專利名稱：由3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)制造無縫管的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)制造無縫管的方法。
背景技術(shù)：
在利用曼內(nèi)斯曼芯棒式無縫管軋機(jī)方式進(jìn)行的無縫管制造中，首先，在回轉(zhuǎn)爐底式加熱爐中將作為坯料的圓鋼坯或方鋼坯加熱到1200～1260℃后，在穿孔機(jī)中由芯棒和軋輥進(jìn)行穿孔軋制，制造空心管坯。然后，將芯棒插入到上述空心管坯的內(nèi)孔中而成串狀，在通常由5～8機(jī)架構(gòu)成的芯棒式無縫管軋機(jī)中用孔型軋輥約束外表面來進(jìn)行延伸軋制，從而將壁厚減少到規(guī)定的壁厚。此后，抽出芯棒，然后用減徑軋機(jī)將上述減少壁厚后的管材成形軋制成規(guī)定的外徑，獲得產(chǎn)品。
在此，作為芯棒式無縫管軋機(jī)，以往多使用2輥式芯棒式無縫管軋機(jī)，該2輥式芯棒式無縫管軋機(jī)在各機(jī)架上配置相對(duì)的1對(duì)孔型軋輥，在相鄰的機(jī)架之間將軋輥的壓下方向錯(cuò)開90°地交替配置孔型。在這樣的2輥式芯棒式無縫管軋機(jī)中，為了防止軋輥的槽底部與凸緣部之間的過度的周速差導(dǎo)致在與凸緣部對(duì)應(yīng)的部位產(chǎn)生的燒熔缺陷、以及管材的過度的飛邊導(dǎo)致的飛邊缺陷，通常以使孔型的兩端的曲率增大的方式設(shè)計(jì)軋輥。
在這種情況下，管材的與軋輥凸緣對(duì)應(yīng)的部位不受軋輥和芯棒束縛而僅作用長(zhǎng)度方向的張力，所以，難以控制朝周向的變形(伸出)，在不銹鋼等熱變形能低的材料中，還存在容易產(chǎn)生開孔缺陷等的問題。
為了解決這樣的2輥式芯棒式無縫管軋機(jī)的問題，考慮采用3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)，該3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)在各機(jī)架配置壓下方向的夾角為120°的3個(gè)孔型軋輥，在相鄰的機(jī)架之間將軋輥的壓下方向錯(cuò)開60°地交替配置孔型。
然而，通常在3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)中，在軋輥的孔型的幾何學(xué)性質(zhì)方面，軋制后的管材內(nèi)表面與芯棒的接觸范圍(部位)比2輥式時(shí)的接觸范圍大。為此，拉拔芯棒所需要的負(fù)荷增加，結(jié)果，容易產(chǎn)生軋制后的芯棒的拉拔不良或管材內(nèi)表面由芯棒造成拉拔劃痕這樣的作業(yè)上和質(zhì)量上的深刻的問題。因此，將3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)實(shí)用化是極其困難的。
為了解決這樣的3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)的問題，以往提出有以下的(1)～(3)那樣的方法。
(1)通過調(diào)整相鄰機(jī)架的軋輥的轉(zhuǎn)速，從而調(diào)整作用于機(jī)架之間的管材的應(yīng)力，控制管材的截面形狀(例如參照“基本的負(fù)荷特性和變形特性”，日本昭和59年度塑性加工春季講演會(huì)講演論文集p545-548)。
(2)2輥式芯棒式無縫管軋機(jī)的例子，是通過將構(gòu)成芯棒式無縫管軋機(jī)的第1機(jī)架～第3機(jī)架的孔型周長(zhǎng)設(shè)定為軋機(jī)送出側(cè)管材的成品周長(zhǎng)的規(guī)定倍或規(guī)定倍以上，從而使軋機(jī)送出側(cè)的管材內(nèi)表面與芯棒之間產(chǎn)生適當(dāng)?shù)拈g隙的方法(例如參照日本特開平5-185112號(hào)公報(bào))。
(3)是在構(gòu)成芯棒式無縫管軋機(jī)的最后機(jī)架設(shè)置定徑機(jī)，在不產(chǎn)生管材的壁厚減少的情況下使芯棒與管材之間產(chǎn)生間隙的方法(例如參照日本特開平7-214110號(hào)公報(bào))。
