CN103906584B - 无缝金属管的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供可抑制内表面裂纹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：在加热炉(F1)中将按质量％计含有Cr：20～30％和Ni：超过22％且60％以下的高合金钢坯(BL)加热的工序(S2)；使用穿孔机(P1)将被加热炉(F1)加热了的高合金钢坯(BL)穿孔轧制从而制造空心管坯的工序(S3)；将空心管坯冷却后在加热炉(F1)中再次加热的工序(S4)；以及使用穿孔机(P1)将加热了的空心管坯(HS)拉伸轧制的工序(S5)。
Description
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(Uginesejournetprocess)、倾斜轧制方式的曼内斯曼法(Mannesmannprocess)。
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(HollowShell)。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(plugmill)、芯棒式轧管机(mandrelmill)、皮尔格式轧管机(Pilgermill)、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通常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低。此外，玻璃润滑剂高速挤压法难以制造大径管和长管。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，有时因熔融裂纹引发内表面瑕疵。熔融裂纹是由于空心管坯的壁内(壁厚的中心部)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。这种裂纹称为熔融裂纹。因此，在由高合金形成的无缝金属管中，容易发生因熔融裂纹引起的内表面瑕疵。
抑制内表面瑕疵发生的技术在日本特开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。穿孔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，熔融裂纹减低，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(第一穿孔机和第二穿孔机)的所谓“两次穿孔(double-piercing)”方式的制造方法。专利文献3的目的是在第二穿孔机(延伸轧机，elongator)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，均是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升高。此外，通过机械加工制造空心管坯时，生产效率降低。
专利文献3中，调整第二穿孔机的辊倾角及拉伸比，减低了第二穿孔机的轧制负荷。然而，依然存在因熔融裂纹引发内表面瑕疵的情况。此外，在专利文献3中，以SUS316等为代表的奥氏体不锈钢为对象，Ni含量和Cr含量低。
本发明的目的在于提供可抑制内表面瑕疵发生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％以下的高合金钢坯加热的工序；使用穿孔机将加热了的高合金钢坯穿孔轧制从而制造空心管坯的工序；将空心管坯冷却后在上述加热炉中再次加热的工序；以及使用上述穿孔机将加热了的空心管坯拉伸轧制的工序。
本实施方式的高合金的无缝金属管的制造方法可抑制内表面瑕疵的发生。
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是图1中的加热炉的示意图。
图3是图1中的穿孔机的示意图。
