中口径厚壁低温用无缝钢管、其制造方法及应用与流程

文档序号:15457789发布日期:2018-09-15 01:39
本发明涉及钢管制造
技术领域
,具体而言,涉及一种中口径厚壁低温用无缝钢管、其制造方法及应用。
背景技术
:随着极地和海洋地区石油、天然气资源的不断勘探与开发,中口径厚壁高强度低温用无缝钢管的需求不断增加,其对产品的强度、低温韧性和焊接性能均有非常高的要求。目前,国内其它无缝钢管企业无法实现外径范围在300~400mm,壁厚大于40mm的中口径厚壁无缝钢管的生产。国内外使用的中口径厚壁高强度低温用钢管大多为焊管,通过大型锻压机将板材成型后再焊接而成,采用焊接工艺生产中口径厚壁高强度低温用钢管对成型工艺和焊接工艺要求非常高,相应的生产周期较长,生产成本较高。对于壁厚大于40mm的钢管,在保证一定的焊接性能基础上,如何实现高强度的同时,保持较好的低温冲击韧性一直是钢管行业的技术难题,良好的化学成分以及强韧性匹配涉及多项材料强韧化技术的综合运用。技术实现要素:本发明旨在提供一种中口径厚壁低温用无缝钢管、其制造方法及应用,以在保证一定的焊接性能、较高强度的基础上,提高中口径厚壁无缝钢管的低温冲击韧性。为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种中口径厚壁低温用无缝钢管。该中口径厚壁低温用无缝钢管的化学组分的重量百分比为C0.12~0.20%、Si0.10~0.40%、Mn1.00~1.50%、P≤0.015%、S≤0.003%、Cr0.90~1.30%、Mo0.40~0.80%、Ni1.10~1.70%、Al0.01~0.05%、余量为铁Fe和不可避免的杂质;优选的,中口径厚壁低温用无缝钢管的化学组分的重量百分比为C0.15~0.18%、Si0.20~0.25%、Mn1.30~1.40%、P≤0.015%、S≤0.003%、Cr1.00~1.15%、Mo0.50~0.55%、Ni1.40~1.50%、Al0.025~0.035%、余量为铁Fe和不可避免的杂质。根据本发明的一个方面,提供了一种上述中口径厚壁低温用无缝钢管的制造方法。该制造方法包括以下步骤:步骤S1,根据上述中口径厚壁低温用无缝钢管的化学组分进行配料,得到原料,并对原料进行冶炼得到坯料;步骤S2,对坯料进行热轧得到管坯;以及步骤S3,对管坯进行在线淬火和回火热处理得到中口径厚壁低温用无缝钢管。进一步地,步骤S1中原料的配料包括铁水、废钢、铁合金和铝中的多种。进一步地,步骤S1中得到原料后,具体包括:将原料经过电炉冶炼、炉外精炼、真空脱气以及弧形连铸得到坯料。进一步地,进行弧形连铸的过程中,拉坯速度控制在0.5~0.8m/min;结晶器的振动频率为180~230opm,振幅为±2~4mm,偏移量调整范围为10~30%。进一步地,步骤S2包括:步骤S21,将坯料加热至1250~1280℃,并保温420~450min,得到热坯;步骤S22,将热坯在1150~1200℃下进行锥形穿孔,得到毛管;步骤S23,利用轧管机将毛管进行轧管,得到荒管;以及步骤S24,对荒管进行定径得到管坯。进一步地,,步骤S21具体包括:将坯料依次经过预热段加热、加热Ⅰ段加热、加热Ⅱ段加热、加热Ⅲ段加热、加热Ⅳ段加热以及均热段,步骤S21的总处理时间大于或等于420min,其中,经过预热段加热后坯料的温度达到940~1000℃,经过加热Ⅰ段加热后坯料的温度达到1120~1160℃,经过加热Ⅱ段加热后坯料的温度达到1160~1200℃,经过加热Ⅲ段加热后坯料的温度达到1200~1240℃,经过加热Ⅳ段加热后坯料的温度达到1240~1280℃,然后在温度1250~1270℃的均热段均热120~150min后,得到热坯。进一步地,步骤S23中的轧管机为Φ720Pilger周期式轧管机组,轧管过程中毛管的喂入量为20~80mm,轧辊的转速在530~755rpm之间,风压在5.5~6.5bar之间。