然而，在公開于上述(1)的現(xiàn)有方法中，雖然可對(duì)同時(shí)嚙入到多個(gè)機(jī)架的管材中央部的形狀進(jìn)行控制，但不能控制機(jī)架間的壓縮力未充分作用的兩管端部的形狀。為此，兩管端部具有其全周緊密貼合于芯棒的所謂不滿的傾向，不能解決容易發(fā)生軋制后的芯棒的拉拔不良或管材內(nèi)表面的由芯棒造成的拉拔劃痕的問題。
另外，在3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)的軋輥內(nèi)的管材的變形現(xiàn)象與2輥式芯棒式無縫管軋機(jī)的軋輥內(nèi)的管材的變形現(xiàn)象相差很大，如公開于日本特開平5-185112號(hào)公報(bào)的上述(2)的現(xiàn)有技術(shù)方法那樣，僅是設(shè)定第1機(jī)架～第3機(jī)架的孔型周長(zhǎng)，不能充分解決容易發(fā)生軋制后的芯棒的拉拔不良或管材內(nèi)表面的由芯棒造成的拉拔劃痕的問題。
即，在3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)中，由于孔型特性的原因，管材朝長(zhǎng)度方向的變形大，所以，難以確保凸出，由后級(jí)機(jī)架的軋制方法，不能充分確保軋制后的間隙。為此，產(chǎn)生不能拉拔芯棒的問題，或者產(chǎn)生即使能拉拔，其負(fù)荷也比2輥式芯棒式無縫管軋機(jī)明顯增大的問題。
另外，在公開于日本特開平7-214110號(hào)公報(bào)那樣的上述(3)的現(xiàn)有技術(shù)方法中，對(duì)于在用定徑機(jī)加工之前芯棒與管材之間的間隙已消失的場(chǎng)合，存在不能獲得充分的效果的問題。

發(fā)明內(nèi)容
如上所述，由于在3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)的軋輥內(nèi)的管材的變形現(xiàn)象與2輥式芯棒式無縫管軋機(jī)的軋輥內(nèi)的管材的變形現(xiàn)象相差很大，所以，不能直接利用關(guān)于2輥式芯棒式無縫管軋機(jī)的理論。因此，用以往提出的方法不能有效地解決軋制后的芯棒的拉拔不良或管材內(nèi)表面產(chǎn)生由芯棒造成的拉拔劃痕這樣的3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)的問題，3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)的實(shí)用化難的狀況繼續(xù)存在。
本發(fā)明就是為了解決這樣的現(xiàn)有技術(shù)的問題而作出的，其目的在于提供一種現(xiàn)實(shí)中可操作的利用3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)制造無縫管的方法，該制造方法可有效地抑制軋制后的芯棒的拉拔不良和管材內(nèi)表面產(chǎn)生由芯棒造成的拉拔劃痕。
為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種由3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)制造無縫管的方法，其中，在構(gòu)成上述芯棒式無縫管軋機(jī)的各機(jī)架中的、對(duì)管材實(shí)施壁厚加工的最后兩機(jī)架，將管材內(nèi)周長(zhǎng)與芯棒的外周長(zhǎng)之比設(shè)定在1.07～1.17的范圍。
優(yōu)選是上述管材內(nèi)周長(zhǎng)與芯棒外周長(zhǎng)之比被設(shè)定在1.10～1.17的范圍。
另外，優(yōu)選是上述芯棒式無縫管軋機(jī)送出側(cè)的管材外徑與上述最后兩機(jī)架的軋輥的槽底直徑之比被設(shè)定為0.25或0.25以下。
更優(yōu)選是上述芯棒式無縫管軋機(jī)送出側(cè)的管材外徑與上述最后兩機(jī)架的軋輥的槽底直徑之比被設(shè)定為0.20或0.20以下。
另外，優(yōu)選是上述芯棒式無縫管軋機(jī)進(jìn)入側(cè)的芯棒間隙與上述芯棒式無縫管軋機(jī)進(jìn)入側(cè)的管材內(nèi)徑之比被設(shè)定為0.04～0.12。
