DE4133323A1 - Process for making round billet for steel tube production - useful for making tube for oil industry, etc., tubes thus produced have fewer internal cracks, flaws etc., economic - Google Patents
Process for making round billet for steel tube production - useful for making tube for oil industry, etc., tubes thus produced have fewer internal cracks, flaws etc., economicInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Rundknüppels für nahtloses Stahlrohr, enthaltend 0,5 Gew.-% Cr oder mehr, ggf. 0,008 Gew.-% S oder weniger und 0,010 Gew.-% O oder weniger, insbesondere ein derar tiges Verfahren zur Herstellung eines Rundknüppels für nahtloses Stahlrohr aus einem Stahl niedrigen Cr-Mo- Gehalts, einem Stahl hohen Cr-Mo-Gehalts, einem auste nitischen rostfreien (d. h. nichtrostenden) Stahl oder einem hochlegierten Stahl.The invention relates to a method for manufacturing of a round billet for seamless steel tube, containing 0.5% by weight of Cr or more, optionally 0.008% by weight of S or less and 0.010% by weight of O or less, especially a derar process for the production of a round billet for seamless steel tube made of a low Cr-Mo steel Salary, a steel with a high Cr-Mo content, an auste nitic stainless steel (i.e. stainless steel) or a high-alloy steel.
Ein nahtloses Rohr wird normalerweise nach einem Verfah ren hergestellt, bei dem ein massiver Rundknüppel bzw. -block mittels Schrägwalzen und eines Lochdorns oder Stopfens gelocht und anschließend mit einer Dornstange gewalzt wird (als Dorn(stangen)walzwerk bezeichnet); seine Durchmesserreduktion und Längung erfolgt mittels einer Warmziehvorrichtung mit drei Walzen, die zur Formung des Rohrs miteinander kombiniert sind. Die Herstellung kann auch nach einem anderen Verfahren erfolgen, bei dem das Gut mittels zweier Walzen gewalzt (als Stopfenwalzwerk bezeichnet), mittels Schrägwalzen und eines Stopfens mit Reibung geschliffen bzw. gewalzt (frictionally ground) und mittels zweier Walzen einer Durchmesserreduktion unterworfen wird. A seamless pipe is usually made by a process manufactured with a solid round billet or -block using cross rolls and a punch or Perforated plug and then with a mandrel bar is rolled (referred to as a mandrel (rod) rolling mill); its diameter reduction and elongation is carried out by means of a warming device with three rollers, which for Forming the tube are combined. The Manufacturing can also be done by another method take place in which the material is rolled by means of two rollers (referred to as plug rolling mill), by means of cross rolling and of a stopper ground or rolled with friction (frictionally ground) and one by means of two rollers Diameter reduction is subjected.
Als Ausgangsmaterial für nahtloses Stahlrohr wird derzeit fast ausschließlich ein im Strangguß hergestellter Rundknüppel verwendet. Hierbei wird entweder ein im folgenden als Vorblock bezeichnetes rechteckiges Aus gangsmaterial in einem Walzvorgang in eine runde (Quer schnitts-)Form gebracht, oder es wird ein im folgenden als Rundknüppel bzw. -block bezeichnetes Rundausgangsma terial in der Form, wie es durch Gießen erhalten wird, verwendet.As a starting material for seamless steel tube is currently almost exclusively one made in continuous casting Round billet used. Here either an im following rectangular block called in a rolling process into a round (cross cut) shape, or it becomes one in the following called round billet or block material in the form as obtained by casting used.
Bei der Herstellung von nahtlosem Stahlrohr nach den obigen Verfahren läßt sich normaler Kohlenstoffstahl praktisch ohne jedes Problem zu einem Rohr verformen. Bei der Verarbeitung eines Chroms in einer Menge von 0,5 Gew.-% oder mehr enthaltenden Stahls zu einem Rohr kann im Vergleich zu Normalstahl ohne weiteres ein großer Hohlraum im zentralen Teil des Strangguß-Vorblocks oder des Rundknüppels entstehen; wenn ein solcher Hohlraum im Fall des Rundknüppels oder auch des Vorblocks so belassen wird, wie er ist, kann er während des Walzvorgangs nicht ausreichend in Anlage gebracht bzw. geschlossen (not be sufficiently adhered) werden. Bei Durchführung eines Lochungsvorgangs am Rundknüppel wird im zentralen Teil des Rundknüppels auf Grund von Preßrißbildung (press cracking) (als Mannesmann-Riß bezeichnet) durch die Schrägwalzen vor dem Lochen mittels des Lochdorns oder Stopfens ein großer Spalt (clearance) herbeigeführt, wobei es sich häufig herausstellt, daß letzterer als innerer Defekt zurückbleibt, auch wenn das Gut mit Stopfen und Schrägwalzen gewalzt wird.In the manufacture of seamless steel pipe according to the The above method can be normal carbon steel deform into a tube with practically no problem. At processing of chromium in an amount of 0.5 Steel containing% by weight or more to form a pipe compared to normal steel, it is easily a big one Cavity in the central part of the continuous cast ingot or of the round stick arise; if such a cavity in the Leave the case of the round billet or the bloom becomes as it is, it cannot during the rolling process sufficiently installed or closed (not be sufficiently adhered). When performing a Punching process on the round stick is in the central part of the round billet due to the formation of press cracks (press cracking) (referred to as the Mannesmann crack) by the Cross-rolling before punching using the punch or A large gap (clearance), it often turns out that the latter as internal defect remains, even if the good with Plug and cross rolling is rolled.
