DE69617797T2

DE69617797T2 - Verfahren zur Herstellung eines nahtlosen Rohres

Info

Publication number: DE69617797T2
Application number: DE69617797T
Authority: DE
Inventors: Takashi Ariizumi; Tatsuro Katsumura; Motoharu Yamazaki; Masahiko Yasukawa
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: NKKTubes KK
Priority date: 1995-05-19
Filing date: 1996-05-17
Publication date: 2002-08-14
Anticipated expiration: 2016-05-18
Also published as: US6073331A; EP0743106A1; US5778714A; DE69617797D1; EP0743106B1; AR001298A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines nahtlosen Rohres, insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines nahtlosen Stahlrohrs und eines nahtlosen Metallrohrs.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Im Allgemeinen wird ein nahtloses Stahlrohr durch Präparierung eines Barrens bzw. Walkblocks um einen runden oder rechteckigen Querschnitt hergestellt, wobei eine hohle Hülle durch ein Verfahren, wie beispielsweise dem Mannesmann- Stechen bzw. Mannesmann-Piercing, Druckpiercing oder Heißextrusion und einem Rollen bzw. Walzen der somit gebildeten hohlen Hülle durch ein Walzwerk gebildet wird, wie beispielsweise einem länglichen Stopfenwalzwerk oder einem Dornwalzwerk, und wobei die gewalzte, hohle Hülle einem dimensionierten Werkstück ausgesetzt wird, was mit einer Abrichthobelmaschine oder einer Streckreduktionseinrichtung durchgeführt wird, wobei das endgültige Rohrprodukt einer vorbestimmten Größe erhalten wird (im Nachhinein wird dies als "kontinuierlicher Walzvorgang" bezeichnet).
Der Piercingstopfen bei der Verwendung des Mannesmann- Piercings und des Presspiercings wird jeweils mit einem Walzblock in Kontakt gehalten, der auf eine hohe Temperatur von 1100 bis 1300ºC erhitzt ist, und wobei es erforderlich ist, dass der Stopfen einer hohen Last widersteht. Der Piercingstopfen wird daher während des Piercingvorgangs beschädigt. Obwohl ein herkömmlicher Piercingstopfen dazu fähig ist, mehrere hundert Piercingzyklen zu überstehen, wenn er zum Piercing eines Walzwerks verwendet wird, das beispielsweise aus einem Kohlenstoffstahl (einem niedrig legierten Stahl) hergestellt ist, wird der Piercingstopfen beträchtlich beschädigt, wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt, wenn er zum Piercen der Walzwerke verwendet wird, die aus einem hochlegierten Stahl hergestellt sind, beispielsweise aus einem rostfreien Stahl, wie 13 Cr Stahl, SUS 304 und SUS 316, oder einer Hochlegierung (im Nachhinein als "hochlegierter Stahl oder ähnliches" bezeichnet), wobei die Hauptkomponente davon Cr, Ni oder Mo ist, welche durch eine Hochlegierung repräsentiert werden, die als Hauptkomponente davon nicht weniger als 25 Gew.-% Ni aufweisen. Somit kann der Piercingvorgang nur einige Male durchgeführt werden. Im schlimmsten Fall kann der Piercingvorgang gar nicht durchgeführt werden. Die Fig. 4 und 5 sind Seitenansichten, welche einen beschädigten Piercingstopfen zeigen. Bezüglich der Fig. 4 und 5 repräsentiert das Bezugszeichen 1 den Piercingstopfen selbst, das Bezugszeichen 5 eine Deformation des Führungsendes aufgrund einer Schmelzung, wobei das Bezugszeichen 6 eine Faltendeformierung in dem Körper repräsentiert, und Bezugszeichen 7 ein Fressen des Materials des Piercingstopfens darstellt. Wie vorstehend beschrieben, wird die Lebensdauer des Piercingstopfens, welcher für hunderte von Zyklen verwendet werden kann, wenn er zum Piercen eines Kohlenstoffstahlwalzwerks verwendet wird, extrem verkürzt, wenn er zum Piercen eines Walzwerks verwendet wird, das aus einem vorstehenden, hochlegierten Stahl hergestellt ist. Daher führt das vorstehende Problem zu einer Erhöhung der Werkzeugkosten, einer Verschlechterung der Effizienz des Walzvorgangs aufgrund des Wechselns des beschädigten Werkzeugs, einer Erhöhung der Herstellungskosten und sogar dazu, dass der Herstellungsvorgang nicht ausgeführt werden kann.
Um die Verschlechterung der Lebensdauer des Stopfens zu überwinden, wenn dieser zum Piercen eines Walzwerks verwendet wird, das aus dem vorstehenden, hochlegierten Stahl hergestellt ist, sind eine Vielzahl von Techniken (1) bis (4) vorgeschlagen worden, wie im Folgenden erläutert:
(1) Für die Verwendung des Materials des Piercingstopfens ist ein Material, wie beispielsweise Mo (Molybdän) mit einer größeren Hochtemperaturfestigkeit als derjenigen von Legierungsstahl vorgeschlagen worden, um zu vermeiden, dass der Stopfen aufgrund der Deformation beschädigt wird.
(2) Ein Schmiermittel ist durch einen Abschnitt der Oberfläche des Stopfens vorgesehen, um zwischen die hohle Hülle und den Stopfen angewendet zu werden, um somit eine Beschädigung aufgrund eines sich Festfressens zu vermeiden.
(3) Ein gehärtetes Material oder ähnliches ist möglich, das an die Oberfläche des Stopfens durch eine Oberflächenbehandlung angefügt ist, um das sich Festfressen und Abrasion zu vermeiden und um die Lebensdauer des Stopfens zu verbessern.
(4) Die Verwendung einer Schale oder eines Blechs, welches aufgrund der Oxidation des Schmiermittels erzeugt wird, wobei die Umgebung, in welcher die Wärmebehandlung für den Stopfen und ähnliches verändert werden, um die Dichte des Blechs bzw. der Schale zu verdicken und zu erhöhen, zur Verbesserung der Lebensdauer verwendet wird.
Die folgenden partiellen Modifikationen für die vorstehenden Techniken (1) bis (4) sind offenbart worden:
Als Modifikation für den Fall (1), die japanische, offengelegte Patentanmeldung Nr. 2-133106 (nachfolgend als "Entgegenhaltung 1" bezeichnet);
als Modifikation des Falls (2), das japanische, offengelegte Patent Nr. 2-284708 (im Nachfolgenden als "Entgegenhaltung 2" bezeichnet);
als Modifikation des Falls (3), die offengelegte, japanische Patentanmeldung Nr. 63-192504 (nachfolgend als "Entgegenhaltung 3" bezeichnet); und
als Modifikation des Falls (4), die japanische Patentveröffentlichung Nr. 63.54066 (nachfolgend als "Entgegenhaltung 4" bezeichnet).
Es ist jedoch verständlich, dass nur einige wenige Fälle erfolgreich bezüglich der vorstehenden Entgegenhaltungen durchgeführt worden sind.
Bei der Entgegenhaltung 2 stößt man auf Schwierigkeiten bei der Versorgung des Schmiermittels bei aufeinanderfolgenden Piercingzyklen, obwohl dies das sich Festfressen zwischen dem Walzblock und dem Stopfen bei zumindest dem ersten Piercingzyklus eliminieren kann. Die Zufuhr des Schmiermittels wird durch eine unterschiedliche Methode möglich: nämlich durch den Kopf des Stopfens über einen Durchgang, welcher in einer Stopfenstange als Lagerung des Stopfens ausgebildet ist. Bei diesem Verfahren tritt jedoch das Problem auf, dass bezüglich der Beschädigung des Stopfenendes ein Verstopfen an diesem auftreten kann und somit dieses Verfahren nicht kontinuierlich bei den Stopfenwalzwerken bzw. Walzwerken verwendet werden kann.
Eine weit verbreitete Technik, wobei Piercingstopfen aus niedriglegiertem Stahl, wie beispielsweise 3Cr-1Ni (nachfolgend als "bekannte Komponente" bezeichnet) verwendet wird, weist eine Wärmebehandlung vor der Durchführung des Piercings bzw. des Lochens auf, um das produzierte Oberflächenblech zu verwenden, da das Schmiermittel hinsichtlich der verbesserten Lebensdauer vorteilhaft ist, ähnlich wie bei einem herkömmlichen Piercingverfahren. Jedoch kann der erhaltene Piercingstopfen lediglich für etwa 10 Zyklen verwendet werden, was verglichen mit dem Fall, wo derselbe beim Piercen von herkömmlichem Stahl verwendet wird, unbefriedigend ist. Somit kann die Reduzierung der Werkzeugkosten und die Verbesserung der Effizienz beim Walzvorgang nicht erzielt werden.
Die Entgegenhaltung 1 verlässt sich auf die Verwendung von Mo als Stopfenmaterial und weist viele Vorteile auf, wie beispielsweise die Verhinderung der Deformierung des Stopfens selbst, die Vermeidung des sich Festfressens usw. Mo ist jedoch teurer, und ein Stopfen aus diesem Material ist ziemlich zerbrechlich bei einem Temperaturbereich von in etwa 400ºC oder weniger. Aufgrund der vorstehenden Tatsache und der Tatsache, dass der Stopfen der vorstehenden Art aufgrund der thermischen Spannung leicht brechen kann, treten bei der industriellen Verwendung viele Probleme auf.
Obwohl die Entgegenhaltung 3 fähig ist, eine Beschädigung des Stopfens zu vermeiden, da die Abrasionswiderstandsschicht verbessert ist, kann die Abrasionswiderstandsschicht aus einem harten Material aufgrund einer wiederholten thermischen Spannung leicht brechen, und wobei sich die Schicht, welche der Wärmebehandlung ausgesetzt ist, leicht abtrennbar ist. Dieses Verfahren ist daher noch nicht bis zu einem Level ausgereift, dass es bei tatsächlichen Vorrichtungen praktisch verwendet werden kann.
Dementsprechend sind Stopfen in dem offengelegten, japanischen Patent Nr. 2-207503 offenbart worden (nachfolgend als "Entgegenhaltung 5" bezeichnet), und in dem offengelegten, japanischen Patent Nr. 62-244505 offenbart worden (nachfolgend als "Entgegenhaltung 6" bezeichnet), welche Mittel zur Lebensdauererhöhung des Piercingstopfens offenbaren und es ermöglichen, dass der Piercingstopfen bei geringen Kosten hergestellt werden kann, wobei Mo oder eine Mo-Legierung oder Keramiken, welche eine exzellente Verschleißwiderstandsfähigkeit aufweisen, an dem Führungsende des Stopfens angeordnet sind und wobei der Körper einem konventionellen Oxidationsprozess oder Struktur unterworfen wird.
Der in den bekannten Entgegenhaltungen 5 und 6 offenbarte Stopfen (nachfolgend als "Verbundstopfen" bezeichnet) weist eine derartige Struktur auf, dass lediglich der Führungsabschnitt des Stopfens, welcher einer hohen Spannung und Last ausgesetzt ist, aus dem vorstehenden festen Material hergestellt ist, wie beispielsweise Mo, da die Kosten explosiv ansteigen, ist der Gesamtkörper des Piercingstopfens aus dem vorstehenden Material hergestellt, und der andere Abschnitt ist aus einem kostengünstigen Legierungsstahl hergestellt, um die Werkzeugkosten zu reduzieren. Die Kosten für einen Piercingvorgang können auf die Kosten reduziert werden, welche für die herkömmlichen Techniken erforderlich sind, und die Effektivität kann verbessert werden, da die Effizienz des Wälzvorgangs verbessert wird.
