインＰＬに対して所定の傾斜角β（図９参照）で傾斜しており、所定の交叉角γで交叉している。図１に示すとおり、各傾斜ロール１の後端Ｅ近傍に、サーモグラフィＴＨを設けた（後端Ｅから穿孔機１００の後方に１００ｍｍの位置）。サーモグラフィＴＨを配置して、穿孔圧延直後の中空素管部分の温度を測定した。
【００２０】
図２は、穿孔圧延により製造された中空素管の一例を示す図である。図２を参照して、中空素管１０は、第１管端１Ｅと、第２管端２Ｅとを備える。第２管端２Ｅは、中空素管１０の軸方向において、第１管端１Ｅの反対側（ｏｐｐｏｓｉｔｅ  ｔｏ）に配置されている。図２において、第１管端１Ｅから、第２管端２Ｅに向かって（中空素管１０の軸方向における中央に向かって）中空素管１０の軸方向に１００ｍｍ位置までの範囲を、第１管端領域１Ａと定義する。また、第２管端２Ｅから、第１管端１Ｅに向かって（中空素管１０の軸方向における中央に向かって）中空素管１０の軸方向に１００ｍｍ位置までの範囲を、第２管端領域２Ａと定義する。さらに、中空素管１０のうち、第１管端領域１Ａ及び第２管端領域２Ａを除く領域を、本体領域１０ＣＡと定義する。
【００２１】
穿孔圧延により製造された中空素管のうち、本体領域１０ＣＡの軸方向の各位置において上記サーモグラフィＴＨで測定された温度の平均値を、「外面最高温度」（℃）と定義した。
【００２２】
加熱された複数のＮｂ含有鋼素材を用いて、種々の穿孔比で穿孔圧延を実施して、各Ｎｂ含有鋼素材の外面最高温度を求めた。穿孔比は１．２〜４．０とした。また、ロール周速は１４００〜６０００ｍｍ／秒とした。傾斜ロールのゴージ部（最大径部分）のロール直径は１４００ｍｍであった。なお、穿孔比は次の式で定義した。
穿孔比＝穿孔圧延後の中空素管長さ／穿孔圧延前のビレット長さ
【００２３】
穿孔圧延後の各中空素管において、後述の方法により旧オーステナイト粒径を求めた。得られた外面最高温度及び旧オーステナイト粒径の関係をプロットして、図３を得た。
【００２４】
なお、９５０℃で加熱されたＮｂ含有鋼素材を穿孔圧延して中空素管を製造した場合、中空素管の外面最高温度は９５０℃よりも高くなった。これは、穿孔圧延時に加工発熱が生じたためと考えられる。
【００２５】
図３を参照して、上記化学組成を有するＮｂ含有鋼素材では、外面最高温度が１０００℃以下であれば、外面最高温度が増加しても、旧オーステナイト粒径はほぼ一定であった。しかしながら、外面最高温度が１０００℃を超えると、外面最高温度の増加に伴い、旧オーステナイト粒径が顕著に増加した。つまり、図３の曲線Ｃ１は、外面最高温度が１０００℃付近において、変曲点を有した。上記実験により、本発明者らは、この事実を初めて知見した。
【００２６】
図３の新知見に基づいて、本発明者らは、上記化学組成を有するＮｂ含有鋼素材を用いて穿孔圧延を実施する場合、次の現象が生じていると考えた。仮に、９５０℃に加熱されたＮｂ含有鋼素材を用いて１．２〜４．０の穿孔比、１４００〜６０００ｍｍ／秒のロール周速で穿孔圧延を実施した場合、穿孔圧延中に生じる加工発熱により、中空素管外面温度が１０００℃を超える場合が生じる。
【００２７】
中空素管の肉厚をｔ（ｍｍ）と定義した場合、穿孔圧延直後の中空素管において、最も温度が高くなる部位は、外面から径方向にｔ／２深さの位置である。以下、外面から径方向にｔ／２深さの位置の部分を、「肉中部」と定義する。
【００２８】
図４は、上述の化学組成を有するＮｂ含有鋼素材、ビレット外径３１０ｍｍに対して、穿孔比を１．４、ロール周速を４０００ｍｍ／秒として穿孔圧延を実施して、外径４２０ｍｍ、肉厚５０ｍｍの厚肉の中空素管を製造した場合の、穿孔圧延直後からの空冷時間に対する、中空素管外面温度及び中空素管肉中温度を示す図である。図４は、有限要素解析（ＦＥＭ解析）を用いた伝熱計算により求めた。解析ソフトとして汎用コードＤＥＦＯＲＭを用いて熱伝導解析を実施した。穿孔圧延直後の中空素管の温度分布を入力し、中空素管内外面の熱伝達係数及び放射率を設定して温度分布を計算した。
【００２９】
図４を参照して、穿孔圧延後の６０秒間においては、肉中温度（図中実線）が外面温度（図中破線）よりも高く、一致しない。また、穿孔圧延直後の１０秒間では、時間の経過と共に肉中温度と外面温度との差が縮まるものの、１０秒以降においては、肉中温度と外面温度との差は２０〜３０℃程度でほぼ一定である。
【００３０】
図４以外の他の種々の穿孔比（２．０〜４．０）で上述のＦＥＭ解析による伝熱計算を実施した結果、穿孔圧延後の中空素管を空冷した場合、穿孔圧延後の少なくとも１２０秒間においては、肉中温度と外面温度との差は５０℃未満でほぼ一定になることが分かった。
【００３１】
上述のとおり、Ｎｂ含有鋼素材を用いて中空素管を製造する場合、穿孔圧延前の加熱時、又は、穿孔圧延又は延伸圧延時において、鋼中に微細なＮｂ炭化物及びＮｂ炭窒化物（以下、「Ｎｂ炭化物等」という）が生成する。Ｎｂ炭化物等は、ピンニング効果により、結晶粒の粗大化を抑制する。したがって、Ｎｂ炭化物等を利用できれば、中空素管の旧オーステナイト結晶粒の粗大化を抑制でき、微細化できる。
【００３２】
しかしながら、Ｎｂ炭化物等の融点は１０５０℃程度と考えられる。図４に基づけば、穿孔圧延又は延伸圧延後の中空素管の外面温度が１０００℃を超えると、肉中温度は１０５０℃を超える場合が生じる。穿孔圧延又は延伸圧延時において肉中温度が１０５０℃を超えると、生成したＮｂ炭化物等が再び固溶してしまう可能性が高まる。この場合、Ｎｂ炭化物等によるピンニング効果が得られないため、穿孔圧延後の中空素管内の結晶粒が十分に微細にならない。
【００３３】
穿孔圧延時及び延伸圧延時のＮｂ炭化物等の固溶を抑制するためには、肉中温度が１０５０℃を超えないようにすればよい。そこで、本発明者らは、穿孔圧延時に生じる加工発熱を抑制する方法を検討した。
【００３４】
仮に、穿孔比が一定であれば、穿孔圧延前のＮｂ含有鋼素材の加熱温度が低ければ、加工発熱後の中空素管温度も低くなると本発明者らは考えた。そこで、本発明者らは、上記化学組成のＮｂ含有鋼素材に対して、異なる温度で加熱した後、同じ穿孔比及び同じロール周速で穿孔圧延を実施して、中空素管を製造した。製造された中空素管の直径は４３０ｍｍであり、肉厚は３０ｍｍであった。穿孔比は２．０であり、ロール周速は４０００ｍｍ／秒であった。そして、穿孔圧延直後の中空素管の外面最高温度を上記方法により測定した。図４で求めた伝熱計算結果に基づいて、得られた外面最高温度から肉中温度を算出した。
【００３５】
算出結果を図５に示す。図５中の各棒グラフの白色領域中の数値は、加熱温度（℃）を意味する。ハッチング領域中の数値は、加工発熱量（℃）を意味する。図５の白色領域及びハッチング領域の合計は、穿孔圧延直後の中空素管の肉中温度（℃）を意味する。図５を参照して、加熱温度を８５０〜１０５０℃の範囲で変動しても、穿孔圧延直後の肉中温度はそれほど大きくは変わらないことが分かった。たとえば、加熱温度が８５０℃の場合の穿孔圧延直後の肉中温度は１０３０℃であり、加熱温度が９５０℃の場合の穿孔圧延直後の肉中温度は１０８０℃であった。この両者を比較すると、加熱温度差が１００℃（９５０℃−８５０℃）であるにも係らず、穿孔圧延直後の肉中温度差は５０℃（１０８０℃−１０３０℃）にとどまる。図５に示すとおり、加熱温度が低いほど、加工発熱量が大きかった。加熱温度が低いほど、Ｎｂ含有鋼素材の変形抵抗が高まる。そのため、同じ穿孔比であっても、加熱温度が低いほど加工発熱量が大きくなると考えられる。
【００３６】
以上の知見に基づいて、本発明者らは、単に加熱温度を低温にするだけでは、結晶粒の微細化が困難であると考えた。そこで、本発明者らはさらなる検討を行った。
【００３７】
加熱温度を低温化しても加工発熱は生じ、かつ、加熱温度を低温にするほど加工発熱量は大きくなる。そこで本発明者らは、加工発熱の発生を抑制するのではなく、発想を変えて、いったん加工発熱が生じても、Ｎｂ炭化物等を固溶させない方法を検討した。
【００３８】
上述のとおり、Ｎｂ炭化物等の融点は１０５０℃程度である。しかしながら、Ｎｂ炭化物等は、鋼材温度が１０５０℃に上昇したと同時に固溶するのではなく、１０５０℃以上である程度の時間保持された場合に、固溶すると本発明者らは考えた。
【００３９】
そこで、サーメックマスター試験機（熱間加工再現試験機）を用いた加工フォーマスタ試験を実施した。具体的には、上記化学組成の複数のＮｂ含有鋼試験片（外径８ｍｍ×長さ１２ｍｍ）を準備した。準備された試験片を９５０℃に加熱した。加熱された試験片に対して、大気中にて圧縮試験を実施した。圧縮率は７５％（穿孔比２．１に相当）とし、ひずみ速度は１．４／秒とした。圧縮試験後、試験片を所定の発熱模擬温度（１０００〜１２００℃）に加熱した。そして、所定の発熱模擬温度にて、所定時間（１５．０秒、２５．０秒、又は４５．０秒）、保持した。保持後の試験片を水槽に浸漬させて急冷した。急冷後の試験片の任意の断面において、後述の方法により、旧オーステナイト粒径を求め、図６を作成した。
【００４０】
図６を参照して、発熱模擬温度（肉中温度に相当）が１０５０℃以下の場合、保持時間が４５．０秒であっても、旧オーステナイト粒径は１０μｍ程度と小さかった。一方、発熱模擬温度が１０５０℃を超えた場合、保持時間に応じて旧オーステナイト粒径に変化が見られた。具体的には、発熱模擬温度が１０５０℃を超えた場合、保持時間が２５．０秒、及び４５．０秒では、旧オーステナイト粒が顕著に粗大となり、その粒径が１０μｍを超えて顕著に大きくなった。一方、保持時間が１５．０秒の場合、発熱模擬温度が１０５０℃を超えても、旧オーステナイト粒径は１０μｍ程度を維持した。本発明者らは、上記実験によりこの事実を初めて知見した。
【００４１】
以上の新たな知見から、本発明者らは次の事項を考えた。穿孔圧延時において、Ｎｂ含有鋼素材に加工発熱が生じ、Ｎｂ含有鋼素材（中空素管）の肉中温度が１０５０℃を超えた場合であっても、１０５０℃を超えてから少なくとも１５．０秒以内にＮｂ含有鋼素材の温度を１０５０℃以下に下げれば、Ｎｂ炭化物等が固溶しきらずに、ピンニング効果に有効な量のＮｂ炭化物等が残存する。その結果、穿孔圧延又は延伸圧延後の中空素管の結晶粒の粗大化が抑制される。
【００４２】
以上のとおり、本発明者らは、穿孔圧延前の加熱時のＮｂ含有鋼素材の温度を単に低下して加工発熱を抑制するのではなく、加工発熱が発生して肉中温度がいったん１０５０℃を超えても、１５．０秒以内に肉中温度を１０５０℃以下にすれば、結晶粒が微細になることを新たに見出した。
【００４３】
そこで、上記方法を実現するために、本発明者らは、次の方法を考えた。穿孔機の傾斜ロール出側に冷却液による冷却機構を設ける。そして、この冷却機構により、穿孔圧延直後又は延伸圧延直後の中空素管に対して冷却を実施して、穿孔機の前後方向における傾斜ロールの最後端を中空素管部分が通過してから１５．０秒以内に、その中空素管部分の外面温度を１０００℃以下にする。この場合、その中空素管部分の肉中温度は、穿孔機の前後方向における傾斜ロールの最後端を中空素管部分が通過してから１５．０秒以内に、１０５０℃以下になる。そのため、Ｎｂ炭化物等の固溶が抑制され、ピンニング効果に有効な量のＮｂ炭化物等が残存する。その結果、穿孔圧延後又は延伸圧延後の中空素管において、結晶粒が微細なまま維持される。
【００４４】
なお、上記説明ではピアサを用いて穿孔圧延を一例として示したが、本発明者らのさらなる検討により、複数の傾斜ロールと、複数の傾斜ロールの間に配置されたプラグを備えたエロンゲータによる延伸圧延においても、同様の効果が得られることが分かった。
【００４５】
以上のとおり、本発明は、加工発熱がいったん生じても、ピン止め効果に有効なＮｂ炭化物等が過剰に固溶してしまう時間までに中空素管の外面温度を１０００℃以下に冷却することにより、結晶粒の微細化を実現したものであり、従来の技術思想とは全く異なる。
【００４６】
上記技術思想により完成した（１）の構成による継目無鋼管の製造方法は、
