无缝管的制造方法技术

本发明专利技术提供一种无缝管的制造方法，其包括连续铸造工序，使圆形铸坯的横截面中央部的至少直径６０ｍｍ以内的领域全部为等轴晶组织，同时铸造碳素含有率为０．１质量％以下且铸坯横截面的直径超过３００ｍｍ的圆形铸坯。使用在上述连续铸造工序所制造的圆形铸坯，该无缝管的制造方法以与穿孔轧制机的倾斜辊的辊圆凿部直径和入口直径之比相对应的最佳范围的钢坯旋转次数和钢坯外径压下率之比为前提，可穿孔轧制内表面缺陷少的无缝管。通过使用大致圆柱状且顶端面具有球面状的顶头顶端轧制部的最佳形状的顶头作为穿孔顶头，大幅抑制满乃斯曼破坏和圆周方向剪切变形，完全不会发生钢坯的咬合不良，能在极高的生产率的前提下制造具有更高内表面品质的无缝管。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。具体涉及如下所述的无缝管的制造方法包括圆形铸坯的连续铸造工序和穿孔轧制工序 的、可制造内表面缺陷少的无缝管，该圆形铸坯的连续铸造工 序可降低成为制品的内表面缺陷的原因之一的在4^坯的中心部 易于发生的轴心部裂紋，该穿孔轧制工序使用由上述铸造工序 所铸造的圆形铸坯，防止发生中空管(hollow shell)内表面 缺陷且不引起轧制失败。
技术介绍
从连续铸造的铸坯不经由轧制或锻造工序而通过满乃斯曼 法等制造无缝管的工序中，在连续铸造铸坯的中心部因铁素体 凝固而易于发生特有的缺陷即轴心部裂紋。因此，将该铸坯保 持原样作为制管用钢坯使用时，在穿孔轧制工序中，有助于内 表面缺陷的发生，该缺陷多成为制品致命的缺陷。公开了 二次冷却法，其以降低连续铸造铸坯的内部缺陷为 目的，利用铸坯冷却时的热收缩来提高连续铸造铸坯的中心部 的品质。曰本特开平7-1096号公报公开了 一种方法铸坯的中心部 的固相率为O.l ~ 0.3的时刻，开始利用水量密度为25~ 100L/ (min.m2)的水冷却进行铸坯的表面冷却，继续上述水量密 度的冷却直到铸坯的中心部的固相率为0.8以上，由此降低发生 在铸坯中心部的中心疏松(center porosity )。在此，所谓固相 率是指在固、液共存相中固相占有的比率。在该先行文献中， 未明确示出轴心部裂紋的发生机理和轴心部裂紋的降低条件。通过控制冷却水的比水量，来控制铸坯的冷却，从而改善铸坯的内部品质的方法被日本特开平8-332556号公报和日本 4争开2001—62550号7>才艮/>开。在上述的日本特开平8-332556号公报中所公开的方法是 可降低铸坯中心部的中心疏松、防止轴心部裂紋的方法，但在 凝固时作为初晶生成了铁素体相的钢中，有时发生了轴心部裂 紋。根据日本特开2001-62550号公报所公开的方法可使铸坯中 心部的收缩速度大于表面的收缩速度，可降低发生在铸坯中心 部的中心疏+>或中心偏析，但与上述日本特开平8-332556号7> 报所公开的方法同样，在凝固时作为初晶生成铁素体相的钢中， 有时发生了轴心部裂紋。因此，上述两公报所公开的方法在这 些方面还有改善的余地。在日本特开2003-117643号公报中7>开了如下方法通过 凝固末期的二次冷却来冷却铸坯的表面，利用铸坯表面的凝固 壳的收缩，来实现降低宏观偏析、部分宏观偏析、中心疏松等。 不过，在凝固时作为初晶生成铁素体相的钢中，有时发生轴心 部裂紋，还需要进一步改善。并且，本专利技术人在日本特开2004-330252号公才艮中提出了 圆形铸坯的连续铸造方法在铸造C含有率为0. l质量％以下的 钢或Cr含有率为1质量％以上，且C含有率为0.15质量。/o以下的 圆形铸坯的方法中，从铸坯在刚出铸模之后实施二次冷却，之 后，从铸坯表面温度达到950 ~ 1IOCTC的范围的时刻继续该凝 固末期二次冷却，直到铸坯的中心部完全凝固。但是，这些冷 却方法在铸坯的直径大时，凝固壳的热阻力增大，因此冷却效 果难以达到轴心部，无法得到充足的裂紋的改善效果。另 一方面，作为无缝管的代表性的制造方法所采用的满乃 斯曼穿孔轧制方式的制管法将加热到规定温度的实心钢坯送到穿轧机，对其轴心部进行穿孔轧制，由此制造中空管。接着， 中空管经由芯棒式无缝管轧机的延伸轧制工序、再加热或直接 地经由拉伸缩径轧才几或定径轧才几的定径轧制工序，还经由精整 工序形成制品的无缝管。在穿孔轧制工序中，使钢坯沿着礼制线轧制，因此使由辊 轴心线相对于该轧制线倾斜的筒形(鼓形)或锥形构成的一对 倾斜辊相对配置。并且，使保持在配置于轧制线上的芯棒式无 缝管轧机上的顶头位于这些倾斜辊间。作为定径轧机，有时也使用锥形的倾斜辊。图l是示意地说明在穿孔轧制工序所使用的锥形的倾斜辊的配置的图。并且，图2是说明上述图1的A-A箭头所示的锥形 倾斜辊的配置的图。倾斜辊l包括其中间部为辊径Dg的辊圆凿部la、随着朝向 该辊圆凿部la的进入侧端部而缩径的呈大致锥台形状的入口 面lb以及随着朝向出侧端部而直径扩大的呈大致锥台状的出 口面lc,作为整体具有锥型的形状。该倾斜辊1轴对称地配置，使得辊轴心线相对于轧制线X - X 分别呈交叉角Y。并且，如图2所示，倾斜辊l配置成相对于轧 制线X-X呈倾斜角P。另一方面，图2未示出的另一方倾斜辊1 也夹着轧制线以倾斜角P相互向相反方向倾斜地相对配置。该倾斜辊l直接与各自的驱动装置4接合。由此，各倾斜辊 1—边确保交叉角Y和倾斜角0 ， 一边以辊轴心线为中心旋转， 对钢坯3付与;5走转运动。顶头2整体呈炮弹形状，将其后端部支持于芯棒M的顶端 部，芯棒M的后端部与未图示的推力轴承装置连结。输送到上述构成的定径机的钢坯3在通过倾斜辊的间隙期 间一边旋转一边被倾斜辊1和顶头2轧制，成为中空管。说明该穿孔轧制工序中的中空管内表面缺陷的发生机理。 钢坯在咬入倾斜辊而到达顶头顶端部之前的期间，通过一对倾 斜辊旋转的同时一皮压缩加工。此时，通过所谓的"走转锻造效 果"，钢坯的中心部变脆，成为易于穿孔的状态。在该旋转锻造 效果的影响过大时，在中心部发生空隙。在极端的情况下，中 心部被破坏，发生放射状的裂紋缺陷。即使穿孔轧制前的钢坯 不存在轴心内部裂紋时，由于上述那样的"旋转锻造效果"发 生的中心部空隙和中心部裂紋缺陷可成为穿孔轧制后的中空管 的内表面缺陷。还在钢坯为易于发生中心偏析和中心疏松的连续铸造材料、易于发生5铁素体的含有5。/。以上的Cr的不锈钢、不是铁而 是残存有铜、铜合金等铸造组织、加工性差的材料的情况下， 在其被穿孔轧制时，有助于中空管的内表面缺陷的发生。不过，为了防止穿孔轧制工序中发生中空管的内表面缺陷， 以往提出了各种方法。例如，日本特开平03-13222号公报、日 本净争开昭61 —3605号7>氺艮、曰本净争开2000—140911号/^寸艮中7>开了使钢坯外径压下率、倾斜辊开度等钢坯、顶头与倾斜辊的 几何学上的位置条件合理化的方法。但是，上述日本特开平03-13222号公报所公开的方法在钢 坯的顶部比防止发生内表面缺陷更重^L咬入性。日本特开昭 61-3605号公报所公开的方法虽可防止在被轧制材料上发生内 表面缺陷，但有可能引起咬入不良等所导致的轧制失败(以下 也称为"misroir)。并且，日本特开2000-140911号公报所公 开的方法与日本特开平03-13222号公报同样，不能充分防止在 钢坯的顶部发生内表面缺陷
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种，该无缝管的 制造方法主要着眼于无缝管制造工序中，在圆形铸坯的连续铸 造工序和穿孔轧制工序中，防止发生内表面缺陷，包括显著 降低成为内表面缺陷的主要原因的铸坯的轴心部裂紋的圆形铸 坯的连续铸造工序、对铸造的圆形钢坯继续穿孔轧制之际，并 存防止发生轧制失败和防止发生中空管内表面缺陷这两种效果 的穿孔轧制工序，可制造内表面缺陷少的高品质的制品。本专利技术人研究了以高生产率为前提可制造内表面缺陷少的中空管的，得到下述(a) ~ ( f)见解，完成 了本专利技术。(a) 铁素体相的强度小于奥氏体相的强度，C含有率为O.l 质量％(下面，质量％简称为"％")以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无缝管的制造方法，其特征在于，包括连续铸造工序，该连续铸造工序使圆形铸坯的横截面中央部的至少直径６０ｍｍ以内的领域全部为等轴晶组织，同时在中心部固相率处于大于０且小于等于１．０的范围，一边进行圆形铸坯表面的冷却速度为１０℃／分钟以下的缓慢冷却，一边铸造碳含有率为０．１质量％以下且铸坯横截面的直径超过３００ｍｍ的圆形铸坯。

【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：山中章裕，足立学，山川富夫，中池纮嗣，下田一宗，安乐敏朗，
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]