(57)【要約】【課題】  本発明は、鋼管製造工程における加工発熱による加工油のタール状変質防止における鋼管内面局部腐食防止方法を提供する。【解決手段】  鋼管製造工程における鋼管内面局部腐食を防止する方法において、冷間加工直後に鋼管内面にエアブローを行ない、鋼管の保管傾斜角度を１°以上に保持した後、脱脂液への浸漬を繰り返し行う鋼管製造工程で、冷間加工後に加工熱によりクランク出側での鋼管の表面温度１５０℃以下にすることにより加工油のタール状変質防止を防ぐ鋼管製造工程における鋼管内面局部腐食の防止方法。また、上記において、圧伸速度を調整するか、圧伸スタンド内上部に冷却装置を設けて圧伸時での温度上昇を防ぎ、クランク出側での製品表面温度１５０℃以下にする鋼管製造工程における鋼管内面局部腐食の防止方法。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管製造工程における鋼管内面局部腐食を防止する方法において、冷間加工直後に鋼管内面にエアブローを行ない、鋼管の保管傾斜角度を１°以上に保持した後、脱脂液への浸漬を繰り返し行う鋼管製造工程で、冷間加工後に加工熱によりクランク出側での鋼管の表面温度１５０℃以下にすることにより加工油のタール状変質防止を防ぐことを特徴とする鋼管製造工程における鋼管内面局部腐食の防止方法。
【請求項２】
請求項１に記載において、圧伸速度を調整してクランク出側での鋼管の表面温度１５０℃以下にすることを特徴とする鋼管製造工程における鋼管内面局部腐食の防止方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載において、圧伸スタンド内上部に冷却装置を設けて圧伸時での温度上昇を防ぎクランク出側での鋼管の表面温度１５０℃以下にすることを特徴とする鋼管製造工程における鋼管内面局部腐食の防止方法。
【請求項４】
請求項２または３に記載のクランク出側での鋼管の表面温度を１００〜１５０℃にすることを特徴とする鋼管製造工程における鋼管内面局部腐食の防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管製造工程における加工発熱による加工油のタール状変質防止における鋼管内面局部腐食防止方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼管製造工程において、内径が概ねφ２５ｍｍ以下の小径管での鋼管内面に局部的な錆が発生することがあり、これを起点として腐食による内面が進行して錆の下には孔食が形成され客先で問題となっていた。特に、コールドピルガによる製造工程としては、冷間圧延した後に、脱脂、焼鈍、矯正して切断・端部処理した後酸洗を行うものである。その場合、鋼管製造工程において、小径管に見られる内面錆の発生メカニズムを解明した結果は次の通りである。                                                                
【０００３】
すなわち、内面腐食の発生機構としては、（１）小径管は加工油が残存しやすい。（２）小径管は熱処理で管内雰囲気が置換されにくく、残存の加工油が酸欠状態で燃焼するため内面に残渣物が発生する。（３）夏場の湿潤環境下で、この残渣物によって電池が形成され、急激な腐食を起こす。（４）夏場は気温が高く加工油が劣化しやすく、脱脂が不充分になりやすい。このような要因で内面腐食（内面錆と孔食）が発生している。これら鋼管内面局部腐食の防止には、いかに冷間圧延後、焼鈍前に鋼管内面に供給された加工油を除去できるかである。
【０００４】
そこで、例えば、特開２０００−１６７６０７号公報（特許文献１）に開示されているように、マンドレル先端にかぎ付きボルトにリンクさせたスプリングを有する溝付き掻き取りゴムを配設したコールドピルガーミル製品内面油を除去する装置が提案されている。      
【０００５】
しかしながら、加工油がタール状になってしまい粘性が高くなると管内にへばりついて残存し、十分に除去できず内面腐食につながると言う問題があった。
