一種輸送流體用無縫鋼管材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種輸送流體用無縫鋼管材料及其制備方法，其化學成分的質量百分比為：C0.08-0.16、Mn1.4-1.8、Si0.25-0.40、Cr0.1-0.2、V0.04-0.08、Nb0.03-0.06、Ti0.015-0.025、Ni0.02-0.04、Hf0.005-0.015、La0.02-0.03、Sc0.01-0.02、Pm0.005-0.01、P≤0.02、S≤0.015，余量為Fe。本發(fā)明制得的無縫鋼管材料具有較高的強度、剛度和塑性，沖擊韌性好，抗疲勞，耐介質腐蝕，且具有良好的焊接性和加工成型性，綜合性能優(yōu)異，使用壽命長，適用于各種流體的輸送。本發(fā)明生產(chǎn)工藝簡單易操作，成本低，經(jīng)濟效益好，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】一種輸送流體用無縫鋼管材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種輸送流體用無縫鋼管材料及其制備方法，屬于冶金材料領域。
【背景技術】
[0002]無縫鋼管是一種具有中空截面、周邊沒有接縫的圓形，方形，矩形鋼材。無縫鋼管是用鋼錠或實心管坯經(jīng)穿孔制成毛管，然后經(jīng)熱軋、冷軋或冷撥制成。無縫鋼管具有中空截面，大量用作輸送流體的管道，鋼管與圓鋼等實心鋼材相比，在抗彎抗扭強度相同時，重量較輕，是一種經(jīng)濟截面鋼材，廣泛用于制造結構件和機械零件。目前，國內(nèi)外用于遠距離輸送高壓流體的管路多采用無縫鋼管材料，然而現(xiàn)有的無縫鋼管存在著綜合性能較差，使用壽命較短、制造工藝較復雜，成本較高等缺點，無法得到很好的應用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種綜合性能優(yōu)異、使用壽命長、制造工藝簡單、成本低的無縫鋼管材料及其制備方法。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下:
一種輸送流體用無縫鋼管材料，其化學成分的質量百分比為:c 0.08-0.16、Mn1.4-1.8、Si 0.25-0.40、Cr 0.1-0.2、V 0.04-0.08、Nb 0.03-0.06、Ti 0.015-0.025、Ni0.02-0.04, Hf 0.005-0.015, La 0.02-0.03, Sc 0.01-0.02, Pm 0.005-0.0U P^0.02,S≤0.015，余量為Fe。
[0005]一種輸送流體用無縫鋼管材料的制備方法，包括以下步驟:
(O按化學成分要求將配好的爐料加入電弧爐中熔煉，熔煉溫度為1540-1570°C，待爐料熔清80%以上，調(diào)整鋼水溫度至1580-1610°C，加入15_20kg/t鋼的造渣劑，保溫30-40min，扒渣，然后調(diào)整溫度至1600-1640°C，加入適量的鈦鐵和錳硅脫氧20_25min，取樣分析并調(diào)整成分，當鋼水溫度達到1620-1660°C即可出鋼，在出爐2-3min前往鋼水中插入1-1.5kg/t鋼的鋁餅進行終脫氧；
(2)鋼水在鋼水包內(nèi)鎮(zhèn)靜3-5min后澆注，澆注溫度為1520_1540°C，并連鑄成圓坯，將制得的圓坯加熱至1250-1280°C，利用穿孔機對鋼管坯穿孔，將得到的鋼管坯以180-220 V /h 升溫至 360-420 °C，保溫 4_7h，再以 120-160 V /h 升溫至 650-680 °C，保溫3-4h，然后以100-150°C /h降溫至340-380°C，保溫3_6h，再以150_200°C /h升溫至720-750°C，保溫 2-3h，然后以 80-120°C /h 降溫至 450_500°C，保溫 2_5h，再以 140_180°C /h 升溫至 780-820 °C,保溫 l_2h，然后以 100-150 V /h 降溫至 530-560 V，保溫 4_5h，再以80-120°C /h降溫至280-320°C，保溫5_8h，空冷至室溫，酸洗后熱軋壁厚至所需規(guī)格，開軋溫度為1110_1140°C，終軋溫度為910-930°C，然后張力減徑，張力減徑的溫度為920-940 0C ；
(3)將上述制得的管材進行熱處理:以100-150°C/h升溫至240-280°C，保溫4_8h，再以 80-120°C /h 升溫至 420-460°C，保溫 3_6h，再以 100_150°C /h 升溫至 660_720°C，保溫2-3h，然后以150-200°C /h降溫至320-360°C，保溫4_6h，然后以160_220°C /h升溫至760-800°C，保溫l_2h，強風風冷至320-360°C，保溫4_6h，然后放入0_5°C冰鹽水中冷卻至50°C以下，取出管材以80-90°C /h升溫至160-180°C，保溫2-3h，空冷至室溫后以50-60 0C /h 升溫至 90-11 (TC，保溫 3_4h，再以 40_50°C /h 升溫至 190-21 (TC，保溫 l_2h，再以50-60°C /h降溫至80-90°C，保溫4_6h，空冷至室溫；
(4)將上述熱處理后的管材經(jīng)矯直、探傷、噴標識、包裝等后序工藝，即得成品。
[0006]所述的造渣劑的制備方法如下:a、取以下重量份的原料:石灰石15-20、白云石5-10、高嶺土 10-15、鉀長石5-10、菱鎂石4-8、鐵礦渣8_12、莫來砂3_6 ;b、取菱鎂石、硅灰石和招帆土混合均勻，濕法球磨12_24h,烘干,850-880°C煅燒30-40min,冷卻至室溫，再放入濃度為15-20%的鹽酸溶液中浸泡l_2h，過濾，濾渣用蒸餾水洗滌至中性，烘干，1220-1240°C煅燒l_2h，水淬，濕法球磨12_24h，過100-150目篩，烘干即得。
[0007]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明制得的無縫鋼管材料具有較高的強度、剛度和塑性，沖擊韌性好，抗疲勞，耐介質腐蝕，且具有良好的焊接性和加工成型性，綜合性能優(yōu)異，使用壽命長，適用于各種流體的輸送。本發(fā)明生產(chǎn)工藝簡單易操作，成本低，經(jīng)濟效益好，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實施方式】
[0008](I)按化學成分滿足如下質量百分比為:C 0.08-0.16、Mn 1.4-1.8、Si0.25-0.40,Cr 0.1-0.2, V 0.04-0.08,Nb 0.03-0.06,Ti 0.015-0.025、Ni 0.02-0.04, Hf0.005-0.015、La 0.02-0.03、Sc 0.01-0.02、Pm 0.005-0.01、P ≤ 0.02、S ≤ 0.015，余量
為Fe進行配料，將配好的爐料加入電弧爐中熔煉，熔煉溫度為1550°C，待爐料熔清80%以上，調(diào)整鋼水溫度至1590°C，加入20kg/t鋼的造渣劑，保溫35min，扒渣，然后調(diào)整溫度至1620°C，加入適量的鈦鐵和錳 硅脫氧25min，取樣分析并調(diào)整成分，當鋼水溫度達到1640°C即可出鋼，在出爐3min前往鋼 水中插入1.5kg/t鋼的鋁餅進行終脫氧；
(2)鋼水在鋼水包內(nèi)鎮(zhèn)靜4min后澆注，澆注溫度為1530°C，并連鑄成圓坯，將制得的圓坯加熱至1260°C，利用穿孔機對鋼管坯穿孔，將得到的鋼管坯以200°C /h升溫至410°C，保溫6h，再以140°C /h升溫至660°C，保溫3h，然后以120°C /h降溫至360°C，保溫4h，再以1800C /h升溫至740°C，保溫2h，然后以100°C /h降溫至480°C，保溫3h，再以160°C /h升溫至810°C，保溫lh，然后以120°C /h降溫至550°C，保溫4h，再以100°C /h降溫至300°C，保溫6h，空冷至室溫，酸洗后熱軋壁厚至所需規(guī)格，開軋溫度為1125°C，終軋溫度為915°C，然后張力減徑，張力減徑的溫度為930°C ；
(3)將上述制得的管材進行熱處理:以120°C/h升溫至260°C，保溫6h，再以100°C /h升溫至440 V，保溫4h，再以150°C /h升溫至690 V，保溫3h，然后以180°C /h降溫至340 V，保溫5h，然后以200°C /h升溫至780°C，保溫2h，強風風冷至340°C，保溫5h，然后放入2°C冰鹽水中冷卻至50°C以下，取出管材以85°C /h升溫至170°C，保溫3h，空冷至室溫后以50°C /h升溫至105°C，保溫3h，再以45°C /h升溫至195°C，保溫2h，再以50°C /h降溫至85°C，保溫5h，空冷至室溫；
(4)將上述熱處理后的管材經(jīng)矯直、探傷、噴標識、包裝等后序工藝，即得成品。
[0009]所述的造渣劑的制備方法如下:a、取以下重量(kg)的原料:石灰石18、白云石8、高嶺土 12、鉀長石7、菱鎂石6、鐵礦渣10、莫來砂4 ;b、取菱鎂石、硅灰石和鋁礬土混合均勻，濕法球磨24h，烘干，860°C煅燒35min，冷卻至室溫，再放入濃度為20%的鹽酸溶液中浸泡lh，過濾，濾渣用蒸餾水洗滌至中性，烘干，1230°C煅燒lh，水淬，濕法球磨24h，過100目篩，烘干即得。
[0010]經(jīng)檢驗，成品化學成分為:C 0.012%、Mn 1.66%、Si 0.34%、Cr 0.15%、V 0.058%、Nb 0.042%、Ti 0.021%、Ni 0.035%、Hf 0.0092%、La 0.024%、Sc 0.016%、Pm 0.0089%、P 0.012%、S 0.0094%，余量為Fe ;力學性能為:抗拉強度526Mpa，屈服強度434Mpa，伸長率34.8%ο
【權利要求】
1.一種輸送流體用無縫鋼管材料，其特征在于，其化學成分的質量百分比為:C 0.08-0.16, Mn 1.4-1.8, Si 0.25-0.40, Cr 0.1-0.2、V 0.04-0.08, Nb 0.03-0.06,Ti 0.015-0.025、Ni 0.02-0.04, Hf 0.005-0.015、La 0.02-0.03, Sc 0.01-0.02, Pm0.005-0.0UP ^ 0.02、S ( 0.015，余量為 Fe。
2.如權利要求1所述的輸送流體用無縫鋼管材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟: 按化學成分要求將配好的爐料加入電弧爐中熔煉，熔煉溫度為1540-1570°C，待爐料熔清80%以上，調(diào)整鋼水溫度至1580-1610°C，加入15_20kg/t鋼的造渣劑，保溫30_40min，扒渣，然后調(diào)整溫度至1600-164(TC，加入適量的鈦鐵和錳硅脫氧20-25min，取樣分析并調(diào)整成分，當鋼水溫度達到1620-1660°C即可出鋼，在出爐2-3min前往鋼水中插入1-1.5kg/t鋼的鋁餅進行終脫氧； 鋼水在鋼水包內(nèi)鎮(zhèn)靜3-5min后澆注，澆注溫度為1520_1540°C，并連鑄成圓坯，將制得的圓坯加熱至1250-1280°C，利用穿孔機對鋼管坯穿孔，將得到的鋼管坯以180-220°C /h升溫至360-420°C，保溫4-7h，再以120-160°C /h升溫至650-680°C，保溫3_4h，然后以 100-150 V /h 降溫至 340-380 V，保溫 3_6h，再以 150-200 V /h 升溫至 720-750 V，保溫2-3h，然后以80-120 V /h降溫至450-500 °C，保溫2_5h，再以140-180 V /h升溫至780-820°C，保溫 l_2h，然后以 100_150°C /h 降溫至 530_560°C，保溫 4_5h，再以 80_120°C /h降溫至280-320°C，保溫5-8h，空冷至室溫，酸洗后熱軋壁厚至所需規(guī)格，開軋溫度為1110-1140°C，終軋溫度為910-930°C，然后張力減徑，張力減徑的溫度為920_940°C ； 將上述制得的管材進行熱處理:以100-150°C /h升溫至240-280°C，保溫4-8h，再以80-120°C /h 升溫至 420-460°C，保溫 3_6h，再以 100-150°C /h 升溫至 660-720°C，保溫 2_3h，然后以 150-200°C /h 降溫至 320-360°C，保溫4_6h，然后以 160_220°C /h 升溫至 760_800°C，保溫l_2h，強風風冷至320-360°C，保溫4-6h，然后放入0-5°C冰鹽水中冷卻至50°C以下，取出管材以80-90°C /h升溫至160-180°C，保溫2_3h，空冷至室溫后以50_60°C /h升溫至90-11 (TC，保溫 3-4h，再以 40-50°C /h 升溫至 190-21 (TC，保溫 l_2h，再以 50_60°C /h 降溫至80-90°C，保溫4-6h，空冷至室溫； 將上述熱處理后的管材經(jīng)矯直、探傷、噴標識、包裝等后序工藝，即得成品。
3.根據(jù)權利要求1所述的輸送流體用無縫鋼管材料的制備方法，其特征在于，所述的造渣劑的制備方法如下:a、取以下重量份的原料:石灰石15-20、白云石5-10、高嶺土10-15、鉀長石5-10、菱鎂石4-8、鐵礦渣8-12、莫來砂3-6 ;b、取菱鎂石、硅灰石和鋁礬土混合均勻，濕法球磨12-24h，烘干，850-880°C煅燒30_40min，冷卻至室溫，再放入濃度為15-20%的鹽酸溶液中浸泡l_2h，過濾，濾渣用蒸餾水洗滌至中性，烘干，1220-1240°C煅燒1-2h，水淬，濕法球磨12-24h，過100-150目篩，烘干即得。
【文檔編號】C22C38/50GK103741064SQ201310715350
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月23日 優(yōu)先權日:2013年12月23日
【發(fā)明者】王德志, 王宗義, 朱先玉, 王德泉, 盧秉林 申請人:馬鞍山市盈天鋼業(yè)有限公司