一种含稀土高强高韧l555q管线用无缝钢管及其生产方法
【专利摘要】本发明涉及一种含稀土高强高韧L555Q管线用无缝钢管及其生产方法，无缝钢管以重量百分比90%的高炉铁水与10%的优质废钢作为原料，管坯的化学成分按重量百分比分别为：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；余量为基体Fe和无法检测的微量杂质元素；无缝钢管的力学性能：屈服强度600～680?MPa、残余应力≤30MPa、冲击值≥160?J/cm2，晶粒度≥8.5级。其工艺流程简述为：铁水预处理→顶底复吹转炉冶炼→LF炉精炼→VD真空处理→圆坯连铸→切割→管坯加热→穿孔→连轧→定（张减）径→冷却→锯切→热处理→矫直→探伤→倒棱。其优点是：产品材料的杂质元素含量低、强韧性匹配高、组织均匀细小、焊接性能良好。
【专利说明】—种含稀土高强高韧L555Q管线用无缝钢管及其生产方法
【技术领域】:
[0001]本发明属于黑色金属冶炼及金属压力加工领域，涉及一种含稀土高强高韧L555Q管线用无缝钢管及其生产方法。
【背景技术】:
[0002]管道运输因其具有经济高效，不间断和无污染等特点而得到广泛应用，为了实现管线的长距离运输而采用高压力输送，为了降低管道的铺设成本和减少钢材料的使用而采用高钢级薄壁管，为了保证管线管的焊接性能而采用低碳当量设计成分，低碳当量与高强度相互矛盾。L555Q是管道支线的超高钢级，国内外相继开发了 L555Q钢级管线管，均可采用淬火+高温回火的热处理工艺，经检索，中国发明专利“一种无MoNbXSO管线钢热轧钢板的制造方法”(专利申请号:CN 1011857945)，该发明属于管线钢领域，无缝管的制造方法未见报道。
【发明内容】
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[0003]本发明的目的是提供一种杂质元素含量低、强韧性匹配高、组织均匀细小、焊接性能良好的含稀土高强高韧L555Q管线用无缝钢管及其生产方法。
[0004]本发明的含稀土高强高韧L555Q管线用无缝钢管是这样实现的:
[0005]以重量百分比90%的高炉铁水与10%的优质废钢作为原料，管坯的化学成分按重量百分比分别为: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 ;余量为基体Fe和无法检测的微量杂质元素；无缝钢管的力学性能:屈服强度600~680 MPa、残余应力≤30MPa、冲击值≥160 J/cm2,晶粒度≥8.5级。
[0006]所述RE为Ce与La的混合稀土金属，其重量百分比为:Ce 67%、La 33%。
[0007]本发明的生产方法如下:
[0008]首先对上述高炉铁水进行预处理，然后与上述优质废钢一同加入顶底复吹转炉进行冶炼，再将冶炼好的钢水装入钢水包进入LF炉工位进行精炼,精炼完成后进入VD工位进行真空脱气处理，再进行圆坯连铸，并将连铸坯切割成管坯，然后对连铸管坯进行加热，对加热好的管还进行穿孔和连轧使其成为连轧管，对轧管进行定张减径后送入冷床冷却，然后实施锯切，对切好的套管进行热处理，然后进行矫直，最后经探伤检测，合格者经倒棱加工后即为管线管成品。
[0009]其工艺流程简述为:铁水预处理一顶底复吹转炉冶炼一LF炉精炼一VD真空处理—圆还连铸一切割一管还加热一穿孔一连轧一定(张减)径一冷却一锯切一热处理一矫直—探伤一倒棱。
[0010]连铸圆管坯的生产过程如下所述:
[0011]1、将高炉铁水经预处理，使得铁水中的含S量(重量百分比)降低到0.010%以下。
[0012]2、将预处理后的铁水兑入顶底复吹转炉，加入(重量百分比)10%优质废钢，采用单渣工艺冶炼，控制终渣碱度和终点目标，出钢过程中进行脱氧合金化，终脱氧采用有铝脱氧工艺，出钢过程必须挡渣或扒渣，出钢过程中合金加完以后加入白灰块。
[0013]3、在LF炉进行精练:精炼全过程按要求正常吹Ar，采用从低级数到高级数逐渐提高升温速度的方式加热提温；根据转炉钢水成分及温度进行造渣脱硫、成分调整及升温操作；采用造白渣操作。
[0014]4、LF炉精炼结束后保持底部软吹Ar，按预定加入量喂入稀土丝。
[0015]5、进行VD真空处理:真空度≤0.lOKPa，深真空时间≥13分钟。
[0016]6、喂入定长硅钙丝，喂丝后进行8-10分钟吹Ar ;将经过VD真空处理后的钢水进行圆坯连铸，采用低拉速的恒速控制和电磁搅拌工艺并控制钢水过热度≤30°C ;铸坯出二次冷却区域后进行矫直，然后切割为圆管坯。
[0017]对管坯进行化学成分化验，管坯的化学成分应符合下述要求(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
为基体Fe和无法检测的微量杂质元素。
[0018]加入稀土元素能够起到改善非金属夹杂物形态、强化晶界和细化晶粒等作用，从而取得细晶强化和提高冲击韧性的效果。
[0019]将成分化验合格及硫印不大于2.0级的连铸圆管坯进行制管，制管过程如下:
[0020]将管坯放入加热炉进行加热，连续检查并控制好加热炉预热段、加热段、均热段等各段的温度，各段温度的控制范围见表1;
[0021 ] 表1 环形加热炉各段温度控制(°C )
[0022]
【权利要求】
1.一种含稀土高强高韧L555Q管线用无缝钢管，其特征是:以重量百分比90%的高炉铁水与10%的优质废钢作为原料，管坯的化学成分按重量百分比分别为: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 ;余量为基体Fe 和无法检测的微量杂质元素；无缝钢管的力学性能:屈服强度600~680 MPa、残余应力< 30MPa、冲击值≥160 J/cm2,晶粒度≥8.5级。
2.根据权利要求1所述的含稀土高强高韧L555Q管线用无缝钢管，其特征是:所述RE为Ce与La的混合稀土金属，其重量百分比为:Ce 67%、La 33%。
3.一种根据权利要求1或2所述的含稀土高强高韧L555Q管线用无缝钢管的生产方法，其特征是:首先对上述高炉铁水进行预处理，使得铁水中的含S重量百分比含量降低到0.010%以下；然后与上述优质废钢一同加入顶底复吹转炉，采用单渣工艺冶炼，控制终渣碱度和终点目标，出钢过程中进行脱氧合金化，终脱氧采用有铝脱氧工艺，出钢过程挡渣或扒渣，出钢过程中合金加完以后加入白灰块；再将冶炼好的钢水装入钢水包进入LF炉工位进行精炼，精炼全过程按要求正常吹Ar，采用从低级数到高级数逐渐提高升温速度的方式加热提温；根据转炉钢水成分及温度进行造渣脱硫、成分调整及升温操作；采用造白渣操作；LF炉精炼结束后保持底部软吹Ar，按预定加入量喂入稀土丝；然后进入VD工位进行真空脱气处理，真空度< 0.lOKPa，深真空时间≥13分钟，喂入定长硅钙丝，喂丝后进行8-10分钟吹Ar ;将经过VD真空处理后的钢水进行圆坯连铸，采用低拉速的恒速控制和电磁搅拌工艺并控制钢水过热度< 30°C;铸坯出二次冷却区域后进行矫直，然后切割为圆管坯；然后对连铸管坯进行加热，对加热好的管坯进行穿孔和连轧使其成为连轧管，对轧管进行定张减径后送入冷床冷却，然后实施锯切，对切好的套管进行热处理，然后进行矫直，最后经探伤检测，合格者经倒棱加工后即为管线管成品。
4.根据权利要求3所述的含稀土高强高韧L555Q管线用无缝钢管的生产方法，其特征是:热处理采用调质处理工艺:880~930°C保温30~50min进行水淬，580~640°C保温60~80min进行空冷；回火后执行带温矫直，矫直温度≥480 °C。
【文档编号】C22C38/28GK103602905SQ201310145084
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年4月24日 优先权日:2013年4月24日
【发明者】丰小冬, 刘金, 贺景春, 张行刚, 乔爱云, 王秀, 姜海龙, 石晓霞, 马爱清 申请人:内蒙古包钢钢联股份有限公司