更優(yōu)選是上述芯棒式無縫管軋機(jī)進(jìn)入側(cè)的芯棒間隙與上述芯棒式無縫管軋機(jī)進(jìn)入側(cè)的管材內(nèi)徑之比被設(shè)定為0.06～0.12。
另外，優(yōu)選是在上述最后兩機(jī)架的后級(jí)設(shè)置定徑機(jī)，將在該定徑機(jī)的軋輥的槽底部的加工度(radius reduction rate)設(shè)為5％或5％以上。
根據(jù)本發(fā)明，可提供這樣的現(xiàn)實(shí)可操作的利用3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)制造無縫管的方法，在構(gòu)成芯棒式無縫管軋機(jī)的各機(jī)架中的、對(duì)管材實(shí)施壁厚加工的最后兩機(jī)架中，將管材內(nèi)周長(zhǎng)與芯棒外周長(zhǎng)之比設(shè)定在1.07～1.17的范圍，從而可使得軋制后的管材的周向壁厚差(偏厚)不會(huì)過大，可有效地抑制軋制后的芯棒的拉拔不良或管材內(nèi)表面產(chǎn)生由芯棒造成的拉拔劃痕。


圖1為表示在芯棒式無縫管軋機(jī)的最后兩機(jī)架中的、管材內(nèi)周長(zhǎng)與芯棒外周長(zhǎng)之比產(chǎn)生的影響的圖，(a)表示對(duì)芯棒的拉拔性產(chǎn)生的影響，(b)表示對(duì)管材的內(nèi)表面質(zhì)量產(chǎn)生的影響，(c)表示對(duì)管材的偏厚(軋制后的管材的周向壁厚差)產(chǎn)生的影響。
圖2為說明在本發(fā)明的無縫管的制造方法中設(shè)定的管材內(nèi)周長(zhǎng)的圖，(a)表示各軋輥的配置圖，(b)表示(a)的用虛線圍住的部分的放大圖。
圖3為說明對(duì)在本發(fā)明的無縫管的制造方法中設(shè)定的軋輥的槽底直徑對(duì)管材產(chǎn)生的影響的圖。
圖4為表示芯棒式無縫管軋機(jī)送出側(cè)的管材外徑與最后兩機(jī)架的軋輥的槽底直徑之比產(chǎn)生的影響的圖，(a)表示對(duì)芯棒的拉拔性產(chǎn)生的影響，(b)表示對(duì)管材的內(nèi)表面質(zhì)量產(chǎn)生的影響，(c)表示對(duì)管材的偏厚產(chǎn)生的影響。
圖5為表示芯棒式無縫管軋機(jī)進(jìn)入側(cè)的芯棒間隙與芯棒式無縫管軋機(jī)進(jìn)入側(cè)的管材內(nèi)徑之比產(chǎn)生的影響的圖，(a)表示對(duì)芯棒的拉拔性產(chǎn)生的影響，(b)表示對(duì)管材的內(nèi)表面質(zhì)量產(chǎn)生的影響，(c)表示對(duì)管材的偏厚產(chǎn)生的影響。
圖6為表示在定徑機(jī)的軋輥的槽底部的加工度產(chǎn)生的影響的圖，(a)表示對(duì)芯棒的拉拔性產(chǎn)生的影響，(b)表示對(duì)管材的內(nèi)表面質(zhì)量產(chǎn)生的影響，(c)表示對(duì)管材的偏厚產(chǎn)生的影響。
圖7為說明在本發(fā)明的無縫管制造方法中設(shè)定的在定徑機(jī)的軋輥的槽底部的加工度的圖。
具體實(shí)施例方式
下面適當(dāng)參照

本發(fā)明的一實(shí)施方式。
在利用芯棒式無縫管軋機(jī)制造無縫管的方法中，為了抑制軋制后的芯棒的拉拔不良或管材內(nèi)表面產(chǎn)生由芯棒造成的拉拔劃痕，需要使軋制后的管材與芯棒間產(chǎn)生有效的間隙，但本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，特別是在3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)中，這很大程度上依存于當(dāng)進(jìn)行最終壁厚加工時(shí)管材的內(nèi)周長(zhǎng)相對(duì)于芯棒的外周長(zhǎng)設(shè)定為怎樣的程度。
換言之，已經(jīng)明確是否發(fā)生上述有效的間隙，由對(duì)管材實(shí)施壁厚加工的最后兩機(jī)架、即最終機(jī)架和緊接其前的機(jī)架的軋輥的孔型形狀等決定的、管材內(nèi)周長(zhǎng)與芯棒外周長(zhǎng)之比對(duì)其產(chǎn)生大的影響。
