MXPA02011715A - Metodo de produccion para tubos de acero sin costura. - Google Patents

Abstract

El presente invento propone un metodo de produccion para tubo de acero sin costura con excelentes propiedades de plano interior y grosor de pared interior. Mas especificamente, los medios para resolver el problema comprenden usar, como materia prima, una barra redonda con una relacion W (%) de division de la zona centro de segregacion, como se define por la ecuacion de arriba, de 20% o mayor. Donde W(%) = (?w/D) x 100, (donde W: relacion (%) de division de la zona centro de segregacion, ?w: ancho de separacion de la zona centro de segregacion al centro de la direccion del grosor de la barra redonda (mm), y D: grosor total de la barra redonda (diametro exterior (mm)). Despues de calentar la barra redonda a una temperatura predeterminada, se realiza laminado de perforacion para obtener un tubo hueco en bruto, al que se aplica despues rolado elastico o rolado de estiramiento para obtener un tubo de acero de la dimension deseada. El vaciado continuo de lamina que se usa en el presente invento es preferiblemente vaciado con el uso de colada de acero cuyo grado de super calentamiento se establece en eun rango de 25 a 65°C y, mientras se hace el vaciado, la cantidad de agua de enfriamiento secundario en la porcion central en la direccion del ancho de la lamina se establece mayor que aquella en la porcion periferica en la direccion del ancho de la lamina, y la relacion de agua de enfriamiento secundario hasta la completa solidificacion se ajusta dentro de un rango de entre 1.2 a 2.0 1/kg de acero.

Description

MÉTODO DE PRODUCCIÓN PARA TUBOS DE ACERO SIN COSTURA Campo del invento . El presente invento se refiere a un método de producción para tubos de acero sin costura y, particularmente, se refiere a un método para mejorar las propiedades de la superficie interior y el interior del grosor para tubos de acero sin costura hechos de materiales difíciles de procesar, tales como el acero inoxidable.

Técnica del entorno . El proceso tipo Mannesmann ha sido ampliamente utilizado para la producción de tubos de acero sin costura, hasta ahora. El método para producir tubo de acero sin costura de acuerdo con el método tipo Mannesmann, incluye preparar primero un tubo perforado de materia prima en rollo (barra redonda) calentado a una temperatura predeterminada a través de un paso de perforado en rollo, usando una máquina perforadora. En general, como se muestra en la Figura 11, una máquina perforadora comprende dos rollos y un vastago colocado en el extremo frontal de una barra. La barra redonda es forzada hacia adelante en la dirección del eje, girando por sí misma por la rotación del rodillo. En la porción central de la barra redonda se generan alternativ.a?t?epte un esfuerzo de tensión y un esfuerzo de compresión para establecer un estado en el que sea fácil realizar una perforación. Entonces, colocando un vastago en este estado, se genera un hueco en la parte central de la barra redonda para producir una perforación en el tubo. Además la pared del tubo está enrollada entre el rodillo y el vastago, para producir finalmente un tubo hueco. Después, el tubo hueco es sucesivamente expandido y adelgazado por una prensa alargadora tal como un extensor, una prensa de vastago o una prensa de mandril y, después de ser recalentado si es necesario, el diámetro exterior del tubo se reduce para obtener el tubo de acero sin costuras del tamaño deseado, usando una prensa reductora como un reductor elástico, un calibrador, etc.

En general, hay dos tipos de métodos de producción para barras redondas, para usar la materia prima para tubos de acero sin costura. Una es un método directo para vaciar continuamente una barra redonda, y el otro es un método que comprende la producción de una barra redonda por el enrollado en caliente de lámina en fusión continua (a la que aquí, en adelante, se denominará simplemente "lámina" ) .

Como se describe ariba, el tubo hueco se produce por la perforación de la parte central de la sección transversal de la barra redonda usando un vastago en el proceso de perforación. En este caso, algunas veces se generan defectos en la superficie interior del tubo hueco, y se cree que la razón de esto es como sigue. En el caso en que la barra redonda para uso es producida por vaciado continuo, como se muestra en la Figura 2, la parte central de la sección transversal de la barra redonda corresponde aproximadamente a la posición final de solidificación del vaciado continuo. De acuerdo con esto, en la cercanía de la porción central de la sección transversal están presentes porosidades, cavidades, y una porción en la cual los componentes como S, P, Mn, etc. se segregan (a la ue en adelante llamaremos aquí "zona centro de segregación"). La porción sombreada en la Figura representa la zona centro de segregación, las porosidades y las cavidades. En este caso, "porosidad" se refiere a un agregado de pequeños poros de gas, y "cavidad" se refiere a cavidades distintas de las porosidades . Se cree que los defectos iniciados a partir de las porosidades, cavidades y zona centro de segregación se generan en la superficie interior del tubo hueco, durante la perforación. Esto se convierte en los defectos de la superficie interna del tubo de acero sin costura. La Figura 3 es la vista agrandada de los defectos de la superficie interna del tubo de acero sin costura mostrado en la Figura 2. Aún más, como se muestra en la Figura 4, en el caso de que la barra redonda se produzca por laminado caliente de vaciado continuo de la lámina, la posición solidificada final se localiza en la cercanía de la porción central de la dirección del grosor de la placa de vaciado continuo de lámina. De acuerdo con ello, las porosidades, cavidades y zona centro de segregación, están presentes en la cercanía de la sección transversal de la barra redonda . Se cree que los defectos iniciados a partir de las porosidades, cavidades, y centro de segregación, se generan en la superficie interna del tubo hueco, durante la perforación. Esto se convierte en los defectos de la superficie interna del tubo de acero sin costura. La Figura 5 es la vista agrandada de los defectos de la superficie interna del tubo de acero sin costura mostrado en la Figura 4. En particular, existe el problema de que la frecuencia de generación es alta para un material difícil de procesar, como el acero inoxidable .