質量％で、
Ｃ：０．２１〜０．３５％、
Ｓｉ：０．１０〜０．５０％、
Ｍｎ：０．０５〜１．００％、
Ｐ：０．０２５％以下、
Ｓ：０．０１０％以下、
Ａｌ：０．００５〜０．１００％、
Ｎ：０．０１０％以下、
Ｃｒ：０．０５〜１．５０％、
Ｍｏ：０．１０〜１．５０％、
Ｎｂ：０．０１〜０．０５％、
Ｂ：０．０００３〜０．００５０％、
Ｔｉ：０．００２〜０．０５０％、
Ｖ：０〜０．３０％、
Ｃａ：０〜０．００５０％、
希土類元素：０〜０．００５０％、及び、
残部がＦｅ及び不純物、
からなるＮｂ含有鋼素材を８００〜１０３０℃に加熱する加熱工程と、
穿孔機であって、
Ｎｂ含有鋼素材が通過するパスライン周りに配置される複数の傾斜ロールと、
複数の傾斜ロールの間であって、パスラインに配置されるプラグと、
プラグの後端からパスラインに沿ってプラグの後方に伸びるマンドレルバーと、
を備える穿孔機を用いて、Ｎｂ含有鋼素材を穿孔圧延又は延伸圧延して中空素管を製造する製管工程と、
中空素管のうち、複数の傾斜ロールの後端の間を通過した中空素管部分に対して冷却液を用いた冷却を実施して、中空素管部分が複数の傾斜ロールの後端の間を通過してから１５．０秒以内に、中空素管部分の外面温度を７００〜１０００℃にする圧延完了直後冷却工程とを備える。
【００４７】
（２）の構成による継目無鋼管の製造方法は、（１）に記載の継目無鋼管の製造方法であって、
圧延完了直後冷却工程では、
複数の傾斜ロールの後端の間を通過した中空素管部分の外面及び／又は内面に対して冷却液を噴射して、中空素管部分が複数の傾斜ロールの後端を通過してから１５．０秒以内に、中空素管部分の外面温度を７００〜１０００℃にする。
【００４８】
（３）の構成による継目無鋼管の製造方法は、（２）に記載の継目無鋼管の製造方法であって、
穿孔機は、
複数の傾斜ロールの後方のマンドレルバーの周りに配置され、穿孔圧延時又は延伸圧延時の中空素管の外面に冷却液を噴射可能な複数の外面冷却液噴射孔を備える外面冷却機構を備え、
圧延完了直後冷却工程では、外面冷却機構から冷却液を噴射して、複数の傾斜ロールの後端の間を通過した中空素管部分の外面を冷却し、中空素管部分が複数の傾斜ロールの後端を通過してから１５．０秒以内に、中空素管部分の外面温度を７００〜１０００℃にする。
【００４９】
（４）の構成による継目無鋼管の製造方法は、（３）に記載の継目無鋼管の製造方法であって、
外面冷却機構は、
マンドレルバーの軸方向に特定長さを有する冷却区域内を通る中空素管部分の外面を冷却し、
穿孔機はさらに、
プラグの後方であって外面冷却機構よりも前方のマンドレルバーの周りに配置される前方外面堰止機構を備え、
圧延完了直後冷却工程では、
外面冷却機構により中空素管を冷却しているとき、前方外面堰止機構により、冷却区域に進入する前の中空素管の外面部分に冷却液が流れるのを抑制する。
【００５０】
（５）の構成による継目無鋼管の製造方法は、（４）に記載の継目無鋼管の製造方法であって、
前方外面堰止機構は、マンドレルバーの周りに配置され、中空素管の外面に向かって前方堰止流体を噴射する複数の前方堰止流体噴射孔を含み、
圧延完了直後冷却工程では、
外面冷却機構により中空素管を冷却しているとき、前方外面堰止機構から冷却区域の入側近傍に位置する中空素管の外面の上部に向かって前方堰止流体を噴射して、冷却区域に進入する前の中空素管の外面部分に冷却液が流れるのを堰き止める。
【００５１】
（６）の構成による継目無鋼管の製造方法は、（３）〜（５）ののいずれか１項に記載の継目無鋼管の製造方法であって、
外面冷却機構は、
マンドレルバーの軸方向に特定長さを有する冷却区域内を通る中空素管部分の外面を冷却し、
穿孔機はさらに、
プラグの後方であって外面冷却機構よりも後方のマンドレルバーの周りに配置される後方外面堰止機構を備え、
圧延完了直後冷却工程では、
外面冷却機構が中空素管を冷却しているとき、後方外面堰止機構は、冷却流体が冷却区域の後方に位置する中空素管の外面部分と接触するのを抑制する。
【００５２】
（７）の構成による継目無鋼管の製造方法は、（６）に記載の継目無鋼管の製造方法であって、
後方外面堰止機構は、マンドレルバーの周りに配置され、中空素管の外面に向かって後方堰止流体を噴射する複数の後方堰止流体噴射孔を含み、
圧延完了直後冷却工程では、
外面冷却機構が中空素管を冷却しているとき、後方外面堰止機構が、冷却区域の出側近傍に位置する中空素管の外面の上部に向かって後方堰止流体を噴射して、冷却区域を出た後の中空素管の外面の上部に冷却液が流れるのを堰き止める。
【００５３】
（８）の構成による継目無鋼管の製造方法は、（２）に記載の継目無鋼管の製造方法であって、
マンドレルバーは、
バー本体と、
バー本体内に形成されており、内部に冷却液が通る冷却液流路と、
バー本体のうち、マンドレルバーの軸方向に特定長さを有し、マンドレルバーの前端部に位置する冷却区域内に配置され、穿孔圧延時又は延伸圧延時において、冷却液流路から供給された冷却液をバー本体の外部に噴射して、冷却区域内を進行中の中空素管の内面を冷却する内面冷却機構を含み、
圧延完了直後冷却工程では、
内面冷却機構から冷却液を噴射して、複数の傾斜ロールの後端の間を通過した中空素管部分の内面を冷却し、中空素管部分が複数の傾斜ロールの後端を通過してから１５．０秒以内に、中空素管部分の外面温度を７００〜１０００℃にする。
【００５４】
（９）の構成による継目無鋼管の製造方法は、（３）に記載の継目無鋼管の製造方法であって、
マンドレルバーは、
バー本体と、
バー本体内に形成されており、内部に冷却液が通る冷却液流路と、
バー本体のうち、マンドレルバーの軸方向に特定長さを有し、マンドレルバーの前端部に位置する冷却区域内に配置され、穿孔圧延時又は延伸圧延時において、冷却液流路から供給された冷却液をバー本体の外部に噴射して、冷却区域内を進行中の中空素管の内面を冷却する内面冷却機構を含み、
圧延完了直後冷却工程では、
外面冷却機構から冷却液を噴射し、かつ、内面冷却機構から冷却液を噴射して、複数の傾斜ロールの後端の間を通過した中空素管部分の外面及び内面を冷却し、中空素管部分が複数の傾斜ロールの後端を通過してから１５．０秒以内に、中空素管部分の外面温度を７００〜１０００℃にする。
【００５５】
（１０）の構成による継目無鋼管の製造方法は、（８）又は（９）に記載の継目無鋼管の製造方法であって、
マンドレルバーはさらに、
冷却区域に隣接して冷却区域の後方に配置され、穿孔圧延時又は延伸圧延時において、バー本体の外部に噴射された冷却液が冷却区域から出た後の中空素管の内面と接触するのを抑制する内面堰止機構を含み、
圧延完了直後冷却工程では、
内面冷却機構から冷却液を噴射して冷却区域内の中空素管部分の内面を冷却し、内面堰止機構により、冷却液が冷却区域から出た後の中空素管の内面と接触するのを抑制する。
【００５６】
（１１）の構成による継目無鋼管の製造方法は、（１０）に記載の継目無鋼管の製造方法であって、
マンドレルバーはさらに、
バー本体内に形成されており、圧縮ガスが通る圧縮ガス流路を含み、
内面堰止機構は、
冷却区域に隣接して冷却区域の後方に配置される接触抑止区域において、バー本体の周方向、又は周方向及び軸方向に配列され、圧縮ガス流路から供給される圧縮ガスを噴射する複数の圧縮ガス噴射孔を含み、
圧延完了直後冷却工程では、
内面堰止機構から圧縮ガスを噴射して、冷却区域を出て接触抑止区域に進入した中空素管部分の内面に冷却液が流れるのを抑制する。
上記マンドレルバーはさらに、バー本体内に形成されており、圧縮ガスを通すガス流路を含んでもよい。この場合、堰き止め機構は、ガス流路とつながり、穿孔圧延時又は延伸圧延時において、圧縮ガスをバー本体から中空素管部分の内面に噴射可能な複数の内面圧縮ガス噴射孔を含む。そして、圧延完了直後冷却工程では、堰き止め機構は圧縮ガスを噴射して、冷却区域の後方に配置された堰き止め区域を通過する中空素管部分の内面が冷却液で冷却されるのを抑制する。
【００５７】
上記圧延完了直後冷却工程では、冷却液による冷却時の熱伝達率を１０００Ｗ／ｍ2・Ｋとしてもよい。
【００５８】
（１２）の構成による継目無鋼管の製造方法は、（１）〜（１１）のいずれか１項に記載の継目無鋼管の製造方法であって、
穿孔機はピアサであり、
製管工程では、
ピアサを用いてＮｂ含有鋼素材を穿孔圧延して中空素管を製造し、
圧延完了直後冷却工程では、
中空素管のうち、複数の傾斜ロールの後端の間を通過した中空素管部分に対して冷却液を用いた冷却を実施して、中空素管部分が複数の傾斜ロールの後端の間を通過してから１５．０秒以内に、中空素管部分の外面温度を８００〜１０００℃にする。
【００５９】
（１３）の構成による継目無鋼管の製造方法は、（１）〜（１１）のいずれか１項に記載の継目無鋼管の製造方法であって、
穿孔機はエロンゲータであり、
製管工程では、
エロンゲータを用いてＮｂ含有鋼素材である中空素管を延伸圧延し、
圧延完了直後冷却工程では、
中空素管のうち、複数の傾斜ロールの後端の間を通過した中空素管部分に対して冷却液を用いた冷却を実施して、中空素管部分が複数の傾斜ロールの後端の間を通過してから１５．０秒以内に、中空素管部分の外面温度を７００〜１０００℃にする。
【００６０】
（１４）の構成による継目無鋼管の製造方法は、（１）〜（１３）のいずれか１項に記載の継目無鋼管の製造方法であってさらに、
圧延完了直後冷却工程後の中空素管に対してＡ3変態点以上の温度で焼入れを実施する焼入れ工程と、
焼入れ工程後の中空素管に対してＡc1変態点以下の温度で焼戻しを実施する焼戻し工程とを備える。
【００６１】
以下、本発明の実施形態による継目無鋼管の製造方法について説明する。図中同一又は相当する部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００６２】
［中空素管の構成］
図２は、本実施形態において、穿孔機（ピアサ、又は、エロンゲータ）を用いて、Ｎｂ含有鋼素材から製造される中空素管の一例を示す図である。図２を参照して、中空素管１０は、第１管端１Ｅと、第２管端２Ｅとを備える。第２管端２Ｅは、中空素管１０の軸方向において、第１管端１Ｅの反対側（ｏｐｐｏｓｉｔｅ  ｔｏ）に配置されている。図２において、第１管端１Ｅから、第２管端２Ｅに向かって中空素管１０の軸方向に１００ｍｍ位置までの範囲を、第１管端領域１Ａと定義する。また、第２管端２Ｅから、第１管端１Ｅに向かって中空素管１０の軸方向に１００ｍｍ位置までの範囲を、第２管端領域２Ａと定義する。さらに、中空素管１０のうち、第１管端領域１Ａ及び第２管端領域２Ａを除く領域を、本体領域１０ＣＡと定義する。
【００６３】
［Ｎｂ含有鋼素材について］
本実施形態の製管工程で製造される中空素管は、Ｎｂ含有鋼素材から製造される。Ｎｂ含有鋼素材は、円柱状の丸ビレットでもよいし、中空素管であってもよい。穿孔機がピアサである場合、Ｎｂ含有鋼素材は丸ビレットである。穿孔機がエロンゲータである場合、Ｎｂ含有鋼素材は中空素管である。
【００６４】
Ｎｂ含有鋼素材の化学組成はたとえば、次の元素を含有する。
【００６５】
Ｃ：０．２１〜０．３５％
炭素（Ｃ）は、鋼の強度を高める。Ｃ含有量が低すぎれば、この効果が得られない。一方、Ｃ含有量が高すぎれば、鋼の焼割れに対する感受性が高くなる。Ｃ含有量が高すぎればさらに、鋼の靱性が低下する場合がある。したがって、Ｃ含有量は０．２１〜０．３５％である。Ｃ含有量の好ましい下限は０．２３％であり、さらに好ましくは０．２５％である。Ｃ含有量の好ましい上限は０．３０％であり、さらに好ましくは０．２７％である。
【００６６】
Ｓｉ：０．１０〜０．５０％
シリコン（Ｓｉ）は鋼を脱酸する。Ｓｉ含有量が低すぎれば、この効果が得られない。一方、Ｓｉ含有量が高すぎれば、鋼の耐ＳＳＣ性及び加工性が低下する。したがって、Ｓｉ含有量は０．１０〜０．５０％である。Ｓｉ含有量の好ましい下限は０．１５％であり、さらに好ましくは０．２０％である。Ｓｉ含有量の好ましい上限は０．４０％であり、さらに好ましくは０．３５％である。
