專利名稱：：鋼管的制造方法及制備設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明是關(guān)于能以高生產(chǎn)率制造具有優(yōu)良的焊縫質(zhì)量和表皮的鋼管，而且也能夠適應(yīng)小批量多品種生產(chǎn)鋼管的新穎制造方法及制造設(shè)備。焊接鋼管，是將鋼板或者鋼帶成形成管狀，焊接其接縫，利用各種制造方法制造從小直徑到大直徑的鋼管。作為主要制造方法，可舉出利用電阻焊(電焊)、鍛接、電弧焊的制造方法。在制造小直徑到中直徑的鋼管的場(chǎng)合，主要使用利用高頻感應(yīng)加熱的電阻焊接法(電阻焊接鋼管、電焊鋼管)。該方法是用成形輥將鋼帶成形成管狀，形成開口管，接著利用高頻感應(yīng)加熱將開口管的兩邊緣部端面加熱到鋼的熔點(diǎn)以上之后，用擠壓輥使兩邊緣部端面進(jìn)行對(duì)接焊而制造鋼管的方法。利用上述高頻感應(yīng)加熱的電焊鋼管的制造方法，由于將開口管的兩邊緣部端面加熱到鋼的熔點(diǎn)以上之后，利用電力的影響使鋼水流動(dòng)，因此生成的氧化物咬入對(duì)焊區(qū)中。其結(jié)果，有容易產(chǎn)生閃光焊縫內(nèi)部殘留缺陷等焊接缺陷、或者鋼水飛濺(閃光火花)的問題。針對(duì)此問題，例如在特開平2-299782中提出具有2個(gè)加熱裝置的電焊鋼管的制造方法。用第1個(gè)加熱裝置將開口管的兩側(cè)邊緣部的溫度加熱到居里點(diǎn)以上，用第2個(gè)加熱裝置再加熱到熔點(diǎn)以上，用擠壓輥使兩側(cè)邊緣部進(jìn)行對(duì)接焊而制造鋼管。另外，在特開平2-299783中提出，用第1個(gè)加熱裝置流過頻率45-250Hz的電流預(yù)熱兩側(cè)邊緣部、用第2個(gè)加熱裝置再加熱到熔點(diǎn)以上、用擠壓輥使兩邊緣部進(jìn)行對(duì)接焊而制造電焊鋼管的電焊鋼管制造裝置。但是，這些電焊鋼管制造技術(shù)，暗示要均勻夾入邊緣部，由于將兩邊緣部加熱到鋼的熔點(diǎn)以上，在對(duì)接焊時(shí)，融熔的鋼被排出到管的內(nèi)外面而形成焊蠶(堆高)。因此，在對(duì)接焊后必須去除管內(nèi)外面的焊道。主要使用焊蠶切削車刀去除焊蠶。然而，在這些方法中，存在以下問題(1)必須調(diào)整焊蠶切削車刀的切削量，產(chǎn)生材料和時(shí)間的消耗。(2)因?yàn)楹感Q切削車刀是消耗品，所以必須更換車刀，不得不使生產(chǎn)線停止。(3)尤其在制管速度超過100m/min高速制管時(shí)，焊蠶切削車刀的壽命短，更換頻率變高。等等，焊蠶切削形成凹槽，不能高速制管，因此不能提高生產(chǎn)率。另外，上述的電焊鋼管的制造方法必須使用配合上述鋼管的制品尺寸的軋輥，需要龐大的軋輥，因此存在不能適應(yīng)小批量多品種生產(chǎn)的問題。針對(duì)這樣的問題，例如，在特開昭63-33105、特開平2-187214中提出冷減徑軋制電焊鋼管的方法。但是，該方法因?yàn)檫M(jìn)行冷減徑軋制，軋制負(fù)荷極大，軋機(jī)的大型化成為必要，進(jìn)而為了防止與軋輥的燒結(jié)，需要設(shè)置潤(rùn)滑裝置等，存在需要大的費(fèi)用和場(chǎng)地的問題。另外，在特開昭60-15082、特公平2-24606中，提出熱減徑軋制電焊鋼管的方法。但是，該方法將鋼管再加熱到80-900以上的溫度，因此存在產(chǎn)生新的氧化鐵皮或者在減徑軋制時(shí)氧化鐵皮咬入的問題。另一方面，作為制造較小直徑鋼管的方法，已知有具有高生產(chǎn)率的鍛接管制造方法。該方法是將連續(xù)供給的鋼帶在加熱爐中加熱到1300℃后，用成形輥成形成管狀作為開口管。接著向開口管的兩邊緣部吹入高壓空氣，清除氧化鐵皮后，利用焊接喇叭向端面吹氧，以此氧化熱使端面升溫到1400℃后，用鍛接輥使兩邊緣部端面對(duì)接，進(jìn)行固相接合，制造鋼管的方法。但是，在該鍛接管制造方法中也存在以下問題(1)因?yàn)槎嗣娴难趸F皮的去除不完全，所以產(chǎn)生氧化鐵皮咬入鍛接對(duì)接部，對(duì)接部的強(qiáng)度比母材部相當(dāng)差。因此，在扁平試驗(yàn)中，電焊鋼管的扁平高度比h/D能達(dá)到2t/D(t板厚)，與此相反，在鍛接管中，扁平高度比h/D為0.5，是非常差的。(2)由于鋼帶加熱到高溫，管表面生成氧化鐵皮，所以表皮惡化。等等，若制管速度在300m/min以上，生產(chǎn)率迅速提高，但接縫質(zhì)量及表皮惡化。因此存在不能制造滿足按照J(rèn)IS的STKdeng等要求的強(qiáng)度和表皮質(zhì)量的鋼管的問題。本發(fā)明的目的在于，有利地解決上述問題，提供能以高生產(chǎn)率制造具有優(yōu)良的縫質(zhì)量及表皮的鋼管，而且也能夠適應(yīng)小批量多品種生產(chǎn)鋼管的新潁制造方法及制造設(shè)備。本發(fā)明是以下述為特征的鋼管制造方法a.鋼帶從開卷機(jī)送料；b.