CN112593145A

CN112593145A - 一种热轧q345无缝钢管及其制造方法

Info

Publication number: CN112593145A
Application number: CN202011248350.1A
Authority: CN
Inventors: 袁琴; 吴红; 王善宝; 赵波; 解德刚; 管吉春; 王施文; 韩久富; 张尧
Original assignee: Angang Steel Co Ltd
Current assignee: Angang Steel Co Ltd
Priority date: 2020-11-10
Filing date: 2020-11-10
Publication date: 2021-04-02

Abstract

本发明一种热轧Q345无缝钢管及其制造方法，所述钢管的成分以重量百分比计为：C0.14％～0.20％、Si 0.20％～0.50％、Mn 1.20％～1.60％、P≤0.020％、S≤0.015％，余量为Fe。所述钢管壁厚≤7mm。与现有技术相比，本发明的有益效果是：1)使用本发明工艺制造的钢管具有屈服强度≥345MPa，常温冲击值≥40J，晶粒度≥7.0。本发明可为建筑结构、输送流体、油缸、车轴用管提供所需的材料。2)本发明产品成分配方成本低，工艺流程简洁，产品更具有市场竞争力。

Description

一种热轧Q345无缝钢管及其制造方法

技术领域

本发明涉及无缝钢管生产技术领域，尤其涉及一种热轧Q345无缝钢管及其制造方法。

背景技术

Q345钢具有较高的强度、良好的韧性、塑性以及焊接性等，因其良好的综合力学性能，Q345钢在中低压容器、车辆、电站、桥梁、机械零件和建筑结构等工程中应用非常广泛。

Q345钢屈服强度在345MPa，属于微合金钢，不同的轧钢企业针对不同用途的产品做了不同的微合金设计，适用于不同轧制工艺和不同温度冲击韧性要求。一般的，在钢中添加少量的Nb、V、Ti、Mo、Ni、Cr等微合金元素，这些微合金元素一方面可以在加热时抑制奥氏体的长大，有的可以抑制奥氏体形变再结晶，细化晶粒，起到改善钢材强韧性的作用；另一方面这些微合金元素在钢中以碳氮化物的形式析出，可以起到沉淀强化的作用。

对于Q345无缝钢管产品，其轧制工艺受到限制，在机组设计之初，变形量和终轧温度受到约束，无法进行控轧控冷。各钢管企业因其炼钢和轧管机组的差异，成分设计体系也不同。

申请号为CN201610994201.7的中国专利文件《345MPa级钒钛微合金化抗震结构用热连轧钢带及其制造方法》，其成分为：C：0.10％～0.22％，Si：0.10％～0.40％，Mn：0.40％～1.2％，V：0.01％～0.05％，Ti：0.001％～0.035％，P≤0.030％，S≤0.030％，余量为铁。其轧制方法要求钢板轧制时充分发挥控轧控冷能力，终轧温度820～880℃，轧制工艺不符合无缝钢管。该合金钢成分体系中添加V、Ti合金提高强度，合金元素需通过控轧控冷或后续热处理实现强化作用。

申请号为CN201910924769.5的中国专利《一种Q345C钢及其生产方法》，其成分为：C：0.14％～0.18％，Mn：1.33％～1.48％，Nb：0.015％～0.030％，余量为铁。要求钢板轧制时进行控轧控冷能力，终冷温度680～720℃，轧制工艺不符合无缝钢管。

申请号为CN201710529730.4的中国专利《Q345C降合金系列钢板的轧制工艺》，其成分为：C：0.15％～0.18％Si：0.25％～0.35％，Mn：0.40％～1.2％，Al：0.025％～0.040％，Ti：0.010％～0.020％，Nb：0.012％～0.020％，余量为铁。要求钢板轧制时进行控轧控冷能力，终轧温度770～810℃，轧制工艺不符合无缝钢管。

申请号为CN201310440905.6的中国专利《一种Q345工程用钢及其生产方法》，其成分为：C：0.15％～0.18％Si：0.2％～0.5％，Mn：1.25％～1.45％，Al：0.015％～0.060％，P≤0.030％，S≤0.030％，余量为铁。申请号为CN200910241507.5的中国专利《一种低成本建筑结构用钢板及其其制造方法》，这两个专利文件完全通过C-Si-Mn-Al化学成分达到Q345强度等级要求，Al元素可以细化晶粒尺寸，但Al元素的添加使铸坯会在热送热装时产生表面裂纹。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有常温冲击性能、屈服强度达到345MPa的低合金高强度无缝钢管及其制造工艺，常温纵向冲击吸收能量达到40J以上。本发明可为建筑结构、输送流体、油缸、车轴用管提供所需的材料。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种热轧Q345无缝钢管，所述钢管的成分以重量百分比计为：C 0.14％～0.20％、Si 0.20％～0.50％、Mn 1.20％～1.60％、P≤0.020％、S≤0.015％，余量为Fe。