【００６７】
Ｍｎ：０．０５〜１．００％
マンガン（Ｍｎ）は鋼の焼入れ性を高め、鋼の強度を高める。Ｍｎ含有量が低すぎれば、この効果が得られない。一方、Ｍｎ含有量が高すぎれば、Ｍｎが粒界に偏析して鋼の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｍｎ含有量は０．０５〜１．００％である。Ｍｎ含有量の好ましい下限は０．３０％であり、さらに好ましくは０．４０％である。Ｍｎ含有量の好ましい上限は０．９５％であり、さらに好ましくは０．９０％である。
【００６８】
Ｐ：０．０２５％以下
燐（Ｐ）は不純物であり、鋼中に不可避に含有される。つまり、Ｐ含有量は０％超である。Ｐは粒界に偏析して鋼の耐ＳＳＣ性を低下する。したがって、Ｐ含有量は０．０２５％以下である。Ｐ含有量の好ましい上限は０．０２０％であり、さらに好ましくは０．０１５％である。Ｐ含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、過剰な脱燐処理は製造コストを引き上げる。したがって、通常の操業を考慮すれば、Ｐ含有量の好ましい下限は０．００１％であり、さらに好ましくは０．００２％である。
【００６９】
Ｓ：０．０１０％以下
硫黄（Ｓ）は不純物であり、鋼中に不可避に含有される。つまり、Ｓ含有量は０％超である。ＳはＭｎと結合して硫化物系介在物を形成し、鋼の耐ＳＳＣ性を低下する。したがって、Ｓ含有量は０．０１０％以下である。Ｓ含有量の好ましい上限は０．００６％であり、さらに好ましくは０．００３％である。Ｓ含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、過剰な脱硫処理は製造コストを引き上げる。したがって、通常の操業を考慮すれば、Ｓ含有量の好ましい下限は０．００１％であり、さらに好ましくは０．００２％である。
【００７０】
Ａｌ：０．００５〜０．１００％
アルミニウム（Ａｌ）は、鋼を脱酸する。Ａｌ含有量が低すぎれば、この効果が得られない。一方、Ａｌ含有量が高すぎれば、その効果が飽和する。Ａｌ含有量が高すぎればさらに、粗大なＡｌ系酸化物が多数生成して鋼の耐ＳＳＣ性を低下する。したがって、Ａｌ含有量は０．００５〜０．１００％である。Ａｌ含有量の好ましい下限は０．０１０％であり、さらに好ましくは０．０２０％である。Ａｌ含有量の好ましい上限は０．０７０％であり、さらに好ましくは０．０５０％である。本明細書において、Ａｌ含有量とは、いわゆる酸可溶Ａｌ（ｓｏｌ．Ａｌ）の含有量を意味する。
【００７１】
Ｎ：０．０１０％以下
窒素（Ｎ）は、鋼中に不可避に含有される。つまり、Ｎ含有量は０％超である。Ｎは窒化物を形成する。微細な窒化物は、結晶粒の粗大化を防止するので、Ｎは含有されてもよい。一方、粗大な窒化物は、鋼の耐ＳＳＣ性を低下させる。したがって、Ｎ含有量は０．０１０％以下である。Ｎ含有量の好ましい上限は０．００４％であり、さらに好ましくは０．００３％である。微細な窒化物の析出によるピンニング効果を得るためのＮ含有量の好ましい下限は０．００２％である。なお、過剰な脱Ｎ処理は製造コストを引き上げる。したがって、通常の操業を考慮した場合、Ｎ含有量の好ましい下限は０．００１％であり、さらに好ましくは０．００２％である。
【００７２】
Ｃｒ：０．０５〜１．５０％
クロム（Ｃｒ）は鋼の焼入れ性を高め、鋼の強度を高める。Ｃｒ含有量が低すぎれば、この効果が得られない。一方、Ｃｒ含有量が高すぎれば鋼の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｃｒ含有量は０．０５〜１．５０％である。Ｃｒ含有量の好ましい下限は０．２０％であり、さらに好ましくは０．４０％である。Ｃｒ含有量の好ましい上限は１．２０％であり、さらに好ましくは１．１５％である。
【００７３】
Ｍｏ：０．１０〜１．５０％
モリブデン（Ｍｏ）は鋼の焼入れ性を高め、鋼の強度を高める。Ｍｏはさらに、鋼の焼戻し軟化抵抗性を高め、高温焼戻しによる耐ＳＳＣ性を高める。Ｍｏ含有量が低すぎれば、この効果が得られない。一方、Ｍｏ含有量が高すぎれば、その効果が飽和するとともに、製造コストが嵩む。したがって、Ｍｏ含有量は０．１０〜１．５０％である。Ｍｏ含有量の好ましい下限は０．１５％であり、さらに好ましくは０．２０％である。Ｍｏ含有量の好ましい上限は０．８０％であり、さらに好ましくは０．６０％である。
【００７４】
Ｎｂ：０．０１〜０．０５％
ニオブ（Ｎｂ）は、加熱時、穿孔圧延時又は延伸圧延時において、Ｃ及びＮと結合して微細なＮｂ炭化物及びＮｂ炭窒化物（Ｎｂ炭化物等）を形成する。Ｎｂ炭化物等は、ピンニング効果により結晶粒を細粒化して鋼の耐ＳＳＣ性を高める。これらの炭窒化物等はさらに、結晶粒度のばらつきを抑制する。Ｎｂ含有量が低すぎれば、この効果が得られない。一方、Ｎｂ含有量が高すぎれば、粗大なＮｂ系介在物が多数生成して、鋼の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｎｂ含有量は０．０１〜０．０５％である。Ｎｂ含有量の好ましい下限は０．０２％である。Ｎｂ含有量の好ましい上限は０．０４％であり、さらに好ましくは０．０３％である。
【００７５】
Ｂ：０．０００３〜０．００５０％
ボロン（Ｂ）は、鋼の焼入れ性を高め、鋼の強度を高める。Ｂ含有量が低すぎれば、この効果が得られない。一方、Ｂ含有量が高すぎれば、粒界に炭窒化物が析出して、鋼の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｂ含有量は０．０００３〜０．００５０％である。Ｂ含有量の好ましい下限は０．０００５％であり、さらに好ましくは０．０００８％である。Ｂ含有量の好ましい上限は０．００３０％であり、さらに好ましくは０．００２０％である。
【００７６】
Ｔｉ：０．００２〜０．０５０％
チタン（Ｔｉ）はＣ及びＮと結合して微細なＴｉ炭窒化物を形成し、不純物であるＮを固定する。Ｔｉ窒化物の生成により、結晶粒が微細化され、さらに、鋼の強度が高まる。鋼にＢが含有される場合はさらに、ＴｉはＢ窒化物の生成を抑制するため、Ｂによる焼入れ性の向上を促進する。Ｔｉ含有量が低すぎれば、これらの効果が得られない。一方、Ｔｉ含有量が高すぎれば、Ｎｂ系介在物中にＴｉが固溶して、Ｎｂ系介在物が粗大化する。この場合、鋼の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｔｉ含有量は０．００２〜０．０５０％である。Ｔｉ含有量の好ましい下限は０．００３％であり、さらに好ましくは０．００４％である。Ｔｉ含有量の好ましい上限は０．０３５％であり、さらに好ましくは０．０３０％である。
【００７７】
本実施の形態にＮｂ含有鋼素材の化学組成の残部は、Ｆｅ及び不純物からなる。ここで、不純物とは、Ｎｂ含有鋼素材を工業的に製造する際に、原料としての鉱石、スクラップ、又は、製造環境などから混入されるものであって、Ｎｂ含有鋼素材に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。不純物のうち、酸素（Ｏ）含有量は０．００５％以下である。
【００７８】
［任意元素について］
上述のＮｂ含有鋼素材の化学組成はさらに、Ｆｅの一部に代えて、Ｖを含有してもよい。
【００７９】
Ｖ：０〜０．３０％
バナジウム（Ｖ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ｖ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｖは微細な炭化物を生成して焼戻し軟化抵抗を高め、高温焼戻しを可能とする。これにより、鋼の耐ＳＳＣ性が高まる。しかしながら、Ｖ含有量が高すぎれば、炭化物が過剰に生成して鋼の耐ＳＳＣ性がかえって低下する。したがって、Ｖ含有量は０〜０．３０％である。上記効果をさらに有効に得るためのＶ含有量の好ましい下限は０．０１％であり、さらに好ましくは０．０２％である。Ｖ含有量の好ましい上限は０．２５％であり、さらに好ましくは０．２０％である。
【００８０】
上述のＮｂ含有鋼素材の化学組成はさらに、Ｆｅの一部に代えて、Ｃａ及び希土類元素からなる群から選択される１種以上を含有してもよい。
【００８１】
Ｃａ：０〜０．００５０％
カルシウム（Ｃａ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ｃａは０％であってもよい。含有される場合、Ｃａは鋼中の硫化物系介在物を球状化する。これにより、鋼の耐ＳＳＣ性が高まる。Ｃａを少しでも含有すれば、上記効果が得られる。しかしながら、Ｃａ含有量が高すぎれば、介在物が過剰に多く生成し、鋼の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｃａ含有量は０〜０．００５０％である。Ｃａ含有量の好ましい下限は０．０００１％であり、さらに好ましくは０．００１０％であり、さらに好ましくは０．００１５％である。Ｃａ含有量の好ましい上限は０．００４０％であり、さらに好ましくは０．００３０％である。
【００８２】
希土類元素（ＲＥＭ）：０〜０．００５０％
希土類元素（ＲＥＭ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、ＲＥＭは０％であってもよい。含有される場合、ＲＥＭは鋼中の硫化物系介在物を球状化する。これにより、鋼の耐ＳＳＣ性が高まる。ＲＥＭを少しでも含有すれば、上記効果が得られる。しかしながら、ＲＥＭ含有量が高すぎれば、介在物が過剰に多く生成し、鋼の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、ＲＥＭ含有量は０〜０．００５０％である。ＲＥＭ含有量の好ましい下限は０．０００１％であり、さらに好ましくは０．００１０％である。ＲＥＭ含有量の好ましい上限は０．００４０％であり、さらに好ましくは０．００３０％である。
【００８３】
本明細書におけるＲＥＭは、Ｓｃ、Ｙ、及び、ランタノイド（原子番号５７番のＬａ〜７１番のＬｕ）の少なくとも１種以上を含有し、ＲＥＭ含有量は、これらの元素の合計含有量を意味する。
【００８４】
［継目無鋼管の製造レイアウト］
継目無鋼管の製造設備ラインにはたとえば、次の図７Ａ〜図７Ｃのパターンがある。
【００８５】
図７Ａでは、製造設備ラインの上流から下流に向かって順に、加熱炉１５０、ピアサ１００Ａ、延伸圧延機１６０、定径圧延機１７０が一列に配列されている。各設備の間には、搬送路１８０が配置されている。搬送路１８０は各設備を通過したＮｂ含有鋼素材又は中空素管を搬送する機構であり、たとえば、搬送ローラである。
【００８６】
延伸圧延機１６０は、中空素管を延伸圧延する圧延機であり、たとえば、マンドレルミルである。定径圧延機１７０は中空素管の外径を所定のサイズにするための圧延機であり、たとえば、サイザ、ストレッチレデューサ等である。図７Ｂでは、製造設備ラインの上流から下流に向かって順に、加熱炉１５０、ピアサ１００Ａ、エロンゲータ１００Ｂ、プラグミル１００Ｃ、定径圧延機１７０が配列されている。図７Ｃでは、製造設備ラインの上流から下流に向かって順に、加熱炉１５０、ピアサ１００Ａ、プラグミル１００Ｃ、定径圧延機１７０が配列されている。
【００８７】
製造設備ラインは図７Ａ〜図７Ｃに限定されない。本実施形態の継目無鋼管の製造方法に利用される製造設備ラインは、少なくとも、加熱炉１５０と、穿孔機１００（ピアサ１００Ａ、及び／又は、エロンゲータ１００Ｂ）を備えていればよい。
【００８８】
また、穿孔機１００の下流において、インライン焼入れ（直接焼入れ）用の水冷装置が配置されていてもよいし、各設備の間に、中空素管を再加熱するための補熱炉があってもよい。補熱炉はたとえば、インダクションヒータ等である。
【００８９】
［継目無鋼管の製造方法］
