WO2013171935A1 - 継目無鋼管の製造方法 - Google Patents

継目無鋼管の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2013171935A1
WO2013171935A1 PCT/JP2013/000596 JP2013000596W WO2013171935A1 WO 2013171935 A1 WO2013171935 A1 WO 2013171935A1 JP 2013000596 W JP2013000596 W JP 2013000596W WO 2013171935 A1 WO2013171935 A1 WO 2013171935A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pipe
diameter
manufacturing
seamless steel
tube
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/000596
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
貴行 木原
Original Assignee
新日鐵住金株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 新日鐵住金株式会社 filed Critical 新日鐵住金株式会社
Priority to CN201380004151.8A priority Critical patent/CN103974788B/zh
Priority to EP13791398.4A priority patent/EP2786814B1/en
Priority to JP2013505233A priority patent/JP5387797B1/ja
Priority to ES13791398.4T priority patent/ES2645985T3/es
Publication of WO2013171935A1 publication Critical patent/WO2013171935A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00—Making machine elements
    • B21K1/06—Making machine elements axles or shafts
    • B21K1/063—Making machine elements axles or shafts hollow
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C1/00—Manufacture of metal sheets, metal wire, metal rods, metal tubes by drawing
    • B21C1/16—Metal drawing by machines or apparatus in which the drawing action is effected by other means than drums, e.g. by a longitudinally-moved carriage pulling or pushing the work or stock for making metal sheets, bars, or tubes
    • B21C1/22—Metal drawing by machines or apparatus in which the drawing action is effected by other means than drums, e.g. by a longitudinally-moved carriage pulling or pushing the work or stock for making metal sheets, bars, or tubes specially adapted for making tubular articles
    • B21C1/24—Metal drawing by machines or apparatus in which the drawing action is effected by other means than drums, e.g. by a longitudinally-moved carriage pulling or pushing the work or stock for making metal sheets, bars, or tubes specially adapted for making tubular articles by means of mandrels
    • B21C1/26—Push-bench drawing