Auf Grund des Mannesmann-Risses bei der Lochbildung erwies es sich bisher als schwierig, das einen hohen Chromgehalt besitzende Strangguß-Ausgangsmaterial ohne (die Einfüh rung von) Defekte(n) zu lochen (to punch); deshalb wurde ein Stahlblock-Ausgangsmaterial verwendet, bei dem sich kaum ein Hohlraum in seinem zentralen Teil bildet.Proved due to the Mannesmann crack in the hole formation It has so far proven difficult to have a high chromium content possessing continuous casting raw material without (the introduct to punch (defects); that's why uses a steel block raw material in which hardly forms a cavity in its central part.
Auf Grund der neuerdings erreichten Fortschritte in der Stranggießtechnik wird jedoch das Auftreten von Hohlräu men (cavity) im zentralen Teil weitgehend begrenzt, so daß derzeit für den angegebenen Zweck Strangguß-Ausgangs material eingesetzt wird. In diesem Fall läßt es sich jedoch im allgemeinen nicht vermeiden, daß Innenoberflä chenfehler oder -defekte in beträchtlich größerem Ausmaß auftreten; diese Defekte werden in einem Nacharbei tungsarbeitsgang (correcting work) zur Gewinnung eines Endprodukts beseitigt.Due to the recent progress in the Continuous casting technology, however, the appearance of cavities men (cavity) largely limited in the central part, see above that currently for the specified purpose continuous casting output material is used. In this case, it can be however, generally do not avoid interior surfaces defects or defects to a considerably greater extent occur; these defects will be reworked correcting work to obtain a End product eliminated.
Für den Fall, daß aus chromhaltigem Stahl bestehendes nahtloses Rohr nach einem Mannesmann-Walzverfahren hergestellt wird, wird die z. B. in der JP-OS (Hei) 1-2 93 909 beschriebene Technik als Methode zur Verhinde rung eines inneren Oberflächenfehlers während des Lo chungsvorgangs bei Verwendung von Strangguß-Ausgangsmate rial angewandt.In the event that existing chromium steel seamless tube using a Mannesmann rolling process is produced, the z. B. in JP-OS (Hei) 1-2 93 909 technique described as a method of prevention tion of an internal surface defect during the lo process when using continuous casting starting material rial applied.
Diese Veröffentlichung beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines nahtlosen Stahlrohrs aus chromhaltigem Stahl mit 2-27 Gew.-% Chrom, Rest Eisen und unvermeid bare (erschmelzungsbedingte) Verunreinigungen. Dabei wird für die Herstellung eines nahtlosen Rohrs als Ausgangsma terial ein Stranggußstück eines rechteckigen Querschnitts mit einem Verhältnis von langer Seite zu kurzer Seite von 1,6-3,0 benutzt, und das Gußstück wird normalerweise in einem Walzvorgang zu einem Rundknüppel geformt. Wenn der Rundknüppel mittels der Schrägwalzen und eines Lochdorns oder Stopfens gelocht wird, beträgt eine Absolutgröße |εn| einer Verformung oder Dehnung (strain) εn beim Lo chungsvorgang gemäß nachstehender Gleichung |εn|≦0,015 an einer Stelle, die von einer 10 mm vom äußersten Ende des Stopfens beabstandeten Position zu einer zum hinteren Ende des Stopfens weisenden Position reicht:This publication describes a method for producing a seamless steel tube from chromium-containing steel with 2-27 wt .-% chromium, the rest iron and unavoidable (melting-related) impurities. A continuous casting of rectangular cross-section with a ratio of long side to short side of 1.6-3.0 is used for the production of a seamless tube as a starting material, and the casting is normally shaped into a billet in a rolling process. If the billet is punched using the cross rollers and a punch or plug, the absolute size is | ε n | a strain or strain (strain) ε n in the perforation process according to the following equation | ε n | ≦ 0.015 at a position ranging from a position 10 mm from the extreme end of the plug to a position facing the rear end of the plug:
εn = ln (tn/tn-1).ε n = l n (t n / t n-1 ).
In obiger Gleichung bedeuten:In the above equation:
tn-1 = Wanddicke (in mm) in einer Position, die um 10 mm
vom äußersten Ende des Stopfens entfernt ist, bis
zu einer gegebenen Position Pn-1 zum hinteren Ende
des Stopfens hin, und
tn = Wanddicke in einer Position Pn, die um 1 mm von
einer (der) Position Pn-1 zum hinteren Stopfenende
hin beabstandet ist.t n-1 = wall thickness (in mm) at a position 10 mm from the extreme end of the plug to a given position P n-1 towards the rear end of the plug, and
t n = wall thickness in a position P n which is spaced 1 mm from a position P n-1 towards the rear end of the plug.
Bei der Rohrherstellung nach dem Verfahren gemäß obiger JP-OS können Innenflächenfehler im Rohr während des Lochungsvorgangs bis zu einem gewissen Grad vermieden werden. Dabei besteht jedoch eine bestimmte Beschränkung der Verformung oder der Dehnung (strain) während des Lochungs vorgangs; problematisch ist daher, daß der Anwendungsbe reich dieses Verfahrens beschränkt ist.When manufacturing pipes according to the procedure above JP-OS can cause internal surface defects in the pipe during the Punching process avoided to a certain extent will. However, there is a certain limitation deformation or strain during perforation operation; It is therefore problematic that the application range of this procedure is limited.
