專利名稱：含鈮承壓用無縫鋼管及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及屬于冶金材料領(lǐng)域，具體說，涉及一種含鈮承壓用無縫鋼管及其制備方法。
背景技術(shù)：
對(duì)于承壓用無縫鋼管來說，其耐高溫性與耐壓強(qiáng)度是主要的技術(shù)指標(biāo)，然而，目前所是用的承壓用無縫鋼管主要注重耐壓強(qiáng)度，而承壓用無縫鋼管另一個(gè)技術(shù)指標(biāo)耐高溫性在承壓用鋼要求日新月異的今天顯得越來越重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是提供一種含鈮承壓用無縫鋼管，具有較好的耐壓強(qiáng)度和耐高溫性。技術(shù)方案如下:一種含鈮承壓用無縫鋼管，其質(zhì)量百分的化學(xué)成分為:C0.10 0.16，Si0.17
0.35，Mn0.54 0.80，Cr ( 0.3，Mo ( 0.08，P 彡 0.02，S 彡 0.02，Nb0.001 0.005，Altol0.02 0.045, Ti0.02 0.04，Ni ( 0.3，Cu ^ 0.3 ;其余為 Fe，各成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)共計(jì)為 100%。進(jìn)一步:C的含量為0.14`，Si的含量為0.27，Mn的含量為0.58，Cr的含量為0.021，Mo的含量為0.005，P的含量為0.012，S的含量為0.006, Nb的含量為0.002，Altol的含量為0.023，Ti的含量為0.032，Ni的含量為0.009，Cu的含量為0.006。進(jìn)一步:C的含量為0.12，Si的含量為0.21 ,Mn的含量為0.55，Cr的含量為0.020，Mo的含量為0.006，P的含量為0.012，S的含量為0.007，Nb的含量為0.0021，Altol的含量為0.028，Ti的含量為0.033，Ni的含量為0.012，Cu的含量為0.008。進(jìn)一步:C的含量為0.12，Si的含量為0.23，Mn的含量為0.55，P的含量為0.013，S的含量為0.006，Cr的含量為0.022，Mo的含量為0.006，Altol的含量為0.020，Ni的含量為0.010，Cu的含量為0.007，Ti的含量為0.031，Nb的含量為0.0020。進(jìn)一步:C的含量為0.11，Si的含量為0.22，Mn的含量為0.54，P的含量為0.010，S的含量為0.005，Cr的含量為0.021，Mo的含量為0.005，Altol的含量為0.020，Ni的含量為0.011，Cu的含量為0.008，Ti的含量為0.030，Nb的含量為0.0022。本發(fā)明所解決的另一個(gè)技術(shù)問題是提供一種含鈮承壓用無縫鋼管的制備方法，生產(chǎn)得到的含鈮承壓用無縫鋼管具有較好的耐壓強(qiáng)度和耐高溫性。技術(shù)方案如下:一種含鈮承壓用無縫鋼管的制備方法，包括煉鋼生產(chǎn)過程、無縫鋼管的軋制過程和承壓用無縫鋼管熱處理過程；生產(chǎn)得到的含鈮承壓用無縫鋼管的質(zhì)量百分的化學(xué)成分為C0.10 0.16, Si0.17 0.35,Mn0.60 0.80, Cr ( 0.3,Mo ( 0.08,P ^ 0.02, S ^ 0.02，Nb0.001 0.005，Altol0.02 0.045，Ti0.02 0.04，Ni ( 0.3，Cu ( 0.3，其余為 Fe，各成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)共計(jì)為100%。進(jìn)一步，煉鋼生產(chǎn)過程包括:鐵水轉(zhuǎn)爐冶煉、LF精煉、VD脫氣和圓坯連鑄；所述轉(zhuǎn)爐冶煉采用100噸頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，采用脫硫鐵水，硅鐵、錳鐵等合金采用脫氧合金化，單渣工藝，終渣堿度按3.0控制，轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)成分控制碳不小于0.03%,磷不大于0.01%,鋼水溫度控制在1600°C以上，出鋼過程加入白灰塊100 300KG ;LF精煉采用單精煉生產(chǎn)，全過程按精煉正常吹氬，根據(jù)轉(zhuǎn)爐鋼水成分及溫度進(jìn)行造渣脫硫、鋼水升溫及成分調(diào)整；VD真空度^ 0.lOKPa，深真空時(shí)間彡13min，真空后喂硅鈣線150米，之后進(jìn)行軟吹，軟吹時(shí)間大于8分鐘；連鑄采用電磁攪拌方式，過冷度ΔΤ ( 30°C,拉速控制在1.0m/min恒定拉速。進(jìn)一步，無縫鋼管的軋制過程包括:圓坯鋸切、加熱、穿孔、軋管、張力減徑、取樣、冷卻、切頭尾、矯直、檢查、包裝、過磅和入庫；其圓坯穿孔時(shí)溫度為1250 1280°C，軋管時(shí)溫度為1180 1220°C，定張減時(shí)溫度為820 860°C。