无缝钢管的制造方法技术

一种同时减少内表面缺陷的无缝钢管的制造方法，该制造方法是包括穿孔轧制工序的无缝钢管的制造方法，其中，在设钢坯直径为Ｒ（ｍ）、钢坯的轴心部裂纹长度为ｒ（ｍ）、在上述钢坯从钢坯接触于轧辊至达到穿孔顶头为止的期间的旋转量的２倍为Ｎ时，同时满足下述式（１）～（３）的关系地进行穿孔轧制。０≤ｒ／Ｒ≤０．１３…（１），ｒ／Ｒ≥－０．１３Ｎ＋０．１３…（２），ｒ／Ｒ≤－０．０６５Ｎ＋０．３９…（３），由此，即使使用铁素体温度范围宽的铸件，也可以不产生钢管的穿孔轧制不良和内表面缺陷而廉价地制造高品质无缝钢管。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包括穿孔轧制工序的，更 详细地说，涉及用穿孔轧制法制造不产生内表面缺陷的无缝钢 管的方法。
技术介绍
受到原油、天然气等能源的需求增长的影响，油井和气井 的开发正蓬勃发展。近年来，与油井和气井都从陆地向海底转 移，油井内和气井内环境当然随着油井和气井的存在环境而严 酷化。考虑到用于大量输送的作业性和包括深海中的耐压性的铺 设环境，从油井和气井输送原油和天然气的管线，有进行朝大 直径化和厚壁化发展的设计的倾向。而且，从钢材特性方面考 虑，当然要求强度、特别是低温时的韧性，此外，从铺设性方 面考虑，要求焊接性。为了确保上述的特性中的焊接性，有效的是降低c含有率， 据此，把其他合金元素组合起来谋求强度的最佳化。此外，为了确保韧性，通过降低P、 S等杂质元素，而且，通过添加Ca 等来控制夹杂物的形态，调整钢成分组成和钢组织。另一方面，作为其制造工序，往往采用通过连续铸造制造 钢坯并对该钢坯进行穿孔轧制的工序。在上述连续铸造中，因 为从铸件的外周部向其中心部进行凝固，故在铸件的中心部附 近容易产生中心疏松、轴心部裂紋、中心偏析等缺陷。此外， 因为为了如上述那样确保焊接性而使C含有率降低，所以更加 扩大了由凝固初期的S铁素体相向v奥氏体相的相变导致的体 积收缩引起的裂紋。通过选取钢坯断面样品进行调查、测定，可以更容易^巴握 钢坯的轴心部裂紋量。此外，在轴心部裂紋大的情况下，因为 容易在作为制品的钢管的内表面上产生缺陷，所以报告了许多 通过抑制钢坯的轴心部裂紋而在钢管的内表面上不产生缺陷的 方法。例如，在日本特开2002 - 327234号公报中公开了如下的圓 钢坯及其制管方法使基于钢成分组成计算出的从液相向5铁 素体的相变温度、与从5铁素体向y奥氏体的相变温度的温度差 (D F)(以下还称为"铁素体温度范围(DF)")为150 。C以下，由此抑制在钢坯中央部处产生疏松等缺陷，即使在进行连续铸造的状 态下进行穿孔轧制也可以廉价地制造内表面缺陷少的无缝钢官。但是，为了完全满足从用户所要求的种种机械特性值，例的铸件来制管。进而，也有时必须在连续铸造的状态下对具有 中心疏松的圆钢坯进4亍穿孔轧制。如上所述，为了在即使是铁素体温度范围(DF)超过150。C 而具有较高成分组成的铸件，也不产生穿孔轧制引起的内表面 缺陷，制造品质良好的无缝钢管，还存在必须解决的问题。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述问题而作出的，其课题在于提供一种如 下的即使是铁素体温度范围超过15 0 。C 而具有较高成分组成的铸件，也不会因穿孔轧制而在管内表面 产生缺陷，可以廉价地制造品质良好的无缝钢管。为了解决上述课题，本专利技术人根据以往的问题，对如下的 进行了研究，得到下述(a) (e)的见解，并 完成了本专利技术，上述是通过适当组合钢坯 的铸造条件和穿孔轧制条件，可以预先防止穿孔不良、防止产 生内表面缺陷，并且可以提高制造成品率。(a) 从钢坯接触于轧辊至达到穿孔顶头之前，钢坯受到的回 转锻造次数(在使用二辊型穿轧机时为钢坯的旋转量的2倍)越 多，则钢坯达到穿孔顶头为止的变形越大，越容易在管内表面 产生缺陷(内表面斑痕缺陷)。(b) 从钢坯接触于轧辊起到到达穿孔顶头之前，钢坯的旋转 量越少，则虽然能抑制内表面产生斑痕缺陷，但是相反，有可 能产生由钢坯向轧辊的咬入性降低引起的咬入不良的问题。(c) 在钢坯的轴心部裂紋率大的情况下，由于存在对钢坯穿 孔轧制用的足够的起点，所以即使把穿轧机中的回转锻造次数 设定得少，钢坯的咬入性也良好。相反，如果把回转锻造次^: 设定得多，则容易产生内表面斑痕缺陷。