图4所示为本实施方式的无缝金属管的制造工序的流程图。
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、壁内的温度的变化图。
图6A所示为以往的两次穿孔方式的无缝金属管的制造工序的示意图。
图6B所示为本实施方式的无缝金属管的制造工序的示意图。
图7所示为由本实施方式的制造方法制造的本发明例的无缝金属管的横截面照片和由不同于本实施方式的制造方法制造的比较例的无缝金属管的横截面照片图。
具体实施方式
以下参照附图来详细说明本发明的实施方式。对于图中相同或相当部分赋予同一附图标记，且不重复说明。
采用曼内斯曼法制造高合金的无缝金属管时，两次穿孔方式是合适的。高合金的变形阻力高。因此，如果每一次穿孔轧制的加工度高，则与普通的钢(低合金钢等)比较，穿孔机承受的负荷变得过高。此外，如果加工度高，加工发热也增大，因此容易产生熔融裂纹。如果利用两次穿孔方式，则可以降低每一次穿孔轧制(拉伸轧制)的加工度。
以往的两次穿孔方式的制造线如专利文献3所述，包括加热炉和第一及第二穿孔机(延伸轧机)。使用第一穿孔机将被加热炉加热了的圆钢坯穿孔轧制，制造成空心管坯。由第一穿孔机制造的空心管坯被迅速输送到第二穿孔机，使用第二穿孔机进行拉伸轧制。
如上所述，在这种以往的两次穿孔方式中，第二穿孔机中空心管坯有时产生内表面裂纹。因此，本发明人等研究了通过两次穿孔方式制造高合金的无缝金属管时的加工发热的抑制方法。结果，本发明人等获得了如下认识。
穿孔轧制后的空心管坯在壁厚方向上具有温度分布。穿孔轧制中的空心管坯的内表面与柱塞接触而被除热，空心管坯的外表面与倾斜辊接触而被除热。另一方面，空心管坯的壁内(空心管坯的壁厚的中心部)的温度由于加工发热而上升。因此，空心管坯内表面和外表面的温度降低，壁内的温度变成最高。尤其，由于倾斜辊的尺寸大，因此空心管坯外表面温度由于除热而低于内表面温度。因此，空心管坯的壁内与外表面的温度差最大。以下，将空心管坯的壁内与外表面的温度差称为“偏热”。
如果将偏热大的空心管坯拉伸轧制，则容易产生熔融裂纹。推测其原因如下。偏热在拉伸轧制中的空心管坯的壁内引起局部的应变集中。这种应变集中显著提高壁内的加工发热，结果引起熔融裂纹。偏热在利用第一穿孔机的穿孔轧制时发生，在将空心管坯从第一穿孔机输送到第二穿孔机之后仍会残留。
因此，在本实施方式中，将通过穿孔轧制制造的空心管坯充分冷却。然后，将冷却了的空心管坯再次装入到加热炉中加热。该情况下，冷却了的空心管坯中，偏热消失或者显著变小。因此，即使将空心管坯再加热，空心管坯的偏热也得以抑制。因此，能够抑制以往的两次穿孔方式那种因偏热引发的熔融裂纹。
空心管坯的冷却中，将空心管坯冷却到通过穿孔轧制制造的空心管坯的壁内温度低于再加热时的加热温度即可。如果空心管坯的外表面温度为900℃以下，则空心管坯的壁内温度在1100℃以下，为再加热时的加热温度以下。因此，偏热消失。因此，在再加热前，将空心管坯冷却至外表面温度为900℃以下即可。
在加热炉中将冷却了的空心管坯再加热时，在空心管坯的内表面和外表面有可能生成氧化皮。如果将内表面附着有氧化皮的空心管坯拉伸轧制，则有可能形成由内表面的氧化皮引起的内表面瑕疵(称为斑块瑕疵)。然而，如果空心管坯的化学组成至少含有20～30％的Cr和高于22％且60％以下的Ni，则空心管坯的耐氧化性非常高。因此，加热中空心管坯的内表面不容易生成氧化皮。因此，如果是具有上述化学组成的空心管坯，则因氧化皮引起的内表面瑕疵的发生被抑制。
根据以上的认识，本发明人等完成了如下所示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％以下的高合金钢坯加热的工序；使用穿孔机将加热了的高合金钢坯穿孔轧制从而制造空心管坯的工序；将空心管坯冷却后在加热炉中再加热的工序；以及使用穿孔机将加热了的空心管坯拉伸轧制的工序。