接著利用下述3個(gè)工序中的任一工序制成預(yù)熱的開口管；(1)鋼帶預(yù)熱后用成形輥進(jìn)行成形，制成開口管，(2)用成形輥將鋼帶成形，制成開口管后，將開口管全體預(yù)熱，(3)鋼帶預(yù)熱后用成形輥進(jìn)行成形，制成開口管，再將開口管全體預(yù)熱，c.利用感應(yīng)加熱將該開口管的兩邊緣部預(yù)熱到居里點(diǎn)以上的溫度；d.進(jìn)而，利用感應(yīng)加熱將該開口管的兩邊緣部主加熱到1300℃以上、熔點(diǎn)以下的溫度，用擠壓輥壓接該開口管，制成鋼管；e.壓接后，將該開口管的接合部外面的增壁部分進(jìn)行平滑；f.將該鋼管切斷成給定的長(zhǎng)度或者卷取成螺旋狀。另外，本發(fā)明是以下述為特征的鋼管制造方法a.鋼帶從開卷機(jī)出料；b.接著利用下述3個(gè)工序中的任一工序制成預(yù)熱的開口管；(1)鋼帶預(yù)熱后用成形輥進(jìn)行成形，制成開口管，(2)用成形輥將鋼帶成形，制成開口管后，將開口管全體預(yù)熱，(3)鋼帶預(yù)熱后用成形輥進(jìn)行成形，制成開口管，再將開口管全體預(yù)熱，c.利用感應(yīng)加熱將該開口管的兩邊緣部預(yù)熱到居里點(diǎn)以上的溫度；d.進(jìn)而，利用感應(yīng)加熱將該開口管的兩加緣部主加熱到1300℃以上、熔點(diǎn)以下的溫度，用擠壓輥壓接該開口管，制成鋼管；e.壓接后，將該開口管的接合部外面的增壁部分進(jìn)行平滑；f.強(qiáng)制冷卻該鋼管的接合部；然后，g.將該鋼管的圓周方向全體進(jìn)行均熱處理；h.在125-175℃的溫度將該鋼管進(jìn)行減徑軋制；i.將該鋼管切斷成給定的長(zhǎng)度或者卷取成螺旋狀。再者，本發(fā)明是鋼管的制造設(shè)備，該制造設(shè)備具備以下裝置將鋼帶送料的開卷機(jī)；將鋼帶預(yù)熱的鋼帶預(yù)熱裝置和/或?qū)㈤_口管預(yù)熱的開口管預(yù)熱裝置；由將鋼帶成形加工的成形輥組組成的成形加工裝置；具有感應(yīng)加熱螺旋管的邊緣部預(yù)熱裝置；具有感應(yīng)加熱螺旋管的邊緣部主加熱裝置；使開口管接合的擠壓輥；以及將該開口管的接合部外面的增壁部分進(jìn)行平滑的接合部外面平滑手段和切斷裝置。另外，本發(fā)明是鋼管的制造設(shè)備，該制造設(shè)備具備以下裝置將鋼帶送料的開卷機(jī)；將鋼帶預(yù)熱的鋼帶預(yù)熱裝置和/或?qū)㈤_口管預(yù)熱的開口管預(yù)熱裝置；由將鋼帶成形加工的成形輥組組成的成形加工裝置具有感應(yīng)加熱螺旋管的邊緣部預(yù)熱裝置；具有感應(yīng)加熱螺旋管的邊緣部主加熱裝置；使開口管接合的擠壓輥；將該開口管的接合部外面的增壁部分進(jìn)行平滑的接合部外面平滑裝置；將鋼管的接合部強(qiáng)制冷卻的接合部冷卻裝置；將鋼管加熱的鋼管均熱裝置；以及由將鋼管溫減徑軋制的數(shù)個(gè)減徑軋機(jī)組成的減徑加工裝置和切斷裝置或卷取裝置。再者，關(guān)于其他手段，從本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求書可以清楚。附圖的簡(jiǎn)單說明圖1是表示適合實(shí)施本發(fā)明的鋼管制造設(shè)備的一個(gè)例子的側(cè)面圖。圖2是表示適合實(shí)施本發(fā)明的鋼管制造設(shè)備的一例子的說明圖。圖3是表示適合實(shí)施本發(fā)明的鋼管制造設(shè)備的一個(gè)例子的說明圖。圖4是表示固相壓接時(shí)擠壓輥與接合部外面的位置關(guān)系的斷面圖。圖5是將本發(fā)明的開口管的預(yù)熱裝置、開口管的主加熱裝置和擠壓輥封閉的封閉裝置的模擬側(cè)面圖。圖6是表示固相壓接后的鋼管斷面形狀的一個(gè)例子的斷面圖。圖7是本發(fā)明的接合部?jī)?nèi)、外面的平滑裝置的模擬的部分側(cè)面斷面圖。圖8是表示固相壓接后的軋制接合部外面形狀的一個(gè)例子的模擬斷面圖。圖9是表示鋼的比透磁率的溫度依賴性的特性圖。圖10是表示壓接后在1300℃以上保持時(shí)間tk和氣氛中的氧濃度對(duì)固相壓接接合部的焊縫質(zhì)量影響的關(guān)系的圖。圖11是本發(fā)明的(a)開口管邊緣部的預(yù)熱裝置的斜視圖，(b)開口管邊緣部的預(yù)熱裝置的正面斷面圖。圖12是本發(fā)明的鋼管接合部的冷卻裝置的模擬部分正面斷面圖。本發(fā)明，在焊接鋼管的制造工序中，在鋼帶成形之前，將從開卷機(jī)送料的鋼帶預(yù)熱。在此場(chǎng)合，將從開卷機(jī)送料的鋼帶先行的鋼帶的后端部與后續(xù)鋼帶的前端部接合，形成連續(xù)的鋼帶后，可以進(jìn)行預(yù)熱。在以后工序進(jìn)行的邊緣加熱時(shí)，鋼帶的預(yù)熱使邊緣部與其附近的母管的溫度差小，為使在固相壓接階段，能容易地將邊緣部的溫度和溫度分布維持在能固相壓接的溫度區(qū)。使用加熱爐的方法、使用感應(yīng)螺旋管的感應(yīng)加熱方法、利用通電的電阻加熱法都能適合用于預(yù)熱。鋼帶的預(yù)熱，達(dá)到200-750℃的溫度范圍。