CN102605236A - 一种含稀土410钢级船舶用钢管生产方法 - Google Patents

Abstract

一种含稀土410钢级船舶用无缝钢管的生产方法，属于冶金技术领域。通过稀土处理可以得到该钢级下高强度、优异塑性性能、良好高温力学性能的无缝钢管，可以满足船舶特殊工况的使用要求。

Description

一种含稀土410钢级船舶用钢管生产方法

一、技术领域：

本发明涉及一种船舶用无缝钢管生产方法，属于黑色冶金技术领域。 

二、背景技术：

船舶用碳钢和碳锰钢无缝钢管有320、360、410、460、490五个钢级，其中承压管分为I、II、III级，对于高温下的强度和塑性有较高的要求。 

用碳钢和碳锰钢轧制后经过正火热处理工艺，再加入稀土可以提高钢材性能，满足使用要求。 

三、发明内容：

本发明的目的是公开一种含稀土410钢级船舶用钢管的生产方法。 

采用含稀土类钢种可以在保证强度的前提下大大提高钢的塑性，使钢的冲击韧性提高，并且高温力学性能很好，可以满足碳锰钢类船舶用无缝钢管在不同工况下的使用要求。 

本发明设计的410钢级船舶用无缝钢管的生产工艺流程简述为： 

铁水预处理→顶底复吹转炉冶炼→LF炉精炼→VD真空处理→圆坯连铸→管坯加热→穿孔→连轧管→定张减径→冷床→锯切→矫直→探伤。 

将重量百分比90％的高炉铁水与10％的优质废钢作为原料。 

以下述工艺流程进行生产：首先对上述铁水进行预处理，然后与上述废钢一同加入顶底复吹转炉进行冶炼，将冶炼好的钢水装入钢水包进入LF炉工位进行精炼，精炼完成后进行VD工位进行真空脱气处理，再进行圆坯连铸，对连铸管坯进行加热，对加热好的管坯进行穿孔使其成为连轧管，对轧管进行定张减径后送入冷床冷却，然后实施锯切，对切好的套管进行热处理，然后进行矫直， 最后经探伤检测，合格者即为成品。 

其具体工艺过程详述如下： 

1、将高炉铁水经预处理，使得铁水中的含S量(重量百分比)降低到0.010％以下； 

2、将预处理后的铁水兑入顶底复吹转炉，加入(重量百分比)10％优质废钢，采用单渣工艺冶炼，控制终渣碱度和终点目标：[C]_出钢≥0.06％；点吹次数≤1次，出钢过程中进行脱氧合金化，终脱氧采用有铝脱氧工艺，出钢过程必须挡渣或扒渣，出钢过程中合金加完以后加入白灰块； 

3、在LF炉进行精练：精炼全过程按要求正常吹氩，采用从低级数到高级数逐渐提高升温速度的方式加热提温；根据转炉钢水成分及温度进行造渣脱硫、成分调整及升温操作；采用造白渣操作； 

4、LF炉精炼结束后保持底部软吹Ar，按预定加入量喂入稀土丝。 

5、进行VD真空处理：真空度≤0.10Kpa，深真空时间≥13分钟； 

6、喂入定长硅钙丝，喂丝后进行8--10分钟吹Ar。将经过VD真空处理后的钢水进行圆坯连铸，采用低拉速、恒拉速控制和电磁搅拌工艺；控制钢水过热度；铸坯经过矫直后，切割为圆管坯。 

对检验合格及硫印不大于2.0级的铸坯进行制管，其管坯材料的化学成分及有害杂质元素如下： 

按重量百分比为：C 0.15-0.20；Si 0.15-0.35；Mn 0.80-1.50；P≤0.025；S≤0.020；Al 0.02-0.05；稀土元素RE 0.0005-0.0100；余量为基体Fe。 

所述稀土元素为Ce、La混合稀土金属：它们的重量百分比分别为：Ce 67％、La33％。 

制管过程如下； 

连续检查预热段、加热段、均热段等各段的温度，环形炉各段温度控制见 下表； 

环形加热炉各段温度 

计算机系统在线记录各段加热温度，要求控制好预热段、均热段温度，保证加热透彻均匀而不过烧。热工具在使用前必须测量，轧前检查处理辊道避免划伤。加热好的管坯在φ180mmMPM连轧管机组轧制成无缝钢管，每批至少进行一次热取样检查几何尺寸。 

经过上述工艺过程，可以生产出本发明所述的“含稀土410钢级船舶用钢管”。 

四、具体实施方式：

以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。 

实施例1 

按照下述工艺流程：铁水预处理→顶底复吹转炉冶炼→LF炉精炼→VD真空处理→圆坯连铸→管坯加热→穿孔→连轧管→定张减径→冷床→锯切→矫直→探伤，生产出具有表1所列产品化学成分的钢管，由表1可知通过严格控制精炼工艺，磷硫含量较低，Al含量接近上限可以细化晶粒，提高性能。 

表1：成品成分％ 

其余为基体Fe和无法检测的微量杂质元素。 

通过VD真空处理以后的钢水中的气体含量如表2所示，由表中数据可知 VD真空处理以后效果明显，满足标准要求。 

表2：气体含量ppm 

	H	0	N
				实测值	0.91	22	46
标准要求	≤2.5	≤30	≤80

轧制后钢管的力学性能检测结果见表3，由表中数据可以看出，在保证足够强度的前提下，有良好的塑性性能保证。 

表3：力学性能结果 

表4为高温力学性能指标，各温度下的屈服强度均满足标准要求，并有相当的余量，对于钢材在高温下的使用提供了性能保证。 

表4：高温力学性能参数 

编号	试验温度，℃	屈服强度Rp0.2，MPa	标准要求，MPa，≥
				1	50	320	217
2	100	300	210
				3	150	280	199
4	200	285	188
				5	250	275	170
6	300	250	149
				7	350	245	137
8	400	230	134
				9	450	186	132

由于在生产过程中的严格控制，夹杂物含量较低，并且在线常化后的晶粒度为8级，细化效果明显。 

表5：金相检验结果 

Claims (3)

1.一种含稀土410钢级船舶用无缝钢管，其特征在于管坯的化学成分按重量百分比分别为：C 0.15-0.20；Si 0.15-0.35；Mn 0.80-1.05；P≤0.025；S≤0.020；Al 0.02-0.05；RE 0.0005-0.0100。

2.如权利要求1所述特征的一种含稀土410钢级船舶用无缝钢管生产方法，其特征在于生产工艺流程简述为：铁水预处理→顶底复吹转炉冶炼→LF炉精炼→VD真空处理→圆坯连铸→管坯加热→穿孔→连轧管→定张减径→冷床→锯切→矫直→探伤。

3.根据权利要求2所述一种含稀土410钢级船舶用无缝钢管生产方法，其特征在于有良好的强度表现，高温力学性能大于标准要求30％以上，并且有良好的塑性指标，冲击功值在100J以上，能够满足特殊工况需求。