Aufgabe der Erfindung ist damit die Ausschaltung der vorstehend geschilderten Probleme und die Vermeidung von Innenflächenfehlern nicht durch Begrenzung der Größe der Verformung oder Dehnung bei der Rohrformung, sondern durch Verbesserung des Rundknüppels oder -blocks selbst.The object of the invention is thus the elimination of problems described above and the avoidance of Internal surface defects are not limited by the size of the Deformation or elongation during pipe forming, but by improving the round stick or block itself.
Erfindungsgemäß durchgeführte Versuche und Untersuchungen mit dem Ziel der Lösung der geschilderten Probleme haben gezeigt, daß eine Temperaturdifferenz ΔT zwischen einer Gießanfangstemperatur und einer Erstarrungsanfangstempe ratur beim Stranggießen, eine Querschnittsform des Stranggußstücks, d. h. ein Verhältnis a/b zwischen einer langen Seite (a) und einer kurzen Seite (b), ein ein Zug- oder Abnahmeverhältnis (draft ratio) in einem Rundknüp pel-Bearbeitungsvorgang das Ausmaß des Auftretens von Innenflächenfehlern bei der Rohrformung oder -herstellung wesentlich beeinflussen können, während eine Verringerung der Konzentration an Schwefel und Sauerstoff im Stahl diese Wirkung noch weiter begünstigt. Die Erfindung beruht nun auf diesen Feststellungen. Hierbei ist das Zu- oder Abnahmeverhältnis als Verhältnis zwischen einer Querschnittsfläche (Scc) des Stranggußstücks oder Guß strangs und einer Querschnittsfläche (Sb) des Rund knüppels, d. h. Scc/Sb, definiert.Tests and examinations carried out according to the invention with the aim of solving the problems described shown that a temperature difference ΔT between a Initial casting temperature and a solidification start temp temperature in continuous casting, a cross-sectional shape of the Continuous casting, d. H. a ratio a / b between one long side (a) and short side (b), a one pull or draft ratio in a round knot pel machining process the extent of occurrence of Internal surface defects in pipe forming or manufacturing can significantly affect while reducing the concentration of sulfur and oxygen in the steel this effect is further favored. The invention is now based on these findings. Here is that Increase or decrease ratio as the ratio between one Cross-sectional area (Scc) of the continuous casting or casting strand and a cross-sectional area (Sb) of the round bludgeons, d. H. Scc / Sb.
Es wurde mithin gefunden, daß durch zweckmäßige Einstel lung der Größen ΔT, a/b und des Abnahmeverhältnisses für die Strangguß-Herstellungsbedingungen zur Bildung des Rundknüppels und ggf. oder beiläufige Verringerung der Schwefel- und Sauerstoffkonzentration in dem für die Herstellung des Rundknüppels verwendeten Stahl und bei der Herstellung des Rohrs aus diesem Knüppel die Entste hung von Innenflächenfehlern während der Rohrerzeugung vermieden werden kann. Obgleich die praktischen Gründe hierfür noch nicht vollständig geklärt sind, wird ange nommen, daß (dadurch) ein Hohlraum (cavity) am bzw. im zentralen Teil des Stranggußstücks verkleinert und die Warmwalzbearbeitbarkeit des Knüppels verbessert wird.It was therefore found that by appropriate setting the sizes ΔT, a / b and the decrease ratio for the continuous casting manufacturing conditions to form the Round billets and, if necessary, or casual reduction in Sulfur and oxygen concentration in the for Manufacture of the round stick used steel and at the manufacture of the tube from this billet internal surface defects during pipe production can be avoided. Although the practical reasons have not yet been fully clarified take that a cavity on or in central part of the continuous casting is reduced and the Hot rolling machinability of the billet is improved.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstel lung eines Rundknüppels oder -blocks für nahtloses Stahlrohr durch Stranggießen einer Eisenlegierung mit 0,5 -40 Gew.-% Chrom, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Stranggußstück bzw. Gußstrang mit einem rechteckigen Querschnitt mit einem Verhältnis lange Seite/kurze Seite von mehr als 1,5 und weniger als 2,0 bei einer Tempera turdifferenz ΔT zwischen einer Gießanfangstemperatur und einer Erstarrungsanfangstemperatur von unter 70°C gegos sen und dann einem Auswalzen (Rundwalzen) mit einem Abnahmeverhältnis (draft ratio) von mehr als 3,0 unter worfen wird. The invention relates to a method for the manufacture round billet or block for seamless Steel pipe by continuous casting of an iron alloy with 0.5 -40 wt .-% chromium, which is characterized in that the continuous casting or casting with a rectangular Cross section with a long side / short side ratio of more than 1.5 and less than 2.0 at a tempera difference ∆T between a casting start temperature and an initial solidification temperature of less than 70 ° C sen and then a rolling out (round rolling) with a Draft ratio of more than 3.0 below will throw.