Jedoch können die vorstehenden Techniken nicht die thermische Spannung reduzieren, welche aufgrund der Reibung zwischen dem Material des Walzblocks und des Körpers des Stopfens während des Vorgangs stattfinden. Daher können Brüche nicht verhindert werden, die aufgrund der thermischen Spannung auftreten können. Da die Oxidationsschicht, welche auf den Körper des Stopfens aufgebracht ist, gleich derjenigen ist, die bei herkömmlichen Techniken aufgebracht wird, ist die Beschädigung des Körpers aufgrund des Piercingvorgangs bezüglich der Qualität und Genauigkeit des Produkts ersichtlich, welches hinsichtlich dessen innerer Oberfläche exzessiv verschlechtert ist, selbst wenn der Kopf des Stopfens für die Verwendung rund ist. Als Folge davon können die Herstellungskosten nicht reduziert werden.
Bei einem Verfahren zum Piercen von festen Metallblöcken gemäß GB 870 750 wird eine Scheibe auf den Metallblock gelegt, durch den der Dorn die Scheibe locht, bevor er in den Metallblock eindringt, wobei die Scheibe vor dem Lochen bzw. Piercen aufgeheizt wird. Als Metall für die Scheibe wird ein Eisen oder unlegierter Stahl verwendet. Es ist bevorzugt, dass das Scheibenmaterial derartig ist, dass es zu dem Metallblock geschweißt werden kann. Dies kann vor dem Aufheizen der Scheibe geschehen, so dass der Metallblock und die Scheibe zusammen aufgeheizt werden. Wenn der Dorn den Metallblock pierct bzw. locht, wird ein Teil der Scheibe von dem Dorn abgeschert und mitgerissen, wenn der Dorn in den Metallblock eindringt. Das Material der Scheibe fließt allmählich über den Rand des vorderen Endes des Dorns nach unten und wird als starke Anheftungsschicht an der Wand des gepiercten Lochs angeordnet. Auf diese Art und Weise wird das Material der Metallscheibe zwischen der Umfangsfläche des Dorns und der inneren Fläche des hohlen Metallblocks verteilt.
Die vorstehenden Probleme sind bei dem Stand der Technik aufgetaucht, wie im Folgenden dargestellt:
In dem Fall, wo der Piercingstopfen aus einem Legierungsstahl einer konventionellen Komponente oder einem niedriglegierten Stahl hergestellt ist, führt die Wärmeanwendung, die auf den Stopfen von dem Material aufgebracht worden ist, welches gepierct werden soll, oder der Anstieg der Temperatur aufgrund der Wärme, welche während der Bearbeitung des Materials erzeugt wird, zu einer Verstärkung, welche nach Möglichkeit geschwächt werden soll. Somit wird der Piercingstopfen geschmolzen und aufgrund der Last verformt, welche während der Piercingbearbeitung anliegt.
In dem Fall, wo der Piercingstopfen aus einem Legierungsstahl hergestellt ist und verwendet wird, um ein Werkstück (ein Walzblock) zu lochen bzw. zu piercen, welches den Piercingstopfen beschädigt, führt die Verwendung eines verschleißfesten Stopfens mit einer gehärteten Oberfläche oder eines Stopfens der aus einer warmfesten Legierung oder Mo oder einer Mo-Legierung hergestellt worden ist, hauptsächlich zu einer gebrochenen Oberfläche. Somit kann die Lebensdauer des Stopfens nicht verbessert werden. In dem Fall, wo der Verbundstopfen verwendet wird, verhindert die Beschädigung des Körpers des Stopfens, dass das Problem gelöst wird. Daher hat sich bis jetzt noch kein Verfahren gefunden, welches die Lebensdauer des Piercingstopfens verbessert, wobei die Herstellungskosten reduziert werden und die Effizienz der Wälzarbeit verbessert wird.
Wie vorstehend beschrieben, ist ein Verfahren erforderlich, mit welchem die Lebensdauer des Piercingstopfens beträchtlich verlängert werden kann, im Verhältnis zu dem herkömmlichen Verfahren, und wobei die Herstellungskosten reduziert werden können, wenn ein nahtloses Rohr von einem Walzblock hergestellt wird, welcher aus einem hochlegierten Stahl oder ähnlichem durch einen kontinuierlichen Wälzvorgang hergestellt wird, wobei das Mannesmann-Piercing bzw. das Mannesmann-Lochen verwendet wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines nahtlosen Rohres bereitzustellen, wobei die Lebensdauer des Piercingstopfens beträchtlich verlängert werden kann und die Herstellungskosten reduziert werden können.
Um diese Aufgabe zu erreichen, sieht die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines nahtlosen Rohres gemäß Anspruch 1 vor.
Der Metallblock kann aus einer Stahllegierung hergestellt sein, welche Cr in einem Betrag von zumindest 5 Gew.-% enthält oder aus einer Stahllegierung hergestellt sein, welche Ni in einem Betrag von zumindest 5 Gew.-% enthält. Der Wälzblock kann aus einer Legierung hergestellt sein, dessen Hauptkomponente aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Cr, Ni und Mo besteht.
Hinsichtlich des Piercingstopfens ist es bevorzugt, dass der Piercingstopfen einen Hauptkörper aufweist, welcher aus Mo, einer Mo-Legierung oder einem warmfesten Stahl hergestellt ist, wobei eine harte Schicht an der Oberfläche des Hauptkörpers ausgebildet ist. Die harte Schicht ist aus einem der Materialien hergestellt worden, die aus der Gruppe ausgewählt sind, bestehend aus Stellit, Keramiken, welche durch Hinzufügung von Wolframcarbid zu Stellit erhalten werden, Keramiken, welche durch Hinzufügung einer Verbundmischung von Wolframcarbid und Kobalt zu Stelliten erhalten werden, sowie Keramiken, welche durch Hinzufügung einer Verbindung bzw. Mischung von Chrom und Carbon bzw. Kohlenstoff zu Stellit erhalten werden. Es ist ebenso bevorzugt, dass der Piercingstopfen einen Stopfenkörper aufweist, welcher aus Mo, einer Molybdänlegierung oder einem warmfesten Stahl aufgebaut ist, wobei der Kopf des Stopfens am Führungsende des Stopfenkörpers ausgebildet ist und aus Mo, einer Molybdänlegierung oder einem warmfesten Stahl hergestellt ist. Der Stopfenkörper kann eine harte Schicht aufweisen, welche an der Oberfläche des Stopfenkörpers ausgebildet ist. Der Stopfenkopf kann eine harte Schicht bzw. ein hartes Blech aufweisen, welche an der Oberfläche des Kopfs des Stopfens ausgebildet ist.
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann den Schritt aufweisen, dass die Stahlplatte einer Oxidationsbehandlung unterworfen wird.
Die Stahlplatte kann aus Kohlenstoffstahl bzw. unlegiertem Stahl hergestellt sein. Ebenso kann die Stahlplatte aus einem Legierungsstahl hergestellt sein, welcher eine der Elemente aufweist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, welches aus Kohlenstoff in einen Betrag von weniger als 5 Gew.-%, Chrom in einem Betrag von weniger als 5 Gew.-% und Nickel in einem Betrag von weniger als 5 Gew.-% besteht. Darüberhinaus kann die Stahlplatte aus einem Legierungsstahl bestehen, welcher Silizium in einem Betrag von 1 Gew.-% oder mehr aufweist. Die Stahlplatte kann durch Verschweißen mit dem Walzblock verbunden sein.
Der Piercingstopfen erfüllt die folgende Gleichung:
0,8º < α - β < 1,5º, wobei α der Winkel eines Mittelabschnitts des Stopfens ist und β der Winkel αn dem Auslassabschnitt einer Rolle ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht des Piercingstopfens gemäß dem Beispiel 1 der Ausführungsform 1;
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht des Piercingstopfens gemäß Beispiel 2 der Ausführungsform 1;
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht des Piercingstopfens gemäß Beispiel 3 der Ausführungsform 1; .
Fig. 4 ist eine Seitenansicht eines Beispiels eines beschädigten Piercingstopfens;
Fig. 5 ist eine Seitenansicht eines weiteren Beispiels eines beschädigten Piercingstopfens;
Fig. 6 ist ein Diagramm, welches das Verhältnis zwischen der Temperaturänderung und der Oberfläche des Stopfens an einer Position nahe dem Führungsende des Piercingstopfens darstellt, welcher bei dem Piercingvorgang verwendet worden ist, und der Zeit, welche zur Vervollständigung der Piercingarbeit gemäß der ersten Ausführungsform erforderlich ist;
Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Walzblock darstellt, in dem die Stahlplatte mit der Oberfläche des Führungsendes des Walzblocks gemäß der ersten Ausführungsform verbunden ist;
Fig. 8 ist eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht, welche den Piercingstopfen mit einer Stopfenschutzabdeckung darstellt, welche einer vorhergehenden Oxidationsbehandlung unterworfen worden ist, gemäß der ersten Ausführungsform;
Fig. 9 ist ein Diagramm, welches ein Verhältnis zwischen der Temperaturänderung der Oberfläche des Stopfens an einer Position nahe dem Führungsende des Piercingstopfens, welcher in den Piercingvorgang verwendet worden ist, und der Zeit darstellt, welche zur Vervollständigung der Piercingarbeit erforderlich ist, gemäß der ersten Ausführungsform;
Fig. 10 ist eine perspektivische Ansicht des Walzblocks mit der Oberfläche des Führungsendes, an die eine vorhergehend oxidierte Stahlplatte angebracht ist, gemäß der Ausführungsform 2;
Fig. 11 ist eine Querschnittsansicht des Piercingstopfens gemäß der Ausführungsform 2;
Fig. 12 ist ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen der Stopfenlebensdauer, der Anzahl der Stahlplatten und der Zeit darstellt, in welcher das Piercing durchgeführt worden ist, gemäß Beispiel 1 der Ausführungsform 2;
Fig. 13 ist ein Diagramm, welches das Verhältnis zwischen der Stopfenlebensdauer, der Anzahl der Stahlplatten und der Zeit darstellt, in welcher das Piercen durchgeführt worden ist, gemäß dem Beispiel 2 der Ausführungsform 2;
Fig. 14 ist eine schematische Ansicht einer Stopfenrolle gemäß der Ausführungsform 3;
Fig. 15 ist eine schematische Ansicht eines Walzblocks und einer Stahlplatte, die mit der Endoberfläche des Walzblocks verbunden ist, gemäß der Ausführungsform 3;
Fig. 16 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel einer berechneten Last beim Walzen darstellt, welche von dem Stopfen gemäß der Ausführungsform 3 realisiert ist; und
Fig. 17 ist ein Graph, welcher ein Beispiel einer berechneten Last beim Walzen darstellt, die von einem herkömmlichen Stopfen realisiert worden ist, gemäß der Ausführungsform 3.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Ausführungsform 1

