一种含稀土l485qo海底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L485QO海底管线用无缝钢管及其生产方法，将高炉铁水进行预处理使其S含量降低到重量百分比0.010％以下；将处理后的高炉铁水和废钢加入顶底复吹转炉冶炼，出钢过程中采用所述脱氧合金进行脱氧合金化，终脱氧采用有铝脱氧工艺，出钢过程进行挡渣或扒渣，出钢过程中合金加完以后加入白灰块，之后将冶炼后的钢水加入LF炉精炼，精炼时吹氩气，采用逐渐提高升温速度的方式加热升温；之后进行造渣脱硫、成分调整及升温操作；采用造白渣操作并加入钒铁、钛铁合金；最后保持底部软吹氩气，加入稀土丝，之后进行VD真空处理、圆坯连铸、管坯加热、穿孔、连轧、定径、冷却、锯切、热处理、矫直、探伤、倒棱。
【专利说明】-种含稀土 L485Q0海底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【技术领域】，涉及一种含稀土高强高韧 L485Q0海底管线用无缝钢管及其生产方法。
【背景技术】
[0002] 我国海洋油气资源储量丰富，随着海上油气资源的开发，对海底管线管的需求将 与日俱增。恶劣的海洋环境对海底管线管的质量提出很高的要求，受铺设过程侧面弯曲和 海底水流变化的影响，要求海底管线管具有高的强度、高的韧性和高的尺寸精度。为了实现 管线的长距离运输，需要采用高压力输送；为了降低管道的铺设成本和减少钢材料的使用， 需要采用高钢级薄壁管；为了保证管线管的焊接性能，需要采用低碳当量设计成分，而低碳 当量与高强度相互之间存在矛盾。为此，特开发L485Q0海底管线用无缝钢管，
[0003] 经检索，中国发明专利"一种用于制作海底管线的钢板及其轧制方法"（专利申请 号：CN 200710052601. 7)，该发明基于钢板的轧制生产，不适用于无缝管的生产，其存在以 下问题和缺点：
[0004] 含有贵重元素 Mo、Ni和Nb,因此生产成本相对较高、生产工艺相对复杂、生产难度 相对较大。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种生产成本低、强韧性能匹配高、组织均匀细小、残余应力 低的含稀土 L485Q0海底管线用无缝钢管及其生产方法。
[0006] 为达以上目的，本发明一种含稀土 L485Q0海底管线用无缝钢管，所述无缝 钢管化学成分按重量百分比含量分别为：C 0.06 %-0.12 % ;Si 0.15 %-0.35 % ;Mn I. 20% -I. 50% ；P 0% -0. 020% ；S 0% -〇. 010% ；V 0. 03% -〇. 09% ；Ti 0. 01% -〇. 03% ； Al 0.01%-0.04% ;稀土元素 RE (λ 0005%-0.0100% ;Cu 0-0.10% ;余量为基体 Fe 和微 量杂质元素；其中稀土元素 RE组分为：67%的Ce和33%的La制成。
[0007] 其中所述含稀土 L485Q0海底管线用无缝钢管，包括以下重量份的组分制备而成：
[0008] 高炉铁水：90份；
[0009] 废钢：10 份；
[0010] 预脱氧合金：1. 5-2. 0份；
[0011] 铝铁合金：0· 03-0. 12 份；
[0012] 白灰块：0.2份；
[0013] 钒铁合金：0· 06-0. 18 份；
[0014] 钛铁合金：0· 04-0. 12 份；
[0015] 稀土丝：0.02 份；
[0016] 硅钙线：0.05份；
[0017] 其中所述稀土丝由稀土元素 RE组分为：67%的Ce和33%的La制成。
[0018] 其中所述预脱氧合金选自硅锰合金和锰铁合金任意比例的混合物。
[0019] 一种生产所述含稀土 L485Q0海底管线用无缝钢管的方法，包括如下步骤：
[0020] (1)高炉铁水预处理：将所述高炉铁水中S含量降低到重量百分比0. 010%以下；