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a seamless steel pipe capable of manufacturing a seamless steel pipe with high dimensional accuracy in a wide range of dimensions. Specifically, it is related with the manufacturing method of the seamless steel pipe which applies the push bench pipe manufacturing method to the rough raw pipe manufactured with the mandrel forge pipe manufacturing method.
  • Hollow billet refers to a billet used in Step 1 (mandrel forge pipe making process) described in the present specification. This is a billet in which an ingot is perforated in advance and processed into a hollow shape.
  • Rapid tube A tube used in Step 2 (drawing step) described in this specification. A tube made from hollow billets in step 1.
  • Union tube A tube used for the push bench thinning process described in the present specification. This is a pipe whose inner and outer surfaces are leveled in the push bench leveling process.
  • Large diameter means that the outer diameter of the tube is 1000 mm or more.
  • “Dimensional accuracy” The absolute value of the difference between the target dimensions of the outer diameter and thickness of the pipe and the actual dimensions after processing.
  • a spiral steel pipe is generally applied to a large diameter pipe, for example, a large diameter reheat steam pipe used in a thermal power plant.
  • a large diameter reheat steam pipe used in a thermal power plant.
  • the performance required for large-diameter pipes has increased, for example, the steam pressure setting for large-diameter reheat steam pipes used in thermal power plants has increased, and high-quality, large-diameter seamless steel pipes are required. It is becoming.
  • the mandrel forge pipe manufacturing method is a method in which a mandrel is inserted into a hollow billet and the thickness of the hollow billet is successively reduced by hot forging.
  • the advantage of the mandrel forge pipe manufacturing method is that it has a large degree of freedom in the size that can be manufactured by repeating forging and reheating. That is, it is possible to produce a thick steel large diameter seamless steel pipe.
  • the disadvantage of the mandrel forge pipe manufacturing method is that the dimensional accuracy is low because it is formed by forging. For this reason, in the finishing process after the hot pipe making process, the machining allowance on the surface of the steel pipe is large and the yield is poor.
  • An object of the present invention is to provide a method for producing a seamless steel pipe that can achieve both high dimensional accuracy, particularly excellent wall thickness dimensional accuracy, and a wide manufacturable range (large diameter, thick wall).
  • the push bench pipe manufacturing method is a method of reducing the wall thickness by inserting a cored bar into a hollow steel material having a bottom and punching it with a die.
  • the advantage of the push bench pipe manufacturing method is that the outer diameter and inner diameter regulating tools such as a die and a core metal are used, and therefore the dimensional accuracy is high. For this reason, in a finishing process, the pipe surface cutting allowance is small and the yield is high.
  • seamless steel pipes with a wide dimensional range may be manufactured with high dimensional accuracy.
  • a hollow steel blank having a bottom is used. Therefore, the seamless steel pipe manufactured by the mandrel forge pipe manufacturing method cannot be applied to the push bench pipe manufacturing method as a raw steel piece as it is. This is because it is not a hollow steel piece with a bottom and cannot be punched out with a cored bar.
  • both pipe making methods can be achieved by drawing the bottom end of the seamless steel pipe produced by the mandrel forge pipe making method so that the outer diameter and inner diameter of the end are reduced and an alternative part is provided at the bottom. Found that can be combined.
  • the present invention has been made based on the results of this study, and the gist of the present invention is as follows. (1) Inserting a mandrel into a hollow billet and processing it into a rough tube with a predetermined diameter and thickness by forging; (2) A step of drawing one end of the rough tube and reducing the outer diameter and the inner diameter; (3) a step of inserting a metal core into the rough tube whose one end has been drawn and performing a punching process using a push bench; It is a manufacturing method of the seamless steel pipe characterized by including.
  • the effect of the method of manufacturing a seamless steel pipe according to the present invention is that, after applying the mandrel forge pipe manufacturing method, the push bench pipe manufacturing method is applied, so that a seamless steel pipe having a wide dimensional range (large diameter, thick wall) has a high dimension. It is to be able to manufacture with high accuracy, particularly high wall thickness accuracy.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a rough tube after drawing.
  • FIG. 2 is a side view of the tip portion of the core bar used in the push bench pipe manufacturing process.
  • FIG. 3 is a configuration diagram of a rough tube, a cored bar, and a die in a push bench pipe manufacturing process.
  • FIG. 4 is a diagram comparing the manufacturable range of seamless steel pipes by the conventional push bench pipe manufacturing method and the manufacturing method of the present invention.
  • the manufacturing method includes step 1 (mandrel forge pipe making process), step 2 (drawing process), and step 3 (push bench pipe making process). Each step will be described.
  • Step 1 (Mandrel Forge Pipe Making Process)
  • a crude tube is manufactured.
  • the procedure is as follows: (1) In a state where the tool with a sharp tip is rotated, the tool is pressed against the upper surface of the ingot arranged with the longitudinal direction vertical, and the ingot is perforated hot to form a hollow billet. (2) The hollow billet is arranged with the longitudinal direction horizontal, and the mandrel is hot pressed against the inner surface of the hollow billet in a state where the hollow billet is rotated, and the thickness is reduced. (3) The step (2) is repeated once or a plurality of times to finish a rough tube with a predetermined outer diameter and thickness.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a rough tube after drawing.
  • Step 2 while rotating the rough tube 1 manufactured in Step 1, one end thereof is drawn to reduce its outer diameter and inner diameter.
  • the drawn portion is composed of a distal end portion 1a on the distal end side of the rough tube 1 and a reduced diameter portion 1b.
  • the reduced diameter portion 1b is located between the distal end portion 1a and the body portion that has not been drawn.
  • the distal end portion 1a has a constant outer diameter and thickness. As the diameter-reduced portion 1b is closer to the tip, the outer diameter and inner diameter become smaller.
  • This drawing process may be performed again as appropriate when the part subjected to the drawing process in step 3 and thereafter is deformed.
  • the drawing process can be applied not only by pressing, but also by a method in which one end of the rough tube 1 is crushed with a hammer or a rotary forging method using a swager or the like.
  • FIG. 2 is a side view of the tip portion of the core bar used in the push bench pipe manufacturing process.
  • the cored bar 2 includes a columnar main body 2a and a truncated cone-shaped reduced diameter portion 2b provided at the tip of the main body 2a.
  • the diameter of the reduced diameter portion 2b becomes smaller as it is closer to the tip of the core metal 2.
  • the reduced diameter portion 2b is formed in a tapered shape.