Das Verfahren zur Herstellung eines nahtlosen Rohres der Ausführungsform 1 weist die Schritte auf: Präparieren bzw. Vorbereiten eines Walzblocks; Verbindung einer Stahlplatte an zumindest einer Endoberfläche; Präparierung bzw. Vorbereitung eines Piercingstopfens; Heißpiercen des Walzblocks, um eine hohle Hülle zu erzeugen; und Walzen der hohlen Hülle, um ein nahtloses Rohr zu erzeugen.
Beim Schritt des Vorbereitens des Walzblocks ist der Walzblock aus einem Legierungsstahl oder einer Legierung hergestellt. Der Legierungsstahl ist aus einem Legierungsstahl ausgewählt worden, welcher Chrom in einem Betrag von zumindest 5 Gew.-% enthält, oder von einem Legierungsstahl ausgewählt worden, welcher Nickel in einem Betrag von zumindest 5 Gew.-% enthält. Die Legierung enthält ein Element, welches aus der Gruppe ausgewählt worden ist, die aus Chrom, Nickel und Molybdän als Hauptkomponenten besteht.
Beim Schritt des Verbindens der Stahlplatte wird die Stahlplatte an zumindest einer Endoberfläche verbunden bzw. angebracht, an welcher das Piercen des Walzblocks begonnen wird. Die Stahlplatte kann an beiden Endflächen des Walzblocks angebracht bzw. verbunden sein.
Der Piercingstopfen ist aus Mo, einer Mo-Legierung oder einem warmfesten Stahl hergestellt. Der Walzblock, an dem die Stahlplatte angebracht ist, ist heißgepierct, um eine hohle Hülle zu erzeugen. Die hohle Hülle wird gewalzt, um ein nahtloses Rohr zu erzeugen.
Hinsichtlich des Piercingstopfens ist es bevorzugt, dass der Piercingstopfen einen Hauptkörper, welcher aus Mo, einer Mo- Legierung oder einem warmfesten Stahl hergestellt ist, und eine harte Schicht aufweist, welche an der Oberfläche des Hauptkörpers ausgebildet ist. Die harte Schicht ist aus einem Material hergestellt, welches aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Stellit, Keramiken, welche durch Hinzufügung von Wolframcarbid zu Stellit erhalten werden, Keramiken, welche durch Hinzufügung einer Mischung bzw. eines Verbunds von Wolframcarbid und Kobalt zu Stellit erhalten werden, und Keramiken, welche durch Hinzufügung einer Verbindung bzw. Zusammensetzung von Chrom und Carbon bzw. Kohlenstoff zu Stellit erhalten werden. Es ist ebenso bevorzugt, dass der Piercingstopfen einen Stopfenkörper, der aus Mo, einer Mo- Legierung oder einem warmfesten Stahl hergestellt ist, und einen Stopfenkopf aufweist, welcher am Führungsende des Stopfenkörpers ausgebildet ist und aus Mo, einer Mo-Legierung oder einem warmfesten Stahl hergestellt ist. Der Stopfenkörper kann eine harte Schicht aufweisen, welche an der Oberfläche des Stopfenkörpers ausgebildet ist. Der Stopfenkopf kann eine harte Schicht aufweisen, welche an der Oberfläche des Stopfenkopfs ausgebildet ist.
Der Inhalt der Ausführungsform 1 wird nun im Einzelnen beschrieben.
Der Effekt der Lebensdauerverlängerung des Piercingstopfens, welcher aus Mo oder einer Mo-Legierung hergestellt ist, was sich bei der Verwendung aufgrund der Beschädigung als schwierig erwiesen hat, wie beispielsweise Brüche, die aufgrund der Verbindung der Stahlplatte erhalten worden sind, ist wie folgt:
Hinsichtlich der Ansicht, dass der Stopfen bricht und aufgrund der wiederholten thermischen Spannung beschädigt wird, haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung die Oberflächentemperatur des Piercingstopfens gemessen, welcher aus Mo oder einer Mo-Legierung hergestellt ist, wobei unter den Bedingungen des Piercens bei Verwendung einer Modellpiercingwälzeinrichtung gemessen worden ist, ähnlich wie bei Bedingungen, wenn eine tatsächliche Wälzvorrichtung verwendet wird. Um einen Vergleich zu machen, ist ebenso ein Stopfen gleichzeitig getestet worden, welcher beim Piercen eines Legierungsstahls verwendet wird, der aus einem niedriglegierten Stahl hergestellt ist und der einer Oxidationsbehandlung unterworfen worden ist. Die Ergebnisse sind in Fig. 6 gezeigt. Bezüglich Fig. 6 repräsentiert die Markierung O einen Piercingstopfen, der aus Mo oder einer Mo-Legierung hergestellt ist (ein Stopfen mit einer Metalloberfläche, welche keiner Behandlung unterworfen worden ist), wobei eine rechtwinklige schwarze Markierung einen Stopfen repräsentiert (ein Stopfen mit einem Blech), der aus einem niedriglegierten Stahl hergestellt ist und einer Oxidationsbehandlung unterworfen worden ist. Wie aus Fig. 6 ersichtlich, ist die Temperatur der Oberfläche des Stopfens mit der Oberfläche, die keiner Behandlung unterworfen worden ist, stets höher als diejenige des Stopfens mit einem Oxidationsblech mit Kupferhammerschlägen an dessen Oberfläche. Die vorstehende Tatsache kann ohne Rücksicht auf das Material des Stopfens angewendet werden, selbst wenn das Material des Stopfens ein warmfester Stahl oder die Molybdänlegierung ist. Die Stopfen werden auf Raumtemperatur durch Luftkühlung oder Dunstkühlung gekühlt, wobei die Durchführung von mehreren Piercingvorgängen erfolgt. Als Folge treten Oberflächenbrüche auf, was bereits bekannt war. Es ist zu erwähnen, dass der warmfeste Stahl in Ausführungsform 1 als ein Stahl zu definieren ist, welcher "eine Zugfestigkeit von 30 N/mm² bei dem Hochtemperaturzugfestigkeitstest bei 1100ºC aufweist, was mit JIS G0567 übereinstimmt".
Wie für den Piercingstopfen gilt, welcher aus purem Mo hergestellt ist, dass der Stopfen, welcher vor der Durchführung der Piercingarbeit erhitzt und während der Piercingarbeit in der Art und Weise verwendet worden ist, dass die niedrigste Temperatur der Oberfläche auf in etwa 400ºC festgesetzt war, und wobei der Stopfen mit einer gehärteten Oberfläche ausgestattet ist, so dass die Art der Schicht an der Oberfläche durch Metallsprühen ausgebildet worden ist, wobei die Stopfen unter Zwang von der Innenseite der Stopfen gekühlt worden sind. Somit ist die Erzeugung eines Defekts selbst nach zehnmaligen Piercingarbeiten nicht aufgetreten.
Als Folge davon hat es sich erwiesen, dass der Stopfen mit der Oberfläche, an welcher die harte Schicht ausgebildet ist, und der Stopfen mit der geringen Widerstandsfestigkeit gegen thermische Spannung einschließlich des Verbindungsstopfens derart beschaffen sind, dass der Anstieg der Oberflächentemperatur verhindert wird.
Auf der Grundlage dieser Erkenntnis entdeckten die Erfinder der vorliegenden Erfindung die Verwendung eines Oxidationsblechs, welches als Hitzeisolierungsschicht effektiv dient. Das heißt, das entdeckte Verfahren ist kein herkömmliches Verfahren, bei welchem der Piercingstopfen davor einer Oxidationsbehandlung unterworfen worden ist und auch kein Verfahren, welches in Fig. 8 gezeigt ist, und eine Stopfenschutzabdeckung aufweist, die davor einer Oxidationsbehandlung unterzogen worden ist. Die herkömmlichen Verfahren beinhalten das Abnehmen des Oxidationsblechs, welches als Hitzeisolierungsschicht dient, jedesmal, wenn der Piercingvorgang durchgeführt wird. Das entdeckte Verfahren ist ein Verfahren, bei welchem, wie in Fig. 7 gezeigt, das Blech von dem Wälzblock zugeführt wird, und wobei das Oxidationsblech auf den Stopfen aufgebracht wird, jedesmal, wenn der Piercingvorgang bzw. die Piercingarbeit durchgeführt wird.
Die Zuführung des Oxidationsblechs von dem Walzblockabschnitt gemäß der vorliegenden Erfindung ist zur Durchführung eines gleichzeitigen Vorgangs fähig, was durch eine Behandlung zur Ausbildung eines Oxidationsblechfilms aufgrund der Wärmebehandlung durchgeführt werden kann. Unter Verwendung der vorstehenden Zuführung kann der Anstieg der Oberflächentemperatur des Piercingstopfens verhindert werden, wie in Fig. 9 gezeigt.
Bezüglich Fig. 9 repräsentieren rechtwinklige Markierungen einen Stopfen (einen Stopfen gemäß Ausführungsform 1), dem ein Oxidationsblech von dem Walzblock zugeführt worden ist, und wobei eine schwarze und rechtwinklige Markierung einen Stopfen repräsentiert, welcher dem Vorgang zur Bildung des Oxidationsblechs ausgesetzt worden ist (der Stopfen mit dem Oxidationsblech). Daher kann das Oxidationsblech, welches dazu befähigt ist, lediglich an dem herkömmlichen Stopfen aus Legierungsstahl ausgebildet zu sein, an einen Stopfen aus Mo oder einer Molybdänlegierung ausgebildet werden, welcher bei hohen Temperaturen sublimiert worden ist. Somit kann die Lebensdauer effektiv verlängert werden. Obwohl das Oxidationsblech an dem Walzblock aus einem hochlegierten Stahl oder ähnlichem ausgebildet sein kann, kann der vorstehende Effekt nicht von lediglich der Endfläche des Walzblocks in dem Fall erwartet werden, wo die Anzahl der Oxidationsbleche, welche ausgebildet sein können, erheblich gering im Verhältnis zu dem Fall von Kohlenstoffstahl oder niedriglegiertem Stahl ist. Daher kann durch positives Verschieben zu dem Piercingstopfen hin, wobei das Oxidationsblech von der Stahlplatte gebildet ist, welche zu der Endfläche des Walzblocks verbunden ist, so dass es zur Wärmeisolierung verwendet wird, die thermische Spannung vermieden werden, welche in dem Stopfen erzeugt wird, so dass die Bildung von Brüchen verhindert und die Lebensdauer des Stopfens verlängert werden kann.
Hinsichtlich des Stopfens mit der Oberfläche, an welcher eine harte Schicht (im Nachfolgenden "harte Schicht" genannt) für eine befriedigende Festigkeit und/oder Verschleißwiderstandsfähigkeit selbst unter hohen atmosphärischen Temperaturen sorgt und beispielsweise aus einer Schicht aus 30Cr-Co Basislegierung (Stellit) oder Keramiken mit einer Zusammensetzung hergestellt ist, in welcher WC, WC-Co oder Cr&sub2;C Systeme zu dem Stellit hinzugefügt worden sind, kann ein ähnlicher Grund wie der vorstehend beschriebene verwendet werden. Das heißt, dass die Frage, dass das vorherstehende Verfahren gegenüber dem herkömmlichen Stopfen den Vorteil aufweist, nicht beantwortet werden kann, da die Trennung der harten Schicht aufgrund der thermischen Spannung effektiv durch das Verfahren gemäß der Ausführungsform 1 überwunden werden kann, da das Verfahren dazu fähig ist, die Trennung zu vermeiden. Der Grund dafür ist darin zu sehen, dass das Oxidationsblech effektiv als Hitzeisolierungsmaterial dient, welches dazu fähig ist, die thermische Spannung zu vermeiden, welche zwischen dessen Oberfläche und dem Basismaterial des Stopfens erzeugt wird. Zusätzlich zu den vorherstehenden Materialien können herkömmliche Keramiken verwendet werden, um die harte Schicht zu bilden, wie in Tabelle 4 gezeigt.
Die vorstehende Tatsache kann beispielsweise ebenso auf Verbundpiercingstopfen angewendet werden, welche zur Bildung des Stopfenkörpers und des Stopfenkopfs ausgebildet sind, der an dem Führungsende des Stopfenkörpers ausgebildet ist. Für den vorstehenden Fall können Deformationen des Stopfenkörpers, welche als das alleinige Problem anzusehen sind, sehr effektiv verhindert werden. Für den Fall, wo die vorstehende harte Schicht in dem Stopfenkörper und/oder dem Stopfenkopf des Verbundstopfens ausgebildet ist, ist dies in ähnlicher Weise anwendbar.
Als Verfahren zur Bildung der harten Schicht an der Oberfläche des Stopfenkörpers kann jegliches Verfahren verwendet werden, beispielsweise ein Metallspruehverfahren, metallisieren bzw. plattieren, ein TD (VC) Prozess, PVD (physikalische Verdampfungsverteilung) und CVD (chemische Verdampfungsverteilung).
Im Fall des Verbundstopfens ist die Verwendung eines Blechbeschichtungsprozesses eingeschlossen, welcher einen Oxidationsprozess verwendet, der für herkömmliche Stopfen angewendet wird.
Die vorliegende Erfindung wird nun ferner im Einzelnen in Bezug auf die Beispiele beschrieben werden.

