雙相不鏽鋼管的製造方法、矯正方法、強度調整方法以及矯直機的操作方法

2023-06-09 06:15:01

專利名稱：雙相不鏽鋼管的製造方法、矯正方法、強度調整方法以及矯直機的操作方法
技術領域：
本發明涉及一種雙相不鏽鋼管的製造方法，特別是涉及一種在雙相不鏽鋼管的製造工序中使用的矯直機(矯直機)的矯正方法。

背景技術：
在此，由於雙相不鏽鋼的鐵素體相和奧氏體相是均勻地分散的，因此與奧氏體不鏽鋼或鐵素體不鏽鋼相比，雙相不鏽鋼是強度高的材料。因而，雙相不鏽鋼能夠易於進行強加工，出於加工方面的經濟性考慮，以前就用於廣泛的領域中。特別是，高Cr、高Mo的雙相不鏽鋼還具有優異的耐腐蝕性，因此能夠作為換熱器用、石油、化學工業用的工藝管道、管道用途而應用在許多領域中。
例如，在專利文獻1中公開了一種含有具備固溶強化功能的Cr、Mo、N等元素的耐海水性優異的高強度雙相不鏽鋼。在專利文獻2以及3中公開了一種除了含有上述的Cr、Mo、N、還含有W從而更加提高了耐腐蝕性的高強度雙相不鏽鋼。
在專利文獻4中公開了一種雙相不鏽鋼管的製造方法。在該方法中，準備具有規定的化學成分、參數PI(＝10C+16N+Si+1.2Mn+Ni+Co+Cr+3Mo)為35以上的雙相不鏽鋼管，之後，通過熱加工製造管坯、實施以斷面減少率計為10％以上的冷加工或溫熱加工以及固溶加熱處理。固溶加熱處理是通過在以規定速度升高了600～900℃的溫度範圍之後、在1020～1180℃的溫度範圍內均熱1分鐘以上、之後急速冷卻來進行的。
如上述專利文獻所述，以往通過調整化學成分、調整固溶熱處理條件等來調整雙相不鏽鋼管的機械強度。
但是，雙相不鏽鋼管是在採用定徑機、切割機等調整了管坯的尺寸之後、使用矯直機去除管的彎曲而使該管形成為筆直形狀、並且對橢圓形狀的外形進行矯正而進行的。
關於無縫鋼管的矯正方法，在專利文獻5中公開了這樣一種方法利用多輥矯直機和雙輥矯直機進行矯直，從而提高整個管的筆直度，在切割工序中減少端部切割量，上述多輥矯直機由將凹輥相面對地配置或呈交錯狀地配置而成的多個軋機構成，上述雙輥矯直機通過組合1對凹輥-凹輥或1對凹輥-凸輥而成。
圖1是表示多級輥式管矯直機的例子的示意圖。如圖1所示，多級輥式管矯直機(矯直機)包括3個以上具有孔型軋輥對R、R的軋機。孔型軋輥對的各輥R、R彼此帶有傾斜角地相面對。至少1個軋機(在圖1所示的例子中是#2)使其孔型中心軸不會與其他軋機的孔型中心軸重合地配置。(以下將該種配置叫做「偏置」。)。另外，配置在各軋機上的孔型軋輥對R、R的槽底部間隔小於各軋機進入側的管P的外徑，因此管P在各軋機中通過時被滾壓。在多級輥式管矯直機中，管P是在沿周向旋轉的同時沿圖1的箭頭方向被運送的，因此彎曲、截面形狀等被矯正。
輥式管矯直機的偏置量以及滾壓量是決定管P的矯直效果的重要因素，關於上述偏置量、滾壓量的設定方法，申請人提出了各種方法。
例如，申請人在專利文獻6中提出了一種測量在配置於各軋機上的孔型軋輥上產生的負荷、為了使其成為預先設定的適當的負荷而設定偏置量以及滾壓量的方法。
申請人:在專利文獻7中提出了一種預測孔型軋輥的磨損量、根據磨損量設定偏置量、滾壓量等的方法，在專利文獻8中提出了一種根據矯直過程中的管的變形趨勢的理論模式設定偏置量以及滾壓量的方法。
專利文獻1日本特開昭62-56556號公報 專利文獻2日本特開平5-132741號公報 專利文獻3日本特開平8-170153號公報 專利文獻4日本特開2002-241838號公報 專利文獻5日本特開2005-138164號公報 專利文獻6日本特開2001-179340號公報 專利文獻7日本特開平2-207921號公報 專利文獻8日本特公平4-72619號公報 本發明人研究了採用除了調整化學成分或調整固溶熱處理條件之外的手段來調整雙相不鏽鋼管的機械強度的方法。結果，著眼於用於確保鋼管的直線性以及圓度的矯直機。本發明人進行了潛心研究，發現通過調整矯直機的滾壓量能夠調整雙相不鏽鋼管的機械強度，從而完成了本發明。
另外，如上所述，在涉及矯直機的專利文獻5～8中，雖然對提高、穩定矯直效果這樣的事項進行了研究，但是關於將矯直機用於調整雙相不鏽鋼管的機械強度，沒有進行任何研究。


