一種核電用無縫鋼管材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種核電用無縫鋼管材料及其制備方法，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：C0.04-0.08、Si0.1-0.2、Mn1.5-2.0、Ni0.5-1.0、Co0.2-0.3、Cr0.15-0.25、Mo0.05-0.15、N0.003-0.06、Ta0.002-0.005、Ce0.003-0.006、Tm0.002-0.004，P≤0.03、S≤0.02，余量為Fe。本發(fā)明制得的核電用無縫鋼管強(qiáng)度高，韌性好，具有優(yōu)異的耐酸堿介質(zhì)腐蝕性、高溫穩(wěn)定性和抗疲勞性，經(jīng)久耐用。且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單易操作，成本低，經(jīng)濟(jì)效益好，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】—種核電用無縫鋼管材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種核電用無縫鋼管材料及其制備方法，屬于冶金材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]無縫鋼管是一種具有中空截面、周邊沒有接縫的圓形，方形，矩形鋼材。無縫鋼管是用鋼錠或?qū)嵭墓芘鹘?jīng)穿孔制成毛管，然后經(jīng)熱軋、冷軋或冷撥制成。無縫鋼管具有中空截面，大量用作輸送流體的管道，鋼管與圓鋼等實(shí)心鋼材相比，在抗彎抗扭強(qiáng)度相同時(shí)，重量較輕，是一種經(jīng)濟(jì)截面鋼材，廣泛用于制造結(jié)構(gòu)件和機(jī)械零件。核電站反應(yīng)堆系統(tǒng)管內(nèi)的介質(zhì)多為腐蝕性較大的液體，所以要求鋼管材料必須具有優(yōu)異的耐酸堿介質(zhì)腐蝕性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種耐酸堿介質(zhì)腐蝕性優(yōu)異的核電用無縫鋼管材料及其制備方法。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種核電用無縫鋼管材料，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:c 0.04-0.08、Si0.1-0.2, Mn 1.5-2.0, Ni 0.5-1.0, Co 0.2-0.3, Cr 0.15-0.25, Mo 0.05-0.15, N0.003-0.06、Ta 0.002-0.005、Ce 0.003-0.006、Tm 0.002-0.004，P ≤ 0.03、S ≤0.02，余
量為Fe。
[0005]一種核電用無縫鋼管材料的制備方法，包括以下步驟:
(I)按化學(xué)成分要求將配好的爐料加入電弧爐中熔煉，熔煉溫度為1550-1580°c，待爐料熔清80%以上，調(diào)整鋼水溫度至1600-1650°C，加入15_20kg/t鋼的造渣劑，保溫25-35min,扒渣，然后調(diào)整溫度至1620_1660°C，加入適量的硅鐵和焦炭脫氧10_15min，取樣分析并調(diào)整成分，當(dāng)鋼水溫度達(dá)到1640-1680°C即可出鋼，在出爐2-3min前往鋼水中插入1-1.5kg/t鋼的鋁餅進(jìn)行終脫氧；
(2)鋼水在鋼水包內(nèi)鎮(zhèn)靜3-5min后澆注，澆注溫度為1540_1560°C，并連鑄成圓坯，將制得的圓坯加熱至1220-1260°C，利用穿孔機(jī)對(duì)鋼管坯穿孔，將得到的鋼管坯以150-200 0C /h 升溫至 320-360°C，保溫 5_10h，再以 100_150°C /h 升溫至 520_550°C，保溫4-8h，然后以80-120°C /h降溫至280-320°C，保溫8-12h，再以150_200°C /h升溫至650-680°C，保溫 3-5h，再以 70-90°C /h 升溫至 760_780°C，保溫 2_3h，然后以 100_150°C /h降溫至560-580 V，保溫4-6h，再以80-120 V /h升溫至800-840 °C，保溫l_2h，再以200-250°C /h降溫至250-300°C，保溫8-12h，空冷至室溫，酸洗后熱軋壁厚至所需規(guī)格，開軋溫度為1140-1180°C，終軋溫度為920-960°C，然后張力減徑，張力減徑的溫度為940-980 0C ；
