CN114589203A - 一种适用于低温的09MnNiD无缝钢管的制备方法 - Google Patents

一种适用于低温的09MnNiD无缝钢管的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114589203A
CN114589203A CN202210088832.8A CN202210088832A CN114589203A CN 114589203 A CN114589203 A CN 114589203A CN 202210088832 A CN202210088832 A CN 202210088832A CN 114589203 A CN114589203 A CN 114589203A
Authority
CN
China
Prior art keywords
treatment
steel
temperature
pipe
tube
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202210088832.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114589203B (zh
Inventor
黎福华
张银桥
孔繁革
朱志宝
曹玉鑫
唐科
李勇
李海松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daye Special Steel Co Ltd
Original Assignee
Daye Special Steel Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daye Special Steel Co Ltd filed Critical Daye Special Steel Co Ltd
Priority to CN202210088832.8A priority Critical patent/CN114589203B/zh
Publication of CN114589203A publication Critical patent/CN114589203A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114589203B publication Critical patent/CN114589203B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B23/00—Tube-rolling not restricted to methods provided for in only one of groups B21B17/00, B21B19/00, B21B21/00, e.g. combined processes planetary tube rolling, auxiliary arrangements, e.g. lubricating, special tube blanks, continuous casting combined with tube rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/10—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies
    • C21D8/105—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/005—Ferrite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/009—Pearlite
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

本发明提供一种适用于低温的09MnNiD无缝钢管的制备方法，所述制备方法包括将管坯进行热轧和常化处理，得到无缝钢管；所述热轧包括将所述管坯进行均匀加热处理、穿孔处理、轧管处理；所述常化处理包括将所述轧管处理后钢管进行钢管冷却处理、再加热处理、减定径处理、精整处理。该制备方法生产的09MnNiD无缝钢管对于壁厚＞8mm的性能可以满足标准规定的性能要求，可以保证‑70℃下的冲击功要求KV2≥47J；可以保证钢管表面质量要求，节省能源，降低成本，适应规格多、数量少的生产要求。

Description

一种适用于低温的09MnNiD无缝钢管的制备方法
技术领域
本发明属于无缝钢管制造技术领域，具体涉及一种适用于低温的09MnNiD无缝钢管的制备方法。