进一步地,步骤S3包括:步骤S31,在930~950℃下,对管坯进行在线淬火,保温240~270min后在水槽内快速冷却;以及步骤S32,在650~670℃下,对冷却后的管坯进行回火,回火时间保温360~400min后空冷得到无缝钢管。根据本发明的再一方面,提供了一种上述中口径厚壁低温用无缝钢管在极地和/或海洋环境中应用。应用本发明的技术方案,严格控制原料中各化学组分含量,通过各化学组分之间合理的配比,使得到的无缝钢管的强度和韧性均能够满足极地和海洋环境的高强度结构用钢管的特殊要求。具体实施方式需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。根据本发明一种典型的实施方式,提供一种中口径厚壁低温用无缝钢管。该中口径厚壁低温用无缝钢管的化学组分的重量百分比为C0.12~0.20%、Si0.10~0.40%、Mn1.00~1.50%、P≤0.015%、S≤0.003%、Cr0.90~1.30%、Mo0.40~0.80%、Ni1.10~1.70%、Al0.01~0.05%、余量为铁Fe和不可避免的杂质。其中,C含量控制在0.12~0.20%之间,能提高钢的淬透性,细化微观组织。C含量过高,对钢的韧性不利,增加钢的冷脆性、时效敏感性和焊接开裂敏感性;C含量过低,会降低钢的力学性能;Si元素含量控制在0.10~0.40%之间,Si是炼钢过程中重要的脱氧剂,既能实现脱除原料中氧的作用又能够抑制δ铁素体结晶,进而提高无缝钢管的韧性,Si含量过高会促进回火脆性的发展,使塑性降低;Mn含量控制在1.00~1.50%之间,既能提高原料的淬透性,稳定奥氏体组织,扩大γ相区的奥氏体,又不会因为Mn含量过高使得原料晶粒粗化,导致铸坯中出现偏析和裂纹以及增加钢的过热敏感性;Cr含量控制在0.90~1.30%,与Mn元素相互配合,既能提高原料的淬透性,在回火时Cr的碳化物较难溶解,在短时间加热下有阻碍晶粒长大作用,提高钢的回火稳定性;Mo含量控制在0.40~0.80%之间,通过其相变强化和固溶强化的性能提升无缝钢管的强度和韧性,同时可以降低回火脆性。但Mo含量过高会导致铁素体δ相或其它脆性相的出现而使韧性降低;Ni含量控制在1.10~1.70%,优选为1.10~1.50%之间,Ni为奥氏体稳定元素,尤其是对材料在低温下的稳定性至关重要,Ni降低韧脆转变温度的能力仅次于N,是金属元素中最好的降低韧脆转变温度元素,Ni有利于提高材料的淬透性和强度,同时还能提高材料的低温塑性以及焊接区域内热影响区和基体组织的均一性,但Ni也是一种较贵重的合金元素;同时,Al含量控制在0.01~0.05%之间。Al是钢良好的脱氧剂,可生成高度细碎的、超显微的氧化物,分散于钢体积中阻止钢加热时的晶粒长大,并且使其含量在0.05%以下能有助于钢的氮化,因而提高钢的热稳定性。S与P均为有害元素,其含量要严格控制,因此,P含量控制在0.015%以下,S含量控制在0.003%以下。优选的,所述中口径厚壁低温用无缝钢管的化学组分的重量百分比为C0.15~0.18%、Si0.20~0.25%、Mn1.30~1.40%、P≤0.015%、S≤0.003%、Cr1.00~1.15%、Mo0.50~0.55%、Ni1.40~1.50%、Al0.025~0.035%、余量为铁Fe和不可避免的杂质。应用本发明的技术方案,严格控制原料中各化学组分含量,通过各化学组分之间合理的配比,使得到的中口径厚壁无缝钢管的强度和韧性均能够满足极地和海洋环境的高强度结构用钢管的特殊要求。根据本发明一种典型的实施方式,提供一种上述中口径厚壁低温用无缝钢管的制造方法。该制造方法包括以下步骤:步骤S1,中口径厚壁低温用无缝钢管的化学组分进行配料,得到原料,并对原料进行冶炼得到坯料;步骤S2,对坯料进行热轧得到管坯;以及步骤S3,对管坯进行在线淬火和回火热处理得到中口径厚壁低温用无缝钢管。采用本发明的制造方法可以生产外径范围在300~400mm,壁厚大于40mm的中口径厚壁无缝钢管,钢管抗拉强度可达到800MPa以上,-60℃低温冲击韧性可达到150J以上,各项性能均能满足极地和海洋环境的高强度结构用钢管的特殊要求,实现了中口径厚壁无缝钢管高强度和高韧性的优良匹配。本申请为了进一步节约无缝钢管的制造成本并得到具有预定化学成分的原料,优选上述原料的配料包括铁水、废钢、铁合金和铝中的多种。其中铁合金、铝丝可以在冶炼过程中加入不仅能够补充原料中的化学成分,铝丝加到钢中将与氧发生反应生成Al2O3,在出钢、镇静和浇铸时生成的Al2O3大部分上浮排除,实现脱氧目的。优选的,步骤S1中得到原料后,具体包括:将原料经过电炉冶炼、炉外精炼、真空脱气以及弧形连铸得到坯料。采用本领域中常规的电炉冶炼、炉外精炼、真空脱气、弧形连铸对化学成分优化后的原料进行冶炼得到坯料,该坯料具有较好的淬透性。优选的,进行弧形连铸的过程中,拉坯速度控制在0.5~0.8m/min;结晶器的振动频率为180~230opm,振幅为±2~4mm,偏移量调整范围为10~30%。在弧形连铸过程中,结晶器以上述的频率振动使得钢水中的夹渣及气泡上浮,减少坯料表面夹渣、气孔、裂纹,而且采用振动装置将坯料的坯壳和结晶器内壁分离,既能保证坯壳在振动的状态下与管壁持续分离,又控制振动频率和振幅,保证了分离的稳定型,避免了在振动过程中坯壳产生粘结,进而造成圆管坯表面裂纹的产生。根据本发明一种典型的实施方式,步骤S2包括:步骤S21,将坯料加热,并均热至1250~1280℃,均热保温120~150min,得到热坯;步骤S22,将热坯在1150~1200℃下进行锥形穿孔,得到毛管;步骤S23,利用轧管机将毛管进行轧管,得到荒管;以及步骤S24,对荒管进行定径得到管坯。坯料加热后其内部组织更为均匀,并且在1130~1200℃(该温度是穿孔过程的温度,坯料从加热炉出来到开始穿孔有温降)下进行热穿孔配合对穿孔工艺参数的控制得到管径均匀、力学性能均一的毛管;进而保证了以该毛管得到的荒管的质量。优选的,步骤S21具体包括:将坯料依次经过预热段加热、加热Ⅰ段加热、加热Ⅱ段加热、加热Ⅲ段加热、加热Ⅳ段加热以及均热段,步骤S21的总处理时间大于或等于420min,其中,经过预热段加热后坯料的温度达到940~1000℃,经过加热Ⅰ段加热后坯料的温度达到1120~1160℃,经过加热Ⅱ段加热后坯料的温度达到1160~1200℃,经过加热Ⅲ段加热后坯料的温度达到1200~1240℃,经过加热Ⅳ段加热后坯料的温度达到1240~1280℃,然后在温度1250~1270℃的均热段均热120~150min后,得到热坯。通过上述的分段加热,使管坯逐步升高到均热温度,避免了升温速度过快造成热坯中产生裂纹的缺陷。优选的,步骤S23中的轧管机为Φ720Pilger周期式轧管机组,轧管过程中毛管的喂入量为20~80mm,轧辊的转速在530~755rpm之间,风压在5.5~6.5bar之间。Pilger周期式轧管机组的变形是三向压应力,具有锻造作用,有利于材料的致密性,从而实现了改善无缝钢管内部微观组织的目的。根据本发明一种典型的实施方式,步骤S3包括:步骤S41,在930~950℃下,对管坯进行淬火,保温240~270min后在水槽内快速冷却;以及步骤S32,在650~670℃下,对冷却后的管坯进行回火,保温360~400min后空冷得到无缝钢管。在930~950℃下淬火保温240~270min,保证了钢管奥氏体化的均匀性,同时使合金匀速充分溶解在奥氏体内;之后快速冷却,可以采用快速水冷;然后在650~670℃下回火保温360~400min,使合金元素从过饱和的固溶体中充分析出,得到弥散的碳化物并使回火后的组织趋向稳定,之后空冷。在上述热处理过程中,合金元素的作用得到充分发挥,进而提高钢管内部金相组织的稳定性,提高了无缝钢管的塑性和韧性。根据本发明一种典型的实施方式,无缝钢管采用Φ720Pilger周期式轧管工艺生产,它包括:管坯检验→管坯下料→环形炉加热→锥型辊穿孔机穿孔→Φ720Pilger周期式轧管机组热轧→步进炉再加热→高压水除鳞→定径→在线淬火→回火热处理→冷床冷却→理化性能检验→矫直→超声波探伤→人工检验→清洁、标识、包装→入库。应用本发明的技术方案,可得到一种中口径厚壁无缝钢管(外径D范围在300~400mm,壁厚t大于40mm,D/t值小于10),热处理后的抗拉强度可达到800MPa以上,-60℃低温冲击韧性可达到150J以上,可应用于极地和海洋环境的高强度结构用钢管。根据本发明一种典型的实施方式,提供一种上述任一种制造方法得到的无缝钢管。采用本申请的方法得到的无缝钢管中各化学组分的重量百分比为C0.12~0.20%、Si0.10~0.40%、Mn1.00~1.50%、P≤0.015%、S≤0.003%、Cr0.90~1.30%、Mo0.40~0.80%、Ni1.10~1.70%、Al0.01~0.05%、余量为铁Fe和不可避免杂质,而采用本申请的制造方法可得到外径范围在300~400mm,壁厚大于40mm的中口径厚壁无缝钢管,钢管抗拉强度可达到800MPa以上,-60℃低温冲击韧性可达到150J以上,具有较高的强度、低温韧性以及良好的焊接性能,各项性能完全能够满足极地和海洋环境的高强度结构用钢管的特殊要求,实现了中口径厚壁无缝钢管高强度和高韧性的优良匹配。根据本发明一种典型的实施方式,提供一种上述中口径厚壁低温用无缝钢管在极地和/或海洋环境中应用。以下将结合实施例,进一步说明本申请的有益效果。实施例仅为举例说明,其并不能限定本发明的保护范围,对于本领域技术人员而言,在本发明的启示与教导下,能够根据产品钢管的性能要求适当调节原料中化学成分的组成以及加热条件。实施例1(1)坯料的冶炼按照500kg/t的比例添加铁水和500kg/t的比例添加优质废钢,作为原料,经过45吨电炉冶炼、45吨精炼炉精炼,并且在冶炼过程中加入2.1kg/t硅铁、24kg/t低碳锰铁、1.3kg/t钒铁、18kg/t微碳铬铁、11kg/t钼铁、及少量铝丝和钛铁,将上述原料采用45吨真空脱气炉工艺进行钢水的真空冶炼;然后采用圆坯弧形连铸机进行连铸;在上述过程中,控制精炼炉钢包吊包钢水温度=液相线温度+(60~80)±10℃;中间包烘烤4.5小时,烘烤温度1100℃以上;拉坯速度控制在0.750m/min;结晶器的振动频率调整范围215opm,振幅调整范围±2~4mm,偏移量调整范围10~30%;结晶器冷却水量控制:4800L/min。将坯料切定尺后,进行缓冷。检测坯料中各化学成分的含量,检测结果见表1。表1元素CSiMnPSCrMoNiAl含量(wt%)0.170.251.320.0080.0011.150.551.450.031(2)钢管热轧坯料的加热:采用坯料生产,将坯料在环形炉内按照表2的加热制度进行加热。表2锥形穿孔:制备无缝钢管时,在穿孔温度为1195℃下进行锥形穿孔,坯料直径总压下率为15%,辊距为450mm,轧辊送进角为6°,轧辊辗轧角为5°,得到尺寸规格为的毛管。轧制:采用孔型为的Pilger周期式轧管机组对上述毛管进行轧制,毛管的喂入量在50mm,轧辊转速控制在650rpm,风压控制在6bar,得到规格为的荒管。热定径:将脱棒后的荒管经步进式再加热炉加热至950℃后,通过25MPa的高压水除磷装置,在3架相互紧靠及串列的三辊定径机架上进行定径过程,制得规格为的管坯。(3)热处理规格钢管加热至940±10℃,并保温时间240min,随后出炉采用水淬快速冷却至室温,钢管在水中冷却时间为180秒;然后在660±10℃下回火保温时间360min后空冷至室温,得到实施例1的无缝钢管。对实施例1的任意10根无缝钢管的尺寸进行测量,测量结果见表3;按照《钢产品力学性能试验的标准方法和定义》中规定的方法对实施例1的任意两根无缝钢管进行拉伸试验和冲击试验,试验结果见表4。表3表4由表3中的数据可以看出,产品的尺寸精度在标准要求范围之内,完全能够满足100ksi钢级低温用无缝钢管的要求;由表4中的数据可以看出,实施例1的钢管的屈服强度、拉伸强度、伸长率、低温冲击功与100ksi钢级的客户要求几乎相当或甚至更高,尤其是低温冲击功远远优于客户要求,因此,采用本申请的制造方法得到的无缝钢管的拉伸性能、冲击韧性和尺寸精度均十分优异,能够适用于极地和海洋环境的高强度结构用钢管的特殊要求。实施例2按照500kg/t的比例添加铁水和500kg/t的比例添加优质废钢,作为原料,经过45吨电炉冶炼、45吨精炼炉精炼,并且在冶炼过程中加入2.1kg/t硅铁、24kg/t低碳锰铁、1.3kg/t钒铁、18kg/t微碳铬铁、11kg/t钼铁、及少量铝丝和钛铁,将上述原料采用45吨真空脱气炉工艺进行钢水的真空冶炼;然后采用圆坯弧形连铸机进行连铸;在上述过程中,控制精炼炉钢包吊包钢水温度=液相线温度+(60~80)±10℃;中间包烘烤4.5小时,烘烤温度1100℃以上;拉坯速度控制在0.750m/min;结晶器的振动频率调整范围215opm,振幅调整范围±2~4mm,偏移量调整范围10~30%;结晶器冷却水量控制:4800L/min。将坯料切定尺后,进行缓冷。检测坯料中各化学成分的含量,检测结果见表5。表5元素CSiMnPSCrMoNiAl含量(wt%)0.160.211.350.0060.0011.090.521.470.033(2)钢管热轧坯料的加热:采用坯料生产,将坯料在环形炉内按照表6的加热制度进行加热。表6锥形穿孔:制备无缝钢管时,在穿孔温度为1195℃下进行锥形穿孔,坯料直径总压下率为15%,辊距为450mm,轧辊送进角为6°,轧辊辗轧角为5°,得到尺寸规格为的毛管。轧制:采用孔型为的Pilger周期式轧管机组对上述毛管进行轧制,毛管的喂入量在50mm,轧辊转速控制在650rpm,风压控制在6bar,得到规格为的荒管。热定径:将脱棒后的荒管经步进式再加热炉加热至950℃后,通过25MPa的高压水除磷装置,在3架相互紧靠及串列的三辊定径机架上进行定径过程,制得规格为的管坯。(3)热处理规格高尺寸精度钢管加热至940±10℃,并保温时间260min,随后出炉采用水淬快速冷却至室温,钢管在水中冷却时间为180秒;然后在660±10℃下回火保温时间380min后空冷至室温,得到实施例2的无缝钢管。对实施例2的任意10根无缝钢管的尺寸进行测量,测量结果见表7;按照《钢产品力学性能试验的标准方法和定义》中规定的方法对实施例2的任意两根无缝钢管进行拉伸试验和冲击试验,试验结果见表8。表7表8由表7中的数据可以看出,产品的尺寸精度在标准要求范围之内,完全能够满足100ksi钢级低温用无缝钢管的要求;由表8中的数据可以看出,实施例2的钢管的屈服强度、拉伸强度、伸长率、低温冲击功与100ksi钢级的客户要求几乎相当或甚至更高,尤其是低温冲击功远远优于客户要求,因此,采用本申请的制造方法得到的无缝钢管的拉伸性能、冲击韧性和尺寸精度均十分优异,能够适用于极地和海洋环境的高强度结构用钢管的特殊要求。实施例3按照500kg/t的比例添加铁水和500kg/t的比例添加优质废钢,作为原料,经过45吨电炉冶炼、45吨精炼炉精炼,并且在冶炼过程中加入2.1kg/t硅铁、24kg/t低碳锰铁、1.3kg/t钒铁、18kg/t微碳铬铁、11kg/t钼铁、及少量铝丝和钛铁,将上述原料采用45吨真空脱气炉工艺进行钢水的真空冶炼;然后采用圆坯弧形连铸机进行连铸;在上述过程中,控制精炼炉钢包吊包钢水温度=液相线温度+(60~80)±10℃;中间包烘烤4.5小时,烘烤温度1100℃以上;拉坯速度控制在0.750m/min;结晶器的振动频率调整范围215opm,振幅调整范围±2~4mm,偏移量调整范围10~30%;结晶器冷却水量控制:4800L/min。将坯料切定尺后,进行缓冷。检测坯料中各化学成分的含量,检测结果见表9。表9元素CSiMnPSCrMoNiAl含量(wt%)0.170.231.360.0090.0011.120.531.480.035(2)钢管热轧坯料的加热:采用坯料生产,将坯料在环形炉内按照表10的加热制度进行加热。表10锥形穿孔:制备无缝钢管时,在穿孔温度为1195℃下进行锥形穿孔,坯料直径总压下率为15%,辊距为450mm,轧辊送进角为6°,轧辊辗轧角为5°,得到尺寸规格为的毛管。轧制:采用孔型为的Pilger周期式轧管机组对上述毛管进行轧制,毛管的喂入量在50mm,轧辊转速控制在650rpm,风压控制在6bar,得到规格为的荒管。热定径:将脱棒后的荒管经步进式再加热炉加热至950℃后,通过25MPa的高压水除磷装置,在3架相互紧靠及串列的三辊定径机架上进行定径过程,制得规格为的管坯。(3)热处理规格钢管加热至940±10℃,并保温时间270min,随后出炉采用水淬快速冷却至室温,钢管在水中冷却时间为180秒;然后在660±10℃下回火保温时间400min后空冷至室温,得到实施例3的无缝钢管。对实施例3的任意10根无缝钢管的尺寸进行测量,测量结果见表11;按照《钢产品力学性能试验的标准方法和定义》中规定的方法对实施例3的任意两根无缝钢管进行拉伸试验和冲击试验,试验结果见表12。表11表12由表11中的数据可以看出,产品的尺寸精度在标准要求范围之内,完全能够满足100ksi钢级低温用无缝钢管的要求;由表12中的数据可以看出,实施例3的钢管的屈服强度、拉伸强度、伸长率、低温冲击功与100ksi钢级的客户要求几乎相当或甚至更高,尤其是低温冲击功远远优于客户要求,因此,采用本申请的制造方法得到的无缝钢管的拉伸性能、冲击韧性和尺寸精度均十分优异,能够适用于极地和海洋环境的高强度结构用钢管的特殊要求。对比例1按照500kg/t的比例添加铁水和500kg/t的比例添加优质废钢,作为原料,经过45吨电炉冶炼、45吨精炼炉精炼,并且在冶炼过程中加入2.1kg/t硅铁、23kg/t低碳锰铁、1.3kg/t钒铁、17.5kg/t微碳铬铁、11kg/t钼铁、及少量铝丝和钛铁,将上述原料采用45吨真空脱气炉工艺进行钢水的真空冶炼;然后采用圆坯弧形连铸机进行连铸;在上述过程中,控制精炼炉钢包吊包钢水温度=液相线温度+(60~80)±10℃;中间包烘烤4.5小时,烘烤温度1100℃以上;拉坯速度控制在0.750m/min;结晶器的振动频率调整范围215opm,振幅调整范围±2~4mm,偏移量调整范围10~30%;结晶器冷却水量控制:4800L/min。将坯料切定尺后,进行缓冷。检测坯料中各化学成分的含量,检测结果见表13。表13元素CSiMnPSCrMoNiAl含量(wt%)0.180.251.380.0070.0021.100.551.020.032(2)钢管热轧坯料的加热:采用坯料生产,将坯料在环形炉内按照表14的加热制度进行加热。表14锥形穿孔:制备无缝钢管时,在穿孔温度为1195℃下进行锥形穿孔,坯料直径总压下率为15%,辊距为450mm,轧辊送进角为6°,轧辊辗轧角为5°,得到尺寸规格为的毛管。轧制:采用孔型为的Pilger周期式轧管机组对上述毛管进行轧制,毛管的喂入量在50mm,轧辊转速控制在650rpm,风压控制在6bar,得到规格为的荒管。热定径:将脱棒后的荒管经步进式再加热炉加热至950℃后,通过25MPa的高压水除磷装置,在3架相互紧靠及串列的三辊定径机架上进行定径过程,制得规格为的管坯。