A la luz de estas circunstancias, por ejemplo, en la patente japonesa abierta No. 52555/1996 sobre vaciado continuo de la barra redonda, se propone un método de producción para un tubo de acero sin costura libre de imperfecciones en la superficie interna, incluyendo la perforación después de calentarlo a temperatura de laminado, obteniendo una barra redonda por desplazamiento de la posición final de solidificación de la barra desde el centro de la barra al 1 a 3% del diámetro de la lámina, y después produciendo un tubo hueco por perforación mientras se coloca el centro de la barra redonda como centro del laminado .

Sin embargo, aunque _ es posible prevenir imperfecciones de la superficie interna ^produciendo con la tecnología descrita en la Patente Japonesa abierta No. 52555/1996, aún permanece el problema de que tienden a generarse defectos de apariencia de doble hoja en el interior de la porción construida del tubo de acero.

La posición desplazada del centro de la barra al 1 a 3% del diámetro de la barra, se sabe que es la posición sujeta a un vigoroso esfuerzo cortante por el vastago durante el perforado. Por lo tanto, si la zona centro de segregación, las porosidades y las cavidades se presentan en tan alta concentración en esta posición, no solamente se vuelve imposible adherir las porosidades y cavidades por compresión, sino que también se generan fracturas' debido a la concentración de deformación en la altamente concentrada zona centro de generación. Se cree que los defectos de apariencia de doble hoja se generan de esta manera, como se muestra en la Figura 6 Un objetivo del presente invento es resolver los problemas antes mencionados de la técnica anterior, y proponer un método de producción de tubo de acero sin costura que muestre excelentes propiedades en la superficie interior del tubo (a la que en los sucesivo llamaremos "superficie interior"), y propiedades interiores para tubos de acero construidos (a las ue en lo sucesivo llamaremos "propiedades de la pared gruesa interna") .

Descripción del invento. Para resolver los problemas arriba mencionados, los presentes inventores han estudiado extensamente la relación entre la posición de la zona centro de segregación de la materia prima laminada y la generación de defectos de apariencia de doble hoja. Como resultado, los inventores han encontrado que, colocando la relación W de división de la zona centro de segregación a 20% o mayor, las propiedades del plano interior y las propiedades de la pared gruesa interna pueden mejorarse, donde W se define por la siguiente ecuación (1) : {%) (?w/D) x 100 (1] (Donde W: relación (%) de la división de la zona centro de segregación; ? : ancho de separación de la zona centro de segregación al centro de la dirección del grosor de la barra redonda (mm) ; y D: grosor total de la barra redonda (diámetro exterior) (mm) ) .

Aún más, estos inventores han estudiado un método de producción de lámina por vaciado continuo menos económico, más efectivo y más estable, adecuado para producir una barra redonda que tenga una división relación W de la zona centro de segregación definida por la ecuación (1) , sobre 20% o mayor.

Como un método para desplazar la posición de solidificación final del centro de una lámina producida por vaciado continuo, se propone un método descrito en la Patente japonesa abierta No. 182347/1990, que comprende diferenciar la cantidad de agua de enfriamiento secundario para la porción central dentro del mismo plano de la dirección de la anchura de la lámina, de aquella en la porción periférica. Sin embargo, de acuerdo con el estudio de estos inventores, se ha encontrado difícil producir establemente una lámina capaz de producir una barra redonda con una división relación W de zona centro de segregación de 20% o mayor, simplemente diferenciando la cantidad de agua de enfriamiento secundario de la posición central, de aquella en la porción periférica.

Estos inventores han encontrado que, realizando el vaciado de la fusión de acero dentro del conducto mientras se establece el grado de super calentamiento (= temperatura de fusión del acero - temperatura del acero líquido) dentro de un rango predeterminado, y ajustando la relación del agua de enfriamiento secundario hasta la completa solidificación dentro de un rango predeterminado, mientras se establece una mayor cantidad de agua de enfriamiento secundario en la porción central, en la dirección del ancho de la lámina, que aquella en la porción periférica en la dirección del ancho de la lámina durante el vaciado, es posible vaciar establemente una lámina capaz de producir una barra redonda con una división relación de zona centro de segregación de 20% o mayor.

Así, el presente invento ha sido completado basado en los descubrimientos arriba mencionados, y agregándole estudios adicionales. Más específicamente, en un método de producción para tubo de acero sin costura incluyendo la producción de una barra redonda laminando en caliente una lámina de vaciado continuo, produciendo un tubo en bruto ahuecado, por calentamiento de la barra redonda a una temperatura predeterminada y laminando con perforación, y obteniendo un tubo de acero de tamaño predeterminado a través de laminado elástico o posterior laminado de estiramiento del tubo en bruto ahuecado, el presente invento es un método de producción para tubo de acero sin costura con un excelentes plano interior y propiedades de la pared gruesa interior, caracterizado porque se usa una barra redonda con una división relación W (%) de 20% o mayor de zona centro de segregación, donde W se define por la siguiente ecuación (1) : W (%) = (?w/D) x 100 (1) (Donde : división de relación (%) de zona centro de segregación; ? : el ancho de separación de la zona centro de segregación del centro de la dirección de grosor de la barra redonda (mm) ; y D: grosor total de la barra redonda (diámetro exterior) (mm) ) .