Ein zweites Ausführungsbeispiel dieses Verfahrens kenn zeichnet sich dadurch, daß ein Verhältnis zwischen einer langen Seite und einer kurzen Seite (des erfindungsgemäß verwendeten Knüppels oder Blocks) mehr als 2,0 und weniger als 9,0 beträgt und ein Abnahmeverhältnis von mehr als 2,5 angewandt wird.Know a second embodiment of this method is characterized in that a relationship between a long side and a short side (of the invention used billets or blocks) more than 2.0 and is less than 9.0 and a decrease ratio of more than 2.5 is applied.
In dritter Ausgestaltung kennzeichnet sich das erfin dungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Rundknüppels für nahtloses Stahlrohr dadurch, daß ein Stranggußstück aus einer Eisenlegierung mitIn a third embodiment, the invention is characterized Process according to the invention for the production of a round billet for seamless steel pipe in that a continuous casting made of an iron alloy with
0,08% S oder weniger und
0,01% O oder weniger,0.08% S or less and
0.01% O or less,
für die Herstellung eines Rundknüppels für die Herstel lung von nahtlosem Stahlrohr verwendet wird.for the production of a round billet for the manufacturer seamless steel tube is used.
Die Gründe für die erfindungsgemäße Beschränkung der Gehaltswerte sind nachstehend erläutert.The reasons for the limitation of the invention Salary values are explained below.
Chrom wird in einem weiten Anteilsbereich zugesetzt, um die Korrosionsbeständigkeitseigenschaften, die Hochtemperaturfestigkeit und die Hochtemperatur-Oxida tionsbeständigkeit o. dgl. zu verbessern. Obgleich bei Durchführung des Lochens und Auswalzens eines chrom haltigen Stahls nach einem Mannesmann-Auswalzverfahren die Innenflächenfehler im nahtlosen Stahlrohr leicht auftreten können, besteht bei einem Chromgehalt von unter 0,5 Gew.-% praktisch keinerlei Problem bezüglich des Auftretens von Innenflächenfehlern, während bei einem Chromgehalt von 40 Gew.-% oder mehr einwand freies nahtloses Stahlrohr mittels eines Mannesmann- Walzsystems möglicherweise nicht erhalten werden kann. Aus diesem Grund wird der Chromgehalt auf einen Bereich von 0,5-40 Gew.-% beschränkt. Chromium is added in a wide range, to the corrosion resistance properties that High temperature resistance and the high temperature oxida stability or the like to improve. Although at Carrying out the punching and rolling out of a chrome containing steel after a Mannesmann rolling process the inner surface defects in the seamless steel tube easily can occur with a chromium content of below 0.5% by weight practically no problem with regard to the occurrence of internal surface defects while at a chromium content of 40% by weight or more free seamless steel tube by means of a Mannesmann Rolling system may not be preserved. Because of this, the chromium content is reduced to one Limited range of 0.5-40 wt .-%.
Obgleich Schwefel im Stahl in Form von Verunreinigun gen vorhanden ist, wird angenommen, daß diese Substanz die Warmauswalzbarkeit beeinträchtigt; üblicherweise wird daher das Volumen bzw. der Gehalt an Schwefel auf etwa 0,02-0,01 Gew.-% verringert, und die Rohr herstellung erfolgt mit Stahl eines solchen Schwefel gehalts. Im Zuge der Entwicklung der Erfindung durch geführte Untersuchungen haben gezeigt, daß eine Senkung sowohl des Sauerstoff- als auch des Schwefel gehalts ein Vorblockverhältnis (bloom ratio) oder einen späteren Einfluß des Abnahmeverhältnisses auf eine verbesserte Güte des Knüppels deutlich erhöht und auch zu einer Verringerung von Innenflächenfehlern im hergestellten Rohr führt. Die Ergebnisse von bezüglich des Einflusses von Schwefel und Sauerstoff durchge führten Versuchen oder Untersuchungen sind in Fig. 5 dargestellt. Darin ist für vier Sauerstoffkonzentrati onen oder -gehalte von 0,012, 0,010, 0,008 und 0,006% in den Ausgangsmaterialien aus 9 Cr-1 Mo-Stahl, 13 Cr- Stahl und 22 Cr-Stahl die Beziehung zwischen dem Schwefelgehalt des Ausgangsmaterials und dem Ausmaß (der Häufigkeit) des Auftretens von Innenflächenfeh lern bzw. -defekten (in %) unter Bezugnahme auf den Sauerstoffgehalt des hergestellten Rundknüppels angegeben. Dabei beträgt das Abnahmeverhältnis (oder auch Reduktionsverhältnis) des Rundknüppels 7,7 bei einem Verhältnis lange Seite/kurze Seite (=a/b) von 2,7; ein anderes Abnahmeverhältnis des Rundknüppels beträgt 8,1 bei a/b=4,0, wobei in beiden Fällen ΔT= 30°C gilt. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, wurde gefunden, daß bei einer Sauerstoffkonzentration von unter 0,010% und einer Schwefelkonzentration von unter 0,008% das Ausmaß des Auftretens der inneren Fehler auf unter 3% beträchtlich abnimmt. Mit herabgesetzter Sauerstoffkonzentration nimmt die Häufigkeitsrate der Innenflächenfehler (entsprechend) ab; mit einer Senkung der Schwefelkonzentration verringert sich die Häufigkeitsrate der Innenflächenfehler weiter. Im Hinblick darauf wird die Obergrenze des Schwefelge halts auf 0,008% festgelegt.Although sulfur is present in steel in the form of impurities, it is believed that this substance affects hot rollability; Usually, therefore, the volume or content of sulfur is reduced to about 0.02-0.01 wt .