發明內容
本發明的目的在於提供能夠採用除了調整化學成分或調整固溶熱處理條件之外的手段調整雙相不鏽鋼管的機械強度的雙相不鏽鋼管的製造方法、矯正方法、強度調整方法以及矯直機的操作方法。
本發明的主旨在於下述(A)所示的雙相不鏽鋼管的製造方法、下述(B)所示的強度調整方法、下述(C)所示的矯正方法以及下述(D)所示的矯直機的操作方法。
(A)一種雙相不鏽鋼管的製造方法，其特徵在於，在使用多級輥式管矯直機由相面對的孔型軋輥對對雙相不鏽鋼管進行矯直時，下述式(1)所定義的A值大於2.0％且為3％以下， A＝(Di-Hi)/Di…(1) 其中，式(1)的各符號的意思如下所述 Di矯直機的第i軋機進入側處的管的外徑(mm) Hi矯直機的第i軋機的輥槽底部間隔(mm)。
(B)一種雙相不鏽鋼管的強度調整方法，其特徵在於，在使用多級輥式管矯直機由相面對的孔型軋輥對對雙相不鏽鋼管進行矯直時，下述式(1)所定義的A值大於2.0％且為3％以下， A＝(Di-Hi)/Di…(1) 其中，式(1)的各符號的意思如下所述 Di矯直機的第i軋機進入側的管的外徑(mm) Hi矯直機的第i軋機的輥槽底部間隔(mm)。
(C)一種雙相不鏽鋼管的矯正方法，其特徵在於，在使用多級輥式管矯直機由相面對的孔型軋輥對對雙相不鏽鋼管進行矯直時，下述式(1)所定義的A值大於2.0％且為3％以下， A＝(Di-Hi)/Di…(1) 其中，式(1)的各符號的意思如下所述 Di矯直機的第i軋機進入側的管的外徑(mm) Hi矯直機的第i軋機的輥槽底部間隔(mm)。
(D)一種矯直機的操作方法，其特徵在於，在使用多級輥式管矯直機由相面對的孔型軋輥對對雙相不鏽鋼管進行矯直時，在不需要改善機械強度時將下述式(1)所定義的A值調整為2.0％以下，在需要改善機械強度時將下述式(1)所定義的A值調整為大於2.0％且為3％以下， A＝(Di-Hi)/Di…(1) 其中，式(1)的各符號的意思如下所述 Di矯直機的第i軋機進入側的管的外徑(mm) Hi矯直機的第i軋機的輥槽底部間隔(mm)。
採用本發明，能夠利用矯直機調整雙相不鏽鋼管的機械強度，因此增加了化學成分以及熱處理條件的設計自由度。



圖1是表示多級輥式管矯直機的例子的示意圖。
圖2是將實施例的結果整理後得到的圖，表示常溫條件下的YS與A值的關係。
圖3是將實施例的結果整理後得到的圖，表示120℃的條件下的YS與A值的關係。

具體實施例方式 在本發明中，在利用多級輥式管矯直機(以下簡稱為「矯直機」)對雙相不鏽鋼管進行矯直時，在不需要改善機械強度時將下述式(1)所定義的A值調整為2.0％以下，在需要改善機械強度時將下述式(1)所定義的A值調整為大於2.0％且為3％以下， A＝(Di-Hi)/Di…(1) 其中，式(1)的各符號的意思如下所述 Di矯直機的第i軋機進入側的管的外徑(mm) Hi矯直機的第i軋機的輥槽底部間隔(mm)。
即、在矯直機中的雙相不鏽鋼管的滾壓量相對於外徑的比(A值)為2.0％以下時，由於在矯直前後機械強度沒有發生改變，因此能夠保持原狀態不變地維持通過適當調整化學成分以及熱處理條件而得到的強度。另一方面，本發明人發現在A值大於2.0％時，雙相不鏽鋼管的機械強度上升。因此，在需要進一步提高(改善)通過適當地調整化學成分、熱處理條件而得到的強度時，使A值處於大於2.0％的範圍中地調整滾壓量即可。
A值最好為2.5％以上。原因在於，通過本發明人的研究，發現只要將滾壓量調整成使A值為2.5％以上，不僅能提高常溫狀態下的拉伸強度，而且還能提高高溫(120℃)狀態下的拉伸強度。關於A值的上限，沒有特別限定，但在滾壓量過大時，雖然強度提高，但韌性有可能下降。因而，A值最好限制在3.0％以下。
在此，作為管的外徑的測量方法，有例如利用設置在矯直機前方的測量機進行測量的方法、在對管坯熱加工之後測量外徑而根據該測量值算出矯直機前方的外徑的方法等。另外，認為各軋機進入側的管的外徑與正前方的軋機的輥槽底部間隔相同，從而能省略測量軋機間的外徑。
對於偏置量(被偏置了的孔型軋輥對R、R的孔型中心軸與其他孔型軋輥對R、R的孔型中心軸的軸間距離)，沒有特別限定，例如最好設為位於矯直機的進入側的管的外徑的5％左右。
如上所述，使用矯直機能夠對雙相不鏽鋼管進行矯直的同時也進行強度調整，甚至能夠從相同化學成分的雙相不鏽鋼管的管坯得到強度不同的鋼管。
實施例 為了確認本發明的效果，首先製造了表1所示的那樣的雙相不鏽鋼管的管坯(外徑219.1mm、內徑159.1mm、長度8000mm)。接著進行了固溶處理(1080℃×30分)和矯直機的矯直。改變矯直機的滾壓條件來使用了矯直機。
表1
改變化學成分以及滾壓條件，實施常溫以及120℃條件下的拉伸試驗以及夏比衝擊試驗(-50℃、2mmV型凹口)，調查了機械強度。其結果如表2所示。
表2