Beispiel 1

Wie in Fig. 7 gezeigt, wird ein Walzblock, welcher durch Verbindung mit einer Stahlplatte 9, die aus herkömmlichem Kohlenstoffstahl hergestellt ist, an der Endfläche (nachfolgend als führende Endfläche bezeichnet) des Walzblocks ausgebildet, welcher aus 13Cr hergestellt ist, und an dem das Piercen begonnen wird, und wobei ein Wälzblock verwendet wird, welcher keine daran angebrachte Stahlplatte aufweist und aus herkömmlichem 13Cr hergestellt ist.
Das Material des Piercingstopfens 1, der eine Form aufweist, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, wurde innerhalb und außerhalb des Umfangs der Ausführungsform variiert. Ein Mannesmann- Piercingverfahren mit einer Vorrichtung wurde verwendet, die ein Paar von Rollen bzw. Walzen aufweist, die aus zumindest zwei Rollen und zwei Schubvorrichtungen bestehen, um das Piercing unter den folgenden Piercingbedingungen durchzuführen. Das Leben jeder der verwendeten Piercingstopfen wurde untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 als Lebensdauer dargestellt. Die Lebensdauer der Stopfen wurde unter Verwendung von einem herkömmlichen Stopfen aus 3Cr-1Ni als Vergleichsbeispiel untersucht.

Piercingbedingungen

Keilrollreduktion: 7 bis 15%
Heiztemperatur: 1050 bis 1300ºC (gemäß dem Stahltyp variiert)
Walzblockdurchmesser: (äußerer Durchmesser 40 mm, 50 mm)
Walzblockmaterial: 13Cr
Material der verbundenen
Stahlplatte: herkömmlicher Kohlenstoffstahl
Größe der verbundenen Stahlplatte: 27 mm · 27 mm · 3 mm, 34 mm · 34 mm · 3 mm Tabelle 1
Wie in Tabelle 1 gezeigt, verwenden die Vergleichsbeispiele 1 und 2 sowie Beispiel 1 der Ausführungsform 1 Stopfen, die aus purem Mo hergestellt sind, die einem Vergleich unterzogen worden sind, was folglich zu der Tatsache führt, dass die Lebensdauer des Stopfens gemäß Ausführungsform 1 mit einer Stahlplatte, die an der Führungsendoberfläche des Walzblocks verbunden ist, im Verhältnis zu dem Stopfen gemäß Vergleichsbeispiel 2 verlängert werden kann, welches keine verbundene Stahlplatte aufweist, wie vorstehend beschrieben. Der Stopfen gemäß dem Vergleichsbeispiel 2 weist Brüche auf. Obwohl es aus Tabelle 1 weggelassen worden ist, resultiert das Beispiel, in welchem die Stahlplatte zu jedem der beiden Seiten der Endoberflächen verbunden worden ist, in einem ähnlichen Effekt, welcher ebenso für den Fall erhalten wird, wo die Stahlplatte zu der Führungsendoberfläche verbunden worden ist.
Das Vergleichsbeispiel 3 und Beispiel 2 der Ausführungsform 1 verwendet jeweils einen Stopfen aus TZM, welche einem Vergleich unterworfen worden sind, was zu der bekannten Tatsache führt, dass die Lebensdauer des Stopfens mit der Stahlplatte, welche an der Führungsendfläche des Walzblocks verbunden ist, verlängert werden kann. Beim Vergleichsbeispiel 3 sind Brüche aufgetreten.
Das Beispiel 3, welches einen Stopfen aus TZC verwendet, und das Beispiel 4, welches einen Stopfen aus JIS-SUH31 verwendet, führten dazu, dass die Lebensdauer des Stopfens verlängert worden ist, da die Stahlplatte an der Führungsendoberfläche des Walzblocks verbunden war.