-%, and the pipe is made with steel of such a sulfur content. In the course of the development of the invention by means of studies carried out, it has been shown that a reduction in both the oxygen and the sulfur content significantly increases a bloom ratio or a later influence of the decrease ratio on an improved quality of the billet and also to a reduction in Internal surface defects in the pipe produced. The results of tests or examinations carried out with regard to the influence of sulfur and oxygen are shown in FIG. 5. Therein, for four oxygen concentrations or contents of 0.012, 0.010, 0.008 and 0.006% in the raw materials of 9 Cr-1 Mo steel, 13 Cr steel and 22 Cr steel, the relationship between the sulfur content of the raw material and the extent ( the frequency) of the occurrence of internal surface defects or defects (in%) with reference to the oxygen content of the manufactured round billet. The reduction ratio (or reduction ratio) of the round billet is 7.7 with a long side / short side ratio (= a / b) of 2.7; another decrease ratio of the round billet is 8.1 at a / b = 4.0, whereby ΔT = 30 ° C applies in both cases. As is apparent from Fig. 5, it was found that when the oxygen concentration was less than 0.010% and the sulfur concentration was less than 0.008%, the amount of occurrence of the internal defects decreased considerably to less than 3%. With a reduced oxygen concentration, the frequency rate of internal surface defects decreases (accordingly); with a decrease in the sulfur concentration, the frequency rate of the inner surface defects decreases further. In view of this, the upper limit of the sulfur content is set at 0.008%.
Obgleich es derzeit keine spezielle Beschränkung für einen Sauerstoffgehalt gibt, hat eine Untersuchung des Verhältnisses zwischen einem Vorblockverhältnis (bloom ratio), dem anschließenden Abnahmeverhältnis, der Schwefelmenge und der Güte des Knüppels oder Blocks gezeigt, daß gemäß Fig. 5 mit einer Senkung des Schwefelgehalts zusätzlich zu einer Senkung des Sauerstoffgehalts die Güte des Knüppels sowie die Wirkung oder der Einfluß des Vorblockverhältnisses oder des anschließenden Reduktions- oder Abnahmever hältnisses verbessert werden, wobei sich Innenflächen fehler nach der Erzeugung des Rohrs bzw. im herge stellten Rohr verringern. Im Hinblick darauf wird die Obergrenze für den Sauerstoffgehalt auf 0,010% festge legt.Although there is currently no particular restriction on an oxygen content, an examination of the relationship between a bloom ratio, the subsequent decrease ratio, the amount of sulfur and the quality of the billet or block has shown that, according to FIG. 5, with a decrease in the sulfur content additionally to reduce the oxygen content, the quality of the billet and the effect or influence of the bloom block ratio or the subsequent reduction or decrease ratio can be improved, with inner surface defects after the production of the tube or in the tube produced. In view of this, the upper limit for the oxygen content is set at 0.010%.
Bedingungen für eine Temperaturdifferenz und eine Querschnittsform (des Knüppels) wurden an Hand ver schiedener Versuche erstmals ermittelt. Diese Bedin gungen sind unter Bezugnahme auf die Versuchsergebnis se beschrieben. Fig. 1 zeigt eine Beziehung zwischen einer Temperaturdifferenz ΔT zwischen der Gießan fangs- und der Erstarrungsanfangstemperatur in einem Stranggießverfahren (zur Herstellung eines Stranggußstücks) und der Häufigkeitsrate (rate of occurence) (in %) der Innenflächenfehler bei Verwen dung des Rundknüppels für die Rohrherstellung. Dabei beträgt das Abnahmeverhältnis 8,7 für einen Rund knüppel mit einem a/b-Verhältnis von 3,1. Gemäß Fig. 1 nimmt mit zunehmender Temperaturdifferenz ΔT die Häufigkeitsrate der Innenflächenfehler zu. Wenn ΔT 70°C übersteigt, erhöht sich die Häufigkeitsrate der Innenflächenfehler auf mehr als 5%. Fig. 2 zeigt die Häufigkeitsrate der Innenflächenfehler während der Rohrherstellung bei Änderung einer Kombination von ΔT und a/b bei einem Abnahmeverhältnis des Rundknüppels von 5-11. Aus Fig. 2 geht folgendes hervor: Wenn die Größe von a/b mehr als 1,5 und ΔT weniger als 70°C betragen, treten die Innenflächenfehler während der Rohrherstellung kaum auf (die Häufigkeitsrate der Innenflächenfehler beträgt weniger als 4%). Wenn dagegen ΔT 70°C übersteigt oder das Verhältnis a/b kleiner ist als 1,5, können Innenflächenfehler leicht auftreten (die Häufigkeitsrate der Innenflächenfehler beträgt mehr als 4%). Wenn weiterhin das Verhältnis a/b 9 übersteigt, kann auf Grund eines großen Flach heitsverhältnisses (flat ratio) leicht ein Beulen des Rundknüppels beim Verarbeiten desselben unter Beein trächtigung seiner Form auftreten. Im Hinblick auf diese Ergebnisse ist es zur Verringerung der Innenflä chenfehler bei Verwendung des Rundknüppels für die Rohrherstellung ersichtlicherweise nötig, ein Strang gußstück, d. h. einen Gußstrang eines rechteckigen Querschnitts mit einem Verhältnis zwischen langer Seite und kurzer Seite von 1,5-9 unter Bedingungen zu gießen, bei denen die Temperaturdifferenz ΔT zwischen Gieß- und Erstarrungsanfangszeit (höchstens) 70°C beträgt. Conditions for a temperature difference and a cross-sectional shape (of the billet) were first determined using various tests. These conditions are described with reference to the test results. Fig. 1 shows a relationship between a temperature difference ΔT between the casting start and