(57)【要約】  【課題】鋼管内面に発生する異常酸化スケールを抑制するとともに、熱処理後の急冷により、スケールを効率よく除去できるステンレス鋼管の製造方法を提供する。  【解決手段】マンドレルミル圧延およびストレッチレデューサー圧延で製造したステンレス鋼管に熱処理を施し、酸洗処理により表面に生成したスケールを除去するステンレス鋼管の製造方法であって、前記マンドレルミル圧延でのＣ相当重量（ｇ／ｍ2）をＸ軸とし、当該マンドレルバーを用いて圧延されたステンレス鋼管の加熱温度（℃）をＹ軸とする関係図で表したとき、前記ステンレス鋼管の熱処理に際し、前記関係図中のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、ＥおよびＦの各点を直線で結ぶ範囲内の条件で加熱した後、急冷することを特徴とするステンレス鋼管の製造方法である。  【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マンドレルミル圧延およびストレッチレデューサー圧延で製造したステンレス鋼管に熱処理を施し、酸洗処理により表面に生成したスケールを除去するステンレス鋼管の製造方法であって、
前記マンドレルミル圧延でのマンドレルバー表面に付着する潤滑剤の単位面積当たり炭素相当重量（ｇ／ｍ2）をＸ軸とし、当該マンドレルバーを用いて圧延されたステンレス鋼管の加熱温度（℃）をＹ軸とする関係図で表したとき、
前記ステンレス鋼管の熱処理に際し、前記関係図中のＡ（２ｇ／ｍ2、１０００℃）、Ｂ（２０ｇ／ｍ2、１０００℃）、Ｃ（１００ｇ／ｍ2、１１５０℃）、Ｄ（１００ｇ／ｍ2、１３００℃）、Ｅ（２０ｇ／ｍ2、１３００℃）およびＦ（２ｇ／ｍ2、１３００℃）の各点を直線で結ぶ範囲内の条件で加熱した後、急冷することを特徴とするステンレス鋼管の製造方法。
ここで、炭素相当重量（ｇ／ｍ2）は、マンドレルバー表面に付着する潤滑剤の単位面積当たりの潤滑剤中の黒鉛および有機バインダー中に含まれる炭素相当重量を示す
【請求項２】
前記ステンレス鋼管の熱処理に際し、前記関係図中のＢ（２０ｇ／ｍ2、１０００℃）、Ｃ（１００ｇ／ｍ2、１１５０℃）、Ｄ（１００ｇ／ｍ2、１３００℃）およびＥ（２０ｇ／ｍ2、１３００℃）の各点を直線で結ぶ範囲内の条件で加熱した後、急冷することを特徴とする請求項１に記載のステンレス鋼管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マンドレルミル圧延で製造されるステンレス鋼管の製造方法に関し、さらに詳しくは、マンドレルミル圧延およびストレッチレデューサー圧延、並びにその後の熱処理により鋼管表面に生成したスケールを、酸洗処理で容易に除去することができるステンレス鋼管の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、油井用、ボイラー用や化学工業、石油工業等の熱交換器用としてステンレス鋼からなる鋼管の需要が高まり、これを高品質で効率的に製造するため、熱間継目無鋼管の製法としてマンドレルミル圧延による製造が増加している。
【０００３】
マンドレルミル圧延による製造においては、素材のステンレス鋼ビレットを回転炉床加熱炉において加熱し、穿孔（ピアサ−）圧延によって中空素管を製造し、続いてマンドレルミル圧延によって仕上げ用素管を延伸圧延する。その後、必要に応じ再加熱を施した後、ストレッチレデューサーによって仕上げ圧延が行われる。
【０００４】