超過750℃的預(yù)熱，在鋼帶表面生成大量的氧化鐵皮，鋼管的焊縫質(zhì)量和表皮同時(shí)劣化。另外，預(yù)熱溫度不到200℃，在邊緣加熱時(shí)，從邊緣向母管側(cè)的熱擴(kuò)散多，因此難以將壓接時(shí)的邊緣部溫度和溫度分布維持在能固相壓接的溫度區(qū)。再者，預(yù)熱溫度可以優(yōu)選在400-650℃的溫度范圍。預(yù)熱的鋼帶用數(shù)個(gè)成形輥連續(xù)地成形成開口管。成形可以適當(dāng)使用利用通常公知的數(shù)個(gè)成形輥的加工方法。另外，代替鋼帶的預(yù)熱，或者在鋼帶的預(yù)熱的同時(shí)，也可以在成形成開口管后將管全體預(yù)熱。再者，預(yù)熱方法、預(yù)熱溫度可以與鋼帶的場(chǎng)合相同。接著，預(yù)熱開口管的兩邊緣部。邊緣部的預(yù)熱以利用感應(yīng)加熱螺旋管的感應(yīng)加熱為佳。利用該邊緣部預(yù)熱使邊緣部的溫度達(dá)到居里點(diǎn)以上、最好1300℃以下。從圖10所示的鋼的比透磁率的溫度依賴性可知，如果鋼被加熱到居里點(diǎn)以上，就發(fā)生從強(qiáng)磁性體向順磁性體的磁性轉(zhuǎn)變，比透磁率(對(duì)真空比)接近1。另一方面，感應(yīng)電流的透入深度S以下式(2)表示。S＝α{ρ/(μrf)}1/2……(2)式中，S透入深度(m)，ρ電阻率(Ω·m)，μr比透磁率，f頻率(KHz)，α常數(shù)。因此，通過將邊緣部加熱到居里點(diǎn)以上，使透入深度S變大，被壓接面內(nèi)的溫度分布趨向均勻化方向。因此，在居里點(diǎn)以上的溫度區(qū)預(yù)熱邊緣部。從加熱能量效率的觀點(diǎn)看，最好在居里點(diǎn)以上、1300℃以下的溫度進(jìn)行，但是即使達(dá)到1300℃以上也不介意?？墒牵粼诖穗A段一下子升溫，就僅開口管的兩邊緣部的角部達(dá)到熔點(diǎn)以上，在接合時(shí)產(chǎn)生焊蠶(堆高)，因此不能高速制管，故邊緣部預(yù)熱優(yōu)選在1300℃以下進(jìn)行。邊緣部預(yù)熱可以是在大氣中或者比大氣中減少氧濃度的氣氛中(保護(hù)氣氛中)的任一種進(jìn)行，但是從焊縫質(zhì)量出發(fā)，以在保護(hù)氣氛中為佳。為了形成保護(hù)氣氛，最好設(shè)置將圖5所示的邊緣部預(yù)熱裝置5全體封閉的封閉裝置22。另外，邊緣部預(yù)熱優(yōu)選在露點(diǎn)達(dá)到-10℃以下的氣氛中進(jìn)行。進(jìn)行過邊緣部預(yù)熱的開口管的兩邊緣部，再進(jìn)行加熱到1300℃以上、熔點(diǎn)以下的能固相壓接的溫度區(qū)的邊緣部的主加熱。從能量效率的觀點(diǎn)出發(fā)，邊緣部主加熱的加熱方式以利用感應(yīng)螺旋管的感應(yīng)加熱方式為佳。通過調(diào)整感應(yīng)加熱螺旋管的輸出，控制開口管的兩邊緣部端面的溫度。邊緣部主加熱的溫度不到1300℃時(shí)，邊緣部端面的接合不充分，焊縫質(zhì)量低劣。另外，邊緣部端面的溫度超過管材的熔點(diǎn)時(shí)，在對(duì)接接合時(shí)，熔融的鋼在管內(nèi)外形成焊蠶(堆高)，因此需要切削焊蠶。從這點(diǎn)看，邊緣部加熱可達(dá)到1300℃以上、熔點(diǎn)以下的能固相壓接的溫度區(qū)。再者，最好可以是1350℃以上、熔點(diǎn)以下。在邊緣部主加熱的加熱方式中，也可以使用激光束、電子束或等離子束的任何一種方式進(jìn)行加熱。在此，本發(fā)明所說的固相壓接是指抑制焊蠶(堆高)的隆起、不需要切削焊蠶的壓接。在本發(fā)明中，為了抑制焊蠶(堆高)的隆起，邊緣部的加熱溫度最好是固相區(qū)的溫度，即使是存在某些液相的熔點(diǎn)以下的固液2相區(qū)也是不合適的。為了使感應(yīng)加熱時(shí)的邊緣部的溫度分布均勻，本發(fā)明最好是在精整鋼帶的邊緣塌邊的同時(shí)，使邊緣部端面平坦化，可以使邊緣部端面與鋼帶表面形成的角度達(dá)到給定的角度。所謂給定的角度最好是60-120°。該邊緣塌邊的精整可以在帶卷開卷前，或者在將帶卷開卷、用成形輥成形成開口管前，或者成形后的任何階段進(jìn)行。邊緣部處理最好通過具備可利用齊邊銑床的切削、利用研磨機(jī)的研磨、或者利用軋邊輥的軋制加工等的設(shè)備的鋼帶邊緣處理裝置進(jìn)行。兩邊緣部加熱到上述能固相壓接區(qū)的開口管，利用擠壓輥使兩邊緣部對(duì)接而進(jìn)行固相壓接。壓接有如圖4(A)所示將擠壓輥設(shè)置在接觸壓接接合部12的鋼管11外面的位置進(jìn)行的方法、如圖4(B)所示將擠壓輥8設(shè)置在不接觸壓接接合部12的鋼管11外面的位置進(jìn)行的方法和如圖4(C)所示，在鋼管11的外側(cè)面設(shè)置擠壓輥8、在鋼管11的內(nèi)側(cè)面將輥?zhàn)拥仍O(shè)置在接觸壓接接合部12的位置進(jìn)行的方法，可以用任何種方法進(jìn)行。