一種含稀土高強(qiáng)高韌l555q管線用無(wú)縫鋼管及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種含稀土高強(qiáng)高韌L555Q管線用無(wú)縫鋼管及其生產(chǎn)方法，無(wú)縫鋼管以重量百分比90%的高爐鐵水與10%的優(yōu)質(zhì)廢鋼作為原料，管坯的化學(xué)成分按重量百分比分別為：C?0.06-0.13；Si?0.15-0.35；Mn?1.10-1.40；P≤0.020；S≤0.010；Cr?0.10-0.30；?V?0.03-0.09；Ti?0.01-0.03；Al?0.01-0.04；稀土元素RE?0.0005-0.0100；Cu＜0.10；余量為基體Fe和無(wú)法檢測(cè)的微量雜質(zhì)元素；無(wú)縫鋼管的力學(xué)性能：屈服強(qiáng)度600～680?MPa、殘余應(yīng)力≤30MPa、沖擊值≥160?J/cm2，晶粒度≥8.5級(jí)。其工藝流程簡(jiǎn)述為：鐵水預(yù)處理→頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉→LF爐精煉→VD真空處理→圓坯連鑄→切割→管坯加熱→穿孔→連軋→定（張減）徑→冷卻→鋸切→熱處理→矯直→探傷→倒棱。其優(yōu)點(diǎn)是：產(chǎn)品材料的雜質(zhì)元素含量低、強(qiáng)韌性匹配高、組織均勻細(xì)小、焊接性能良好。
【專利說明】—種含稀土高強(qiáng)高韌L555Q管線用無(wú)縫鋼管及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明屬于黑色金屬冶煉及金屬壓力加工領(lǐng)域，涉及一種含稀土高強(qiáng)高韌L555Q管線用無(wú)縫鋼管及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】:
[0002]管道運(yùn)輸因其具有經(jīng)濟(jì)高效，不間斷和無(wú)污染等特點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用，為了實(shí)現(xiàn)管線的長(zhǎng)距離運(yùn)輸而采用高壓力輸送，為了降低管道的鋪設(shè)成本和減少鋼材料的使用而采用高鋼級(jí)薄壁管，為了保證管線管的焊接性能而采用低碳當(dāng)量設(shè)計(jì)成分，低碳當(dāng)量與高強(qiáng)度相互矛盾。L555Q是管道支線的超高鋼級(jí)，國(guó)內(nèi)外相繼開發(fā)了 L555Q鋼級(jí)管線管，均可采用淬火+高溫回火的熱處理工藝，經(jīng)檢索，中國(guó)發(fā)明專利“一種無(wú)MoNbXSO管線鋼熱軋鋼板的制造方法”(專利申請(qǐng)?zhí)?CN 1011857945)，該發(fā)明屬于管線鋼領(lǐng)域，無(wú)縫管的制造方法未見報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0003]本發(fā)明的目的是提供一種雜質(zhì)元素含量低、強(qiáng)韌性匹配高、組織均勻細(xì)小、焊接性能良好的含稀土高強(qiáng)高韌L555Q管線用無(wú)縫鋼管及其生產(chǎn)方法。
[0004]本發(fā)明的含稀土高強(qiáng)高韌L555Q管線用無(wú)縫鋼管是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0005]以重量百分比90%的高爐鐵水與10%的優(yōu)質(zhì)廢鋼作為原料，管坯的化學(xué)成分按重量百分比分別為:C 0.06-0.13 ；Si 0.15-0.35 ；Mn 1.10-1.40 ；P ( 0.020 ；S ( 0.010 ；Cr
0.10-0.30 ； V 0.03-0.09 ;Ti 0.01-0.03 ；A1 0.01-0.04 ;稀土元素 RE 0.0005-0.0100 ；Cu < 0.10 ;余量為基體Fe和無(wú)法檢測(cè)的微量雜質(zhì)元素；無(wú)縫鋼管的力學(xué)性能:屈服強(qiáng)度600~680 MPa、殘余應(yīng)力≤30MPa、沖擊值≥160 J/cm2,晶粒度≥8.5級(jí)。