所述钢管壁厚≤7mm。

所述钢管屈服强度不低于345MPa，抗拉强度为470-630MPa，断后伸长率不低于20％，常温纵向冲击吸收能量达到40J以上。

本发明通过C-Si-Mn化学成分，采用管坯连铸连轧，钢管连轧的方式，保证壁厚≤7mm的钢管的强度和冲击韧性，。本发明成分设计理由如下：

C：是确保钢强度的重要元素，为保证强度C必须在0.14％以上。如C大于0.20％，则钢的塑性、韧性会下降。因此，C的优选范围为0.14～0.20％，更加优选含量范围为0.14～0.18％。

Si：是有效的脱氧元素，含量过低会缺乏脱氧效果，过高又会降低钢的韧性，因此，选择0.2％～0.5％作为Si的合金含量范围。

Mn：对于珠光体+铁素体而言，Mn可以起到细化晶粒、减小珠光体片层间距，有利于提高钢的韧性。适当增加Mn含量，可以同时提高钢的强度和韧性。但是过多的Mn又会造成成分偏析。因此Mn含量控制在1.20％～1.60％。

钢中P、S是不可避免的有害元素，P导致回火脆性，S会增加夹杂物颗粒，减小夹杂物颗粒间距，使材料韧性下降。

本发明涉及的钢管只要求常温冲击值达到40J，对P、S含量要求不高，炼钢经转炉冶炼+LF炉外精炼，可达到要求的P、S含量；另外本发明未添加Al元素，方坯可热送热装，避免铸坯表面裂纹，实现能源的节约。

一种热轧Q345无缝钢管的制造方法，包括如下方法：

1)转炉冶炼、LF炉外精炼后，采用方坯连铸，连铸坯规格380mm*280mm；

2)连铸方坯热送热装，方坯加热温度1220℃-1260℃，加热时间2h-3.5h，经连轧得到圆管坯，轧制温度不低于1050℃，圆管坯规格Φ185mm-Φ210mm；

3)圆管坯加热温度为1240℃～1260℃，加热后穿孔并经钢管连轧机组轧制成外径为Φ70mm-Φ180mm壁厚≤7mm的钢管，最后经定径机定径成型。

上述步骤中与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)使用本发明工艺制造的钢管具有屈服强度≥345MPa，常温冲击值≥40J，晶粒度≥7.0。本发明可为建筑结构、输送流体、油缸、车轴用管提供所需的材料。

2)本发明产品成分配方成本低，工艺流程简洁，取消了一般合金钢生产所必须的炼钢VD/RH炉精炼工序，连铸方坯采用热送热装节约能源，最终的无缝管产品不需控轧控冷或热处理，产品性能稳定，更具有市场竞争力。

附图说明

图1是本发明的钢管组织照片(x100)。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步说明。

本发明实施例根据技术方案的组分配比，经转炉冶炼、炉外精炼(LF)、连铸、连轧得到圆管坯，再经加热→穿孔→连轧→定径→矫直。本发明实施例及对比例钢(对比例为Q345NbTi)的成分见表1。本发明实施例及对比例的主要性能指标见表2。

表1本发明实施例及对比例钢的成分(wt％)

示例	规格	C	Si	Mn	P	S	Ti	Nb
									1	133*6.5	0.18	0.36	1.56	0.013	0.012	-	-
2	114*7	0.20	0.38	1.23	0.020	0.008	-	-
									3	146*7	0.14	0.27	1.32	0.019	0.008	-	-
4	146*6.5	0.17	0.32	1.55	0.020	0.010	-	-
									对比例	140*7	0.165	0.4	1.5	0.023	0.042	0.014	0.040

注：余量为铁及不可避免杂质

表2本发明产品的力学性能

Claims

1.一种热轧Q345无缝钢管，其特征在于，所述钢管的成分以重量百分比计为：C 0.14％～0.20％、Si 0.20％～0.50％、Mn 1.20％～1.60％、P≤0.020％、S≤0.015％，余量为Fe。

2.根据权利要求1所述的一种热轧Q345无缝钢管，其特征在于，所述钢管壁厚≤7mm。

3.根据权利要求1所述的一种热轧Q345无缝钢管，其特征在于，所述钢管强度不低于345MPa，抗拉强度为470-630MPa，断后伸长率不低于20％，常温纵向冲击吸收能量达到40J以上。

4.一种如权利要求1-3其中任意一项所述的一种热轧Q345无缝钢管的制造方法，其特征在于，包括如下方法：

3)圆管坯加热后穿孔并经钢管连轧机组轧制成外径为Φ70mm-Φ180mm壁厚≤7mm的钢管，最后经定径机定径成型。

5.根据权利要求4所述的一种一种热轧Q345无缝钢管的制造方法，其特征在于，上述步骤3)中圆管坯的加热温度为1240℃～1260℃。