邊緣部的主加熱和固相壓接，與邊緣部的預(yù)熱所說明的相同，可以在大氣中或者比大氣中的氧濃度減低的氣氛中(保護(hù)氣氛中)的任一個(gè)中進(jìn)行，但是從焊縫質(zhì)量的這點(diǎn)出發(fā)，最好在保護(hù)氣氛中進(jìn)行。為了形成保護(hù)氣氛，以設(shè)置圖5所示的將邊緣部主加熱裝置6和擠壓輥8全體封閉的封閉裝置22為佳。另外，邊緣部主加熱和固相壓接，從焊縫質(zhì)量這點(diǎn)出發(fā)，最好在露點(diǎn)為-10℃以下的氣氛中進(jìn)行。本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，壓接后，由于接合部在1300℃以上保持的時(shí)間tk不同，鋼管的焊縫質(zhì)量也隨之變化。保持時(shí)間tk(s)和氧濃度(體積%)對(duì)焊縫質(zhì)量(扁平高度比h/D)的影響關(guān)系示于圖10中，從圖10可知道，隨著在1300℃以上保持的時(shí)間tk變長(zhǎng)，焊縫質(zhì)量提高。另外，還知道，隨氣氛中的氧濃度減低，得到相同的焊縫質(zhì)量可以縮短保持時(shí)間tk。邊緣部預(yù)熱、邊緣部主加熱和固相壓接在大氣中進(jìn)行時(shí)，該保持時(shí)間tk最好達(dá)到0.03秒以上。另一方面，邊緣部預(yù)熱、邊緣部主加熱和固相壓接在比大氣中減低的氧濃度的氣氛中(保護(hù)氣氛中)進(jìn)行時(shí)，該保持時(shí)間tk以滿足下式(1)為宜。tk≥a·exp{-b·[O2]c}……(1)式中，O2氣氛中的氧濃度(體積％)，a、b、c常數(shù)，在低碳鋼時(shí)a＝0.079、b＝1.5、c＝-0.14。最好a＝0.23、b＝1.4、c＝-0.17?？梢酝ㄟ^調(diào)整固相壓接后的邊緣部的冷卻速度控制該保持時(shí)間tk。為此，控制邊緣部預(yù)熱時(shí)的開口管的兩邊緣部的加熱溫度和居里點(diǎn)以上的加熱幅度，進(jìn)而控制邊緣部主加熱時(shí)的開口管的兩邊緣部端面的加熱溫度，這樣能令人滿意地調(diào)整從固相壓接時(shí)的兩邊緣部端面向管中央部的管圓周方向的溫度分布。在利用固相壓接形成的壓接接合部，由于邊緣部達(dá)到的溫度或由擠壓輥進(jìn)行的壓接程度不同，在圖6(A)、(B)所示的接合部12的管外、內(nèi)面產(chǎn)生增壁部分13、14。因此，在壓接中或壓接后的適當(dāng)場(chǎng)合，需要利用接合部外、內(nèi)面平滑裝置15、17使增壁的接合部附近減壁。尤其因?yàn)樾枰コ芡饷娴脑霰诓糠?3，例如，利用具有如圖7(A)所示的接合部外面軋制用輥16的接合部外面軋制裝置15，在壓接后從管外面進(jìn)行軋制而去除。另外，管內(nèi)面的增壁部分14也根據(jù)必要而去除，但在此場(chǎng)合，利用由如圖7(B)所示的接合部?jī)?nèi)面軋制用輥18和壓接接合部?jī)?nèi)面軋制輥支持棒19組成的接合部?jī)?nèi)面軋制裝置17，在壓接中或在壓接后，從管內(nèi)面進(jìn)行軋制而去除。管外、內(nèi)面的增壁部分13、14的平滑裝置15、17不限于利用軋輥的軋制，無論是使用導(dǎo)向板等工具的軋制或者使用其他工具的鍛壓等的塑性加工裝置都可以。另外，在利用固相壓接形成的壓接接合部，由于鋼帶的邊緣塌邊的程度、鋼帶的邊緣精整的精度、由壓接方法或由壓接而引起的增壁程度的不同，不管利用上述接合部外、內(nèi)面平滑裝置15、17有無導(dǎo)致接合部的平滑化，如圖8所示，在鋼管11的接合部12的外面產(chǎn)生稱作焊縫線20的深度0.2mm的微小凹形部分。該焊縫線20影響鋼管的外觀、焊縫質(zhì)量。因此，最好在壓接以后的適當(dāng)場(chǎng)所去除焊縫線，使外面平滑?？梢岳镁邆淝邢?、研磨等加工設(shè)備的焊縫線去除裝置去除焊縫線。另外，可以在進(jìn)行壓接增壁部分的軋制的場(chǎng)合、軋制的前后的任一時(shí)間實(shí)施焊縫線的去除。所得到的成品管用切斷機(jī)切斷成規(guī)定的尺寸，用管矯直裝置進(jìn)行矯直，或者用管矯直裝置矯直后卷取成螺旋狀。本發(fā)明進(jìn)而利用以下所述的工序，對(duì)鋼管進(jìn)行減徑軋制，可以得到具有規(guī)定外徑的成品管。從確保鋼管減徑軋制后的成品管的精度的觀點(diǎn)看，在固相壓接后，在減徑軋制前通過將鋼管冷卻、加熱等，進(jìn)行使鋼管圓周方向溫度差達(dá)到200℃以下的均熱處理。為此，首先，固相壓接后的鋼管去除外面接合部的增壁部分，再根據(jù)需要，去除內(nèi)面接合部的增壁部分和焊縫線后，強(qiáng)制冷卻該接合部。這是為了避免在下游進(jìn)行減徑加工時(shí)產(chǎn)生厚度不等，為了使鋼管的圓周方向溫度分布均勻。例如，利用圖12所示的冷卻裝置，從噴嘴34向接合部12噴射水霧35，使鋼管接合部冷卻。接著，用鋼管均熱裝置升溫到適合于鋼管減徑軋制的溫度，進(jìn)行均熱。鋼管的均熱以燃?xì)馐竭B續(xù)加熱爐或感應(yīng)加熱器等進(jìn)行。然后，根據(jù)必要，最好進(jìn)行氧化鐵皮去除。加熱到規(guī)定溫度的鋼管，利用由數(shù)個(gè)減徑軋機(jī)組成的減徑加工裝置，減徑軋制至規(guī)定的外徑，制成成品管。減徑軋制在125-725℃的軋制溫度范圍進(jìn)行。軋制溫度不到125℃時(shí)，被軋制材的變形抗力大，軋制負(fù)荷增大，其結(jié)果鋼管的表面產(chǎn)生軋輥的燒結(jié)缺陷。另外，若軋制溫度超過725℃，所產(chǎn)生的氧化鐵皮在軋制中產(chǎn)生咬入的缺陷，鋼管的表面粗糙增大表皮劣化。因此，減徑軋制的軋制溫度定為125-725℃。可以根據(jù)情況選擇軋制溫度的范圍。即，在僅要求減低軋制負(fù)荷和提高軋輥的耐燒結(jié)性的場(chǎng)合，以在軋制溫度為125-375℃以下進(jìn)行減徑軋制為宜。而在要求防止因減徑軋制而引起的材料機(jī)械性能的劣化和防止表皮劣化的場(chǎng)合，以在軋制溫度為375°以上、725℃以下進(jìn)行減徑軋制為宜。所得到的成品管，用切斷機(jī)切斷成規(guī)定的尺寸，用管矯直機(jī)進(jìn)行矯直，或者將用管矯直機(jī)進(jìn)行矯直后卷取成螺旋狀。下面，在圖1-3中表示適合本發(fā)明實(shí)施例的鋼管制造設(shè)備。圖1是表示本發(fā)明的鋼管制造設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的側(cè)面圖。在圖1中，以側(cè)視表示鋼帶1、開卷機(jī)23、接合裝置24、卷取裝置25、鋼帶預(yù)熱裝置2、鋼帶邊緣處理裝置26。開卷機(jī)23是將卷成帶卷狀的鋼帶1邊進(jìn)行開卷邊供給的裝置，由卷筒、導(dǎo)向槽等組成。接合裝置24是為了將以帶卷單位送料的鋼帶1連續(xù)供給生產(chǎn)線，將先行送料的帶卷的后端部與正在送料的后行的帶卷前端部焊接而接合的裝置。在該接合裝置中，適合使用由電極、夾緊裝置等組成的閃光對(duì)焊機(jī)。卷取裝置25是在用接合裝置24接合鋼帶1時(shí)，為了使生產(chǎn)線不停止地連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)而貯存必要量的鋼帶的裝置。鋼帶預(yù)熱裝置2是將鋼帶1預(yù)熱到750℃以下的溫成形加工溫度區(qū)的設(shè)備，例如可以使用燃?xì)馐竭B續(xù)加熱爐、鋼帶用感應(yīng)加熱器。燃?xì)馐竭B續(xù)加熱爐由爐體、燃燒器、爐底輥等構(gòu)成，鋼帶用感應(yīng)加熱器由加熱螺旋管、感應(yīng)器等構(gòu)成。板高、板材穿爐速度的范圍大的場(chǎng)合，最好設(shè)置它們兩方中的一方，能夠更高精度地控制鋼帶1的溫度。鋼帶邊緣處理裝置26是用于調(diào)整鋼帶1的寬度端面形狀，利用軋制、切削等加工邊緣部的設(shè)備，例如，由立式軋輥和支持該立式軋輥的支座等構(gòu)成的立輥軋機(jī)可以充當(dāng)此裝置。接著，在圖1中，以側(cè)視表示成形加工裝置3、開口管預(yù)熱裝置4、邊緣預(yù)熱裝置(邊緣加熱器)5、邊緣主加熱裝置(焊機(jī))6、擠壓機(jī)架9、接合部外面軋制裝置15、焊縫線去除裝置21和焊縫引導(dǎo)裝置7。成形加工裝置3是將鋼帶1連續(xù)成形成圓筒狀、使鋼帶1的寬度兩端面相對(duì)、制成開口管10的設(shè)備。該設(shè)備由數(shù)個(gè)成形機(jī)架、成形輥等構(gòu)成，大壓下量方式或吊籠方式的是適用的。開口管預(yù)熱裝置4是將用成形加工裝置3加工成的開口管10預(yù)熱的設(shè)備，可使用感應(yīng)加熱器。此時(shí)代替以上述的鋼帶預(yù)熱裝置2預(yù)熱鋼帶1，可以以開口管預(yù)熱裝置4進(jìn)行預(yù)熱，或者可以以兩預(yù)熱裝置2、4進(jìn)行預(yù)熱。邊緣部預(yù)熱裝置5是利用感應(yīng)加熱將開口管10的邊緣部加熱到居里點(diǎn)以上的設(shè)備，由電源盤、配電盤、加熱螺旋管、感應(yīng)器等構(gòu)成。為了容易控制各種板厚和制管速度時(shí)的溫度，沿生產(chǎn)線方向分?jǐn)?shù)段配置加熱螺旋管和感應(yīng)器是合適的。在圖11中示出一個(gè)實(shí)施例，(A)是邊緣部預(yù)熱裝置的鈄視圖，(B)是(A)的斷面圖。此時(shí)，在兩端的磁極30中纏繞螺旋管28，使它們兩端的磁極30面臨開口管10的縫隙27，形成開口管10通過兩端的磁極30的空間那樣的配置狀態(tài)。焊縫引導(dǎo)裝置7是將開口管10的邊緣部高度、開口寬度保持一定的裝置，以便穩(wěn)定地進(jìn)行邊緣部預(yù)熱、邊緣部主加熱，由支持開口管10的輥?zhàn)雍椭С衷撦佔(zhàn)拥闹ё葮?gòu)成。邊緣部主加熱裝置6是利用感應(yīng)加熱將開口管10的邊緣部加熱到能固相壓接的1300℃以上、熔點(diǎn)以下的溫度區(qū)的設(shè)備，由電源盤、配電盤、變流器、加熱螺旋管等構(gòu)成。利用邊緣部預(yù)熱裝置5、邊緣部主加熱裝置6進(jìn)行邊緣部預(yù)熱、邊緣部主加熱的開口管10的邊緣部，最好利用圖5所示的封閉裝置22保持在保護(hù)氣氛(非氧化性氣氛)中。封閉裝置22由覆蓋邊緣部的密封箱和向該密封箱中送入惰性氣體的氣體管道構(gòu)成。擠壓機(jī)臺(tái)9由擠壓輥8和支持該擠壓輥的支架等構(gòu)成，是將邊緣部加熱至能固相壓接溫度區(qū)的開口管10的兩邊緣部對(duì)接，在圓周方向施加壓力進(jìn)行壓接而接合的設(shè)備。接合部外面軋制裝置15是利用軋制使壓接時(shí)產(chǎn)生的壓接接合部附近的增壁部分(參照?qǐng)D7)平滑化的設(shè)備，由軋輥托架、軋輥、支持輥等構(gòu)成。焊縫線去除裝置21是利用磨削或切削等去除在壓接時(shí)產(chǎn)生的焊縫線20(參照?qǐng)D8)的設(shè)備，由磨削砂輪或切削車刀等構(gòu)成。因?yàn)樨?fù)荷也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電焊鋼管的焊蠶切削，所以即使制管速度快也絲毫無障礙。在圖1中，還以側(cè)視表示焊縫冷卻裝置33、鋼管均熱裝置38、氧化鐵皮去除裝置39、減徑加工裝置40和切斷機(jī)41。焊縫冷卻裝置33是從避免在下游進(jìn)行減徑加工時(shí)產(chǎn)生厚度不等的觀點(diǎn)出發(fā)，用于使壓接后的鋼管圓周方向溫度分布均勻化、將焊縫周邊的高溫部冷卻的設(shè)備。在圖12中示出一個(gè)實(shí)施例。圖12是焊縫冷卻裝置33的正面斷面圖。在噴嘴34和接合部12之間設(shè)置間隙36，調(diào)整間隙和間隙/接合部間距離，通過該間隙從噴嘴向接合部噴射氣液二種流體的水霧35，僅使鋼管11的接合部周邊冷卻。鋼管均熱裝置38是將鋼管11升溫到適合于減徑軋制的溫度并均熱的設(shè)備，例如燃?xì)馐竭B續(xù)加熱爐、管用感應(yīng)加熱器中的任一種或兩種都能適用。燃?xì)馐竭B續(xù)加熱爐由爐體、噴嘴、爐底輥等構(gòu)成，管用感應(yīng)加熱器由加熱螺旋管等構(gòu)成。在板厚、板材穿爐速度的范圍大的場(chǎng)合，最好設(shè)置它們兩種中的一種，能更高精度地控制鋼管11的溫度為佳。氧化鐵皮去除裝置39是為了得到高質(zhì)量的表面性狀、在減徑軋制前應(yīng)該去除表面的氧化鐵皮、配置在該位置的理想設(shè)備。在該設(shè)備中，例如可以使用由高壓水噴射用的管道、集管、噴嘴等構(gòu)成的高壓水氧化鐵皮清除機(jī)，或者清刷輥式氧化鐵皮清除機(jī)等。減徑加工裝置40是在合適的溫度區(qū)使用多座臺(tái)將鋼管11的外徑連續(xù)壓下(減徑軋制)、得到具有規(guī)定的成品外徑的鋼管的設(shè)備。在機(jī)架內(nèi)在圓周方向配置數(shù)個(gè)軋輥(孔型軋輥)而組成的機(jī)座(減徑軋機(jī))以數(shù)個(gè)串聯(lián)配置構(gòu)成。其中，可以使用3輥式的拉力減徑機(jī)、2輥式的定徑機(jī)等。切斷機(jī)18是在運(yùn)行中將減徑軋制后的鋼管8A切斷成規(guī)定長(zhǎng)度的設(shè)備，其中，例如可以使用由圓盤鋸等組成的旋轉(zhuǎn)熱鋸。另外，作為用切斷機(jī)41切斷成品管43的代替方式，可以在卷筒上卷取成螺旋狀。圖2是表示本發(fā)明鋼管制造設(shè)備的其他實(shí)施例的說明圖。在此場(chǎng)合，代替以鋼帶預(yù)熱裝置2進(jìn)行鋼帶1的預(yù)熱，以開口管預(yù)熱裝置4進(jìn)行預(yù)熱開口管10。其他設(shè)備與圖1相同。圖3是表示本發(fā)明鋼管制造設(shè)備的其他實(shí)施例的說明圖。在此場(chǎng)合，在以鋼帶預(yù)熱裝置2進(jìn)行鋼帶1的預(yù)熱的同時(shí)，以成形加工裝置3將鋼帶1成形成開口管10后，再用開口管預(yù)熱裝置4預(yù)熱開口管10。另外，用擠壓輥機(jī)臺(tái)9進(jìn)行壓接而形成鋼管11，利用接合部外面平滑裝置使接合部的增壁部分平滑后，用切斷機(jī)41切斷成規(guī)定的長(zhǎng)度。不進(jìn)行圖1、圖2所示的減徑加工。實(shí)施例使用圖1-圖3、圖5、圖7、圖11和圖12所示的制造設(shè)備，以下面所述的條件制造成品管。用鋼帶預(yù)熱裝置2、在40-650℃的溫度下連續(xù)預(yù)熱帶厚3.5mm的鋼帶1，用成形加工裝置3進(jìn)行連續(xù)成形制成開口管10。以表1-1所示的條件、利用邊緣部預(yù)熱裝置5、對(duì)開口管兩邊緣部進(jìn)行邊緣部預(yù)熱，再利用邊緣部主加熱裝置6進(jìn)行邊緣部主加熱，以設(shè)置在接觸接合部位置的擠壓輥進(jìn)行固相壓接。接著，利用壓接部外、內(nèi)面軋制裝置15、17從管內(nèi)外軋制壓接接合部，制成管尺寸137.0mm(外徑)×3.5mm(壁厚)的鋼管11。接著，利用鋼管均熱裝置38將鋼管11均熱到表1-2所示的溫度，利用減徑加工裝置40、以表1-2所示的軋制溫度制成管尺寸60.5mm(外徑)×3.5mm(壁厚)的成品管。減徑軋制時(shí)的軋制負(fù)荷，以相對(duì)常溫減徑軋制時(shí)的軋制負(fù)荷的比率示于表1-2中。另外，調(diào)查了制成的成品管43的焊縫質(zhì)量、表面粗糙度Rmax、燒結(jié)缺陷，其結(jié)果一并示于表1-2中。以成品管43的扁平高度比(h/D，h扁平高度mm、D鋼管外徑mm)進(jìn)行焊縫質(zhì)量的評(píng)價(jià)。再者，對(duì)一部分鋼管(試驗(yàn)No.11、No.12)，設(shè)置圖5所示的封閉裝置22，在保護(hù)氣氛中進(jìn)行邊緣部預(yù)熱、邊緣部主加熱和固相壓接。另外，試驗(yàn)No.17的鋼管，利用封閉裝置22，在露點(diǎn)為-20℃的氣氛中進(jìn)行邊緣部預(yù)熱、邊緣部主加熱和固相壓接。另外，作為過去例(試驗(yàn)No.13)，將鋼帶1成形加工，使端面熔融，在常溫下減徑加工已加壓焊接的電焊鋼管，制成外徑60.5mm的成品管43。另外，將鋼帶1加熱到1300℃進(jìn)行鍛接后，施行減徑加工，制成外徑60.5mm的成品管，作為過去例(試驗(yàn)No.14)。對(duì)于這些以往例，也與本發(fā)明例和比較例進(jìn)行同樣地評(píng)價(jià)，一并示于表1-2中。試驗(yàn)No.1、2、11、12的本發(fā)明例，扁平高度比是0.3以下，表面粗糙度Rmax是10μm以下，不發(fā)生燒結(jié)缺陷。過去例的試驗(yàn)No.13的電焊鋼管，扁平高度比是0.3以下，表面粗糙度Rmax是10μm以下，但是，軋制負(fù)荷大，多發(fā)生燒結(jié)缺陷。過去例的試驗(yàn)No.14的鍛接管，扁平高度比是0.4-0.6，表面粗糙度Rmax是30-40μm，比本發(fā)明差。另外，像試驗(yàn)No.3、No.4和No.5那樣，1300℃以上的保持時(shí)間tk若在本發(fā)明范圍以外，扁平高度比就變大。另外，像試驗(yàn)No.6和No.10那樣，若鋼帶預(yù)熱溫度或者減徑軋制溫度高于本發(fā)明范圍，表面粗糙度就變大。再有，像試驗(yàn)No.7那樣，邊緣部端面若熔融，就形成焊蠶(堆高)，有必要進(jìn)行焊蠶切削，因而制管速度降低到100m/min。再者，試驗(yàn)No.8是將邊緣部預(yù)熱到超過1300℃的溫度，焊縫質(zhì)質(zhì)量和表皮良好，制管速度也不降低。另外，試驗(yàn)No.9的減徑軋制溫度低于本發(fā)明范圍，因此軋制負(fù)荷高，多發(fā)生燒結(jié)缺陷。另外，本發(fā)明例的生產(chǎn)率高達(dá)60噸/小時(shí)，與切削焊蠶的過去電焊鋼管的生產(chǎn)率是15噸/小時(shí)相比，生產(chǎn)率顯著提高。本發(fā)明例的試驗(yàn)No.15、16，在成形前實(shí)施鋼帶的邊緣處理，使邊緣部角度形成直角，因此與不進(jìn)行邊緣部處理的其他試驗(yàn)No.1、2相比，扁平高度比變小。本發(fā)明例的試驗(yàn)No.17，將邊緣預(yù)熱，邊緣主加熱和固相加壓焊接的氣氛的露點(diǎn)控制在-20℃。借此，與不進(jìn)行氣氛中的露點(diǎn)控制的試驗(yàn)No.12相比，扁平高度比變小。發(fā)明的效果按照本發(fā)明，能夠穩(wěn)定地將開口管的兩邊緣部保持在能固相壓接的溫度區(qū)，能以高生產(chǎn)率制造具有優(yōu)良的焊縫質(zhì)量和表皮的鋼管，而且也能達(dá)到適應(yīng)小批量多品種生產(chǎn)的特別效果。特別利用本發(fā)明的制造方法，能夠得到耐溝狀腐蝕性良好、無鉤形裂紋的鋼管。表1-1*1熔融*2按露點(diǎn)控制表1-2</tables>*3進(jìn)口側(cè)的軋制溫度*4h扁平高度D鋼管的外徑*5在常溫軋制時(shí)作為100*6每10米鋼管制品權(quán)利要求1.鋼管的制造方法，其特征在于，a.從開卷機(jī)將鋼帶送料；b.接著利用下述的3個(gè)工序中的任一工序制成預(yù)熱的開口管；(1)在預(yù)熱后，利用成形輥將鋼帶成形，制成開口管，(2)利用成形輥將鋼帶成形，制成開口管后，將開口管全體預(yù)熱，(3)在預(yù)熱后，利用成形輥將鋼帶成形，制成開口管，再將開口管全體預(yù)熱，c.利用感應(yīng)加熱將該開口管的兩邊緣部預(yù)熱到居里點(diǎn)以上的溫度；d.再利用感應(yīng)加熱將該開口管的兩邊緣部主加熱到1300℃以上、熔點(diǎn)以下的溫度，以擠壓輥壓接該開口管，制成鋼管；e.在壓接后，使該鋼管的接合部外面的增壁部分平滑；f.將該鋼管切斷成規(guī)定的長(zhǎng)度或者卷取成螺旋狀。2.鋼管的制造方法，其特征在于，a.從開卷機(jī)將鋼帶送料；b.接著利用下述的3個(gè)工序中的任一工序制成預(yù)熱的開口管；(1)在預(yù)熱后，用成形輥將鋼帶成形，制成開口管，(2)用成形輥將鋼帶成形，制成開口管后，將開口管全體預(yù)熱，(3)在預(yù)熱后，用成形輥將鋼帶成形，制成開口管，再將開口管全體預(yù)熱，c.用感應(yīng)加熱將該開口管的兩邊緣部預(yù)熱到居里點(diǎn)以上的溫度；d.再用感應(yīng)加熱將該開口管的兩邊緣部主加熱到1300℃以上、熔點(diǎn)以下的溫度，以擠壓輥壓接該開口管，制成鋼管；e.在壓接后，使該鋼管的接合部外面的增壁部分平滑；f.強(qiáng)制冷卻該鋼管的接合部；g.接著將該鋼管的整個(gè)圓周方向進(jìn)行均熱處理；h.在125-725℃的溫度減徑軋制該鋼管；i.將該鋼管切斷成規(guī)定的長(zhǎng)度或卷取成螺旋狀。3.權(quán)利要求1或2所述的鋼管制造方法，其特征在于，在200-750℃的溫度進(jìn)行上述鋼帶和/或開口管的預(yù)熱。4.權(quán)利要求1或2所述的鋼管制造方法，其特征在于，在居里點(diǎn)以上、1300℃以下的溫度進(jìn)行上述開口管的兩邊緣部的預(yù)熱。5.權(quán)利要求1或2所述的鋼管制造方法，其特征在于，利用O.5-100KHz頻率的感應(yīng)加熱進(jìn)行上述開口管的兩邊緣部的預(yù)熱和主加熱。6.權(quán)利要求1或2所述的鋼管制造方法，其特征在于，在比大氣低的氧濃度的氣氛中進(jìn)行上述開口管的兩邊緣部的預(yù)熱。7.權(quán)利要求1或2所述的鋼管制造方法，其特征在于，在比大氣低的氧濃度的氣氛中進(jìn)行上述開口管的兩邊緣部的主加熱和上述壓接。8.權(quán)利要求6或7所述的鋼管制造方法，其特征在于，在露點(diǎn)為-10℃以下的氣氛中進(jìn)行上述兩邊緣部的預(yù)熱、上述兩邊緣部的主加熱和上述壓接。9.權(quán)利要求1或2所述的鋼管制造方法，其特征在于，將上述壓接后的接合部溫度保持在1300℃以上的時(shí)間tk是0.03秒以上，或者滿足下述式(1)tk≥a·exp[-b·(O2)c]……(1)式中，O2氣氛中的氧濃度(體積%)，a＝0.079，b＝1.5，c＝-0.14。10.權(quán)利要求1或2所述的鋼管制造方法，其特征在于，在利用成形輥成形前或成形后，使鋼帶的兩邊緣部端面平坦化，進(jìn)行使該兩邊緣端面的形成角度成為規(guī)定角度的邊緣處理。11.權(quán)利要求1或2所述的鋼管制造方法，其特征在于，在上述壓接時(shí)或壓接后使接合部?jī)?nèi)面的增壁部分平滑。12.權(quán)利要求1或2所述的鋼管制造方法，其特征在于，利用激光束、電子束或等離子束中的任一種進(jìn)行上述開口管的兩邊緣部的主加熱。13.權(quán)利要求2所述的鋼管制造方法，其特征在于，進(jìn)行上述鋼管的圓周方向的溫度差達(dá)到200℃以下的均熱處理。14.鋼管的制造設(shè)備，其特征在于，具備以下裝置將鋼帶送料的開卷機(jī)，預(yù)熱鋼帶的鋼帶預(yù)熱裝置和/或預(yù)熱開口管的開口管預(yù)熱裝置，由成形加工鋼帶的成形輥組組成的成形加工裝置，具有感應(yīng)加熱螺旋管的邊緣部預(yù)熱裝置，具有感應(yīng)加熱螺旋管的邊緣部主加熱裝置，使開口管接合的擠壓輥，使鋼管的接合部外面的增壁部分平滑的接合部外面平滑裝置和切斷裝置。15.鋼管的制造設(shè)備，其特征在于，具備以下裝置將鋼帶送料的開卷機(jī)，預(yù)熱鋼帶的鋼帶預(yù)熱裝置和/或預(yù)熱開口管的開口管預(yù)熱裝置，由成形加工鋼帶的成形輥組組成的成形加工裝置，具有感應(yīng)加熱螺旋管的邊緣部預(yù)熱裝置，具有感應(yīng)加熱螺旋管的邊緣部主加熱裝置，使開口管接合的擠壓輥，使鋼管的接合部外面的增壁部分平滑的接合部外面平滑裝置，強(qiáng)制冷卻鋼管的接合部的接合部冷卻裝置，加熱鋼管的鋼管均熱裝置、由將鋼管溫減徑軋制的數(shù)個(gè)減徑軋機(jī)組成的減徑加工裝置以及切斷裝置或者卷取裝置。16.權(quán)利要求14或15所述的鋼管制造設(shè)備，其特征在于，在上述成形加工裝置的入側(cè)或出側(cè)具備進(jìn)行鋼帶的邊緣處理的鋼帶邊緣處理裝置。17.權(quán)利要求14或15所述的鋼管制造設(shè)備，其特征在于，上述邊緣部預(yù)熱裝置和/或上述邊緣部主加熱裝置及上述擠壓輥具備能調(diào)整氣氛的封閉裝置。18.權(quán)利要求14或15所述的鋼管制造設(shè)備，其特征在于，在上述擠壓輥的出側(cè)具有使鋼管的接合部?jī)?nèi)面平滑的裝置，該裝置配備使鋼管的接合部?jī)?nèi)面的增壁部分平滑的軋輥。全文摘要提供一種制造鋼管的方法,該方法包括以下步驟:供給鋼帶;將該鋼帶加工成預(yù)熱的開口管;在高于居里點(diǎn)的溫度預(yù)熱開口管的兩相對(duì)的縱向邊緣;將開口管的兩相對(duì)的邊緣加熱到1300℃以上但低于鋼帶的熔點(diǎn),用擠壓輥將所得到的開口管進(jìn)行壓接而形成鋼管;將在焊縫外表面形成的鋼管的增壁部分平滑化;以及接著切斷或卷取所得到的鋼管。還提供一種適合于成型鋼管的設(shè)備。文檔編號(hào)B21B17/04GK1170643SQ9711481公開日1998年1月21日申請(qǐng)日期1997年6月11日優(yōu)先權(quán)日1996年6月11日發(fā)明者豐岡高明,板谷元晶,依藤章,橋本裕二,大西壽雄,田中伸樹,杉江善典,菅野康二,天立敏明申請(qǐng)人:川崎制鐵株式會(huì)社