進(jìn)一步，承壓用無縫鋼管熱處理過程中，正火溫度為880 940°C，保溫20 40分鐘。技術(shù)效果包括:本發(fā)明提供了一種含鈮承壓用無縫鋼管及其制備方法，存在鈮元素的低碳鋼具有良好強(qiáng)度、韌性及高溫力學(xué)性能，用本發(fā)明技術(shù)方案制備的無縫鋼管具有很好的耐壓強(qiáng)度和耐高溫性。本發(fā)明含鈮承壓用無縫鋼管具有獨(dú)特的生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)工藝生產(chǎn)效率高、成本低、節(jié)能環(huán)保，無縫鋼管具有很好的耐壓強(qiáng)度和耐高溫性，適合于大規(guī)模生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明是利用包鋼自有礦石中天然含鈮的特性，冶煉出具有良好強(qiáng)度、韌性及高溫力學(xué)性能的鋼材，在 不增加生產(chǎn)成本的基礎(chǔ)上制備出機(jī)械性能良好的承壓用無縫鋼管。本發(fā)明中，含鈮承壓用無縫鋼管，其質(zhì)量百分的化學(xué)成分為:C0.10 0.16；Si0.17 0.35 ；Mn0.54 0.80 ；Cr 彡 0.3 ；Mo ( 0.08 ；P ( 0.02 ；S ( 0.02 ；Nb0.001
0.005 ；Altol0.02 0.045 ；Ti0.02 0.04 ；Ni ^ 0.3 ；Cu ^ 0.3 ;其余為 Fe，各成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)共計(jì)為100% ;該材料成分的合金元素Cr使鋼具有一定的的抗腐蝕能力；Mo提高鋼的高溫強(qiáng)度；Nb細(xì)化晶粒和降低鋼的過熱敏感性，提高高溫強(qiáng)度；Ti使鋼的內(nèi)部組織致密，細(xì)化晶粒；A1細(xì)化晶粒，提高沖擊韌性。本發(fā)明中的Nb并非為外加合金，而是包鋼自有礦石中天然含的鈮留存在最終成品鋼材中的含量。含鈮承壓用無縫鋼管的制備方法整體上包括三個(gè)步驟:煉鋼生產(chǎn)過程、無縫鋼管的軋制過程和承壓用無縫鋼管熱處理過程。鋼材冶煉連鑄工藝流程為:鐵水預(yù)處理一轉(zhuǎn)爐冶煉一LF精煉一VD脫氣一圓坯連鑄。其中冶煉采用100噸頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，采用脫硫鐵水，硅鐵、錳鐵等合金采用脫氧合金化，單渣工藝，終渣堿度按3.0控制，轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)成分控制碳不小于0.03%,磷不大于0.01%,鋼水溫度控制在1600°C以上，出鋼過程加入白灰塊100 300KG。LF精煉采用單精煉生產(chǎn)，全過程按精煉正常吹氬，根據(jù)轉(zhuǎn)爐鋼水成分及溫度進(jìn)行造渣脫硫、鋼水升溫及成分調(diào)整。VD真空度彡0.lOKPa，深真空時(shí)間彡13min，真空后喂硅鈣線150米，之后進(jìn)行軟吹，軟吹時(shí)間大于8分鐘。連鑄采用電磁攪拌方式，過冷度Δ T ( 30°C,拉速控制在1.0m/min恒定拉速,冷卻采用堆垛冷卻方式。
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)。無縫鋼管的軋制工藝為:圓坯一鋸切一加熱一穿孔一軋管一張力減徑一取樣一冷卻一切頭尾一矯直一檢查一包裝一過磅一入庫。其圓坯穿孔時(shí)溫度為1250 1280°C ;軋管時(shí)溫度為1180 1220°C ;定張減時(shí)溫度為820 860°C。應(yīng)用Φ 159mmPQF機(jī)組軋制規(guī)格為Φ 114mmX4.8mm的無縫鋼管為例，分批取六個(gè)樣品，各樣品化學(xué)成分如表I所示。1各樣品成分(質(zhì)量百分?jǐn)?shù)/%)
權(quán)利要求
1.一種含鈮承壓用無縫鋼管，其特征在于，其質(zhì)量百分的化學(xué)成分為:C0.10 0.16，Si0.17 0.35，Mn0.54 0.80，Cr ( 0.3，Mo ( 0.08，P 彡 0.02，S 彡 0.02，Nb0.001 0.005，Altol0.02 0.045，Ti0.02 0.04，Ni ( 0.3，Cu 彡 0.3 ;其余為 Fe，各成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)共計(jì)為100%。
2.如權(quán)利要求1所述的含鈮承壓用無縫鋼管，其特征在于:C的含量為0.14，Si的含量為0.27，Mn的含量為0.58，Cr的含量為0.021，Mo的含量為0.005，P的含量為0.012，S的含量為0.006，Nb的含量為0.002，Altol的含量為0.023，Ti的含量為0.032，Ni的含量為0.009，Cu的含量為0.006。
3.如權(quán)利要求1所述的含鈮承壓用無縫鋼管，其特征在于:C的含量為0.12，Si的含量為0.21，Mn的含量為0.55，Cr的含量為0.020，Mo的含量為0.006，P的含量為0.012，S的含量為0.007，Nb的含量為0.0021，Altol的含量為0.028，Ti的含量為0.033，Ni的含量為0.012，Cu的含量為0.008。
4.如權(quán)利要求1所述的含鈮承壓用無縫鋼管，其特征在于:C的含量為0.12，Si的含量為0.23，Mn的含量為0.55，P的含量為0.013，S的含量為0.006，Cr的含量為0.022，Mo的含量為0.006，Altol的含量為0.020，Ni的含量為0.010，Cu的含量為0.007，Ti的含量為0.031，Nb的含量為0.0020。
5.如權(quán)利要求1所述的含鈮承壓用無縫鋼管，其特征在于:C的含量為0.11，Si的含量為0.22，Mn的含量為0.54，P的含量為0.010，S的含量為0.005，Cr的含量為0.021，Mo的含量為0.005，Altol的含量為0.020，Ni的含量為0.011，Cu的含量為0.008，Ti的含量為0.030，Nb的含量為0.0022。
6.一種含鈮 承壓用無縫鋼管的制備方法，其特征在于:包括煉鋼生產(chǎn)過程、無縫鋼管的軋制過程和承壓用無縫鋼管熱處理過程；生產(chǎn)得到的含鈮承壓用無縫鋼管的質(zhì)量百分的化學(xué)成分為 C0.10 0.16, Si0.17 0.35,Mn0.60 0.80，Cr 彡 0.3，Mo 彡 0.08，P 彡 0.02，S 彡 0.02，Nb0.001 0.005，Altol0.02 0.045，Ti0.02 0.04，Ni ( 0.3，Cu 彡 0.3，其余為Fe，各成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)共計(jì)為100%。
7.如權(quán)利要求6所述的含鈮承壓用無縫鋼管的制備方法，其特征在于，煉鋼生產(chǎn)過程包括:鐵水轉(zhuǎn)爐冶煉、LF精煉、VD脫氣和圓坯連鑄；所述轉(zhuǎn)爐冶煉采用100噸頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，采用脫硫鐵水，硅鐵、錳鐵等合金采用脫氧合金化，單渣工藝，終渣堿度按3.0控制，轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)成分控制碳不小于0.03%，磷不大于0.01%，鋼水溫度控制在1600°C以上，出鋼過程加入白灰塊100 300KG ;LF精煉采用單精煉生產(chǎn)，全過程按精煉正常吹氬，根據(jù)轉(zhuǎn)爐鋼水成分及溫度進(jìn)行造渣脫硫、鋼水升溫及成分調(diào)整；VD真空度< 0.lOKPa，深真空時(shí)間^ 13min，真空后喂硅鈣線150米，之后進(jìn)行軟吹，軟吹時(shí)間大于8分鐘；連鑄采用電磁攪拌方式，過冷度ΔΤ< 30°C,拉速控制在1.0m/min恒定拉速。
8.如權(quán)利要求6所述的含鈮承壓用無縫鋼管的制備方法，其特征在于，無縫鋼管的軋制過程包括:圓坯鋸切、加熱、穿孔、軋管、張力減徑、取樣、冷卻、切頭尾、矯直、檢查、包裝、過磅和入庫；其圓坯穿孔時(shí)溫度為1250 1280°C，軋管時(shí)溫度為1180 12201:，定張減時(shí)溫度為820 860°C。
9.如權(quán)利要求6所述的含鈮承壓用無縫鋼管的制備方法，其特征在于，承壓用無縫鋼管熱處理過程中，正火溫度為880 940°C，保溫20 40分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含鈮承壓用無縫鋼管，其質(zhì)量百分的化學(xué)成分為C0.10～0.16，Si0.17～0.35，Mn0.54～0.80，Cr≤0.3，Mo≤0.08，P≤0.02，S≤0.02，Nb0.001～0.005，Altol0.02～0.045，Ti0.02～0.04，Ni≤0.3，Cu≤0.3；其余為Fe，各成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)共計(jì)為100％。本發(fā)明還公開了一種含鈮承壓用無縫鋼管的制備方法。利用本發(fā)明技術(shù)方案制備的無縫鋼管具有很好的耐壓強(qiáng)度和耐高溫性。
文檔編號(hào)C22C38/14GK103147003SQ20131009302
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月22日
發(fā)明者石曉霞, 劉金, 馬愛清, 程正方, 豐小冬, 張行剛 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司