一種含稀土q420結(jié)構(gòu)用無縫鋼管及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種含稀土Q420結(jié)構(gòu)用無縫鋼管及其生產(chǎn)方法，將高爐鐵水進(jìn)行預(yù)處理使其S含量降低到重量百分比0.010％以下；將處理后的高爐鐵水和廢鋼加入頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉，出鋼過程中采用所述脫氧合金進(jìn)行脫氧合金化，終脫氧采用有鋁脫氧工藝，出鋼過程進(jìn)行擋渣或扒渣，出鋼過程中合金加完以后加入白灰塊，之后將冶煉后的鋼水加入LF爐精煉，精煉時吹氬氣，采用逐漸提高升溫速度的方式加熱升溫；之后進(jìn)行造渣脫硫、成分調(diào)整及升溫操作；采用造白渣操作并加入鉻鐵、鈦鐵合金；最后保持底部軟吹氬氣，加入稀土絲，之后進(jìn)行VD真空處理、圓坯連鑄、管坯加熱、穿孔、連軋管、定張減徑、冷床、鋸切、矯直、熱處理、探傷、倒棱。
【專利說明】-種含稀土 Q420結(jié)構(gòu)用無縫鋼管及其生產(chǎn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于黑色金屬冶煉及金屬壓力加工領(lǐng)域，涉及一種含稀土 Q420結(jié)構(gòu)用無 縫鋼管及其生產(chǎn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前結(jié)構(gòu)用無縫鋼管對于鋼管化學(xué)成分沒有明確規(guī)定，只是規(guī)定了鋼種
[0003] 的成分限制和鋼管的性能要求，可以根據(jù)鋼管性能設(shè)計化學(xué)成分。
[0004] 使用碳錳鉻類鋼種通過熱處理手段如正火來獲得需要的性能，可以節(jié)省成本、生 產(chǎn)Q420級別的結(jié)構(gòu)用無縫鋼管。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種Q420鋼級結(jié)構(gòu)用無縫鋼管及其生產(chǎn)方法，本發(fā)明的生 產(chǎn)方法采用碳錳鉻鋼經(jīng)過正火工藝可以在保證強(qiáng)度的前提下提高鋼的塑
[0006] 性，使鋼的沖擊韌性提高，可以滿足Q420鋼級結(jié)構(gòu)管在不同工況下的使用要求。
[0007] 為達(dá)以上目的，本發(fā)明一種含稀土 Q420結(jié)構(gòu)用無縫鋼管，所述無縫鋼管化學(xué)成 分按重量百分比含量分別為：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 ;余量為基體 Fe ;其中稀土元素 RE組分為：67%的Ce和33%的La制成。
[0008] 其中所述含稀土 Q420結(jié)構(gòu)用無縫鋼管，包括以下重量份的組分制備而成：
[0009] 高爐鐵水：90份；
[0010]廢鋼：10 份；
[0011] 預(yù)脫氧合金：1. 8-2. 7份；
[0012] 鋁鐵合金：0? 03-0. 12 份；
[0013] 白灰塊：0.2份；
[0014] 鉻鐵合金：0? 08-0. 20 份；
[0015] 鈦鐵合金：0? 04-0. 12 份；
[0016] 稀土絲：0.02 份；
[0017] 硅鈣線：0.05份；
[0018] 其中所述稀土絲由稀土元素 RE組分為：67%的Ce和33%的La制成。
[0019] 其中所述預(yù)脫氧合金選自硅錳合金、錳鐵合金和鉻鐵合金兩種或兩種以上任意比 例的混合物。
[0020] 一種生產(chǎn)所述含稀土 Q420結(jié)構(gòu)用無縫鋼管的方法，包括如下步驟：
[0021] (1)高爐鐵水預(yù)處理：將所述高爐鐵水中S含量降低到重量百分比0.010%以下；
[0022] (2)頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉：將所述處理后的高爐鐵水和所述廢鋼加入頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐 冶煉，出鋼過程中采用所述預(yù)脫氧合金進(jìn)行預(yù)脫氧合金化，終脫氧采用鋁鐵合金進(jìn)行有鋁 脫氧工藝，出鋼過程進(jìn)行擋渣或扒渣，出鋼過程中合金加完以后加入所述白灰塊；
[0023] (3) LF爐精煉：將步驟（2)冶煉后的鋼水加入LF爐精煉，精煉時吹氬氣，采用從低 級數(shù)到高級數(shù)逐漸提高升溫速度的方式加熱升溫將溫度從1530°C升至1620°C;采用造白渣 操作并加入所述鉻鐵合金和所述鈦鐵合金；最后保持底部軟吹氬氣，加入所述稀土絲；
[0024] (4) VD真空處理：真空處理的真空度彡0. lOKPa，深真空時間彡13分鐘后，喂入所 述硅鈣絲，喂絲后進(jìn)行8-10分鐘軟吹氬氣；
[0025] (5)圓坯連鑄：采用低拉速的恒速控制和電磁攪拌工藝并控制鋼水過熱度彡30°C 進(jìn)行圓坯連鑄：鑄坯出二次冷卻區(qū)域后進(jìn)行矯直，然后切割為圓管坯；
[0026] (6)之后進(jìn)行管坯加熱、穿孔、連軋管、定張減徑、冷床、鋸切、矯直、熱處理、探傷、 倒棱，其中熱處理工藝為：880?930°C保溫30?50min進(jìn)行水淬，580?630°C保溫60? SOmin進(jìn)行空冷；回火后執(zhí)行帶溫矯直，矯直溫度> 500°C ;然后對鋼管逐支進(jìn)行探傷檢測， 合格者在兩端進(jìn)行倒棱加工。
[0027] 其中所述預(yù)脫氧合金選自硅錳合金、錳鐵合金和鉻鐵合金兩種或兩種以上任意比 例的混合物。
[0028] 其中所述稀土絲由稀土元素 RE組分為：67%的Ce和33%的La制成。
[0029] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)不同之處在于本發(fā)明取得了如下技術(shù)效果：
[0030] 本發(fā)明采用ISMnCrRE鋼種，材料成分設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)管的材料中不含鑰鎳等貴金 屬元素，其熱處理工藝采用正火，對環(huán)境沒有影響，且成本較低，在保證強(qiáng)度的前提下大大 提高了鋼的塑性，使鋼管的沖擊韌性提高，可以滿足Q420鋼級結(jié)構(gòu)管在不同工況下的使用 要求。

【具體實施方式】
[0031] 以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點作更詳細(xì)的說明。
[0032] 將90噸高爐鐵水用0. 03噸"金屬鎂粉"作脫硫預(yù)處理，使鐵水中的含S量降低到 (重量百分比）0.010%以下；
[0033] 將所述的90噸預(yù)處理鐵水兌入100噸級的頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐中，再加入10噸優(yōu)質(zhì)廢 鋼，然后采用單渣工藝進(jìn)行冶煉，終渣中氧化鈣與二氧化硅的重量百分比按3. 0控制，采用 硅錳、錳鐵和鉻鐵進(jìn)行脫氧合金化，在出鋼時采用的鋁鐵合金進(jìn)行終脫氧，出鋼過程必須擋 渣,擋渣失敗必須扒渣,出鋼過程中合金加完以后加入〇. 2噸白灰塊；
[0034] 將冶煉好的鋼水裝入鋼水包進(jìn)入LF爐工位進(jìn)行精煉：精煉時按要吹氬氣（氬氣流 量為每分鐘1〇〇標(biāo)升），采用從低級數(shù)到高級數(shù)逐漸提高升溫速度的方式加熱升溫將溫度 從1530°C升至1620°C ;根據(jù)轉(zhuǎn)爐鋼水成分及溫度進(jìn)行造渣脫硫、成分調(diào)整及升溫操作；采 用造白渣操作，加入鉻鐵和鈦鐵合金；。
[0035] 當(dāng)LF爐精煉結(jié)束后要保持底部軟吹氬氣（流量為每分鐘40標(biāo)升），同時加入0. 02 噸稀土絲；
[0036] 然后對精煉好的鋼水再進(jìn)行VD真空處理：深真空度< 0. lOKPa，深真空時間彡13 分鐘；再喂入200米長（質(zhì)量為0. 05噸）的硅鈣線，喂絲后保持10分鐘軟吹氬氣（流量為 每分鐘40標(biāo)升）。
[0037] 將經(jīng)過VD真空處理后的鋼水大包吊上鋼包回轉(zhuǎn)臺進(jìn)行5機(jī)5流圓坯連鑄，鋼水過 熱度AT < 30°C ;鑄坯出二次冷卻區(qū)域后進(jìn)行矯直，然后用火焰切割為圓管坯。
[0038] 所述稀土元素 RE為：67%的Ce+33 %的La構(gòu)成的混合稀土金屬，其化學(xué)成分及其 含量合格。
[0039] 硫印：均不超過I. 0級，低倍檢驗合格。
[0040] 將化、檢驗合格的管坯進(jìn)行制管，制管過程如下：
[0041] 為了使管坯具有良好的軋制性能，要連續(xù)檢測并控制加熱爐的各加熱段溫
[0042] 度，保證加熱透徹均勻而不過熱，環(huán)形爐各段的溫度見表1。
[0043] 表1環(huán)形加熱爐各段溫度控制
[0044]

【權(quán)利要求】
1. 一種含稀土 Q420結(jié)構(gòu)用無縫鋼管，其特征在于：所述無縫鋼管化學(xué)成分按重量百 分比含量分別為：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 ;余量為基體 Fe ;其中稀土元 素 RE組分為：67%的Ce和33%的La制成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述含稀土 Q420結(jié)構(gòu)用無縫鋼管，其特征在于其包括以下重量份的 組分制備而成： 高爐鐵水：90份； 廢鋼：10份； 預(yù)脫氧合金：1.8-2. 7份； 鋁鐵合金：〇. 03-0. 12份； 白灰塊：0. 2份； 鉻鐵合金：〇. 08-0. 20份； 鈦鐵合金：〇. 04-0. 12份； 稀土絲：0. 02份； 硅鈣線：0. 05份； 其中所述稀土絲由稀土元素 RE組分為：67%的Ce和33 %的La制成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述含稀土 Q420結(jié)構(gòu)用無縫鋼管，其特征在于所述預(yù)脫氧合金選自 硅錳合金、錳鐵合金和鉻鐵合金兩種或兩種以上任意比例的混合物。
4. 一種生產(chǎn)如權(quán)利要求1-3中任一項所述含稀土 Q420結(jié)構(gòu)用無縫鋼管的方法，其特征 在于包括如下步驟： (1) 高爐鐵水預(yù)處理：將所述高爐鐵水中S含量降低到重量百分比0. 010%以下； (2) 頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉：將所述處理后的高爐鐵水和所述廢鋼加入頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶 煉，出鋼過程中采用所述預(yù)脫氧合金進(jìn)行預(yù)脫氧合金化，終脫氧采用鋁鐵合金進(jìn)行有鋁脫 氧工藝，出鋼過程進(jìn)行擋渣或扒渣，出鋼過程中合金加完以后加入所述白灰塊； (3) LF爐精煉：將步驟（2)冶煉后的鋼水加入LF爐精煉，精煉時吹氬氣，采用從低級數(shù) 到高級數(shù)逐漸提高升溫速度的方式加熱升溫將溫度從1530°C升至1620°C;采用造白渣操作 并加入所述鉻鐵合金和所述鈦鐵合金；最后保持底部軟吹氬氣，加入所述稀土絲； (4) VD真空處理：真空處理的真空度< 0. lOKPa，深真空時間彡13分鐘后，喂入所述硅 鈣絲，喂絲后進(jìn)行8-10分鐘軟吹氬氣； (5) 圓坯連鑄：采用低拉速的恒速控制和電磁攪拌工藝并控制鋼水過熱度< 30°C進(jìn)行 圓坯連鑄：鑄坯出二次冷卻區(qū)域后進(jìn)行矯直，然后切割為圓管坯； (6) 之后進(jìn)行管坯加熱、穿孔、連軋管、定張減徑、冷床、鋸切、矯直、熱處理、探傷、倒棱， 其中熱處理工藝為：880?930°C保溫30?50min進(jìn)行水淬，580?630°C保溫60?80min 進(jìn)行空冷；回火后執(zhí)行帶溫矯直，矯直溫度> 500°C;然后對鋼管逐支進(jìn)行探傷檢測，合格者 在兩端進(jìn)行倒棱加工。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的含稀土 Q420結(jié)構(gòu)用無縫鋼管的生產(chǎn)方法，其特征在于：所述 預(yù)脫氧合金選自硅錳合金、錳鐵合金和鉻鐵合金兩種或兩種以上任意比例的混合物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的含稀土 Q420結(jié)構(gòu)用無縫鋼管的生產(chǎn)方法，其特征在于：所述 稀土絲由稀土元素 RE組分為：67%的Ce和33 %的La制成。
【文檔編號】C22C38/28GK104451411SQ201410808121
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月22日
【發(fā)明者】郭智韜, 劉金, 賀景春, 宋江波, 董珍, 孫文秀 申請人:內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司