CN101626849A - 双相不锈钢管的制造方法、矫正方法、强度调整方法以及矫直机的操作方法 - Google Patents

双相不锈钢管的制造方法、矫正方法、强度调整方法以及矫直机的操作方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供双相不锈钢管的制造方法、矫正方法、强度调整方法以及矫直机的操作方法。其中，在使用多级辊式管矫直机对双相不锈钢管进行矫直时，在不需要改善机械强度时将下述式(1)所定义的A值调整为在2.0％以下，在需要改善机械强度时将下述式(1)所定义的A值调整为大于2.0％且为3％以下。由此，调整双相不锈钢管的机械强度。A＝(Di－Hi)/Di …(1)。其中，式(1)的各符号的意思如下所述。Di：矫直机的第i轧机进入侧的管的外径(mm)。Hi：矫直机的第i轧机的辊槽底部间隔(mm)。

Description

双相不锈钢管的制造方法、矫正方法、强度调整方法以及矫直机的操作方法
技术领域
本发明涉及一种双相不锈钢管的制造方法，特别是涉及一种在双相不锈钢管的制造工序中使用的矫直机(矫直机)的矫正方法。
背景技术
在此，由于双相不锈钢的铁素体相和奥氏体相是均匀地分散的，因此与奥氏体不锈钢或铁素体不锈钢相比，双相不锈钢是强度高的材料。因而，双相不锈钢能够易于进行强加工，出于加工方面的经济性考虑，以前就用于广泛的领域中。特别是，高Cr、高Mo的双相不锈钢还具有优异的耐腐蚀性，因此能够作为换热器用、石油、化学工业用的工艺管道、管道用途而应用在许多领域中。
例如，在专利文献1中公开了一种含有具备固溶强化功能的Cr、Mo、N等元素的耐海水性优异的高强度双相不锈钢。在专利文献2以及3中公开了一种除了含有上述的Cr、Mo、N、还含有W从而更加提高了耐腐蚀性的高强度双相不锈钢。
在专利文献4中公开了一种双相不锈钢管的制造方法。在该方法中，准备具有规定的化学成分、参数PI(＝10C+16N+Si+1.2Mn+Ni+Co+Cr+3Mo)为35以上的双相不锈钢管，之后，通过热加工制造管坯、实施以断面减少率计为10％以上的冷加工或温热加工以及固溶加热处理。固溶加热处理是通过在以规定速度升高了600～900℃的温度范围之后、在1020～1180℃的温度范围内均热1分钟以上、之后急速冷却来进行的。
如上述专利文献所述，以往通过调整化学成分、调整固溶热处理条件等来调整双相不锈钢管的机械强度。
但是，双相不锈钢管是在采用定径机、切割机等调整了管坯的尺寸之后、使用矫直机去除管的弯曲而使该管形成为笔直形状、并且对椭圆形状的外形进行矫正而进行的。
关于无缝钢管的矫正方法，在专利文献5中公开了这样一种方法：利用多辊矫直机和双辊矫直机进行矫直，从而提高整个管的笔直度，在切割工序中减少端部切割量，上述多辊矫直机由将凹辊相面对地配置或呈交错状地配置而成的多个轧机构成，上述双辊矫直机通过组合1对凹辊-凹辊或1对凹辊-凸辊而成。
图1是表示多级辊式管矫直机的例子的示意图。如图1所示，多级辊式管矫直机(矫直机)包括3个以上具有孔型轧辊对R、R的轧机。孔型轧辊对的各辊R、R彼此带有倾斜角地相面对。至少1个轧机(在图1所示的例子中是#2)使其孔型中心轴不会与其他轧机的孔型中心轴重合地配置。(以下将该种配置叫做“偏置”。)。另外，配置在各轧机上的孔型轧辊对R、R的槽底部间隔小于各轧机进入侧的管P的外径，因此管P在各轧机中通过时被滚压。在多级辊式管矫直机中，管P是在沿周向旋转的同时沿图1的箭头方向被运送的，因此弯曲、截面形状等被矫正。
辊式管矫直机的偏置量以及滚压量是决定管P的矫直效果的重要因素，关于上述偏置量、滚压量的设定方法，申请人提出了各种方法。
例如，申请人在专利文献6中提出了一种测量在配置于各轧机上的孔型轧辊上产生的负荷、为了使其成为预先设定的适当的负荷而设定偏置量以及滚压量的方法。
申请人在专利文献7中提出了一种预测孔型轧辊的磨损量、根据磨损量设定偏置量、滚压量等的方法，在专利文献8中提出了一种根据矫直过程中的管的变形趋势的理论模式设定偏置量以及滚压量的方法。
专利文献1：日本特开昭62-56556号公报
专利文献2：日本特开平5-132741号公报
专利文献3：日本特开平8-170153号公报
专利文献4：日本特开2002-241838号公报
专利文献5：日本特开2005-138164号公报
专利文献6：日本特开2001-179340号公报
专利文献7：日本特开平2-207921号公报
专利文献8：日本特公平4-72619号公报
本发明人研究了采用除了调整化学成分或调整固溶热处理条件之外的手段来调整双相不锈钢管的机械强度的方法。结果，着眼于用于确保钢管的直线性以及圆度的矫直机。本发明人进行了潜心研究，发现通过调整矫直机的滚压量能够调整双相不锈钢管的机械强度，从而完成了本发明。
另外，如上所述，在涉及矫直机的专利文献5～8中，虽然对提高、稳定矫直效果这样的事项进行了研究，但是关于将矫直机用于调整双相不锈钢管的机械强度，没有进行任何研究。
发明内容
本发明的目的在于提供能够采用除了调整化学成分或调整固溶热处理条件之外的手段调整双相不锈钢管的机械强度的双相不锈钢管的制造方法、矫正方法、强度调整方法以及矫直机的操作方法。
本发明的主旨在于下述(A)所示的双相不锈钢管的制造方法、下述(B)所示的强度调整方法、下述(C)所示的矫正方法以及下述(D)所示的矫直机的操作方法。