因此，本發(fā)明人在構(gòu)成芯棒式無縫管軋機(jī)的各機(jī)架中的、對(duì)管材實(shí)施壁厚加工的最后兩機(jī)架中，一邊對(duì)管材內(nèi)周長(zhǎng)與芯棒外周長(zhǎng)之比(以下適當(dāng)?shù)胤Q為周長(zhǎng)比)進(jìn)行各種改變，一邊對(duì)由碳素鋼構(gòu)成和由9％Cr鋼構(gòu)成的管材各10根進(jìn)行軋制試驗(yàn)，調(diào)查了周長(zhǎng)比對(duì)軋制后的芯棒的拉拔性等帶來的影響。
圖1為表示在芯棒式無縫管軋機(jī)的最后兩機(jī)架中的管材內(nèi)周長(zhǎng)與芯棒外周長(zhǎng)之比產(chǎn)生的影響的圖，(a)表示對(duì)芯棒的拉拔性產(chǎn)生的影響，(b)表示對(duì)管材的內(nèi)表面質(zhì)量產(chǎn)生的影響，(c)表示對(duì)管材的偏厚(軋制后的管材的周向壁厚差)產(chǎn)生的影響。
圖1(a)的縱軸的“2”表示碳素鋼和9％Cr鋼雙方都良好(10根全部可拉拔的場(chǎng)合為“良好”)，“1”表示僅碳素鋼良好，“0”表示碳素鋼和9％Cr鋼雙方都不好。
另外，圖1(b)的縱軸的“3”表示管材沒有內(nèi)表面缺陷(由芯棒產(chǎn)生的拉拔劃痕)，“2”表示10％或10％以下的發(fā)生率，“1”表示20％或20％以下的發(fā)生率，“0”表示大于20％的發(fā)生率。
另外，圖1(c)的縱軸的“2”表示管材的偏厚率小于15％，“1”表示管材的偏厚率為15％或15％以上。
從圖1(a)和(b)可以得知，通過設(shè)周長(zhǎng)比為1.07或1.07以上，從而可確保管材與芯棒的間隙，芯棒的拉拔性和管材的內(nèi)表面質(zhì)量都可獲得較好的結(jié)果。但是，如圖1(c)所示，可知當(dāng)周長(zhǎng)比大于1.17時(shí)，雖然芯棒的拉拔性和管材的內(nèi)表面質(zhì)量可獲得良好的結(jié)果(圖1(a)和(b))，但產(chǎn)生管材的偏厚過大這樣的質(zhì)量上的問題。
因此，通過將周長(zhǎng)比設(shè)定在1.0 7～1.17的范圍，從而使得軋制后的管材的周向壁厚差(偏厚)不會(huì)過大，可有效地抑制軋制后的芯棒的拉拔不良或管材內(nèi)表面產(chǎn)生由芯棒造成的拉拔劃痕。另外，如圖1(a)所示，為了更進(jìn)一步抑制芯棒的拉拔不良，優(yōu)選是將上述周長(zhǎng)比設(shè)定在1.10～1.17的范圍。
圖2為說明在本發(fā)明的無縫管的制造方法中設(shè)定的管材內(nèi)周長(zhǎng)的圖，(a)表示各軋輥的配置圖，(b)表示(a)的用虛線圍住的部分的放大圖。如圖2(b)所示，上述管材內(nèi)周長(zhǎng)為這樣獲得的值，即，由各軋輥R的從槽底部B到一端部E的孔型輪廓，確定以孔型中心C為基準(zhǔn)在周向上分割成6個(gè)部分的管材的外表面形狀(曲線B E′)，將6個(gè)以槽底壁厚t修正該外表面形狀而計(jì)算出的分割成6個(gè)部分的管材的內(nèi)表面形狀(曲線BIE1)的長(zhǎng)度相加，獲得上述管材內(nèi)周長(zhǎng)。
在此，要由孔型輪廓(曲線BE)確定管材的外表面形狀(曲線BE′)，例如可將端部E近旁的構(gòu)成孔型輪廓的圓弧延長(zhǎng)到與直線BC夾角60°的直線CC′，將該延長(zhǎng)的圓弧與直線CC′的交點(diǎn)設(shè)為點(diǎn)E′。
另外，用槽底壁厚t修正外表面形狀(曲線BE′)，是指使構(gòu)成曲線B E′的各點(diǎn)沿該各點(diǎn)的法線方向朝內(nèi)方移動(dòng)與壁厚t相當(dāng)?shù)牧俊Ａ硗?，上述槽底壁厚t為根據(jù)軋制程序表確定的值，上述芯棒外周長(zhǎng)為由根據(jù)軋制程序表確定的芯棒的外徑計(jì)算的值。
如以上說明的那樣，通過將周長(zhǎng)比設(shè)定在規(guī)定的范圍，通?？捎行У匾种菩景舻睦尾涣嫉龋鶕?jù)管材的材質(zhì)或軋制條件等，也有管材不充滿孔型，緊密貼合于芯棒而使拉拔性下降、或產(chǎn)生由芯棒造成的拉拔劃痕等情況。