背景技术
我国的0.5％Ni低温钢系在德、法相应钢号的基础上调整了化学成分，改进为-70℃级用钢，命名为09MnNiDR(带R为钢板用钢，09MnNiD和09MnNiDR的化学成分要求基本一致)，现已成为我国低温压力容器主要钢种之一。09MnNiD钢是在碳锰钢的基础上添加了0.3％～0.8％的镍元素，改善了钢的冲击韧性。无缝钢管是一种具有圆形断面的经济型钢铁材料，在国民经济建设中得到广泛应用。随着国内经济高速发展向高质量发展不断迈进，国内石油、化工对低温高韧性用09MnNiD钢管的需求越来越大。
钢铁材料的成分、组织决定了其性能，09MnNiD的合金成分、冶金质量和热处理控制会对其-70℃性能有重要影响。GB 150-2011标准要求使用温度低于-40℃的钢管均需要炉外精炼，以及使用温度低于-20℃的钢管要正火交货。因此，09MnNiD钢管传统的制造工艺为：轧制圆坯料→环形炉加热→穿孔→轧管→定减径→冷床空冷(至室温)→热处理(离线正火)→精整、入库。
依据GB 150-2011以及传统工艺生产，存在的问题有：
1、GB 150-2011标准规定了钢管壁厚≤8mm且要求正火交货，以及-70℃的KV2≥47J，没有对壁厚＞8mm钢管的性能指标做明确要求。但是用户实际需求中有壁厚＞8mm的钢管，且要求-70℃的KV2≥47J。用终轧温度符合正火温度的热轧来代替正火，钢管的-70℃冲击功不能满足要求。
2、热轧后需要离线正火处理，钢管再次加热后表面氧化，以及转移、辊道输送造成表面划伤、刮伤、磕碰，超标缺陷需要打磨及复探伤，造成表面质量不佳。
3、生产钢管的产品规格多，数量少，不便采用连铸生产供坯，钢管正火生产组批困难，生产周期长。
因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于低温的09MnNiD无缝钢管的制备方法，用于解决目前的无缝钢管生产工艺不适合生产壁厚＞8mm的09MnNiD，-70℃的冲击功不满足使用要求，且钢管表面质量不佳的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种适用于低温的09MnNiD无缝钢管的制备方法，所述制备方法包括将管坯进行热轧和常化处理，得到无缝钢管；
所述热轧包括将所述管坯进行均匀加热处理、穿孔处理、轧管处理；
所述常化处理包括将所述轧管处理后钢管进行钢管冷却处理、再加热处理、减定径处理、精整处理。
在如上所述的适用于低温的09MnNiD无缝钢管的制备方法，优选，所述均匀加热处理中，采用中径环形炉，对所述管坯进行加热处理；
优选地，加热温度为1200～1290℃，保温时间为2～8h，得到加热后的管坯。
在如上所述的适用于低温的09MnNiD无缝钢管的制备方法，优选，所述穿孔处理中，采用锥形穿孔机对经过加热处理后的管坯进行扩径穿孔，得到穿孔后的毛管；所述穿孔处理的扩径率在0～15％；所述穿孔处理的辗轧角10～15°、喂入角为9～11°；
进一步优选地，所述穿孔后的毛管的外径为199～297mm，毛管截面壁厚差小于2.5mm。
在如上所述的适用于低温的09MnNiD无缝钢管的制备方法，优选，所述轧管处理中，采用顶管机对穿孔后的毛管进行热轧，热轧温度为T1，T1为980～1210℃，得到轧制的荒管；所述顶管机总的减径率控制不超过20％；
优选地，经过所述轧制后的荒管的外径为167～256mm，荒管截面壁厚差小于2mm。
在如上所述的适用于低温的09MnNiD无缝钢管的制备方法，优选，所述钢管冷却处理中，将处于T1温度的荒管脱棒后放置于旋转链床，使轧制后完全再结晶的奥氏体组织转变为铁素体+珠光体；所述钢管冷却处理采用空冷或风冷，冷却至T2温度，350℃＜T2≤500℃，且控制冷却速度为10～60℃/min，得到T2钢管。
在如上所述的适用于低温的09MnNiD无缝钢管的制备方法，优选，所述再加热处理中，将所述T2钢管送进步进式加热炉，加热至T3奥氏体温度；
优选地，T3温度为890～930℃，保温时间15～35min。
在如上所述的适用于低温的09MnNiD无缝钢管的制备方法，优选，所述减定径处理中，对经过再加热处理的钢管出炉后进行高压水除磷，然后对再加热处理后的钢管减定径，得到减定径的钢管，将减定径的钢管空冷至室温；
优选地，所述高压水除磷的水压力为110～160bar；
进一步优选地，对钢管减定径时的减径率控制为不超过22％以提高内孔精度。
在如上所述的适用于低温的09MnNiD无缝钢管的制备方法，优选，所述管坯是通过将生产原料依次进行熔炼处理、精炼处理、真空处理、模铸处理、钢锭加热处理、轧制圆钢处理、缓冷处理、精整处理制备得到；
优选地，所述生产原料为废钢和铁水中的一种或两种混合；