  • the portion of the rough tube 1 that has been drawn in step 2 is the drawing tube inner diameter B (mm) of the rough tube, and the tip diameter D (mm) of the metal core used in the push bench pipe manufacturing process. It is desirable to satisfy the following formula (1). This is to reduce the possibility that the cored bar 2 will break through the distal end portion 1a and the reduced diameter portion 1b of the rough tube 1 at the time of punching in step 3 (push bench pipe manufacturing process). When the expression (1) is satisfied, the case where the drawn part is completely closed is also included. B ⁇ D / 4 (1)
  • FIG. 3 is a configuration diagram of a rough tube, a cored bar, and a die in a push bench pipe manufacturing process.
  • a plurality of dies 3 may be connected or one.
  • a taper die is used as the die 3, and a die half angle ⁇ of 10 to 20 ° and a die width W of 150 to 200 mm are applied.
  • step 3 the cored bar 2 is inserted into the rough tube 1 whose one end has been drawn and punched using a push bench.
  • Step 3 is desirably divided into a leveling process and a thinning process (hereinafter also referred to as “push bench leveling process” and “push bench thinning process”, respectively).
  • Leveling process In the leveling step, the cored bar 2 is inserted into the rough tube 1 whose one end has been drawn, and the inside of the die 3 is pushed out hot to level the shape of the inner and outer surfaces. In order to equalize the shape of the inner and outer surfaces of the rough tube 1 with the taper die described above, the blank tube 1 is subjected to a punching process under a light pressure to obtain the tube 1 to be subjected to a thinning process.
  • the degree of processing in the leveling process is preferably about 3-7%.
  • the temperature of the punched portion (portion other than the drawn portion) of the rough tube 1 in the leveling process be 900 ° C. to 1250 ° C. This is because deformation resistance can be reduced and processing is facilitated.
  • the drawn portion is a portion to which the core metal 2 is pressed, it is desirable to reduce the temperature by water jet in order to minimize deformation during the punching process.
  • the drawn portion is desirably 500 ° C. or less.
  • the lower limit temperature is preferably 400 ° C. This is because, for example, some steel types such as 9% Cr steel may be cracked by thermal stress during martensitic transformation when cooled to a low temperature.
  • the blank 1 obtained by the punching process by light reduction in the leveling process is provided. Also in the thinning process, the core metal 2 and the die 3 having the same configuration as in FIG. 2 are used. Selection of the die 3 to be used can add a predetermined degree of processing to the raw tube 1.
  • the thinning process consists of the following steps: (1) Using a die 3 having a smaller inner diameter, the raw tube whose inner and outer surfaces have been smoothed in the leveling step is hot-extruded while thinning to reduce the thickness. (2) By performing the step (1) once or a plurality of times, a seamless steel pipe having excellent thickness dimensional accuracy can be manufactured. Specifically, the difference from the target thickness dimension can be 10 mm or less regardless of the thickness dimension obtained by punching.
  • the body portion to be punched is 900 to 1250 ° C.
  • the drawn portion is subjected to water injection or the like to be 500 ° C. or lower in order to surely push out the raw tube 1 with the core 2.
  • the lower limit temperature is preferably 400 ° C.
  • a finishing step may be provided after the steps 1 to 3 described above.
  • the finishing process consists of the following steps: (1) Cut the drawn portion of the seamless steel pipe manufactured in Step 3; (2) If necessary, heat-treat the seamless steel pipe cut from the drawn part. (3) As a finishing process of the obtained seamless steel pipe, the inner surface and the outer surface of the steel pipe are cut or polished, and finished to predetermined surface properties and dimensions.
  • Suitable steel grade The following three types are exemplified as the steel types suitable for the above manufacturing method.
  • Example 1 In Example 1, an example in which the manufacturable range of the outer diameter can be expanded will be described.
  • Pipe making schedule in each process (mandrel forge pipe making process): The mandrel is inserted into the hollow billet (weight 13850 kg) melted from the above-mentioned high Cr ferritic heat resistant steel, and the outer diameter is 1250 mm by the mandrel forge pipe making method. A crude tube having an inner diameter of 1090 mm, a wall thickness of 80 mm and a length of 6000 mm was produced.
  • the dimensions of the manufactured seamless steel pipe were an outer diameter of 1190 mm, an inner diameter of 1060 mm, a wall thickness of 65 mm, and a length of 7600 mm.
  • the drawn end of this seamless steel pipe was cut to a length of 300 mm, heat treated, and then the inner and outer surfaces were cut.
  • Example 1 the amount of cutting required for finishing was 10 mm for both the outer surface and the inner surface.
  • Example 1 As a comparative example of Example 1, the thickness dimensional accuracy of a rough tube having an outer diameter of 1250 mm, an inner diameter of 1090 mm, and a wall thickness of 80 mm manufactured by the mandrel forge tube manufacturing method exceeded 20 mm.
  • Example 1 has a remarkable effect.
  • Example 2 In Example 2, a case where the manufacturable range of the wall thickness can be expanded will be described.
  • Pipe making schedule in each process (mandrel forge pipe making process): A mandrel is inserted into a hollow billet (weight: 25600 kg) melted from the above-mentioned high Cr ferritic heat-resistant steel, and the outer diameter is 1050 mm by the mandrel forge pipe making method. A crude tube having an inner diameter of 640 mm, a wall thickness of 205 mm and a length of 6000 mm was produced.
  • the dimensions of the manufactured seamless steel pipe were an outer diameter of 990 mm, an inner diameter of 610 mm, a wall thickness of 190 mm, and a length of 6800 mm.
  • the drawn end of this seamless steel pipe was cut to a length of 300 mm, heat treated, and then the inner and outer surfaces were cut.
  • Example 2 Comparison of wall thickness dimensional accuracy
  • the dimensions of the seamless steel pipe manufactured in Example 2 were as thick as an outer diameter of 990 mm, an inner diameter of 610 mm, and a wall thickness of 190 mm, but the thickness dimensional accuracy was less than 10 mm. Met. Then, the inner and outer surfaces were cut into an outer diameter of 970 mm, an inner diameter of 630 mm, and a wall thickness of 170 mm.
  • Example 2 the amount of cutting necessary for finishing was 10 mm on both the outer surface and the inner surface.
  • Example 2 As a comparative example of Example 2, when measuring the thickness dimensional accuracy of a rough tube having an outer diameter of 1050 mm, an inner diameter of 640 mm, and a thickness of 205 mm manufactured by the mandrel forge manufacturing method, as in Example 1, 20 mm It was over.
  • Example 2 has a remarkable effect.
  • FIG. 4 is a diagram comparing the manufacturable range of seamless steel pipes according to the conventional push bench pipe manufacturing method and Example 1 or 2. As a premise of the manufacturable range, it is essential that the thickness dimensional accuracy is 10 mm or less.
  • a seamless steel pipe having an outer diameter of maximum 850 mm or a wall thickness of 150 mm could be manufactured with a wall thickness dimensional accuracy of 10 mm or less.
  • the manufacturable range could be expanded to a seamless steel pipe having an outer diameter of 1200 mm at maximum or a wall thickness of 170 mm at maximum.
  • a seamless steel pipe having a wide dimensional range (large diameter, thick wall) can be produced with high dimensional accuracy, particularly with high wall thickness dimensional accuracy.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Forging (AREA)
  • Metal Extraction Processes (AREA)