従来から、ステンレス鋼の製造過程では、熱間圧延時に析出したＣｒ炭窒化物を固溶化して耐食性を改善するとともに、機械的特性を確保するため、熱間圧延後に溶体化処理が行われる。通常、ステンレス鋼板の製造においては、溶体化処理後の表面に生成したスケール除去を図るため、ショットブラスト等の機械的方法や酸洗、またはそれらを組み合わせた処理が行われている。このステンレス鋼板のスケール除去に関し、種々の提案がなされている。
【０００５】
例えば、特許文献１では、オーステナイト系ステンレス鋼板において、熱間圧延した後の溶体化処理として約１０１０〜１１５０℃に加熱して急冷する熱処理を施し、酸洗後、冷間圧延、仕上げ焼鈍、酸洗を経て製造する従来技術に代えて、熱間圧延に際し、粗圧延および仕上げ圧延の累計圧下率や圧延終了温度を規定し、さらに熱延鋼帯の巻き取り温度や冷却条件を制限することによって、溶体化処理を省略することができるステンレス鋼帯の製造方法が提案されている。
【０００６】
また、特許文献２には、オーステナイト系ステンレス鋼板における高温下での溶体化処理に代え、１０００℃以下の温度域における低温熱処理に止めるか、溶体化処理にともなうスケール層直下のＣｒ欠乏層の生成を軽減ないし回避した上で、ショットブラストによる機械的な予備脱スケールを行った後に、塩酸単味の酸洗浴中で酸洗してスケール除去を行うステンレス鋼冷延板の製造方法が提案されている。
【０００７】
一方、フェライト系ステンレス鋼帯および熱延鋼帯をバッチ焼鈍した鋼帯において、硫酸酸洗における粒界侵食溝が要因となって、鋼板表面の品位を低下させることがある。このため、特許文献３では、結晶粒界のＰ濃度を低減することにより品位低下を抑制できることに着目し、硫酸酸洗前に熱延鋼帯およびバッチ焼鈍鋼帯を酸洗前に熱処理することで、粒界に偏析したＰを拡散処理させ、硫酸酸洗での粒界侵食溝の発生を防止することができるフェライト系ステンレス鋼板の製造方法が提案されている。
【０００８】
上記特許文献１〜３で提案された製造方法によれば、所期のスケール除去が図れるとともに、硫酸水溶液でのデスケールによる鋼板表面の品位低下を防止することができる。しかし、ここで提案された製造方法は、ステンレス鋼板において所定の効果を発揮するものであり、マンドレルミル圧延で製造したステンレス鋼管の表面に生成したスケールの除去に適用しても、その効果は不十分であり、特に、鋼管内面に部分的にスケールが残存し、確実なスケール除去ができない。
【０００９】
【特許文献１】特開昭６０−５９０２２号公報
【特許文献２】特開昭５６−１５８８１９号公報
【特許文献３】特開２００２−６０９１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上述したマンドレルミル圧延で製造されたステンレス鋼管の表面に生成したスケール除去の問題点に鑑みなされたものであり、マンドレルミル圧延でのマンドレルバー表面に付着する潤滑剤の単位面積当たり炭素相当重量（ｇ／ｍ2）と、当該マンドレルバーを用いて圧延されたステンレス鋼管の熱処理条件を適正に選択することにより、効率よくスケールを除去することができるステンレス鋼管の製造方法を提供すること目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、上記の課題を解決するため、マンドレルミル圧延で製造したステンレス鋼管の表面性状に関し詳細な調査を行うことにより、鋼管内面に発生する部分的なスケール残りは、マンドレルミル圧延に用いられる潤滑剤に起因することを明らかにした。
【００１２】