Aún más preferible en el presente invento, el vaciado continuo de lámina de arriba es un vaciado en el que se utiliza una fusión de acero mientras se establece el grado de super calentamiento de la fusión de acero dentro del conducto en un rango de 25 a 65 2C, mientras se establece una cantidad de agua de enfriamiento secundario en la porción central en la dirección del ancho de la lámina, mayor que aquella en la porción periférica en la dirección del ancho de la lámina, ajustando la relación de agua de enfriamiento secundario hasta la completa solidificación dentro de un rango de 1.2 a 2.0 1/kg de acero . En este caso, la relación de agua de enfriamiento secundario se refiere a la relación de la cantidad total de agua de enfriamiento por unidad de tiempo en la zona de enfriamiento secundario (l/min) con respecto a la cantidad de vaciado por unidad de tiempo (kg de acero/min) .

Breve descripción de los dibujos. La Figura 1 muestra un dibujo esquemático del proceso de producción de un tubo de acero sin costura de acuerdo con el presente invento. Al mismo tiempo, la Figura 1 es un diagrama explicativo que muestra esquemáticamente las posiciones de las porosidades, cavidades y zona centro de segregación, y la relación entre el centro de la posición de perforación y las posiciones de los defectos de la superficie interior.

La Figura 2 es un diagrama explicativo que muestra esquemáticamente, en un caso convencional en el que se usa barra redonda como materia prima, la relación entre las porosidades, cavidades y zona centro de segregación, y el centro de la posición de perforado, y la relación entre las posiciones de los defectos de la superficie interior.

La Figura 3 es un diagrama agrandado de los defectos de la superficie interior de un tubo de acero sin costura mostrado en la Figura 2.

La Figura 4 es un diagrama explicativo que muestra esquemáticamente, en un caso convencional en el que se usa lámina como materia prima, la relación entre las posiciones de las porosidades, cavidades y zona centro de segregación, y el centro de la posición de perforado, y la relación entre las posiciones de los defectos de la superficie interna.

La Figura 5 es un diagrama agrandado de los defectos de la superficie interna de un tubo de acero sin costura mostrado en la Figura 4. la Figura 6 es un diagrama explicativo que muestra esquemáticamente, para un caso convencional, la relación entre las posiciones de las porosidades, cavidades y zona centro de segregación, y el centro de la posición de perforado, y la relación entre las posiciones de los defectos de la superficie interna.

La Figura 7 es un diagrama explicativo provisto para la explicación de la definición de la división relación W de la zona centro de segregación.

La Figura 8 es una gráfica que muestra la influencia de la relación de cristal equiaxiado en la morfología de la zona centro de segregación.

La Figura 9 es un diagrama esquemático que muestra la clasificación en la morfología de la zona centro de segregación .

La Figura 10 es un diagrama explicativo que muestra el patrón de la cantidad de agua de enfriamiento secundario usada en los ejemplos. la Figura 11 es un diagrama esquemático que muestra el proceso para producir un tubo hueco a partir de una barra redonda usando una prensa de perforación.

La mejor forma para llevar a cabo el invento. En la Figura 1 se muestra el bosquejo del proceso de producción de un tubo de acero sin costura de acuerdo con el presente invento. En el presente invento, la lámina está hecha de fusión de acero que tiene la composición deseada por un método de vaciado continuo . Una barra redonda se obtiene del vaciado continuo de lámina por laminado caliente, para usar la materia prima para tubo de acero sin costura.

El vaciado continuo de lámina para su uso en el presente invento comprende una zona centro de segregación separada en la parte central, en la dirección del ancho de la lámina. Más específicamente, en la parte central, en la dirección del ancho de la lámina y por cerca del 10% del ancho de B, se provee una región (?B) , en la cual las porosidades y cavidades se han eliminado por medio de soldadura de presión, y en la cual la zona centro de segregación está reducida o eliminada. De esta manera, la división relación W (%) de la zona centro de segregación de la barra redonda, que es la materia prima, puede establecerse al 20% o mayor. Puede prevenirse la degradación de las propiedades del plano interior y de las propiedades de la pared gruesa interior, que se atribuye a una muy mala colocación de las porosidades, cavidades y zona centro de segregación del centro de la posición de perforado en la sección transversal de la barra redonda .

Abajo se describe el método para establecer la región en la parte central de la lámina en dirección del ancho, que está libre de porosidades y cavidades, y de la cual la zona centro de segregación se reduce o desaparece. Por ejemplo, aplicando forja de calado a la parte central en la dirección del ancho en la cercanía de la posición de solidificación final de la lámina tomada del molde de vaciado continuo, se puede prevenir la generación de porosidades y cavidades y puede descargarse la solución no solidificada que contiene elementos concentrados de aleación.

La colada de acero inyectada dentro del molde de vaciado solidifica a partir de la capa superficial en contacto con el plano de vaciado del molde a medida que el calor es sacado del plano de vaciado del molde, y es sacado en forma continua del molde de vaciado mientras se forma una capa solidificada.

Después de ser sacado del molde de vaciado, la colada de acero es posteriormente enfriada utilizando aspersión de agua de enfriamiento secundario y similar, de tal manera que la capa solidificada puede ser posteriormente desarrollada por solidificación secuencial. Para reducir o eliminar la zona centro de segregación mientras se previene la generación de porosidades y cavidades, es preferible que se aplique del 1 al 10% de forja a la porción en la cercanía de la posición de solidificación final, más específicamente, en la posición que contiene de 1 a 5% de material derretido no solidificado. En el presente invento, las porosidades y cavidades desaparecen por soldadura de presión contando del 10% o más del ancho en la parte central en la dirección del ancho de la lámina y, al mismo tiempo, se forma una región en la que la zona centro de segregación se reduce o se elimina .