上述の化学組成を有するＮｂ含有鋼素材を用いた継目無鋼管の製造方法は、加熱工程と、製管工程と、圧延完了直後冷却工程とを備える。以下、各工程について説明する。なお、本実施形態では、圧延完了直後冷却工程を、ピアサ１００Ａによる穿孔圧延完了後に実施する場合について説明する。しかしながら、圧延完了直後冷却工程は、エロンゲータ１００Ｂで実施してもよい。圧延完了直後冷却工程は、ピアサ１００Ａ、及び、エロンゲータ１００Ｂの両方で実施してもよい。
【００９０】
［加熱工程］
加熱工程では、円柱状のビレット（丸ビレット）であるＮｂ含有鋼素材を加熱する。加熱工程ではたとえば、周知の加熱炉１５０を用いて、Ｎｂ含有鋼素材を加熱する。加熱炉１５０はロータリーハース炉であってもよいし、ウォーキングビーム炉であってもよい。
【００９１】
なお、Ｎｂ含有鋼素材の製造方法は特に限定されないが、たとえば、次の方法で製造される。上記化学組成を有する溶鋼を製造する。溶鋼の製造には、たとえば、転炉等を利用する。溶鋼を用いて連続鋳造法によるブルームを製造する。溶鋼を用いて造塊法によりインゴットを製造してもよい。ブルーム及びインゴットを熱間圧延して、横断面が円形状の丸ビレットを製造する。溶鋼を用いて連続鋳造法により丸ビレットを製造してもよい。以上の方法により丸ビレットを準備する。
【００９２】
準備されたＮｂ含有鋼素材（丸ビレット）を加熱する。加熱温度は８００〜１０３０℃とする。ここでいう加熱温度とは、加熱炉の炉内温度を意味する。炉内温度が８００〜１０３０℃であれば、Ｎｂ含有鋼素材の外面温度も８００〜１０３０℃となる。
【００９３】
加熱工程でのＮｂ含有鋼素材の加熱温度（Ｎｂ含有鋼素材の外面温度）が１０３０℃以下であれば、後述の製管工程及び圧延完了直後冷却工程の条件を満たすことを前提として、中空素管の結晶粒が粗大になるのを抑制でき、微細化することができる。そのため、加熱工程でのＮｂ含有鋼素材の加熱温度の上限は１０３０℃である。一方、加熱工程でのＮｂ含有鋼素材の加熱温度が低すぎる場合、Ｎｂ含有鋼素材の変形抵抗が高まる。この場合、穿孔圧延が困難となる。したがって、加熱工程でのＮｂ含有鋼素材の加熱温度の下限は８００℃である。加熱工程での加熱温度の好ましい上限は１０２０℃であり、さらに好ましくは１０１０℃であり、さらに好ましくは１０００℃である。加熱工程での加熱温度の好ましい下限は８５０℃であり、さらに好ましくは８７０℃であり、さらに好ましくは９００℃である。
【００９４】
［穿孔機１００の構成］
加熱工程後、製管工程及び圧延完了直後冷却工程を実施する。製管工程及び圧延完了直後冷却工程を説明する前に、これらの工程で使用される穿孔機１００の構成について説明する。
【００９５】
図８は、穿孔機１００の側面図であり、図１は、図８に示す穿孔機１００の傾斜ロール１近傍の側面図である。図９は、図８に示す穿孔機１００の、図８と直交する方向から見た傾斜ロール１近傍の側面図である。上述のとおり、穿孔機１００はピアサ、又は、エロンゲータである。なお、図１、図８〜図１０において、穿孔機１００の入側を穿孔機１００の「前方」と定義し、穿孔機１００の出側を穿孔機１００の「後方」と定義する。
【００９６】
図８を参照して、穿孔機１００は、複数の傾斜ロール１と、プラグ２と、マンドレルバー３とを備える。
【００９７】
複数の傾斜ロール１は、パスラインＰＬ周りに配置される。図１では、一対の傾斜ロール１の間にパスラインＰＬが配置されている。ここで、パスラインＰＬとは、穿孔圧延又は延伸圧延時において、Ｎｂ含有鋼素材（丸ビレット又は中空素管）２０の中心軸が通過する仮想の線分を意味する。図８では、傾斜ロール１はコーン型の傾斜ロールである。しかしながら、傾斜ロール１はコーン型に限定されず、バレル型であってもよい。また、傾斜ロール１は２つ以上配置されていてもよい。図１及び図９を参照して、各傾斜ロール１は、パスラインＰＬに対して、傾斜角β（図９）及び交叉角γ（図１）を有する。傾斜角βは、パスラインＰＬに対して鋭角である。同様に、交叉角γは、パスラインＰＬに対して鋭角である。
【００９８】
プラグ２は２つの傾斜ロール１の間であって、パスラインＰＬに配置される。本明細書において、「プラグ２がパスラインＰＬに配置される」、とは、穿孔機１００を入側から出側に向かって見たとき（前方から後方に向かって見たとき）、プラグ２がパスラインＰＬと重複していることを意味する。より好ましくは、プラグ２の中心軸は、パスラインＰＬと一致する。
【００９９】
プラグ２は砲弾形状を有する。プラグ２の前部の外径は、プラグ２の後部の外径よりも小さい。ここで、プラグ２の前部とは、プラグ２の長手方向の中央位置よりも前方部分を意味する。プラグ２の後部とは、プラグ２の前後方向の中央位置よりも後方部分を意味する。プラグ２の前部は穿孔機１００の入側に配置され、プラグ２の後部は穿孔機１００の出側に配置される。
【０１００】
マンドレルバー３は、穿孔機１００の出側のパスラインＰＬに配置され、パスラインＰＬに沿って延びている。ここで、「マンドレルバー３がパスラインＰＬに配置される」とは、穿孔機１００を入側から出側に向かって見たとき、マンドレルバー３がパスラインＰＬと重複していることを意味する。より好ましくは、マンドレルバー３の中心軸は、パスラインＰＬと一致する。
【０１０１】
マンドレルバー３の前端は、プラグ２の後端と接続される。たとえば、マンドレルバー３の前端は、プラグ２の後端面中央部と接続される。接続方法は特に限定されない。たとえば、プラグ２の後端、及び、マンドレルバー３の前端にねじが形成されており、これらのねじによりマンドレルバー３がプラグ２に接続される。ねじ以外の他の方法により、マンドレルバー３がプラグ２の後端面中央部と接続されていてもよい。つまり、接続方法は特に限定されない。
【０１０２】
穿孔機１００はさらに、プッシャ４を備えてもよい。プッシャ４は、穿孔機１００の前方に、パスラインＰＬに沿って配置される。プッシャ４は、Ｎｂ含有鋼素材２０（丸ビレット）をプラグ２に向かって押し進める機構を備える。プッシャ４はたとえば、シリンダ本体４１と、シリンダ軸４２と、接続部材４３と、ロッド４４とを備える。ロッド４４は、接続部材４３により、周方向に回転可能にシリンダ軸４２と連結されている。接続部材４３はたとえば、ロッド４４を周方向に回転可能にするためのベアリングを含む。シリンダ本体４１は、油圧式又は電動式であり、シリンダ軸４２を前進及び後退させる。プッシャ４は、ロッド４４の端面をＮｂ含有鋼素材（丸ビレット又は中空素管）２０の端面に当接させ、シリンダ本体４１によりシリンダ軸４２及びロッド４４を前進させる。これにより、プッシャ４は、Ｎｂ含有鋼素材２０をプラグ２に向かって押し進める。
【０１０３】
プッシャ４は、Ｎｂ含有鋼素材２０をパスラインＰＬに沿って押し進め、複数の傾斜ロール１の間に押し込む。複数の傾斜ロール１にＮｂ含有鋼素材２０が噛みこまれたとき、傾斜ロール１は、Ｎｂ含有鋼素材２０を、Ｎｂ含有鋼素材２０の周方向に回転させながら、プラグ２に押し込む（図９の穿孔機１００の前方の矢印参照）。穿孔機１００がピアサである場合、複数の傾斜ロール１は、Ｎｂ含有鋼素材２０である丸ビレットを周方向に回転させながらプラグ２に押し込み、穿孔圧延を実施して、中空素管を製造する。穿孔機１００がエロンゲータの場合、複数の傾斜ロール１は、Ｎｂ含有鋼素材２０である中空素管にプラグ２を押し込み（挿入し）、延伸圧延（拡管圧延）を実施する。
【０１０４】
穿孔機１００はさらに、入口トラフ５を備えてもよい。入口トラフ５には、穿孔圧延前のＮｂ含有鋼素材（丸ビレット又は中空素管）２０が置かれる。図９に示すとおり、穿孔機１００は、パスラインＰＬ周りに複数のガイドロール６を備えてもよい。複数のガイドロール６の間には、プラグ２が配置される。また、パスラインＰＬ周りにおいて、ガイドロール６は、複数の傾斜ロール１の間に配置される。ガイドロール６はたとえば、ディスクロールである。
【０１０５】
［マンドレルバー３の構成］
図１０は、図８中のプラグ２及びマンドレルバー３の拡大図である。図１０を参照して、穿孔機１００のマンドレルバー３は、冷却液供給装置７から冷却液の供給を受ける。冷却液供給装置７は、穿孔圧延中又は延伸圧延中のＮｂ含有鋼の中空素管１０の内面を冷却するための冷却液を、マンドレルバー３に供給する。冷却液供給装置７は、供給機７１と、配管７２とを備える。供給機７１はたとえば、冷却液を貯蔵する貯留槽と、貯留槽内の冷却液を配管７２に供給するポンプとを備える。配管７２は、マンドレルバー３及び供給機７１をつなぐ。配管７２は、供給機７１から送られた冷却液をマンドレルバー３に搬送する。ここで、冷却液は、Ｎｂ含有鋼の中空素管１０を冷却可能な液体であれば特に限定されない。好ましくは、冷却液は水である。
【０１０６】
マンドレルバー３は、プラグ２の後端面中央部からパスラインＰＬに沿って延びている。マンドレルバー３は、棒状のバー本体３１を備える。バー本体３１は、冷却区域３２と、接触抑止区域３３とを含む。
【０１０７】
冷却区域３２は、バー本体３１の前端部に配置される。具体的には、冷却区域３２は、マンドレルバー３の軸方向（マンドレルバー３の前後方向）において、バー本体３１の前端（つまり、プラグ２の後端との接続位置）からマンドレルバー３の後方に特定長さＬ３２を有する範囲である。冷却区域３２の特定長さＬ３２は特に限定されない。冷却区域３２の特定長さＬ３２はたとえば、マンドレルバー３全長の１／１０以上であり、１／２以下である。他の一例では、製造される中空素管の長さが６ｍである場合、冷却区域３２の長さＬ３２はたとえば、０．６ｍ〜３．０ｍであり、より好ましくは、１．０ｍ〜２．５ｍであり、一例としては、２ｍである。
【０１０８】
接触抑止区域３３は、冷却区域３２に隣接し、かつ、冷却区域３２の後方（プラグ２と反対側）に配置される。接触抑止区域３３の特定長さＬ３３は特に限定されない。接触抑止区域３３の特定長さＬ３３は、冷却区域３２の特定長さＬ３２と同じ長さであってもよいし、長くてもよいし、短くてもよい。バー本体３１のうち、冷却区域３２以外の部分が接触抑止区域３３であってもよい。接触抑止区域３３はなくてもよい。
【０１０９】
図１１は、図１０に示すプラグ２及びマンドレルバー３の中心軸を含む断面図（縦断面図）である。図１１を参照して、マンドレルバー３はさらに、冷却液流路３４と、内面冷却機構３４０とを含む。冷却液流路３４は、バー本体３１内に形成されており、冷却液供給装置７から供給された冷却液を内部に通す。冷却液流路３４は、バー本体３１の軸方向に沿って、バー本体３１内部に延びている。冷却液流路３４は、配管７２とつながっており、配管７２から冷却液の供給を受ける。
【０１１０】
内面冷却機構３４０は、バー本体３１の前端部分に相当する冷却区域３２内に配置される。本例では、内面冷却機構３４０は、複数の内面冷却液噴射孔３４１を含む。複数の内面冷却液噴射孔３４１は、冷却液流路３４と繋がっている。複数の内面冷却液噴射孔３４１は、冷却液供給装置７から冷却液の供給を受け、穿孔圧延時又は延伸圧延時において、冷却液を冷却区域３２の外部に噴射する。図示していないが、内面冷却機構３４０は複数の噴射ノズルを含み、各噴射ノズルが内面冷却液噴射孔３４１を有してもよい。
【０１１１】
マンドレルバー３はさらに、内面堰止機構３５０を含んでもよい。マンドレルバー３が内面堰止機構３５０を含む場合、内面堰止機構３５０は、接触抑止区域３３内に配置される。穿孔圧延時又は延伸圧延時において、内面堰止機構３５０は、中空素管の内面のうち冷却区域３２から出た後の内面部分が、内面冷却機構３４０から噴射した冷却液と接触するのを抑制する。
【０１１２】
本実施形態では、内面堰止機構３５０は、接触抑止区域３３から圧縮ガスを噴射して、冷却区域３２から後方に流れようとする冷却液を堰き止めたり、吹き飛ばしたりして、穿孔圧延時又は延伸圧延時において、接触抑止区域３３内の中空素管の内面部分に冷却液が接触するのを抑制する。
【０１１３】
