[发明专利]一种含稀土石油裂化用无缝钢管的制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种含稀土石油裂化用无缝钢管的制备方法，属于冶金材料领域。

背景技术：

随着经济的发展，石油炼化工程不断增加，使得石油炼化装置中使用的耐腐蚀裂化管的需求也不断增大。用于石油裂化无缝钢管的钢材要具有良好的强度、韧性及力学性能。目前，用于制备石油裂化用无缝钢管的材料，基本上是采取在低碳钢中添加Cr、Mo等合金元素，并采用调质处理的方法获得，该方法生产的钢材能满足一般条件下石油裂化用无缝钢管的要求。然而，国内开采的原油具有含腊、硫等浓度高及粘度大的缺点，使得石油生产与运输中对裂化装置的使用条件更加苛刻，对管道的耐压强度和耐腐蚀性的要求更高。所以，开发满足苛刻条件下石油裂化用无缝钢管是具有非常重要的意义。

发明内容：

本发明的目的是针对现有的石油裂化用无缝钢管的缺点，提供一种制备具有较好的耐压强度和耐腐蚀性石油裂化用无缝钢管的含稀土石油裂化用无缝钢管的制备方法。

本发明的目的是通过如下措施来实现的：

本发明是利用稀土元素的改性作用，冶炼出具有良好强度、韧性及力学性能的钢材，并制备出石油裂化用无缝钢管。

本发明的石油裂化用无缝钢管的钢铁材料，其质量百分的化学成分：C0.09～0.15；Si 0.22～0.50；Mn 0.31～0.60；Cr 4.00～6.00；Mo 0.45～0.65；P≤0.02；S≤0.02；Re 0.002～0.005；其余为Fe，各成分质量分数共计为100％。该材料成分的主要合金元素Cr使钢具有较好的抗腐蚀能力，Mo提高钢的高温强度，Re使钢具有良好的韧性。本发明中的Re主要是La和Ce元素。

炼钢生产工艺为：铁水→转炉冶炼→LF精炼→VD脱气→圆坯连铸。转炉冶炼采用脱硫铁水，硅锰、锰铁和铬铁合金脱氧合金化，全过程按精炼正常吹氩；真空度≤0.10KPa，深真空时间≥13min，过冷度ΔT≤30℃。

无缝钢管的轧制工艺为：圆坯→锯切→加热→穿孔→轧管→张力减径→取样→冷却→切头尾→矫直→检查→包装→过磅→入库。其圆坯穿孔时温度为1250～1280℃；轧管时温度为1180～1220℃；定张减时温度为820～860℃。轧态无缝钢管热处理工艺为：正火+回火。正火温度为860～880℃，保温70～80分钟；回火温度为730～750℃，保温90～100分钟。回火温度及回火保温时间一定，随正火温度的增加，屈服强度有所增高，抗拉强度在880℃时强度值最高，延伸率和冲击功震荡走高，对布氏硬度值影响不太明显。当正火温度和正火保温时间一定，随回火温度的增加，屈服强度、抗拉强度和布氏硬度明显降低，延伸率随回火温度增加而走高，冲击功影响不太明显。

本发明的优点在于：

本发明提供了一种含稀土石油裂化用无缝钢管的制备工艺及方法，Cr、Mo合金低碳钢存在Re元素的钢材具有良好强度、韧性及力学性能，用其制备的无缝钢管，具有很好的耐压强度和耐腐蚀性。本发明含稀土石油裂化用无缝钢管具有独特的生产工艺，生产效率高、成本低，节能环保，具有很好的耐压强度和耐腐蚀性。经济效益好，适合于大规模生产，具有良好的推广价值。

具体实施方式：

钢材的冶炼生产工艺为：铁水→转炉冶炼→LF精炼→VD脱气→圆坯连铸。转炉冶炼采用脱硫铁水，硅锰、锰铁和铬铁合金脱氧合金化，全过程按精炼正常吹氩；真空度≤0.10KPa，深真空时间≥13min，过冷度ΔT≤30℃。各实例化学成分如表1所示。

表1各实例成分(质量百分数/％)

无缝钢管的轧制工艺为：圆坯→锯切→加热→穿孔→轧管→张力减径→取样→冷却→切头尾→矫直→检查→包装→过磅→入库。其圆坯穿孔时温度为1260～1280℃；轧管时温度为1200～1220℃；定张减时温度为840～860℃。应用Ф180MPM机组轧制规格为Ф245mm×16mm的无缝钢管。

轧态无缝钢管热处理工艺为：正火+回火。正火温度为880℃，保温80分钟；回火温度为730℃，保温100分钟。热处理后金相组织检验结果如表2所示，热处理后的力学性能如表3所示。

表2各实例金相组织

注：表中P珠光体，F为铁素体

表3各实例力学性能

从表2可以发现，各实例夹杂物细小、分布均匀，组织结构适宜，晶粒细小。

从表3可以看出，各实例的材料具有良好强度、韧性及力学性能，用其制备的无缝钢管，具有很好的耐压强度和耐腐蚀性。各项性能满足苛刻条件下石油裂化用无缝钢管的要求。