CN112375968B - 一种旋挖钻机钻杆用热轧钢带的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种旋挖钻机钻杆用热轧钢带的生产方法，包括：冶炼—连铸生产工艺流程：KR脱硫—转炉—LF精炼—RH真空处理—板坯连铸—缓冷。本发明的目的是提供一种旋挖钻机钻杆用热轧钢带的生产方法，其生产热轧钢带的具有钢质洁净度高，沿宽度方向的均匀性好，具有优异的耐疲劳性能、低温冲击韧性、冷弯性能和焊接性能，产品质量达到国内无缝钢管产品水平，力学性能和工艺性能满足用户的技术要求。

Description

一种旋挖钻机钻杆用热轧钢带的生产方法
技术领域
本发明涉及冶金板材生产技术领域，尤其涉及一种旋挖钻机钻杆用热轧钢带的生产方法。
背景技术
随着国家基础建设的推进，装备制造业产业振兴和技术进步的快速发展，大型工程机械设备下游产业链高端原材料国产化，以实现降本增效、产品升级换代、替代进口，对高强韧钻杆用热轧钢带的需求更加迫切。目前钻杆用钢被广泛应用于工作环境恶劣、要求高强度和耐疲劳性好的工程、建筑、港口等机械产品上，如旋挖钻机、装载机、挖掘机、自卸车的油压缸、吊臂结构件等。旋挖机钻杆用于旋挖钻机与施工用钻头之间，是传递扭矩、轴向压力、沿共同轴心、逐节伸缩的管状结构，通常由3～6支无缝钢管经机加工、焊接后套装而成。对于制造钻杆套筒的无缝钢管通常选用20钢和Q345，但是由于强度低，韧性不好，直接影响到钻杆的使用寿命。为此，天津钢管集团股份有限公司针对国内某知名厂商的使用要求，开发了最小屈服强度550MPa的TP550RD旋挖机钻杆用无缝钢管。
近年来，国内各无缝管生产企业均在开发高级别的旋挖机钻杆用无缝钢管，但少有企业采用直缝焊管生产旋挖机钻杆，直缝焊管相对于无缝焊管具有明显的自身优势，如尺寸精度高、管径规格全、生产成本低等特点。目前已有装备制造企业开始尝试采用直缝焊管替代无缝管生产旋挖机钻杆。
旋挖钻机钻杆用无缝钢管主要供货厂家有宝钢、天津钢管、包钢等，其中天津钢管市场占有率最大，约为市场总量的50％。随着国家基础建设投资的增加，旋挖钻机的需求量激增，同时对桩管的直径和深度提出了更高的要求，国内无缝管机组生产的大口径无缝管已经无法满足工程机械的要求，直缝焊管开发已迫在眉睫，焊管用热轧钢带具有良好的市场前景。
发明内容
本发明的目的是提供一种旋挖钻机钻杆用热轧钢带的生产方法，其生产热轧钢带的具有钢质洁净度高，沿宽度方向的均匀性好，具有优异的耐疲劳性能、低温冲击韧性、冷弯性能和焊接性能，产品质量达到国内无缝钢管产品水平，力学性能和工艺性能满足用户的技术要求。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种旋挖钻机钻杆用热轧钢带的生产方法，包括：
冶炼—连铸生产工艺流程：KR脱硫—转炉—LF精炼—RH真空处理—板坯连铸—缓冷；供铸机钢水成分按百分比为C：0.06-0.08％，Si：0.17-0.27％，Mn：1.55-1.70％，P：≤0.015％，S≤0.008％，Alt：0.020-0.050％，Nb:0.060-0.070％，Ti:0.015-0.025％，Mo:0.08-0.18％，Cr:0.20-0.30％，Ca:0.0010-0.0030％，其余为Fe及不可避免的杂质；
严格控制板坯在炉时间和出炉温度，在炉时间180-240min，出炉温度1180±20℃；
轧制包括粗轧和精轧，所述粗轧采用3+3模式2机架轧机粗轧，各道次压下量均应≥10％，第5道次和第6道次压下率应≥25％；精轧采用7机架连续变凸度轧机精轧，精轧阶段采用恒速轧制；所述精轧的开轧温度≤960℃，所述精轧的终轧温度为820±15℃；
终冷采用层流冷却设备，卷取温度为420±20℃。
进一步的，将铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，废钢加入转炉，转炉出钢温度1642℃；然后将转炉冶炼后钢水进行LF炉外精炼，精炼就位温度≥1562℃，LF炉外精炼后钢水进行RH真空处理，保持真空时间≥10min；按冶炼化学成分进行板坯连铸，过热度为27℃，之后进行板坯清理、缓冷、及连铸坯质量检查；板坯加热温度为1180℃，加热时间为240min，将加热后的板坯进行高压水除磷；通过定宽压力机定宽，采用2机架粗轧，7机架CVC精轧；精轧开轧平均温度958℃，精轧终轧平均温度为814℃，成品厚度12.0mm；经层流冷却后，钢带平均温度降低到416℃进行卷取。