(3 )將上述制得的管材進(jìn)行熱處理:以100-150°C /h升溫至240-280 V，保溫4-8h，再以150-200°C /h升溫至580-620°C，保溫3-5h，然后以120_160°C /h降溫至260-290°C，保溫4-8h，空冷至室溫，然后以150-200°C /h升溫至360-420°C，保溫3_6h，再以 100-150°C /h 升溫至 620-660°C，保溫 2-4h，然后以 80-120°C /h 降溫至 520_550°C，保溫3-5h，再以120-160°C /h升溫至820-860°C，保溫l_2h，然后以240-280°C /h降溫至250-300°C，保溫5-10h，放入0-5°C冰鹽水中冷卻至50°C以下，取出管材以80_90°C /h升溫至 165-185°C，保溫 2-3h，再以 40_50°C /h 降溫至 80-90°C，保溫 3_4h，再以 50-60°C /h 升溫至195-215°C，保溫l_2h，空冷至室溫，再以55_65°C /h升溫至95_105°C，保溫2_3h，空冷至室溫；
(4)將上述熱處理后的管材經(jīng)矯直、探傷、噴標(biāo)識(shí)、包裝等后序工藝，即得成品。
[0006]所述的造渣劑的制備方法如下:a、取以下重量份的原料:石灰石15-20、白云石
5-10、高嶺土 10-15、鉀長(zhǎng)石5-10、菱鎂石4-8、鐵礦渣8_12、莫來砂3_6 ;b、取菱鎂石、硅灰石和招帆土混合均勻，濕法球磨12_24h,烘干,850-880°C煅燒30-40min,冷卻至室溫，再放入濃度為15-20%的鹽酸溶液中浸泡l_2h，過濾，濾渣用蒸餾水洗滌至中性，烘干，1220-1240°C煅燒l_2h，水淬，濕法球磨12_24h，過100-150目篩，烘干即得。
[0007]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明制得的核電用無縫鋼管強(qiáng)度高，韌性好，具有優(yōu)異的耐酸堿介質(zhì)腐蝕性、高溫穩(wěn)定性和抗疲勞性，經(jīng)久耐用。且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單易操作，成本低，經(jīng)濟(jì)效益好，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0008](I)按化學(xué)成分滿足如下質(zhì)量百分比為:C 0.04-0.08、Si 0.1-0.2、Mn 1.5-2.0、Ni 0.5-1.0、Co 0.2-0.3、Cr 0.15-0.25、Mo 0.05-0.15、N 0.003-0.06、Ta 0.002-0.005、Ce 0.003-0.006、Tm 0.002-0.004，P ≤ 0.03、S < 0.02，余量為 Fe 進(jìn)行配料，將配好的爐料加入電弧爐中熔煉，熔煉溫度為1560°C，待爐料熔清80%以上，調(diào)整鋼水溫度至1620°C，加入18kg/t鋼的造渣劑，保溫30min，扒渣，然后調(diào)整溫度至1650°C，加入適量的硅鐵和焦炭脫氧12min，取樣分析并調(diào)整成分，當(dāng)鋼水溫度達(dá)到1660°C即可出鋼，在出爐3min前往鋼水中插入1.5kg/t鋼的鋁餅進(jìn)行終脫氧；
(2)鋼水在鋼水包內(nèi)鎮(zhèn)靜4min后澆注，澆注溫度為1560°C，并連鑄成圓坯，將制得的圓坯加熱至1240°C，利用穿孔機(jī)對(duì)鋼管坯穿孔，將得到的鋼管坯以180°C /h升溫至340 V，保溫8h，再以150 V /h升溫至530 V，保溫6h，然后以100 V /h降溫至310°C，保溫10h，再以200°C /h升溫至670°C，保溫4h，再以85°C /h升溫至760°C，保溫3h，然后以1500C /h降溫至570°C，保溫5h，再以100°C /h升溫至820°C，保溫lh，再以220°C /h降溫至280°C，保溫10h，空冷至室溫，酸洗后熱軋壁厚至所需規(guī)格，開軋溫度為1160°C，終軋溫度為940°C，然后張力減徑，張力減徑的溫度為960°C ；
(3)將上述制得的管材進(jìn)行熱處理:以120°C /h升溫至250°C，保溫6h，再以180°C /h升溫至610°C，保溫4h，然后以140°C /h降溫至270°C，保溫6h，空冷至室溫，然后以1800C /h升溫至390°C，保溫5h，再以120°C /h升溫至640°C，保溫3h，然后以100°C /h降溫至540°C，保溫3h，再以140°C /h升溫至830°C，保溫lh，然后以260°C /h降溫至280°C，保溫8h，放入2V冰鹽水中冷卻至50°C以下，取出管材以90°C /h升溫至180°C，保溫2h，再以500C /h降溫至80°C，保溫4h，再以60°C /h升溫至205°C，保溫Ih，空冷至室溫，再以55°C /h升溫至05 °C，保溫2h，空冷至室溫；(4)將上述熱處理后的管材經(jīng)矯直、探傷、噴標(biāo)識(shí)、包裝等后序工藝，即得成品。
[0009]所述的造渣劑的制備方法如下:a、取以下重量(kg)的原料:石灰石15、白云石10、高嶺土 10、鉀長(zhǎng)石8、菱鎂石6、鐵礦渣10、莫來砂4 ;b、取菱鎂石、硅灰石和鋁礬土混合均勻，濕法球磨24h，烘干，880°C煅燒30min，冷卻至室溫，再放入濃度為20%的鹽酸溶液中浸泡Ih，過濾，濾渣用蒸餾水洗滌至中性，烘干，1240°C煅燒Ih，水淬，濕法球磨24h，過150目篩，烘干即得。 [0010]經(jīng)檢驗(yàn)，成品化學(xué)成分為:C0.062%、Si 0.14%、Mn 1.83%、Ni 0.79%、Co 0.25%、Cr 0.18%、Mo 0.087%、N 0.0041%、Ta 0.0033%、Ce 0.0054%、Tm 0.0036%、P 0.015%、S0.012%，余量為Fe ;力學(xué)性能為:抗拉強(qiáng)度462Mpa，屈服強(qiáng)度346Mpa，伸長(zhǎng)率35.3%，0°C沖擊功124J。