Abstract

　中空ビレットにマンドレルを挿入し鍛造により所定の直径および厚さの粗素管に加工するステップ、前記粗素管の一端を絞り加工するステップ、一端が絞り加工された前記粗素管に芯金を挿入しプッシュベンチを用いて押し抜き加工するステップを含む継目無鋼管の製造方法。この方法によれば、広い製造可能範囲（大径、厚肉）の継目無鋼管を、高い寸法精度、特に高い肉厚寸法精度で製造することが可能である。

Description

継目無鋼管の製造方法
　本発明は、広い寸法範囲で高い寸法精度の継目無鋼管を製造することができる継目無鋼管の製造方法に関する。具体的には、マンドレルフォージ製管法で製造した粗素管にプッシュベンチ製管法を適用する継目無鋼管の製造方法に関する。
　別に記載がない限り、本明細書における用語の定義は次のとおりである。
　「中空ビレット」：本明細書に記載のステップ１（マンドレルフォージ製管工程）に供されるビレットをいう。予めインゴットを熱間で穿孔して、中空形状に加工したビレットである。
　「粗素管」：本明細書に記載のステップ２（絞り工程）に供される管をいう。ステップ１で中空ビレットから製造された管である。
　「素管」：本明細書に記載のプッシュベンチ減肉工程に供される管である。プッシュベンチ均し工程で内外面を均された管である。
　「大径」：管の外径が１０００ｍｍ以上であることをいう。
　「寸法精度」：管の外径および肉厚の目標寸法と加工後の実寸法との差の絶対値をいう。
　大径管、たとえば火力発電所で使用される大径再熱蒸気管等には、一般的にスパイラル鋼管が適用されている。近年、火力発電所で使用される大径再熱蒸気管の蒸気圧設定が上昇するなど、大径管に要求される性能が高くなってきており、高品質で大径の継目無鋼管が必要となりつつある。
　従来、大径の継目無鋼管の熱間製造方法として、マンドレルフォージ製管法が適用された例がある。
　マンドレルフォージ製管法は、特許文献１に記載されているように、中空ビレットにマンドレルを挿入し、熱間での自由鍛造により中空ビレットの肉厚を逐次減少させる方法である。
　マンドレルフォージ製管法の長所は、鍛造と再加熱を繰り返すことにより、製管可能サイズの自由度が大きいことにある。つまり、厚肉で大径の継目無鋼管の製造が可能になる。
　一方、マンドレルフォージ製管法の短所は、鍛造によって成形するため、寸法精度が低いことにある。このため、熱間製管工程後の仕上げ加工工程において、鋼管表面の削り代が大きく、歩留が悪い。
特公平７－２２８０２号公報 特開昭５６－１２８６１１号公報
　本発明の目的は、高い寸法精度、特に優れた肉厚寸法精度と、広い製造可能範囲（大径、厚肉）を両立可能とする継目無鋼管の製造方法を提供することである。
　本発明者は、高い肉厚寸法精度の継目無鋼管の製造が可能なプッシュベンチ製管法に着目した。プッシュベンチ製管法は、特許文献２に開示されているように、底部を有する中空形状の鋼材に芯金を挿入し、ダイスを用いて押し抜き加工することにより肉厚を減少させる方法である。プッシュベンチ製管法の長所は、ダイスおよび芯金などの外径および内径規制工具を用いるため、寸法精度が高いことにある。このため、仕上げ加工工程では、管表面削り代が小さく、歩留が高い。
　マンドレルフォージ製管法とプッシュベンチ製管法の両製管法の長所を活用できれば、広い寸法範囲の継目無鋼管を高い寸法精度で製造できる可能性がある。しかし、プッシュベンチ製管法では、底部を有する中空形状の素材鋼片を使用する。そのため、マンドレルフォージ製管法で製造された継目無鋼管は、そのままでは素材鋼片としてプッシュベンチ製管法に適用することはできない。底付きの中空鋼片でなく、芯金で押し抜くことができないからである。
　そこで、本発明者は、マンドレルフォージ製管法で製造された継目無鋼管をプッシュベンチ製管法に適用する方法を検討した。夥しい試行錯誤の結果、マンドレルフォージ製管法で製造された継目無鋼管の一方の端部の外径および内径が小さくなるように絞り加工して底部の代替部を設ければ、両製管方法を組み合わせることができることを見出した。
　本発明は、この検討の結果に基づいてなされたものであり、その要旨は、
（１）中空ビレットにマンドレルを挿入し、鍛造により所定の直径および厚さの粗素管に加工するステップ、
（２）前記粗素管の一端を絞り加工し、外径および内径を縮径するステップ、
（３）一端が絞り加工された前記粗素管に芯金を挿入し、プッシュベンチを用いて押し抜き加工するステップ、
を含むことを特徴とする継目無鋼管の製造方法である。
　本発明の継目無鋼管の製造方法の効果は、マンドレルフォージ製管法を適用した後、プッシュベンチ製管法を適用するため、広い寸法範囲（大径、厚肉）の継目無鋼管を高い寸法精度、特に高い肉厚寸法精度で製造することができることにある。
図１は、絞り加工後の粗素管の縦断面図である。 図２は、プッシュベンチ製管工程で使用する芯金の先端部分の側面図である。 図３は、プッシュベンチ製管工程における粗素管、芯金およびダイスの構成図である。 図４は、従来のプッシュベンチ製管法と本発明の製造方法による継目無鋼管の製造可能範囲を比較した図である。
　製造方法は、ステップ１（マンドレルフォージ製管工程）、ステップ２（絞り工程）、ステップ３（プッシュベンチ製管工程）を含む。各ステップについて説明する。
［ステップ１（マンドレルフォージ製管工程）］
　ステップ１では粗素管を製造する。手順は次のとおりである：
（１）先端が尖った工具を回転させた状態で、長手方向を垂直方向にして配置されたインゴットの上面に押し当て、インゴットを熱間で穿孔して中空ビレットとする、
（２）長手方向を水平にして中空ビレットを配置し、当該中空ビレットを回転させた状態で、マンドレルを中空ビレットの内面に熱間で押し当てて減肉する、
（３）上記（２）の工程を１回または複数回繰り返して所定の外径および肉厚の粗素管に仕上げる。
