CN102560283A - 一种大口径无缝合金钢管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大口径无缝合金钢管，其通过以下步骤制备而得到：1）取材；2）离心铸造出的大口径空心管坯；3）在上述大口径空心管坯的头尾两端固接碳素钢圆形部件作为咬入头和尾端部件；4）对3）得到的管坯进行加工；5）将上述管坯加热至1000℃并除磷，然后空心管坯内插入芯棒并定位，送入周期轧管机进行往复轧制，送进量为轧制碳素钢的60%；6）轧制完成后管件脱芯棒、切头、切尾后经加热、定径、精整，制得合格尺寸的大口径无缝合金钢管成品件。

Description

一种大口径无缝合金钢管

技术领域

本发明涉及一种大口径无缝合金钢管。

 

背景技术

目前我国大口径无缝合金钢管，主要生产工艺为热轧大口径无缝合金钢管和热扩大口径无缝合金钢管，热扩无缝钢管可生产非国标的尺寸，热扩无缝管就是我们常说的热扩管，密度比较低但是收缩很强的钢管用斜轧法或拉拔法扩大管材直径的一种荒管精轧工序。在较短的时间内使钢管增粗，可生产非标，特殊型号的无缝管。

热轧无缝管一般在自动轧管机组上生产，实心管坯经检查并清除表面缺陷截成所需长度， 在管坯穿孔端端面上定心，然后送往加热炉加热，在穿孔机上穿孔，在穿孔同时不断旋转和前进，在轧辊和顶头的作用下，管坯内部逐渐形成空腔称毛管，再送至自动轧管机上继续轧制最后经均整机均整壁厚，经定径机定径，达到规格要求，利用连续式轧管机组生产热轧无缝钢管是较先进的方法，若欲获得尺寸更小和质量更好的无缝管，必须采用冷轧、冷拔或者两者联合的方法冷轧通常在二辊式轧机上进行，钢管在变断面圆孔槽和不动的锥形顶头所组成的环形孔型中轧制，冷拔通常在单链式或双链式冷拔机上进行，挤压法即将加热好的管坯放在密闭的挤压圆筒内穿孔棒与挤压杆一起运动，使挤压件从较小的模孔中挤出，此法可生产直径较小的钢管。

随着合金含量的提高，合金钢的加工塑性下降、变形温度区间变窄、脆性增大、变形抗力增大，使得加工变得困难。由此还带来加工的耗时多、成本高、装备吨位高，成品质量难以保证等问题。

 

发明内容

本发明针对现有大口径无缝合金钢管加工制造方法存在的不足，提供一种用优选的具有高强度且韧性好的大口径无缝合金钢管。

本发明采用的技术方案为，所述大口径无缝合金钢管，其通过以下步骤制备而得到：

1）取材，选择以下化学成分重量百分比的原料进行高洁净度精炼：

C：0.02~0.03%；    Mn：2.1~2.3%；

Si：0.15~0.20%，               Nb：0.04~0.06%，

Ti：0.02~0.04%，               V：0.05~0.09%，

Mo：0.1~0.4%，                 Ni：0.01~0.05%，

Cr：0.55~0.65%，              Al：0.06~0.10%

其余为Fe和杂质；

2）在铸型的旋转轴线与水平夹角为0度的卧式离心铸造机上进行离心铸造，铸造出的大口径空心管坯；

3）在上述大口径空心管坯的头尾两端固接碳素钢圆形部件作为咬入头和尾端部件，咬入头长度300mm，尾端圆形部件F720×30mm×600mm；

4）头端碳素钢的外表面加工成锥度为1:1.5，管坯和碳素钢端内外表面机加工，内外表面分别切削5mm和2mm，得到两端带有碳素钢段的管坯尺寸为F802×112×1980mm；

5）将上述管坯加热至1000℃并除磷，然后空心管坯内插入芯棒并定位，送入周期轧管机进行往复轧制，送进量为轧制碳素钢的60%；轧辊变形段孔型的宽高比为轧制碳素钢的1.01倍，周期轧管机延伸率设定为4.8，轧成尺寸为F620×28×4900mm尺寸的管件；

6）轧制完成后管件脱芯棒、切头、切尾后经加热、定径、精整，制得合格尺寸为F620×28×4000mm的大口径无缝合金钢管成品件。

本发明的优点在于：采用本发明的大口径无缝合金钢管的制造方法，所制造的无缝合金钢管综合性能良好，低温冲击韧性优异，并且制备工艺简单，缩短工艺流程、降低成本。

 

具体实施方式

一种大口径无缝合金钢管，其通过以下步骤制备而得到：

1）取材，选择以下化学成分重量百分比的原料进行高洁净度精炼：

C：0.02~0.03%；    Mn：2.1~2.3%；

Si：0.15~0.20%，               Nb：0.04~0.06%，

Ti：0.02~0.04%，               V：0.05~0.09%，

Mo：0.1~0.4%，                 Ni：0.01~0.05%，

Cr：0.55~0.65%，              Al：0.06~0.10%

其余为Fe和杂质；

2）在铸型的旋转轴线与水平夹角为0度的卧式离心铸造机上进行离心铸造，铸造出的大口径空心管坯；

3）在上述大口径空心管坯的头尾两端固接碳素钢圆形部件作为咬入头和尾端部件，咬入头长度300mm，尾端圆形部件F720×30mm×600mm；

4）头端碳素钢的外表面加工成锥度为1:1.5，管坯和碳素钢端内外表面机加工，内外表面分别切削5mm和2mm，得到两端带有碳素钢段的管坯尺寸为F802×112×1980mm；

5）将上述管坯加热至1000℃并除磷，然后空心管坯内插入芯棒并定位，送入周期轧管机进行往复轧制，送进量为轧制碳素钢的60%；轧辊变形段孔型的宽高比为轧制碳素钢的1.01倍，周期轧管机延伸率设定为4.8，轧成尺寸为F620×28×4900mm尺寸的管件；

6）轧制完成后管件脱芯棒、切头、切尾后经加热、定径、精整，制得合格尺寸为F620×28×4000mm的大口径无缝合金钢管成品件。

C可以增加钢强度的有效元素，但对钢的韧性、塑性、焊接性能有负面的影响。少量的Mn可以起到固溶强化作用，还在一定程度上细化晶粒，改善钢的冲击韧性。Nb可以延迟奥氏体再结晶、降低材料的相变温度，通过固溶强化、相变强化、析出强化等机制来提高强度，但不降低低温冲击韧性。通过析出物的钉扎作用，阻止奥氏体在轧制过程的晶粒长大。V在钢中可以补充Nb析出强化的不足，还能改善钢材焊后韧性。Mo能降低相变温度、抑制块状铁素体形成、促进针状铁素体转变，是贝氏体形成的主要元素，并且能提高Nb(C、N)的沉淀强化效果。微量的Ti可以在高温下与碳、氧结合，形成高温难熔的析出物，有利于抑制焊接热影响区的奥氏体晶粒长大，显著改善焊接热影响区的韧性。Ni和Cr可以提高钢的淬透性，以提高强度改善厚度方向上的性能均匀性；Si是对钢进行脱氧的主要元素，具有较强的固溶强化效果。上述组分的含量过高或者过少都影响最终成品的质量，本发明经过大量实验，最终采用了优选的组分及生产步骤。

 

      实施例1

1）取材，选择以下化学成分重量百分比的原料进行高洁净度精炼：

C：0.03%；             Mn：2.3%；

Si：0.20%，             Nb：0.06%，

Ti：0.04%，            V：0.09%，

Mo：0.4%，            Ni：0.05%，

Cr：0.65%，            Al：0.10%

其余为Fe和杂质；

2）在铸型的旋转轴线与水平夹角为0度的卧式离心铸造机上进行离心铸造，铸造出的大口径空心管坯；

3）在上述大口径空心管坯的头尾两端固接碳素钢圆形部件作为咬入头和尾端部件，咬入头长度300mm，尾端圆形部件F720×30mm×600mm；

4）头端碳素钢的外表面加工成锥度为1:1.5，管坯和碳素钢端内外表面机加工，内外表面分别切削5mm和2mm，得到两端带有碳素钢段的管坯尺寸为F802×112×1980mm；

5）将上述管坯加热至1000℃并除磷，然后空心管坯内插入芯棒并定位，送入周期轧管机进行往复轧制，送进量为轧制碳素钢的60%；轧辊变形段孔型的宽高比为轧制碳素钢的1.01倍，周期轧管机延伸率设定为4.8，轧成尺寸为F620×28×4900mm尺寸的管件；

6）轧制完成后管件脱芯棒、切头、切尾后经加热、定径、精整，制得合格尺寸为F620×28×4000mm的大口径无缝合金钢管成品件。

 

实施例2

1）取材，选择以下化学成分重量百分比的原料进行高洁净度精炼：

C：0.02%；             Mn：2.1%；

Si：0.15%，             Nb：0.04%，

Ti：0.02%，            V：0.05%，

Mo：0.1%，            Ni：0.01%，

Cr：0.55%，            Al：0.06%

其余为Fe和杂质；

2）在铸型的旋转轴线与水平夹角为0度的卧式离心铸造机上进行离心铸造，铸造出的大口径空心管坯；

3）在上述大口径空心管坯的头尾两端固接碳素钢圆形部件作为咬入头和尾端部件，咬入头长度300mm，尾端圆形部件F720×30mm×600mm；

4）头端碳素钢的外表面加工成锥度为1:1.5，管坯和碳素钢端内外表面机加工，内外表面分别切削5mm和2mm，得到两端带有碳素钢段的管坯尺寸为F802×112×1980mm；

5）将上述管坯加热至1000℃并除磷，然后空心管坯内插入芯棒并定位，送入周期轧管机进行往复轧制，送进量为轧制碳素钢的60%；轧辊变形段孔型的宽高比为轧制碳素钢的1.01倍，周期轧管机延伸率设定为4.8，轧成尺寸为F620×28×4900mm尺寸的管件；

6）轧制完成后管件脱芯棒、切头、切尾后经加热、定径、精整，制得合格尺寸为F620×28×4000mm的大口径无缝合金钢管成品件。

Claims (1)

1.一种大口径无缝合金钢管，其特征在于，其通过以下步骤制备而得到：

1）取材，选择以下化学成分重量百分比的原料进行高洁净度精炼：

C：0.02~0.03%；   Mn：2.1~2.3%；

Si：0.15~0.20%，         Nb：0.04~0.06%，

Ti：0.02~0.04%，         V：0.05~0.09%，

Mo：0.1~0.4%，           Ni：0.01~0.05%，

Cr：0.55~0.65%，         Al：0.06~0.10%

其余为Fe和杂质；

2）在铸型的旋转轴线与水平夹角为0度的卧式离心铸造机上进行离心铸造，铸造出的大口径空心管坯；

3）在上述大口径空心管坯的头尾两端固接碳素钢圆形部件作为咬入头和尾端部件，咬入头长度300mm，尾端圆形部件F720×30mm×600mm；

4）头端碳素钢的外表面加工成锥度为1:1.5，管坯和碳素钢端内外表面机加工，内外表面分别切削5mm和2mm，得到两端带有碳素钢段的管坯尺寸为F802×112×1980mm；

5）将上述管坯加热至1000℃并除磷，然后空心管坯内插入芯棒并定位，送入周期轧管机进行往复轧制，送进量为轧制碳素钢的60%；轧辊变形段孔型的宽高比为轧制碳素钢的1.01倍，周期轧管机延伸率设定为4.8，轧成尺寸为F620×28×4900mm尺寸的管件；

6）轧制完成后管件脱芯棒、切头、切尾后经加热、定径、精整，制得合格尺寸为F620×28×4000mm的大口径无缝合金钢管成品件。