專(zhuān)利名稱(chēng)：Cr-Mo-RE低合金高壓鍋爐無(wú)縫鋼管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無(wú)縫鋼管的制造技術(shù)，具體說(shuō)，涉及一種Cr-Mo-RE低合金高壓鍋爐無(wú)縫鋼管及其制造方法。
背景技術(shù)：
隨著無(wú)縫管所占工業(yè)用管市場(chǎng)份額的不斷增加，應(yīng)用于不同環(huán)境下的無(wú)縫管開(kāi)發(fā)也逐年深入。高壓鍋爐管用耐熱鋼的研制起始于上世紀(jì)三十年代。開(kāi)始由于服役溫度較低(< 450°C)，強(qiáng)度要求不高，一般采用一些低碳鋼(如10#、20#優(yōu)質(zhì)碳素鋼)。隨著動(dòng)力工業(yè)的發(fā)展，為了適應(yīng)鍋爐蒸汽參數(shù)不斷提高的需要，低碳鋼已不能滿足性能要求，開(kāi)始出現(xiàn)了含Mo的低合金熱強(qiáng)鋼，其使用溫度在450°C到520°C溫度范圍內(nèi)，其持久強(qiáng)度比20#鋼高1.5-2.0倍，可以說(shuō)Mo鋼的發(fā)展是近代低合金熱強(qiáng)鋼發(fā)展的源頭。此后又發(fā)展了 Cr-Mo系、Cr-Mo-V系低合金耐熱鋼和用于超超臨界電站鍋爐機(jī)組的高Cr (含Cr:9-12%)鋼及高溫合金。眾所周知，稀土作為合金元素適量加入鋼中，能夠凈化鋼液、使有害夾雜變性和脫氧合金化等作用，提高鋼材綜合力學(xué)性能、抗腐蝕性能、抗氧化性能和耐熱性。所以在Cr-Mo系合金鋼中加入微量稀土，代替一部分Cr降低合金總量達(dá)到提高材料高溫力學(xué)性能的目的。以降低材料成本提高其綜合性能作為發(fā)明出發(fā)點(diǎn)是非常有意義的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種Cr-Mo-RE低合金高壓鍋爐無(wú)縫鋼管，管材具有良好的耐高溫機(jī)械性能，提高了管材的使用周期和安全性能。

技術(shù)方案如下:
一種Cr-Mo-RE低合金高壓鍋爐無(wú)縫鋼管，管材按照質(zhì)量百分比的化學(xué)成分包括:C0.05 0.15, Si0.25 0.50, Mn0.30 0.60, Cr0.8 1.5, Mo0.8 1.0, P 彡 0.025,S彡0.025，Al ( 0.04，稀土 RE0.018 0.022，其余為Fe和夾雜，質(zhì)量分?jǐn)?shù)共計(jì)為100%。進(jìn)一步:管材按照質(zhì)量百分比的化學(xué)成分中，C為0.11，Si為0.30，Mn為0.36，Cr為1.0, Mo 為 0.8，P 為 0.014，S 為 0.004，Al 為 0.02，RE 為 0.01。進(jìn)一步:管材按照質(zhì)量百分比的化學(xué)成分中，C為0.13，Si為0.31 ,Mn為0.32，Cr為1.2，Mo 為 0.6，P 為 0.016，S 為 0.003，Al 為 0.03，RE 為 0.02。進(jìn)一步:按照質(zhì)量百分比的化學(xué)成分中，C為0.12，Si為0.38，Mn為0.33，Cr為0.9，Mo 為1.0，P 為 0.014，S 為 0.002，Al 為 0.04，RE 為 0.03。本發(fā)明所解決的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種Cr-Mo-RE低合金高壓鍋爐無(wú)縫鋼管的制造方法，生產(chǎn)的管材具有良好的耐高溫機(jī)械性能，提高了管材的使用周期和安全性能。