优选地，所述精炼处理中，采用钢包炉将经过熔炼处理后得到的熔炼钢水进行精炼，全程吹Ar搅拌，得到精炼钢水。
在如上所述的适用于低温的09MnNiD无缝钢管的制备方法，优选，所述模铸处理中，将经过真空处理后的钢水采用全程保护下注法浇注，浇注过程控制钢水过热度≤45℃，确保浇注过程无二次污染，得到钢锭；
优选地，所述钢锭加热处理中，钢锭加热温度为1280±40℃，均热时间1～2h；
优选地，所述轧制圆钢处理中，控制轧制比≥3.0，终轧温度≥880℃；
优选地，所述缓冷处理中，下线的轧制圆钢入坑缓冷，出坑温度≤200℃；
进一步优选地，所述管坯是实心轧制圆坯，直径为160～280mm，管坯长度5～10m。
在如上所述的适用于低温的09MnNiD无缝钢管的制备方法，优选，所述无缝钢管的外径为89～245mm，壁厚为6～20mm。
有益效果：
本发明的制备方法生产的09MnNiD无缝钢管对于壁厚＞8mm的性能可以满足GB150-2011标准规定的性能要求，不仅屈服强度、抗拉强度和断后伸长率满足标准的规定，此外，可以保证-70℃下的冲击功要求KV2≥47J；
采用本发明可以避免传统工艺中要求的热轧后需要离线正火处理，因正火的生产线与热轧的生产线不在同一条生产线，采用离线正火需要将钢管转移和输送，转移、辊道输送会造成表面划伤、刮伤、磕碰，钢管再次加热后表面被氧化，均会造成无缝钢管表面质量不佳。
本发明可以适应规格多、数量少的生产要求；本发明的09MnNiD无缝钢管的制备方法省去了离线正火，节省能源，生产过程在一条生产线上，简化生产流程，生产周期短，降低成本。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：
图1为本发明实施例的常化处理工艺示意图；
图2为本发明实施例2制备得到的无缝钢管的显微组织图；
图3为本发明对比例3制备得到的无缝钢管的显微组织图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面将结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明提供一种适用于低温的09MnNiD无缝钢管的制备方法，该方法包括将管坯进行热轧和常化处理的操作。其中，
热轧包括将管坯进行均匀加热处理、穿孔处理、轧管处理；
常化处理包括轧管处理后的钢管进行钢管冷却处理、再加热处理、减定径处理、精整处理。
本发明的具体实施例中，管坯是通过将生产原料依次进行熔炼处理、精炼处理、真空处理、模铸处理、钢锭加热处理、轧制圆钢处理、缓冷处理、精整处理制备得到。
生产原料为废钢和铁水中的一种或两种混合。其中废钢的组分满足有害元素P≤0.05％，S≤0.05％，As≤0.025％，Pb≤0.003％，Sn≤0.015％，Cu≤0.20％。
熔炼处理优选采用电炉，得到熔炼钢水。
精炼处理中，采用钢包炉将熔炼钢水进行精炼，全程吹Ar搅拌，得到精炼钢水。
优选地，在吹Ar的过程中向钢水中加入Al粉、CaSi粉扩散脱氧和钙处理，以使钢水中的Ca的质量百分含量为0.0002～0.005％，以提高钢水的均匀性，并进行夹杂物变性处理使夹杂物呈细小弥散的状态；脱S至≤0.005％转VD。其中VD为英文名称为Vacuum Degasser的缩写，代表“真空脱气”。真空处理中，将精炼钢水置于真空炉中进行真空脱气处理，炉内真空度小于等于0.5乇，得到真空脱气后的钢水。1乇＝133.322帕。
模铸处理中，将真空脱气后的钢水采用全程保护下注法浇注，浇注过程控制钢水过热度≤45℃，确保浇注过程无二次污染，得到钢锭。
钢锭加热处理中，钢锭加热温度为1280±40℃，均热时间1～2h(比如1.2h、1.5h、1.8h)。
轧制圆钢处理中，轧制比≥3.0，终轧温度≥880℃。
缓冷处理中，下线的热轧圆钢入坑缓冷，出坑温度≤200℃。
精整处理中，将热轧圆钢采用辊式矫直机或压矫机矫直，保证每米弯曲度≤4.0mm，并按GB/T 6402超声波探伤，探伤级别按Φ4.0mm平底孔。圆钢坯表面不得有裂纹、结疤、折叠、针孔、夹渣、夹杂、发裂。
经过精整处理后得到的管坯是实心轧制圆坯，直径为160～280mm，管坯长度5～10m；并根据钢管规格，选定坯料规格，下料长度为1.05～4.0m。
通过上述工艺生产的管坯，按重量百分比，管坯中的各化学元素包含：C：0.05～0.12％；Si：0.15～0.50％；Mn：1.2～1.6％；P≤0.015％；S≤0.010％；Ni：0.30～0.80％；Nb:≤0.04％；Als:≥0.015％；Cr：≤0.25％；Mo：≤0.08％；其余为Fe和不可避免的杂质。优选地，还包括Ca，Ca元素的重量百分比为0.0002～0.005％。