(3)热处理规格钢管加热至940±10℃,并保温时间270min,随后出炉采用水淬快速冷却至室温,钢管在水中冷却时间为180秒;然后在660±10℃下回火保温时间400min后空冷至室温,得到对比例1的无缝钢管。对对比例1的任意10根无缝钢管的尺寸进行测量,测量结果见表15;按照《钢产品力学性能试验的标准方法和定义》中规定的方法对对比例1的任意两根无缝钢管进行拉伸试验和冲击试验,试验结果见表16。表15表16由表15中的数据可以看出,产品的尺寸精度在标准要求范围之内,能够满足100ksi钢级低温用无缝钢管的要求;由表16中的数据可以看出,对比例1的钢管的屈服强度、拉伸强度、伸长率、低温冲击功刚刚达到100ksi钢级的客户要求,富余量严重不足,尤其是低温冲击功远远低于实施例1、实施例2和实施例3,不能适用于极地和海洋环境的高强度结构用钢管的特殊要求。对比例2按照500kg/t的比例添加铁水和500kg/t的比例添加优质废钢,作为原料,经过45吨电炉冶炼、45吨精炼炉精炼,并且在冶炼过程中加入2.2kg/t硅铁、23kg/t低碳锰铁、1.4kg/t钒铁、17.2kg/t微碳铬铁、10.5kg/t钼铁、及少量铝丝和钛铁,将上述原料采用45吨真空脱气炉工艺进行钢水的真空冶炼;然后采用圆坯弧形连铸机进行连铸;在上述过程中,控制精炼炉钢包吊包钢水温度=液相线温度+(60~80)±10℃;中间包烘烤4.5小时,烘烤温度1100℃以上;拉坯速度控制在0.750m/min;结晶器的振动频率调整范围215opm,振幅调整范围±2~4mm,偏移量调整范围10~30%;结晶器冷却水量控制:4800L/min。将坯料切定尺后,进行缓冷。检测坯料中各化学成分的含量,检测结果见表17。表17(2)钢管热轧坯料的加热:采用坯料生产,将坯料在环形炉内按照表18的加热制度进行加热。表18锥形穿孔:制备无缝钢管时,在穿孔温度为1195℃下进行锥形穿孔,坯料直径总压下率为15%,辊距为450mm,轧辊送进角为6°,轧辊辗轧角为5°,得到尺寸规格为的毛管。轧制:采用孔型为的Pilger周期式轧管机组对上述毛管进行轧制,毛管的喂入量在50mm,轧辊转速控制在650rpm,风压控制在6bar,得到规格为的荒管。热定径:将脱棒后的荒管经步进式再加热炉加热至950℃后,通过25MPa的高压水除磷装置,在3架相互紧靠及串列的三辊定径机架上进行定径过程,制得规格为的管坯。(3)热处理规格钢管加热至940±10℃,并保温时间270min,随后出炉采用水淬快速冷却至室温,钢管在水中冷却时间为180秒;然后在660±10℃下回火保温时间400min后空冷至室温,得到对比例2的无缝钢管。对对比例2的任意10根无缝钢管的尺寸进行测量,测量结果见表19;按照《钢产品力学性能试验的标准方法和定义》中规定的方法对对比例2的任意两根无缝钢管进行拉伸试验和冲击试验,试验结果见表20。表19表20由表19中的数据可以看出,产品的尺寸精度在标准要求范围之内,能够满足100ksi钢级低温用无缝钢管的要求;由表20中的数据可以看出,对比例2的钢管的屈服强度、拉伸强度、伸长率、低温冲击功刚刚达到100ksi钢级的客户要求,富余量严重不足,尤其是低温冲击功远远低于实施例1、实施例2和实施例3,不能适用于极地和海洋环境的高强度结构用钢管的特殊要求。从以上的描述中,可以看出,本发明上述的实施例实现了如下技术效果:上述中口径厚壁无缝钢管的外径偏差为±1.6mm,壁厚偏差为±3.0mm,屈服强度在720MPa以上,抗拉强度在800MPa以上,-60℃夏比V型纵向全尺寸冲击功在150J以上。以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3 
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