技術(shù)方案如下:一種Cr-Mo-RE低合金高壓鍋爐無(wú)縫鋼管的制造方法，經(jīng)材料冶煉和無(wú)縫鋼管熱連軋兩個(gè)步驟后形成無(wú)縫鋼管，無(wú)縫鋼管管材按照質(zhì)量百分比的化學(xué)成分，包括:C0.05 0.15, Si0.25 0.50, Mn0.30 0.60, Cr0.8 1.5, Mo0.8 1.0, P 彡 0.025, S 彡 0.025,Al ( 0.04，稀土 RE0.018 0.022，其余為Fe和夾雜，質(zhì)量分?jǐn)?shù)共計(jì)為100%。進(jìn)一步:材料冶煉的步驟包括高爐鐵水冶煉、轉(zhuǎn)爐冶煉、鋼水精煉和鋼水連鑄形成圓鋼坯；其中，轉(zhuǎn)爐冶煉中，經(jīng)預(yù)處理后的鐵水進(jìn)入轉(zhuǎn)爐，吹氧脫碳升溫，冶煉后期加入硅鐵、錳鐵、鉻鐵和鑰鐵脫氧合金化，控制P和S成分，防止鋼液過(guò)氧化，出鋼溫度1600 16300C ;鋼水精煉采用鋼包精煉爐LF+真空脫氣爐VD全程吹氬工藝，精煉過(guò)程中分批次均勻加入C粉和Si粉，充分還原，保持還原氣氛，采用Al絲脫氧，后期采用稀土喂絲技術(shù)使稀土合金化；進(jìn)VD爐前，溫度為161(Tl630°C，w[S]彡0.007% ;LF爐精煉時(shí)間控制在45-60分鐘，入VD爐座包后先進(jìn)行測(cè)溫，將溫度控制在> 16200C，然后進(jìn)VD爐抽真空，真空度< 0.lOKPa，深真空時(shí)間彡15min ;鋼水連鑄形成鋼坯過(guò)程中，鋼水進(jìn)中包溫度控制在1550-1580°C，過(guò)熱度AT彡30°C，拉速控制在0.65-0.75m/min，矯直溫度彡950°C。 進(jìn)一步:無(wú)縫鋼管熱連軋過(guò)程中，鋼坯采用環(huán)形爐加熱，加熱完成后，進(jìn)入錐形穿孔機(jī)穿孔，其圓坯穿孔時(shí)溫度為1200 1260°C ;穿孔完成后采用微拉軋鋼軋制，軋管時(shí)溫度為1050 1150°C ;進(jìn)入再加熱爐加熱后經(jīng)張力減徑機(jī)軋制鋼管到最終尺寸，定張減時(shí)溫度為820 900°C，最后形成Cr-Mo-RE低合金高壓鍋爐無(wú)縫鋼管。進(jìn)一步:管材按照質(zhì)量百分比的化學(xué)成分中，C為0.11，Si為0.30，Mn為0.36，Cr為1.0, Mo 為 0.8，P 為 0.014，S 為 0.004，Al 為 0.02，RE 為 0.01。進(jìn)一步:管材按照質(zhì)量百分比的化學(xué)成分中，C為0.13，Si為0.31 ,Mn為0.32，Cr為1.2，Mo 為 0.6，P 為 0.016，S 為 0.003，Al 為 0.03，RE 為 0.02。進(jìn)一步:按照質(zhì)量百分比的化學(xué)成分中，C為0.12，Si為0.38，Mn為0.33，Cr為0.9，Mo 為1.0，P 為 0.014，S 為 0.002，Al 為 0.04，RE 為 0.03。技術(shù)效果包括: 本發(fā)明在Cr-Mo系合金鋼中加入微量稀土，形成Cr-M0-RE低合金高壓鍋爐管，最大限度滿足鍋爐蒸汽參數(shù)不斷提高的需求。在嚴(yán)厲的服役條件下，管材具有良好強(qiáng)度、韌性及力學(xué)性能，以及良好的耐高溫機(jī)械性能，提高了管材的使用周期和安全性能，符合國(guó)標(biāo)對(duì)高壓鍋爐無(wú)縫管的嚴(yán)格要求。以降低材料成本提高其綜合性能作為發(fā)明的出發(fā)點(diǎn)，取得大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的成功，具有良好的推廣價(jià)值。