Beispiel 2

Es ist unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 verwendet worden, wobei ein Stopfenkörper 1 aus SKD61 hergestellt ist und von einem herkömmlichen Stopfen verwendet wird, wobei eine harte Schicht 2, wie in Tabelle 2 dargestellt, variiert zusammengesetzt sein kann und an der Oberfläche des Stopfenkörpers 1 ausgebildet ist. Ein Piercingstopfen mit einer Form, wie in Fig. 2 gezeigt, wurde verwendet, um den Walzblock zu piercen bzw. zu lochen. Die Lebensdauer von jedem der verwendeten Piercingstopfen wurde untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 als Lebensdauerverhältnisse dargestellt. Die Lebensdauerverhältnisse wurden unter Verwendung der Lebensdauer des Stopfens gemäß Vergleichsbeispiel 1 bewertet. Tabelle 2
Wie aus Tabelle 2 ersichtlich, resultiert der Vergleich des Vergleichsbeispiels 4 und 5, welche Stellit als Hauptkomponente der harten Schicht 2 verwenden, in der Tatsache, dass die Lebensdauer des Stopfens gemäß Beispiel 5, in welches die Stahlplatte zu der Führungsendfläche des Wälzblocks verbunden ist, verlängert werden kann. In dem Fall, wo keine Stahlplatte verbunden war, als der Wälzblock gepierct worden ist, ist ein großer Teil der Fälle, was zu der gehärteten Schicht 2 führte, aufgrund von Schmelzungen abgetrennt und/oder beschädigt worden. Der wärmeisolierende Effekt der Ausführungsform 1 verhinderte das vorstehende Problem, und daher hat sich die Lebensdauer des Stopfens signifikant erhöht. Obwohl in Tabelle 2 nicht dargestellt, führte ein Beispiel, bei welchem die Stahlplatte an jeder der beiden Seiten der Endoberflächen verbunden war, zu einem ähnlichen Effekt, wie denjenigen, der für den Fall erhalten worden war, wo die Stahlplatte an der Führungsendfläche verbunden war.
Beispiel 6, bei welchem WC-Co als Hauptkomponente der harten Schicht 2 verwendet und zu Stellit hinzugefügt wurde, sowie Beispiel 7, bei dem Cr2C zu Stellit hinzugefügt wurde, resultieren in eine breiter verlängerte Lebensdauer im Verhältnis zu Beispiel 5, bei dem die harte Schicht 2 lediglich aus Stellit hergestellt war.

Beispiel 3

Es wurden die gleichen Bedingungen wie diejenigen von Beispiel 1 verwendet, wobei ein Piercingstopfen, der aus einem Stopfenkörper 1 aus S45C und einem Stopfenkopf 3 aufgebaut ist, welcher zu dem Führungsende des Stopfenkörpers mittels eines Verbindungsabschnitts 4 verbunden ist und aus TZM hergestellt ist, wobei ein Piercingstopfen mit der harten Schicht 2, welche die in Tabelle 3 gezeigte Zusammensetzung aufweist und an der Oberfläche des Stopfenkörpers 1 ausgebildet ist, und wobei der Stopfenkopf 3 zum Piercen des Walzblocks verwendet worden ist. Jeder Piercingstopfen hatte die Form, wie in Fig. 3 gezeigt. Die Lebensdauer von jedem der verwendeten Piercingstopfen wurde untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 als Stopfenlebensdauerverhältnisse dargestellt. Die Stopfenlebensdauerverhältnisse sind unter Verwendung der Lebensdauer des Stopfens gemäß Vergleichsbeispiel 1 bewertet worden. Tabelle 3
Wie aus Tabelle 3 ersichtlich, resultiert der Vergleich des Vergleichsbeispiels 5 und 8, welche Stellit als Hauptkomponente der harten Schicht verwenden, in der Tatsache, dass die Lebensdauer des Stopfens gemäß Beispiel 8, bei welchem die Stahlplatte an der Führungsendfläche des Wälzblocks verbunden ist, verlängert werden kann. Der Grund dafür ist darin zu sehen, dass die Kürzung des Stopfens aufgrund der Trennung der harten Schicht verhindert werden kann. Das Vergleichsbeispiel 5, bei dem die Stahlplatte nicht zu der Führungsendfläche des Wälzblocks verbunden war, resultiert in einem ähnlichen Effekt, welcher von einem niedriglegierten Stahlstopfen erhalten wird. Obwohl in Tabelle 3 nicht aufgeführt, resultiert ein Beispiel, bei dem die Stahlplatte an beide Enden der Endoberflächen verbunden worden war, in einem ähnlichen Effekt, welcher für den Fall erhalten worden ist, wo die Stahlplatte an der Führungsendfläche verbunden war.
Die Lebensdauer des Stopfens gemäß Beispiel 9, bei dem WC-Co zu dem Stellit als Hauptkomponente der harten Schicht 2 hinzugefügt worden ist, und gemäß Beispiel 10, bei dem Cr&sub2;C zu Stellit hinzugefügt worden ist, resultieren darin, dass die Lebensdauer weiter verlängert im Vergleich zu Beispiel 8 ist, bei dem der Stopfen lediglich aus Stellit hergestellt worden ist.
Die Komponenten der Legierung und ähnlichem zur Verwendung in den Beispielen sind gemeinsam in Tabelle 4 dargestellt. Tabelle 4
Wie vorstehend gemäß Ausführungsform 1 beschrieben, kann die Lebensdauer des Stopfens verbessert werden, was zu dem Problem führt, wenn ein nahtloses Rohr hergestellt wird, welches aus einem Legierungsstahl aufgebaut ist, der zumindest nicht weniger als 5 Gew.-% Cr und nicht weniger als 5 Gew.-% Ni aufweist, oder aus einer Legierung aufgebaut ist, welche als Hauptkomponente entweder Cr, Ni oder Mo enthält. Somit kann die Effizienz der Wälzarbeit verbessert werden, und die Materialkosten können reduziert werden. Folglich kann ein nahtloses Rohr mit zusätzlichem Wert bei niedrigen Kosten hergestellt werden. Somit erhält man einen industriellen Effekt.

AUSFÜHRUNGSFORM 2

Die Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung sieht ein Verfahren zur Herstellung eines nahtlosen Rohres vor, welches die Schritte aufweist:
Präparierung bzw. Vorbereitung eines Walzblocks aus einem Legierungsstahl oder einer Legierung;
Verbindung einer Stahlplatte an zumindest einer Endfläche, an welcher das Piercen des Walzblocks begonnen wird, wobei die Stahlplatte einer Oxidationsbehandlung unterzogen wird;
Heizen des Walzblocks, an dem die Stahlplatte verbunden ist; Heißpiercen des geheizten Walzblocks unter Verwendung eines Piercingstopfens, um eine hohle Hülle herzustellen; und
Walzen der hohlen Hülle, um ein nahtloses Rohr zu erzeugen. Die Verbindung der Stahlplatte kann durch Verschweißen hergestellt werden.
Darüberhinaus sieht die Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines nahtlosen Rohres vor, welches die Schritte aufweist:
Präparieren bzw. Vorbereiten eines Walzblocks, welcher aus einem Legierungsstahl oder einer Legierung hergestellt ist;
Heizen des Walzblocks in einem Heizofen;
Verbinden einer Stahlplatte an zumindest einer Endfläche, an der das Piercen des geheizten Wälzblocks begonnen wird, wobei die Stahlplatte einer Oxidationsbehandlung ausgesetzt worden ist;
Heißpiercen des Walzblocks, an dem die Stahlplatte verbunden ist, unter Verwendung eines Piercingstopfens, um eine hohle Hülle zu produzieren; und
Walzen der hohlen Hülle, um ein nahtloses Rohr herzustellen. Die Verbindung der Stahlplatte kann durch Verbinden unter Zwang hergestellt werden.
Der Walzblock kann aus einem Legierungsstahl hergestellt sein, welcher Cr in einem Betrag von zumindest 5 Gew.-% enthält, oder aus einer Stahllegierung hergestellt sein, welche Ni in einem Betrag von zumindest 5 Gew.-% enthält. Der Walzblock kann aus einer Legierung hergestellt sein, dessen Hauptkomponente aus der Gruppe ausgebildet ist, die aus Cr, Ni und Mo besteht. Die Stahlplatte kann aus einem Kohlenstoffstahl hergestellt sein. Ebenso kann die Stahlplatte aus einem Legierungsstahl hergestellt sein, welcher eines der Elemente enthält, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Kohlenstoff in einem Betrag von weniger als 5 Gew.-%, Cr in einem Betrag von weniger als 5 Gew.-% und Ni in einem Betrag von weniger als 5 Gew.-% besteht. Darüberhinaus kann die Stahlplatte aus einem Legierungsstahl aufgebaut sein, welcher Si in einem Betrag von 1 Gew.-% oder mehr enthält.
Der Inhalt der Ausführungsform 2 wird nun im Einzelnen beschrieben.
Als erstes ist der Effekt der Lebensdauerverlängerung des Piercingstopfens, welche aufgrund der Verbindung der Stahlplatte erhalten wird, wie folgt:
Wie vorstehend beschrieben, weist das Mannesmann-Piercing und das Stopfenpiercing die Vorteile bezüglich des Stopfens auf, wie beispielsweise Schwierigkeiten bei der externen Zuführung eines Schmiermittels zu Verhinderung eines sich Festfressens und eines Temperaturanstiegs. Da darüberhinaus der Piercingprozess eine schwere Arbeit ist, treten Probleme der Trennung auf, selbst wenn das Schmiermittel in Form einer Filmbeschichtung vor dem Durchführen der Piercingarbeit zugeführt worden ist. Daher kann selbst der Oxidblechfilm, welcher weit verbreitet ist, bei mehreren Durchgängen von Piercingzyklen eines bekannten Wälzvorgangs nicht verwendet werden. Das Problem in diesem Fall ist, dass die vorherige Zuführung des Schmiermittels während oder innerhalb von mehreren Durchläufen des Betriebs gewünscht wird, was somit zu einer Beschädigung des Stopfens führt. Um dies zu verhindern, ist die Zuführung eines Oxidblechs von dem Wälzblockabschnitt fähig, das sich Festfressen bei jedem Piercingvorgang effektiv zu verhindern. Darüberhinaus kann der vorstehende Effekt durch einfache Erhöhung der Anzahl der Stahlplatten verbessert werden, die zu verbinden sind.
Da das vorstehende Verfahren vor der Durchführung der Piercingarbeit durchgeführt wird, sind die folgenden beiden Methoden in Betracht zu ziehen: (1) ein Verfahren, in welchem eine Stahlplatte vorher einer Oxidationsbehandlung unterzogen worden ist (im Nachfolgenden als vorherig oxidierte Stahlplatte bezeichnet), wobei diese vor der Durchführung der Erwärmung verbunden wird, und daraufhin das Piercen nach dem Heizen durchgeführt wird, und (2) ein Verfahren, bei dem die vorherig oxidierte Stahlplatte zu einer Endfläche des Wälzblocks verbunden wird, nachdem dieser aus dem Heizofen entnommen worden ist. Das vorhergehende erste Verfahren kann als das beste Verfahren betrachtet werden, da das Oxidationsblech ferner in dem Heizofen hergestellt werden kann. Andererseits kann in einem Fall, wo der Wälzblock und die Stahlplatte nicht leicht miteinander verbunden werden können, ein Verfahren verwendet werden, bei dem die vorstehend oxidierte Stahlplatte unter Zwang zur Zeit der Durchführung der Zentrierung eingesetzt wird, was nach dem Heizen durchgeführt wird. Daher ist ebenso das zweite Verfahren bevorzugt zu verwenden.
Die vorherstehende, vorherig oxidierte Stahlplatte verhindert den Kontakt zwischen dem Stopfen und dem Wälzblock, der aus einem Hochlegierungsstahl hergestellt ist, wie vorstehend beschrieben, so dass Effekte der Wärmeisolierung und Schmierung des Stopfens erhalten werden. Dies ist eines der Charakteristiken der Ausführungsform 2. Wenn daher eine Stahlplatte, welche leicht mit dem Wälzblock zum sich Festfressen neigt, ist es ersichtlich, dass ein befriedigender Effekt nicht erhalten werden kann. Somit ist es bevorzugt, dass die zu verbindende Stahlplatte, welche eine Komponente in einer großen Quantität zur Herstellung von FeO oder einer Komponente von Siliziumoxid und Eisen bei hohen Temperaturen, beispielsweise einem herkömmlichen Kohlenstoffstahl, einem hochsilikonhaltigen Stahl, welcher nicht weniger als 1 Gew.-% Si enthält, oder einem niedriglegierten Stahl aufweist, welcher weniger als 5 Gew.-% Kohlenstoff, Cr oder Nickel enthält.
Als Folge des Verfahrens zur Lebensdauerverlängerung des Piercingstopfens gemäß Ausführungsform 2 ist es möglich, die Lebensdauer des Piercingstopfens zu verlängern, wenn ein Wälzblock aus einem hochlegierten Stahl oder ähnlichem hergestellt ist und zur Herstellung eines nahtlosen Rohres verwendet wird. Die Lebensdauer kann durch Verbindung von einer oder mehreren vorherig oxidierten Stahlplatten an die Endfläche des Wälzblocks und durch Durchführung des Piercingvorgangs verlängert werden. Somit kann ein nahtloses Stahlrohr aus einem hochlegierten Stahl oder ein nahtloses Rohr aus einem hochlegierten Metall durch das gleiche Rohrherstellungsverfahren hergestellt werden, wobei die Lebensdauer des Piercingstopfens signifikant verlängert wird. Durch Herstellung des Produkts durch ein Verfahren, welches ähnlich zu dem herkömmlichen Verfahren ist, selbst nachdem das Rohr hergestellt worden ist, kann die Effizienz der Wälzarbeit verbessert und die Kosten reduziert werden.
Beispiele der Ausführungsform 2 werden nun im einzelnen beschrieben.