　マンドレルフォージ製管工程での、中空ビレットの熱間鍛造は９００℃～１２５０℃の温度範囲で行うのが望ましい。
［ステップ２（絞り工程）］
　図１は、絞り加工後の粗素管の縦断面図である。ステップ２では、ステップ１で製造された粗素管１を回転させながら、その一方の端部を絞り加工して、その外径および内径を小さくする。
　絞り加工された部分は、粗素管１の先端側の先端部１ａと、縮径部１ｂからなる。縮径部１ｂは、先端部１ａと絞り加工されていない本体部との間に位置する。先端部１ａは、一定の外径および肉厚を有する。縮径部１ｂは、先端に近いほど外径および内径が小さくなる。
　この絞り加工は、ステップ３以降で絞り加工した部分が変形した場合に、適宜再度行ってもよい。絞り加工は、プレス加工のみならず、粗素管１の一方の端部をハンマーでたたきつぶす方法、スウェジャ等による回転鍛造による方法を適用できる。
［絞り加工した部分の形状］
　図２は、プッシュベンチ製管工程で使用する芯金の先端部分の側面図である。芯金２は、円柱形の本体部２ａと、本体部２ａの先端に設けられた円錐台形の縮径部２ｂからなる。縮径部２ｂは、芯金２の先端に近いほど直径が小さくなる。通常、縮径部２ｂはテーパ形状に形成される。
　粗素管１のステップ２で絞り加工された部分は、粗素管の絞り加工端側内径Ｂ（ｍｍ）、プッシュベンチ製管工程で使用する芯金の先端直径Ｄ（ｍｍ）とした場合に、下記（１）式を満足することが望ましい。ステップ３（プッシュベンチ製管工程）での押し抜き時に芯金２が、粗素管１の先端部１ａおよび縮径部１ｂを突き破る可能性を低減するためである。（１）式を満足する場合には、絞り加工された部分が完全に閉じる場合も含まれる。
　　Ｂ＜Ｄ／４　…（１）
［ステップ３（プッシュベンチ製管工程）］
　図３は、プッシュベンチ製管工程における粗素管、芯金およびダイスの構成図である。ダイス３は、複数連接してもよいし、１個でもよい。通常、ダイス３としては、テーパーダイスが用いられ、ダイス半角αが１０～２０°、ダイス幅Ｗが１５０～２００ｍｍが適用される。
　ステップ３では、一端が絞り加工された粗素管１に、芯金２を挿入し、プッシュベンチを用いて押し抜き加工する。ステップ３は、均し工程と減肉工程（以下それぞれ「プッシュベンチ均し工程」および「プッシュベンチ減肉工程」ともいう。）に分けることが望ましい。
［均し工程］
　均し工程では、一方の端部を絞り加工した粗素管１に、芯金２を挿入し、ダイス３内を熱間で押し抜いて内外面の形状を均す。上述したテーパーダイスで粗素管１の内外面の形状を均すため、軽圧下による押し抜き加工を施し、減肉工程に供する素管１を得る。
　均し工程では、ダイス３により粗素管１の長手方向の外径、肉厚の変動を低減させる。たとえば、粗素管１をテーパーダイスで押し抜く際に外面に大きな凹凸があると、その凹凸がテーパーダイスに干渉し、押し抜きが困難または不可能となることがあるからである。
　均し工程での加工度は、３～７％程度が望ましい。
　均し工程における粗素管１の被押し抜き加工部（絞り加工した部分以外の部分）の温度は９００℃～１２５０℃とすることが望ましい。変形抵抗を低減でき、加工を容易とするためである。
　絞り加工した部分は、芯金２が押し付けられる部分であることから、押し抜き加工に際し変形を最小限に抑制するために、水噴射により低温にすることが望ましい。芯金２による粗素管１の押し抜きを確実に行うため、絞り加工した部分は５００℃以下とすることが望ましい。下限温度は４００℃とするのが望ましい。たとえば、９％Ｃｒ鋼のように低温まで冷却するとマルテンサイト変態時の熱応力で割れるおそれのある鋼種もあるためである。
［減肉工程］
　減肉工程には、前記均し工程で軽圧下による押し抜き加工で得られた素管１を供する。減肉工程でも、前記図２と同じ構成の芯金２およびダイス３を使用する。使用するダイス３の選定は、素管１に所定の加工度を付加できるものとする。
　減肉工程は、以下の手順からなる：
（１）均し工程で内外面の形状を均した素管を、より内径の小さいダイス３を用いて、所定の加工度を付加しつつ熱間で押し抜いて減肉する。
（２）上記（１）の工程を１回または複数回行うことにより、肉厚寸法精度に優れる継目無鋼管を製造することができる。具体的には、押し抜き加工された肉厚寸法に拘わらず、目標とする肉厚寸法との差が１０ｍｍ以下とすることができる。
　減肉工程においても、変形抵抗を低減し、加工を容易とするため、押し抜き加工される本体部を９００～１２５０℃とすることが望ましい。一方、絞り加工した部分は、芯金２による素管１の押し抜きを確実に行うため、水噴射等を行い５００℃以下とすることが望ましい。下限温度は、４００℃とするのが望ましい。
　上記のステップ１～３の工程の後に仕上げ工程を設けてもよい。仕上げ工程は、以下の手順からなる：
（１）ステップ３で製造した継目無鋼管の絞り加工した部分を切断する。
（２）必要に応じ、絞り加工した部分を切断した継目無鋼管に熱処理を施す。
（３）得られた継目無鋼管の仕上げ加工として、鋼管の内面および外面を切削加工または研磨加工し、所定の表面性状および寸法に仕上げる。
［好適な鋼種］
　上記の製造方法に好適な鋼種として、以下の３種が例示される。
（１）質量％で、Ｃ：０．３％以下、Ｓｉ：１％以下、Ｍｎ：０．１～２％およびＮ：０．０２％以下を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる化学組成を有する炭素鋼
（２）質量％で、Ｃ：０．１５％以下、Ｓｉ：１％以下、Ｍｎ：０．１～２％、Ｃｒ：０．５～３．０％、Ｎｉ：０．５％以下、Ｍｏ：０．１～３．０％、Ｗ：０～２％、Ｃｕ：０．１％以下およびＮ：０．００２～０．０３０％を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる化学組成を有する低合金鋼