本发明的适用于低温的09MnNiD无缝钢管的制备方法，将管坯进行热轧处理，其中热轧包括将管坯进行均匀加热处理、穿孔处理、轧管处理。
本发明的具体实施例中，均匀加热处理中，采用中径环形炉，对管坯进行加热处理。加热温度为1200～1290℃(比如1210℃、1220℃、1250℃、1270℃)，保温时间为2～8h(比如3h、4h、5h、6h、7h)，确保管坯透烧，得到加热后的管坯。
进一步地，加热处理的温度可以为1200、1210、1220、1230、1240、1250、1260、1270和1280℃中的任意一个或两个之间的范围，例如可以为1200～1240℃、1210～1250℃、1220～1260℃或1230～1290℃；保温时间可以为2、3、4、5、6、7和8h中的任意一个或两个之间的范围，例如可以为2～5h、3～6h、4～7h或5～8h。
本发明的具体实施例中，穿孔处理中，采用锥形穿孔机对加热后的管坯进行扩径穿孔，得到穿孔后的毛管。穿孔处理的扩径率在0～15％；穿孔处理的辗轧角为10～15°、喂入角均为9～11°。
穿孔处理后的毛管的外径为199～297mm，毛管截面壁厚差小于2.5mm。
进一步地，穿孔后的毛管的外径为200、210、220、230、240、250、260、270、280、和297mm中的任意一个或两个之间的范围，例如可以为200～280mm、220～297、200～210mm、200～220mm或200～270mm。
本步骤的穿孔处理时的扩径率为0～15％(比如2％、4％、6％、8％、10％、12％、14％)，故采用的是等径或扩径穿孔，该工艺对于调整的要求较高，如果调整不当，容易产生变形不均而导致表面缺陷；但是这种工艺可以使用直径较小的坯料生产外径变大的钢管；相对使用直径较大的坯料生产外径变小的钢管的方式，更节省管坯均匀加热时间，同时也使管坯规格比较灵活。
本发明的具体实施例中，轧管处理中，采用顶管机对穿孔后的毛管进行纵轧，得到轧制的荒管。轧管处理为热轧，热轧温度为T1，T1为980～1210℃(比如990℃、1000℃、1050℃、1100℃、1150℃、1200℃)。为提高钢管尺寸精度及表面质量，避免产生裂纹，增加轧制稳定性，顶管机总的减径率控制为不超过20％，轧管处理中使用的芯棒尺寸为145～210mm(可以为160、180、200和210mm中的任意一个或两个之间的范围，例如可以为180～210mm、145～200mm、145～210mm或145～180mm)。
进一步地，芯棒进行预热，预热的作用是避免芯棒和毛管接触时温差太大，导致钢管温降太大，造成变形抗力增加。
轧制后的荒管的外径为167～256mm，荒管截面壁厚差小于2mm。
常化处理包括上述轧管处理后钢管冷却处理、再加热处理、减定径处理、精整处理。图1为常化处理的工艺示意图。
本发明的具体实施例中，钢管冷却处理中，将处于T1温度荒管脱棒后放置于旋转链床，使轧制后完全再结晶的奥氏体组织转变为铁素体+珠光体，获得平衡态组织；
进一步地，根据壁厚、气温及生产节奏情况，采用空冷、风冷，冷却至T2温度，350℃＜T2≤500℃(比如360℃、380℃、400℃、420℃、450℃、460℃、480℃)，且控制冷速10～60℃/min(比如20℃/min、30℃/min、40℃/min、50℃/min)。控制冷却速度不能太快，太快会出现贝氏体组织，要避免贝氏体组织的形成；也不能太慢，太慢不能细化晶粒，且影响生产节奏。T2的温度要保持在一定范围内，温度太低，冷床停留时间长，影响生产节奏；温度太高，铁素体+珠光体转变不充分，晶粒细化效果不好。
本发明的具体实施例中，再加热处理中，将经过T2温度后的钢管送进步进式加热炉，加热至奥氏体温度T3。
进一步地，奥氏体温度T3为890～930℃(比如900℃、905℃、910℃、915℃、920℃、925℃、930℃)，保温时间15～35min(比如16min、18min、20min、22min、24min、26min、28min、30min、32min)。再加热过程中，奥氏体以晶界为形核点的方式形核和长大，可使奥氏体晶粒细化，在冷却后得到的组织为细化的铁素体+珠光体，钢材的韧性才会充分提高。
本发明的具体实施例中，减定径处理中，对再加热处理的钢管出炉后进行高压水除磷，然后采用十二机架三辊减径机对再加热处理的钢管减定径，得到减定径的钢管。减定径处理后荒管进行空冷至室温，控制冷速10～60℃/min(比如20℃/min、30℃/min、40℃/min、50℃/min)，冷却到≤500℃，形成铁素体+珠光体。
进一步地，高压水除磷的水压力为110～160bar，除去钢管外表面的氧化皮。
优选地，为提高内孔精度，减少钢管内六方的机率，减径机的减径率控制为不超过22％。