【權(quán)利要求】
1.一種核電用無縫鋼管材料，其特征在于，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:C0.04-0.08, Si 0.1-0.2, Mn 1.5-2.0, Ni 0.5-1.0, Co 0.2-0.3, Cr 0.15-0.25, Mo0.05-0.15,N 0.003-0.06,Ta 0.002-0.005,Ce 0.003-0.006,Tm 0.002-0.004，P ( 0.03、S≤0.02，余量為Fe。
2.如權(quán)利要求1所述的核電用無縫鋼管材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟:按化學(xué)成分要求將配好的爐料加入電弧爐中熔煉，熔煉溫度為1550-1580°C，待爐料熔清80%以上，調(diào)整鋼水溫度至1600-1650°C，加入15_20kg/t鋼的造渣劑，保溫25_35min，扒渣，然后調(diào)整溫度至1620-1660°C，加入適量的硅鐵和焦炭脫氧10-15min，取樣分析并調(diào)整成分，當(dāng)鋼水溫度達(dá)到1640-1680°C即可出鋼，在出爐2-3min前往鋼水中插入1-1.5kg/t鋼的鋁餅進(jìn)行終脫氧； 鋼水在鋼水包內(nèi)鎮(zhèn)靜3-5min后澆注，澆注溫度為1540_1560°C，并連鑄成圓坯，將制得的圓坯加熱至1220-1260°C，利用穿孔機(jī)對(duì)鋼管坯穿孔，將得到的鋼管坯以150-200°C /h 升溫至 320-360°C，保溫 5-10h，再以 100_150°C /h 升溫至 520_550°C，保溫 4_8h，然后以 80-120 V /h 降溫至 280-320 °C，保溫 8_12h，再以 150-200 V /h 升溫至 650-680 °C，保溫3-5h，再以70-90°C /h升溫至760-780°C，保溫2-3h，然后以100_150°C /h降溫至560-5800C，保溫 4-6h，再以 80_120°C /h 升溫至 800-840°C，保溫 l_2h，再以 200_250°C /h降溫至250-300°C，保溫8-12h，空冷至室溫，酸洗后熱軋壁厚至所需規(guī)格，開軋溫度為1140-1180°C，終軋溫度為920-960°C，然后張力減徑，張力減徑的溫度為940_980°C ；將上述制得的管材進(jìn)行熱處理:以100-150°C /h升溫至240-280°C，保溫4-8h，再以150-2000C /h 升溫至 580-620°C，保溫 3_5h，然后以 120-160°C /h 降溫至 260-290°C，保溫4-8h，空冷至室溫，然后以150-200°C/h升溫至360-420°C，保溫3-6h，再以100-150°C /h升溫至620-660°C，保溫2-4h，然后以80-120°C /h降溫至520_550°C，保溫3_5h，再以120-160°C /h 升溫至 820-860°C，保溫 l_2h，然后以 240_280°C /h 降溫至 250-300°C，保溫5-10h，放入0-5°C冰鹽水中冷卻至50°C以下，取出管材以80-90°C/h升溫至165_185°C，保溫 2-3h，再以 40-50°C /h 降溫至 80-90°C，保溫 3_4h，再以 50_60°C /h 升溫至 195_215°C，保溫l_2h，空冷至室溫，再以55-65°C /h升溫至95-105°C，保溫2_3h，空冷至室溫； 將上述熱處理后的管材經(jīng)矯直、探傷、噴標(biāo)識(shí)、包裝等后序工藝，即得成品。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電用無縫鋼管材料的制備方法，其特征在于，所述的造渣劑的制備方法如下:a、取以下重量份的原料:石灰石15-20、白云石5-10、高嶺土 10-15、鉀長(zhǎng)石5-10、菱鎂石4-8、鐵礦渣8-12、莫來砂3-6 ;b、取菱鎂石、硅灰石和鋁礬土混合均勻，濕法球磨12-24h，烘干，850-880°C煅燒30_40min，冷卻至室溫，再放入濃度為15-20%的鹽酸溶液中浸泡l_2h，過濾，濾渣用蒸餾水洗滌至中性，烘干，1220-1240°C煅燒l_2h，水淬，濕法球磨12-24h，過100-150目篩，烘干即得。
【文檔編號(hào)】C21D8/10GK103741062SQ201310715225
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】王德志, 王宗義, 朱先玉, 王德泉, 盧秉林 申請(qǐng)人:馬鞍山市盈天鋼業(yè)有限公司