（３）質量％で、Ｃ：０．１５％以下、Ｓｉ：１％以下、Ｍｎ：０．１～２％、Ｃｒ：８．０～１２．５％、Ｎｉ：１．０％以下、Ｍｏ：０．１～３．０％、Ｗ：０～４％、Ｃｕ：０～１．５％およびＮ：０．０１～０．１０％を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる化学組成を有する高Ｃｒフェライト系耐熱鋼
　以下に、実施例に基づいて肉厚寸法精度に優れる継目無鋼管が製造できること、さらに継目無鋼管の製造可能範囲を拡張できることを説明する。
（実施例１）
　実施例１では、外径の製造可能範囲を拡張できた事例について説明する。
１．各工程における製管スケジュール
（マンドレルフォージ製管工程）：上述の高Ｃｒフェライト系耐熱鋼から溶製された中空ビレット（重量１３８５０ｋｇ）にマンドレルを挿入し、マンドレルフォージ製管法により、外径１２５０ｍｍ、内径１０９０ｍｍ、肉厚８０ｍｍおよび長さ６０００ｍｍの粗素管を製造した。
（絞り工程）得られた粗素管の一端を絞り加工し、外径および内径を縮径した。このときの粗素管の絞り加工端側内径Ｂは２００ｍｍであった。
（プッシュベンチ均し工程）一端が絞り加工された粗素管に外径１０６０ｍｍの芯金を挿入し、プッシュベンチで内径１２４０ｍｍのダイスを用いて軽圧下を行って内外面を均した素管を製造した。このときの芯金の先端直径Ｄは９５０ｍｍであったので、上記（１）式を満足するものであった。
（プッシュベンチ減肉工程）得られた素管を、プッシュベンチで外径１０６０ｍｍの芯金、並びに内径１２１０ｍｍおよび１１９０ｍｍのダイスを用いて押し抜き加工し、継目無鋼管を製造した。
（仕上げ工程）製造された継目無鋼管の寸法は、外径１１９０ｍｍ、内径１０６０ｍｍ、肉厚６５ｍｍおよび長さ７６００ｍｍであった。この継目無鋼管の絞り加工された端部を長さ３００ｍｍ切断し、熱処理を施した後、内外面を切削加工した。
２．肉厚寸法精度の比較
　実施例１で製造された継目無鋼管の寸法は、外径１１９０ｍｍ、内径１０６０ｍｍおよび肉厚６５ｍｍと大径であったにもかかわらず、その肉厚の寸法精度は１０ｍｍ未満であった。そして、内外面の切削加工により外径１１７０ｍｍ、内径１０８０ｍｍおよび肉厚４５ｍｍに仕上げ加工された。
　すなわち、実施例１では、仕上げ加工に必要な切削量は、外面および内面とも１０ｍｍに留まった。
　実施例１の比較例として、マンドレルフォージ製管法ままで製造された外径１２５０ｍｍ、内径１０９０ｍｍおよび肉厚８０ｍｍの粗素管の肉厚寸法精度は、２０ｍｍを超えていた。
　以上より、実施例１での切削量は、外面および内面とも１０ｍｍに留まるのに対し、比較例で必要となる仕上げ切削量は、外面および内面とも２５ｍｍを超えることが想定されることから、実施例１は顕著な効果を奏していることが分かる。
（実施例２）
　実施例２では、肉厚の製造可能範囲を拡張できた事例について説明する。
１．各工程における製管スケジュール
（マンドレルフォージ製管工程）：上述の高Ｃｒフェライト系耐熱鋼から溶製された中空ビレット（重量２５６００ｋｇ）にマンドレルを挿入し、マンドレルフォージ製管法により、外径１０５０ｍｍ、内径６４０ｍｍ、肉厚２０５ｍｍおよび長さ６０００ｍｍの粗素管を製造した。
（絞り工程）得られた粗素管の一端を絞り加工し、外径および内径を縮径した。このときの粗素管の絞り加工端側内径Ｂは１００ｍｍであった。
（プッシュベンチ均し工程）一端が絞り加工された粗素管に外径６１０ｍｍの芯金を挿入し、プッシュベンチで内径１０４０ｍｍのダイスを用いて軽圧下を行って内外面を均した素管を製造した。このときの芯金の先端直径Ｄは５００ｍｍであったので、上記（１）式を満足するものであった。
（プッシュベンチ減肉工程）得られた素管を、プッシュベンチで外径６１０ｍｍの芯金、並びに内径１０１０ｍｍおよび９９０ｍｍのダイスを用いて押し抜き加工し、継目無鋼管を製造した。
（仕上げ工程）製造された継目無鋼管の寸法は、外径９９０ｍｍ、内径６１０ｍｍ、肉厚１９０ｍｍおよび長さ６８００ｍｍであった。この継目無鋼管の絞り加工された端部を長さ３００ｍｍ切断し、熱処理を施した後、内外面を切削加工した。
２．肉厚寸法精度の比較
　実施例２で製造された継目無鋼管の寸法は、外径９９０ｍｍ、内径６１０ｍｍおよび肉厚１９０ｍｍと厚肉であったにもかかわらず、その肉厚の寸法精度は１０ｍｍ未満であった。そして、内外面の切削加工により外径９７０ｍｍ、内径６３０ｍｍおよび肉厚１７０ｍｍに仕上げ加工された。
　すなわち、実施例２でも、仕上げ加工に必要な切削量は、外面および内面とも１０ｍｍに留まった。
　実施例２の比較例として、マンドレルフォージ製管法ままで製造された外径１０５０ｍｍ、内径６４０ｍｍおよび肉厚２０５ｍｍの粗素管について、肉厚寸法精度を測定すると、実施例1と同様に、２０ｍｍを超えていた。
　このため、実施例２での切削量は、外面および内面とも１０ｍｍに留まるのに対し、比較例で必要となる仕上げ切削量は、外面および内面とも２５ｍｍを超えることが想定されることから、実施例２は顕著な効果を奏していることが分かる。
　図４は、従来のプッシュベンチ製管法と実施例１または２による継目無鋼管の製造可能範囲を比較した図である。製造可能範囲の前提としては、肉厚寸法精度が１０ｍｍ以下であることを必須としている。
　図４から分かるように、プッシュベンチ製管法のみ（比較例）では、外径が最大８５０ｍｍまたは肉厚が最大１５０ｍｍの継目無鋼管を、肉厚寸法精度が１０ｍｍ以下で製造することができた。これに対し、実施例１または２では、外径が最大１２００ｍｍまたは肉厚が最大１７０ｍｍの継目無鋼管まで製造可能範囲を拡張できた。
　本発明の継目無鋼管の製造方法によれば、広い寸法範囲（大径、厚肉）の継目無鋼管を高い寸法精度、特に高い肉厚寸法精度で製造することができる。
１：粗素管、素管、　１ａ：先端部、　１ｂ：縮径部、
２：芯金、　２ａ：本体部、　２ｂ：縮径部、
３：ダイス