本发明的具体实施例中，精整处理中，采用六辊矫直机进行矫直；采用在线自动超声探伤进行超声探伤，按GB/T 5777-2019标准U2等级超声探伤，按GB/T 7735标准A等级全长逐支涡流探伤。
得到的无缝钢管的外径为89～245mm(比如90mm、100mm、110mm、120mm、140mm、160mm、180mm、200mm、220mm、240mm)，壁厚为6～20mm(比如8mm、10mm、12mm、14mm、16mm、18mm)。
经过常化处理完毕的钢管，按GB/T 10561检测，A、B、C、D各类夹杂物细系和粗系分别≤1.0级；按照GB/T 228.1方法进行检测，性能可达到Rp0.2(即：非比例延伸率为0.2时的延伸强度)≥340MPa，Rm(即：抗拉强度)≥480MPa，A(即：断后伸长率)≥35％；按照GB/T 229方法进行检测，-70℃KV2(即：V型缺口试样在2mm摆锤刀刃的冲击下吸收的能量)≥150J；显微组织为F+P(F代表铁素体，P代表珠光体)；晶粒度≥9级。
实施例
本发明提供的一种适用于低温的09MnNiD无缝钢管的制备方法，包括如下步骤将管坯进行热轧和常化处理的操作。其中，
管坯是通过将生产原料依次进行熔炼处理、精炼处理、真空处理、模铸处理、钢锭加热处理、轧制圆钢处理、缓冷处理、精整处理制备得到。
管坯制备过程包括：生产原料为废钢，采用电炉熔炼，得到熔炼钢水，采用钢包炉将熔炼钢水进行精炼，全程吹Ar搅拌，得到精炼钢水；在吹Ar的过程中向钢水中加入Al粉、CaSi粉扩散脱氧和钙处理；将精炼钢水置于真空炉中进行真空脱气处理，得到真空脱气后的钢水；将真空脱气后的钢水采用全程保护下注法浇注，浇注过程控制钢水过热度，得到钢锭；对钢锭进行加热，加热温度为1280℃，均热时间为1h；对加热后的钢锭进行轧制圆钢，控制轧制比和终轧温度；下线的热轧圆钢入坑缓冷，出坑温度≤200℃；热轧圆钢采用辊式矫直机或压矫机矫直，得到待处理管坯。
待处理管坯每米弯曲度≤4.0mm，按照GB/T 6402超声波探伤，探伤级别按Φ4.0mm平底孔。圆钢坯表面没有裂纹、结疤、折叠、针孔、夹渣、夹杂、发裂。
热轧包括将管坯进行均匀加热处理、穿孔处理、轧管处理。
常化处理包括轧管处理后的钢管进行钢管冷却处理、再加热处理、减定径处理、精整处理。
实施例1-实施例3中的管坯制备步骤中、热轧步骤和常化处理过程中的具体工艺参数见下表1-表5。
本发明实施例1-实施例3中的管坯的各化学元素的重量百分含量如表1所示。
表1(单位/wt％)
元素 实施例1 实施例2 实施例3
C 0.07 0.07 0.09
Si 0.28 0.29 0.29
Mn 1.4 1.4 1.38
P 0.012 0.012 0.014
S 0.001 0.002 0.002
Cr 0.16 0.09 0.22
Ni 0.5 0.5 0.49
Mo 0.08 0.02 0.04
Cu 0.02 0.02 0.03
W 0.006 0.006 0.006
V 0.002 0.002 0.002
Nb 0.002 0.003 0.002
B 0.0004 0.0003 0.0003
Ca 0.0009 0.003 0.001
ALs 0.023 0.029 0.025
本发明各实施例中管坯制备过程中的真空处理和模铸处理的工艺参数如表2所示：
表2
工序 实施例1 实施例2 实施例3
真空处理的真空度(乇) 0.2 0.3 0.25
钢水过热度(℃) 36 35 38
本发明各实施例的管坯制备过程中的轧制和缓冷处理过程中的工艺参数如表3所示：
表3
工序 实施例1 实施例2 实施例3
轧制比 11.9 11.9 5.37
终轧温度(℃) 921 912 935
轧制圆钢直径(mm) 195 195 270
轧制圆钢冷却 入坑缓冷 入坑缓冷 入坑缓冷
本发明各实施例制备无缝钢管的穿孔参数、轧管工艺参数、轧管后荒管温度、荒管冷却后温度、再加热温度、减径工艺参数如表4所示：
表4
Figure BDA0003488262650000101
对本发明各实施例中制备所得无缝钢管进行性能测试，结果如表5所示
表5
Figure BDA0003488262650000102
对比例
对比例1～2中，除了再加热温度不同于实施例2以外，其他工艺与实施例2相同，其中再加热温度和得到的无缝钢管性能参见表6。对比例3中，不同于实施例2的是荒管脱棒后未放置于链床冷却，以及未再加热，而是直接减径后空冷，其他工艺与实施例2相同。对比例4中，T3温度保温时间不同于实施例2，其他工艺与实施例2相同。
表6
Figure BDA0003488262650000111
本发明实施例2中荒管执行常化处理后的显微组织如图2所示，图中显示执行常化处理后的显微组织为细小的铁素体+珠光体，晶粒度为9级。