在本实施方式中，在加热炉中将冷却了的空心管坯再加热。冷却了的空心管坯的偏热小或者消失。因此，再加热了的空心管坯中的偏热基本上被抑制。因此，在拉伸轧制中，不容易产生熔融裂纹。此外，空心管坯的Cr含量和Ni含量高，耐氧化性优异，因此再加热时在空心管坯内表面不容易生成氧化皮。因此，可以抑制所制造的无缝金属管发生内表面瑕疵。
优选的是，在加热空心管坯的工序中，将外表面温度被冷却到900℃以下的空心管坯加热。
该情况下，可以实质上消除空心管坯内的偏热。
优选的是，在穿孔轧制的工序中，由式(1)定义的穿孔比为1.1～2.0以下，在拉伸轧制的工序中，由式(2)定义的拉伸比为1.05～2.0以下，由式(3)定义的总拉伸比高于2.0。
穿孔比＝穿孔轧制后的空心管坯长度/穿孔轧制前的钢坯长度(1)
拉伸比＝拉伸轧制后的空心管坯长度/拉伸轧制前的空心管坯长度(2)
总拉伸比＝拉伸轧制后的空心管坯长度/穿孔轧制前的钢坯长度(3)
该情况下，能够以高加工度(总拉伸比)制造高合金的无缝金属管。
以下，说明本实施方式的无缝金属管的制造方法的细节。
[制造设备]
图1所示为本实施方式的无缝金属管的制造线的一个例子的框图。
参照图1，制造线包括加热炉F1、穿孔机P1和轧机(本例中为拉伸轧制机10和定径轧机20)。在各设备之间配置输送装置50。输送装置50例如是输送辊、推钢机(pusher)、步进式输送装置等。拉伸轧制机10例如是芯棒式轧管机，定径轧机20例如是定径机或减径机(reducer)。
加热炉F1容纳并加热圆钢坯。加热炉F1进一步容纳并加热由穿孔机P1制造的空心管坯。总之，加热炉F1不仅加热圆钢坯，也加热空心管坯。加热炉F1具有公知的结构。加热炉F1例如可以是图2所示的转底炉(rotaryhearthfurnace)，也可以是步进式加热炉。
穿孔机P1将从加热炉F1中取出的圆钢坯BL(参照图2)穿孔轧制从而制造空心管坯。穿孔机P1进一步将被加热炉F1加热了的空心管坯拉伸轧制。穿孔机P1总之具有以往的两次穿孔方式中的第一和第二穿孔机的作用。
图3是穿孔机P1的结构图。参照图3，穿孔机P1具有一对倾斜辊1和柱塞2。一对倾斜辊1夹着轧制线PL彼此相对地配置。各倾斜辊1相对于轧制线PL具有倾角和交角。柱塞2在一对倾斜辊1之间，配置在轧制线PL上。图3中配置了一对倾斜辊，但也可以配置多个倾斜辊，如3个以上。倾斜辊可以是圆锥型的，也可以是圆筒型的。
[制造流程]
图4所示为本实施方式的无缝金属管的制造工序的流程图。本实施方式的无缝金属管的制造方法中实施如下工序。首先，准备高合金的圆钢坯BL(S1：准备工序)。将准备的圆钢坯BL装入到加热炉F1中，进行加热(S2：初期加热工序)。使用穿孔机P1将加热的圆钢坯BL穿孔轧制从而制造空心管坯HS(S3：穿孔轧制工序)。将空心管坯HS冷却，在加热炉F1中将冷却了的空心管坯HS再加热(S4：再加热工序)。使用穿孔机P1将加热了的空心管坯HS拉伸轧制(S5：拉伸轧制工序)。使用拉伸轧制机10和定径轧机20将拉伸轧制了的空心管坯HS轧制，制成无缝金属管(S6)。以下详细说明各工序。
[准备工序(S1)]
首先，准备由高合金形成的圆钢坯(高合金钢坯)。圆钢坯至少含有20～30％的Cr和高于22％且60％以下的Ni。优选的是，圆钢坯含有C：0.005～0.04％以下、Si：0.01～1.0％以下、Mn：0.01～5.0％、P：0.03％以下、S：0.03％以下、Cr：20～30％、Ni：超过22％且60％以下、Cu：0.01～4.0％、Al：0.001～0.3％、N：0.005～0.5％、余量由Fe和杂质组成。另外，根据需要也可以含有Mo：11.5％以下和W：20％以下中的一种以上代替部分Fe。此外，还可以含有Ca：0.01％以下、Mg：0.01％以下、Ti：0.001～1.0％、V：0.001～0.3％、Nb：0.0001～0.5％、Co：0.01～5.0％和REM：0.2％以下中的一种以上代替部分Fe。
圆钢坯例如用以下的公知的方法制造。制造上述化学组成的钢水。通过铸锭法将钢水制成钢锭。或者，通过连铸法将钢水制成板坯、方坯(bloom)。将钢锭、板坯或方坯热加工，制造圆钢坯。热加工例如是热锻造。可以采用连铸法制造高合金的圆钢坯。另外，也可以采用上述以外的其他方法制造高合金的圆钢坯。