Claims (1)

  1. 継目無鋼管の製造方法であって、
    当該製造方法は、
    中空ビレットにマンドレルを挿入し、鍛造により所定の直径および厚さの粗素管に加工するステップ、
    前記粗素管の一端を絞り加工し、外径および内径を縮径するステップ、
    一端が絞り加工された前記粗素管に芯金を挿入し、プッシュベンチを用いて押し抜き加工するステップ、
    を含むことを特徴とする継目無鋼管の製造方法。
PCT/JP2013/000596 2012-05-14 2013-02-04 継目無鋼管の製造方法 WO2013171935A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201380004151.8A CN103974788B (zh) 2012-05-14 2013-02-04 无缝钢管的制造方法
EP13791398.4A EP2786814B1 (en) 2012-05-14 2013-02-04 Method for manufacturing seamless pipe
JP2013505233A JP5387797B1 (ja) 2012-05-14 2013-02-04 継目無鋼管の製造方法
ES13791398.4T ES2645985T3 (es) 2012-05-14 2013-02-04 Método para fabricar tubería sin soldadura

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012-110569 2012-05-14
JP2012110569 2012-05-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013171935A1 true WO2013171935A1 (ja) 2013-11-21

Family

ID=49583368

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2013/000596 WO2013171935A1 (ja) 2012-05-14 2013-02-04 継目無鋼管の製造方法

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2786814B1 (ja)
JP (1) JP5387797B1 (ja)
CN (1) CN103974788B (ja)
ES (1) ES2645985T3 (ja)
WO (1) WO2013171935A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115041536A (zh) * 2022-08-16 2022-09-13 中北大学 一种带端框锥形舱体的挤压成形模具及方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT201700049072A1 (it) * 2017-05-05 2018-11-05 Giorgio Violi Macchina per la trafilatura di tubi, in particolare per oreficeria e argenteria
FR3077016B1 (fr) 2018-01-22 2021-10-01 Aubert & Duval Sa Procede de fabrication d'une piece creuse en un materiau metallique et utilisation de ce procede pour fabriquer une tige ou un balancier de train d'atterrissage
CN111941006B (zh) * 2020-08-11 2022-06-10 宁波驶泰精密机械有限公司 一种洗衣机轴废料处理装置及废料再加工工艺

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56128611A (en) 1980-03-14 1981-10-08 Sumitomo Metal Ind Ltd Erhardt pipe forming method
JPS5756117A (en) * 1980-09-17 1982-04-03 Miyata Kogyo Kk Manufacturing method and apparatus for double inner butted pipe
JPS60240332A (ja) * 1984-05-15 1985-11-29 Nippon Kokan Kk <Nkk> 大径継目無鋼管の製造方法
JPS611413A (ja) * 1984-06-15 1986-01-07 Nippon Kokan Kk <Nkk> 大径厚肉鋼管の製造方法
JPS63154211A (ja) * 1986-12-16 1988-06-27 Sumitomo Metal Ind Ltd 冷間抽伸管の製造方法
JPH0722802A (ja) 1993-06-29 1995-01-24 New Japan Radio Co Ltd 伝送線路スイッチ

