一种含稀土q420结构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Q420结构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铬铁、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、连轧管、定张减径、冷床、锯切、矫直、热处理、探伤、倒棱。
【专利说明】-种含稀土 Q420结构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 Q420结构用无 缝钢管及其生产方法。
【背景技术】
[0002] 目前结构用无缝钢管对于钢管化学成分没有明确规定，只是规定了钢种
[0003] 的成分限制和钢管的性能要求，可以根据钢管性能设计化学成分。
[0004] 使用碳锰铬类钢种通过热处理手段如正火来获得需要的性能，可以节省成本、生 产Q420级别的结构用无缝钢管。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种Q420钢级结构用无缝钢管及其生产方法，本发明的生 产方法采用碳锰铬钢经过正火工艺可以在保证强度的前提下提高钢的塑
[0006] 性，使钢的冲击韧性提高，可以满足Q420钢级结构管在不同工况下的使用要求。
[0007] 为达以上目的，本发明一种含稀土 Q420结构用无缝钢管，所述无缝钢管化学成 分按重量百分比含量分别为：C 0.15-0. 20 ;Si 0.30-0. 50 ;Mn L 50-1. 70 ;P 彡 0.025; S 彡 0? 020 ;A1 0? 02-0. 05 ;Cr 0? 10-0. 30 ;Ti 0? 05-0. 10 ;稀土元素 REO. 020 ;余量为基体 Fe ;其中稀土元素 RE组分为：67%的Ce和33%的La制成。
[0008] 其中所述含稀土 Q420结构用无缝钢管，包括以下重量份的组分制备而成：
[0009] 高炉铁水：90份；
[0010]废钢：10 份；
[0011] 预脱氧合金：1. 8-2. 7份；
[0012] 铝铁合金：0? 03-0. 12 份；
[0013] 白灰块：0.2份；
[0014] 铬铁合金：0? 08-0. 20 份；
[0015] 钛铁合金：0? 04-0. 12 份；
[0016] 稀土丝：0.02 份；
[0017] 硅钙线：0.05份；
[0018] 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。
[0019] 其中所述预脱氧合金选自硅锰合金、锰铁合金和铬铁合金两种或两种以上任意比 例的混合物。
[0020] 一种生产所述含稀土 Q420结构用无缝钢管的方法，包括如下步骤：
[0021] (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；
[0022] (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；
[0023] (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 操作并加入所述铬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；
[0024] (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8-10分钟软吹氩气；
[0025] (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；
[0026] (6)之后进行管坯加热、穿孔、连轧管、定张减径、冷床、锯切、矫直、热处理、探伤、 倒棱，其中热处理工艺为：880?930°C保温30?50min进行水淬，580?630°C保温60? SOmin进行空冷；回火后执行带温矫直，矫直温度> 500°C ;然后对钢管逐支进行探伤检测， 合格者在两端进行倒棱加工。
[0027] 其中所述预脱氧合金选自硅锰合金、锰铁合金和铬铁合金两种或两种以上任意比 例的混合物。
[0028] 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。
[0029] 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：
[0030] 本发明采用ISMnCrRE钢种，材料成分设计合理，结构管的材料中不含钥镍等贵金 属元素，其热处理工艺采用正火，对环境没有影响，且成本较低，在保证强度的前提下大大 提高了钢的塑性，使钢管的冲击韧性提高，可以满足Q420钢级结构管在不同工况下的使用 要求。
【具体实施方式】
[0031] 以下结合实施例，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。
[0032] 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；
[0033] 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、锰铁和铬铁进行脱氧合金化，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〇. 2吨白灰块；
[0034] 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1〇〇标升），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，加入铬铁和钛铁合金；。
[0035] 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；
[0036] 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）。
[0037] 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AT < 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。
[0038] 所述稀土元素 RE为：67%的Ce+33 %的La构成的混合稀土金属，其化学成分及其 含量合格。
[0039] 硫印：均不超过I. 0级，低倍检验合格。
[0040] 将化、检验合格的管坯进行制管，制管过程如下：
[0041] 为了使管坯具有良好的轧制性能，要连续检测并控制加热炉的各加热段温
[0042] 度，保证加热透彻均匀而不过热，环形炉各段的温度见表1。
[0043] 表1环形加热炉各段温度控制
[0044]
【权利要求】
1. 一种含稀土 Q420结构用无缝钢管，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? 15-0. 20 ;Si 0? 30-0. 50 ;Mn 1. 50-1. 70 ;P 彡 0? 025 ;S 彡 0? 020 ;A1 0? 02-0. 05 ;Cr 0? 10-0. 30 ;Ti 0? 05-0. 10 ;稀土元素 REO. 020 ;余量为基体 Fe ;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 Q420结构用无缝钢管，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：1.8-2. 7份； 铝铁合金：〇. 03-0. 12份； 白灰块：0. 2份； 铬铁合金：〇. 08-0. 20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 Q420结构用无缝钢管，其特征在于所述预脱氧合金选自 硅锰合金、锰铁合金和铬铁合金两种或两种以上任意比例的混合物。
4. 一种生产如权利要求1-3中任一项所述含稀土 Q420结构用无缝钢管的方法，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 并加入所述铬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8-10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、连轧管、定张减径、冷床、锯切、矫直、热处理、探伤、倒棱， 其中热处理工艺为：880?930°C保温30?50min进行水淬，580?630°C保温60?80min 进行空冷；回火后执行带温矫直，矫直温度> 500°C;然后对钢管逐支进行探伤检测，合格者 在两端进行倒棱加工。
5. 根据权利要求4所述的含稀土 Q420结构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、锰铁合金和铬铁合金两种或两种以上任意比例的混合物。
6. 根据权利要求4所述的含稀土 Q420结构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】C22C38/28GK104451411SQ201410808121
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月22日 优先权日:2014年12月22日
【发明者】郭智韬, 刘金, 贺景春, 宋江波, 董珍, 孙文秀 申请人:内蒙古包钢钢联股份有限公司