A值是式(1)所定義的值。
關於韌性，評價了50℃L方向的斷口率。
○斷口率全為50％以上 ×存在斷口率小於50％的情況 圖2以及圖3均是將表2的結果整理後得到的圖，圖2表示常溫條件下的YS與A值的關係，圖3表示120℃時的YS與A值的關係。
如表2以及圖2所示，常溫條件下的YS值在A值達到2.0％之前幾乎沒有發生改變，但在A值大於2.0％時逐漸上升。另一方面，在A值大於3.0％的一部分的例子(No.13以及14)中發現韌性變差。另外，如表2以及圖3所示，關於120℃時的YS，從A值超過了2.5％時開始顯著增加。
工業實用性 採用本發明，能夠通過調整矯直機的滾壓量來調整雙相不鏽鋼管的機械強度，因此增大了化學成分以及熱處理條件的設計自由度。
權利要求
1.一種雙相不鏽鋼管的製造方法，其特徵在於，
在使用多級輥式管矯直機由相面對的孔型軋輥對對雙相不鏽鋼管進行矯直時，下述式(1)所定義的A值大於2.0％且為3％以下，
A＝(Di-Hi)/Di…(1)
其中，式(1)的各符號的意思如下所述
Di矯直機的第i軋機進入側的管的外徑(mm)
Hi矯直機的第i軋機的輥槽底部間隔(mm)。
2.一種雙相不鏽鋼管的強度調整方法，其特徵在於，
在使用多級輥式管矯直機由相面對的孔型軋輥對對雙相不鏽鋼管進行矯直時，下述式(1)所定義的A值大於2.0％且為3％以下，
A＝(Di-Hi)/Di…(1)
其中，式(1)的各符號的意思如下所述
Di矯直機的第i軋機進入側的管的外徑(mm)
Hi矯直機的第i軋機的輥槽底部間隔(mm)。
3.一種雙相不鏽鋼管的矯正方法，其特徵在於，
在使用多級輥式管矯直機並通過相面對的孔型軋輥對對雙相不鏽鋼管進行矯直時，下述式(1)所定義的A值大於2.0％且為3％以下，
A＝(Di-Hi)/Di…(1)
其中，式(1)的各符號的意思如下所述
Di矯直機的第i軋機進入側的管的外徑(mm)
Hi矯直機的第i軋機的輥槽底部間隔(mm)。
4.一種矯直機的操作方法，其特徵在於，
在使用多級輥式管矯直機由相面對的孔型軋輥對對雙相不鏽鋼管進行矯直時，在不需要改善機械強度時將下述式(1)所定義的A值調整為2.0％以下，在需要改善機械強度時將下述式(1)所定義的A值調整為大於2.0％且為3％以下，
A＝(Di-Hi)/Di…(1)
其中，式(1)的各符號的意思如下所述
Di矯直機的第i軋機進入側的管的外徑(mm)
Hi矯直機的第i軋機的輥槽底部間隔(mm)。
全文摘要
本發明提供雙相不鏽鋼管的製造方法、矯正方法、強度調整方法以及矯直機的操作方法。其中，在使用多級輥式管矯直機對雙相不鏽鋼管進行矯直時，在不需要改善機械強度時將下述式(1)所定義的A值調整為在2.0％以下，在需要改善機械強度時將下述式(1)所定義的A值調整為大於2.0％且為3％以下。由此，調整雙相不鏽鋼管的機械強度。A＝(Di-Hi)/Di…(1)。其中，式(1)的各符號的意思如下所述。Di矯直機的第i軋機進入側的管的外徑(mm)。Hi矯直機的第i軋機的輥槽底部間隔(mm)。
文檔編號B21D3/02GK101626849SQ200880002300
公開日2010年1月13日 申請日期2008年1月15日 優先權日2007年1月16日
發明者大迫一 申請人:住友金屬工業株式會社