the solidification start temperature in a continuous casting process (for the production of a continuous casting) and the frequency rate (rate of occurrence) (in%) of the inner surface defects when using the billet for tube production. The decrease ratio is 8.7 for a round billet with an a / b ratio of 3.1. According to FIG. 1, the frequency rate of the inner surface defects increases with increasing temperature difference ΔT. If ΔT exceeds 70 ° C, the frequency rate of internal surface defects increases to more than 5%. Fig. 2 shows the frequency rate of the inner surface defects during the tube production when changing a combination of ΔT and a / b with a decrease ratio of the round billet of 5-11. From Fig. 2, the following is apparent: If the size of a / b greater than 1.5 and .DELTA.T be less than 70 ° C, the inner surface of errors occur during the pipe production hardly occurs (the rate of occurrence of inner surface error is less than 4%). On the other hand, if ΔT exceeds 70 ° C or the ratio a / b is less than 1.5, inner surface defects can easily occur (the frequency rate of the inner surface defects is more than 4%). Furthermore, if the ratio a / b exceeds 9, a bulge of the billet can easily occur due to a large flat ratio when processing the same while adversely affecting its shape. In view of these results, it is evidently necessary to reduce the internal surface defects when using the round billet for tube manufacturing to cast a strand, that is, a casting of rectangular cross section with a long side to short side ratio of 1.5-9 under conditions pour at which the temperature difference ΔT between casting and solidification start time (at most) is 70 ° C.
Wie erwähnt, wurde erfindungsgemäß eine Beziehung zwi schen einem Abnahmeverhältnis für den Rundknüppel und die Häufigkeitsrate der Innenflächenfehler für den Fall untersucht, daß der Rundknüppel aus einem Gußstrang mit einer Größe (der Temperaturdifferenz) ΔT und einem a/b-Verhältnis, die jeweils auf zweckmäßige Werte festge legt sind, angefertigt wird. Gemäß Fig. 3 wurde erfin dungsgemäß der Zustand eines sog. Mannesmann-Risses 4 an einem Rundknüppel 3 untersucht, wobei ein konischer Rundknüppel 2 einem Schrägwalzen in einem Modell-Loch walzwerk 1 unterworfen wird. An Hand einer Stelle, an welcher der Riß auftritt, wurde ein Grenz-Abnahme- oder -Reduktionsgrad R nach nachstehender Gleichung berechnet:As mentioned, according to the invention, a relationship between a decrease ratio for the round billet and the frequency rate of internal surface defects was investigated in the event that the round billet consisted of a cast strand with a size (the temperature difference) ΔT and an a / b ratio, each of which was appropriate Values are defined, is manufactured. According to FIG. 3, the state of a so-called Mannesmann crack 4 on a billet 3 was investigated according to the invention, a conical billet 2 being subjected to cross-rolling in a model hole rolling mill 1 . At a point where the crack occurs, a limit decrease or reduction degree R was calculated according to the following equation:
R = D₁/D₀ · (D₀ - D₁)/D₀R = D₁ / D₀ · (D₀ - D₁) / D₀
Darin bedeuten:Where:
D₁ = kleinerer Durchmesser eines konischen Rundknüppels,
D₀ = größerer Durchmesser des konischen Rundknüppels,
d₀ = Länge des Rundknüppels nach dem Auswalzen,
d₁ = nutzbare (reasonable) Länge des Rundknüppels nach dem
Auswalzen (mit Ausnahme eines Risses bzw. Rißteils).D₁ = smaller diameter of a conical billet,
D₀ = larger diameter of the conical round billet,
d₀ = length of the billet after being rolled out,
d₁ = usable (reasonable) length of the billet after rolling out (with the exception of a crack or crack part).
Es ist bekannt, daß ein Riß bei einem höheren derartigen Grenz-Abnahmegrad R nicht so leicht auftritt, während dabei auch die Innenflächenfehler nicht so leicht bzw. in geringerem Maße auftreten. Fig. 4 zeigt Ergebnisse für Fälle, in denen Gußstücke eines Verhältnisses a/b zwischen langer Seite und kurzer Seite von 3,2 bei einer Temperaturdifferenz ΔT von 30°C bzw. bei einem a/b-Verhältnis von 1,8 und einer Temperaturdifferenz ΔT von 25°C unter verschiedenen Abnahmeverhältnissen (draft ratios) zu Rundknüppel ausgewalzt und die genannten konischen Rundknüppel einem Schrägwalzen unterworfen werden, worauf ein begrenzter oder Grenz-Abnahmegrad R berechnet wird. Dabei hat es sich gezeigt, daß ein Riß deshalb nicht so leicht auftritt, weil mit vergrößertem Abnahmeverhältnis die Bearbeitungseigenschaft oder Bearbeitbarkeit (machining characteristic) verbessert wird.It is known that a crack does not occur so easily at a higher limit reduction degree R of this type, while the inner surface defects do not occur so easily or to a lesser extent. FIG. 4 shows results for cases in which castings have a ratio a / b between long side and short side of 3.2 at a temperature difference ΔT of 30 ° C. or at an a / b ratio of 1.8 and a temperature difference ΔT of 25 ° C under various reduction ratios (draft ratios) are rolled into billets and the conical billets mentioned are subjected to cross rolling, whereupon a limited or limit decrease degree R is calculated. It has been shown that a crack does not occur so easily because the machining characteristic or machinability is improved with an increased decrease ratio.
