(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼帯を円筒状にする成形ロールと、円筒状にされた鋼帯の幅方向両端の突き合わせ部分を溶接するスクイズ・ロールと、溶接部分の内外面からビードを除去するビード切削手段と、前記溶接部分を焼鈍するシーム・アニラー及び冷却する水噴射ノズルと、冷却後の管体の寸法を整える絞り圧延機とを順次備えた電縫鋼管の製造装置を用い、電縫鋼管を製造するに際して、
前記シーム・アニラーと前記水噴射ノズルの間に、加熱装置を追設し、走行する管体を６００〜８５０℃に１分間以上加熱することを特徴とする電縫鋼管の製造方法。
【請求項２】
前記加熱装置が、誘導コイルであることを特徴とする請求項１記載の電縫鋼管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電縫鋼管の製造方法に係わり、特に、電縫鋼管に発生する水素誘起割れを防止する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電縫鋼管は、一般に、素材の鋼帯を走行させた状態で、一群の成形ロールによって円筒状に連続的に成形した後、突き合せた鋼帯の幅方向端部を溶接して製造される。その製造には、種々の方式があり、装置も多様であるが、一例を図２に示す。
【０００３】
まず、鋼帯供給装置（図示せず）より走行してきた素材の鋼帯１を、一群の成形ロール２に鋼帯面を水平にして一定速度で送り込む。この成形ロール２としては、例えば、入り側から順次、鋼帯幅方向の両端を上方に曲げていくエッジ・ベンド・ロール３、中央部分を曲げるセンタ・ベンド・ロール４、端部成形用のケージ・ロール５、仕上げ成形のためのフィンパス・ロール６が直列に配置されている。これら成形ロール２で円筒状にされた鋼帯１は、引き続き、その突き合わされた幅方向端部（以下、単に突き合わせ部とかエッジ部という）を誘導コイル等７で加熱され、スクイズ・ロール８で押さえて圧着、溶接し、一応の管体９とされる。その管体９は、上記溶接で内外面に生じたビード（図示していないが、通常の溶着部に生じたじゅず状物）をビード切削手段１０で切削除去する。さらに、超音波探傷器１１での疵検査、シーム・アニラー１２なる焼鈍装置での溶接部（シーム部ともいう）の焼鈍及び水噴射ノズル１３での冷却が順次施される。その後、ストレッチ・レデューサやサイザーのような絞り圧延機１４で寸法を整えてから、払い出し用の搬送ライン上でカッタ１５により所望される長さに切断されて、製品の電縫鋼管となる。
【０００４】
ところで、かかる製造工程で得られた電縫鋼管を、ガス、石油等の搬送用に施設した所謂「ライン・パイプ」の素材に使用すると、該電縫鋼管にクラックが頻繁に発生することがある。このクラックの発生原因を調査したところ、使用環境下で素材の鋼が腐食して溶けて水素が発生し、その水素が鋼の内部に溜まることに起因する所謂「水素誘起割れ」（以下、ＨＩＣという）と考えられた。
【０００５】
一般に、鋼材は、溶鋼からの鋳造段階において、非金属介在物や成分の中心偏析等の欠陥が多少生じているが、それらの欠陥部分に水素が溜まり、ＨＩＣを起こすと言われている。従って、ＨＩＣの対策としては、これら非金属介在物や成分の中心偏析等の欠陥を皆無にするような溶鋼の精錬や鋳造を行えば良い。
【０００６】
しかしながら、上記した電縫鋼管に生じたＨＩＣは、非金属介在物や成分の中心偏析に起因したものとは異なっていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる事情に鑑み、電縫鋼管に生じる水素誘起割れを従来より低減可能な電縫鋼管の製造方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
発明者は、上記目的を達成するため、電縫鋼管に生じる水素誘起割れの原因をさらに詳細に検討した。その結果、電縫鋼管の製造工程では、前記鋼帯の成形時に（主として、フィンパス・ロール６で）図３に示すように円周方向に圧下をかけ、前記突き合わせ部の形状を安定化し、溶接後の品質を良好にしていることに原因があると判断された。つまり、鋼帯１を円形にする時に生じる応力及び／又は突き合わせ溶接時に生じる応力で、電縫鋼管に歪が残留し、その歪により耐ＨＩＣ特性が劣化していると考えた。そして、引き続きその劣化防止対策を鋭意検討し、本発明を完成させたのである。
【０００９】
すなわち、本発明は、鋼帯を円筒状にする成形ロールと、円筒状にされた鋼帯の幅方向両端の突き合わせ部分を溶接するスクイズ・ロールと、溶接部分の内外面からビードを除去するビード切削手段と、前記溶接部分を焼鈍するシーム・アニラー及び冷却する水噴射ノズルと、冷却後の管体の寸法を整える絞り圧延機とを順次備えた電縫鋼管の製造装置を用い、電縫鋼管を製造するに際して、前記シーム・アニラーと前記水噴射ノズルの間に、加熱装置を追設し、走行する管体を６００〜８５０℃に１分間以上加熱することを特徴とする電縫鋼管の製造方法である。この場合、前記加熱装置が、誘導コイルであることが好ましい。
【００１０】
本発明によれば、新しく追設した装置による加熱で、鋼管に残留した歪みが除去され、該歪に起因するＨＩＣの発生が防止されるようになる。その結果、従来よりＨＩＣの発生が少ない電縫鋼管が製造できるようになり、ラインパイプ用素材が安定して供給できるようになる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、発明をなすに至った経緯をまじえ、本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