具体的には、図１０に示すとおり、マンドレルバー３はさらに、圧縮ガス供給装置８から圧縮ガスの供給を受ける。圧縮ガス供給装置８は、冷却液を吹き飛ばすための圧縮ガスを、バー本体３１に供給する。圧縮ガス供給装置８はたとえば、高圧ガスを蓄積するアキュムレータ８１と、配管８２とを含む。配管８２は、アキュムレータ８１とバー本体３１とをつなぐ。配管８２は、アキュムレータ８１から送られた圧縮ガスを、バー本体３１に搬送する。ここで、圧縮ガスはたとえば、圧縮空気である。圧縮ガスはアルゴンガス等の不活性ガスであってもよい。
【０１１４】
図１１を参照して、マンドレルバー３はさらに、ガス流路３５を含む。ガス流路３５は、バー本体内３１の軸方向に沿って、バー本体３１内部に延びている。ガス流路３５は、配管８２とつながっており、配管８２から圧縮ガスの供給を受ける。
【０１１５】
本例では、内面堰止機構３５０は、複数の圧縮ガス噴射孔３５１を含む。複数の圧縮ガス噴射孔３５１は、ガス流路３５と繋がっており、穿孔圧延時又は延伸圧延時において、圧縮ガスを、接触抑止区域３３の外部に噴射する。図示していないが、内面堰止機構３５０は複数の噴射ノズルを含み、各噴射ノズルが圧縮ガス噴射孔３５１を有してもよい。
【０１１６】
図１２は、図１１中の冷却区域３２内の線分Ａ−Ａにおける、マンドレルバー３の軸方向に垂直な断面図である。図１２を参照して、冷却液流路３４は、ガス流路３５と並んで、バー本体３１の中心部に配置されている。複数の内面冷却液噴射孔３４１は、バー本体３１の周方向に配列されている。複数の内面冷却液噴射孔３４１は、バー本体３１の周方向に等間隔に配列されていてもよいし、不規則に配列されていてもよい。好ましくは、内面冷却液噴射孔３４１は、バー本体３１の周方向に等間隔に配列される。各内面冷却液噴射孔３４１は、冷却液流路３４に繋がっている。図１０及び図１１に示すとおり、本実施形態では、複数の内面冷却液噴射孔３４１は、冷却区域３２内において、バー本体３１の周方向及び軸方向に配列されている。ただし、複数の内面冷却液噴射孔３４１は、少なくともバー本体３１の周方向にのみ配列されていてもよい。
【０１１７】
図１３は、図１１中の接触抑止区域３３内の線分Ｂ−Ｂにおける、マンドレルバー３の軸方向に垂直な断面図である。図１３を参照して、冷却区域３２内での断面図（図１２）と同様に、接触抑止区域３３内の断面図においても、ガス流路３５は、冷却液流路３４と並んで、バー本体３１の中心部に配置される。複数のガス噴射孔３５１は、バー本体３１の周方向に配列されている。複数のガス噴射孔３５１は、バー本体３１の周方向に等間隔に配列されていてもよいし、不規則に配列されていてもよい。好ましくは、ガス噴射孔３５１は、バー本体３１の周方向に等間隔に配列される。各ガス噴射孔３５１は、ガス流路３５に繋がっている。図１１及び図１３に示すとおり、本実施形態では、複数のガス噴射孔３５１は、接触抑止区域３３内において、バー本体３１の周方向及び軸方向に配列されている。ただし、複数のガス噴射孔３５１は、少なくともバー本体３１の周方向にのみ配列されていてもよい。
【０１１８】
図１１に戻って、マンドレルバー３はさらに、バー本体３１内に排液流路３７を備えてもよい。排液流路３７は、バー本体３１内に、バー本体３１の軸方向に沿って延びている。排液流路３７はたとえば、バー本体３１の後端面（プラグ２と接続された前端面と反対側の端面）まで延びている。図１４は、図１１中の冷却区域３２内の線分Ｃ−Ｃにおける、マンドレルバーの軸方向に垂直な断面図である。図１４を参照して、排液流路３７は、バー本体３１の中央部に形成されており、冷却液流路３４及びガス流路３５を内部に収納にしている。しかしながら、排液流路３７は、冷却液流路３４及びガス流路３５を内部に収納しなくてもよい。
【０１１９】
マンドレルバー３はさらに、冷却区域３２内に１又は複数の排液孔３７１を含む。排液孔３７１が複数形成されている場合、図１４に示すとおり、複数の排液孔３７１は、バー本体３１の周方向に配列されてもよいし、図示しないが、バー本体３１の軸方向に配列されていてもよい。排液孔３７１は１つのみ形成されていてもよい。
【０１２０】
排液流路３７及び排液孔３７１を含む排液機構は、穿孔圧延時及び延伸圧延時において、冷却区域３２を通過中の中空素管の内面部分に向けて噴射された冷却液の一部を回収する。
【０１２１】
［内面冷却機構３４０による中空素管の冷却方法］
図１５は、穿孔機１００の出側における、穿孔圧延又は延伸圧延中の中空素管、プラグ及びマンドレルバーの縦断面図である。図１５を参照して、穿孔機１００は、穿孔圧延又は延伸圧延時において、穿孔圧延完了直後又は延伸圧延完了直後のＮｂ含有鋼の中空素管１０のうち、前後方向における複数の傾斜ロール１の後端Ｅの間を通過したＮｂ含有鋼の中空素管部分の内面を、内面冷却機構３４０から噴射した冷却液で冷却する。具体的には、マンドレルバー３の冷却区域３２を通過する中空素管部分の内面を内面冷却機構３４０により冷却液で冷却する。この場合、図１５中の線分Ａ−Ａの断面図である図１６に示すとおり、中空素管１０とマンドレルバー３との隙間には、内面冷却機構３４０から噴射された冷却液ＣＬが存在する。この冷却液ＣＬにより、穿孔圧延又は延伸圧延により加工発熱が生じて中空素管１０の肉中温度がいったん１０５０℃を超えてしまっても、中空素管１０を冷却して、穿孔機１００の前後方向における傾斜ロール１の後端Ｅの間を中空素管１０が通過してから１５．０秒以内に中空素管１０の外面温度を１０００℃以下にする。
【０１２２】
上述のとおり、マンドレルバー３は内面堰止機構３５０を備えなくてもよい。ただし、マンドレルバー３が内面堰止機構３５０を備える場合はさらに、内面堰止機構３５０が、接触抑止区域３３において、冷却液が中空素管１０の内面に接触するのを抑制する。具体的には、穿孔圧延中又は延伸圧延中において、内面堰止機構３５０は、圧縮ガスを、接触抑止区域３３内のガス噴射孔３５１から、バー本体３１の外部に噴射する。そのため、冷却区域３２の冷却液噴射孔３４１から噴射された冷却液が、冷却区域３２から出た後の中空素管１０の内面に流れようとした場合、冷却区域３２の後ろ隣の接触抑止区域３３にて噴射された圧縮ガスにより冷却液が吹き飛ばされ、冷却区域３２から出た後の中空素管１０の内面に冷却液が接触するが抑制される。接触抑止区域３３において複数のガス噴射孔３５１から噴射される圧縮ガスはさらに、冷却区域３２内の冷却液が冷却区域３２の後方（つまり、接触抑止区域３３）に流れるのを堰き止める。具体的には、図１５中の線分Ｂ−Ｂの断面図である図１７に示すとおり、接触抑止区域３３では、ガス噴射孔３５１から噴射した圧縮ガスＣＧが、マンドレルバー３の外面と中空素管１０の内面との隙間に充満する。この充満された圧縮ガスＣＧが、冷却区域３２から噴射された冷却液ＣＬの接触抑止区域３３への進入を堰き止める。これにより、中空素管１０は、冷却区域３２で冷却液により冷却され、冷却区域３２以外の領域では、冷却液による冷却を受けない。そのため、中空素管の長手方向の位置によって冷却液による冷却時間が長くなったり、短くなったりするのを抑制することができる。その結果、穿孔圧延後又は延伸圧延後の中空素管１０の前端部と後端部での温度差を低減できる。
【０１２３】
なお、内面堰止機構３５０を備える場合はさらに、冷却区域３２において、マンドレルバー３の外面と中空素管１０の内面との隙間に、冷却液ＣＬが充満する。冷却液ＣＬが冷却区域３２に充満した状態で、冷却液噴射孔３４１から冷却液ＣＬが継続して噴射されるため、充満した冷却液ＣＬは対流する。そのため、穿孔圧延時又は延伸圧延時において、冷却区域３２内の中空素管１０の内面がさらに冷却される。
【０１２４】
なお、上述の内面堰止機構３５０は、圧縮ガスを噴射する構成を有するが、内面堰止機構３５０は他の構成であってもよい。たとえば、図１８を参照して、内面堰止機構３５０は、複数のガス噴射孔３５１に代えて、内面堰止部材３５２を備えてもよい。
【０１２５】
内面堰止部材３５２は、冷却区域３２の後端に隣接して配置される。内面堰止部材３５２は、バー本体３１の周方向に延びる。したがって、マンドレルバー３を軸方向から見た場合、内面堰止部材３５２の外縁は円形状である。マンドレルバー３を軸方向に垂直な方向から見たとき、内面堰止部材３５２の高さＨ３５２は、プラグ２の最大半径から、内面堰止部材３５２が配置された位置でのマンドレルバー３の半径を差し引いた差分値Ｈ2-3未満である。好ましくは、内面堰止部材３５２の高さＨ３５２は、差分値Ｈ2-3の１／２以上である。つまり、穿孔圧延時又は延伸圧延時において、内面堰止部材３５２は、中空素管１０の内面を圧下しない。
【０１２６】
内面堰止部材３５２の素材はたとえば、グラスウールである。内面堰止部材３５２の素材はグラスウールに限定されない。穿孔圧延又は延伸圧延時の中空素管１０の内面温度よりも高い融点を有する素材であれば足りる。好ましくは、内面堰止部材３５２の素材の融点は１１００℃以上である。
【０１２７】
図１８に示す穿孔機１００においても、穿孔圧延時又は延伸圧延時において、内面堰止部材３５２が冷却液ＣＬの接触抑止区域３３への浸入を抑制し、冷却区域３２内の冷却液ＣＬを物理的に堰き止める。そのため、内面堰止機構３５０が複数の圧縮ガス噴射孔３５１を有する場合（図１５参照）と同様の効果が得られる。
【０１２８】
［外面冷却機構について］
上述の説明では、穿孔圧延又は延伸圧延時において、内面冷却機構３４０を用いて、圧延完了直後の中空素管を中空素管内面から冷却する。しかしながら、内面冷却機構３４０に代えて、外面冷却機構４００を用いて、穿孔圧延又は延伸圧延後の中空素管１０を外面から冷却してもよい。
【０１２９】
図１９は、図１５と異なる、穿孔圧延又は延伸圧延中の穿孔機１００の傾斜ロール１近傍での縦断面図である。図１９では、マンドレルバー３は内面冷却機構３４０及び内面堰止機構３５０を備えない。一方、穿孔機１００は新たに、外面冷却機構４００を備える。図２０は、外面冷却機構４００の正面図である。外面冷却機構４００は、穿孔機１００の出側であって、マンドレルバー３の冷却区域３２周りに配置される。
【０１３０】
外面冷却機構４００は、パスラインＰＬ周りに配置される複数の外面冷却噴射孔４０１を備える。外面冷却機構４００は、図示しない配管を介して、冷却液供給装置７と繋がっている。
【０１３１】
［外面冷却機構４００による冷却方法］
この場合、穿孔圧延時又は延伸圧延時において、外面冷却機構４００が、外面冷却噴射孔４０１から冷却液を噴射して、穿孔圧延又は延伸圧延完了直後の中空素管部分の外面を冷却する。これにより、穿孔機１００の前後方向における傾斜ロール１の最後端Ｅの間を中空素管１０が通過してから１５．０秒以内に中空素管１０の外面温度を１０００℃以下にする。
【０１３２】
［前方外面堰止機構６００について］
穿孔機１００はさらに、図２１に示す前方外面堰止機構６００を備えてもよい。前方外面堰止機構６００は、傾斜ロール１の出側であって外面冷却機構４００よりも前方においてパスラインＰＬ及びマンドレルバー３の周りに配置され、外面冷却機構４００が中空素管１０を冷却しているとき、冷却液ＣＦが冷却区域３２の前方に位置する中空素管１０の外面部分と接触するのを抑制する。
【０１３３】
図２２は、前方外面堰止機構６００の正面図（中空素管１０の進行方向に見た図、つまり、傾斜ロール１の入側から出側に向かって見たときの図）である。図２１及び図２２を参照して、前方外面堰止機構６００は、パスラインＰＬ周り及びマンドレルバー３周りに配置される。そのため、穿孔圧延又は延伸圧延中において、前方外面堰止機構６００は、穿孔圧延又は延伸圧延された中空素管１０の周りに配置される。
【０１３４】
図２１及び図２２に示す前方外面堰止機構６００は、本体６０２と、複数の前方外面堰止流体噴射孔６０１とを備える。本例では、本体６０２は円環又は円筒状であって、前方堰き止め流体を通す１又は複数の前方外面堰止流体経路を内部に有する。
【０１３５】