本發(fā)明人為了通過使管材極力沿著軋輥的孔型形狀伸出來防止拉拔性下降等，進(jìn)行了各種研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過將軋輥的槽底直徑、即連接上述圖2(a)所示槽底B和與其相對(duì)的槽底B′的線段BB′的長(zhǎng)度，設(shè)定得比芯棒式無縫管軋機(jī)送出側(cè)的管材外徑大，從而使軋輥的槽底部與管材的接觸長(zhǎng)度變長(zhǎng)。
圖3為說明此時(shí)的軋輥的槽底直徑對(duì)管材產(chǎn)生的影響的圖。如圖3所示，將軋輥槽底直徑設(shè)定得比芯棒式無縫管軋機(jī)送出側(cè)的管材外徑大，從而使軋輥的槽底部與管材的接觸長(zhǎng)度變長(zhǎng)。由此，軋制方向的變形阻力增大，結(jié)果，促進(jìn)朝軋輥的凸緣部側(cè)的變形，助長(zhǎng)沿軋輥的孔型形狀那樣的伸出。
因此，本發(fā)明人對(duì)芯棒式無縫管軋機(jī)送出側(cè)的管材外徑與最后兩機(jī)架的軋輥的槽底直徑之比(以下適當(dāng)?shù)胤Q為“完成直徑/輥槽底直徑”)進(jìn)行各種改變，對(duì)由碳素鋼構(gòu)成和由9％Cr鋼構(gòu)成的管材各10根進(jìn)行軋制試驗(yàn)，調(diào)查完成直徑/輥槽底直徑對(duì)軋制后的芯棒的拉拔性等的影響。
圖4為表示芯棒式無縫管軋機(jī)送出側(cè)的管材外徑與最后兩機(jī)架的軋輥的槽底直徑之比產(chǎn)生的影響的圖，(a)表示對(duì)芯棒的拉拔性產(chǎn)生的影響，(b)表示對(duì)管材的內(nèi)表面質(zhì)量產(chǎn)生的影響，(c)表示對(duì)管材的偏厚產(chǎn)生的影響。
圖4(a)～(c)的縱軸所示數(shù)值的意義與上述圖1的情況相同，所以省略其說明。在本軋制試驗(yàn)中，設(shè)上述周長(zhǎng)比為包含于上述適當(dāng)范圍內(nèi)的1.07，設(shè)后述的芯棒式無縫管軋機(jī)進(jìn)入側(cè)的芯棒間隙與芯棒式無縫管軋機(jī)進(jìn)入側(cè)的管材內(nèi)徑之比為0.04。
從圖4(a)和(b)可知，通過將完成直徑/輥槽底直徑設(shè)為0.25或0.25以下(優(yōu)選是為0.20或0.20以下)，從而使芯棒的拉拔性和管材的內(nèi)表面質(zhì)量都可獲得較好的結(jié)果。但是，在完成直徑/輥槽底直徑小于0.1時(shí)，雖然芯棒的拉拔性和管材的內(nèi)表面質(zhì)量可獲得良好的結(jié)果，但由于變得過大，所以不能實(shí)用。因此，完成直徑/輥槽底直徑優(yōu)選為0.1～0.25，如為0.1～0.2，則更理想。另外，上述芯棒式無縫管軋機(jī)送出側(cè)的管材外徑為根據(jù)軋制程序表確定的值。
另外，本發(fā)明人認(rèn)為，通過調(diào)整芯棒式無縫管軋機(jī)進(jìn)入側(cè)的芯棒間隙與芯棒式無縫管軋機(jī)進(jìn)入側(cè)的管材內(nèi)徑之比，也可使管材沿軋輥的孔型形狀伸出而防止拉拔性的下降。因此，對(duì)上述芯棒式無縫管軋機(jī)進(jìn)入側(cè)的芯棒間隙與芯棒式無縫管軋機(jī)進(jìn)入側(cè)的管材內(nèi)徑之比(以下適當(dāng)稱為“進(jìn)入側(cè)芯棒間隙/完成直徑”)進(jìn)行各種改變，對(duì)由碳素鋼構(gòu)成和由9％Cr鋼構(gòu)成的管材各10根進(jìn)行軋制試驗(yàn)，調(diào)查了進(jìn)入側(cè)芯棒間隙/完成直徑對(duì)軋制后的芯棒的拉拔性等的影響。
圖5為表示芯棒式無縫管軋機(jī)進(jìn)入側(cè)的芯棒間隙與芯棒式無縫管軋機(jī)進(jìn)入側(cè)的管材內(nèi)徑之比產(chǎn)生的影響的圖，(a)表示對(duì)芯棒的拉拔性產(chǎn)生的影響，(b)表示對(duì)管材的內(nèi)表面質(zhì)量產(chǎn)生的影響，(c)表示對(duì)管材的偏厚產(chǎn)生的影響。
圖5(a)～(c)的縱軸所示數(shù)值的意義與上述圖1的情況相同，所以省略其說明。在本軋制試驗(yàn)中，設(shè)上述周長(zhǎng)比為包含于上述適當(dāng)范圍內(nèi)的1.07，設(shè)上述完成直徑/輥槽底直徑為包含于適當(dāng)范圍內(nèi)的0.25。