圖1是本發(fā)明中各實(shí)例屈服強(qiáng)度的比較圖；圖2是本發(fā)明中各實(shí)例抗拉強(qiáng)度的比較圖；圖3是本發(fā)明中各實(shí)例伸長(zhǎng)率的比較圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明在Cr-Mo系合金鋼中加入微量稀土，代替一部分Cr降低合金總量達(dá)到提高材料高溫力學(xué)性能的目的。煉鋼生產(chǎn)工藝為:鐵水一轉(zhuǎn)爐煉鋼一LF精煉一VD脫氣一圓坯連鑄。轉(zhuǎn)爐冶煉采用KR (煉鋼鐵水預(yù)處理)預(yù)脫硫鐵水，硅鐵、錳鐵、鉻鐵和鑰鐵合金脫氧合金化，稀土喂絲技術(shù)，全過(guò)程按精煉正常吹氬；真空度< 0.lOKPa，深真空時(shí)間彡13min,過(guò)冷度AT<30°C。軋制工藝為:圓坯一鋸切一環(huán)形爐加熱一穿孔一PQF連軋一步進(jìn)式再加熱爐一張力減徑一冷床一定尺一矯直一潤(rùn)流探傷一人工檢測(cè)、噴標(biāo)一過(guò)膀一入庫(kù)。LF爐(LADLE FURNACE)即鋼包精煉爐，是鋼鐵生產(chǎn)中主要的爐外精煉設(shè)備。VD型鋼包精煉爐是在真空下吹氧、脫碳、真空除氣、真空下合金成分微調(diào)，主要用于精煉超低碳鋼和電工純鐵等；VD型鋼包精煉爐可對(duì)鋼水進(jìn)行一般的真空脫氣處理及真空下合金成分微調(diào)。下面對(duì)本發(fā)明中管材的生產(chǎn)過(guò)程作具體說(shuō)明。1.材料冶煉

1.1進(jìn)行鐵水冶煉；1.2轉(zhuǎn)爐冶煉；經(jīng)預(yù)處理后的鐵水進(jìn)入轉(zhuǎn)爐，吹氧脫碳升溫，冶煉后期加入硅鐵、錳鐵、鉻鐵和鑰鐵(具體化學(xué)成分如下表I所示)脫氧合金化，控制P、S成分，防止鋼液過(guò)氧化，出鋼溫度1600 1630°C。表I各種合金料主要化學(xué)成分(質(zhì)量百分比，%)
權(quán)利要求
1.一種Cr-M0-RE低合金高壓鍋爐無(wú)縫鋼管，其特征在于:管材按照質(zhì)量百分比的化學(xué)成分包括:C0.05 0.15，Si0.25 0.50，Mn0.30 0.60，Cr0.8 1.5，Mo0.8 1.0，P^0.025，S^0.025，Al ( 0.04，稀土 RE0.018 0.022，其余為 Fe 和夾雜，質(zhì)量分?jǐn)?shù)共計(jì)為100%。
2.如權(quán)利要求1所述的Cr-Mo-RE低合金高壓鍋爐無(wú)縫鋼管，其特征在于:管材按照質(zhì)量百分比的化學(xué)成分中，C為0.ll,Si為0.30,Mn為0.36,Cr為1.0,Mo為0.8，P為0.014，S 為 0.004，Al 為 0.02，RE 為 0.01。
3.如權(quán)利要求1所述的Cr-Mo-RE低合金高壓鍋爐無(wú)縫鋼管，其特征在于:管材按照質(zhì)量百分比的化學(xué)成分中，C為0.13, Si為0.31,Mn為0.32,Cr為1.2,Mo為0.6，P為0.016，S 為 0.003，Al 為 0.03，RE 為 0.02。
4.如權(quán)利要求1所述的Cr-Mo-RE低合金高壓鍋爐無(wú)縫鋼管 ，其特征在于:按照質(zhì)量百分比的化學(xué)成分中，C為0.12，Si為0.38，Mn為0.33，Cr為0.9，Mo為1.0，P為0.014，S為 0.002，Al 為 0.04，RE 為 0.03。
5.一種Cr-Mo-RE低合金高壓鍋爐無(wú)縫鋼管的制造方法，經(jīng)材料冶煉和無(wú)縫鋼管熱連軋兩個(gè)步驟后形成無(wú)縫鋼管，其特征在于:無(wú)縫鋼管管材按照質(zhì)量百分比的化學(xué)成分，包括:C0.05 0.15, Si0.25 0.50,Mn0.30 0.60, Cr0.8 1.5,Mo0.8 1.0,P ^ 0.025，S彡0.025，Al ( 0.04，稀土 RE0.018 0.022，其余為Fe和夾雜，質(zhì)量分?jǐn)?shù)共計(jì)為100%。
