[发明专利]无缝方形钢管的制造方法

说明书

本发明提供能够得到在降低设备负荷的同时具有与以往同等的角部S值的无缝方形钢管的无缝方形钢管的制造方法。上述无缝方形钢管的制造方法中，将方坯穿孔而制成圆筒状坯管，利用具备多个方管成型机架的定型轧机将上述圆筒状坯管进行热轧而成型为方形管，上述定型轧机中的方管成型机架的数量n为3以上，第1方管成型机架的外径缩径比Δr1、第2方管成型机架的外径缩径比Δr2以及总方管成型机架的外径缩径比R满足下述式(1)和式(2)。(Δr1+Δr2)/R≥0.70…(1)Δr2‑0.01≤Δr1≤Δr2+0.01…(2)。

技术领域

本发明涉及无缝方形钢管(seamless square steel pipe or tube)的制造方法，特别涉及能够得到在降低设备负荷的同时具有与以往同等的角部S值的无缝方形钢管的无缝方形钢管的制造方法。

背景技术

近年来，在一般结构用、建筑材料用等各种用途中使用方形钢管。其中，无缝方形钢管于方形焊接钢管相比具有能够实现厚壁化，得到高的强度的特征。因此，无缝方形钢管特别一直用于建筑材料用途。

作为制造无缝方形钢管的方法，提出了利用热无缝成型的方法。该方法中，首先，将作为起始材料的方坯用加热炉加热后，利用穿孔器进行穿孔而制成圆筒状坯管。其后，将上述圆筒状坯管用延伸轧机(扩管用)、芯棒轧机(延伸用)、均整轧机(磨管用)等处理后，用再加热炉加热，接着，利用定型轧机(定径机)进行热轧制成无缝方形钢管。

图1是表示无缝方形钢管的制造中使用的定型轧机10的轧制机架构成的一个例子的示意图。定型轧机10是将多个轧制机架串联配置的轧机，定型轧机10的前段(上游侧)配置有具备具有圆形的孔型(caliber)的辊的机架11，后段(下游侧)配置有具备具有方形的孔型的辊的方管成型机架12。而且，利用前段的机架11以成为规定的外径的圆形剖面的方式进行轧制后，利用后段的方管成型机架12成型为方形剖面。应予说明，图1中例示的定型轧机10为2个辊、8个机架构成，后半的4个机架为方管成型机架。

这样，通过辊成型从圆形剖面成型为方形剖面，因此，如图2所示，无缝方形钢管的角部具有一定程度的圆度。而且，作为评价角部的圆度的指标之一，使用JIS G 3466中作为“角部的尺寸(corner dimension)”规定的S值。

一般而言，从设计性、用于连接梁和柱的接头时的性能等的观点考虑，要求无缝方形钢管为尖锐的角的形状，即S值小。因此，对用于制造S值小的无缝方形钢管的方法进行了研究。

例如，专利文献1中，提出了通过以定型轧机的多个方管成型机架的外径缩径比(outside diameter reduction)满足规定的关系的方式控制轧制条件，得到角部的曲率小、并且边平坦的无缝方形钢管的方法。

另外，专利文献2中，提出了通过定型轧机的最初的方管成型机架的周长减少率(perimeter reduction rate)、S值以及壁厚t满足规定的关系的方式控制轧制条件，得到角部的曲率小且，边平坦的无缝方形钢管的方法。

技术文献

现有技术文献

专利文献1：日本特开平11-104711号公报

专利文献2：日本特开平10-258303号公报

发明内容

采用上述专利文献1、2中提出的技术，能够得到S值小的无缝方形钢管。但是，以专利文献1、2为首的以往的技术中，为了减小S值，必须使定型轧机的最初的(第1)方管成型机架的减径率(reduction in diameter)大幅大于其他机架。

图3的实线是摘录专利文献2的图4中的壁厚t＝20～30mm的实验结果的线。这里，图3的横轴为第1方管成型机架的外径缩径比Δr1，纵轴(左侧)为S值与壁厚t之比(S/t)。S/t的值随着Δr1增大而降低。即，上述实验结果表明为了减小S值，必须使第1方管成型机架的外径缩径比Δr1变高。