(d) 在钢坯的轴心部裂紋率小的情况下，因为不存在对钢坯 穿孔轧制用的足够的起点，故如果把回转锻造次数设定得少， 则钢坯的咬入性容易恶化。相反，即使把回转锻造次数设定得 多，也不容易产生内表面斑痕缺陷。(e) 考虑到上述(a) (d),如果求出确保向穿轧机的咬入性且 不产生内表面斑痕缺陷地制造无缝钢管用的、回转锻造次数 (N),与钢坯的轴心部裂紋率(r/R)(钢坯的轴心部裂紋长度r (m) 除以钢坯的直径R(m)所得的值)的关系的适当范围，则成为同 时满足下述式(1) (3)的范围。0$r/R￡0.13 (1) r/R^- 0.13N+ 0.13 (2) r/R￡ - 0.065N + 0.39 (3)本专利技术是基于上述见解而完成的，其要旨在于下述(1)~(3) 中所示的。(l)一种降低内表面缺陷的，该制造方 法为包括穿孔轧制工序的，其特征在于， 设钢坯的直径为R(m)、钢坯的轴心部裂紋长度为r(m)、钢坯在 从上述钢坯接触于轧辊至到达穿孔顶头为止的期间的旋转量的 2倍为N时，同时满足下述式(1) (3)所表示的关系地进行穿孔轧 制。0$r/RS0.13 (1) r/R2- 0.13N+ 0.13 (2) r/R￡— 0.065N+ 0.39 (3)造方法，其特征在于，以质量％计，上述无缝钢管含有C: 0.02~0.15%、 Si: 0.05 0.4%、 Mn: 0.3~2.0%、以及作为杂 质的P: 0.03。/。以下和S: 0.03%以下，还含有Cu: 0.05 0.4%、 Cr: 0.05~0.6%、 Ni: 0.05~0.8%以及Mo: 0.03 0.5%中的一种以上元素，其余由Fe和杂质组成。(3)根据上述(l)或(2)中所述的，其特与钢坯直径R之比(r/R),此外，通过下述式(5)推定钢坯在从上 述钢坯接触于轧辊至到达穿孔顶头为止的期间的^走转量的2 倍、即N。r/R = {(8 + W)x(DFxVcxR2) - (16/R)}/1000 (4) N = 2xL/(Vs/EL)xBrps (5)式中，W表示钢坯的铸造时的比水量(L/kg-钢)，Vc表示 钢坯的铸造速度(m/min), DF表示铁素体温度范围(。C ), L表示从钢坯接触于轧辊的位置到穿孔顶头的前端的距离(m) ， Vs表图l是表示铸造的钢坯的轴心部裂紋率与穿孔轧制时的钢 坯的回转锻造次数的关系的适当范围的图。具体实施方式如前所述，本专利技术的方法是如下的 将根据钢坯的直径和钢坯的轴心部裂紋长度所求出的轴'《、部裂 紋率(r/R)、与钢坯从4妻触于轧辊至到达穿孔顶头为止的期间受 到的回转锻造次数N,调整至同时满足由上述式(1) (3)所表示 的关系的范围内。下面，更详细地说明本专利技术的无缝钢管的制 造方法。l)钢坯的轴心部裂紋率如前所述，由钢坯的轴心部裂紋长度(r)除以钢坯的直径(R) 而得到的值(r/R)来定义钢坯的轴心部裂紋率。在此，在钢坯的 轴心部存在多个轴心部裂紋时，用其中的最大裂紋长度作为轴 心部裂紋长度。部裂紋长度除以钢坯的直径来求出轴心部裂紋率，但方便的是， 进行操作预测后使用通过连续铸造的作业条件描述的推算式。本专利技术人从多个钢坯取样调查钢坯的铸造条件与轴心部裂 紋率的关系，发现轴心部裂紋率(r/R)可以通过下述式(4)来表示。<formula>formula see original document page 7</formula>式中，r/R表示轴心部裂紋率(-)，r表示钢坯的轴心部裂紋长度(m), R表示钢坯的直本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无缝钢管的制造方法，该制造方法是包括穿孔轧制工序的无缝钢管的制造方法，其特征在于，在设钢坯的直径为Ｒ（ｍ）、钢坯的轴心部裂纹长度为ｒ（ｍ）、上述钢坯从钢坯接触于轧辊至到达穿孔顶头为止的期间的旋转量的２倍为Ｎ时，同时满足下述式（１）～（３）所表示的关系地进行穿孔轧制，０≤ｒ／Ｒ≤０．１３（１）ｒ／Ｒ≥－０．１３Ｎ＋０．１３（２）ｒ／Ｒ≤－０．０６５Ｎ＋０．３９（３）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：筱木健一，村尾畅俊，
申请(专利权)人：住友金属工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]