Es hat sich weiter gezeigt, daß sich für ein Gußstück (einen Gußstrang) bei einer Temperaturdifferenz ΔT von 30°C und einem a/b-Verhältnis von 3,2 der Grenz-Abnahme grad R bei einem Abnahmeverhältnis von mehr als 2,5 verbessert, während sich für eine Bramme bei einer Temperaturdifferenz ΔT von 25°C und einem a/b-Verhältnis von 1,8 der Grenz-Abnahmegrad R bei einem Abnahmeverhält nis von 3,0 verbessert.It has also been shown that for a casting (a cast strand) at a temperature difference ΔT of 30 ° C and an a / b ratio of 3.2 of the limit decrease degree R with a purchase ratio of more than 2.5 improved while looking for a slab at a Temperature difference ΔT of 25 ° C and an a / b ratio of 1.8 the limit decrease level R with a decrease ratio Improved from 3.0.
Diesbezüglich hat es sich gezeigt, daß durch Verwendung eines Stranggußstücks oder Gußstrangs unter zweckmäßiger Begrenzung von ΔT und des a/b-Verhältnisses sowie Ein stellung eines Abnahmeverhältnisses für den Knüppel auf mehr als 2,5 oder 3,0 das Auftreten eines sog. Mannes mann-Risses beträchtlich verringert werden kann. Entspre chend diesen Ergebnissen werden die genannte Tempera turdifferenz ΔT, die Querschnittsform und ein Abnahmever hältnis oder andere Bedingungen (entsprechend) begrenzt.In this regard, it has been shown that through use a continuous casting or casting under appropriate Limitation of ΔT and the a / b ratio as well as on setting a purchase ratio for the billet more than 2.5 or 3.0 the appearance of a so-called man mann cracks can be reduced considerably. Correspond According to these results, the tempera turdifferenz ΔT, the cross-sectional shape and a decrease ratio or other conditions (accordingly) limited.
Beim Lochen und Auswalzen des mehr als 0,5 Gew.-% Chrom enthaltenden Ausgangsmaterials für nahtloses Stahlrohr kann auf diese Weise das Auftreten bestimmter Fehler oder Defekte an der Rohrinnenfläche begrenzt werden.When punching and rolling out more than 0.5% by weight of chromium containing raw material for seamless steel tube can in this way the occurrence of certain errors or Defects on the inner surface of the pipe can be limited.
Im folgenden ist die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtIn the following the invention is based on the drawing explained in more detail. It shows
Fig. 1 eine graphische Darstellung einer Beziehung zwischen einer Temperaturdifferenz ΔT zwischen einer Gieß(anfangs)temperatur und einer Erstar rungsanfangstemperatur bei der Herstellung eines Stranggußstücks bzw. Gußstrangs (einerseits) und der Häufigkeitsrate von Innenflächenfehlern bei Verwendung des Knüppels für die Rohrherstellung (andererseits), Fig. 1 is a graph showing a relationship between a temperature difference AT between a casting (initial) temperature and a Erstar approximate initial temperature in the preparation of Stranggußstücks or cast strand (one hand) and the occurrence rate of inner surface defects when using the billet for pipe production (the other),
Fig. 2 eine graphische Darstellung eines Verhältnisses zwischen der Temperaturdifferenz ΔT, einem Verhältnis der langen Seite (a) und der kurzen Seite (b) eines Gußstrangs und der Häufigkeit (des Auftretens) von Innenflächenfehlern nach der Rohrherstellung bzw. am hergestellten Rohr, Fig. 2 is a graph showing a relationship between the temperature difference .DELTA.T, a ratio of the long side (a) and the short side (b) of a cast strip and the frequency (of occurrence) of inner surface defects on the pipe making and on the tube prepared
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Mannesmann-Rißtests unter Verwendung eines Modell-Lochwalzwerks, Fig. 3 is a schematic representation of a Mannesmann Rißtests using a model piercing mill,
Fig. 4 eine graphische Darstellung einer Beziehung zwischen einem Abnahme- oder Reduktionsverhältnis und einem Grenz-Abnahmegrad und Fig. 4 is a graph showing a relationship between an acceptance or reduction ratio and a reduction ratio limit and
Fig. 5 eine graphische Darstellung des Einflusses der Schwefel- und Sauerstoffmengen oder -gehalte auf das Auftreten von Innenflächenfehlern bei der Rohr-Herstellung. Fig. 5 is a graphical representation of the influence of the sulfur and oxygen amounts or contents on the occurrence of inner surface defects in the tube production.