6.如權(quán)利要求5所述的Cr-Mo-RE低合金高壓鍋爐無(wú)縫鋼管的制造方法，其特征在于:材料冶煉的步驟包括高爐鐵水冶煉、轉(zhuǎn)爐冶煉、鋼水精煉和鋼水連鑄形成圓鋼坯；其中，轉(zhuǎn)爐冶煉中，經(jīng)預(yù)處理后的鐵水進(jìn)入轉(zhuǎn)爐，吹氧脫碳升溫，冶煉后期加入硅鐵、錳鐵、鉻鐵和鑰鐵脫氧合金化，控制P和S成分，防止鋼液過(guò)氧化，出鋼溫度1600 1630°C ;鋼水精煉采用鋼包精煉爐LF+真空脫氣爐VD全程吹氬工藝，精煉過(guò)程中分批次均勻加入C粉和Si粉，充分還原，保持還原氣氛，采用Al絲脫氧，后期采用稀土喂絲技術(shù)使稀土合金化；進(jìn)VD爐前，溫度為1610^1630°C, w[S] ( 0.007% ；LF爐精煉時(shí)間控制在45-60分鐘，入VD爐座包后先進(jìn)行測(cè)溫，將溫度控制在> 1620°C，然后進(jìn)VD爐抽真空，真空度< 0.lOKPa，深真空時(shí)間彡15min ;鋼水連鑄形成鋼坯過(guò)程中，鋼水進(jìn)中包溫度控制在1550-1580°C，過(guò)熱度ΔΤ ^ 30°C，拉速控制在0.65-0.75m/min，矯直溫度彡950°C。
7.如權(quán)利要求5所述的Cr-Mo-RE低合金高壓鍋爐無(wú)縫鋼管的制造方法，其特征在于:無(wú)縫鋼管熱連軋過(guò)程中，鋼坯采用環(huán)形爐加熱，加熱完成后，進(jìn)入錐形穿孔機(jī)穿孔，其圓坯穿孔時(shí)溫度為1200 1260°C ;穿孔完成后采用微拉軋鋼軋制，軋管時(shí)溫度為1050 1150°C ;進(jìn)入再加熱爐加熱后經(jīng)張力減徑機(jī)軋制鋼管到最終尺寸，定張減時(shí)溫度為820 9000C，最后形成Cr-Mo-RE低合金高壓鍋爐無(wú)縫鋼管。
8.如權(quán)利要求5所述的Cr-Mo-RE低合金高壓鍋爐無(wú)縫鋼管的制造方法，其特征在于:管材按照質(zhì)量百分比的化學(xué)成分中，C為0.11，Si為0.30 ,Mn為0.36，Cr為1.0 ,Mo為0.8，P 為 0.014，S 為 0.004，Al 為 0.02，RE 為 0.01。
9.如權(quán)利要求5所述的Cr-Mo-RE低合金高壓鍋爐無(wú)縫鋼管的制造方法，其特征在于:管材按照質(zhì)量百分比的化學(xué)成分中，C為0.13，Si為0.31 ,Mn為0.32，Cr為1.2，Mo為0.6，P 為 0.016，S 為 0.003，Al 為 0.03，RE 為 0.02。
10.如權(quán)利要求5所述的Cr-Mo-RE低合金高壓鍋爐無(wú)縫鋼管的制造方法，其特征在于:按照質(zhì)量百分比的化學(xué)成分中，C為0.12，Si為0.38，Mn為0.33，Cr為0.9，Mo為1.0，P 為 0.014，S 為 0.002，Al 為 0.04，RE 為 003。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種Cr-Mo-RE低合金高壓鍋爐無(wú)縫鋼管，管材按照質(zhì)量百分比的化學(xué)成分包括C0.05～0.15，Si0.25～0.50，Mn0.30～0.60，Cr0.8～1.5，Mo0.8～1.0，P≤0.025，S≤0.025，Al≤0.04，稀土RE0.018～0.022，其余為Fe和夾雜，質(zhì)量分?jǐn)?shù)共計(jì)為100％。本發(fā)明還公開(kāi)了一種Cr-Mo-RE低合金高壓鍋爐無(wú)縫鋼管的制造方法。利用本發(fā)明技術(shù)方案生產(chǎn)的管材具有良好的耐高溫機(jī)械性能，提高了管材的使用周期和安全性能。
文檔編號(hào)C22C38/12GK103074544SQ20131003137
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月28日
發(fā)明者宿成, 劉金, 董方, 張洪琳, 劉南 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司