En caso de que la región arriba mencionada cuente por menos del 10% del ancho de la lámina, tienden a generarse funciones de deformación por cortante durante el laminado y perforado, y defectos de apariencia de doble hoja, que se atribuyen a las porosidades y cavidades presentes en la zona centro de segregación, o a la zona centro de segregación, etc. Es preferible que la región sea lo más extensa posible; sin embargo, una región más amplia requiere una región mayor de forja. De acuerdo con lo anterior, la carga de la forja de presión aumenta hasta hacer el aparato enormemente impráctico. Por lo tanto, el límite superior de esta región es de cerca del 50% del ancho .

Co o un método para establecer la región libre de porosidades y cavidades y de la cual la zona centro de segregación es reducida o eliminada en la parte central de la dirección del ancho de la lámina, el método que sigue es empleado preferiblemente en lugar de forja de calado (forja de presión) , como arriba.

La lámina es vaciada continuamente utilizando una colada de acero cuyo grado de super calentamiento dentro del conducto se establece en un rango de 25 a 652C, mientras se establece que la cantidad de agua de enfriamiento secundario en la porción central en la dirección del ancho de la lámina es mayor que aquella en la porción periférica en la dirección del ancho de la lámina durante el vaciado continuo; la relación de agua de enfriamiento secundario hasta la completa solidificación se ajusta dentro de un rango de 1.2 a 2.0 1/kg de acero.

Para separar la zona centro de segregación de la dirección del ancho de la lámina, y establecer la región a partir de la cual se reduce o se elimina la zona centro de segregación en la parte central de la dirección del ancho de la lámina, la cantidad de cristales equiaxiados es preferiblemente disminuido desarrollando cristales columnares durante el vaciado continuo .

La relación entre la forma de la zona centro de segregación de la lámina de vaciado continuo y la relación del contenido de cristales equiaxiados, se da en la Figura 8. Los detalles de las formas (tipos) presentes en la zona centro de segregación se muestran en la Figura 9. En referencia a la Figura 9, B representa el ancho de la lámina; T representa el grosor de la lámina; y ?B representa el ancho de separación de la zona centro de segregación. La Figura 8 muestra que, a medida que decrece la relación de contenido de cristales equiaxiados, la forma de la zona centro de segregación que se genera en la lámina de vaciado continuo tiende a cambiar, de una forma común tipo c mostrada en la Figura 9, a una forma intermedia tipo b, y a la forma tipo a en la que la zona centro de segregación está separada al centro de la dirección del ancho de la lámina. La tipo a, en la cual la zona centro de segregación está separada al centro de la dirección del ancho de la lámina, es la preferible como materia prima para tubo de acero sin costura.

El mecanismo seguro para cambiar a esa forma en la cual la zona centro de segregación está separada al centro de la dirección del ancho de la lámina debido a la reducción de la relación de contenido de cristal equiaxiado aún no se aclara, pero estos inventores la suponen como sigue.

En general, la estructura solidificada de una lámina producida por vaciado continuo cambia, de cristales columnares en la capa superficial, a cristales equiaxiados en el interior. La relación de la constitución de los cristales columnares a los cristales equiaxiados difiere dependiendo de las condiciones de forja. Los cristales columnares crecen continuamente a partir de la superficie de la lámina vaciada hacia el interior, pero los cristales equiaxiados crecen por nucleado y flotación dentro del metal derretido residual no solidificado. De acuerdo con ello, la presión estática de la fusión de acero del metal no solidificado que funciona en la lámina durante la solidificación en el vaciado continuo, es soportada sólo por la capa exterior (capa solidificada) de los cristales columnares que crecen continuamente de la superficie hacia adentro, y los cristales equiaxiados que están solidificando y flotando no tienen ninguna función en la presión estática de la fusión de acero.

Esto es, puede obtenerse una capa más gruesa aumentando la relación de contenido de cristales columnares en lugar de aumentar la relación de contenido de cristales equiaxiados y por lo tanto la expansión puede suprimirse, p. ej . , el fenómeno conocido como pandeo debido a la presión estática de la fusión. de acero durante la solidificación, que es causa de la generación y del crecimiento de la zona centro de segregación específica de la lámina de vaciado continuo .

De acuerdo con lo anterior, la transportación de la fusión de acero con soluto enriquecido entre cristales debido a la fluidificación del residuo de fusión de acero puede suprimirse, y también puede prevenirse que ocurra la acumulación de colada de acero enriquecido. Esto resulta en una generación disminuida de la zona centro de segregación. Adicionalmente, en caso de que la relación de contenido de cristales columnares sea alta, el volumen de colada de acero residual presente entre los granos fácilmente movibles de cristal también decrece en la porción de solidificación final. Así, aún en el caso de que se lleve a cabo el fenómeno de pandeo, la acumulación de colada de acero enriquecido decrece, dando como resultado una zona centro de segregación delgada finalmente solidificada. La transportación de colada de acero de soluto enriquecido se genera no sólo por pandeo, sino también por la contracción con solidificación y por encogimiento por calor de la capa solidificada; sin embargo, de nuevo en este caso y por razones similares, el grosor de la zona centro de generación y la concentración de segregación de soluto aumentan .

Además, en el caso de los cristales columnares, la solidificación se realiza en una sola dirección. Así, la relación de crecimiento de los cristales columnares puede aumentarse aplicando un enfriamiento intenso desde la superficie de la lámina. En contraste con lo anterior, los cristales equiaxiados presentan solidificación isotrópica. Así, el enfriamiento intenso desde la superficie de la lámina difícilmente tiene efecto en el aumento del grosor de la capa exterior. Por lo tanto, en caso de que se aplique enfriamiento forzado a la parte central en la dirección del ancho de la lámina bajo condiciones tales como contener cristales columnares en relación alta, la correspondiente parte central del grosor solidifica más rápidamente en comparación con otras porciones .