本实施方式的无缝金属管以具有上述化学组成的高合金为对象。上述化学组成的高合金具有高的Cr和Ni含量，因此耐氧化性优异。因此，在加热炉F1内被加热时不容易生成氧化皮。
[初期加热工序(S2)]
将准备的圆钢坯BL装入到加热炉F1中，进行加热。优选的加热温度是1150℃～1250℃。如果在该温度范围下加热圆钢坯BL，穿孔轧制时的圆钢坯BL中不容易发生晶界熔融。优选的加热温度的上限是1220℃以下。对加热时间没有特别限制。
[穿孔轧制工序(S3)]
使用穿孔机P1将被加热炉F1加热了的圆钢坯BL穿孔轧制。具体而言，从加热炉F1中取出圆钢坯BL。通过输送装置50(输送辊、推钢机等)将取出的圆钢坯BL迅速输送到穿孔机P1的入口侧。然后，使用穿孔机P1将圆钢坯BL穿孔轧制从而制造空心管坯HS。
穿孔轧制的优选的穿孔比为1.1～2.0以下。穿孔比用下式(1)来定义。
穿孔比＝穿孔轧制后的空心管坯长度/穿孔轧制前的钢坯长度(1)
如果以上述穿孔比的范围实施穿孔轧制，则不容易产生熔融裂纹。另外，如果加热炉F1中的加热温度低于1100℃，则穿孔机P1中的负荷变得过大，难以穿孔轧制。
加热温度越高，在低穿孔比下越会产生熔融裂纹。圆钢坯的加热温度与穿孔轧制导致的加工发热的合计值高于材料固有的晶界熔融温度时，产生熔融裂纹。穿孔比越低，加工发热越低。因此，优选的是，加热温度越高，则使穿孔比越低。
[再加热工序(S4)]
刚穿孔轧制完的空心管坯的壁内温度明显高于空心管坯的外表面温度。如上所述，将由空心管坯的横截面(与空心管坯的轴向垂直的截面)的壁内(壁厚的中心位置)的温度减去空心管坯的外表面的温度得到的值定义为“偏热”(℃)。
图5所示为使用第一和第二穿孔机的以往的两次穿孔方式的各工序(加热炉取出时、使用第一穿孔机刚穿孔轧制完，即将使用第二穿孔机拉伸轧制前)的空心管坯的内表面温度、外表面温度、壁内温度的变化图。图5通过以下的数值分析来获得。
图6A是图5的数值分析中使用的以往的两次穿孔方式的制造工序的示意图。参照图6A，在以往的两次穿孔方式中，将钢坯BL装入到加热炉F1中进行加热。使用第一穿孔机P1将加热了的钢坯BL穿孔轧制，制造空心管坯HS。不将空心管坯HS加热，迅速输送到第二穿孔机P2，使用第二穿孔机P2进行拉伸轧制。求出以上的制造工序中的圆钢坯和空心管坯的温度变化。
更具体而言，假想由满足上述化学组成的高合金形成的圆钢坯BL。圆钢坯BL的外径为70mm、长度为500mm。加热炉F1的加热温度为1210℃。通过使用穿孔机P1的穿孔轧制制造的空心管坯HS的外径为75mm、壁厚为10mm、长度为942mm。穿孔比为1.88。将空心管坯HS从穿孔机P1输送到穿孔机P2的输送时间为60秒。
根据以上的制造条件，构筑数值分析模型。然后，通过差分法求出空心管坯HS(或者圆钢坯BL)的外表面温度OT、内表面温度IT、壁内温度(壁厚的中心位置处的温度)MT。根据所求出的各温度，制作图5。
图5中的MT(符号“▲”)表示壁内温度。IT(符号“■”)表示内表面温度。OT(符号“●”)表示外表面温度。参照图5，刚穿孔轧制完的偏热(壁内温度MT与外表面温度OT的差值)为200℃以上，壁内温度MT为1280℃以上。另外，即将拉伸轧制前、即第二穿孔机的入口侧的偏热量为230℃以上，且壁内温度MT为1230℃以上。即，由于加工发热，壁内温度MT变得高于加热炉F1的加热温度。
从以上的分析推断，以往的两次穿孔方式的穿孔轧制后的空心管坯的偏热为100～230℃左右。以往的两次穿孔方式的情况下，使用第二穿孔机将这种具有大偏热的空心管坯拉伸轧制。该情况下，偏热导致壁内发生局部应变集中，加工发热显著增大。偏热越大，加工发热的增大越显著。因此，如果在空心管坯的偏热大的状态下使用第二穿孔机P2实施拉伸轧制，则空心管坯中容易产生熔融裂纹。
因此，在本实施方式中，如图6B所示，将由穿孔机P1制造的空心管坯HS充分冷却(S4)，消除或减小空心管坯HS的偏热。然后，将冷却了的空心管坯HS再次装入到加热炉F1中，与步骤S2中的初期加热工序同样地进行加热(S4)。该情况下，加热了的空心管坯HS内不容易发生偏热。因此，在后续工序的拉伸轧制中，加工发热导致的熔融裂纹的产生被抑制，内表面瑕疵的发生被抑制。再加热工序(S4)的优选的加热温度是1100℃～1250℃。再加热工序(S4)的进一步优选的加热温度是1150℃以上。
空心管坯的冷却方法可以放冷，也可以水冷。对冷却速度没有特别限制。
空心管坯的冷却中，如果通过穿孔轧制制造的空心管坯HS的壁内温度低于再加热工序(S4)中的加热温度，则空心管坯HS内的偏热消失。空心管坯的优选的冷却停止温度按外表面温度计为900℃以下。如果空心管坯的外表面温度为900℃以下，则壁内温度为1100℃以下。因此，该情况下，壁内温度为再加热工序(S4)的加热温度(1100℃～1250℃)以下。
再加热工序(S4)中的加热时间可以与初期加热工序(S2)中的加热时间相同。在再加热工序中，只要将管坯加热至所需的温度，则对加热时间没有特别限制。
如上所述，本实施方式的空心管坯由含有高Cr含量和Ni含量的高合金形成。因此，即使通过再加热工序(S4)将空心管坯加热，空心管坯的内表面和外表面也不容易生成氧化皮。因此，在后续工序的拉伸轧制中，因氧化皮引发的内表面瑕疵被抑制。
[拉伸轧制工序(S5)]
将空心管坯从加热炉F1中取出，再次输送到穿孔机P1中。如图6B所示，再次使用穿孔机P1将空心管坯HS拉伸轧制。
拉伸轧制的优选的拉伸比是1.05～2.0以下。拉伸比用下式(2)定义。
拉伸比＝拉伸轧制后的空心管坯长度/拉伸轧制前的空心管坯长度(2)
加热炉F1中的加热温度与拉伸比的关系和穿孔轧制工序(S3)中的加热炉F1中的加热温度与穿孔比的关系相同。优选的拉伸比是1.05～2.0。
此外，由式(3)定义的总拉伸比的优选值高于2.0且为4.0以下。
总拉伸比＝拉伸轧制后的空心管坯长度/穿孔轧制前的钢坯长度(3)
在本实施方式中，如图6B所示，将通过穿孔轧制制造的空心管坯HS冷却，消除或减小偏热。然后，将冷却了的空心管坯HS再次装入到加热炉F1中进行再加热。再次利用穿孔机P1将再加热了的空心管坯拉伸轧制。以上工序的情况下，与图6A所示的以往的两次穿孔工序相比，能够抑制拉伸轧制前的空心管坯HS的偏热。因此，通过拉伸轧制可以抑制熔融裂纹的产生。此外，由于空心管坯HS的Cr含量和Ni含量高，因此在加热炉F1中将空心管坯再加热时，空心管坯HS的内表面不容易生成氧化皮。因此，即使将空心管坯HS再加热，在拉伸轧制时也不容易因氧化皮引发内表面瑕疵。
实施例
根据各种制造方法制造多根无缝金属管，调查有无内表面裂纹的产生。
[本发明例]
用以下的方法制造本发明例的无缝金属管。准备3根按质量％计含有C：0.02％、Si：0.3％、Mn：0.6％、Cr：25％、Ni：31％、Cu：0.8％、Al：0.06％、N：0.09％和Mo：3％、余量由Fe和杂质组成的高合金的圆钢坯。各圆钢坯的外径为70mm、长度为500mm。将各圆钢坯装入到加热炉F1中，在1210℃下加热60分钟。加热后，从加热炉F1中取出圆钢坯，用穿孔机P1穿孔轧制，制成空心管坯。空心管坯的外径为75mm、壁厚为10mm、长度为942mm，穿孔比为1.88。
将穿孔轧制后的空心管坯放冷。在空心管坯的表面温度成为常温(25℃)之后，将空心管坯装入到加热炉F1中进行再加热。再加热时的加热温度为1200℃，加热足够的时间，直至空心管坯的温度达到1200℃。
上述加热后，从加热炉F1中取出空心管坯，用穿孔机P1拉伸轧制，制造无缝金属管。所制造的无缝金属管的外径为86mm、壁厚为7mm、长度为1107mm，拉伸比为1.18。总拉伸比为2.21。
调查所制造的各无缝金属管有无熔融裂纹。具体而言，垂直于轴向地切断各无缝金属管，目视观察内表面有无熔融裂纹。即使观察到1处熔融裂纹的情况也判断该无缝金属管产生了熔融裂纹。
此外，对于所制造的各无缝金属管的全长的内表面，通过目视观察来调查有无因氧化皮引起的斑块瑕疵(内表面瑕疵)。
[比较例1]
用以下的方法制造比较例1的无缝金属管。准备3根与本发明例相同化学组成和尺寸的圆钢坯。采用与本发明例相同的条件将圆钢坯在加热炉F1中加热。加热后，使用穿孔机P1穿孔轧制从而制造与本发明例相同尺寸(外径86mm、壁厚7mm、长度1107mm)的无缝金属管。穿孔比与本发明例的总拉伸比相同，为2.21。总之，在比较例1中，使穿孔比高于2.0、通过一次穿孔轧制制造无缝金属管(单次穿孔)。
用与本发明例同样的方法调查所制造的无缝金属管有无熔融裂纹和斑块瑕疵。
[比较例2]
用以下的方法制造比较例2的无缝金属管。准备3根与本发明例相同化学组成和尺寸的圆钢坯。采用与本发明例相同的条件，将圆钢坯在加热炉F1中加热，使用穿孔机P1穿孔轧制，制成空心管坯。所制造的空心管坯的尺寸与本发明例相同。不将所制造的空心管坯再装入到加热炉F1中，而是直接输送到穿孔机P2中。然后，使用穿孔机P2以与本发明例相同的条件拉伸轧制，制造无缝金属管。总之，在比较例2中，采用与图6A相同的制造工序(以往的两次穿孔方式)来制造无缝金属管。穿孔机P2的入口侧的空心管坯的外表面温度为990℃。用与本发明例同样的方法调查所制造的无缝金属管有无熔融裂纹和斑块瑕疵。
[比较例3]
用以下的方法制造比较例3的无缝金属管。准备3根由与JIS标准中规定的SUS304相当的奥氏体系不锈钢形成的圆钢坯。圆钢坯的尺寸与本发明例相同。采用与本发明例相同的制造工序(即，图6B的制造工序)和相同的制造条件制造无缝金属管。总之，在比较例3中，使用与本发明例不同的原料、采用与本发明例同样的制造方法制造无缝金属管。用与本发明例同样的方法调查所制造的无缝金属管有无熔融裂纹和斑块瑕疵。
[调查结果]
表1中示出了调查结果。
[表1]
| 熔融裂纹 | 斑块瑕疵 | |
| 本发明例 | NF | NF |
| 比较例1 | F | NF |
| 比较例2 | F | NF |
| 比较例3 | NF | F |
表1中的“熔融裂纹”栏中，“NF”表示没有观察到熔融裂纹。“F”表示观察到熔融裂纹。“斑块瑕疵”栏中，“NF”表示没有观察到斑块瑕疵，“F”表示观察到斑块瑕疵。
另外，图7的右栏是本发明例的无缝金属管的横截面照片，左栏是比较例1的无缝金属管的横截面照片。
参照表1和图7，在本发明例中，没有观察到熔融裂纹和斑块瑕疵，没有发生内表面瑕疵。另一方面，在比较例1中，如图7所示，在内表面附近部分观察到熔融裂纹。在比较例2中也观察到熔融裂纹。在比较例3中，没有观察到熔融裂纹。然而，观察到斑块瑕疵。在比较例3中，利用由Cr含量和Ni含量比本实施方式的高合金钢坯低的化学组成形成的圆钢坯。因此，将空心管坯再加热时，在空心管坯内表面形成了氧化皮，认为因该氧化皮在无缝金属管的内表面引发斑块瑕疵。
以上说明了本发明的实施方式，但上述实施方式不过是用于实施本发明的例示。因此，本发明不限于上述实施方式，在不偏离其要旨的范围内可以适当改变上述实施方式来实施。
Claims (3)
1.一种无缝金属管的制造方法，其包括：
在加热炉中将按质量％计含有Cr：20～30％和Ni：超过22％且60％以下的高合金钢坯加热的工序；
使用具有一对倾斜辊和柱塞的穿孔机将加热了的所述高合金钢坯穿孔轧制从而制造空心管坯的工序；
将所述空心管坯冷却后在所述加热炉中再加热的工序；以及
使用所述穿孔机将加热了的所述空心管坯拉伸轧制的工序。
2.根据权利要求1所述的无缝金属管的制造方法，其中，
在所述加热炉中再加热的工序中，将外表面温度被冷却到900℃以下的所述空心管坯加热。
3.根据权利要求1或2所述的无缝金属管的制造方法，其中，
在所述穿孔轧制的工序中，由式(1)定义的穿孔比为1.1～2.0，在所述拉伸轧制的工序中，由式(2)定义的拉伸比为1.05～2.0，由式(3)定义的总拉伸比高于2.0，
穿孔比＝穿孔轧制后的空心管坯长度/穿孔轧制前的钢坯长度(1)
拉伸比＝拉伸轧制后的空心管坯长度/拉伸轧制前的空心管坯长度(2)
总拉伸比＝拉伸轧制后的空心管坯长度/穿孔轧制前的钢坯长度(3)。
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