一般に、加工された鋼材の残留歪は、該鋼材を適切な温度に加熱・冷却することで除去できる。そこで、発明者は、クラックの発生が比較的多い鋼種の電縫鋼管に使用する鋼帯に、図４に示すような曲げ加工及び圧縮加工を施してから熱を加える実験を行った。そして、それらの処理を行った鋼帯から試料片を採取し、断面研磨後に、該断面を肉眼で観察調査した。
【００１３】
その結果、図５に示すように、試料片１６のうち、加熱処理をしなかったもの及び加熱温度が５５０℃未満で且つ加熱時間が短かったものに、ＨＩＣに起因すると考えられる明瞭なクラック１７が認められた。これに対して、加熱温度が６００℃で１分間加熱したものには、一切クラックが出現しなかった。そこで、発明者は、多種の鋼帯についてかかる実験を行い、すべての鋼種が５５０℃以上の温度で数十秒間の加熱を行えば、クラック１７の発生を防止できることを見出した。そして、この発見に基づき加熱手段の選定に鋭意努力し、本発明を完成したのである。
【００１４】
すなわち、本発明は、鋼帯１を円筒状にする成形ロール２と、円筒状にされた鋼帯の幅方向両端の突き合わせ部分を溶接するスクイズ・ロール８と、溶接部分の内外面からビードを除去するビード切削手段１０と、前記溶接部分を焼鈍するシーム・アニラー１２及び冷却する水噴射ノズル１３と、冷却後の管体の寸法を整える絞り圧延機とを順次備えた既存の電縫鋼管の製造装置に対して、そのシーム・アニラー１２と水噴射ノズル１３の間に、走行する管体を６００〜８５０℃に加熱する加熱装置を設けたものである。この場合、加熱装置を水噴射ノズル１３の上流側に設置するのは、冷却手段を別途設置する必要がなく、経済的だからである。なお、加熱温度に８５０℃の上限を定めたのは、それ以上の温度にしても効果が飽和するので、電力の無駄になるからである。
【００１５】
本発明では、特に加熱手段を限定するものではなく、ガスや液体の燃料を利用した加熱炉を利用しても良い。しかし、それらの炉では、所望の加熱温度に調整するのにかなり時間がかかり、実用的には若干問題がある。また、炉体が大きくなるので、既存設備では設置スペースの観点で実現が難しいという別の問題もある。そこで、本発明では、図１に示すように、電源装置（インバータ１８）を離隔した場所に設置すれば、比較的スペースが小さくても良く、また加熱温度を所定値に調整することが容易な誘導コイル１９の設置が好ましい。この場合、インバータ１８の能力を大きくすることで、設置スペースのさらなる節約も可能である。
【００１６】
さらに、本発明では、成形ロール２として、エッジ・ベンド・ロール３で始まりフィンパス・ロール６で終わる圧延の利用が好ましい。他の成形ロール２に比べ、迅速に形状の安定した成形が可能だからである。
【００１７】
【実施例】
図２に示した既存の電縫鋼管の製造工程において、シーム・アニラー１２と水噴射ノズル１３との間に合計で２０基の誘導コイル１９を配置し、４基に一台の割合で電力供給能力が５０００ＫＷのインバータ１８と接続した。勿論、インバータ１８の設置場所は、製造工程からかなりの距離はなれているところである。そして、鋼種ＡＰＩ５ＬＸ６５で、幅１９００ｍｍ，厚み１２．７ｍｍの鋼帯を用いて、電縫鋼管を製造した。
【００１８】
製造された電縫鋼管は、ＮＡＣＥ  ＳＴＡＮＤＡＲＤ  ＴＭ０２８４−９６に従って、耐ＨＩＣ性が調査された。その結果を図６に同時に示す。図６より、本発明によれば、従来よりＨＩＣが低減することが明らかである。
【００１９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明により、新しく追設した装置での加熱で、鋼管に残留した歪みが除去され、該歪に起因するＨＩＣの発生が防止されるようになる。その結果、従来よりＨＩＣの発生が少ない電縫鋼管が製造できるようになり、ラインパイプ用素材が安定して供給できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】既存の電縫鋼管製造工程に追設した誘導コイル及びインバータの配置を示す図である。
【図２】既存の電縫鋼管製造工程を示す模式図である。
【図３】電縫鋼管に残留歪が生じる原因を説明する図であり、（ａ）はフィンパス・ロールでの鋼帯の形状、（ｂ）は絞り圧延機での溶接部の状況を示している。
【図４】実験で用いた試料片の加工方法を示す図であり、（ａ）は曲げ加工、（ｂ）は圧縮加工である。
【図５】実験で得た試験片の切断面を示す図である。
【図６】実験結果を示す図である。
【符号の説明】
１    鋼帯
２    成形ロール
３    エッジ・ベンド・ロール
４    センタ・ベンド・ロール
５    ケージ・ロール
６    フィンパス・ロール
７    誘導コイル等
８    スクイズ・ロール
９    管体
１０  ビード切削手段
１１  超音波探傷器
１２  シーム・アニラー
１３  水噴射ノズル
１４  絞り圧延機
１５  カッタ
１６  試験片
１７  クラック
１８インバータ
１９  誘導コイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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