Por las razones arriba expuestas, en caso de que el contenido de cristales equiaxiados sea bajo, se cree que la separación de la zona centro de segregación se acelera aplicando enfriamiento forzado en la cercanía de la parte central en la dirección del ancho de la lámina.

En lo referente a las condiciones de vaciado para suprimir la generación de cristales equiaxiados, es preferible usar una colada de acero en la que el grado de super calentamiento dentro del conducto se establezca en un rango de 25 a 652C. En caso de que el super calentamiento de la fusión de acero sea menor de 252C, tenderán a generarse cristales equiaxiados; en caso de que el grado de super calentamiento sea tan alto que exceda los 652C, la relación de solidificación decrece como para acelerar el retraso en la posición de solidificación final debido a la relación disminuida de solidificación. Esto resulta en un incremento de la formación de la zona centro de segregación. De acuerdo con lo anterior, el grado de super calentamiento de la fusión de acero es preferiblemente establecido en un rango de 25 a 652C.

Además, las instalaciones de vaciado continuo algunas veces están equipadas con un aparato de agitado electromagnético para ser usado en el agitado electromagnético de la fusión de acero dentro del molde de vaciado. La aplicación de agitado electromagnético dentro de un molde de vaciado tiene efectos excelentes, como que acelera la disolución del polvo del molde e induce un desarrollo homogéneo de la capa solidificada, reduciendo así las zonas de micro segregación en la capa superficial de la lámina y previniendo la generación de defectos, tales como agrietamiento de la superficie. Por el otro lado, sin embargo, aunque no afecta tanto como el agitado electromagnético en la zona de enfriamiento secundario, se sabe que tiene una tendencia a incrementar los cristales equiaxiados. De acuerdo con ello, es preferible no usar agitado electromagnético en el molde de vaciado, o usarlo sólo bajo condiciones tales que no aumente considerablemente la relación de contenido de cristales equiaxiados .

Además, en la zona de enfriamiento secundario, la relación de agua de enfriamiento secundario hasta la completa solidificación, se establece dentro de un rango de 1.2 a 2.0 1/kg de acero. En caso de que la relación de agua de enfriamiento secundario sea menor que 1.2 1/kg de acero, la capacidad de enfriamiento se torna muy baja para separar la zona centro de segregación, o el pandeo de la capa solidificada se torna demasiado grande como para acelerar la formación de la zona centro de segregación. Po el otro lado, en caso de que la relación de agua de enfriamiento secundario sea mayor de 2.0 1/kg de acero, en la lámina aparecen grietas superficiales o aumentan las porosidades en la posición de solidificación final, tanto como para temer que se genere laminación al hacer los tubos. Aún más, las formas de la lámina se vuelven no uniformes y se incrementan los casos de procesamiento de las láminas antes que las barras redondas. Considerando estos factores, la relación de agua de enfriamiento secundario hasta la completa solidificación se establece dentro de un rango de 1.2 a 2.0 1/kg de acero. Aún más, en el presente invento la cantidad de agua de enfriamiento secundario en la zona de enfriamiento secundario es preferiblemente establecida de modo que pueda ser mayor en la porción central en la dirección del ancho de la lámina, comparada con aquella en la porción periférica en la dirección del ancho de la lámina. Entonces, estableciendo mayor cantidad de agua de enfriamiento secundario en la porción central, en la dirección del ancho de la lámina, en comparación con aquella en la porción periférica en la dirección del ancho de la lámina, el rango de crecimiento de la capa solidificada en la porción central, en la dirección del ancho de la lámina , aumenta como para aumentar el crecimiento de cristales columnares. Así, facilita la separación en la zona centro de segregación. Aún más, la cantidad de agua de enfriamiento secundario en la porción central, en la dirección del ancho de la lámina se establece de tal modo que, en el rango completo de la dirección del vaciado de la zona de vaciado secundario, el promedio en la dirección del ancho de la lámina es preferiblemente entre 1.3 y 3 veces mayor que la cantidad de agua de enfriamiento secundario en la porción periférica en la dirección del ancho de la lámina. Además, en la región completa de la zona de enfriamiento secundario, la cantidad de agua de enfriamiento secundario no siempre necesita ser mayor en la porción central en la dirección del ancho de la lámina en comparación con aquella en la porción central en la dirección del ancho de la lámina, sino que puede ser la misma en el lado corriente arriba de la zona de enfriamiento secundario. Como el valor promedio de la dirección del ancho de la lámina en la región completa de la dirección de vaciado en la zona de enfriamiento secundario, la cantidad puede ser mayor para la porción central en la dirección del ancho de la lámina, comparándola con aquella en la porción periférica en la dirección del ancho de la lámina.

En este caso, el término "porción central del ancho" se refiere al valor mayor entre la porción tomada por 0.1 x (medida del ancho de la lámina) en ambos lados a partir del centro en la dirección del ancho, y la porción tomada por (grosor de la lámina) /2 en ambos lados a partir del centro en la dirección del ancho. El término "porción periférica en la dirección del ancho" se refiere a la porción que queda después de remover la porción central en la dirección del ancho y las porciones del borde en la dirección del ancho a partir de la medida del ancho de la lámina. La porción del borde en la dirección del ancho se refiere al valor mayor entre la porción tomada por 100 mm a partir de la esquina hacia el centro en la dirección del ancho de la lámina, y la porción correspondiente a un área que corresponde a la medida del grosor de la lámina tomada a partir de la esquina hacia el centro en la dirección del ancho de la lámina .