Beispiel 1

Wie in Fig. 10 gezeigt, sind ein oder mehrere vorherig oxidierte Stahlplatten 9, welche man durch Behandlung eines herkömmlichen Kohlenstoffstahls mit einem Oxidationsprozess erhält, durch Schweißen an eine Endfläche (Verbindungsposition T), an welcher das Piercen begonnen worden ist, und/oder an eine gegenüberliegende Endfläche (Verbindungsposition B) eines Wälzblocks 8 verbunden, welcher aus 13Cr-Stahl hergestellt worden ist. Somit ist der erhaltene Wälzblock verwendet worden, wobei ein Wälzblock, an dem eine Stahlplatte (nachfolgend als nicht oxidierte Stahlplatte bezeichnet), welche keinem Oxidationsprozess unterworfen worden ist und aus einem herkömmlichen Kohlenstoffstahl hergestellt ist, und ein Wälzblock, an dem keine Stahlplatte verbunden und aus einem herkömmlichen 13Cr- Stahl hergestellt ist. Ein Piercingstopfen 1 ist verwendet worden, welcher die in Fig. 11 gezeigte Form aufweist. Das Mannesmann-Piercing-Verfahren wurde mit einer Vorrichtung verwendet, die ein Paar von Walzen bzw. Rollen aufweist, die aus zumindest zwei Walzen und zwei Schuheinrichtungen aufgebaut sind, um das Piercen unter den folgenden Piercingbedingungen durchzuführen. Die vorherig oxidierte Stahlplatte und die nicht oxidierte Stahlplatte wurden verbunden, bevor der Wälzblock 8 in den Heizofen eingesetzt worden ist. Der Piercingstopfen 1 ist aus einer Stahllegierung hergestellt (nachfolgend als Legierungsstahl mit hoher Lebensdauer bezeichnet), welcher durch Hinzufügung von Mo, V und W präpariert worden ist, welches Komponenten zur Verbesserung der Zugfestigkeit und der Hitze sind, zu den herkömmlichen Stahlkomponenten (3Cr-Ni Stahl) präpariert worden ist und ein Lebensdauerverhältnis von in etwa dem Zweifachen eines herkömmlichen Stopfens aufweist, wenn dieser beim Piercen verwendet wird. Die Lebensdauer von jedem der verwendeten Piercingstopfen wurde untersucht. Die Ergebnisse sind in Fig. 12 und Tabelle 5 als Stopfenlebensdauerverhältnisse dargestellt. Die Lebensdauerverhältnisse wurden unter Verwendung eines Vergleichsbeispiels 1 bewertet, bei welchem keine Stahlplatte zu der Stahlplatte als Referenz verbunden wurde.

Piercingbedingungen

Keilrollreduktion: 7 bis 15%
Stopfenvorwärtsposition: 80% bis 97% (entspricht der Entfernung zwischen den Walzen an dem Führungsende des Stopfens/Durchmessers von dem Walzblock)
Heiztemperatur: 1050 bis 1300ºC (gemäß dem Stahltyp variiert)
Walzblockdurchmesser: Durchmesser (äußerer Durchmesser 170 mm, 230 mm)
Walzblockmaterial: 13Cr Stahl
Material des Stopfens: Stahllegierung mit langer Lebensdauer
Material der verbundenen Stahlplatte: herkömmlicher Kohlenstoffstahl (vorherig oxidierte Stahlplatte und nicht oxidierte Stahlplatte gemäß dem Vergleichsbeispiel)
Größe der verbundenen Stahlplatte: 0,3 5 bis 0,7 S, wobei S eine vertikale Querschnittsfläche an der Verbindungsposition B ist
Zeitabfolge, zu welcher die Stahlplatte verbunden wird: bevor und nachdem der Wälzblock in den Heizofen eingesetzt worden ist, sowie nachdem derselbe aus dem Heizofen entfernt worden ist Tabelle 5
Wie in Fig. 12 und Tabelle 5 gezeigt ist, ist das Vergleichsbeispiel 1 und Beispiel 1 einem Vergleich unterzogen worden. Als Ergebnis davon ist es bei Beispiel 1, bei welchem die vorherig oxidierte Stahlplatte an der Führungsendfläche des Walzblocks verbunden ist, möglich, die Lebensdauer des Stopfens im Verhältnis zu dem Vergleichsbeispiel (herkömmliches Piercing) zu verlängern, bei welchem der Walzblock alleine verwendet worden ist.
Das Vergleichsbeispiel 2 und Beispiel 1 sind einem Vergleich unterzogen worden, was zu dem Ergebnis führt, dass das Beispiel 1, an dem die vorherig oxidierte Stahlplatte zu der Endfläche des Walzblocks verbunden worden ist, im Gegensatz zu Vergleichsbeispiel 2 fähig ist, die Lebensdauer des Stopfens zu verlängern.
Wie aus den Beispielen 2 und 3 ersichtlich, ist die Tatsache festgestellt worden, dass die Verbindung der vorherig oxidierten Stahlplatte an dem rückwärtigen Ende des Walzblocks oder an jeder der Front- oder Rückendflächen die Lebensdauer des Stopfens ähnlich wie in Beispiel 1 verlängert.
Wie aus den Beispielen 4 und 5 ersichtlich, hat es sich als Tatsache erwiesen, dass die Erhöhung der Anzahl der vorherig oxidierten Stahlplatten dazu fähig ist, die Lebensdauer des Stopfens gegenüber dem Beispiel 1 weiter zu verlängern.

Beispiel 2

Beispiel 2 ist unter den gleichen Piercingbedingungen wie denjenigen von Beispiel 1 durchgeführt worden, mit der Ausnahme der Verbindung der vorherig oxidierten Stahlplatte (die nicht oxidierte Stahlplatte wurde bei dem Vergleichsbeispiel verwendet) zu dem Walzblock, was nach der Ausgabe nach dem Heizofen durchgeführt worden ist. Die vorherig oxidierte Stahlplatte (die nicht oxidierte Stahlplatte ist bei dem Vergleichsbeispiel verwendet worden) wurde durch Presssitz verbunden, als die Zentrierung durchgeführt worden ist, nach der Ausgabe aus dem Heizofen. Die Lebensdauer des Stopfens nach dem Piercen wurde untersucht. Die Ergebnisse sind in Fig. 13 und Tabelle 6 als Stopfenlebensdauerverhältnisse dargestellt. Tabelle 6
Wie aus Fig. 13 und Tabelle 6 ersichtlich, wurde ein Effekt der Lebensdauerverlängerung des Stopfens in Beispiel 2 erhalten, obwohl dieses etwas geringer ist als das erhaltene Ergebnis in Beispiel 1. Ebenso hat man in Beispiel 2 einen befriedigenden Effekt aufgrund der Zunahme der vorherig oxidierten Stahlplatten erhalten, wie aus den Beispielen 9 und 10 ersichtlich.

Beispiel 3

Beispiel 3 wurde unter den gleichen Piercingbedingungen wie denjenigen von Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass die Komponenten der vorherig oxidierten Stahlplatten variiert worden sind. Die Lebensdauer der Stopfen wurde untersucht, nachdem das Piercen durchgeführt worden ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 als
Stopfenlebensdauerverhältnisse dargestellt. Tabelle 7
CE: Vergleichsbeispiel
Wie aus Tabelle 7 ersichtlich, führten die Vergleichsbeispiele 5 bis 9, bei welchen eine 5Cr Stahlplatte, eine 9Cr Stahlplatte, eine 13Cr Stahlplatte, SUS304 und SUS316 Stahlplatten, welche Komponenten ähnlich zu denen der 13Cr Stahlplatte enthalten, als Basismaterial für den Walzblock ausgewählt worden sind, zu einem unbefriedigenden Effekt der Lebensdauerverlängerung des Stopfens. Insbesondere die Vergleichsbeispiele 7 und 9 resultieren in einer Verschlechterung.
Die Beispiele 11, 12 und 13, bei denen ein niedriglegierter Stahl, wie beispielsweise die herkömmliche Kohlenstoffstahlplatte, eine 1Cr Stahlplatte, eine 2,25Cr Stahlplatte, verwendet worden sind, führten zu dem ersichtlichen Effekt der Verlängerung der Lebensdauer des Stopfens. Ein ähnlicher Effekt ist in dem Fall erhalten worden, wo ein hoher Ni-Legierungsstahl (der Anteil von Ni: nicht weniger als 5 Gew.-%) oder eine Legierung, dessen Hauptkomponente Cr, Ni oder Mo war, als Basis für den Wälzblock verwendet worden sind.
Wie vorstehend beschrieben, kann das folgende Problem gemäß Ausführungsform 2 verbessert werden, welches die unbefriedigende Verlängerung der Lebensdauer des Stopfens betrifft, was auftritt, wenn ein nahtloses Rohr aus einer Stahllegierung, die nicht weniger als 5 Gew.-% Cr oder nicht weniger als 5 Gew.-% Ni enthält, oder aus einer Legierung, dessen Hauptkomponente Cr, Ni oder Mo ist, hergestellt wird. Somit kann die Effizienz der Wälzarbeit verbessert werden, und die Werkzeugkosten können reduziert werden. Folglich kann ein nahtloses Rohr mit zusätzlichem Wert bei niedrigen Kosten hergestellt werden. Somit wird ein industrieller Effekt erzielt.

AUSFÜHRUNGSFORM 3

Fig. 14 zeigt die Form des Stopfens. Bezüglich Fig. 14 repräsentiert Bezugszeichen 1 den Stopfen und Bezugszeichen 12 repräsentiert eine Piercingwalze. Das Symbol Lp repräsentiert die effektive Länge des Stopfens, wobei L1 die Länge des Stopfenwalzenabschnitts repräsentiert, und L2 repräsentiert die Länge des Stopfenkeilabschnitts, und L3 repräsentiert die Ablösungslänge des Stopfens. Die Gesamtlänge L des Stopfens ist Lp + L3. Das Symbol Dp repräsentiert den Durchmesser des Stopfens, wobei R1 den Radius des Stopfenkeilabschnitts repräsentiert, und r repräsentiert den Radius des Führungsendes des Stopfens, wobei α den Winkel des Stopfenkeilabschnitts repräsentiert und β den Winkel des Walzenauslassabschnitts repräsentiert.
Wie beispielsweise in "Elongated Steels, Steel Pipes and Common Facilities for Rolling, Steel Handbook III (2)" offenbart, welches von der japanischen Stahlvereinigung herausgegeben worden ist, ist die Struktur eines Stopfens gemäß Seite 935 und 936 des Handbuchs Elongated Steel derart ausgeführt worden, dass der Stopfen ein Führungsende, einen Körper und einen Ablöseabschnitt aufweist. Der Vorderabschnitt des Körpers weist einen Wälzabschnitt hauptsächlich für die Reduzierung der Dicke und einem Keilabschnitt zur Vollendung und zum Erhalt der gewünschten Dicke auf. Der Keilwinkel bzw. Wickelwinkel α ist im Wesentlichen als parallel zum Winkel β des Auslassabschnitts der Walzen zu betrachten. Daher beträgt α - β 0º für den vorstehenden Fall. Im Allgemeinen beträgt α - β weniger als + 0,8º. Die Länge des Wickelabschnitts beträgt in vielen Fällen das 1,0 bis 1,5 Fache, mit dem das vorgefertigte Rohr nach vorne bewegt werden kann. In dem offengelegten, japanischen Patent Nr. 61-137612 ist ein Stopfen, welcher zur Durchführung einer Piercingarbeit fähig ist, während die Abnahme der Dicke verhindert wird, mit einer Struktur offenbart worden, so dass der Durchmesser des Stopfens 141 mm, die Länge des gleichen 309 mm, die Länge des Wickelwinkels 120 mm und der Winkel des Wickelabschnitts 2,5º ist, wenn der Winkel β an dem Auslassabschnitt der Walzen 3º beträgt und die Neigung der Walze 13º ist. In dem vorstehenden Fall beträgt α - β -0,5. Beispiele für den vorstehenden Fall sind im Vergleich mit den Vergleichsbeispielen A und B in Tabelle 8 dargestellt.
Die Ausführungsform 3 ist durch einen Piercingstopfen zur Herstellung eines nahtlosen Rohres zur Verwendung charakterisiert, wobei ein Walzblock gepierct wird, welcher aus einer Hochlegierung oder einem hochlegierten Stahl zur Herstellung eines nahtlosen Rohrs hergestellt ist, und wobei der Piercingstopfen zur Herstellung eines nahtlosen Rohres dadurch gekennzeichnet ist, dass die Größe des Stopfens die folgende Gleichung erfüllt:
0, 8º < α - β < 1, 5º
wobei α der Winkel des Stopfenwickelabschnitts und β der Winkel des Auslassabschnitts einer Walze ist.
Ferner ist die Ausführungsform 3 durch ein Verfahren zur Herstellung eines nahtlosen Rohres charakterisiert, um ein nahtloses Rohr unter Verwendung eines Walzblocks herzustellen, welcher aus einer Hochlegierung oder einem hochlegierten Stahl aufgebaut ist, wobei das Verfahren den Schritt der Verwendung des Stopfens zur Herstellung eines nahtlosen Rohres aufweist.
Ferner ist die Ausführungsform 3 durch ein Verfahren zur Herstellung eines nahtlosen Rohres charakterisiert, um ein nahtloses Rohr unter Verwendung eines Walzblocks herzustellen, welcher aus einer Hochlegierung oder einem hochlegierten Stahl besteht, wobei das Verfahren die Schritte der Verbindung einer Stahlplatte zu einem Führungsende des Walzblocks in Bewegungsrichtung und Piercen des Walzblocks unter Verwendung des Stopfens zur Herstellung eines nahtlosen Rohres aufweist.
Der Piercingstopfen zur Herstellung eines nahtlosen Rohres weist eine derartige Struktur auf, dass der Winkel α des Stopfenkeilabschnitts derart auf den vorstehend großen Bereich mit Bezug auf den Winkel β des Walzauslassabschnitts festgelegt ist. Daher kann der Druck der Stopfenkontaktfläche reduziert werden, und somit kann die Beschädigung der Oberfläche des Stopfens verhindert werden. Als Ergebnis davon kann die Lebensdauer des Stopfens effektiv verlängert werden. Der Grund, warum α - β auf 0,8º oder größer zu begrenzen ist, ist wie im Folgenden dargestellt. Wenn der Winkel geringer als 0,8º ist, kann der Druck der Kontaktfläche nicht wie gewünscht reduziert werden, und daher ist der Effekt der Lebensdauerverlängerung des Stopfens unbefriedigend. Je größer der Winkel α - β ist, kann der Druck der Kontaktfläche des Stopfens reduziert werden, was dazu führt, dass der Effekt der Lebensdauerverlängerung des Stopfens befriedigend ist. Wenn der Winkel größer als 1,5º ist, wird die Verschlechterung der Dicke kritisch für die praktische Verwendung. Somit wird der Winkel α - β auf 1,5º oder weniger festgelegt.
Da das Verfahren zur Herstellung eines nahtlosen Rohres die derartige Struktur aufweist, dass das Piercen unter Verwendung des Piercingstopfens zur Herstellung des nahtlosen Rohres verwendet wird, wobei die Kosten für den Stopfen in ausreichender Art und Weise reduziert werden können. Die Zeit zum Austausch des Stopfens kann reduziert werden, und die Verschlechterung der Effizienz der Walzarbeit kann verhindert werden.
Das Verfahren zur Herstellung eines nahtlosen Rohres weist die derartige Struktur auf, dass eine Stahlplatte zu dem Führungsende in der Richtung verbunden wird, in welcher der Walzblock nach vorne bewegt wird, zusätzlich zu der vorstehenden Struktur. Daher verursacht das Verbinden der Stahlplatte die Lebensdauerverlängerung des Stopfens, wie im Folgenden erläutert.
Obwohl das Mannesmann-Piercing des Piercingstopfens einen oxidierten Film des Stopfens verursacht, welcher schmilzt und als Schmiermittel dient, wird der gebildete, oxidierte Film während der Piercingarbeit aufgebraucht. Wenn ein Kohlenstoffstahl gepierct wird, wird das Oxidationsblech von dem Kohlenstoffstahlwalzblock zu der Oberfläche des Stopfens gefördert bzw. versorgt, jedesmal, wenn das Piercing durchgeführt wird. Somit ist die Dicke des Oxidationsbleches einige Male größer als der Oxidfilm des Stopfens, bevor dieser beim Piercingvorgang verwendet wird. Daher ist der Stopfen fähig, hunderte von Piercingzyklen zu widerstehen. Da das Oxidationsblech nicht in großer Anzahl erzeugt ist, wenn eine Hochlegierung oder ein hochlegierter Stahlwalzblock gepierct wird, kann jedoch das Oxidationsblech nicht zu der Oberfläche des Stopfens gefördert werden. Somit verkürzt sich die Lebensdauer des Stopfens erheblich. Um die Lebensdauer des Stopfens beträchtlich zu verlängern, wenn dieser zum Piercen einer Hochlegierung oder eines hochlegierten Stahls verwendet wird, muss das Oxidationsblech zu der Oberfläche des Stopfens in einer größeren Anzahl als die Anzahl zugeführt werden, welche verbraucht wird.
Das Verfahren zur Herstellung eines nahtlosen Rohres weist die Struktur auf, so dass die Stahlplatte zu dem Führungsende des Walzblocks in der Richtung verbunden wird, in welcher der gleiche nach vorne bewegt wird, wobei dieser darauffolgend in einen Heizofen eingesetzt wird, so dass das Oxidationsblech an der Endfläche des Walzblocks produziert wird. Als Ergebnis davon kann das Oxidationsblech, welches an der Endfläche des Wälzblocks erzeugt worden ist, zu dem Führungsende des Stopfens zugeführt werden, in einem Moment, in dem der Stopfen mit dem Wälzblock in Kontakt kommt. Daher kann die Lebensdauer des Stopfens signifikant verlängert werden.

