[发明专利]无缝管的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用曼内斯曼-芯棒式无缝管轧机方式的无缝管的制造方法，特别是如下的无缝管的制造方法：对材质为不锈钢或13Cr钢等高合金钢的空心管坯进行拉伸轧制时，防止作为内表面控制工具的芯棒与空心管坯的烧接，有效抑制管内表面缺陷的产生。

背景技术

无缝管在能源、汽车、化学、产业机械、建筑等很多产业领域使用。特别是无缝管大多用于油井管、原料·气体的输送，在世界能源资源开发相关领域发挥着重要作用。

利用曼内斯曼-芯棒式无缝管轧机方式的无缝管的制造是经过例如图3所示的工序进行的。首先，作为无缝管的原料的钢坯1放入旋转炉床式加热炉2中进行加热。被旋转炉床式加热炉2加热的钢坯1从炉内抽出后，被穿轧机(穿孔轧制机)3穿孔轧制而成为空心管坯4。接着，对于空心管坯4，从后端侧向其内部插入芯棒5a，通过芯棒式无缝管轧机5进行拉伸轧制，成为管坯4a。进而其后从管坯4a中抽出芯棒5a。

在上述利用曼内斯曼-芯棒式无缝管轧机方式的无缝管的制造中，在用芯棒式无缝管轧机对空心管坯4进行拉伸轧制时，芯棒5a通常被插入到1100～1200℃的空心管坯4内，曝露于容易烧接的状态下，因而其外表面涂布润滑剂。该涂布的润滑剂起到保护被膜的作用，即，防止由芯棒5a和空心管坯4之间的烧接导致的熔接。作为被涂布到芯棒5a的表面的润滑剂，使用热条件下润滑性能优异的热轧用润滑剂。由于廉价且具有优异的润滑性能，大多使用例如以石墨为主成分的水溶性的石墨系润滑剂。该润滑剂通常从贮藏罐供给到生产线，从配置在即将把芯棒5a插入到空心管坯4之前的位置的环状喷嘴，向着通过其内部的芯棒5a的表面以喷淋状喷射润滑剂。这样，在芯棒5a的表面涂布根据经验确定的规定总量的润滑剂。

通过芯棒式无缝管轧机拉伸轧制得到的管坯的外径形状和壁厚受到各台辊的转速和辊孔型形状的影响，并根据芯棒5a和空心管坯4之间的摩擦系数的变化而受到影响。即，作为涂布到芯棒5a的润滑剂，使用降低与空心管坯4之间的摩擦系数的润滑剂，由此，使空心管坯4拉伸轧制过程中在圆周方向和长度方向均匀地变形而得到具有稳定的外径形状和壁厚分布的管坯。

在拉伸轧制后使用棒脱模(bar stripper)从管坯4a中抽出芯棒5a。但是，在此时，涂布到芯棒5a外表面的润滑剂的润滑性差的情况下，管坯4a和芯棒5a烧接，内表面产生缺陷。或者，芯棒5a没有被抽出。

通常，在热加工中，工具表面和被加工材料表面产生氧化皮，由该氧化皮形成的氧化铁皮膜、特别是由致密且硬度比较低的FeO、Fe₃O₄形成的皮膜会给加工时的润滑性带来良好的影响。但是，JIS规格所规定的SUS304系、SUS316系、SUS347系、SUS410系和SUS430系等不锈钢或STBA25、STBA26等合金钢与碳钢等普通钢不同，难以生成氧化皮。另外，这些钢具有高强度、高韧性等机械性质，因而所使用的工具也需要使用与其相适用的JIS-SKD61等Co-Mo系、Cr-Mo-V系的耐热性的低合金工具。这样的材质的工具本身也难以生成氧化皮。因此，加工中的轧制负荷和摩擦系数变高，芯棒5a和空心管坯4容易烧接。由此经常发生表面缺陷。不锈钢或合金钢的管产品由于要求高度的表面性状，因而产生这样的表面缺陷时，即使其是轻度的，也不可能直接作为产品出货，需要进行表面研磨等后续精加工处理。另外，在管表面产生深的缺陷时，该管成为次品。因此，在利用曼内斯曼-芯棒式无缝管轧机方式的无缝管的制造中，被涂布到芯棒5a的表面的润滑剂的性能不仅影响产品品质而且还会给生产率带来重大影响。

通常，芯棒插入到1100～1200℃的空心管坯内之后，被供给于拉伸轧制加工，  因而拉伸轧制刚刚结束之后成为100～400℃的高温。因此，芯棒在被供给到下一个空心管坯的拉伸轧制中之前的期间，被冷却，并再次涂布润滑剂。

对于涂布到该芯棒的润滑剂，在专利文献1中公开了如下技术：使由包含石墨粉末和具有反应固化性的水溶性树脂的第一液、与包含硼酸等的第二液组成的二液进行化学反应，使固化后的润滑皮膜介于空心管坯和芯棒之间，防止烧接。

另外，在专利文献2中公开了一种单液型润滑剂，其将上述专利文献1的第一液的水溶性树脂替换成聚合物，并还包含云母。

另外，在专利文献3中公开了如下技术，多次涂布同一润滑剂，确保规定厚度的润滑剂皮膜，防止烧接。

专利文献1：日本特开昭63-230797号公报

专利文献2：日本特开平8-165489号公报