[0021] (2)顶底复吹转炉冶炼：将所述处理后的高炉铁水和所述废钢加入顶底复吹转炉 冶炼，出钢过程中采用所述预脱氧合金进行预脱氧合金化，终脱氧采用铝铁合金进行有铝 脱氧工艺，出钢过程进行挡渣或扒渣，出钢过程中合金加完以后加入所述白灰块；
[0022] (3) LF炉精炼：将步骤（2)冶炼后的钢水加入LF炉精炼，精炼时吹氩气，采用从低 级数到高级数逐渐提高升温速度的方式加热升温将温度从1530°C升至1620°C;采用造白渣 操作并加入所述钒铁合金和所述钛铁合金；最后保持底部软吹氩气，加入所述稀土丝；
[0023] (4) VD真空处理：真空处理的真空度彡0· lOKPa，深真空时间彡13分钟后，喂入所 述硅钙丝，喂丝后进行> 8分钟软吹氩气；
[0024] (5)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彡30°C 进行圆坯连铸：铸坯出二次冷却区域后进行矫直，然后切割为圆管坯；
[0025] (6)之后进行管坯加热、穿孔、连轧、定径、冷却、锯切、热处理、矫直、探伤、倒棱，其 中热处理工艺为：900± KTC保温45min后出炉进行水淬，600±20°C保温70min后出炉进行 空冷；钢管矫直温度控制在520?530°C。
[0026] 其中所述预脱氧合金选自硅锰合金和锰铁合金任意比例的混合物。
[0027] 其中所述稀土丝由稀土元素 RE组分为：67%的Ce和33%的La制成。
[0028] 本发明与现有技术不同之处在于本发明取得了如下技术效果：
[0029] ①由于本产品不含有贵重元素 Mo、Ni和Nb,因此生产成本相对较低、生产难度相 对较小；
[0030] ②由于在500°C以上进行带温矫直，钢管的残余应力较低，残余应力：彡25MPa(采 用环切法）；
[0031] ③由于"含稀土元素的独特成分设计"结合成熟生产工艺，使得钢管的各项性能优 异，具体性能指标如下：
[0032] 屈服强度500?560MPa ;抗拉强度610?690MPa ;屈强比彡0· 85 ;延伸率 彡23% ;-15°C时的横向冲击值aKV彡150J/cm2 ;剪切比100% ;晶粒度彡8. 0级。
[0033] 本发明针对【背景技术】中存在的问题，通过"独特的化学成分设计和以高炉铁水为 原料的独特生产工艺"等技术措施，很好地解决了上述问题，取得了显著的进步。
【具体实施方式】
[0034] 以下结合实施例1?实施例3,对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详 细的说明。
[0035] 实施例1?实施例3的整个冶炼工艺、乳制工艺及热处理工艺完全相同，所不同的 只是合金加入量及化学成分，具体实施过程如下：
[0036] 将90吨高炉铁水用0. 03吨"金属镁粉"作脱硫预处理，使铁水中的含S量降低到 (重量百分比）0.010%以下；
[0037] 将所述的90吨预处理铁水兑入100吨级的顶底复吹转炉中，再加入10吨优质废 钢，然后采用单渣工艺进行冶炼，终渣中氧化钙与二氧化硅的重量百分比按3. 0控制，采用 硅锰和锰铁进行脱氧合金化，在出钢时采用的铝铁合金进行终脱氧，出钢过程必须挡渣，挡 渣失败必须扒渣,出钢过程中合金加完以后加入0. 2吨白灰块；
[0038] 将冶炼好的钢水装入钢水包进入LF炉工位进行精炼：精炼时按要吹氩气（氩气流 量为每分钟100标升），采用从低级数到高级数逐渐提高升温速度的方式加热升温将温度 从1530°C升至1620°C ;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，加入钒铁和钛铁合金；。
[0039] 当LF炉精炼结束后要保持底部软吹氩气（流量为每分钟40标升），同时加入0. 02 吨稀土丝；
[0040] 然后对精炼好的钢水再进行VD真空处理：深真空度< 0. lOKPa，深真空时间彡13 分钟；再喂入200米长（质量为0. 05吨）的硅钙线，喂丝后保持10分钟软吹氩气（流量为 每分钟40标升）。