Para separar más efectivamente la zona centro de segregación, la relación de grosor de los cristales equiaxiados en la dirección del grosor en la parte central en la dirección del ancho es preferiblemente controlada a 20% o menos. Dado que el agitado electromagnético en la zona de enfriamiento secundario tiende a dificultar el desarrollo y crecimiento de los cristales columnares, en el presente invento es particularmente preferible no aplicar agitado electromagnético en la zona de enfriamiento secundario .

De acuerdo con el método para controlar las condiciones de vaciado en el rango apropiado arriba descrito, en la parte central, en la dirección del ancho de la lámina y sumando 20% o más sin aplicar forja de presión, puede formarse una región libre de porosidades y cavidades, en la cual la zona centro de segregación es reducida o eliminada. Además, este método es efectivo en el sentido de que no requiere una carga económica para instalar y mantener un equipo de forja de presión.

En referencia a la lámina de arriba, habiendo establecido la región en la parte central de la lámina en la dirección del ancho que está libre de porosidades y cavidades por soldadura de presión, y cuya zona centro de segregación está reducida o eliminada, entonces la lámina se enrolla en caliente para obtener una barra redonda de la dimensión deseada.

Aplicando el método de arriba, puede entonces obtenerse una barra redonda que tenga una relación W de división de la zona centro de segregación de 20% o mayor, donde W se define por la siguiente ecuación (1) : W {%) = (? /D) x 100 (1) Donde W: relación (%) de división de la zona centro de segregación; ?w: el ancho de separación de la zona centro de segregación al centro de la dirección del grosor de la barra redonda (mm) ; y D: grosor total de la barra redonda (diámetro exterior) (mm) . La definición del ancho de la zona centro dé segregación al centro de la dirección del grosor de la barra redonda, ? , se da en la Figura 7.

Controlando la relación W de división de la zona centro de segregación a 20% o mayor, la región que contiene porosidades, cavidades, y la zona centro de segregación, pueden ser removidas del plano interno en el laminado de perforación, para prevenir la generación de defectos internos y mejorar las propiedades del plano interno. Aún más, la deformación cortante en la región ue contiene porosidades, cavidades y la zona centro de segregación en el laminado de perforación pueden reducirse, de modo que pueda prevenirse la generación de fracturas de doble hoja, y puedan mejorarse las propiedades del interior.

En el caso de que W sea menor de 20%, las posiciones en las que están presentes las porosidades, cavidades y zona centro de generación corresponden a la región en la que se generan mayores deformaciones por cortante, y queda el temor de generar defectos internos y causar fracturas de doble hoja dentro de las paredes gruesas del tubo de acero.

Basado en los factores antes mencionados, la relación W de división de la zona centro de segregación se restringió a 20% o mayor, preferiblemente en un rango de 20 a 60%. En el caso de que W sea de 60% o mayor, existe el temor de generar fracturas superficiales o laminación al hacer los tubos, debido al aumento en porosidad en la posición de solidificación final. Aún más, las formas de la lámina se vuelven no uniformes y así aumentan los casos en que se procesan las láminas antes que las barras redondas . De acuerdo con lo anterior, se estableció un límite superior para W.

La barra redonda arriba mencionada, con relación W de división de la zona centro de segregación, se calienta entonces a una temperatura predeterminada y se somete al laminado de perforación para obtener un tubo hueco. Preferiblemente, la temperatura de calentamiento se establece en un rango de 1200 a 13002C. En caso de que la temperatura sea menor a 12002C, la resistencia a la deformación aumenta, dificultando el rolado. Por el otro lado, si la temperatura excede los 13002C, ocurren problemas tales como que la maleabilidad en calor decrece debido a la presencia de ferritas d o de fundido al límite de grano, o que aumente la cantidad de escalas de oxidación generadas. Las condiciones de perforado no están particularmente limitadas, y no hay problema en emplear las condiciones generalmente conocidas en la técnica.

Subsecuentemente, el tubo hueco de arriba se recalienta si es necesario, y se expande a la dimensión deseada para reducir el grosor usando una prensa de alargamiento tal como una prensa de mandril, una prensa de vastago o similar. Las condiciones de alargamiento no necesitan ser particularmente limitadas en el presente invento, y no hay problema en emplear las condiciones generalmente conocidas en la técnica.

Después de aplicar el alargamiento, el tubo de acero sin costura es recalentado si es necesario, y se somete a reducción. La reducción se lleva a cabo usando una prensa reductora tal como una prensa reductora elástica de calor, calibradora o similar, para que el diámetro exterior pueda ser reducido para proporcionar como producto el tubo de acero de la dimensión predeterminada. Las condiciones de reducción son las de un paso normal de programa, y no hay necesidad de limitarlas particularmente.

Ejemplos . (Ejemplo 1) . La colada de acero mostrada en la Tabla 1 se fundió en un convertidor, y después de aplicar refinado al vacío las láminas, con un grosor de 260 mm y un ancho de 750 mm, fueron vaciadas por proceso de vaciado continuo a un rango de vaciado de 1.05 m/min. En el vaciado continuo, se aplicó forja de presión a un calado de 0 a 5% sobre una longitud de 100 a 300 mm en la parte central a lo largo del ancho de la lámina en una posición en la cercanía del punto de solidificación final, más específicamente, en una posición cuyo material no solidificado suma 2%.