從圖5(a)和(b)可知，通過將進(jìn)入側(cè)芯棒間隙/完成直徑設(shè)為0.04或0.04以上(優(yōu)選是為0.06或0.06以上)，從而使芯棒的拉拔性和管材的內(nèi)表面質(zhì)量都可獲得較好的結(jié)果。但是，在進(jìn)入側(cè)芯棒間隙/完成直徑大于0.12的場(chǎng)合，管材的外周長(zhǎng)過大，存在過度的溢出導(dǎo)致不能進(jìn)行軋制的危險(xiǎn)，所以不能實(shí)用。
因此，進(jìn)入側(cè)芯棒間隙/完成直徑優(yōu)選是為0.04～0.12，如為0.06～0.12則更理想。而且，上述芯棒間隙按(芯棒式無縫管軋機(jī)進(jìn)入側(cè)的管材內(nèi)徑-芯棒外徑)定義，為根據(jù)軋制程序表確定的值。
另外，本發(fā)明人在對(duì)管材實(shí)施壁厚加工的最后兩機(jī)架的后級(jí)設(shè)置定徑機(jī)，對(duì)該定徑機(jī)的軋輥的槽底部實(shí)施規(guī)定或規(guī)定以上的加工，從而與僅設(shè)置定徑機(jī)的情況不同，管材朝凸緣方向變形，產(chǎn)生有效的間隙，可進(jìn)一步提高拉拔性等。
因此，一邊對(duì)在定徑機(jī)的軋輥的槽底部的加工度進(jìn)行各種改變，一邊對(duì)由碳素鋼構(gòu)成和由9％Cr鋼構(gòu)成的管材各10根進(jìn)行軋制試驗(yàn)，調(diào)查加工度對(duì)軋制后的芯棒的拉拔性等產(chǎn)生的影響。
圖6為表示在定徑機(jī)的軋輥的槽底部的加工度產(chǎn)生的影響的圖，(a)表示對(duì)芯棒的拉拔性產(chǎn)生的影響，(b)表示對(duì)管材的內(nèi)表面質(zhì)量產(chǎn)生的影響，(c)表示對(duì)管材的偏厚產(chǎn)生的影響。
圖6(a)～(c)的縱軸所示數(shù)值的意義與上述圖1的情況相同，所以省略其說明。在本軋制試驗(yàn)中，設(shè)上述周長(zhǎng)比為包含于上述適當(dāng)范圍內(nèi)的1.07，設(shè)上述完成直徑/輥槽底直徑為包含于適當(dāng)范圍內(nèi)的0.25，還設(shè)上述進(jìn)入側(cè)的芯棒間隙/完成直徑為包含于適當(dāng)范圍內(nèi)的0.04。
從圖6(a)和(b)可知，通過將加工度設(shè)為5％或5％以上，從而芯棒的拉拔性和管材的內(nèi)表面質(zhì)量都可獲得較好的效果。
圖7為說明在本發(fā)明的無縫管的制造方法中設(shè)定的在定徑機(jī)的軋輥的槽底部的加工度的圖。如圖7所示，設(shè)對(duì)管材實(shí)施壁厚加工的最終機(jī)架(第N-1機(jī)架)的長(zhǎng)徑(相當(dāng)于圖2(b)的線段CE′)為AN-1、在定徑機(jī)(第N機(jī)架)的短徑(相當(dāng)于圖2(b)的線段BC)為BN時(shí)，上述加工度根據(jù)以下的(1)式計(jì)算。
加工度＝(AN-1/BN-1)×100(％)...(1)
實(shí)施例下面，通過表示實(shí)施例，可更進(jìn)一步明確本發(fā)明的特征。本發(fā)明的無縫管的制造方法的實(shí)施例的條件和評(píng)價(jià)結(jié)果示于表1。
表1

按照表1所示各條件(實(shí)施例1～16和比較例1～2)，對(duì)由碳素鋼構(gòu)成和由9％Cr鋼構(gòu)成的管材各10根分別實(shí)施了軋制試驗(yàn)。在此，軋制試驗(yàn)對(duì)實(shí)施例1～11和比較例1～2使用由共5個(gè)機(jī)架構(gòu)成的芯棒式無縫管軋機(jī)(第4機(jī)架和第5機(jī)架相當(dāng)于對(duì)管材實(shí)施壁厚加工的最后兩機(jī)架)，對(duì)實(shí)施例12～16使用在上述最后兩機(jī)架的后級(jí)設(shè)置了定徑機(jī)(第6機(jī)架)的芯棒式無縫管軋機(jī)，分別實(shí)施了試驗(yàn)。