(A)一种双相不锈钢管的制造方法，其特征在于，在使用多级辊式管矫直机由相面对的孔型轧辊对对双相不锈钢管进行矫直时，下述式(1)所定义的A值大于2.0％且为3％以下，
A＝(Di-Hi)/Di    …(1)
其中，式(1)的各符号的意思如下所述：
Di：矫直机的第i轧机进入侧处的管的外径(mm)
Hi：矫直机的第i轧机的辊槽底部间隔(mm)。
(B)一种双相不锈钢管的强度调整方法，其特征在于，在使用多级辊式管矫直机由相面对的孔型轧辊对对双相不锈钢管进行矫直时，下述式(1)所定义的A值大于2.0％且为3％以下，
A＝(Di-Hi)/Di    …(1)
其中，式(1)的各符号的意思如下所述：
Di：矫直机的第i轧机进入侧的管的外径(mm)
Hi：矫直机的第i轧机的辊槽底部间隔(mm)。
(C)一种双相不锈钢管的矫正方法，其特征在于，在使用多级辊式管矫直机由相面对的孔型轧辊对对双相不锈钢管进行矫直时，下述式(1)所定义的A值大于2.0％且为3％以下，
A＝(Di-Hi)/Di    …(1)
其中，式(1)的各符号的意思如下所述：
Di：矫直机的第i轧机进入侧的管的外径(mm)
Hi：矫直机的第i轧机的辊槽底部间隔(mm)。
(D)一种矫直机的操作方法，其特征在于，在使用多级辊式管矫直机由相面对的孔型轧辊对对双相不锈钢管进行矫直时，在不需要改善机械强度时将下述式(1)所定义的A值调整为2.0％以下，在需要改善机械强度时将下述式(1)所定义的A值调整为大于2.0％且为3％以下，
A＝(Di-Hi)/Di    …(1)
其中，式(1)的各符号的意思如下所述：
Di：矫直机的第i轧机进入侧的管的外径(mm)
Hi：矫直机的第i轧机的辊槽底部间隔(mm)。
采用本发明，能够利用矫直机调整双相不锈钢管的机械强度，因此增加了化学成分以及热处理条件的设计自由度。
附图说明
图1是表示多级辊式管矫直机的例子的示意图。
图2是将实施例的结果整理后得到的图，表示常温条件下的YS与A值的关系。
图3是将实施例的结果整理后得到的图，表示120℃的条件下的YS与A值的关系。
具体实施方式
在本发明中，在利用多级辊式管矫直机(以下简称为“矫直机”)对双相不锈钢管进行矫直时，在不需要改善机械强度时将下述式(1)所定义的A值调整为2.0％以下，在需要改善机械强度时将下述式(1)所定义的A值调整为大于2.0％且为3％以下，
A＝(Di-Hi)/Di    …(1)
其中，式(1)的各符号的意思如下所述：
Di：矫直机的第i轧机进入侧的管的外径(mm)
Hi：矫直机的第i轧机的辊槽底部间隔(mm)。
即、在矫直机中的双相不锈钢管的滚压量相对于外径的比(A值)为2.0％以下时，由于在矫直前后机械强度没有发生改变，因此能够保持原状态不变地维持通过适当调整化学成分以及热处理条件而得到的强度。另一方面，本发明人发现在A值大于2.0％时，双相不锈钢管的机械强度上升。因此，在需要进一步提高(改善)通过适当地调整化学成分、热处理条件而得到的强度时，使A值处于大于2.0％的范围中地调整滚压量即可。
A值最好为2.5％以上。原因在于，通过本发明人的研究，发现只要将滚压量调整成使A值为2.5％以上，不仅能提高常温状态下的拉伸强度，而且还能提高高温(120℃)状态下的拉伸强度。关于A值的上限，没有特别限定，但在滚压量过大时，虽然强度提高，但韧性有可能下降。因而，A值最好限制在3.0％以下。
在此，作为管的外径的测量方法，有例如利用设置在矫直机前方的测量机进行测量的方法、在对管坯热加工之后测量外径而根据该测量值算出矫直机前方的外径的方法等。另外，认为各轧机进入侧的管的外径与正前方的轧机的辊槽底部间隔相同，从而能省略测量轧机间的外径。
对于偏置量(被偏置了的孔型轧辊对R、R的孔型中心轴与其他孔型轧辊对R、R的孔型中心轴的轴间距离)，没有特别限定，例如最好设为位于矫直机的进入侧的管的外径的5％左右。
如上所述，使用矫直机能够对双相不锈钢管进行矫直的同时也进行强度调整，甚至能够从相同化学成分的双相不锈钢管的管坯得到强度不同的钢管。
实施例
为了确认本发明的效果，首先制造了表1所示的那样的双相不锈钢管的管坯(外径：219.1mm、内径：159.1mm、长度：8000mm)。接着进行了固溶处理(1080℃×30分)和矫直机的矫直。改变矫直机的滚压条件来使用了矫直机。
表1
Figure G2008800023006D00071
改变化学成分以及滚压条件，实施常温以及120℃条件下的拉伸试验以及夏比冲击试验(-50℃、2mmV型凹口)，调查了机械强度。其结果如表2所示。
表2
Figure G2008800023006D00072
Figure G2008800023006D00081
A值是式(1)所定义的值。
关于韧性，评价了50℃L方向的断口率。
○：断口率全为50％以上
×：存在断口率小于50％的情况
图2以及图3均是将表2的结果整理后得到的图，图2表示常温条件下的YS与A值的关系，图3表示120℃时的YS与A值的关系。
如表2以及图2所示，常温条件下的YS值在A值达到2.0％之前几乎没有发生改变，但在A值大于2.0％时逐渐上升。另一方面，在A值大于3.0％的一部分的例子(No.13以及14)中发现韧性变差。另外，如表2以及图3所示，关于120℃时的YS，从A值超过了2.5％时开始显著增加。
工业实用性
采用本发明，能够通过调整矫直机的滚压量来调整双相不锈钢管的机械强度，因此增大了化学成分以及热处理条件的设计自由度。