Nachstehend sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.Below are preferred embodiments of the Invention explained.
Stähle der (chemischen) Zusammensetzung gemäß Tabelle I werden durch Stranggießen unter den in Tabellen II und III angegebenen Bedingungen der Temperaturdifferenz ΔT und des a/b-Verhältnisses zu Gußsträngen eines rechtecki gen Querschnitts geformt und anschließend zu Ausgangsma terial-Rundknüppeln für (die Herstellung von) nahtlose(n) Rohre(n) verschiedener Größen ausgewalzt. Steels with the (chemical) composition according to Table I are made by continuous casting among those in Tables II and III specified conditions of the temperature difference ΔT and the a / b ratio to cast strands of a rectangle shaped cross-section and then to baseline round material billets for the manufacture of seamless Rolled pipes (s) of different sizes.
Die Rundknüppel werden mittels Schrägwalzen und Lochdorn gelocht und in einem Dornwalzwerk, Warmziehreduzierwalz werk oder Stopfenwalzwerk, einem Glättwalzwerk und einem Maßwalzwerk o. dgl. zu Rohren geformt, worauf das Auftre ten von Innenflächenfehlern nach der Herstellung der Rohre bzw. an den hergestellten Rohren untersucht wird. Die Ergebnisse finden sich in den Tabellen II und III.The round billets are made using cross rolls and piercing mandrel perforated and in a mandrel mill, hot drawing reducing roll plant or plug rolling mill, a smooth rolling mill and one Sizing mill or the like formed into tubes, whereupon the impact inner surface defects after the manufacture of the Pipes or on the pipes produced is examined. The results can be found in Tables II and III.
Aus den Tabellen II und III geht folgendes hervor: Wenn die Temperaturdifferenz ΔT, die Querschnittsform und das Abnahmeverhältnis des Rundknüppels bei seiner Herstellung durch Stranggießen innerhalb des erfindungsgemäßen Bereichs liegen, zeigen alle Stahlsorten eine unter 4% liegende niedrige Häufigkeitsrate der Innenflächenfehler. Wie durch ein Vergleichsbeispiel belegt, zeigen anderer seits die außerhalb des erfindungsgemäßen Bereichs oder Rahmens liegenden Erzeugnisse eine hohe Häufigkeitsrate der Innenflächenfehler. Tables II and III show the following: If the temperature difference ΔT, the cross-sectional shape and the Decrease ratio of the round stick during its manufacture by continuous casting within the invention Range, all steel grades show less than 4% lying low frequency rate of internal surface defects. As demonstrated by a comparative example, others show on the other hand outside the range according to the invention or Framework products have a high frequency rate the inner surface defect.
Stähle der Zusammensetzung gemäß Tabelle IV werden durch Stranggießen unter den in Tabelle V und VI angegebenen Bedingungen der Temperaturdifferenz ΔT und des a/b-Verhältnisses zu Gußsträngen eines rechteckigen Querschnitts geformt und anschließend zu (anderen) Ausgangsmaterial-Rundknüppeln für (die Herstellung von) nahtlose(n) Rohre(n) verschiedener Größen ausgewalzt. Die Rundknüppel werden mittels Schrägwalzen und Lochdorn gelocht und in einem Dornwalzwerk und einem Maßwalzwerk o. dgl. zu Rohren geformt, worauf das Auftreten von Innenflächenfehlern an den hergestellten Rohren unter sucht wird. Die Ergebnisse finden sich in den Tabellen V und VI.Steels of the composition according to Table IV are Continuous casting under those given in Tables V and VI Conditions of the temperature difference ΔT and the a / b ratio to cast strands of a rectangular Cross-sectional shaped and then to (other) Raw material billets for (the manufacture of) seamless tubes of various sizes rolled out. The Round billets are made using cross rolls and punch perforated and in a mandrel mill and a sizing mill or the like. formed into tubes, whereupon the occurrence of Internal surface defects on the pipes produced is searched. The results can be found in Tables V and VI.
Aus den Tabellen V und VI geht folgendes hervor: Wenn der Schwefel- und Sauerstoffgehalt innerhalb des Rahmens gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung liegt, und Temperaturdifferenz ΔT, Querschnittsform und Abnahmeverhältnis des Rundknüppels bei der Herstellung eines Gußstrangs ebenfalls innerhalb des Rahmens der Erfindung liegen, zeigen alle Stahlsorten eine unter 4% liegende niedrige Häufigkeitsrate der Innenflächenfehler; je kleiner dabei ΔT ist, um so kleiner ist die Häufig keitsrate der Innenflächenfehler. Bei dem außerhalb des Rahmens des dritten Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung liegenden, als Vergleichsbeispiel herangezo genen Erzeugnis (mit * gekennzeichnet) ist dagegen die Häufigkeitsrate der Innenflächenfehler deutlich größer. Tables V and VI show the following: If the Sulfur and oxygen content within the frame according to a third embodiment of the invention lies, and temperature difference ΔT, cross-sectional shape and Decrease ratio of the round stick during manufacture a cast strand also within the scope of the Invention, all steel grades show less than 4% lying low frequency rate of internal surface defects; the smaller ΔT, the smaller the frequency rate of internal surface defects. With the outside of the Framework of the third embodiment according to the Invention, used as a comparative example gene product (marked with *) is the Frequency rate of internal surface defects significantly higher.
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