进一步的，将铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，废钢加入转炉，转炉出钢温度1650℃；然后将转炉冶炼后钢水进行LF炉外精炼，精炼就位温度≥1568℃，LF炉外精炼后钢水进行RH真空处理，保持真空时间≥10min；按冶炼化学成分进行板坯连铸，过热度为30℃，之后进行板坯清理、缓冷、及连铸坯质量检查；板坯加热温度为1200℃，加热时间为230min，将加热后的板坯进行高压水除磷；通过定宽压力机定宽，采用2机架粗轧，7机架CVC精轧；精轧开轧平均温度950℃，精轧终轧平均温度为810℃，成品厚度13.0mm；经层流冷却后，钢带平均温度降低到420℃进行卷取。
进一步的，将铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，废钢加入转炉，转炉出钢温度1661℃；然后将转炉冶炼后钢水进行LF炉外精炼，精炼就位温度≥1565℃，LF炉外精炼后钢水进行RH真空处理，保持真空时间≥10min；按冶炼化学成分进行板坯连铸，过热度为25℃，之后进行板坯清理、缓冷、及连铸坯质量检查；板坯加热温度为1190℃，加热时间为235min，将加热后的板坯进行高压水除磷；通过定宽压力机定宽，采用2机架粗轧，7机架CVC精轧；精轧开轧平均温度945℃，精轧终轧平均温度为806℃，成品厚度13.0mm；经层流冷却后，钢带平均温度降低到426℃进行卷取。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
本发明的热轧钢带的显微组织为粒状贝氏体，晶粒度约13级，具有优异的耐疲劳性能、低温冲击韧性、冷弯性能和焊接性能，力学性能和工艺性能满足用户的技术要求。同时，本发明制备方法简单，适合工业化生产。采用本发明热轧钢带制备的直缝焊管因其生产成本低、尺寸精度高、长度自由等优势，正在逐渐取代相同强度级别的无缝钢管，具有优良的应用效果。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为本发明实施例1的显微组织图。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明作更详细的描述。实施例仅仅是对本发明最佳实施方式的描述，并不对本发明的范围有任何限制。
实施例1
将铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，废钢加入转炉，转炉出钢温度1642℃。然后将转炉冶炼后钢水进行LF炉外精炼，精炼就位温度≥1562℃，LF炉外精炼后钢水进行RH真空处理，保持真空时间≥10min。按表1所示的冶炼化学成分进行板坯连铸，过热度为27℃，之后进行板坯清理、缓冷、及连铸坯质量检查。板坯加热温度为1180℃，加热时间为240min，将加热后的板坯进行高压水除磷。通过定宽压力机定宽，采用2机架粗轧，7机架CVC精轧。精轧开轧平均温度958℃，精轧终轧平均温度为814℃，成品厚度12.0mm。经层流冷却后，钢带平均温度降低到416℃进行卷取。最后进行产品质量检测。
实施例2
将铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，废钢加入转炉，转炉出钢温度1650℃。然后将转炉冶炼后钢水进行LF炉外精炼，精炼就位温度≥1568℃，LF炉外精炼后钢水进行RH真空处理，保持真空时间≥10min。按表1所示的冶炼化学成分进行板坯连铸，过热度为30℃，之后进行板坯清理、缓冷、及连铸坯质量检查。板坯加热温度为1200℃，加热时间为230min，将加热后的板坯进行高压水除磷。通过定宽压力机定宽，采用2机架粗轧，7机架CVC精轧。精轧开轧平均温度950℃，精轧终轧平均温度为810℃，成品厚度13.0mm。经层流冷却后，钢带平均温度降低到420℃进行卷取。最后进行产品质量检测。
实施例3
将铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，废钢加入转炉，转炉出钢温度1661℃。然后将转炉冶炼后钢水进行LF炉外精炼，精炼就位温度≥1565℃，LF炉外精炼后钢水进行RH真空处理，保持真空时间≥10min。按表1所示的冶炼化学成分进行板坯连铸，过热度为25℃，之后进行板坯清理、缓冷、及连铸坯质量检查。板坯加热温度为1190℃，加热时间为235min，将加热后的板坯进行高压水除磷。通过定宽压力机定宽，采用2机架粗轧，7机架CVC精轧。精轧开轧平均温度945℃，精轧终轧平均温度为806℃，成品厚度13.0mm。经层流冷却后，钢带平均温度降低到426℃进行卷取。最后进行产品质量检测。
实施例1～3生产的热轧钢带已用于国内某著名重工企业生产旋挖机钻杆，累计供货500余吨。
表1本发明实施例1～3的化学成分(wt％)
实施例 C Si Mn P S Alt Cr Nb Ti Mo Ca
1 0.07 0.17 1.64 0.014 0.003 0.026 0.21 0.066 0.02 0.17 0.0015
2 0.07 0.18 1.63 0.012 0.002 0.029 0.20 0.066 0.02 0.18 0.0015
3 0.06 0.17 1.62 0.014 0.002 0.034 0.20 0.062 0.02 0.17 0.0017
对本发明实施例1～3的热轧钢带及其采用直缝焊制管后的管体进行力学性能检验，检验结果见表2。
表2本发明实施例1～3的力学性能
Figure BDA0002732792350000061
由表2数据可知，本发明一种旋挖钻机钻杆用热轧钢带及其采用直缝焊制管后的管体力学性能及工艺性能满足技术要求。
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 (4)

1.一种旋挖钻机钻杆用热轧钢带的生产方法，其特征在于，包括：
冶炼—连铸生产工艺流程：KR脱硫—转炉—LF精炼—RH真空处理—板坯连铸—缓冷；供铸机钢水成分按百分比为C：0.06-0.07％，Si：0.17-0.18％，Mn：1.62-1.64％，P：0.012-0.014％，S:0.002-0.003％，Alt：0.026-0.034％，Nb:0.062-0.066％，Ti:0.02％，Mo:0.17-0.18％，Cr:0.20-0.21％，Ca:0.0015-0.0017％，其余为Fe及不可避免的杂质；
严格控制板坯在炉时间和出炉温度，在炉时间180-240min，出炉温度1180±20℃；
轧制包括粗轧和精轧，所述粗轧采用3+3模式2机架轧机粗轧，各道次压下量均应≥10％，第5道次和第6道次压下率应≥25％；精轧采用7机架连续变凸度轧机精轧，精轧阶段采用恒速轧制；所述精轧的开轧温度≤960℃，所述精轧的终轧温度为820±15℃；
终冷采用层流冷却设备，卷取温度为420±20℃。
2.根据权利要求1所述的旋挖钻机钻杆用热轧钢带的生产方法，其特征在于，将铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，废钢加入转炉，转炉出钢温度1642℃；然后将转炉冶炼后钢水进行LF炉外精炼，精炼就位温度≥1562℃，LF炉外精炼后钢水进行RH真空处理，保持真空时间≥10min；按冶炼化学成分进行板坯连铸，过热度为27℃，之后进行板坯清理、缓冷、及连铸坯质量检查；板坯加热温度为1180℃，加热时间为240min，将加热后的板坯进行高压水除磷；通过定宽压力机定宽，采用2机架粗轧，7机架CVC精轧；精轧开轧平均温度958℃，精轧终轧平均温度为814℃，成品厚度12.0mm；经层流冷却后，钢带平均温度降低到416℃进行卷取。
3.根据权利要求1所述的旋挖钻机钻杆用热轧钢带的生产方法，其特征在于，将铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，废钢加入转炉，转炉出钢温度1650℃；然后将转炉冶炼后钢水进行LF炉外精炼，精炼就位温度≥1568℃，LF炉外精炼后钢水进行RH真空处理，保持真空时间≥10min；按冶炼化学成分进行板坯连铸，过热度为30℃，之后进行板坯清理、缓冷、及连铸坯质量检查；板坯加热温度为1200℃，加热时间为230min，将加热后的板坯进行高压水除磷；通过定宽压力机定宽，采用2机架粗轧，7机架CVC精轧；精轧开轧平均温度950℃，精轧终轧平均温度为810℃，成品厚度13.0mm；经层流冷却后，钢带平均温度降低到420℃进行卷取。
4.根据权利要求1所述的旋挖钻机钻杆用热轧钢带的生产方法，其特征在于，将铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，废钢加入转炉，转炉出钢温度1661℃；然后将转炉冶炼后钢水进行LF炉外精炼，精炼就位温度≥1565℃，LF炉外精炼后钢水进行RH真空处理，保持真空时间≥10min；按冶炼化学成分进行板坯连铸，过热度为25℃，之后进行板坯清理、缓冷、及连铸坯质量检查；板坯加热温度为1190℃，加热时间为235min，将加热后的板坯进行高压水除磷；通过定宽压力机定宽，采用2机架粗轧，7机架CVC精轧；精轧开轧平均温度945℃，精轧终轧平均温度为806℃，成品厚度13.0mm；经层流冷却后，钢带平均温度降低到426℃进行卷取。
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