Claims (4)

1.一种双相不锈钢管的制造方法，其特征在于，
在使用多级辊式管矫直机由相面对的孔型轧辊对对双相不锈钢管进行矫直时，下述式(1)所定义的A值大于2.0％且为3％以下，
A＝(Di-Hi)/Di    …(1)
其中，式(1)的各符号的意思如下所述：
Di：矫直机的第i轧机进入侧的管的外径(mm)
Hi：矫直机的第i轧机的辊槽底部间隔(mm)。
2.一种双相不锈钢管的强度调整方法，其特征在于，
在使用多级辊式管矫直机由相面对的孔型轧辊对对双相不锈钢管进行矫直时，下述式(1)所定义的A值大于2.0％且为3％以下，
A＝(Di-Hi)/Di    …(1)
其中，式(1)的各符号的意思如下所述：
Di：矫直机的第i轧机进入侧的管的外径(mm)
Hi：矫直机的第i轧机的辊槽底部间隔(mm)。
3.一种双相不锈钢管的矫正方法，其特征在于，
在使用多级辊式管矫直机并通过相面对的孔型轧辊对对双相不锈钢管进行矫直时，下述式(1)所定义的A值大于2.0％且为3％以下，
A＝(Di-Hi)/Di    …(1)
其中，式(1)的各符号的意思如下所述：
Di：矫直机的第i轧机进入侧的管的外径(mm)
Hi：矫直机的第i轧机的辊槽底部间隔(mm)。
4.一种矫直机的操作方法，其特征在于，
在使用多级辊式管矫直机由相面对的孔型轧辊对对双相不锈钢管进行矫直时，在不需要改善机械强度时将下述式(1)所定义的A值调整为2.0％以下，在需要改善机械强度时将下述式(1)所定义的A值调整为大于2.0％且为3％以下，
A＝(Di-Hi)/Di    …(1)
其中，式(1)的各符号的意思如下所述：
Di：矫直机的第i轧机进入侧的管的外径(mm)
Hi：矫直机的第i轧机的辊槽底部间隔(mm)。
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