【特許文献１】特開２０００−１６７６０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかも、従来では発生していなかった外径概ねφ３０〜４０ｍｍ、内径が概ねφ２５ｍｍ以下の厚肉サイズのものでも、鋼管内面のエアブローおよび保管傾斜角度を十分満たしていても、内面腐食発生を抑制できないものが一部発生してきた。その原因はやはり、外径も大きく肉厚も厚いためコールドピルガー圧伸時の加工発熱の絶対量が大きく、内面に供給された加工油が加工発熱によって粘性の高いタール状に変質し、エアブローや保管傾斜角度では流れ落ちず、内面にへばりついており、脱脂でも残存の加工油を除去できず、やはり前述の発生メカニズムによって内面腐食につながることが分かった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述したような問題を解消するため、発明者らは鋭意開発を進めた結果、本発明においては、これらの鋼管製造工程に外径φ３０〜４０以下、内径が概ねφ２５ｍｍ以下の厚肉サイズの鋼管においても、内面の加工油が粘性の高いタール状に変質し、エアーブロー、保管傾斜角度、脱脂では落とせない状態になるのを防ぐことを可能とした鋼管製造工程における加工発熱による加工油のタール状変質防止における鋼管内面局部腐食防止方法を提供することにある。
【０００８】
その発明の要旨とするところは、
（１）鋼管製造工程における鋼管内面局部腐食を防止する方法において、冷間加工直後に鋼管内面にエアブローを行ない、鋼管の保管傾斜角度を１°以上に保持した後、脱脂液への浸漬を繰り返し行う鋼管製造工程で、冷間加工後に加工熱によりクランク出側での鋼管の表面温度１５０℃以下にすることにより加工油のタール状変質防止を防ぐことを特徴とする鋼管製造工程における鋼管内面局部腐食の防止方法。
（２）前記（１）に記載において、圧伸速度を調整してクランク出側での鋼管の表面温度１５０℃以下にすることを特徴とする鋼管製造工程における鋼管内面局部腐食の防止方法。
（３）前記（１）または（２）に記載において、圧伸スタンド内上部に冷却装置を設けて圧伸時での温度上昇を防ぎクランク出側での鋼管の表面温度１５０℃以下にすることを特徴とする鋼管製造工程における鋼管内面局部腐食の防止方法。
（４）前記（２）または（３）に記載のクランク出側での鋼管の表面温度を１００〜１５０℃にすることを特徴とする鋼管製造工程における鋼管内面局部腐食の防止方法にある。
【発明の効果】
【０００９】
以上述べたように、本発明による加工油の変質を防ぎ焼鈍前での加工油の除去が可能となり鋼管内面腐食不良を防止できる優れた効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明について図面に従って詳細に説明する。
図１は、本発明に係るコールドピルガーミルの断面図である。この図１に示すように、コールドピルガーミルの圧延方法については、母管２の外径は往復運動するリングダイス１により圧延され、肉厚は母管２の内径側に挿入されたマンドレル５によって決定され製品として仕上げられ、目標とする製品８に仕上げられる。このような圧延の際に、冷間にて圧延されるためにリングダイス１及びマンドレル５と母管との間に加工熱と摩擦による発熱があるため冷却する必要があり、そのために内面潤滑油４および外面潤滑油６が供給される。符号７は内面潤滑油（垂れ分）を示す。また、符号１５はスタンド内上部シャワーを示す。
【００１１】
このような構成において、鋼管製造工程に外径φ３０〜４０ｍｍ、内径が概ねφ２５ｍｍ以下の厚肉管において、コールドピルガー圧伸時の加工発熱により加工油がタール状に変質し、粘性が高いために内面に加工油がへばり付き、エアブロー、保管傾斜角度、脱脂でも除去できないものがある。このタール状の粘性の高い加工油の残存が原因となり、焼鈍炉において焼鈍した場合、残存した油が燃焼する際、内径が小径のため、油が完全燃焼するために必要な酸素が乏しく蒸し焼き状態になり、不完全燃焼となって油が焼き固まり鋼管内面に付着した状態で残留することになる。
【００１２】
その後、焼鈍炉出側の冷却水、次工程での搬送中の雨滴、結露等に晒されることで、鋼管内表面で電池を形成し、その結果、鋼管内面に局部的な腐食（錆と孔食）を発生させる。すなわち、鋼管内面で油が焼き固まった箇所が上記にような湿潤環境に晒されるとで、鋼管内表面で電池を形成し、その結果、鋼管内面に局部的な腐食（錆と孔食）が発生することになる。従って、焼鈍前に冷間加工の鋼管内面の加工油を完全除去すれば、上述したような現象は生じない。すなわち、加工油をエアブロー、保管傾斜角度、脱脂で除去できないような粘性の高いタール状の加工油に変質させない必要がある。
【００１３】