複数の前方外面堰止流体噴射孔６０１は、パスラインＰＬ及びマンドレルバー３の周りに配置され、穿孔圧延又は延伸圧延された中空素管１０の周りに配置される。本例では、前方外面堰止流体噴射孔６０１は、複数の前方外面堰止流体噴射ノズル６０３の先端に形成されている。しかしながら、前方外面堰止流体噴射孔６０１は、本体６０２に直接形成されていてもよい。本例では、マンドレルバー３の周りに配置された前方外面堰止流体噴射ノズル６０３が、本体６０２に接続されている。
【０１３６】
図２１及び図２２を参照して、複数の前方外面堰止流体噴射孔６０１は、マンドレルバー３に向いている。そのため、穿孔圧延又は延伸圧延された中空素管１０が前方外面堰止機構６００内を通過するとき、複数の前方外面堰止流体噴射孔６０１は、中空素管１０の外面に向いている。
【０１３７】
複数の前方外面堰止流体噴射孔６０１は、マンドレルバー３の周りに、周方向に配列される。好ましくは、複数の前方外面堰止流体噴射孔６０１は、マンドレルバー３の周りに、等間隔に配置される。前方外面堰止機構６００は、前方外面堰止流体噴射孔６０１から前方堰止流体ＦＦを、冷却区域３２の前端位置の中空素管１０の外面部分に向かって噴射する。
【０１３８】
穿孔機１００が、以上の構成を有する前方外面堰止機構６００を備えた場合、次の特徴が得られる。
【０１３９】
穿孔圧延又は延伸圧延中において、外面冷却機構４００は、穿孔圧延又は延伸圧延された中空素管１０の外面のうち、冷却区域３２内の中空素管１０の外面部分に冷却液ＣＦを噴射して、中空素管１０を冷却する。このとき、冷却区域３２内の中空素管１０の外面部分に噴射された冷却液ＣＦが、中空素管１０の外面部分に接触した後、中空素管１０の外面上を流れて、冷却区域３２の前方の中空素管１０の外面部分に冷却液ＣＦが接触する場合が有り得る。このような冷却区域３２以外の外面部分への冷却液ＣＦの接触は、不定期に発生し得る。
【０１４０】
そこで、穿孔圧延中又は延伸圧延中において、前方外面堰止機構６００が、冷却区域３２中の中空素管１０の外面部分と接触した後に中空素管１０の外面上を依然として流れている冷却液ＣＦが、冷却区域３２に進入する前の中空素管１０の外面部分に流れるのを抑制する。具体的には、図２１及び図２２を参照して、前方外面堰止機構６００は、前方堰止流体ＦＦを冷却区域３２の入側近傍に位置する中空素管１０の外面部分に向かって噴射する。これにより、前方堰止流体ＦＦは、冷却液ＣＦが冷却区域３２に進入する前の中空素管１０の外面部分に流れるのを堰き止める。つまり、前方外面堰止流体噴射孔６０１から噴射された前方堰止流体ＦＦは、冷却区域３２よりも前方に流れ出ようとする冷却液ＣＦに対して、堰（防護壁）の役割を果たす。そのため、冷却液ＣＦが冷却区域３２の前方の中空素管１０の外面部分に接触するのを抑制でき、中空素管１０の軸方向での温度ばらつきをさらに低減できる。
【０１４１】
図２１を参照して、好ましくは、前方外面堰止流体噴射孔６０１は、冷却区域３２の入側近傍に位置する中空素管１０の外面部分に向かって斜め後方に前方堰止流体ＦＦを噴射する。
【０１４２】
この場合、穿孔圧延中及び延伸圧延中において、前方堰止流体ＦＦは、前方外面堰止流体噴射孔６０１から中空素管１０の外面に向かって斜め後方に延びる堰を形成する。そのため、前方堰止流体ＦＦによる堰（防護壁）が、冷却区域３２中の中空素管１０の外面部分に接触した後冷却区域３２の前方に流れ出ようとする冷却液ＣＦを堰き止める。さらに、堰を構成する前方堰止流体ＦＦの多くが、冷却区域３２の入側近傍に位置する中空素管１０の外面部分と接触した後、後方の冷却区域３２内に流れる。そのため、堰として利用した前方堰止流体ＦＦが、冷却区域３２よりも前方の中空素管１０の外面部分と接触するのを抑制できる。
【０１４３】
前方堰止流体ＦＦは、ガス及び／又は液体である。つまり、前方外面堰止流体として、ガスを用いてもよいし、液体を用いてもよいし、ガスと液体との両方を用いてもよい。ここで、ガスはたとえば空気や不活性ガスである。不活性ガスはたとえば、アルゴンガスや窒素ガスである。前方堰止流体ＦＦとしてガスを利用する場合、空気のみを利用してもよいし、不活性ガスのみを利用してもよいし、空気と不活性ガスとの両方を利用してもよい。また、不活性ガスとして、不活性ガスの１種のみ（たとえばアルゴンガスのみ、窒素ガスのみ）を利用してもよいし、複数の不活性ガスを混合して利用してもよい。前方堰止流体ＦＦとして液体を利用する場合、液体はたとえば、水や油であり、好ましくは、水である。
【０１４４】
前方堰止流体ＦＦは、冷却液ＣＦと同じであってもよいし、異なっていてもよい。前方外面堰止機構６００は、図示しない流体供給源から、前方堰止流体ＦＦの供給を受ける。流体供給源から供給された前方堰止流体ＦＦは、前方外面堰止機構６００の本体６０２内の流体経路を通って、前方外面堰止流体噴射孔６０１から噴射される。
【０１４５】
［後方外面堰止機構５００について］
穿孔機１００はさらに、図２３に示す後方外面堰止機構５００を備えてもよい。後方外面堰止機構５００は、傾斜ロール１の出側であって外面冷却機構４００よりも後方においてパスラインＰＬ及びマンドレルバー３の周りに配置され、外面冷却機構４００が中空素管１０を冷却しているとき、冷却液ＣＦが冷却区域３２の後方に位置する中空素管１０の外面部分と接触するのを抑制する。
【０１４６】
図２４は、後方外面堰止機構５００の正面図（中空素管１０の進行方向に見た図、つまり、傾斜ロール１の入側から出側に向かって見たときの図）である。図２３及び図２４を参照して、後方外面堰止機構５００は、マンドレルバー３の周りに配置される。そのため、穿孔圧延又は延伸圧延中において、後方外面堰止機構５００は、穿孔圧延又は延伸圧延された中空素管１０の周りに配置される。
【０１４７】
図２３及び図２４に示す後方外面堰止機構５００は、本体５０２と、複数の後方堰止流体噴射孔５０１とを備える。本例では、本体５０２は円環又は円筒状であって、後方堰止流体ＢＦを通す１又は複数の後方堰止流体経路を内部に有する。
【０１４８】
複数の後方堰止流体噴射孔５０１は、マンドレルバー３の周りに配置され、穿孔圧延又は延伸圧延された中空素管１０の周りに配置される。本例では、後方堰止流体噴射孔５０１は、複数の後方堰止流体噴射ノズル５０３の先端に形成されている。しかしながら、後方堰止流体噴射孔５０１は、本体５０２に直接形成されていてもよい。本例では、パスラインＰＬ及びマンドレルバー３の周りに配置された後方堰止流体噴射ノズル５０３が、本体５０２と接続される。
【０１４９】
図２３を参照して、複数の後方堰止流体噴射孔５０１は、マンドレルバー３に向いている。そのため、穿孔圧延又は延伸圧延された中空素管１０が後方外面堰止機構５００内を通過するとき、複数の後方堰止流体噴射孔５０１は、中空素管１０の外面に向いている。
【０１５０】
複数の後方堰止流体噴射孔５０１は、マンドレルバー３の周りに、周方向に配列される。好ましくは、複数の後方堰止流体噴射孔５０１は、マンドレルバー３の周りに、等間隔に配置される。後方外面堰止機構５００は、後方堰止流体噴射孔５０１から後方堰止流体ＢＦを、冷却区域３２の後端に向かって噴射する。
【０１５１】
穿孔機１００が、以上の構成を有する後方外面堰止機構５００を備えた場合、次の特徴が得られる。
【０１５２】
穿孔圧延又は延伸圧延中において、外面冷却機構４００は、穿孔圧延又は延伸圧延された中空素管１０の外面のうち、冷却区域３２内の中空素管１０の外面部分に冷却液ＣＦを噴射して、中空素管１０を冷却する。このとき、冷却区域３２内の中空素管１０の外面部分に噴射された冷却液ＣＦが、中空素管１０の外面部分に接触した後、外面上を流れて、冷却区域３２の後方の中空素管１０の外面部分に流れ出る場合が有り得る。
【０１５３】
そこで、本実施形態では、穿孔圧延又は延伸圧延時において、後方外面堰止機構５００が、冷却区域３２中の中空素管１０の外面部分と接触して外面上を流れる冷却液ＣＦが、冷却区域３２から出た後の中空素管１０の外面部分に接触するのを抑制する。具体的には、図２３及び図２４では、後方外面堰止機構５００は、後方堰止流体ＢＦを冷却区域３２の出側近傍に位置する中空素管１０の外面部分に向かって噴射する。これにより、後方堰止流体ＢＦは、冷却区域３２中の中空素管１０の外面部分に接触した冷却液ＣＦが冷却区域３２の後方に流れ出るのを堰き止める。つまり、後方堰止流体噴射孔５０１から噴射された後方堰止流体ＢＦは、冷却区域３２よりも後方に流れ出ようとする冷却液ＣＦに対して、堰（防護壁）の役割を果たす。そのため、冷却区域３２から出た後の中空素管１０の外面部分に冷却液ＣＦが接触するのを抑制でき、中空素管１０の軸方向での温度ばらつきをさらに低減できる。
【０１５４】
図２３を参照して、好ましくは、後方堰止流体噴射孔５０１は、冷却区域３２の後端での中空素管１０の外面部分に向かって斜め前方に後方堰止流体ＢＦを噴射する。
【０１５５】
この場合、穿孔圧延中及び延伸圧延中において、後方堰止流体ＢＦは斜め前方に噴射されるため、後方堰止流体ＢＦは、後方堰止流体噴射孔５０１から中空素管１０の外面に向かって斜め前方に延びる堰（防護壁）を形成する。そのため、後方堰止流体ＢＦによる堰が、冷却区域３２中の中空素管１０の外面部分に接触した冷却液ＣＦが冷却区域３２の後方に流れ出るのを堰き止める。さらに、堰を構成する後方堰止流体ＢＦの多くが、冷却区域３２の出側近傍に位置する中空素管１０の外面と接触した後、前方の冷却区域３２内に流れる。そのため、堰として利用した後方堰止流体ＢＦが、冷却区域３２から出た後の中空素管１０の外面部分と接触するのを抑制できる。
【０１５６】
後方堰止流体ＢＦは、ガス及び／又は液体である。つまり、後方堰止流体ＢＦとして、ガスを用いてもよいし、液体を用いてもよいし、ガスと液体との両方を用いてもよい。ここで、ガスはたとえば空気や不活性ガスである。不活性ガスはたとえば、アルゴンガスや窒素ガスである。後方堰止流体ＢＦとしてガスを利用する場合、空気のみを利用してもよいし、不活性ガスのみを利用してもよいし、空気と不活性ガスとの両方を利用してもよい。また、不活性ガスとして、不活性ガスの１種のみ（たとえばアルゴンガスのみ、窒素ガスのみ）を利用してもよいし、複数の不活性ガスを混合して利用してもよい。後方堰止流体ＢＦとして液体を利用する場合、液体はたとえば、水や油であり、好ましくは、水である。
【０１５７】
後方堰止流体ＢＦの種類は、冷却液ＣＦ及び／又は前方堰止流体ＦＦと同じ種類であってもよいし、異なる種類であってもよい。後方外面堰止機構５００は、図示しない流体供給源から、後方堰止流体ＢＦの供給を受ける。流体供給源から供給された後方堰止流体ＢＦは、後方外面堰止機構５００の本体５０２内の流体経路を通って、後方堰止流体噴射孔５０１から噴射される。
【０１５８】
図２５に示すとおり、穿孔機１００は、外面冷却機構４００、前方外面堰止機構６００、及び、後方外面堰止機構５００を共に備えていてもよい。この場合、穿孔機１００の前後方向における傾斜ロール１の最後端Ｅの間を中空素管１０が通過してから１５．０秒以内に中空素管１０の外面温度を１０００℃以下にできるだけでなく、前方外面堰止機構６００及び後方外面堰止機構５００により、穿孔圧延又は延伸圧延時において、冷却区域３２中の中空素管１０の外面部分と接触して跳ね返った冷却液ＣＦが冷却区域３２よりも前方及び後方の中空素管１０の外面部分に再度接触するのを抑制する。
【０１５９】
具体的には、前方外面堰止機構６００は、穿孔圧延中又は延伸圧延中において、前方堰止流体ＦＦを冷却区域３２の前端に位置する中空素管１０の外面部分に向かって噴射する。これにより、前方堰止流体ＦＦは、堰（防護壁）の機能を果たし、冷却区域３２中の中空素管１０の外面部分に接触して跳ね返った冷却液ＣＦが冷却区域３２の前方に飛び出すのを抑制する。
【０１６０】
さらに、後方外面堰止機構５００は、穿孔圧延中又は延伸圧延中において、後方堰止流体ＢＦを冷却区域３２の後端に位置する中空素管１０の外面部分に向かって噴射する。これにより、後方堰止流体ＢＦは、堰（防護壁）の機能を果たし、冷却区域３２中の中空素管１０の外面部分に接触して跳ね返った冷却液ＣＦが冷却区域３２の後方に飛び出すのを抑制する。
