[發明專利]無縫管的制造方法

有效

• 申請號: 201180059427.3
• 申請日: 2011-12-06
• 公開（公告）號: CN103249503A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 齋藤建一;下田一宗;山川富夫
• 申請（專利權）人: 新日鐵住金株式會社
• 主分類號: B21B19/04
• 分類號: B21B19/04;B21B23/00;B21B25/00
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會華

技術領域

本發明涉及一種利用曼內斯曼制管法制造無縫管的制造方法，特別是涉及一種謀求在使用穿孔機對鋼坯進行穿孔軋制時防止由鋼坯內的中心偏析和疏松引發而產生于管內表面上的缺陷發生的無縫管的制造方法。

背景技術

無縫管能夠利用曼內斯曼制管法進行制造。該制管法包括以下步驟：

（1）利用穿孔機（穿軋機）對加熱至預定溫度后的圓鋼坯進行穿孔軋制而形成空心管坯（空心毛坯管）；

（2）利用延伸軋制機（例：芯棒式無縫管軋機）對空心管坯進行延伸軋制；

（3）利用定徑軋制機（例：拉伸縮徑軋機）將延伸軋制而成的空心管坯定徑軋制為預定的外徑與壁厚。

作為上述步驟中的穿孔軋制所使用的穿孔機的主要結構要素，包括多個傾斜軋輥、頂頭以及推進機。推進機沿軋制線配置在穿孔機的進入側。頂頭沿軋制線配置在穿孔機的移出側。傾斜軋輥以相對于軋制線具有預定的交叉角和傾斜角的狀態相對地配置在頂頭的周圍。

在利用穿孔機所進行的穿孔軋制中，通過將被加熱爐加熱了的鋼坯供給至軋制線上，通過利用推進機推壓該鋼坯的后端而沿軋制線向傾斜軋輥和頂頭輸送，使該鋼坯的前端被傾斜軋輥咬入。之后，被咬入到傾斜軋輥間的鋼坯一邊伴隨著傾斜軋輥的旋轉在軋制線上旋轉一邊繼續前進。此時，鋼坯因旋轉鍛造效果而在直到頂頭頂端為止的中心部分逐步產生有曼內斯曼破壞進而變脆，利用與該中心部分相接觸的頂頭和與外周相接觸的傾斜軋輥逐步地施加壁厚加工，從而形成空心管坯。

通過對橫截面被鑄造為圓形的連續鑄造而成的鋼坯、鑄坯實施初軋等熱塑性加工而對橫截面被精加工為圓形的鋼坯實施穿孔軋制。在這樣的鋼坯的內部或多或少地產生有中心偏析、疏松，特別是在不銹鋼等合金鋼的情況下，中心偏析、疏松較為明顯。因此，起因于鋼坯內的中心偏析、疏松，因穿孔軋制時的旋轉鍛造效果與伴隨著壁厚加工帶來的附加的剪切變形而在穿孔后的空心管坯的內表面上產生有葉狀、魚鰭狀或鱗狀的缺陷（以下，也稱作“內表面缺陷”）。

謀求在穿孔軋制時防止內表面缺陷的產生的現有技術如下。

在專利文獻1中公開有如下無縫管的制造方法：將傾斜軋輥的旋轉數限制在周速小于每秒4.5m，并且利用推進機對鋼坯施加背壓直到鋼坯被穩定地咬入傾斜軋輥間為止。進而，在相同文獻所公開的技術中，以如下條件進行穿孔軋制，即，根據頂頭頂端位置處的傾斜軋輥的間隔“d”與鋼坯的直徑“D”之比例定義的頂頭頂端壓縮比“d／D”為97%以上。

在專利文獻2中公開有如下推進機，其能夠改變前進速度和背壓力，并對鋼坯施加背壓直到鋼坯被穩定地咬入到傾斜軋輥間。另外，在相同文獻中記載有如下內容：以與定義上述專利文獻1所示的頂頭頂端壓縮比的方式相同的方式定義的壓縮比“頂頭頂端位置處的輥間隔／鋼坯直徑”越大，越需要增大推進機的背壓，作為該壓縮比，表示有98%、98.5%、98.9%以及99.1%。

在專利文獻3中公開有如下無縫管的制造方法：在從鋼坯被咬入到傾斜軋輥間而與頂頭相接觸后直至穿孔軋制達到穩定狀態的期間，利用推進機推壓鋼坯，以使鋼坯的前進速度形達到穩定狀態下的前進速度以上。進而，在相同文獻中所公開的技術中，以如下條件進行穿孔軋制：傾斜軋輥的圓鑿部的輥徑“Dg”與鋼坯的直徑“d”之比“Dg／d”為4.5以上，并且，在根據圓鑿部的輥間隔“Rg”與鋼坯直徑“d”之比所定義的圓鑿部牽伸比“Rg／d”滿足與根據穿孔后的空心管坯的長度“L1”與鋼坯的長度“L0”之比所定義的穿孔軋制比“L1／L0”相對應的限定范圍的條件下，進行穿孔軋制。

在專利文獻4中公開有如下無縫管的制造方法：滿足由下述（a）式所定義的頂頭頂端壓縮比（TDF）為0.04以下、或／及該頂頭頂端壓縮比（TDF）乘以鋼坯旋轉數“N”的積的平方根“（TDF×N）^0.5”為0，4以下的條件，并且以與定義上述專利文獻3所示的圓鑿部牽伸比的方式相同的方式定義的圓鑿壓下比滿足與同上述專利文獻3相同的穿孔軋制比相對應的限定范圍。

TDF＝1－（d1／Bd）…（a）

但是，在上述（a）式中，

Bd：鋼坯的直徑［mm］，以及

d1：頂頭頂端位置處的傾斜軋輥的間隔［mm］。