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB655532A (en) * 1948-12-01 1951-07-25 Wellman Smith Owen Eng Co Ltd Improvements in or relating to the production of seamless steel tubes
GB744447A (en) * 1952-11-29 1956-02-08 Reisholz Stahl & Roehrenwerk Method of manufacturing seamless hollow bodies
GB1092717A (en) * 1964-11-18 1967-11-29 Tube Mill Holding Sa Plant and process for producing seamless tubes using a push-bench, and seamless tubes produced by the process
FR1457184A (fr) * 1965-12-09 1966-07-08 Demag Ag Procédé et installation pour la fabrication de tubes de grandes longueurs ainsi que tubes conformes à ceux ainsi obtenus
FR2443884A1 (fr) * 1978-12-15 1980-07-11 Vallourec Fabrication de tubes sans soudure de forts diametres
US4454745A (en) * 1980-07-16 1984-06-19 Standard Tube Canada Limited Process for cold-forming a tube having a thick-walled end portion
DE3309797A1 (de) * 1983-03-18 1984-09-20 Kocks Technik Gmbh & Co, 4010 Hilden Verfahren und anlage zum herstellen nahtloser rohre
DE3632522A1 (de) * 1986-09-25 1988-03-31 Kocks Technik Verfahren und anlage zum herstellen von rohrluppen
CN1055034C (zh) * 1996-10-04 2000-08-02 西北有色金属研究院 一种外螺旋筋金属管的加工方法及装置
DE19852537C2 (de) * 1998-11-05 2003-01-09 Mannesmann Ag Ziehpreßverfahren zur Herstellung eines nahtlosen Hohlkörpers mit Boden oder eines nahtlosen Rohres
JP4285053B2 (ja) * 2003-04-11 2009-06-24 Ｊｆｅスチール株式会社 高寸法精度管およびその製造方法
CN101773945A (zh) * 2009-01-13 2010-07-14 中兴能源装备股份有限公司 一种管件改径装置
CN101693260B (zh) * 2009-10-09 2012-01-25 安徽工业大学 一种高精度铝管的拉拔方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56128611A (en) 1980-03-14 1981-10-08 Sumitomo Metal Ind Ltd Erhardt pipe forming method
JPS5756117A (en) * 1980-09-17 1982-04-03 Miyata Kogyo Kk Manufacturing method and apparatus for double inner butted pipe
JPS60240332A (ja) * 1984-05-15 1985-11-29 Nippon Kokan Kk <Nkk> 大径継目無鋼管の製造方法
JPS611413A (ja) * 1984-06-15 1986-01-07 Nippon Kokan Kk <Nkk> 大径厚肉鋼管の製造方法
JPS63154211A (ja) * 1986-12-16 1988-06-27 Sumitomo Metal Ind Ltd 冷間抽伸管の製造方法
JPH0722802A (ja) 1993-06-29 1995-01-24 New Japan Radio Co Ltd 伝送線路スイッチ

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2786814A4 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115041536A (zh) * 2022-08-16 2022-09-13 中北大学 一种带端框锥形舱体的挤压成形模具及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103974788B (zh) 2015-08-26
EP2786814A4 (en) 2015-08-12
JP5387797B1 (ja) 2014-01-15
EP2786814B1 (en) 2017-08-02
CN103974788A (zh) 2014-08-06
ES2645985T3 (es) 2017-12-11
JPWO2013171935A1 (ja) 2016-01-07
EP2786814A1 (en) 2014-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106583491B (zh) 一种Cr-Ni-Mo-Nb镍基合金无缝管的制造方法
JP4438960B2 (ja) 継目無管の製造方法
JP4798674B1 (ja) ラックバー及びその製造方法
JP2003311317A (ja) 継目無管の製造方法
JP7399855B2 (ja) ベリリウム－銅合金から形成される金属リング
CN103522007A (zh) 一种tc25钛合金环件制造方法
CN106425317A (zh) 一种Ti‑B19高强度钛合金大口径厚壁管材的制备方法
WO2013171935A1 (ja) 継目無鋼管の製造方法
CN112718910A (zh) 一种大口径tc4钛合金厚壁管材的制造方法
CN102316999A (zh) 无缝管的制造方法
JP4359783B2 (ja) 継目無鋼管の製造方法
JPS60141823A (ja) 非磁性エンドリングの製造方法
JP5716468B2 (ja) 継目無管の冷間圧延方法
CN114260314B (zh) 一种径厚比大于20的钛合金无缝管坯的制造方法
Nikitin et al. Production of seamless bimetallic pipe for the nuclear industry
KR20220023763A (ko) 지르코늄 합금 배관의 제조방법
RU2613813C1 (ru) Способ производства холоднодеформированных муфтовых труб размером 108х18 мм из коррозионно-стойкого сплава марки хн30мдб
CN104275575A (zh) 含铅易切削钢线材的冷拉加工工艺
CN103917307A (zh) 无缝金属管的制造方法
JP6612295B2 (ja) 管材および管材の製造方法
JP5408388B1 (ja) 継目無管の冷間圧延方法
JPS63255322A (ja) 二相ステンレス継目無鋼管の製造方法
Osadchii et al. Production of seamless pipe in a pilger mill with new groove configurations
RU2613816C1 (ru) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОДЕФОРМИРОВАННЫХ МУФТОВЫХ ТРУБ РАЗМЕРОМ 132,1х18х10600-10800 ММ ИЗ КОРРОЗИОННО-СТОЙКОГО СПЛАВА МАРКИ ХН30МДБ
RU2570151C2 (ru) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА БЕСШОВНЫХ ГОРЯЧЕКАТАНЫХ ТРУБ РАЗМЕРОМ 550×46-60 мм ДЛЯ ПАРОВЫХ КОТЛОВ, ПАРОПРОВОДОВ И КОЛЛЕКТОРОВ УСТАНОВОК С ВЫСОКИМИ И СВЕРХКРИТИЧЕСКИМИ ПАРАМЕТРАМИ ПАРА ИЗ СТАЛИ МАРКИ 10Х9МФБ-Ш

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2013505233

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13791398

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2013791398

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE