一種含稀土l360no海底管線用無(wú)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技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種含稀土L360N0海 底管線用無(wú)縫鋼管及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)海洋油氣資源儲(chǔ)量豐富，隨著海上油氣資源的開(kāi)發(fā)，對(duì)海底管線管的需求將 與日俱增。惡劣的海洋環(huán)境對(duì)海底管線管的質(zhì)量提出很高的要求，受鋪設(shè)過(guò)程側(cè)面彎曲和 海底水流變化的影響，要求海底管線管具有高的強(qiáng)度、高的韌性和高的尺寸精度。為了實(shí)現(xiàn) 管線的長(zhǎng)距離運(yùn)輸，需要采用高壓力輸送；為了降低管道的鋪設(shè)成本和減少鋼材料的使用， 需要采用高鋼級(jí)薄壁管；為了保證管線管的焊接性能，需要采用低碳當(dāng)量設(shè)計(jì)成分，而低碳 當(dāng)量與高強(qiáng)度相互之間存在矛盾。為此，特開(kāi)發(fā)L360N0海底管線用無(wú)縫鋼管，
[0003] 經(jīng)檢索，中國(guó)發(fā)明專利"一種用于制作海底管線的鋼板及其軋制方法"（專利申請(qǐng) 號(hào)：CN200710052601. 7)，該發(fā)明基于鋼板的軋制生產(chǎn)，不適用于無(wú)縫管的生產(chǎn)，其存在以 下問(wèn)題和缺點(diǎn)：
[0004] 含有貴重元素Mo、Ni和Nb，因此生產(chǎn)成本相對(duì)較高、生產(chǎn)工藝相對(duì)復(fù)雜、生產(chǎn)難度 相對(duì)較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)成本低、強(qiáng)韌性能匹配高、組織均勻細(xì)小、殘余應(yīng)力 低的含稀土L360N0海底管線用無(wú)縫鋼管及其生產(chǎn)方法。
[0006] 為達(dá)以上目的，本發(fā)明一種含稀土L360N0海底管線用無(wú)縫鋼管，所述無(wú)縫鋼 管化學(xué)成分按重量百分比含量分別為：C0.07-0. 13;Si0.20-0. 40;Mn1.30-1.60; P彡 0? 020;S彡 0? 010;Cr0? 10-0. 30;V0? 05-0. 10;Ti0? 01-0. 03 ;A1 0? 01-0. 04 ;稀土 元素RE0. 0005-0. 0100;Cu< 0. 10 ;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。
[0007] 所述含稀土L360N0海底管線用無(wú)縫鋼管，包括以下重量份的組分制備而成：
[0008] 高爐鐵水：90份；
[0009] 廢鋼：10 份；
[0010] 預(yù)脫氧合金：1.9-2.6份；
[0011] 鋁鐵合金：0? 03-0. 12 份；
[0012] 白灰塊：0.2份；
[0013] 釩鐵合金：0. 1-0. 2份；
[0014] 鈦鐵合金：0? 04-0. 12 份；
[0015] 稀土絲：0.02 份；
[0016] 硅鈣線：0. 05份；
[0017] 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。
[0018] 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三者任意比例的混合 物。
[0019] -種生產(chǎn)所述含稀土L360N0海底管線用無(wú)縫鋼管的方法，包括如下步驟：
[0020] (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；
[0021] (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，采用所述預(yù)脫氧合金進(jìn)行預(yù)脫氧合金化，出鋼時(shí)采用鋁鐵合金進(jìn)行終脫氧，出鋼過(guò)程 進(jìn)行擋渣或扒渣，出鋼過(guò)程中合金加完以后加入所述白灰塊；
[0022] ⑶LF爐精煉：將步驟⑵冶煉后的鋼水加入LF爐精煉，精煉時(shí)吹氬氣，采用從低 級(jí)數(shù)到高級(jí)數(shù)逐漸提高升溫速度的方式將溫度從1530°C升至1620°C;采用造白渣操作并加 入所述釩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；
[0023] (4)VD真空處理：真空處理的真空度彡0.lOKPa，深真空時(shí)間彡13分鐘后，喂入所 述硅鈣絲，喂絲后進(jìn)行10?15分鐘軟吹氬氣；
[0024] (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(guò)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；
[0025] (6)之后進(jìn)行管坯加熱、穿孔、連乳、定徑、冷卻、鋸切、熱處理、矯直、探傷、倒棱，其 中熱處理工藝為：900±10°C保溫30?50min后出爐進(jìn)行空冷；正火后執(zhí)行帶溫矯直，矯直 溫度彡500 °C。
[0026] 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三者任意比例的混合 物。
[0027] 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。
[0028] 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：
[0029] ①由于本產(chǎn)品不含有貴重元素Mo、Ni和Nb，因此生產(chǎn)成本相對(duì)較低、生產(chǎn)難度相 對(duì)較小；
[0030] ②由于在500°C以上進(jìn)行帶溫矯直，鋼管的殘余應(yīng)力較低，殘余應(yīng)力：彡25MPa(采 用環(huán)切法）；
[0031] ③由于"含稀土元素的獨(dú)特成分設(shè)計(jì)"結(jié)合成熟生產(chǎn)工藝，使得鋼管的各項(xiàng)性能優(yōu) 異，具體性能指標(biāo)如下：
[0032] 屈服強(qiáng)度370?420MPa;抗拉強(qiáng)度520?600MPa;屈強(qiáng)比彡0. 80 ;延伸率彡30%; 〇°C時(shí)的橫向沖擊值aKV彡160J/cm2;剪切比100% ;晶粒度彡9. 0級(jí)。
[0033] 本發(fā)明針對(duì)【背景技術(shù)】中存在的問(wèn)題，通過(guò)"獨(dú)特的化學(xué)成分設(shè)計(jì)和以高爐鐵水為 原料的獨(dú)特生產(chǎn)工藝"等技術(shù)措施，很好地解決了上述問(wèn)題，取得了顯著的進(jìn)步。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 以下結(jié)合實(shí)施例1?實(shí)施例3,對(duì)本發(fā)明上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)作更詳 細(xì)的說(shuō)明。
[0035] 實(shí)施例1?實(shí)施例3的整個(gè)冶煉工藝、乳制工藝及熱處理工藝完全相同，所不同的 只是合金加入量及化學(xué)成分，具體實(shí)施過(guò)程如下：
[0036] 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）〇? 010%以下；
[0037] 將所述的90噸預(yù)處理鐵水兌入100噸級(jí)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，出鋼時(shí)采用鋁鐵合金進(jìn)行終脫氧，出鋼過(guò)程必須擋渣， 擋渣失敗必須扒渣，出鋼過(guò)程中合金加完以后加入0. 2噸白灰塊；
[0038] 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(shí)按要吹氬氣（氬氣流 量為每分鐘100標(biāo)升），采用從低級(jí)數(shù)到高級(jí)數(shù)逐漸提高升溫速度的方式將溫度從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f凡鐵和鈦鐵合金；。
[0039] 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(shí)加入0. 02 噸稀土絲；
[0040] 然后對(duì)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(shí)間彡13 分鐘；再喂入200米長(zhǎng)（質(zhì)量為0. 05噸）的硅鈣線，喂絲后保持12分鐘軟吹氬氣（流量為 每分鐘40標(biāo)升）。
[0041] 將經(jīng)過(guò)VD真空處理后的鋼水大包吊上鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行5機(jī)5流圓坯連鑄，鋼水過(guò) 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。
[0042] 實(shí)施例1?實(shí)施例3的具體合金加入量見(jiàn)表1。
[0043] 表1實(shí)施例1?實(shí)施例3中的合金加入量（公斤）
[0044]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種含稀±136(^0海底管線用無(wú)縫鋼管，其特征在于；所述無(wú)縫鋼管化學(xué)成分按重 量百分比含量分別為；C 0. 07-0. 13 ;Si 0. 20-0. 40 ;Mn 1. 30-1. 60 ;P《0. 020 ;S《0. 010 ; Cr 0. 10-0. 30 ;V 0. 05-0. 10 ;Ti 0. 01-0. 03 ;A1 0. 01-0. 04 ;稀±元素 RE 0. 0005-0. 0100 ; 化《0. 10 ;余量為基體化；其中稀±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±136(^0海底管線用無(wú)縫鋼管，其特征在于其包括W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. 9-2. 6份； 侶鐵合金；〇. 03-0. 12份； 白灰塊；0. 2份； 饑鐵合金；〇. 1-0. 2份； 鐵鐵合金；〇. 04-0. 12份； 稀±絲；0. 02份； 娃巧線；0. 05份； 其中所述稀上絲由稀上元素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± L360N0海底管線用無(wú)縫鋼管，其特征在于：所述預(yù)脫氧 合金選自娃鋪合金、鋪鐵合金和銘鐵合金=者任意比例的混合物。
4. 一種生產(chǎn)如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述含稀上L360N0海底管線用無(wú)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% W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，采用所述預(yù)脫氧合金進(jìn)行預(yù)脫氧合金化，出鋼時(shí)采用侶鐵合金進(jìn)行終脫氧，出鋼過(guò)程進(jìn) 行擋渣或化渣，出鋼過(guò)程中合金加完W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(shí)吹氣氣，采用從低級(jí)數(shù) 到高級(jí)數(shù)逐漸提高升溫速度的方式將溫度從1530°C升至1620°C;采用造白渣操作并加入所 述饑鐵合金和所述鐵鐵合金；最后保持底部軟吹氣氣，加入所述稀±絲； (4) VD真空處理；真空處理的真空度《0. lOKPa，深真空時(shí)間> 13分鐘后，喂入所述娃 巧絲，喂絲后進(jìn)行10?15分鐘軟吹氣氣； (5) 圓巧連鑄：采用低拉速的恒速控制和電磁攬拌工藝并控制鋼水過(guò)熱度《30°C進(jìn)行 圓巧連鑄；鑄巧出二次冷卻區(qū)域后進(jìn)行矯直，然后切割為圓管巧； (6) 之后進(jìn)行管巧加熱、穿孔、連軸、定徑、冷卻、銀切、熱處理、矯直、探傷、倒棱，其中熱 處理工藝為；900±1(TC保溫30?50min后出爐進(jìn)行空冷；正火后執(zhí)行帶溫矯直，矯直溫度 > 50(TC。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的含稀± L360N0海底管線用無(wú)縫鋼管的生產(chǎn)方法，其特征在 于；所述預(yù)脫氧合金選自娃鋪合金、鋪鐵合金和銘鐵合金=者任意比例的混合物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的含稀± L360N0海底管線用無(wú)縫鋼管的生產(chǎn)方法，其特征在 于；所述稀±絲由稀±元素RE組分為；67%的Ce和33%的La制成。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種含稀土L360NO海底管線用無(wú)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(guò)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(guò)程進(jìn)行擋渣或扒渣，出鋼過(guò)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(shí)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釩鐵、鈦鐵和鉻鐵合金；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、定徑、冷卻、鋸切、熱處理、矯直、探傷、倒棱。
【IPC分類】C22C33-04, B21C37-06, C22C38-38
【公開(kāi)號(hào)】CN104532138
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510003155
【發(fā)明人】豐小冬, 王克忠, 康利明, 王慶敏, 趙美英, 劉紅霞, 張威
【申請(qǐng)人】?jī)?nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2015年1月6日