[0041] 将经过VD真空处理后的钢水大包吊上钢包回转台进行5机5流圆坯连铸，钢水过 热度ΛΤ < 30°C ;铸坯出二次冷却区域后进行矫直，然后用火焰切割为圆管坯。
[0042] 实施例1?实施例3的具体合金加入量见表1。
[0043] 表1实施例1?实施例3中的合金加入量（公斤）
[0044]
【权利要求】
1. 一种含稀土 L485Q0海底管线用无缝钢管，其特征在于：所述无缝钢管化学成分 按重量百分比含量分别为：C 0.06%-0.12% ;Si 0.15%-0.35% ;Mn L 20%-L 50%; P0% -0. 020% ；S0% -0. 010% ；V 0. 03% -〇. 09%；Ti 0. 01% -〇. 03%；A1 0. 01% -〇. 04%； 稀土元素RE 0. 0005% -0. 0100% ;Cu〇-〇. 10% ;余量为基体Fe和微量杂质元素；其中稀土 元素RE组分为：67%的Ce和33%的La制成。
2. 根据权利要求1所述含稀土 L485Q0海底管线用无缝钢管，其特征在于其包括以下重 量份的组分制备而成： 高炉铁水：90份； 废钢：10份； 预脱氧合金：1. 5-2. 0份； 铝铁合金：〇. 03-0. 12份； 白灰块：0. 2份； 钒铁合金：〇. 06-0. 18份； 钛铁合金：〇. 04-0. 12份； 稀土丝：0. 02份； 硅钙线：0. 05份； 其中所述稀土丝由稀土元素RE组分为：67 %的Ce和33 %的La制成。
3. 根据权利要求1所述含稀土 L485Q0海底管线用无缝钢管，其特征在于所述预脱氧合 金选自娃猛合金和猛铁合金任意比例的混合物。
4. 一种生产如权利要求1-3中任一项所述含稀土 L485Q0海底管线用无缝钢管的方法， 其特征在于包括如下步骤： (1) 高炉铁水预处理：将所述高炉铁水中S含量降低到重量百分比0. 010%以下； (2) 顶底复吹转炉冶炼：将所述处理后的高炉铁水和所述废钢加入顶底复吹转炉冶 炼，出钢过程中采用所述预脱氧合金进行预脱氧合金化，终脱氧采用铝铁合金进行有铝脱 氧工艺，出钢过程进行挡渣或扒渣，出钢过程中合金加完以后加入所述白灰块； (3) LF炉精炼：将步骤（2)冶炼后的钢水加入LF炉精炼，精炼时吹氩气，采用从低级数 到高级数逐渐提高升温速度的方式加热升温将温度从1530°C升至1620°C;采用造白渣操作 并加入所述钒铁合金和所述钛铁合金；最后保持底部软吹氩气，加入所述稀土丝； (4) VD真空处理：真空处理的真空度< 0. lOKPa，深真空时间彡13分钟后，喂入所述硅 钙丝，喂丝后进行> 8分钟软吹氩气； (5) 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进行 圆坯连铸：铸坯出二次冷却区域后进行矫直，然后切割为圆管坯； (6) 之后进行管坯加热、穿孔、连轧、定径、冷却、锯切、热处理、矫直、探伤、倒棱，其中热 处理工艺为：900±10°C保温45min后出炉进行水淬，600±20°C保温70min后出炉进行空 冷；钢管矫直温度控制在520?530°C。
5. 根据权利要求4所述的含稀土 L485Q0海底管线用无缝钢管的生产方法，其特征在 于：所述预脱氧合金选自硅锰合金和锰铁合金任意比例的混合物。
6. 根据权利要求4所述的含稀土 L485Q0海底管线用无缝钢管的生产方法，其特征在 于：所述稀土丝由稀土元素RE组分为：67%的Ce和33%的La制成。
【文档编号】C22C33/04GK104313470SQ201410621086
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年11月6日 优先权日:2014年11月6日
【发明者】丰小冬, 贺景春, 王克忠, 康利明, 王庆敏, 赵美英, 刘淼, 刘红霞 申请人:内蒙古包钢钢联股份有限公司