无缝管的制造方法技术

一种防止在管的制造工序中产生渗碳现象、同时使拉伸轧制工序合理化的无缝管的制造方法，在该方法中，在无缝管的制造工序中，在穿孔轧制工序中进行了穿孔之后，在拉伸轧制工序中不使用内表面限制工具、或不实施拉伸轧制地进行轧制，在减径轧制工序中进行了减径轧制之后，在冷轧工序中由冷轧机或冷拔机进行壁厚加工。根据该方法，以往的拉伸轧制工序中的管内外表面捕集的石墨微粒变少，可以防止管的渗碳。本发明专利技术的方法作为防止极低碳的不锈钢或高合金钢的渗碳的对策是有效的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种可以彻底地使无缝管的制造工序合理化、并防止在无缝钢管的制造工序中产生渗碳的。
技术介绍
作为无缝钢管的制造方法，有曼内斯曼-芯棒轧管机法、曼内斯曼-芯棒式无缝管轧机法、曼内斯曼-阿塞尔轧管机法或曼内斯曼-顶管机法等。这些方法是这样的方法，把用加热炉加热到规定温度的实心钢坯由穿轧机进行穿孔，成为中空棒状的空心坯件，由芯棒轧管机、芯棒式无缝管轧机、阿塞尔轧管机或顶管机等拉伸轧钢机主要使该空心坯件减少壁厚来做成空心毛坯管，接着由定径机或者拉伸缩径机等钢管减径轧机主要减少外径来形成规定尺寸的无缝钢管。在这种无缝管制造工艺中，本专利技术与第2工序的拉伸轧制工序相关，下面，根据曼内斯曼—芯棒式无缝管轧机法说明本专利技术，在其他制管法的拉伸轧制工序中，其作用效果也是相同的。图1是表示曼内斯曼芯棒式无缝管轧机的工序的图，图1(a)表示旋转炉底式加热炉，图1(b)表示穿孔机(穿轧机)，图1(c)表示芯棒式无缝管轧机(拉伸轧管机)，图1(d)表示再加热炉，图1(e)表示拉伸缩径机(钢管减径轧机)。图1(c)所示的芯棒式无缝管轧机，最初，通常是把芯棒1插入管坯2的内表面侧，保持该状态用芯棒1和孔型轧辊3进行连续轧制的全浮动(full-retract)芯棒式无缝管轧机。但是，最近，普及限动芯棒式无缝管轧机(retained mandrel mill)作为更高效率、高品质的芯棒式无缝管轧机。图2是全浮动芯棒式无缝管轧机和限动芯棒式无缝管轧机的比较图，图2(a)表示全浮动芯棒式无缝管轧机，图2(b)表示限动芯棒式无缝管轧机。在图2(b)所示的限动芯棒式轧管机中，用芯棒定位器4从芯棒1背后(轧管机的入侧)保持并约束芯棒1，直到轧制结束，存在与轧制结束同时拉回芯棒1的全退回方式和与轧制结束同时放开芯棒1的半浮动方式。一般在中直径无缝钢管的制造方法中采用全退回方式，在小直径无缝钢管的制造方法中采用半浮动(semi-float)方式。在全退回方式中，在芯棒式无缝管轧机的出侧连接有拔出机，在用芯棒式无缝管轧机进行轧制中拉空心毛坯管。如果芯棒式无缝管轧机出侧的管材料温度十分高，可以用定径机或者拉伸缩径机代替拔出机，在拔出空心毛坯管的同时进行减径轧制到最终目标尺寸，不需要再加热炉。涂敷在芯棒表面上的润滑剂的目的在于，减少管内表面和芯棒表面之间的摩擦，防止产生管材料内表面的划伤和芯棒表面的烧伤，同时使拉伸轧制后的芯棒的脱出变得容易。作为上述的润滑剂，最初，使用以添加了微粉石墨的重油为基础的水溶性的油，或者在涂了油的芯棒的表面上喷射微粉石墨，作为润滑剂使用。最近，作为无烟润滑剂，开始使用称为硼砂的非石墨类润滑剂，正确地讲，使用氧化皮溶融剂。特别在拉伸轧制不锈钢管和高合金钢管时，有时使用云母类的非石墨类润滑剂。在日本特开平10-58013号公报中，公开了小直径无缝钢管的制造方法，其特征在于，对用穿孔轧制制造出的中空管坯(空心毛坯管)进行冷缩径拉伸加工。在该方法中，省略了由芯棒式无缝管轧机进行的热拉伸轧制工序。但，该省略不过是为了简化制管工序，不是为了防止在由芯棒式无缝管轧机进行的热拉伸轧制工序中的钢管的渗碳。在日本特开平10-58013号公报中，确实未看到关于防止渗碳的记载。另外，当由芯棒式无缝管轧机拉伸轧制不锈钢管或高合金钢管时，在作为产品的钢管的内外表面上，特别在内表面上产生渗碳现象。渗碳对钢管带来耐腐蚀性变差等不好影响。该渗碳现象，无论在使用石墨类润滑剂时，还是使用非石墨类润滑剂时都会发生，是非常麻烦的问题。这是由于在制管车间的空气中，存在以前使用石墨类润滑剂等产生的石墨微粉，它们附着在管坯的内外表面和芯棒的表面上。