[0006]所述RE為Ce與La的混合稀土金屬，其重量百分比為:Ce 67%、La 33%。
[0007]本發(fā)明的生產(chǎn)方法如下:
[0008]首先對(duì)上述高爐鐵水進(jìn)行預(yù)處理，然后與上述優(yōu)質(zhì)廢鋼一同加入頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐進(jìn)行冶煉，再將冶煉好的鋼水裝入鋼水包進(jìn)入LF爐工位進(jìn)行精煉,精煉完成后進(jìn)入VD工位進(jìn)行真空脫氣處理，再進(jìn)行圓坯連鑄，并將連鑄坯切割成管坯，然后對(duì)連鑄管坯進(jìn)行加熱，對(duì)加熱好的管還進(jìn)行穿孔和連軋使其成為連軋管，對(duì)軋管進(jìn)行定張減徑后送入冷床冷卻，然后實(shí)施鋸切，對(duì)切好的套管進(jìn)行熱處理，然后進(jìn)行矯直，最后經(jīng)探傷檢測(cè)，合格者經(jīng)倒棱加工后即為管線管成品。
[0009]其工藝流程簡(jiǎn)述為:鐵水預(yù)處理一頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉一LF爐精煉一VD真空處理—圓還連鑄一切割一管還加熱一穿孔一連軋一定(張減)徑一冷卻一鋸切一熱處理一矯直—探傷一倒棱。
[0010]連鑄圓管坯的生產(chǎn)過程如下所述:
[0011]1、將高爐鐵水經(jīng)預(yù)處理，使得鐵水中的含S量(重量百分比)降低到0.010%以下。
[0012]2、將預(yù)處理后的鐵水兌入頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，加入(重量百分比)10%優(yōu)質(zhì)廢鋼，采用單渣工藝冶煉，控制終渣堿度和終點(diǎn)目標(biāo)，出鋼過程中進(jìn)行脫氧合金化，終脫氧采用有鋁脫氧工藝，出鋼過程必須擋渣或扒渣，出鋼過程中合金加完以后加入白灰塊。
[0013]3、在LF爐進(jìn)行精練:精煉全過程按要求正常吹A(chǔ)r，采用從低級(jí)數(shù)到高級(jí)數(shù)逐漸提高升溫速度的方式加熱提溫；根據(jù)轉(zhuǎn)爐鋼水成分及溫度進(jìn)行造渣脫硫、成分調(diào)整及升溫操作；采用造白渣操作。
[0014]4、LF爐精煉結(jié)束后保持底部軟吹A(chǔ)r，按預(yù)定加入量喂入稀土絲。
[0015]5、進(jìn)行VD真空處理:真空度≤0.lOKPa，深真空時(shí)間≥13分鐘。
[0016]6、喂入定長(zhǎng)硅鈣絲，喂絲后進(jìn)行8-10分鐘吹A(chǔ)r ;將經(jīng)過VD真空處理后的鋼水進(jìn)行圓坯連鑄，采用低拉速的恒速控制和電磁攪拌工藝并控制鋼水過熱度≤30°C ;鑄坯出二次冷卻區(qū)域后進(jìn)行矯直，然后切割為圓管坯。
[0017]對(duì)管坯進(jìn)行化學(xué)成分化驗(yàn)，管坯的化學(xué)成分應(yīng)符合下述要求(重量百分比％):C 0.06-0.13 ；Si 0.15-0.35 ；Mn 1.10-1.40 ；P ≤0.020 ；S≤0.010 ；Cr 0.10-0.30 ； V
0.03-0.09 ；Ti 0.01-0.03 ；A1 0.01-0.04 ;稀土元素 RE 0.0005-0.0100 ；Cu < 0.10 ;余量
為基體Fe和無(wú)法檢測(cè)的微量雜質(zhì)元素。
[0018]加入稀土元素能夠起到改善非金屬夾雜物形態(tài)、強(qiáng)化晶界和細(xì)化晶粒等作用，從而取得細(xì)晶強(qiáng)化和提高沖擊韌性的效果。
[0019]將成分化驗(yàn)合格及硫印不大于2.0級(jí)的連鑄圓管坯進(jìn)行制管，制管過程如下:
[0020]將管坯放入加熱爐進(jìn)行加熱，連續(xù)檢查并控制好加熱爐預(yù)熱段、加熱段、均熱段等各段的溫度，各段溫度的控制范圍見表1;
[0021 ] 表1 環(huán)形加熱爐各段溫度控制(°C )