マンドレルミルでステンレス鋼を圧延する際に、マンドレルバーと被圧延材との焼き付きを防止するため、圧延前のマンドレルバーに潤滑剤を吹き付け表面に潤滑皮膜を形成する。マンドレルミル圧延後にマンドレルバー表面の潤滑剤が鋼管内面に付着し残存した状態で、その後の再加熱やストレッチレデューサー圧延が行われると、鋼管内面では通気状態が悪いため、潤滑剤が異常酸化を起こし、得られたステンレス鋼管の内表面に局所的にスケールが厚くなる異常酸化スケールを生成する。
【００１３】
マンドレルバーに吹き付けられる潤滑剤は、黒鉛および有機系バインダーを多く含有しており、その黒鉛およびバインダーに含まれる炭素（Ｃ）が原因となり異常酸化スケールが発生する。この異常酸化スケールはその厚さが厚く、スケール除去に用いられる酸洗液が浸透し難いため、スケール除去が困難になる。
【００１４】
前記特許文献１〜３で提案された製造方法は、ステンレス鋼板に適用される熱処理および酸洗処理の改善であり、従来の機械的スケール除去よりも効率的ではあることが確認されている。ところが、ステンレス鋼板の熱間圧延に際して、マンドレルミル圧延で製造したステンレス鋼管で観察されるような異常酸化スケールは生成されない。
【００１５】
このため、前記で提案のステンレス鋼板に適用される熱処理および酸洗処理の改善を、マンドレルミル圧延で製造されるステンレス鋼管に採用しても、異常酸化スケールの発生を回避できず、確実にスケールを除去することができない。したがって、マンドレルミル圧延されたステンレス鋼管に熱処理と組み合わせた酸洗処理でスケール除去を行う場合は、新たな改善が必要になる。
【００１６】
このような認識に基づき、実際のマンドレルミル圧延にて異常酸化スケールを生成させた鋼管を用い、実験的に熱処理条件を変更して酸洗処理によるスケール除去を確認した結果、マンドレルミル圧延でのマンドレルバー表面に付着する潤滑剤の単位面積当たり炭素相当重量（ｇ／ｍ2）と、当該マンドレルバーを用いて圧延されたステンレス鋼管の熱処理条件を適正に選択することにより、効率よくスケールを除去できることを知見した。
【００１７】
ここで、炭素相当重量（ｇ／ｍ2）とは、マンドレルバー表面に付着する潤滑剤の単位面積当たりの潤滑剤中の黒鉛および有機バインダー中に含まれる炭素相当重量（以下、「Ｃ相当重量」という）を意味している。また、Ｃ相当重量はマンドレルバーへ吹き付けた潤滑剤中のＣ相当重量を塗布すべきマンドレルバーの表面積で除した値である。
【００１８】
図１は、上記の知見を説明するために、Ｃ相当重量（ｇ／ｍ2）をＸ軸とし、当該マンドレルバーを用いて圧延されたステンレス鋼管の加熱温度（℃）をＹ軸とした場合の関係を示す図である。本発明者らの検討によれば、図１中の各点を直線で結ぶ範囲内の条件でステンレス鋼管を熱処理した後、急冷することにより効率よくスケールを除去できることが明らかになる。
【００１９】
本発明は、上記の知見に基づいて完成されたものであり、次の（１）および（２）ステンレス鋼管の製造方法を要旨としている。
（１）マンドレルミル圧延およびストレッチレデューサー圧延で製造したステンレス鋼管に熱処理を施し、酸洗処理により表面に生成したスケールを除去するステンレス鋼管の製造方法であって、前記マンドレルミル圧延でのＣ相当重量（ｇ／ｍ2）をＸ軸とし、当該マンドレルバーを用いて圧延されたステンレス鋼管の加熱温度（℃）をＹ軸とする関係図で表したとき、前記ステンレス鋼管の熱処理に際し、前記関係図中のＡ（２ｇ／ｍ2、１０００℃）、Ｂ（２０ｇ／ｍ2、１０００℃）、Ｃ（１００ｇ／ｍ2、１１５０℃）、Ｄ（１００ｇ／ｍ2、１３００℃）、Ｅ（２０ｇ／ｍ2、１３００℃）およびＦ（２ｇ／ｍ2、１３００℃）の各点を直線で結ぶ範囲内の条件で加熱した後、急冷することを特徴とするステンレス鋼管の製造方法である（以下、「第１の製造方法」という）。
（２）前記ステンレス鋼管の熱処理に際し、前記関係図中のＢ（２０ｇ／ｍ2、１０００℃）、Ｃ（１００ｇ／ｍ2、１１５０℃）、Ｄ（１００ｇ／ｍ2、１３００℃）およびＥ（２０ｇ／ｍ2、１３００℃）の各点を直線で結ぶ範囲内の条件で加熱した後、急冷することを特徴とする請求項１に記載のステンレス鋼管の製造方法である（以下、「第２の製造方法」という）。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のステンレス鋼管の製造方法によれば、マンドレルミル圧延でのＣ相当重量（ｇ／ｍ2）と、当該マンドレルバーを用いて圧延されたステンレス鋼管の熱処理条件を適正に選択することにより、鋼管内面に発生する異常酸化スケールを抑制するとともに、熱処理後の急冷により、ステンレス鋼管表面に形成されたスケールを効率よく除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の内容をＣ相当重量（ｇ／ｍ2）と加熱温度（℃）との関係、適用ステンレス鋼、第１の製造方法および第２の製造方法に区分して説明する。
【００２２】
１．Ｃ相当重量（ｇ／ｍ2）と加熱温度（℃）との関係
本発明を完成させる技術的根拠となった、マンドレルミル圧延でのＣ相当重量（ｇ／ｍ2）とステンレス鋼管の加熱温度（℃）との関係を得るため、実際のマンドレルミル圧延で異常酸化スケールを生成させた鋼管を製作し、実験的に熱処理条件を変更して酸洗試験を実施した。表１は、供試した鋼Ａ、Ｂの化学組成を示す。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
表１に示す鋼Ａ、Ｂを用いて直径２００ｍｍ、長さ３０００ｍｍのビレットを製作した。得られたビレットを１２００℃に加熱し、マンネスマンピアサー圧延により外径１９２ｍｍ、肉厚１６ｍｍの中空素管を製造し、Ｃ相当重量を２〜１００ｇ／ｍ2の範囲で変化させたホウ酸系および／または黒鉛系の潤滑剤を塗布したマンドレルバーを用いて、仕上温度１１００℃のマンドレルミル圧延により外径１５１ｍｍ、肉厚６．５ｍｍの仕上げ用素管を製造した。そののち、再加熱炉で１０００℃、２０分加熱し、ストレッチレデューサーで外径６３．５ｍｍ、肉厚５．５ｍｍに仕上げ圧延を行った。
【００２５】
マンドレルバー表面に付着させる潤滑剤のＣ相当重量の調整は、Ｃ相当重量が２ｇ／ｍ2、１０ｇ／ｍ2および２０ｇ／ｍ2からなるホウ酸系潤滑剤、Ｃ相当重量が４０ｇ／ｍ2および６０ｇ／ｍ2からなるホウ酸系潤滑剤と黒鉛系潤滑剤との配合剤、並びに８０ｇ／ｍ2および１００ｇ／ｍ2からなる黒鉛系潤滑剤を使い分け、さらにマンドレルバー表面への潤滑剤の付着量も変更して行った。
【００２６】
仕上げ圧延された鋼管を長さ２５０ｍｍに切断した後、電気炉で加熱温度を９５０〜１３００℃の範囲で変化させて加熱し、２０分保持後、水槽内に浸漬して急冷した。得られた鋼管を５％ＮａＯＨの溶液槽に１５分浸漬したのち、フッ酸５％＋硝酸８％のフッ硝酸溶液に６分間浸漬し、最終的に高圧水で洗浄した。洗浄後の鋼管の外表面を目視で観察し、スケールの除去状況を確認した。
【００２７】
図２は、マンドレルミル圧延でのＣ相当重量（ｇ／ｍ2）と当該マンドレルバーを用いて圧延されたステンレス鋼管の加熱温度（℃）を変化させた場合におけるスケール除去状況を示す図である。図２に示す結果から、潤滑剤中の黒鉛および有機バインダー中に含まれる炭素重量、すなわちＣ相当重量および加熱温度を適正に選択することにより、効率よくスケールを除去できることが分かる。
【００２８】
図２に示すように、異常酸化スケールの発生に起因するスケール残りは、Ｃ相当重量の影響を受け、Ｃ相当重量が多くなるほど、異常酸化スケールが発生する面積が大きくなり、スケール厚さも増してくる。
【００２９】
Ｃ相当重量は、黒鉛の添加量や有機バインダー中のＣ量によって変更できる。通常、ホウ酸系潤滑剤はＣ相当重量が２〜３０ｇ／ｍ2であり、黒鉛系潤滑剤はＣ相当重量が８０〜１００ｇ／ｍ2であり、Ｃ相当重量を３０〜８０ｇ／ｍ2とする場合には両潤滑剤を配合して用いる。したがって、潤滑剤の種類や配合およびマンドレルバー表面への潤滑剤の付着量によってＣ相当重量を調整でき、異常酸化スケールの発生頻度もコントロールすることができる。
【００３０】
さらに、所定厚さ以上のスケールを酸洗処理によって確実に除去するには、酸洗液がスケールを浸透できるように、スケールに亀裂を生成させる必要がある。このため、酸洗処理の前に熱処理を行い、加熱後急冷することにより、スケールに熱ひずみを加えて微小亀裂（クラック）を発生させる。発生した亀裂を通して酸洗液を浸透させることによって、効率よくスケールを除去できる。
【００３１】
スケールに亀裂を発生せるには、加熱温度が高いほどその後の急冷でスケールに大きな熱ひずみを加えることができ、効果的に亀裂を発生させることができる。したがって、潤滑剤中の黒鉛および有機バインダー中のＣ相当重量に応じ、適正な加熱温度を選択すること、具体的には、前記図１および図２中の各点を直線で結ぶ範囲内の条件でステンレス鋼管を加熱した後、急冷することにより、効率よく、確実なデスケーリングを行うことができる。
【００３２】
２．適用ステンレス鋼
本発明で適用できるステンレス鋼として、マンドレルミル圧延時に鋼管内面に異常酸化スケールが発生することがある鋼種が対象とされ、オーステナイト系ステンレス鋼、二相ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼、さらにマルテンサイト系ステンレス鋼のいずれも適用対象とできる。
【００３３】
特に、オーステナイト系ステンレス鋼や二相ステンレス鋼は、他のステンレス鋼と比べて薄く緻密なスケールが生成するため、異常酸化スケールを発生した部分は、他の部分に比べて相対的に著しく厚いスケールとなる。そのため、通常の条件で酸洗を行った場合に、異常酸化スケール部の酸洗が不十分となり、スケール残存斑が目立つことになるので、そのスケール除去のために酸洗時間を通常より長くする必要がある。
【００３４】
このため、本発明では、異常酸化スケールにより酸洗時間が長くなり酸洗特性が悪化するオーステナイト系ステンレス鋼や二相ステンレス鋼が好適鋼種として用いられる。本発明で適用できる鋼種に特別な制約はないが、例えば、ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０４Ｈ、ＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵＳ３０９、ＳＵＳ３０９Ｓ、ＳＵＳ３１０、ＳＵＳ３１０Ｓ、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｈ、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ３１７、ＳＵＳ３１７Ｌ、ＳＵＳ８３６Ｌ、ＳＵＳ８９０Ｌ、ＳＵＳ３２１、ＳＵＳ３２１Ｈ、ＳＵＳ３４７およびＳＵＳ３４７Ｈ等のオーステナイト系ステンレス鋼、ＳＵＳ３２９Ｊ１、ＳＵＳ３２９Ｊ３ＬおよびＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌ等の二相ステンレス鋼、並びにこれらの相当鋼種を挙げることができる。また、Ｎｉはスケールの生成に影響が少ないためＮＣＦ８００、ＮＣＦ８００Ｈ等の高Ｎｉオーステナイト系ステンレス鋼にも適用可能である。
【００３５】
適用できる鋼の化学組成を例示すれば、質量％で、Ｃ≦０．１５％、Ｓｉ≦１．５％、Ｍｎ≦２．０％、Ｐ≦０．０５％、Ｓ≦０．０３％、Ｃｒ：１５〜２８％およびＮｉ：３〜３５％を含み、必要に応じてＭｏ：５％以下、Ｃｕ：２．５％以下、Ｔｉ：１％以下、Ｎｂ：１％以下およびＡｌ：１％以下の一種または二種以上等を含有させることができるオーステナイト系ステンレス鋼や二相ステンレス鋼である。
【００３６】
３．第１の製造方法について
本発明の第１の製造方法は、ステンレス鋼管の熱処理に際し、前記図１中のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、ＥおよびＦの各点を直線で結ぶ範囲内の条件で加熱した後、急冷することを特徴としている。
【００３７】
この第１の製造方法の構成を言い換えると、マンドレルミル圧延でのＣ相当重量を２〜１００ｇ／ｍ2とするマンドレルバーを用いて圧延されたステンレス鋼管を対象とし、その鋼管の熱処理に際し、前記Ｃ相当重量が２０ｇ／ｍ2未満の場合に、加熱温度を１０００〜１３００℃とした後、または前記Ｃ相当重量Ｘが２０ｇ／ｍ2以上の場合に、加熱温度が１０００〜１３００℃であり、かつ図１のＢおよびＣを結ぶ直線に相当する前記Ｃ相当重量Ｘおよび加熱温度Ｙの下記（１）式に示す関係を満足させた後、急冷することを特徴としている。
【００３８】
Ｙ≧（１５／８）Ｘ＋９６２．５    ・・・    （１）
第１の製造方法では、マンドレルミル圧延でのＣ相当重量を２〜１００ｇ／ｍ2としている。Ｃ相当重量の下限を２ｇ／ｍ2としたのは、ホウ酸系潤滑剤がマンドレルミル圧延に必要な潤滑剤本来の特性（潤滑効果）を発現するに必要な最小量であることによる。一方、Ｃ相当重量の上限を１００ｇ／ｍ2としたのは、これ以上の潤滑剤を塗布しても潤滑効果が飽和し、また、マンドレルバーへの塗布にともない液垂れが発生し、均一な厚さで潤滑剤を塗布できないことによる。
【００３９】
Ｃ相当重量が２０ｇ／ｍ2未満と少ない場合には、異常酸化スケールの発生が少なく加熱温度への依存性が少ないことから、加熱温度を１０００〜１３００℃とする。ここで、加熱温度の下限を１０００℃とするのは、マンドレルミル圧延後に引き続き行われる冷間加工のための軟化処理や溶体化処理に必要とされる最低温度であるとともに、Ｃ相当重量が少ない場合におけるスケール除去が可能な温度であることによる。
【００４０】
一方、加熱温度の上限を１３００℃とするのは、加熱温度が高いほどその後の急冷でスケールに大きな熱ひずみを加え亀裂を発生し易くなり、酸洗処理でのスケール除去がより確実になるが、１３００℃を超えて高温になると、スケール生成量も増えて製品歩留まりを低下させるだけでなく、エネルギー原単位も悪化させることによる。
【００４１】
本発明の製造方法では、ステンレス鋼管の加熱保持時間を規定するものではないが、軟化処理や溶体化処理の効果を発揮させるとともに、熱処理後の機械的特性の安定化を図るため、保持温度で１分以上にするのが望ましい。
【００４２】
Ｃ相当重量Ｘが２０ｇ／ｍ2以上と多い場合には、加熱温度を１０００〜１３００℃とすると同時に、前記Ｃ相当重量Ｘおよび加熱温度Ｙの下記（１）式に示す関係を満足させる必要がある。
【００４３】
Ｙ≧（１５／８）Ｘ＋９６２．５    ・・・    （１）
上記（１）式を満足させることとしたのは、異常酸化スケールの厚さに応じて、加熱温度を高めて急冷することにより、スケールに大きな熱ひずみを加え亀裂の発生を容易にするためである。また、加熱温度の下限を上記（１）式とするのは、冷間加工のための軟化処理や溶体化処理に必要とされる温度であるとともに、Ｃ相当重量に応じてスケール除去が可能な温度であることによる。一方、加熱温度の上限を１３００℃とするのは、Ｃ相当重量が２０ｇ／ｍ2未満の場合と同様の理由による。
【００４４】
第１の製造方法では、ステンレス鋼管を加熱した後急冷する。所定厚さ以上のスケールを酸洗処理によって確実に除去するため、急冷によりスケールに熱ひずみを加えて亀裂を発生させることによる。急冷の手段は、ステンレス鋼種によって水冷、油冷等を適宜選択する。一般的な手段としては、水冷が採用される。
【００４５】
本発明の製造方法では、熱処理後の酸洗条件を規定しない。ステンレス鋼種によって、硫酸洗、塩酸洗、フッ硝酸洗等の条件を適宜選択すればよい。オーステナイト系ステンレス鋼のスケール除去を行う場合には、硝酸とフッ酸と水の混合液によるフッ硝酸溶液によれば、酸洗時間が短くなり酸洗特性に優れることから多く用いられている。
【００４６】
４．第２の製造方法について
本発明の第２の製造方法は、ステンレス鋼管の熱処理に際し、前記図１中のＢ、Ｃ、ＤおよびＥの各点を直線で結ぶ範囲内の条件で加熱した後、急冷することを特徴としている。
【００４７】
この第２の製造方法の構成を言い換えると、マンドレルミル圧延でのＣ相当重量を２０〜１００ｇ／ｍ2とするマンドレルバーを用いて圧延されたステンレス鋼管を対象とし、その鋼管の熱処理に際し、加熱温度Ｙが１０００〜１３００℃であり、かつ前記Ｃ相当重量Ｘおよび加熱温度Ｙの下記（１）式に示す関係を満足させた後、急冷することを特徴としている。
【００４８】
Ｙ≧（１５／８）Ｘ＋９６２．５    ・・・    （１）
第２の製造方法では、マンドレルミル圧延でのＣ相当重量を２０〜１００ｇ／ｍ2と限定している。これは、マンドレルバーの寿命を考慮すると潤滑剤はマンドレルバー全面への均一潤滑剤の塗布が望ましいが、マンドレルバー全面に亘って均一に塗布されない場合があり、そのためＣ相当重量で２０ｇ／ｍ2以上塗布すれば、全面に亘って潤滑剤の塗布が行われるため、下限を２０ｇ／ｍ2とした。上限は第１の製造方法と同一の理由による。
【００４９】
第２の製造方法では、加熱温度を１０００〜１３００℃と規定している。これは、第１の製造方法と同様に、冷間加工のための軟化処理や溶体化処理に必要とされる最低温度を確保するとともに、スケール亀裂の発生の容易さと製品歩留まり、エネルギー原単位とのバランスを考慮したものである。さらに、異常酸化スケールの厚さに応じて、スケール亀裂を容易に発生させるために、前記Ｃ相当重量Ｘおよび加熱温度Ｙの下記（１）式に示す関係を満足させることにしている。
【００５０】
Ｙ≧（１５／８）Ｘ＋９６２．５    ・・・    （１）
第２の製造方法においても、所定厚さ以上のスケールを酸洗処理によって確実に除去するため、加熱後急冷が行われる。
【実施例】
【００５１】
本発明の製造方法の効果を確認するため、前記表１に示す鋼種の鋼Ａ、鋼Ｂから製作したビレットを用い、マンドレル圧延および仕上げ圧延されたステンレス鋼管を、実際の操業ラインで熱処理し、その後に酸洗処理を行った。