Entonces, la lámina así obtenida fue cortada, y la sección transversal fue pulida y grabada, de modo que pudiera ser sujeta a observación de estructura macroscópica. Así se confirmó la presencia o ausencia de una región libre de porosidades y cavidades, y en la cual la zona centro de segregación está reducida o eliminada (región de división de la zona centro de segregación) , y se realizaron medidas en el ancho de la región de separación de la zona centro de segregación, ?B (el ancho de separación de la zona centro de segregación) . El grabado se realizó usando 36% de ácido hidroclórico saturado con cloruro férrico .

La lámina así obtenida se calentó a 12002C, y luego se roló en una barra redonda de 140 a 260 mmF, por rolado en caliente. La sección transversal de la barra redonda resultante fue pulida y grabada, para observación microscópica de la estructura. Entonces, se confirmaron las porosidades, cavidades y zona centro de segregación, y se calculó la relación W de división de la zona centro de segregación.

La barra redonda así obtenida se calentó a 12502C, y fue perforada usando un perforador para obtener un tubo hueco. Subsecuentemente, se realizó el alargamiento usando una prensa de mandril para obtener un tubo de acero de 172 mm de diámetro exterior y de 8 mm de grosor de pared, y se obtuvo un tubo de acero sin costura (tubo de acero producto) de 88.9 mm de diámetro exterior y 6.5 mm de grosor de pared usando un reductor elástico de calor (prensa redutora) .

Las propiedades de la superficie interior, de la superficie exterior y de la porción interior de la pared gruesa del tubo de acero producto así obtenido, se investigaron visualmente para encontrar defectos usando detección ultrasónica de grietas y detección magnética de grietas por polvo. Las propiedades de las superficies interior y exterior, así como las propiedades de la pared interior fueron evaluadas en términos de grietas de las superficies interna y externa y de fracturas de doble hoja por 100 m de longitud del tubo de acero producto (donde la evaluación se muestra por la relación con respecto a un caso convencional tomado como 100) .

Los resultados se dan en la Tabla 2.

Los Ejemplos de acuerdo con el presente invento muestran, aún en el caso de materiales de difícil procesamiento, que las grietas en las paredes de la superficie interior pueden prevenirse, así como puede prevenirse la generación de otros defectos en el interior de la porción de pared de tubos de acero, defectos tales como fracturas de doble hoja. Así, las propiedades de la superficie interior y las propiedades de la pared interior mejoran notablemente, comparadas con ejemplos convencionales. Aún más, en los ejemplos comparativos que caen fuera del rango del presente invento, se observa la generación de fracturas en la superficie interna y fracturas dentro de la porción de la pared gruesa .

(Ejemplo 2) . La colada de acero del acero composición A mostrado en la Tabla 1 fue fundida en un convertidor, y después de aplicarle refinación al vacío, teniendo las láminas un grosor de 260 mm y un ancho de 750 mm, fue vaciada por proceso de vaciado continuo a un rango de vaciado de 1.05 m/min.

Se usó una máquina de vaciado continuo tipo flexión. La máquina de vaciado continuo tenía una longitud de máquina de 25.6 m y una longitud de enfriado secundario de 20 m a partir del menisco. El vaciado continuo se realizó bajo las condiciones mostradas en la Tabla 3.

En lo que se refiere al vaciado continuo, el grado de super calentamiento y la relación de agua de enfriamiento secundario fueron cambiadas como se muestra en la Tabla 3, y la cantidad de agua de enfriamiento secundario fue variada en la dirección del ancho de la lámina. La variación en la cantidad de agua de enfriamiento secundario se estableció en dos patrones, como se muestra en la Figura 10; el patrón 1 comprende establecer más en la parte central en el ancho de la lámina (parte mostrada como Wc) , en comparación con aquella en la parte periférica en la dirección del ancho de la lámina (parte mostrada como We) ; y el patrón 2 comprende un establecimiento constante en la dirección del ancho. En el patrón 1 de la cantidad de agua de enfriamiento secundario, se aplica enfriamiento intenso a la parte central en la dirección del ancho de la lámina (la región (Wc) extendida por 0.13B en ambos lados del centro del ancho; donde B representa el ancho de la lámina en mm) , aumentando la cantidad de agua de enfriamiento secundario por a veces en comparación con aquella en la parte periférica en la dirección del ancho de la lámina. En el patrón 1 de la cantidad de agua de enfriamiento secundario, el enfriamiento secundario se aplicó estableciendo a = 1 y We = 100 mm para el rango de menisco de 4.0 m, y = 2 y We = 200 m para el rango de 4.0 m a 20 m. El valor promedio para la cantidad de agua de enfriamiento secundario está dado en la Tabla 3.

Entonces, la lámina así obtenida fue cortada, y la sección transversal perpendicular a la dirección de vaciado fue pulida y grabada, de modo que pudiera ser sujeta a observación macroscópica de la estructura. Así se confirmó la presencia o ausencia de porosidades y cavidades, y en la que la zona centro de segregación está reducida o eliminada (región de división de la zona centro de segregación) , y se hicieron medidas en el ancho de la región de separación de la zona centro de segregación, ?B (el ancho de separación de la zona centro de segregación) .

La forma de la zona centro de segregación fue clasificada de acuerdo con los patrones (a, b, c) mostrados en la Figura 9. Después, a partir de la observación macroscópica de la estructura, se realizaron medidas del rango de contenido de cristales equiaxiados en la dirección del grosor en la parte central del ancho de la lámina.

La lámina así obtenida se roló por rolado en caliente como una barra redonda de 190 mm de diámetro. La sección transversal de la barra redonda se pulió y se grabó para observación macroscópica de la estructura. Así se confirmaron las porosidades, cavidades y zona centro de segregación, y se calculó la relación W de división de la zona centro de segregación.

