[发明专利]一种含稀土的L830Q管线用无缝钢管及其生产方法

说明书

一、所属技术领域：

本发明属于黑色金属冶炼及金属压力加工技术领域，涉及一种含稀土高强高韧LS30Q管线用无缝钢管及其生产方法。 

二、背景技术：

管道运输因其具有经济高效、不间断和无污染等特点而得到广泛应用，为了实现管线的长距离运输，需要采用高压力输送；为了降低管道的铺设成本和减少钢材料的使用，需要采用高钢级薄壁管；为了保证管线管的焊接性能，需要采用低碳当量成分设计，尽管低碳当量与高强度相互之间关系矛盾。LS30Q就是适应上述需求的一种管道支线的超高钢级，国内外已经相继开展了有关L830Q钢级管线管的研制开发工作。但有关该钢级无缝钢管及其制造方法的内容，在专利文献中未见记载、在书刊杂志上也未见公开报道。 

目前，国内外仅有少数几家具备X120钢级管线钢的生产能力，并申报了专利，其中以华北地区石油管理局第一机械厂申报的中国发明专利“一种X120管线钢所制直缝埋弧焊管及其制造工艺”(专利申请号：200710185345.9)最为成熟，不仅详细叙述了从钢板到焊管的制造工艺过程，而且还提供了管线钢的成分设计，该钢种成分设计具有普遍意义，但也存在以下问题： 

化学成分设计复杂，钢种以超低C-高Mn钢为基础，复合添加一定含量的合金元素Cr、Mo、Ni和Cu，同时还复合添加了微量的合金元素Nb、V、Ti和B，不仅生产难度大，而且生产成本也很高。 

三、发明内容：

本发明的目的是提供一种生产成本低、强韧性能匹配高、组织均匀细小、残余应力低的含稀土管线用无缝钢管及其生产方法。 

本发明的目的是这样实现的： 

将重量百分比90％的高炉铁水与10％的优质废钢作为原料。 

以下述工艺流程进行生产：首先对上述高炉铁水进行预处理，然后与上述优质废钢一同加入顶底复吹转炉进行冶炼，再将冶炼好的钢水装入钢水包进入LF炉工位进行精炼，精炼完成后进入VD工位进行真空脱气处理，再进行圆坯连铸，并将连铸坯切割成管坯，然后对连铸管坯进行加热，对加热好的管坯进行穿孔和连轧使其成为连轧管，对轧管进行定径后送入冷床冷却，然后实施锯切，对切好的套管进行热处理，然后进行矫直，最后经探伤检测，合格者经倒棱加工后即为管线管成品。 

其工艺流程简述为：铁水预处理→顶底复吹转炉冶炼→LF炉精炼→VD真空处理→圆坯连铸→切割→管坯加热→穿孔→连轧→定径→冷却→锯切→热处理→矫直→探伤→倒棱。 

连铸圆管坯的生产过程如下所述： 

1、将高炉铁水经预处理，使得铁水中的含S量(重量百分比)降低到0.010％以下。 

2、将预处理后的铁水兑入顶底复吹转炉，加入(重量百分比)10％优质废钢，采用单渣工艺冶炼，控制终渣碱度和终点目标，出钢过程中进行脱氧合金化，终脱氧采用有铝脱氧工艺，出钢过程必须挡渣或扒渣，出钢过程中合金加完以后加入白灰块。 

3、在LF炉进行精练：精炼全过程按要求正常吹Ar，采用从低级数到高级数逐渐提高升温速度的方式加热提温；根据转炉钢水成分及温度进行造渣脱硫、成分调整及升温操作；采用造白渣操作。 

4、LF炉精炼结束后保持底部软吹Ar，按预定加入量喂入稀土丝。 

5、进行VD真空处理：真空度≤0.10KPa，深真空时间≥13分钟。 

6、喂入定长硅钙丝，喂丝后进行8-10分钟吹Ar；将经过VD真空处理后的钢水进行圆坯连铸，采用低拉速的恒速控制和电磁搅拌工艺；控制钢水过热度；铸坯经过矫直后，火焰切割为圆管坯。 

对管坯进行化学成分化验，管坯的化学成分应符合下述要求(重量百分比％)：C0.07-0.13；Si 0.15-0.35；Mn 1.60-1.90；P≤0.020；S≤0.010；Cr 0.60-0.90；Mo 0.10-0.20；Ni 0.10-0.30；V 0.06-0.12；Ti 0.01-0.03；Al 0.01-0.04；稀土元素RE 0.0005-0.0100；Cu＜0.10；余量为基体Fe和无法检测的微量杂质元素。 

所述稀土元素RE为Ce、La的混合稀土金属，它们的重量百分比分别为：Ce 67％、La 33％。 

加入稀土元素能够起到改善非金属夹杂物形态、强化晶界和细化晶粒等作用，从而取得细晶强化和提高冲击韧性的效果。 

将成分化验合格及硫印不大于2.0级的连铸圆管坯进行制管，制管过程如下： 

将管坯放入加热炉进行加热，连续检查并控制好加热炉预热段、加热段、均热段等各段的温度，各段温度的控制范围见表1；