Beispiel 1

Der Stopfen gemäß Ausführungsform 3 und ein herkömmlicher Stopfen, welcher beispielsweise aus 13Cr Stahl hergestellt ist, sind einem Vergleich bezüglich der Lebensdauer des Stopfens unterzogen worden. Die Piercingbedingungen waren diejenigen wie in Tabelle 8 gezeigt. Die Beispiele 1 bis 4 hatten die Größe und die Piercingbedingungen des Stopfens gemäß Ausführungsform 3, wobei das Vergleichsbeispiel 5 die Größe und die Piercingbedingungen des herkömmlichen Stopfens aufweisen. Die Stopfenlebensdauerverhältnisse waren wie bei Nr. 1 und 2 in Tabelle 9 dargestellt. Als Ergebnis führte die Verwendung des Stopfens gemäß der vorliegenden Erfindung zum Durchführen des Piercings in einer Lebensdauerverlängerung um ungefähr das Zweifache. Es ist zu beachten, dass der herkömmliche Stopfen von üblicher Größe als Referenz verwendet worden ist, wobei an diesem keine Stahlplatte zu dem Führungsende des Stopfens verbunden war, um den Wälzblock zu piercen, wie von Nr. 5 gezeigt, wie in Tabelle 9 dargestellt.
Fig. 16 zeigt ein Beispiel des Drucks der Stopfenkontaktfläche. In dem Fall, wo der Stopfen gemäß der Ausführungsform 3 verwendet worden ist, wurde die Spitze des Drucks der Kontaktfläche um 10 bis 15% reduziert. Somit kann dies als Lebensdauerverlängerung des Stopfens betrachtet werden.

Beispiel 2

Wie in Fig. 15 dargestellt, wurde ein Walzblock 8, an dem eine Stahlplatte 9 zu dem Führungsende davon in Bewegungsrichtung verbunden worden ist, so dass die Stahlplatte zu der Führungsendfläche des Walzblocks verbunden ist, und ein herkömmlicher Walzblock, welcher keine daran angebrachte Stahlplatte aufweist, einem Vergleich der Lebensdauer des Stopfens in der Art und Weise unterzogen, dass der Stopfen gemäß der Ausführungsform 3 und ein herkömmlicher Stopfen aus einem 13Cr Stahl dem Vergleich unterzogen worden sind. Die Piercingbedingungen waren die gleichen wie diejenigen, welche im Beispiel 1 verwendet worden sind. Die Lebensdauerverhältnisse waren wie diejenigen, die von Nr. 3 und Nr. 4 gezeigt sind, wie in Tabelle 9 dargestellt. Wie aus Tabelle 9 ersichtlich, führte die Verwendung des Stopfens gemäß der Ausführungsform 3 und das Verbinden der Stahlplatte zu dem Walzblock, um das Piercen durchzuführen, in der Lebensdauerverlängerung um in etwa das Vierfache. Es ist zu erwähnen, dass ein herkömmlicher Stopfen mit einer üblichen Größe als Referenz verwendet worden ist, um einen Walzblock zu walzen, welcher keine daran angebrachte Stahlplatte aufweist, wie von Nr. 5 gezeigt, wie in Tabelle 9 dargestellt. Tabelle 8
Beispiel Nr. 1 bis 4: Piercingbedingungen von Nr. 1 bis 4 der Tabelle 9 (Stopfen gemäß der Ausführungsform 3)
Vergleichsbeispiel Nr. 5: Piercingbedingungen von Nr. 5 von Tabelle 9 (herkömmlicher Stopfen wurde verwendet)
Vergleichsbeispiel A: Beispiel, wie in dem offengelegten, japanischen Patent Nr. 61-137612
Vergleichsbeispiel B: Herkömmliches Beispiel, wie in dem offengelegten, japanischen Patent Nr. 61-137612 Tabelle 9
(Hinweis 1) Lebensdauer des Stopfens: Erhöhung der Referenz, welche Beispiel 5 ist
Durch Verbesserung der Lebensdauer des Stopfens, wodurch ein Problem auftritt, wenn ein nahtloses Rohr aus einem Hochlegierungsstahl hergestellt wird, kann eine Technik vorgesehen werden, mit welcher die Effizienz des Walzens verbessert werden kann, wobei die Werkzeugkosten reduziert werden können und ein Hochlegierungsrohr mit einem exzellenten, zusätzlichen Wert hergestellt werden kann.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines nahtlosen Rohres, welches die Schritte aufweist:

a. Präparieren eines Walzblocks, welcher aus einem Legierungsstahl oder einer Legierung hergestellt ist;

b. Verbinden einer Stahlplatte zu zumindest einer Endfläche des Walzblocks, an welcher ein Piercen des Walzblocks zu beginnen ist;

c. Heißpiercen des Walzblocks bei einer Hochtemperatur mit einem Piercingstopfen durch ein Mannesmann- Piercing, um eine hohle Hülle zu produzieren, wobei ein Oxidblech von der Stahlplatte bei der Hochpiercingtemperatur ausgebildet wird, wobei das Oxidblech den Piercingstopfen während des Heißpiercens mit einer Schmierung versorgt;

d. Walzen der hohlen Hülle, um ein nahtloses Rohr herzustellen; und

e. entweder Heizen des Walzblocks, nach Schritt (a) mit der Heizofentemperatur oder Heizen des Walzblocks, an welchem die Stahlplatte nach Schritt (b) verbunden ist;

wobei der Piercingstopfen und eine Walze die folgende Gleichung erfüllen: 0,8º < α - β < 1,5º, wobei α ein Winkel eines Stopfenwickelabschnitts ist und β ein Winkel αn einem Auslassabschnitt der Walze ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Walzblock eine Stahllegierung aufweist, welche Cr in einem Betrag von zumindest 5 Gew.-% enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Walzblock einen Legierungsstahl aufweist, welcher Nickel in einem Betrag von zumindest 5 Gew.-% enthält.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Wälzblock eine Legierung aufweist, dessen Hauptkomponente aus der Gruppe ausgewählt ist, welche Cr, Ni und Mo enthält.

5. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Piercingstopfen aus Mo, einer Mo-Legierung oder einem warmfesten Stahl hergestellt ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Piercingstopfen aufweist:

einen Hauptkörper, welcher aus Mo, einer Mo-Legierung oder einem warmfesten Stahl hergestellt ist; und

eine harte Schicht, welche an der Oberfläche des Hauptkörpers ausgebildet ist.

7. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Piercingstopfen aufweist:

einen Stopfenkörper, welcher aus Mo, einer Mo-Legierung oder einem warmfesten Stahl hergestellt ist; und

einen Stopfenkopf, welcher an einem Führungsende des Stopfenkörpers ausgebildet ist und aus Mo, einer Mo- Legierung oder einem warmfesten Stahl hergestellt ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Stopfenkörper eine gehärtete Schicht aufweist, welche an einer Oberfläche des Stopfenkörpers ausgebildet ist.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Stopfenkopf eine harte Schicht aufweist, die an einer Oberfläche des Stopfenkopfs ausgebildet ist.

10. Verfahren nach Anspruch 6, 8 oder 9, wobei die harte Schicht aus einem Material hergestellt ist, welches aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Stellit, Keramiken, welche durch Hinzufügung von Wolframcarbid zu Stellit erhalten werden, Keramiken, welche durch Hinzufügung einer Mischung von Wolframcarbid und Kobalt zu Stellit erhalten werden, sowie Keramiken, welche durch Hinzufügung eines Verbunds von Chrom und Kohlenstoff zu Stellit erhalten werden.

11. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Stahlplatte einen Kohlenstoffstahl aufweist.

12. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Stahlplatte einen Legierungsstahl aufweist, welche ein Element enthält, das aus der Gruppe ausgebildet ist, welche aus Kohlenstoff in einem Betrag von weniger als 5 Gew.-%, Cr in einem Betrag von weniger als 5 Gew.-% und Ni in einem Betrag von weniger als 5 Gew.-% besteht.

13. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Stahlplatte einen Legierungsstahl aufweist, welcher Si in einem Betrag von 1 Gew.-% oder mehr enthält.

14. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Verbindung der Stahlplatte durch Schweißen durchgeführt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Verbindung der Stahlplatte durch ein Verbinden unter Zwang durchgeführt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Stahlplatte einer Oxidationsbehandlung unterzogen wird.