另外，表1中所示省略語“送出側(cè)t/D”是指在芯棒式無縫管軋機(jī)送出側(cè)的管材壁厚/外徑，“最終壁厚加工2Std周長(zhǎng)比”是指對(duì)管材實(shí)施壁厚加工的最后兩機(jī)架(第4機(jī)架和第5機(jī)架)的管材內(nèi)周長(zhǎng)與芯棒外周長(zhǎng)之比，“定徑Std槽底壓下”是指在定徑機(jī)(第6機(jī)架)的軋輥的槽底部的加工度。
上述軋制試驗(yàn)的結(jié)果從(1)芯棒的拉拔性、(2)管材內(nèi)表面質(zhì)量、及(3)管材的壁厚偏厚的方面評(píng)價(jià)。另外，關(guān)于這些各項(xiàng)目的評(píng)價(jià)結(jié)果，示于表1的芯棒拉拔性、管材內(nèi)表面質(zhì)量及偏厚評(píng)價(jià)的各數(shù)值與示于上述圖1的縱軸的數(shù)值的意義相同，所以，在這里省略說明。
從表1可知，實(shí)施例1～16的拉拔性和管材內(nèi)表面質(zhì)量全部為“3”、“2”或“1”，可知根據(jù)本發(fā)明可有效地抑制軋制后的芯棒的拉拔不良或管材內(nèi)表面產(chǎn)生由芯棒造成的拉拔劃痕。
另外，關(guān)于管材的偏厚，全部為“1”，也可確認(rèn)不產(chǎn)生偏厚的問題。特別是在將管材內(nèi)周長(zhǎng)與芯棒外周長(zhǎng)之比設(shè)為1.10～1.17時(shí)(實(shí)施例2、3、6、7、10、11、15、16)，拉拔性全部為“2”，可獲得顯著的效果。
另外，對(duì)比實(shí)施例4與實(shí)施例5，或?qū)Ρ葘?shí)施例6與實(shí)施例7可以得知，即使周長(zhǎng)比相同，通過設(shè)芯棒式無縫管軋機(jī)送出側(cè)的管材外徑與最后兩機(jī)架的軋輥的槽底直徑之比為0.2，從而可提高拉拔性和/或管材內(nèi)表面質(zhì)量。
另外，對(duì)比實(shí)施例8與實(shí)施例9，或?qū)Ρ葘?shí)施例10與實(shí)施例11可以得知，即使芯棒式無縫管軋機(jī)送出側(cè)的管材外徑與最后兩機(jī)架的軋輥的槽底直徑之比和周長(zhǎng)比相同，通過將芯棒式無縫管軋機(jī)進(jìn)入側(cè)的芯棒間隙與芯棒式無縫管軋機(jī)進(jìn)入側(cè)的管材內(nèi)徑之比設(shè)為0.06，從而可提高拉拔性和/或管材內(nèi)表面質(zhì)量。
另外，對(duì)比實(shí)施例12、14及15與實(shí)施例13和16可以得知，即使周長(zhǎng)比、芯棒式無縫管軋機(jī)送出側(cè)的管材外徑與最后兩機(jī)架的軋輥的槽底直徑之比、芯棒式無縫管軋機(jī)進(jìn)入側(cè)的芯棒間隙與芯棒式無縫管軋機(jī)進(jìn)入側(cè)的管材內(nèi)徑之比分別相同，通過將在定徑機(jī)的軋輥的槽底部的加工度設(shè)為5％或5％以上，從而可提高拉拔性和/或管材內(nèi)表面質(zhì)量。
與此相對(duì)，在比較例1可以得知，周長(zhǎng)比小于1.07(為1.05)，芯棒的拉拔性和管材內(nèi)表面質(zhì)量雙方都不好。另一方面，在比較例2中，周長(zhǎng)比大于1.17(為1.19)，但芯棒的拉拔性和管材內(nèi)表面質(zhì)量雙方都獲得了良好的結(jié)果。然而，偏厚率在15％或15％以上，成為(“0”)，不能用作可獲得產(chǎn)品的無縫管的制造方法。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性按照本發(fā)明的無縫管的制造方法，在構(gòu)成芯棒式無縫管軋機(jī)的各機(jī)架中的、對(duì)管材實(shí)施壁厚加工的最后兩機(jī)架中，通過將管材內(nèi)周長(zhǎng)與芯棒外周長(zhǎng)之比設(shè)定在1.07～1.17的范圍，從而不會(huì)使軋制后的管材的周向壁厚差(偏厚)變得過大，可有效地抑制軋制后的芯棒的拉拔不良或管材內(nèi)表面產(chǎn)生由芯棒造成的拉痕，可現(xiàn)實(shí)地由3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)進(jìn)行作業(yè)。由此，可廣泛地用作曼內(nèi)斯曼芯棒式無縫管軋機(jī)方式的無縫管的制造方法。
權(quán)利要求