【０１６１】
以上の構成により、穿孔機１００は、外面冷却機構４００、前方外面堰止機構６００、及び、後方外面堰止機構５００を共に備えている場合、冷却液ＣＦが冷却区域３２の前方及び後方の中空素管１０の外面部分に接触するのを抑制でき、中空素管１０の軸方向での温度ばらつきをさらに低減できる。
【０１６２】
［内面冷却機構３４０及び外面冷却機構４００を共に備えた場合］
さらに、穿孔機１００は、内面冷却機構３４０及び外面冷却機構４００の両方を備えてもよい。図２６は、穿孔機１００が、内面冷却機構３４０及び外面冷却機構４００の両方を備えた場合の、穿孔圧延又は延伸圧延中の傾斜ロール１近傍での縦断面図である。
【０１６３】
図２６では、穿孔圧延時又は延伸圧延時において、内面冷却機構３４０が冷却区域３２内の中空素管１０の内面部分を冷却するとともに、外面冷却機構４００が冷却区域３２内の中空素管１０の外面部分を冷却する。そのため、穿孔圧延又は延伸圧延が完了した直後（すなわち、プラグ２を通過した直後）の中空素管１０の冷却を促進できる。特に、厚肉（たとえば肉厚が３０ｍｍ以上）の継目無鋼管を製造する場合に、有効な効果が得られる。
【０１６４】
外面冷却機構４００は上述のとおり、冷却区域３２内の中空素管１０の外面部分を冷却する。このとき、穿孔圧延又は延伸圧延中の中空素管１０の外面は、中空素管１０の内面と異なり、圧延中に閉鎖空間を形成しない。そのため、外面冷却機構４００から噴射された冷却液は、中空素管１０の外面にとどまることなく、速やかに下方に落下する。そのため、外面冷却機構４００から噴射された冷却液が接触抑止区域３３上の中空素管１０の外面部分に浸入して長く留まるという現象は起こりにくい。そのため、外面冷却機構４００で冷却区域３２内の中空素管１０の外面部分を冷却した場合、中空素管１０の長手方向の各位置での冷却液による冷却時間を一定にしやすい。
【０１６５】
好ましくは、図２７に示すとおり、穿孔機１００はさらに、上述の後方外面堰止機構５００を備える。後方外面堰止機構５００は、外面冷却機構４００の後方であって、接触抑止区域３３上に配置される。後方外面堰止機構５００は、穿孔機１００の出側であって、マンドレルバー３の接触抑止区域３３周りに配置される。後方外面堰止機構５００は、パスラインＰＬ周りに配置される複数の後方堰止流体噴射孔５０１５０１を備える。後方外面堰止機構５００は、図示しない配管を介して、図示しない流体供給源と繋がっている。
【０１６６】
穿孔圧延時又は延伸圧延時において、後方外面堰止機構５００は、接触抑止区域３３内の中空素管１０の外面部分に、後方堰止流体ＢＦを噴射する。噴射された後方堰止流体ＢＦは、外面冷却機構４００から噴射された冷却液が接触抑止区域３３内の中空素管１０の外面部分に浸入するのを抑制し、冷却液を堰き止める。したがって、外面冷却機構４００で冷却区域３２内の中空素管１０の外面部分を冷却した場合において、中空素管１０の長手方向の各位置での冷却時間をさらに一定にしやすい。
【０１６７】
好ましくはさらに、図２８に示すとおり、穿孔機１００はさらに、上述の後方外面堰止機構５００とともに、上述の前方外面堰止機構６００を備える。この場合、穿孔機１００の前後方向における傾斜ロール１の最後端Ｅの間を中空素管１０が通過してから１５．０秒以内に中空素管１０の外面温度を１０００℃以下にできるだけでなく、前方外面堰止機構６００及び後方外面堰止機構５００により、穿孔圧延又は延伸圧延時において、冷却区域３２中の中空素管１０の外面部分と接触して跳ね返った冷却液ＣＦが冷却区域３２よりも前方及び後方の中空素管１０の外面部分に再度接触するのを抑制する。その結果、中空素管１０の長手方向の各位置での冷却時間をさらに一定にしやすい。
【０１６８】
［外面冷却機構４００及び内面冷却機構３４０の使用パターン］
本実施形態の圧延完了直後冷却工程では、外面冷却機構４００のみを用いて、圧延完了直後の中空素管部分を冷却して、ロール後端を通過してから１５．０秒以内に中空素管部分の外面温度を１０００℃以下にしてもよいし、内面冷却機構３４０のみを用いて、圧延完了直後の中空素管部分を冷却して、ロール後端を通過してから１５．０秒以内に中空素管部分の外面温度を１０００℃以下にしてもよい。内面冷却機構３４０及び外面冷却機構４００の両方を用いて、圧延完了直後の中空素管部分を冷却して、ロール後端を通過してから１５．０秒以内に中空素管部分の外面温度を１０００℃以下にしてもよい。外面冷却機構４００のみを用いて冷却する場合、内面冷却機構３４０はなくてもよい。また、内面冷却機構３４０のみを用いて冷却する場合、外面冷却機構４００はなくてもよい。また、外面冷却機構４００を用いる場合、前方外面堰止機構６００及び／又は後方外面堰止機構５００を利用してもよいし、利用しなくてもよい。なお、上述のとおり、内面堰止機構３５０は備えていてもよいし、備えていなくてもよい。
【０１６９】
以上の構成を有する穿孔機１００を用いて、加熱工程の次工程である製管工程及び、製管工程の次工程である圧延完了直後冷却工程を実施する。なお、製造設備ライン中に複数の穿孔機１００が存在する場合（たとえば、図７Ｂ及び図７Ｃの製造設備ライン）、少なくとも１つの穿孔機１００で、製管工程及び圧延完了直後冷却工程を実施すればよい。なお、複数の穿孔機１００が存在する場合、穿孔機１００の各々で、製管工程及び圧延完了直後冷却工程の両工程を実施してもよい。以下、製管工程及び圧延完了直後冷却工程について説明する。
【０１７０】
［製管工程］
製管工程では、穿孔機１００を用いて、穿孔圧延又は延伸圧延を実施して、中空素管を製造する。穿孔機１００がエロンゲータ又はプラグミルである場合、穿孔機１００の入側での中空素管の外面温度は、７００〜１０００℃である。なお、ここでいう中空素管の外面温度は、本体領域１０ＣＡの軸方向の複数の位置において上記放射温度計で測定された温度の平均値（℃）を意味する。
【０１７１】
［圧延完了直後冷却工程］
穿孔圧延又は延伸圧延時において、穿孔機１００の前後方向における複数の傾斜ロール１の後端Ｅの間を通過した中空素管部分に対して、内面冷却機構３４０及び／又は外面冷却機構４００により、冷却液を用いた冷却を実施して、中空素管部分が傾斜ロール１の後端Ｅの間を通過してから１５．０秒以内に、中空素管部分の外面温度を１０００℃以下にする。これにより、加熱時、穿孔圧延時又は延伸圧延時に生成したＮｂ炭化物等が過剰に固溶するのを抑制でき、ピンニング効果に有効な量のＮｂ炭化物等を残存させることができる。その結果、穿孔機１００で穿孔圧延又は延伸圧延した後の中空素管の結晶粒の粗大化を抑制できる。
【０１７２】
たとえば、穿孔機１００で穿孔圧延又は延伸圧延し、圧延完了直後冷却工程を実施した中空素管１０に対して、次の方法で旧オーステナイト粒径を測定する。中空素管１０の第１管端領域と第２管端領域とを除く本体領域１０ＣＡにおいて、中空素管１０の軸方向に５等分した各区分の軸方向中央位置を選定する。選定された各位置での中空素管１０の軸方向に垂直な断面において、中空素管１０の中心軸周りに４５°ピッチ位置の８位置の肉厚中央位置（肉中部）から、中空素管１０の軸方向と平行な表面（観察面）を有する試験片を作製する。観察面は、たとえば、１０ｍｍ×１０ｍｍの矩形とする。各試験片の観察面を機械研磨する。ピクラール（Ｐｉｃｒａｌ）腐食液を用いて機械研磨後の観察面をエッチングして、観察面内の旧オーステナイト結晶粒界を現出させる。その後、観察面を倍率２００倍の光学顕微鏡を用いて、任意の４視野（１視野あたり５００μｍ×５００μｍ）で、各旧オーステナイト粒の粒径をＪＩＳ  Ｇ０５５１（２０１３）に準拠した切断法（試験線１ｍｍ当たりの粒界の平均交点数に基づく）により測定する。測定された各視野（４視野×８位置×５等分＝１６０視野）での旧オーステナイト粒径の平均値を、中空素管１０の旧オーステナイト粒径（μｍ）と定義する。
【０１７３】
旧オーステナイト粒径が１０μｍ未満の場合、ＥＢＳＤ（電子線後方散乱回折分析法）による結晶方位解析結果から、変態前のオーステナイト組織を再構築し、旧オーステナイト粒径を算出する（オーステナイト再構築法）。このオーステナイト再構築法の詳細は、「鋼のオーステナイト組織の再構築法の高精度化に向けた検討」、畑ら、新日鉄住金技法第４０４号（２０１６）ｐ２４〜ｐ３０（非特許文献１）に記載されている。このオーステナイト再構築法では、Ｈｕｍｂｅｒｔらが提案した方法に則り、母相オーステナイトとフェライトのバリアント間の関係を、式（１）の回転行列で表現する。
Ｒjｇα＝ＶkＲiｇγ  （１）
【０１７４】
ここで、ｇαはフェライトの結晶方位を表す回転行列であり、ｇγはオーステナイトの結晶方位を表す回転行列である。Ｖk（ｋ＝１〜２４）はオーステナイトからフェライトへの結晶座標系の変換行列であり、Ｒi及びＲj（ｉ，ｊ＝１〜２４）は立方対称性の回転行列群である。
【０１７５】
式（１）に基づいて、オーステナイトの結晶方位は式（２）で定義される。
ｇγ＝（ＶkＲi）-1Ｒjｇα  （２）
【０１７６】
Ｋｒｕｊｕｍｏｖ−Ｓａｃｈｓ（Ｋ−Ｓ）関係には、結晶学的に等価な方位のバリアントが２４通り存在するため、Ｖkは２４通りの選択肢がある。どのバリアントで変態したかわかれば、母相と生成相との方位からオーステナイトの方位を求めることができる。
【０１７７】
Ｖkを特定するためには、同じオーステナイト粒から生成した少なくとも３種類のフェライトバリアントについて、検討する必要がある。具体的には、少なくとも３種類のフェライトバリアントの結晶方位から求めたオーステナイトの結晶方位を比較して、一致する方位として母相オーステナイトの結晶方位を特定できる。具体的には、異なるフェライトバリアントの結晶方位ｇα1とｇα2とを用いて、式（３）及び式（４）によって求まるオーステナイト同士の方位差θを評価し、それが一定の許容角度に収まるｉとｋとを求める。
Ｍγ1-γ2＝（ｇγ1）-1ｇγ2＝（（ＶkＲi）-1ｇα1）-1（ＶiＲj）-1ｇα2  （３）
θ＝ｃｏｓ-1（（Ｍ11＋Ｍ22＋Ｍ33−１）／２）  （４）
【０１７８】
以上の結果、式（２）から、オーステナイト方位ｇγが求まる。この方法により、フェライトバリアントの結晶方位から、オーステナイトの結晶方位を解析することができる。フェライトバリアントα1とフェライトバリアントα2とが共通のオーステナイトを母相に持てば、許容角度θは理想的には０度であるが、ＥＢＳＤの誤差があるため、許容角度θ≦５度の場合、共通の結晶方位のオーステナイトとみなす。
【０１７９】
本明細書では、上述の方法による共通オーステナイトの方法において、起点となった結晶粒を各視野内の全てのフェライト粒を対象として解析を行う。この解析結果を統計的に評価することにより、式（１）のＶkの候補が１つしか見出せないフェライト粒を求める。求めたフェライト粒を、共通のオーステナイト方位が１つに決定できるフェライト粒として特定する。
【０１８０】
残りのフェライト粒のオーステナイト方位は、オーステナイト方位が１つに決定できたフェライト粒（特定フェライト粒という）との方位差を調べ、方位差が最も小さい方位に決定する。そして、周囲のフェライト粒のオーステナイト方位と比較して、そのフェライト粒を、方位差が最も小さくなる旧オーステナイト粒に組み込む。以上の方法により再構築された旧オーステナイト粒の平均粒径をＪＩＳ  Ｇ０５５１（２０１３）に準拠した切断法（試験線１ｍｍ当たりの粒界の平均交点数に基づく）により求める。
【０１８１】
上記測定方法により中空素管１０の旧オーステナイト粒径を測定した場合、好ましくは、圧延完了直後冷却工程後の中空素管１０の旧オーステナイト粒径は１０．０μｍ以下になる。
【０１８２】
図２９は、上述の化学組成を有するＮｂ含有鋼素材に対して、穿孔機１００を用いて穿孔圧延して中空素管（直径が４３０ｍｍ、肉厚が３０ｍｍ）を製造した場合の、傾斜ロール１の後端Ｅを通過してから１５．０秒経過後の中空素管の肉中温度のシミュレート結果である。図２９はＦＥＭ解析による伝熱計算により求めた。具体的には、製造条件は次のとおりとした。上記化学組成を有するＮｂ含有鋼素材の加熱温度は９５０℃とした。穿孔比は２．１とし、ロール周速は４０００ｍｍ／秒とした。ロール径は１４００ｍｍとした。穿孔圧延完了直後の中空素管の外面及び内面の両方から冷却液（水）により１０．０秒間冷却した。冷却液による冷却後さらに、５．０秒空冷した後（つまり、傾斜ロール１の最後端Ｅを通過してから１５．０秒後）の中空素管の肉中温度を求めた。なお、ＦＥＭ解析のモデルは２次元軸対称モデルとして、汎用コードＤＥＦＯＲＭを用いて、伝熱計算を行った。具体的には、変形−熱伝導ＦＥＭ解析モデルにて穿孔圧延直後の温度分布を算出し、その結果に基づいて、汎用コードＤＥＦＯＲＭを用いて、熱伝導ＦＥＭ解析を実施した。
【０１８３】
図２９を参照して、好ましくは、冷却液による冷却時の熱伝達率を１０００Ｗ／ｍ2・Ｋ以上とすれば、肉厚が５〜５０ｍｍの中空素管であれば、傾斜ロール１の最後端Ｅを通過してから１５．０秒以内に肉中温度を１０５０℃以下にすることができる。
【０１８４】
図３０は、上述の化学組成を有するＮｂ含有鋼素材に対して、穿孔機１００を用いて穿孔圧延して中空素管１０（直径が４３０ｍｍ、肉厚が３０ｍｍ）を製造した場合の、肉厚方向の温度分布を示すシミュレート結果である。図３０はＦＥＭ解析による伝熱計算により求めた。具体的には、製造条件は次のとおりとした。上記化学組成を有するＮｂ含有鋼素材の加熱温度は９５０℃とした。穿孔比は２．１とし、ロール周速は４０００ｍｍ／秒とした。ロール径は１４００ｍｍ、冷却液（水）による冷却時の熱伝達率は１０００Ｗ／ｍ2・Ｋとした。穿孔圧延完了直後の中空素管の外面及び内面の両方から冷却液（水）により１０．０秒間冷却し、その後、放冷した。肉厚方向の肉中温度分布は、穿孔圧延完了直後、穿孔圧延完了直後から１０．０秒後、穿孔圧延完了直後から、４０．０秒後（水冷１０．０秒＋空冷３０．０秒）のそれぞれについて求めた。
【０１８５】
図３０を参照して、内面及び外面を１０．０秒水冷することにより、肉中温度は１０５０℃以下になった。そして、穿孔圧延完了直後から４０．０秒後には、肉厚方向の温度分布がほぼ均一になった。以上より、好ましくは、内面及び外面両面での冷却が有効であると考えられる。しかしながら、冷却液による冷却時の熱伝達係数（冷却液の流量等）を調整することにより、内面のみでの冷却、又は、外面のみでの冷却を実施しても、ロール後端Ｅを通過してから１５．０秒以内に、中空素管部分の外面温度が１０００℃以下になれば、冷却条件は特に限定されない。
【０１８６】
上記圧延完了直後冷却工程は、たとえば、傾斜ロール１の最大径（ゴージ部のロール径）が１２００〜１５００ｍｍであり、穿孔比又は次式で定義される延伸比が１．２〜４．０、ロール周速が２０００〜６０００ｍｍ／秒の場合に、特に有効に効果を発揮することができる。なお、製造される中空素管の好ましい外径は２５０〜５００ｍｍであり、好ましい肉厚は５．０〜５０．０ｍｍである。
延伸比＝延伸圧延後の中空素管長さ／延伸圧延前の中空素管長さ
【０１８７】
［その他の工程］
本実施形態の継目無鋼管の製造方法は、上記工程以外の他の工程を含んでもよい。たとえば、本実施形態の継目無鋼管の製造方法は、圧延完了直後冷却工程の後、延伸圧延工程や定径圧延工程を備えてもよい。延伸圧延工程では、たとえば、マンドレルミル等の延伸圧延機により、中空素管を延伸圧延する。定径圧延工程では、たとえば、サイザやストレッチレデューサ等の定径圧延機により、中空素管を定径圧延する。
【０１８８】
本実施形態の継目無鋼管の製造方法はさらに、焼入れ工程及び焼き戻し工程を含んでもよい。
【０１８９】
［焼入れ工程］
焼入れ工程では、Ａ3変態点以上（製管工程後の中空素管の外面温度がＡr3変態点以上、又は、補熱工程及び再加熱工程を実施した場合、中空素管の外面温度がＡc3変態点以上）の外面温度を有する中空素管を、急冷して焼入れする。焼入れ工程での急冷開始時の中空素管の好ましい外面温度（焼入れ温度）は、Ａ3変態点（Ａｒ3変態点又はＡｃ3変態点）〜１０００℃である。ここで、急冷開始時の中空素管の外面温度は、本体領域１０ＣＡの外面温度の平均値である。好ましくは、焼入れ工程での急冷開始時の中空素管の外面温度から、中空素管の外面温度が３００℃に至るまでの間の平均冷却速度ＣＲを、１５℃／秒以上とする。平均冷却速度ＣＲの好ましい下限は１７℃／秒であり、さらに好ましくは１９℃／秒である。焼入れ工程での好ましい急冷方法は水冷である。
【０１９０】
いわゆるインライン焼入れを実施する場合、焼入れ工程は、たとえば、製管ライン上であって、延伸圧延機又は定径圧延機の下流に配置された水冷装置により実施される。水冷装置はたとえば、ラミナー水流装置と、ジェット水流装置とを備える。ラミナー水流装置は、中空素管に対して上方から水を注ぐ。このとき、中空素管に注がれる水は、ラミナー状の水流を形成する。ジェット水流装置は、中空素管の端から中空素管内部に向かってジェット水流を噴射する。水冷装置は、上述のラミナー水流装置及びジェット水流装置以外の他の装置であってもよい。水冷装置はたとえば、水槽であってもよい。この場合、中空素管は水槽内に浸漬され、冷却される。水冷装置はまた、ラミナー水流装置のみであってもよい。
【０１９１】
いわゆるオフライン焼入れを実施する場合、焼入れ工程は、たとえば、製造設備ライン外に配置された水冷装置により実施される。水冷装置は、インライン焼入れで使用される水冷装置と同様である。オフライン焼入れを実施する場合、逆変態を利用できるため、インライン焼入れのみを実施する場合と比較して、継目無鋼管の結晶粒がさらに細粒となる。
【０１９２】
［焼戻し工程］
焼入れ工程にて急冷されて焼入れされた中空素管を、焼戻しして継目無鋼管とする。焼戻し温度はＡｃ1変態点以下であり、さらに好ましくは、６５０℃〜Ａｃ1変態点である。焼戻し温度は、所望の力学特性に基づいて調整される。なお、焼戻し温度（℃）とは、焼戻し工程で利用される熱処理炉での炉内温度を意味する。焼戻し工程において、中空素管の外面温度は焼戻し温度（炉内温度）と同じになる。
【０１９３】
以上の工程により、本実施形態による継目無鋼管が製造される。
【実施例】
【０１９４】
表１に示す化学組成を有するＮｂ含有鋼素材を準備した。【０１９５】
【表１】
2019107409.tif 000003
【０１９６】
各試験番号の丸ビレットに対して、図８に示す構成を有する穿孔機を用いて、穿孔圧延又は延伸圧延を実施した。各試験番号のＮｂ含有鋼素材の寸法は表２に示すとおりであった。【０１９７】
【表２】
2019107409.tif 000004
【０１９８】
具体的には、試験番号１〜６、９〜１２は、穿孔機をピアサとして、丸ビレットであるＮｂ含有鋼素材を穿孔圧延して、表２に示す寸法の中空素管を製造した。ロール最大径（ｍｍ）、穿孔圧延時のロール周速（ｍｍ／秒）、穿孔圧延時のロール回転数（ｒｐｍ）、及び、穿孔比は表２に示すとおりであった。【０１９９】
試験番号７、８、１５及び１６は、穿孔機をエロンゲータとして、中空素管であるＮｂ含有鋼素材を延伸圧延して、表２に示す寸法の中空素管を製造した。ロール最大径（ｍｍ）、穿孔圧延時のロール周速（ｍｍ／秒）、穿孔圧延時のロール回転数（ｒｐｍ）、及び、穿孔比は表２に示すとおりであった。【０２００】
穿孔圧延時又は延伸圧延時において、ロールの後端Ｅを通過してから１５．０秒後の中空素管部分の外面温度を測定した。具体的には、ロール最後端Ｅを通過してから１５．０秒後の位置において、本体領域１０ＣＡの外面温度を放射温度計により測定し、その平均値を、１５秒後外面温度（℃）と定義した。以上の製造方法により、継目無鋼管（中空素管）を製造した。【０２０１】
なお、試験番号１〜８では、従前の穿孔機（内面冷却機構３４０及び外面冷却機構４００を備えない穿孔機）を用いて穿孔圧延を実施して、継目無鋼管を製造した（表２中の「水冷箇所」欄で「無し」と表記）。試験番号９〜１１、１４及び１５では、図２６に示す構成を有する穿孔機を用いて穿孔圧延を実施して、継目無鋼管を製造した（表２中の「水冷箇所」欄で「外面及び内面」と表記）。試験番号１２及び１３では、図１９に示す構成を有する穿孔機を用いて穿孔圧延を実施して、継目無鋼管を製造した（表２中の「水冷箇所」欄で「外面」と表記）。試験番号１６では、図１５に示す構成を有する穿孔機を用いて穿孔圧延を実施して、継目無鋼管を製造した（表２中の「水冷箇所」欄で「内面」と表記）。【０２０２】
製造された各試験番号の中空素管に対して、上述の方法により、旧オーステナイト粒径を測定した。得られた結果を表２に示す。【０２０３】
表２を参照して、試験番号１〜８では、圧延完了直後冷却工程を実施しなかった。そのため、１５秒後外面温度がいずれも１０００℃を超えた。その結果、製造された中空素管の旧オーステナイト粒径が、いずれも、１８．０μｍ以上となった。【０２０４】
一方、試験番号９〜１６では、圧延完了直後冷却工程を実施して、１５．０秒後の外面温度がいずれも１０００℃以下となった。そのため、製造された中空素管の旧オーステナイト粒径が、いずれも１０．０μｍ以下と微細であった。【０２０５】
以上、本発明の実施の形態を説明した。しかしながら、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。したがって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変更して実施することができる。
【符号の説明】
【０２０６】
１  ロール
２  プラグ
３  マンドレルバー
１００  穿孔機
３４０  内面冷却機構
４００  外面冷却機構
【図１】
2019107409.tif 000005
【図２】
2019107409.tif 000006
【図３】
2019107409.tif 000007
【図４】
2019107409.tif 000008
【図５】
2019107409.tif 000009
【図６】
2019107409.tif 000010
【図７Ａ】
2019107409.tif 000011
【図７Ｂ】
2019107409.tif 000012
【図７Ｃ】
2019107409.tif 000013
【図８】
2019107409.tif 000014
【図９】
2019107409.tif 000015
【図１０】
2019107409.tif 000016
【図１１】
2019107409.tif 000017
【図１２】
2019107409.tif 000018
【図１３】
2019107409.tif 000019
【図１４】
2019107409.tif 000020
【図１５】
2019107409.tif 000021
【図１６】
2019107409.tif 000022
【図１７】
2019107409.tif 000023
【図１８】
2019107409.tif 000024
【図１９】
2019107409.tif 000025
【図２０】
2019107409.tif 000026
【図２１】
2019107409.tif 000027
【図２２】
2019107409.tif 000028
【図２３】
2019107409.tif 000029
【図２４】
2019107409.tif 000030
【図２５】
2019107409.tif 000031
【図２６】
2019107409.tif 000032
【図２７】
2019107409.tif 000033
【図２８】
2019107409.tif 000034
【図２９】
2019107409.tif 000035
【図３０】
2019107409.tif 000036
【国際調査報告】
2019107409.tif 000037
2019107409.tif 000038