本发明对比例3中荒管未经常化处理，得到的显微组织如图3所示，直接减定后空冷的显微组织为铁素体+珠光体，但是晶粒组织明显比经过常化处理后的晶粒粗大，晶粒度为7级。
由对比例可知，常化温度870℃、880℃，保温20分钟的屈服强度Rp0.2、抗拉强度Rm和断后延伸率可以满足要求，但是-70℃KV2不能满足要求；常化温度900℃，保温10分钟的屈服强度Rp0.2、抗拉强度Rm和延伸率可以满足要求，但是-70℃KV2波动很大，不能满足要求。而常化温度890-930℃，保温15-35分钟，可以保证拉伸性能和冲击稳定。
综上所述：本发明的制备方法生产的09MnNiD无缝钢管对于壁厚＞8mm的性能可以满足GB 150-2011标准规定的性能要求，不仅屈服强度、抗拉强度和断后伸长率满足标准的规定，此外，可以保证-70℃下的冲击功要求KV2≥47J；
采用本发明可以避免传统工艺中要求的热轧后需要离线正火处理，因正火的生产线与热轧的生产线不在同一条生产线，采用离线正火需要将钢管转移和输送，转移、辊道输送会造成表面划伤、刮伤、磕碰，钢管再次加热后表面被氧化，均会造成无缝钢管表面质量不佳。
本发明可以适应规格多、数量少的生产要求；本发明的09MnNiD无缝钢管的制备方法省去了离线正火，节省能源(再加热温度和正火一样，但是，离线正火时，钢管温度几乎等于室温；而在线生产时，冷却至T2温度再加热，而T2温度一般是400-500℃之间，起始温度较高，相对节省能源)，生产过程在一条生产线上，简化生产流程，生产周期短，降低成本。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于低温的09MnNiD无缝钢管的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括将管坯进行热轧和常化处理，得到无缝钢管；
所述热轧包括将所述管坯进行均匀加热处理、穿孔处理、轧管处理；
所述常化处理包括将所述轧管处理后钢管进行钢管冷却处理、再加热处理、减定径处理、精整处理。
2.如权利要求1所述的适用于低温的09MnNiD无缝钢管的制备方法，其特征在于，所述均匀加热处理中，采用中径环形炉，对所述管坯进行加热处理；
优选地，加热温度为1200～1290℃，保温时间为2～8h，得到加热后的管坯。
3.如权利要求1或2所述的适用于低温的09MnNiD无缝钢管的制备方法，其特征在于，所述穿孔处理中，采用锥形穿孔机对经过加热处理后的管坯进行扩径穿孔，得到穿孔后的毛管；所述穿孔处理的扩径率在0～15％；所述穿孔处理的辗轧角10～15°、喂入角为9～11°；
进一步优选地，所述穿孔后的毛管的外径为199～297mm，毛管截面壁厚差小于2.5mm。
4.如权利要求1所述的适用于低温的09MnNiD无缝钢管的制备方法，其特征在于，所述轧管处理中，采用顶管机对穿孔后的毛管进行热轧，热轧温度为T1，T1为980～1210℃，得到轧制的荒管；所述顶管机总的减径率控制不超过20％；
优选地，经过所述轧制后的荒管的外径为167～256mm，荒管截面壁厚差小于2mm。
5.如权利要求4所述的适用于低温的09MnNiD无缝钢管的制备方法，其特征在于，所述钢管冷却处理中，将处于T1温度的荒管脱棒后放置于旋转链床，使轧制后完全再结晶的奥氏体组织转变为铁素体+珠光体；所述钢管冷却处理采用空冷或风冷，冷却至T2温度，350℃＜T2≤500℃，且控制冷却速度为10～60℃/min.，得到T2钢管。
6.如权利要求5所述的适用于低温的09MnNiD无缝钢管的制备方法，其特征在于，所述再加热处理中，将所述T2钢管送进步进式加热炉，加热至T3奥氏体温度；
优选地，T3温度为890～930℃，保温时间15～35min。
7.如权利要求1所述的适用于低温的09MnNiD无缝钢管的制备方法，其特征在于，所述减定径处理中，对经过再加热处理的钢管出炉后进行高压水除磷，然后对再加热处理后的钢管减定径，得到减定径的钢管，将减定径的钢管空冷至室温；
优选地，所述高压水除磷的水压力为110～160bar；
进一步优选地，对钢管减定径时的减径率控制为不超过22％以提高内孔精度。
8.如权利要求1所述的适用于低温的09MnNiD无缝钢管的制备方法，其特征在于，所述管坯是通过将生产原料依次进行熔炼处理、精炼处理、真空处理、模铸处理、钢锭加热处理、轧制圆钢处理、缓冷处理、精整处理制备得到；
优选地，所述生产原料为废钢和铁水中的一种或两种混合；
优选地，所述精炼处理中，采用钢包炉将经过熔炼处理后得到的熔炼钢水进行精炼，全程吹Ar搅拌，得到精炼钢水。