1.一種由3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)制造無縫管的方法，其特征在于，在構(gòu)成上述芯棒式無縫管軋機(jī)的各機(jī)架中的、對(duì)管材實(shí)施壁厚加工的最后兩機(jī)架中，將管材內(nèi)周長(zhǎng)與芯棒外周長(zhǎng)之比設(shè)定在1.07～1.17的范圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)制造無縫管的方法，其特征在于，將上述管材內(nèi)周長(zhǎng)與芯棒外周長(zhǎng)之比設(shè)定在1.10～1.17的范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的由3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)制造無縫管的方法，其特征在于，將上述芯棒式無縫管軋機(jī)送出側(cè)的管材外徑與上述最后兩機(jī)架的軋輥的槽底直徑之比設(shè)定為0.25或0.25以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的由3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)制造無縫管的方法，其特征在于，將上述芯棒式無縫管軋機(jī)送出側(cè)的管材外徑與上述最后兩機(jī)架的軋輥的槽底直徑之比設(shè)定為0.20或0.20以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的由3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)制造無縫管的方法，其特征在于，將上述芯棒式無縫管軋機(jī)進(jìn)入側(cè)的芯棒間隙與上述芯棒式無縫管軋機(jī)進(jìn)入側(cè)的管材內(nèi)徑之比設(shè)定為0.04～0.12。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的由3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)制造無縫管的方法，其特征在于，將上述芯棒式無縫管軋機(jī)進(jìn)入側(cè)的芯棒間隙與上述芯棒式無縫管軋機(jī)進(jìn)入側(cè)的管材內(nèi)徑之比設(shè)定為0.06～0.12。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6中任一項(xiàng)所述的由3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)制造無縫管的方法，其特征在于，在上述最后兩機(jī)架的后級(jí)設(shè)置定徑機(jī)，將在該定徑機(jī)的軋輥的槽底部的加工度設(shè)為5％或5％以上。
全文摘要
按照本發(fā)明的無縫管的制造方法，在構(gòu)成芯棒式無縫管軋機(jī)的各機(jī)架中的、對(duì)管材實(shí)施壁厚加工的最后兩機(jī)架中，通過將管材內(nèi)周長(zhǎng)與芯棒外周長(zhǎng)之比設(shè)定在1.07～1.17的范圍，從而不會(huì)使軋制后的管材的周向壁厚差(壁厚偏差)過大，可有效地抑制軋制后的芯棒的拉拔不良和管材內(nèi)表面產(chǎn)生由芯棒造成的拉拔劃痕缺陷，在現(xiàn)實(shí)中可實(shí)現(xiàn)由3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)進(jìn)行的作業(yè)。由此，可廣泛地適用作由曼內(nèi)斯曼芯棒式無縫管軋機(jī)方式的無縫管的制造方法。
文檔編號(hào)B21B27/02GK1863608SQ200480029358
公開日2006年11月15日 申請(qǐng)日期2004年10月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月7日
發(fā)明者稻毛孝光, 木谷茂, 中池纮嗣 申請(qǐng)人:住友金屬工業(yè)株式會(huì)社