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供用于防止在无缝管特别是在低碳的不锈钢管和高合金钢管等的制造过程中产生的渗碳现象，使拉伸轧制工序合理化的。本专利技术人为解决上述课题而反复进行研究的结果，取得了下述的的专利技术。(1)一种在内外表层部上没有渗碳层的，其特征在于，在由加热坯料、穿孔轧制、拉伸轧制、再加热和减径轧制构成的无缝管的制造工序中，在穿孔轧制工序中进行了穿孔之后，在拉伸轧制工序中不使用内表面限制工具地进行轧制，在减径轧制工序中进行了减径轧制之后，在冷轧工序中由冷轧机或冷拔机进行壁厚加工。(2)一种在内外表层部上没有渗碳层的，其特征在于，对加热了的坯料进行穿孔轧制，不实施拉伸轧制而直接进行减径轧制，然后在冷轧工序中由冷轧机或冷拔机进行壁厚加工。上述(1)和(2)的制造方法中的穿孔轧制，优选用交叉穿孔法进行。所谓交叉穿孔法，是指把后述的轧辊交叉角(γ)做成5度以上进行的穿孔法，特别优选的是把交叉角设为20度到30度的范围所进行的穿孔法。另外，所谓“内外表层部没有渗碳层”，是指管的内表面和外表面各自的从0.1mm到0.2mm的厚度0.1mm的层的平均碳含量(质量％)，不大于在母材的碳含量(质量％)上加上了0.01质量％后的值。(3)上述(1)或者(2)所述的，作为坯料使用不锈钢或者高合金钢，特别是极低碳的不锈钢或者高合金钢的钢坯或者铸坯。从用于解决上述课题的各种试验中得到如下的认识。(a)在无缝管的制造工序中产生的钢管的内外表面上的渗碳现象，是下面那样引起的。即，如上所述，在制造管的车间空气中，存在石墨等碳类物质的微粒(下面称“石墨微粒”)，它们在轧辊孔型槽底侧被捕集。另外，由于钢管的内表面没有被冷却水清洗，所以与钢管的外表面相比，石墨微粒容易被捕集。这些石墨微粒在下道工序的再加热工序中扩散并渗入管壁内，再进行气体化而引起气体渗碳。再有，在轧辊孔型的凸缘侧上，被捕集的石墨微粒少，但由于与轧辊孔型的凸缘侧接触的钢管的外表面部分，在下一个轧制机上，来到槽底侧，因此，在通过全部轧制机之后，在钢管的整个内外表面上都附着石墨微粉。(b)为了抑制渗碳现象，只要在拉伸轧制时，扩大轧辊的凸缘侧的减径轧制区域、减小槽底侧的拉伸轧制区域即可。但是，即使这样也不能完全防止渗碳。作为完全防止渗碳的对策，可以不把作为内表面限制工具的芯棒插入管内表面来进行轧制，将芯棒式无缝管轧机用作如定径机和缩径机那样的减径轧管机，或者省略拉伸轧制工序。(c)为了实现在拉伸轧制工序中不使用芯棒、或者省略拉伸轧制工序的，也可由前道工序的穿孔轧制工序或者后道工序的冷轧工序分担用芯棒式轧管机加工的壁厚加工量。下面对上述(a)进行更详细的说明。在用热加工进行制管的车间的厂房内空气中，浮游着无数的石墨微粒。即使现在使用非石墨类润滑剂，在过去使用过石墨类润滑剂的车间内，必然浮游着石墨微粒。当然若使用石墨类润滑剂，涂敷在芯棒上的润滑剂就会成为渗碳的直接原因。图3是表示芯棒式无缝管轧机中变形中的应力状态的轧制中的被轧制材料的横向截面图。图3和后述的图4中的记号的意思如下。σl轴向应力σθ圆周方向应力σra管内表面的半径方向应力σrb管外表面的半径方向应力σr半径方向应力的平均值，即σr＝(σra+σrb)/2kf变形阻力再有，主要记号(阴影线记号)表示凸缘侧，没有加上阴影线的记号表示槽底侧。如果根据管内表面5是否与芯棒1接触来把孔型划分成槽底侧和凸缘侧，则槽底侧的材料在承受来自轧管的外压且承受来自芯棒1的内压的同时被轧制。因此，槽底侧的材料在轴向被拉伸的同时在圆周方向上被扩宽。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在内外表层部上没有渗碳层的无缝管的制造方法，其特征在于，在由加热坯料、穿孔轧制、拉伸轧制、再加热和减径轧制构成的无缝管的制造工序中，在穿孔轧制工序中进行了穿孔后，在拉伸轧制工序中不使用内表面限制工具地进行轧制，在减径轧制工序中进行了减径轧制后，在冷轧工序中由冷轧机或冷拔机进行壁厚加工。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：林千博，
申请(专利权)人：住友金属工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]