La barra redonda así obtenida se calentó a 12502C, y fue perforada usando un perforador para obtener un tubo hueco. Subsecuentemente se llevó a cabo el alargamiento utilizando una prensa de mandril, para obtener un tubo de acero de 172 mm de diámetro exterior y de 8 mm de grosor de pared, y utilizando un reductor elástico de calor (prensa reductora) se obtuvo un tubo de acero sin costura (tubo de acero producto) de 88.9 mmF de diámetro exterior y de 6.5 mm de grosor de pared.

En lo que se refiere a las propiedades del plano interior del tubo de acero producto obtenido, se empleó detección ultrasónica de grietas para investigar los defectos. La propiedad del plano interior se evaluó por la relación de defectos del plano interior (conteo de defectos por 100 m de longitud del tubo de acero producto) . Los resultados se dan en la Tabla 3.

Todos los Ejemplos de acuerdo con el presente invento muestran una disminución de los defectos en el plano interior del tubo de acero sin costura, para mostrar las propiedades mejoradas del plano interior. Por otra parte, debe entenderse que los defectos del plano interior ocurren con frecuencia en los ejemplos comparativos, saliendo del rango de acuerdo con el presente invento .

Aplicabilidad industrial. De acuerdo con el presente invento, pueden prevenirse la generación de imperfecciones en las paredes interiores y la generación de otros defectos tales como fractura de doble hoja en la porción interior de la pared de tubos de acero, y puede mejorarse la producción y la productividad de los tubos de acero sin costura, lo que en la industria puede producir efectos notables.

Tabla 1 A 0.20 0.25 0.47 0.002 0.018 12.9 B 0.10 0.39 0.42 0.002 0.017 8.7 0.98 V:0.19, Nb: Tabla 2 (*) Relación relativa con respecto al Ejemplo convencional 1 to ado como 100 I 00 o.

Claims (3)

-SÍ- REIVINDICACIONES

1. Un método de producción para tubo de acero sin costura comprendiendo la producción de una barra redonda para rolar en caliente un vaciado continuo de lámina, produciendo un tubo hueco por calentamiento de la barra redonda a temperatura y perforado predeterminados, y obtener un tubo de acero de dimensión predeterminada por alargamiento o posterior reducción del tubo hueco resultante, caracterizado porque se usa una barra redonda con una relación de división de la zona centro de segregación de 20% o mayor, donde se define por la siguiente ecuación 1: (%) = (?w/D)xl00 1 (Donde W: relación (%) de división de la zona centro de segregación, ?w: ancho de separación de la zona centro de segregación al centro de la dirección- del grosor de la barra redonda (mm) , y D: grosor total de la barra redonda (diámetro exterior) (mm) ) .

2. El método de producción para tubo de acero sin costura como se reivindica en la Reivindicación 1, donde el vaciado continuo de la lámina es vaciado usando una colada de acero mientras se establece el grado de super calentamiento de la colada de acero dentro del conducto en un rango de 25 a 652C y, mientras se establece la cantidad de agua de enfriamiento secundario en la porción central en la dirección del ancho de la lámina, mayor que aquella en la porción periférica en la dirección del ancho de la lámina, ajustando la relación del agua de enfriamiento secundario hasta la completa solidificación dentro de un rango de 1.2 a 2.0 1/kg de acero.

3. El método de producción para tubo de acero sin costura como se reivindica en la Reivindicación 1, donde el vaciado continuo de la lámina es vaciado usando una colada de acero mientras se establece el grado de super calentamiento de la colada de acero dentro del conducto en un rango de 25 a 652C, y mientras se establece la cantidad del promedio de agua de enfriamiento secundario en la porción central en la dirección del ancho entre el área total de la dirección de vaciado de la zona de enfriamiento secundario de 1.3 a 3.0 veces del largo de aquella de la porción periférica en la dirección del ancho de la lámina, ajustando la relación de agua de enfriamiento secundario hasta la completa solidificación, dentro de un rango de entre 1.2 a 2.0 1/kg de acero . . El método de producción para tubo de acero sin costura como se reivindica en la Reivindicación 1, donde la relación del grosor de la relación de los cristales equiaxiados en la dirección del grosor en el ancho de la parte central del vaciado continuo de la lámina es 20% o menos . RESUMEN El presente invento propone un método de producción para tubo de acero sin costura con excelentes propiedades de plano interior y grosor de pared interior. Más específicamente, los medios para resolver el problema comprenden usar, como materia prima, una barra redonda con una relación W (%) de división de la zona centro de segregación, como se define por la ecuación de arriba, de 20% o mayor. Donde (%) = (?w/D) x 100, (donde W: relación (%) de división de la zona centro de segregación, ?w: ancho de separación de la zona centro de segregación al centro de la dirección del grosor de la barra redonda (mm) , y D: grosor total de la barra redonda (diámetro exterior (mm) ) . Después de calentar la barra redonda a una temperatura predeterminada, se realiza laminado de perforación para obtener un tubo hueco en bruto, al que se aplica después rolado elástico o rolado de estiramiento para obtener un tubo de acero de la dimensión deseada. El vaciado continuo de lámina que se usa en el presente invento es preferiblemente vaciado con el uso de colada de acero cuyo grado de super calentamiento se establece en eun rango de 25 a 65 aC y, mientras se hace el vaciado, la cantidad de agua de enfriamiento secundario en la porción central en la dirección del ancho de la lámina se establece mayor que aquella en la porción periférica en la dirección del ancho de la lámina, y la relación de agua de enfriamiento secundario hasta la completa solidificación se ajusta dentro de un rango de entre 1.2 a 2.0 1/kg de acero.