[发明专利]无缝管的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用曼内斯曼制管法制造无缝管的制造方法，特别是涉及一种谋求在使用穿孔机对钢坯进行穿孔轧制时防止由钢坯内的中心偏析和疏松引发而产生于管内表面上的缺陷发生的无缝管的制造方法。

背景技术

无缝管能够利用曼内斯曼制管法进行制造。该制管法包括以下步骤：

（1）利用穿孔机（穿轧机）对加热至预定温度后的圆钢坯进行穿孔轧制而形成空心管坯（空心毛坯管）；

（2）利用延伸轧制机（例：芯棒式无缝管轧机）对空心管坯进行延伸轧制；

（3）利用定径轧制机（例：拉伸缩径轧机）将延伸轧制而成的空心管坯定径轧制为预定的外径与壁厚。

作为上述步骤中的穿孔轧制所使用的穿孔机的主要结构要素，包括多个倾斜轧辊、顶头以及推进机。推进机沿轧制线配置在穿孔机的进入侧。顶头沿轧制线配置在穿孔机的移出侧。倾斜轧辊以相对于轧制线具有预定的交叉角和倾斜角的状态相对地配置在顶头的周围。

在利用穿孔机所进行的穿孔轧制中，通过将被加热炉加热了的钢坯供给至轧制线上，通过利用推进机推压该钢坯的后端而沿轧制线向倾斜轧辊和顶头输送，使该钢坯的前端被倾斜轧辊咬入。之后，被咬入到倾斜轧辊间的钢坯一边伴随着倾斜轧辊的旋转在轧制线上旋转一边继续前进。此时，钢坯因旋转锻造效果而在直到顶头顶端为止的中心部分逐步产生有曼内斯曼破坏进而变脆，利用与该中心部分相接触的顶头和与外周相接触的倾斜轧辊逐步地施加壁厚加工，从而形成空心管坯。

通过对横截面被铸造为圆形的连续铸造而成的钢坯、铸坯实施初轧等热塑性加工而对横截面被精加工为圆形的钢坯实施穿孔轧制。在这样的钢坯的内部或多或少地产生有中心偏析、疏松，特别是在不锈钢等合金钢的情况下，中心偏析、疏松较为明显。因此，起因于钢坯内的中心偏析、疏松，因穿孔轧制时的旋转锻造效果与伴随着壁厚加工带来的附加的剪切变形而在穿孔后的空心管坯的内表面上产生有叶状、鱼鳍状或鳞状的缺陷（以下，也称作“内表面缺陷”）。

谋求在穿孔轧制时防止内表面缺陷的产生的现有技术如下。

在专利文献1中公开有如下无缝管的制造方法：将倾斜轧辊的旋转数限制在周速小于每秒4.5m，并且利用推进机对钢坯施加背压直到钢坯被稳定地咬入倾斜轧辊间为止。进而，在相同文献所公开的技术中，以如下条件进行穿孔轧制，即，根据顶头顶端位置处的倾斜轧辊的间隔“d”与钢坯的直径“D”之比例定义的顶头顶端压缩比“d／D”为97%以上。

在专利文献2中公开有如下推进机，其能够改变前进速度和背压力，并对钢坯施加背压直到钢坯被稳定地咬入到倾斜轧辊间。另外，在相同文献中记载有如下内容：以与定义上述专利文献1所示的顶头顶端压缩比的方式相同的方式定义的压缩比“顶头顶端位置处的辊间隔／钢坯直径”越大，越需要增大推进机的背压，作为该压缩比，表示有98%、98.5%、98.9%以及99.1%。

在专利文献3中公开有如下无缝管的制造方法：在从钢坯被咬入到倾斜轧辊间而与顶头相接触后直至穿孔轧制达到稳定状态的期间，利用推进机推压钢坯，以使钢坯的前进速度形达到稳定状态下的前进速度以上。进而，在相同文献中所公开的技术中，以如下条件进行穿孔轧制：倾斜轧辊的圆凿部的辊径“Dg”与钢坯的直径“d”之比“Dg／d”为4.5以上，并且，在根据圆凿部的辊间隔“Rg”与钢坯直径“d”之比所定义的圆凿部牵伸比“Rg／d”满足与根据穿孔后的空心管坯的长度“L1”与钢坯的长度“L0”之比所定义的穿孔轧制比“L1／L0”相对应的限定范围的条件下，进行穿孔轧制。

在专利文献4中公开有如下无缝管的制造方法：满足由下述（a）式所定义的顶头顶端压缩比（TDF）为0.04以下、或／及该顶头顶端压缩比（TDF）乘以钢坯旋转数“N”的积的平方根“（TDF×N）^0.5”为0，4以下的条件，并且以与定义上述专利文献3所示的圆凿部牵伸比的方式相同的方式定义的圆凿压下比满足与同上述专利文献3相同的穿孔轧制比相对应的限定范围。

TDF＝1－（d1／Bd）…（a）

但是，在上述（a）式中，

Bd：钢坯的直径［mm］，以及

d1：顶头顶端位置处的倾斜轧辊的间隔［mm］。