9.如权利要求8所述的适用于低温的09MnNiD无缝钢管的制备方法，其特征在于，所述模铸处理中，将经过真空处理后的钢水采用全程保护下注法浇注，浇注过程控制钢水过热度≤45℃，确保浇注过程无二次污染，得到钢锭；
优选地，所述钢锭加热处理中，钢锭加热温度为1280±40℃，均热时间1～2h；
优选地，所述轧制圆钢处理中，控制轧制比≥3.0，终轧温度≥880℃；
优选地，所述缓冷处理中，下线的轧制圆钢入坑缓冷，出坑温度≤200℃；
进一步优选地，所述管坯是实心轧制圆坯，直径为160～280mm，管坯长度5～10m。
10.如权利要求1所述的适用于低温的09MnNiD无缝钢管的制备方法，其特征在于，所述无缝钢管的外径为89～245mm，壁厚为6～20mm。
CN202210088832.8A 2022-01-25 2022-01-25 一种适用于低温的09MnNiD无缝钢管的制备方法 Active CN114589203B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210088832.8A CN114589203B (zh) 2022-01-25 2022-01-25 一种适用于低温的09MnNiD无缝钢管的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210088832.8A CN114589203B (zh) 2022-01-25 2022-01-25 一种适用于低温的09MnNiD无缝钢管的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114589203A true CN114589203A (zh) 2022-06-07
CN114589203B CN114589203B (zh) 2023-09-05

Family

ID=81805906

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210088832.8A Active CN114589203B (zh) 2022-01-25 2022-01-25 一种适用于低温的09MnNiD无缝钢管的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114589203B (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001247931A (ja) * 2000-03-07 2001-09-14 Nippon Steel Corp 非調質高強度継目無し鋼管およびその製造方法
CN101327492A (zh) * 2008-07-30 2008-12-24 郝建庚 热轧无缝钢管制造工艺及系统
JP2010247218A (ja) * 2009-04-20 2010-11-04 Sumitomo Metal Ind Ltd 継目無鋼管の製造方法およびその製造設備
WO2013018564A1 (en) * 2011-08-01 2013-02-07 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Controlled rolling method of seamless steel tube excellent in strength and low-temperature toughness
CN105586532A (zh) * 2016-03-25 2016-05-18 攀钢集团成都钢钒有限公司 低合金高强度大口径厚壁无缝钢管及其制造方法
JP2016196040A (ja) * 2015-04-06 2016-11-24 Ｊｆｅスチール株式会社 マルテンサイト系高Ｃｒ鋼継目無鋼管の製造方法
CN110538874A (zh) * 2018-05-29 2019-12-06 湖北新冶钢特种钢管有限公司 一种采用无缝钢管生产钻杆接头的制造方法
CN111575450A (zh) * 2020-06-15 2020-08-25 大冶特殊钢有限公司 一种无缝钢管及其制备方法
CN113522981A (zh) * 2021-07-09 2021-10-22 大冶特殊钢有限公司 一种减少含硫钢斜轧无缝钢管表面裂纹缺陷的方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001247931A (ja) * 2000-03-07 2001-09-14 Nippon Steel Corp 非調質高強度継目無し鋼管およびその製造方法
CN101327492A (zh) * 2008-07-30 2008-12-24 郝建庚 热轧无缝钢管制造工艺及系统
