一種含稀土l485qo海底管線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L485QO海底管線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(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。
【專利說明】-種含稀土 L485Q0海底管線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【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種含稀土高強(qiáng)高韌 L485Q0海底管線用無縫鋼管及其生產(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，特開發(fā)L485Q0海底管線用無縫鋼管，
[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)：CN 200710052601. 7)，該發(fā)明基于鋼板的軋制生產(chǎn)，不適用于無縫管的生產(chǎn)，其存在以 下問題和缺點(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 L485Q0海底管線用無縫鋼管及其生產(chǎn)方法。
[0006] 為達(dá)以上目的，本發(fā)明一種含稀土 L485Q0海底管線用無縫鋼管，所述無縫 鋼管化學(xué)成分按重量百分比含量分別為：C 0.06 %-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% ;余量為基體 Fe 和微 量雜質(zhì)元素；其中稀土元素 RE組分為：67%的Ce和33%的La制成。
[0007] 其中所述含稀土 L485Q0海底管線用無縫鋼管，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. 5-2. 0份；
[0011] 鋁鐵合金：0· 03-0. 12 份；
[0012] 白灰塊：0.2份；
[0013] 釩鐵合金：0· 06-0. 18 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和錳鐵合金任意比例的混合物。
[0019] 一種生產(chǎn)所述含稀土 L485Q0海底管線用無縫鋼管的方法，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，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；
[0022] (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> 8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；
[0025] (6)之后進(jìn)行管坯加熱、穿孔、連軋、定徑、冷卻、鋸切、熱處理、矯直、探傷、倒棱，其 中熱處理工藝為：900± KTC保溫45min后出爐進(jìn)行水淬，600±20°C保溫70min后出爐進(jìn)行 空冷；鋼管矯直溫度控制在520?530°C。
[0026] 其中所述預(yù)脫氧合金選自硅錳合金和錳鐵合金任意比例的混合物。
[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?。?br> [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500?560MPa ;抗拉強(qiáng)度610?690MPa ;屈強(qiáng)比彡0· 85 ;延伸率 彡23% ;-15°C時(shí)的橫向沖擊值aKV彡150J/cm2 ;剪切比100% ;晶粒度彡8. 0級(jí)。
[0033] 本發(fā)明針對(duì)【背景技術(shù)】中存在的問題，通過"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）0.010%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 硅錳和錳鐵進(jìn)行脫氧合金化，在出鋼時(shí)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，加入釩鐵和鈦鐵合金；。
[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10分鐘軟吹氬氣（流量為 每分鐘40標(biāo)升）。
[0041] 將經(jīng)過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 熱度ΛΤ < 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]

【權(quán)利要求】
1. 一種含稀土 L485Q0海底管線用無縫鋼管，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 0.06%-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% ;余量為基體Fe和微量雜質(zhì)元素；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 L485Q0海底管線用無縫鋼管，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. 5-2. 0份； 鋁鐵合金：〇. 03-0. 12份； 白灰塊：0. 2份； 釩鐵合金：〇. 06-0. 18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 L485Q0海底管線用無縫鋼管，其特征在于所述預(yù)脫氧合 金選自娃猛合金和猛鐵合金任意比例的混合物。
4. 一種生產(chǎn)如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述含稀土 L485Q0海底管線用無縫鋼管的方法， 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(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； (4) VD真空處理：真空處理的真空度< 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> 8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、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45min后出爐進(jìn)行水淬，600±20°C保溫70min后出爐進(jìn)行空 冷；鋼管矯直溫度控制在520?530°C。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的含稀土 L485Q0海底管線用無縫鋼管的生產(chǎn)方法，其特征在 于：所述預(yù)脫氧合金選自硅錳合金和錳鐵合金任意比例的混合物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的含稀土 L485Q0海底管線用無縫鋼管的生產(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(hào)】C22C33/04GK104313470SQ201410621086
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月6日
【發(fā)明者】豐小冬, 賀景春, 王克忠, 康利明, 王慶敏, 趙美英, 劉淼, 劉紅霞 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司