[0022]
【權(quán)利要求】
1.一種含稀土高強(qiáng)高韌L555Q管線用無(wú)縫鋼管，其特征是:以重量百分比90%的高爐鐵水與10%的優(yōu)質(zhì)廢鋼作為原料，管坯的化學(xué)成分按重量百分比分別為:C 0.06-0.13 ；Si 0.15-0.35 ；Mn 1.10-1.40 ；P ( 0.020 ；S ( 0.010 ；Cr 0.10-0.30 ； V 0.03-0.09 ；Ti0.01-0.03 ；A1 0.01-0.04 ;稀土元素 RE 0.0005-0.0100 ；Cu<0.10 ;余量為基體Fe 和無(wú)法檢測(cè)的微量雜質(zhì)元素；無(wú)縫鋼管的力學(xué)性能:屈服強(qiáng)度600~680 MPa、殘余應(yīng)力< 30MPa、沖擊值≥160 J/cm2,晶粒度≥8.5級(jí)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含稀土高強(qiáng)高韌L555Q管線用無(wú)縫鋼管，其特征是:所述RE為Ce與La的混合稀土金屬，其重量百分比為:Ce 67%、La 33%。
3.一種根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的含稀土高強(qiáng)高韌L555Q管線用無(wú)縫鋼管的生產(chǎn)方法，其特征是:首先對(duì)上述高爐鐵水進(jìn)行預(yù)處理，使得鐵水中的含S重量百分比含量降低到0.010%以下；然后與上述優(yōu)質(zhì)廢鋼一同加入頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，采用單渣工藝冶煉，控制終渣堿度和終點(diǎn)目標(biāo)，出鋼過程中進(jìn)行脫氧合金化，終脫氧采用有鋁脫氧工藝，出鋼過程擋渣或扒渣，出鋼過程中合金加完以后加入白灰塊；再將冶煉好的鋼水裝入鋼水包進(jìn)入LF爐工位進(jìn)行精煉，精煉全過程按要求正常吹A(chǔ)r，采用從低級(jí)數(shù)到高級(jí)數(shù)逐漸提高升溫速度的方式加熱提溫；根據(jù)轉(zhuǎn)爐鋼水成分及溫度進(jìn)行造渣脫硫、成分調(diào)整及升溫操作；采用造白渣操作；LF爐精煉結(jié)束后保持底部軟吹A(chǔ)r，按預(yù)定加入量喂入稀土絲；然后進(jìn)入VD工位進(jìn)行真空脫氣處理，真空度< 0.lOKPa，深真空時(shí)間≥13分鐘，喂入定長(zhǎng)硅鈣絲，喂絲后進(jìn)行8-10分鐘吹A(chǔ)r ;將經(jīng)過VD真空處理后的鋼水進(jìn)行圓坯連鑄，采用低拉速的恒速控制和電磁攪拌工藝并控制鋼水過熱度< 30°C;鑄坯出二次冷卻區(qū)域后進(jìn)行矯直，然后切割為圓管坯；然后對(duì)連鑄管坯進(jìn)行加熱，對(duì)加熱好的管坯進(jìn)行穿孔和連軋使其成為連軋管，對(duì)軋管進(jìn)行定張減徑后送入冷床冷卻，然后實(shí)施鋸切，對(duì)切好的套管進(jìn)行熱處理，然后進(jìn)行矯直，最后經(jīng)探傷檢測(cè)，合格者經(jīng)倒棱加工后即為管線管成品。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含稀土高強(qiáng)高韌L555Q管線用無(wú)縫鋼管的生產(chǎn)方法，其特征是:熱處理采用調(diào)質(zhì)處理工藝:880~930°C保溫30~50min進(jìn)行水淬，580~640°C保溫60~80min進(jìn)行空冷；回火后執(zhí)行帶溫矯直，矯直溫度≥480 °C。
【文檔編號(hào)】C22C38/28GK103602905SQ201310145084
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月24日
【發(fā)明者】豐小冬, 劉金, 賀景春, 張行剛, 喬愛云, 王秀, 姜海龍, 石曉霞, 馬愛清 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司