CN109778064A

CN109778064A - 一种经济型555MPa级无缝钢管及其制备方法

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Publication number: CN109778064A
Application number: CN201910027248.XA
Authority: CN
Inventors: 余泽金; 姚晓乐; 姜海龙; 郭志文; 丰小冬
Original assignee: Baotou Iron and Steel Group Co Ltd
Current assignee: Baotou Iron and Steel Group Co Ltd
Priority date: 2019-01-11
Filing date: 2019-01-11
Publication date: 2019-05-21

Abstract

本发明公开了一种经济型555MPa级无缝钢管，其化学成分的质量百分含量为：C 0.14～0.17％、Si 0.25～0.40％、Mn 1.33～1.43％、Nb 0.023～0.037％、P≤0.025％、S≤0.015％、V 0.02～0.04％、Ti 0.01～0.02％，其余为铁及微量杂质元素。同时提供了一种经济型555MPa级无缝钢管的制备方法。本发明的方法生产的555MPa级无缝钢管满足输送用管线管对管体材料的强度、韧性及低屈强比等性能的要求，同时生产效率高,金属消耗小。

Description

一种经济型555MPa级无缝钢管及其制备方法

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种经济型555MPa级无缝钢管及其制备方法。

背景技术

近十年来，我国油气供给与管道建设呈现跨越式发展，跨入中国五大运输体系行列。在全球油气资源方面，非常规油气资源占比更大(约80％)，且非常规油气资源几乎未开采，将是未来开发的重点。非常规油气资源，一般分布于偏远且地理环境恶劣的区域，这给管道建设及管材选用提出了更高的要求。为保障油气输送管道的安全运行，尽可能降低成本，需着力开展高性能油气输送管的研发与应用，如高强度钢管、低温环境用钢管、腐蚀环境用管、大应变钢管和深海油气开发用钢管等。

高强度钢管是重要的发展方向之一，提高强度不仅可以减小钢管壁厚和质量，节约钢材成本，而且由于钢管壁厚的减小，还可降低钢管运输成本和焊接工作量，从而大幅降低管道建设的投资成本和运行成本，高钢级钢管的应用已经成为管道工程发展的一个必然趋势。

在无缝钢管行业，管线用管目前国际上已成功开发到X100，工程实际应用中已有了X80钢级。国内开发目前到了X90，工程应用则尚处于X70钢级。

发明内容

为了克服上述技术问题，本发明的目的是提供一种经济型555MPa级无缝钢管。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种经济型555MPa级无缝钢管，所述钢管化学成分质量百分比为：C 0.14～0.17％、Si 0.25～0.40％、Mn 1.33～1.43％、Nb 0.023～0.037％、P≤0.025％、S≤0.015％、V 0.02～0.04％、Ti 0.01～0.02％，其余为铁及微量杂质元素。

进一步的，所述钢管化学成分质量百分比为：C 0.160％、Si 0.310％、Mn1.430％、P 0.012％、S 0.003％、Nb 0.024％、V 0.026％、Ti 0.015％，其余为铁及微量杂质元素。

进一步的，所述钢管化学成分质量百分比为：C 0.170％、Si 0.280％、Mn 1.40％、P 0.011％、S 0.004％、Nb 0.030％、V 0.028％、Ti 0.015％，其余为铁及微量杂质元素。

进一步的，所述钢管化学成分质量百分比为：C 0.150％、Si 0.30％、Mn 1.39％、P0.012％、S 0.005％、Nb 0.032％、V 0.030％、Ti 0.016％，其余为铁及微量杂质元素。

一种经济型555MPa级无缝钢管的制备方法，包括冶炼生产过程、轧制生产过程和材料的热处理过程。

进一步的，所述冶炼生产过程包括铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、VD脱气和圆坯连铸。

进一步的，所述冶炼生产过程中转炉冶炼铁水全部采用预脱硫铁水，铁水要求S≤0.05％，P≤0.12％，终脱氧采用有铝脱氧，终点温度≥1630℃，LF精炼要求全程正常吹氩，采用从低数级到高数级升温方式，VD脱气深真空≤0.10Kpa，深真空≥13分钟，VD后期喂入240m硅钙线，喂线后保证软吹时间≥15min。连铸拉速控制在0.35m/min，钢水的过热度≤30℃。

进一步的，所述轧制生产过程包括圆坯加热、穿孔、轧管、定径、冷床冷却、探伤。

进一步的，所述圆坯加热采用预热段、加热段、均热段分段式加热，预热段温度控制在980℃-1150℃，加热段控制在1100℃-1280℃，均热段控制在1240℃-1290℃，轧管温度控制在1150℃-1200℃。

进一步的，所述材料的热处理过程的热处理工艺采用淬火+回火调质工艺，淬火介质为水，淬火温度为900℃，保温40min，回火温度为600℃～640℃，保温90min。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

本发明制备的无缝钢管，调质后管体屈服强度：588Mpa～621Mpa，抗拉强度：695Mpa～726Mpa，屈强比≤0.86％，-50℃夏比V型缺口吸收冲击能量：52J～70J，硬度：200HBW～240HBW；调质后材料具有良好的综合性能，可以保证材料使用的安全性。

具体实施方式

一种经济型555MPa级无缝钢管，其化学成分的质量百分含量为：C 0.14～0.17％、Si 0.25～0.40％、Mn 1.33～1.43％、Nb 0.023～0.037％、P≤0.025％、S≤0.015％、V0.02～0.04％、Ti 0.01～0.02％，其余为铁及微量杂质元素。

其制备方法包括冶炼生产过程、轧制生产过程和材料的热处理过程。

冶炼生产过程包括铁水预处理、要求S≤0.05％，P≤0.12％，来保证钢中夹杂物含量在较低的水平，终脱氧采用转炉冶炼、LF精炼、VD脱气和圆坯连铸，转炉冶炼全部采用预脱硫铁水，铁水有铝脱氧，减少钢中气体特别是氧含量，终点温度≥1630℃，LF精炼要求全程正常吹氩，采用从低数级到高数级升温方式，VD深真空≤0.10Kpa，深真空≥13分钟，VD后期喂入240m硅钙线，使钢中的夹杂物能充分变性，喂线后保证软吹时间≥15min使夹杂物能充分上浮。连铸采用横拉速，控制在0.35m/min，钢水的过热度≤30℃。

钢的轧制过程包括圆坯加热、穿孔、轧管、张减径、冷床冷却、探伤，管坯加热采用预热段、加热段、均热段分段式加热，严格控制炉温，温度均匀上升，预热段温度控制在980℃-1150℃，加热段控制在1100℃-1280℃，均热段控制在1240℃-1290℃，保证材料加热均匀烧透又会过烧，轧管温度控制在1150℃-1200℃，保证钢管的轧制在材料塑性最好的温度区间，变形抗力小，张力减径温度≥850℃，相当于材料进行了一次正火，为后续的热处理做组织准备。

钢的热处理过程，采用淬火+回火调质工艺，淬火介质为水，淬火温度为900℃，保温40min，回火温度为600℃～640℃，保温90min。严格控制回火炉温度的波动。

各实施例的化学成分如表1。

表1各示例化学成分(％)

实施例	C	Si	Mn	P	S	Nb	V	Ti
									实施例1	0.16	0.31	1.43	0.012	0.003	0.024	0.026	0.013
实施例2	0.17	0.28	1.40	0.011	0.004	0.030	0.028	0.015
									实施例3	0.15	0.30	1.39	0.012	0.005	0.032	0.030	0.016

各实施例热处理工艺如表2所示。

表2各示例热处理工艺

各实施例力学性能检测结果如表3所示。

表3各实施例力学性能测试结果

从表3可以看出，本发明的无缝钢管材料具有良好的力学性能，特别是材料的强度值控制稳定，屈强比小，且钢低温冲击韧性好，-50℃冲击值达50J以上，材料具有很好的强度和韧性。

本发明的方法生产的555MPa级无缝钢管满足输送用管线管对管体材料的强度、韧性及低屈强比等性能的要求，同时生产效率高,金属消耗小。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims

1.一种经济型555MPa级无缝钢管，其特征在于，所述钢管化学成分质量百分比为：C0.14～0.17％、Si 0.25～0.40％、Mn 1.33～1.43％、Nb 0.023～0.037％、P≤0.025％、S≤0.015％、V 0.02～0.04％、Ti 0.01～0.02％，其余为铁及微量杂质元素。

2.根据权利要求1所述的经济型555MPa级无缝钢管，其特征在于，所述钢管化学成分质量百分比为：C 0.160％、Si 0.310％、Mn1.430％、P 0.012％、S0.003％、Nb 0.024％、V0.026％、Ti 0.015％，其余为铁及微量杂质元素。

3.根据权利要求1所述的经济型555MPa级无缝钢管，其特征在于，所述钢管化学成分质量百分比为：C 0.170％、Si 0.280％、Mn1.40％、P 0.011％、S 0.004％、Nb 0.030％、V0.028％、Ti 0.015％，其余为铁及微量杂质元素。

4.根据权利要求1所述的经济型555MPa级无缝钢管，其特征在于，所述钢管化学成分质量百分比为：C 0.150％、Si 0.30％、Mn1.39％、P 0.012％、S 0.005％、Nb 0.032％、V0.030％、Ti 0.016％，其余为铁及微量杂质元素。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的经济型555MPa级无缝钢管的制备方法，其特征在于，包括冶炼生产过程、轧制生产过程和材料的热处理过程。

6.根据权利要求5所述的经济型555MPa级无缝钢管的制备方法，其特征在于，所述冶炼生产过程包括铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、VD脱气和圆坯连铸。

7.根据权利要求6所述的经济型555MPa级无缝钢管的制备方法，其特征在于，所述冶炼生产过程中转炉冶炼铁水全部采用预脱硫铁水，铁水要求S≤0.05％，P≤0.12％，终脱氧采用有铝脱氧，终点温度≥1630℃，LF精炼要求全程正常吹氩，采用从低数级到高数级升温方式，VD脱气深真空≤0.10Kpa，深真空≥13分钟，VD后期喂入240m硅钙线，喂线后保证软吹时间≥15min。连铸拉速控制在0.35m/min，钢水的过热度≤30℃。

8.根据权利要求5所述的经济型555MPa级无缝钢管的制备方法，其特征在于，所述轧制生产过程包括圆坯加热、穿孔、轧管、定径、冷床冷却、探伤。

9.根据权利要求8所述的经济型555MPa级无缝钢管的制备方法，其特征在于，所述圆坯加热采用预热段、加热段、均热段分段式加热，预热段温度控制在980℃-1150℃，加热段控制在1100℃-1280℃，均热段控制在1240℃-1290℃，轧管温度控制在1150℃-1200℃。

10.根据权利要求5所述的经济型555MPa级无缝钢管的制备方法，其特征在于，所述材料的热处理过程的热处理工艺采用淬火+回火调质工艺，淬火介质为水，淬火温度为900℃，保温40min，回火温度为600℃～640℃，保温90min。