JP2010247218A (ja) * 2009-04-20 2010-11-04 Sumitomo Metal Ind Ltd 継目無鋼管の製造方法およびその製造設備
WO2013018564A1 (en) * 2011-08-01 2013-02-07 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Controlled rolling method of seamless steel tube excellent in strength and low-temperature toughness
CN103649344A (zh) * 2011-08-01 2014-03-19 新日铁住金株式会社 强度和低温韧性优异的无缝钢管的控制轧制方法
JP2016196040A (ja) * 2015-04-06 2016-11-24 Ｊｆｅスチール株式会社 マルテンサイト系高Ｃｒ鋼継目無鋼管の製造方法
CN105586532A (zh) * 2016-03-25 2016-05-18 攀钢集团成都钢钒有限公司 低合金高强度大口径厚壁无缝钢管及其制造方法
CN110538874A (zh) * 2018-05-29 2019-12-06 湖北新冶钢特种钢管有限公司 一种采用无缝钢管生产钻杆接头的制造方法
CN111575450A (zh) * 2020-06-15 2020-08-25 大冶特殊钢有限公司 一种无缝钢管及其制备方法
CN113522981A (zh) * 2021-07-09 2021-10-22 大冶特殊钢有限公司 一种减少含硫钢斜轧无缝钢管表面裂纹缺陷的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114589203B (zh) 2023-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108906884B (zh) 一种高性能20CrMnTi齿轮钢的低温轧制生产方法
CN110184525B (zh) 一种高强度q500gje调质态建筑结构用钢板及其制造方法
CN110438396B (zh) 一种低压缩比、高性能q 345r超宽特厚容器钢及其制造方法
EP0787541B1 (en) Method of manufacturing seamless steel pipes and manufacturing equipment therefor
CN110935827B (zh) 一种较大规格细晶奥氏体不锈钢SNCrW棒材的锻造方法
CN112981235A (zh) 一种屈服强度420MPa级的调质型建筑结构用钢板及其生产方法
CN105525209B (zh) 一种低屈强比q460gj建筑用钢板及其生产方法
CN105525210B (zh) 一种低屈强比q390gj建筑用钢板及其生产方法
CN101706020B (zh) 高合金钢无缝钢管的制造方法
CN111270155B (zh) 一种保险带用弹簧钢热轧钢带的制备方法
CN109321834B (zh) 以轧代锻生产200mm厚度矫直机轴承座用40Cr钢板及生产工艺
CN107385319A (zh) 屈服强度400MPa级精密焊管用钢板及其制造方法
CN111575450A (zh) 一种无缝钢管及其制备方法
CN105603310B (zh) 一种低屈强比q420gj建筑用钢板及其生产方法
CN108359907A (zh) 一种无铌高扩孔性能540MPa级热轧酸洗带钢及其生产方法
CN108330386B (zh) 一种锯片用钢及其热轧钢板生产方法
CN111826580B (zh) 超厚规格大型水电站用高强度易焊接钢板及其生产方法
CN104651717B (zh) 一种含稀土的x80钢级低温用无缝管线钢管及其生产方法
CN112342350B (zh) 一种高强韧性厚规格钢板的生产方法
CN117431367A (zh) 一种中空钎杆23CrNi3MoA热轧退火圆钢的生产方法
CN108531828A (zh) 中口径厚壁低温用无缝钢管、其制造方法及应用
CN111979499A (zh) 一种低成本q460c厚规格钢板生产方法
CN115537640B (zh) 锂离子电池极片轧机的zw931轧辊及其制备方法
CN114589203B (zh) 一种适用于低温的09MnNiD无缝钢管的制备方法
CN114472581B (zh) 酸性环境用机械复合管无缝母管的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant