[发明专利]无缝不锈钢钢管的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及经过穿孔轧制工序、芯棒连轧管机轧制等的使用芯棒的延伸轧制工序、和张力减径机轧制等的定径轧制，并进行制品热处理，或根据需要实施冷加工后，再进行制品热处理的无缝不锈钢钢管的制造方法，更详细地说，是涉及这样一种无缝不锈钢钢管的制造方法，即使经芯棒连轧管机轧制等的延伸轧制，用于芯棒的润滑剂和来自制造线的石墨污染导致在管内面形成渗碳层，在其后的制品热处理或冷加工前的荒管软化热处理，或者冷加工后的制品热处理中，也能够使渗碳层脱碳。 

背景技术

进行穿孔轧制、芯棒连轧管机轧制等的使用芯棒的延伸轧制和张力减径机轧制等的定径轧制而得到的无缝管，进一步根据需要以其为荒管进行冷加工而得到的无缝管的制造，通常以如下方式进行。以下，在使此轧制方法为延伸轧制而应用芯棒连轧管机轧制，以及作为定径轧制而应用张力减径机轧制的情况下进行说明。 

使用回转炉床式等的加热炉将圆钢坯(板坯)加热至规定温度(通常为1150～1250℃)，使该圆钢坯通过倾斜辊穿孔轧机而成形为中空的空心管坯(hollow shell)。接着，在该空心管坯内插入涂布有润滑剂的芯棒，通过由7～9台构成的芯棒连轧管机组，以1轧道粗轧制成规定尺寸的精轧用荒管。 

在该粗轧后，将精轧用荒管装入加热炉并再加热(通常为900～1000℃)，只对管外面吹送高压水而进行除鳞后，利用张力减径轧机轧制。再根据需要，将通过张力减径机轧制得到的管作为冷加工用荒管，经过利用拔管机进行的拉拔加工和利用皮尔格轧机(Pilger mill)这样使用了孔型辊进行冷轧的冷加工，得到成为制品的无缝管。

在上述的无缝管的热轧时，利用芯棒连轧管机进行粗轧时所使用的芯棒，被插入高温状态(通常为1100～1200℃)的空心管坯内，被曝露在容易与空心管坯烧粘的状态下。另外，芯棒连轧管机轧制后的管形状和壁厚尺寸，会受到轧制时的辊转速和辊孔型形状的影响，并且还会受到由芯棒和空心管坯之间的摩擦带来的影响。因此，为了防止芯棒与空心管坯发生烧粘，并且使之与空心管坯的摩擦适度，以便得到规定的管形状和壁厚尺寸，从而在芯棒的外表面涂布润滑剂。 

作为这样的润滑剂，例如有特公昭59-37317号公报所示的廉价并具有非常优异的润滑特性的以石墨为主要成分的水溶性润滑剂，该石墨系的润滑剂历来被大量使用。但是，特别在以含有Cr达10～30质量％的不锈钢为原材的情况下，若使用涂布有以石墨为主要成分的润滑剂的芯棒来进行粗轧，则在轧制时会发生渗碳现象，在管的内表面侧会发生碳浓度比母材高的渗碳层。 

发生在管内表面的渗碳层，其发生主要是由于在芯棒连轧管机轧制时，作为内面润滑剂的主要成分的石墨和有机粘合剂中的碳的一部分作为CO气体化而浸入到钢中。其结果是存在如下情况：距管的内表面沿壁厚方向至0.5mm左右的壁厚部分的碳浓度比母材的碳含量变高约0.1质量％左右，超过规格等规定的碳(C)含量的基准的上限值。 

如此超过规定的基准而残存的渗碳层部分，使不锈钢中形成作为耐腐蚀性皮膜的不动态皮膜的主要成分的Cr被作为碳化物固定，因此管内面的耐腐蚀性显著劣化。 

因此，在管内表面发生了渗碳层的无缝不锈钢钢管，不能直接作为制品上市，因此要进行消除渗碳层部分的方法。例如，全面研磨残存有渗碳层的管内表面，在特开平9-201604号公报中提出用于脱碳的特殊的热处理，其是在精轧后进行除鳞以使管内面的氧化皮的厚度减少，而后在氧化性气氛中在1050～1250℃加热保持3～20分钟。但是，在使这些渗碳层部分消除的方法中，存在其处理需要大量的工时和费用的问题。 

此外，在特开平8-90043号公报中提出，在精轧用荒管的再加热处理中，作为钢管内面的气氛用含有10％以上的水蒸气的气体，满足这一点之后，以980～1080℃加热2～10分钟。而且在实施例中记述，若水蒸气为 0～9％的范围，则在腐蚀试验中会发生裂纹。但是，在特开平8-90043号公报的制造方法中，为了使10％以上的水蒸气持续通过管内面，需要大规模的水蒸气制造装置，因此对于大量生产来说不适宜。另外，在精轧后需要进行用于脱碳的固溶热处理。 

另外，特开平4-168221号公报中，提出一种将使用石墨系润滑剂进行了芯棒连轧管机轧制的精轧用荒管，以氧浓度为6～15％的气氛，在950～1200℃的温度域保持10～30分钟后进行精轧的奥氏体系不锈钢钢管的制造方法。但是，特开平4-168221号公报的制造方法中，因为精轧用荒管的热处理要花费长时间，所以氧化皮损耗大，从成品率的观点出发是不现实的。