図２は、本発明に係る製造工程における工程図である。この図に示すように、素管台９から搬送された母管２は、コールドピルガーミル１０により母管２の外径は往復運動するリングダイス１により圧延され、肉厚は母管２の内径側に挿入されたマンドレルによって決定され製品として仕上げられる。その際のコールドピルガー圧伸時、加工発熱を加工油が粘性の高いタール状に変質しない製品温度領域で圧伸しなければならない。この圧伸時、鋼管内面温度は測定できないため、温度測定位置をクランク１１のクランク出側１２の鋼管の表面温度で測定する。符号１３はコールドピルガー圧伸された後の製品搬送装置であり、符号１４は製品置場を示す。
【００１４】
上述したように、コールドピルガー設備のクランク９の出側で測定した鋼管の表面温度が１６０℃を超えていると内面に供給された加工油が圧伸時に加工発熱によりタール状に変質し、エアブロー、保管傾斜角度では流れ落ちず、脱脂後でも加工油が残存する。また、圧伸後、鋼管内面から採取した加工油はクランク出側の鋼管の表面温度１５５℃で動粘度や酸価が変化し、加工油が変質しはじめている。加工油が変質するのは加工発熱によるもので、圧伸時の送り速度の影響が大きい。
【００１５】
そこでコールドピルガー圧伸時、クランク出側の鋼管の表面温度を１５０℃以下になるよう圧伸時の送りを調整し、冷間加工直後に鋼管内面にエアブローを行い、鋼管傾斜角度を１°以上に保持した後、脱脂液への浸漬を繰り返し行う。冷間加工後の鋼管は脱脂工程に入るまでの間、少なくとも１°以上傾斜させて保管する。傾斜角度が大きい程重力により鋼管内の加工油がより多く排出される。しかし、１°未満ではその効果が十分達成することができない。１０°を超えると傾斜はその効果が飽和することから、好ましくは３°以上、１０°以下とする。
しかし、鋼管の長さが７０００ｍｍを超える場合は、鋼管の自重で曲がってしまうために十分な傾斜角度を確保しにくい。従って、鋼管の長さが７０００ｍｍ以下の場合の条件とする。
【００１６】
また、脱脂液への浸漬を繰り返し行う。好ましくは４回以上繰り返し行うものである。しかし、４回未満では脱脂効果が不充分である。一方、１２回以上することは作業コストが嵩み、その効果は飽和することから、好ましくは４〜１２回とする。さらに、圧伸時の送り速度を制御し、加工発熱を抑制する。その時の圧伸時の送り速度の制御により、クランク出側の製品温度を１５０℃以下、好ましくは１００〜１５０℃とする。１００℃未満に制御しても、脱脂後での加工油の残存効果は飽和することから、１００℃に降下させてば十分の効果があることから、下限を１００℃とした。
【００１７】
一方、クランク出側の外面で１５０℃以下に制御するため圧伸時の送り速度を単に落とすと生産性に大きく影響する。そこで、圧伸時の温度上昇を防ぐために、コールドピルガーミルのスタンド内上部にシャワーなどの冷却装置を設けて、加工油をスタンド内上部から全体に、例えば２５０Ｌ／ｍｉｎのシャワーリングを行い、圧伸時での冷却効果を促し、圧伸時の温度上昇を抑制することで、出来るだけ送り速度を落とすことなく加工発熱を抑制する。
【００１８】
上記の対策で加工発熱によって加工油が粘性の高いタール状に変質することを抑制することで、エアブロー、保管傾斜角度で加工油が流れ落ち脱脂で油分をきれいに洗浄することができる。これによって従来では防ぐことができなかった外径φ３０〜４０ｍｍ、内径が概ねφ２５ｍｍ以下の厚肉管での鋼管内面局部腐食を防止することを可能とした。
【実施例】
【００１９】
（実施例１）
以下、本発明について実施例によって具体的に説明する。
鋼管製造工程での外径φ３０〜４０ｍｍ、内径が概ねφ２５ｍｍ以下の厚肉管において、コールドピルガー圧伸後のクランク出側の温度と脱脂肪終了後加工油残り状態、コールドピルガー圧伸後の内面加工油性状（加工油の動粘度、および酸価）の結果を表１に示した。評価として、○：脱脂後加工油残り全くなし、ないし視覚ではみられない、△：脱脂後加工油残りなし、視覚ではみられないが加工油が粘性の高い加工油に変質しはじめていることが確認できる、×：脱脂後粘性の高い加工油の残りあり、で評価した。
【００２０】
表１に示すように、Ｎｏ．１〜４は本発明例であり、Ｎｏ．５〜７は比較例である。比較例Ｎｏ．５はクランク出側温度が１５５℃の場合であり、内面加工油の動粘度指数、すなわち、動粘度をクランク出側温度１００℃の時の加工油を１．０とした時の指数で算出した時に、１．５と高く、また酸価をクランク出側温度１００℃の時の加工油を１．０とした時の指数で算出した時に、１．５と高い値を示し、加工発熱により粘性の高い加工油へ変質しはじめている。エアブローや保管傾斜角度では流れ落ちず、脱脂後でも内面にへばりつき、残存の加工油によって、前述の発生メカニズムによって鋼管内面局部腐食発生の危険がある。
【００２１】
比較例Ｎｏ．６または７はクランク出側温度が１６０℃および１８０℃の場合であり、各々において、内面加工油の動粘度指数も２．０、２．５と高く、酸価指数でも、３．５、５．０と高い値を示しており、加工発熱により加工油が粘性の高いタール状の加工油に変質しておりエアブローや保管傾斜角度では流れ落ちず、脱脂終了後加工油残りが見られ、その結果前述の発生メカニズムによって鋼管内面局部腐食の発生が見られた。
【００２２】
これに対し、本発明例であるＮｏ．１〜４のいずれも、脱脂終了後加工油残りが見られなかった。また、内面加工油の動粘度指数についても、クランク出側温度１５０℃以下の場合の動粘度指数は１．０となり、酸価指数についても、いずれも１．０であった。その結果、クランク出側温度１５０℃以下の場合は、内面加工油の動粘度指数、酸価指数もクランク出側温度１００℃の時の値を示し、脱脂終了後加工油残りもなく、鋼管内面局部腐食の発生のないことが分かった。
【００２３】
上述のように、本発明による鋼管製造工程で、冷間加工後に加工熱によりクランク出側での製品表面温度１５０℃以下に保持することにより加工油のタール状変質防止を防ぐことができ、エアブローや保管傾斜角度では流れ落ち、脱脂終了後では加工油は完全に除去される。その結果、その後の焼鈍炉出側の冷却水、搬送中の雨滴、結露等に晒された場合でも鋼管内面での局部的な腐食を防止することができた。
【００２４】
【表１】
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表１に示す動粘度とは、一般的に油の粘っこさを表す度合いを表す尺度である。この油の粘度を測定するものとして、Ｕ字型のガラス管の中を油が通過する秒数を計り、粘度計の係数に乗じて粘度を算出する。粘度が高いタール状の油になってくると移動に時間を要する。その単位はｍ2 ／ｓで、飽和した１００〜１５０℃の値を１．０として指数という形で表現した。
【００２５】
上記した動粘度は、通常温度が上昇すると粘度は小さくなりますが、対象のピルガーでの冷間加工では大きなリダクションでの過酷な加工のために、発生する熱は大きく。変質状況は加工油が加熱され、酸化して脂肪酸ができる。これが重合して高分子化すると粘度が大きくなり流れにくいタール状加工油に変質する。要は熱で加工油が変質してしまう程、加工時に加工熱が発生する。
【００２６】
さらに、内面加工油性状の一つとして、酸価指数で表す。この酸価指数は油の劣化度合いを表す。油１ｇ中に含まれている遊離脂肪酸を中和するに要する水酸化カリウムのｍｇ数で、単位はＫＯＨｍｇ／ｇである。これも１００〜１５０℃までの油を１．０として酸価指数で表す。
【００２７】
（実施例２）
実施例１と同様に、鋼管製造工程での外径φ３０〜４０ｍｍ、内径が概ねφ２５ｍｍ以下の厚肉管において、圧伸速度ないし圧伸スタンド内上部に冷却装置を設けて圧伸時での温度上昇を防ぎクランク出側での鋼管の表面温度を１００〜１５０℃に調整した結果を表２に示す。表２に示すように、圧伸速度指数については、スタンド内上部からのシャワーなしの場合、クランク出側温度１００℃の圧伸速度を１．０として算出し、上限の圧伸速度指数を２．００までの圧伸速度指数を変化させクランク出側での鋼管の表面温度を調整した。なお、圧伸速度の上限はリダクション・外径・肉厚によって分類され設定される。
この表２から分かるように、スタンド内上部から全体にシャワーすることで加工発熱を抑制し、圧伸速度（送り速度）低下を最小限に抑えることが可能となる。
【００２８】
【表２】
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【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係るコールドピルガーミルの断面図である。
【図２】本発明に係る製造工程における工程図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  リングダイス
２  母管
３  ロッド
４  内面潤滑油
５  マンドレル
６  外面潤滑油
７  内面潤滑油（垂れ分）
８  製品
９  素管台
１０  コールドピルガーミル
１１  クランク
１２  クランク出側
１３  製品搬送装置
１４  製品置場
１５  スタンド内上部シャワー
特許出願人  山陽特殊製鋼株式会社
代理人    弁理士    椎  名    彊
【図１】
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【図２】
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