[发明专利]无缝金属管的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及无缝金属管的制造方法。

背景技术

作为无缝金属管的制造方法，有冲压方式的玻璃润滑剂高速挤压法(Ugine sejournet process)、倾斜轧制方式的曼内斯曼法(Mannesmann process)。

在玻璃润滑剂高速挤压法中，准备通过机械加工或穿孔冲压而在轴心处形成了贯通孔的中空的圆钢坯。然后，利用挤出装置，对中空的圆钢坯进行热挤出加工，从而制造无缝金属管。

在曼内斯曼法中，使用穿孔机将圆钢坯穿孔轧制，制造空心管坯(Hollow Shell)。用轧机将所制造的空心管坯拉伸轧制，使空心管坯直径减小和/或薄壁化，制造无缝金属管。轧机例如是柱塞轧管机(plug mill)、芯棒式轧管机(mandrel mill)、皮尔格式轧机(Pilger mill)、定径机(sizer)等。

玻璃润滑剂高速挤压法可以对圆钢坯施加高加工度，制管性优异。高合金一般具有高的变形阻力。因此，由高合金形成的无缝金属管主要通过玻璃润滑剂高速挤压法制造。

然而，与曼内斯曼法比较，玻璃润滑剂高速挤压法的生产效率较低。与此相对，曼内斯曼法的生产效率高，还可制造大径管、长管。因此，为了制造高合金的无缝金属管，相比于玻璃润滑剂高速挤压法，优选利用曼内斯曼法。

然而，在通过曼内斯曼法制造的高合金的无缝金属管的内表面有时发生因熔融裂纹引起的内表面瑕疵。熔融裂纹是由于空心管坯壁内的晶界熔融而产生的。如上所述，高合金具有高的变形阻力。此外，高合金的Ni含量高时，相图中的固相线温度低。使用穿孔机将这种高合金穿孔轧制时，变形阻力高，加工发热相应增大。在穿孔轧制中的钢坯内，因加工发热而出现温度在钢坯的熔点附近或者超过熔点的部分。在该部分中，晶界熔融、产生裂纹。这种裂纹被称为熔融裂纹。

抑制空心管坯发生内表面瑕疵的技术在日本特开2002-239612号公报(专利文献1)、日本特开平5-277516号公报(专利文献2)、日本特开平4-187310号公报(专利文献3)中有提及。

专利文献1和2公开了如下事项。专利文献1和2的目的是制造由SUS304等奥氏体系不锈钢形成的无缝钢管。专利文献1和2中，通过机械加工将原料制成空心管坯，而后装入到加热炉中。然后，使用穿孔机将加热了的空心管坯拉伸轧制。拉伸轧制空心管坯时的加工量低于实心的圆钢坯。因此，加工发热量减低，内表面瑕疵的发生被抑制。

专利文献3公开了如下的事项。专利文献3采用在曼内斯曼法中利用2个穿孔机(穿孔机和延伸轧机(elongator))的所谓“两次穿孔(double-piercing)”方式的制造方法。专利文献3的目的是在延伸轧机中抑制空心管坯内表面瑕疵的发生。专利文献3中，调整延伸轧机的辊倾角及拉伸比，从而减低延伸轧机的轧制负荷。由此，内表面瑕疵的发生被抑制。作为其他相关的文献，有日本特开昭64-27707号公报。

发明内容

然而，专利文献1和专利文献2中，通过机械加工将钢坯制成空心管坯。利用机械加工的空心管坯的成本高，因此无缝金属管的制造成本也变高。此外，通过机械加工制造空心管坯时，生产效率降低。

此外，在专利文献3中，虽然调整延伸轧机的辊倾角及拉伸比而减低了延伸轧机的轧制负荷，但依然存在因熔融裂纹引发内表面瑕疵的情况。

本发明的目的在于提供可抑制因熔融裂纹引发的内表面瑕疵的无缝金属管的制造方法。

本实施方式的无缝金属管的制造方法包括：在第一加热炉中将按质量％计含有Cr：20～30％和Ni：超过22％且60％以下的高合金加热的工序；使用第一穿孔机将在第一加热炉被加热了的高合金穿孔轧制从而制造空心管坯的工序；在第二加热炉中将空心管坯加热的工序；以及使用第一穿孔机或不同于第一穿孔机的第二穿孔机将在第二加热炉被加热了的空心管坯拉伸轧制的工序。

本实施方式的无缝金属管的制造方法可抑制因熔融裂纹引发的内表面瑕疵。

附图说明

图1是本实施方式的无缝金属管的制造线的整体构成图。

图2所示为本实施方式的无缝金属管的制造工序的流程图。

图3是图1中的加热炉的示意图。

图4是图1中的穿孔机的示意图。

图5所示为利用第一穿孔机穿孔轧制后，不再加热而利用第二穿孔机实施拉伸轧制时的各工序中的空心管坯的内表面、外表面和壁内的温度的变化图。

图6所示为使用第二加热炉将穿孔轧制后的空心管坯再加热后，利用第二穿孔机实施拉伸轧制时的各工序中的空心管坯的内表面、外表面和壁内的温度的变化图。