【００５２】
鋼Ａ、鋼Ｂから製作された直径２００ｍｍ、長さ３０００ｍｍのビレットを回転炉床加熱炉において１１００℃〜１２５０℃の温度範囲で加熱し、マンネスマンピアサー圧延によって外径１９２ｍｍ、肉厚１６ｍｍの中空素管を製造し、続いてマンドレルミル圧延によって外径１５１ｍｍ、肉厚６．５ｍｍの仕上げ用素管を製造した。その後、再加熱炉で１０００〜１０５０℃で２０分加熱した後、ストレッチレデュサーによって外径６３．５ｍｍ、肉厚５．５ｍｍに仕上げ圧延を実施した。
【００５３】
鋼Ａのマンドレル圧延では、Ｃ相当重量が２０ｇ／ｍ2（ホウ酸系潤滑剤）と６０ｇ／ｍ2（ホウ酸系潤滑剤と黒鉛系潤滑剤を配合）の潤滑剤をマンドレルバーに塗布した。一方、鋼Ｂのマンドレル圧延では、Ｃ相当重量が４０ｇ／ｍ2（ホウ酸系潤滑剤と黒鉛系潤滑剤を配合）と８０ｇ／ｍ2（黒鉛系潤滑剤）の潤滑剤をマンドレルバーに塗布した。
【００５４】
仕上げ圧延されたステンレス鋼管を１５ｍに切断した後、加熱温度を９５０〜１２００℃の範囲で変化させ、加熱後水スプレーにより急冷する熱処理を行った。熱処理された鋼管を５％ＮａＯＨの溶液槽に１５分浸漬したのち、フッ酸５％＋硝酸８％のフッ硝酸溶液に６分間浸漬し、最終的に高圧水で洗浄した。表２には、洗浄後の鋼管の外表面を目視で観察し、スケールの除去状況を確認した結果を示す。
【００５５】
【表２】
2006122951.tif 000004
【００５６】
表２に示すように、鋼Ａ、鋼Ｂともに、加熱温度が９５０℃ではスケール除去に十分な温度ではなく、いずれのＣ相当重量の潤滑剤を用いた場合でもスケール残りが発生した。
【００５７】
鋼Ａでは、マンドレル圧延でのＣ相当重量が２０ｇ／ｍ2の場合には、加熱温度が１０００℃以上でスケールが十分に除去されたが、６０ｇ／ｍ2の場合には、加熱温度が１１００℃になるまでスケール残りが発生した。
【００５８】
鋼Ｂでは、マンドレル圧延でのＣ相当重量が４０ｇ／ｍ2の場合には、加熱温度が１０００℃でスケール残りが発生し、加熱温度が１０５０℃以上ではスケールが除去されたが、マンドレル圧延でのＣ相当重量が８０ｇ／ｍ2の場合には、加熱温度が１１００℃でもスケール残りが発生した。
【００５９】
加熱温度が１２００℃になると、いずれのＣ相当重量であってもスケール残りは発生しなかった。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明のステンレス鋼管の製造方法によれば、マンドレルミル圧延でのＣ相当重量（ｇ／ｍ2）と、当該マンドレルバーを用いて圧延されたステンレス鋼管の熱処理条件を適正に選択することにより、鋼管内面に発生する異常酸化スケールを抑制するとともに、熱処理後の急冷により、ステンレス鋼管表面に形成されたスケールを効率よく除去することができる。これにより、熱間継目無ステンレス鋼管の製法として広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】Ｃ相当重量（ｇ／ｍ2）をＸ軸とし、当該マンドレルバーを用いて圧延されたステンレス鋼管の加熱温度（℃）をＹ軸とした場合の関係を示す図である。
【図２】マンドレルミル圧延でのＣ相当重量（ｇ／ｍ2）と当該マンドレルバーを用いて圧延されたステンレス鋼管の加熱温度（℃）を変化させた場合におけるスケール除去状況を示す図である。
【図１】
2006122951.tif 000005
【図２】
2006122951.tif 000006