[发明专利]一种含稀土低成本耐H2S腐蚀L390NS管线管及其生产方法

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领域，涉及一种含稀土低成本耐H₂S腐蚀L390NS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运输，需要高钢级管线管，由于我国油气资源中部分存在水和H₂S气体，这对输送管道带来严重的腐蚀问题，而且难以预测。低温湿硫化氢腐蚀主要有应力腐蚀(SSC)和氢致开裂(HIC)两种破坏形式。这两种破坏形式在石油天然气输送管道中均产生过严重的事故。为此，国内外相继开发了抗湿H₂S腐蚀管线管，这些材料的应用有效的防止了湿硫化氢腐蚀的产生和破坏。

经检索，中国发明专利“一种超低碳高韧性抗硫化氢用输气管线钢”(专利申请号：CN1351189A)，其存在以下问题和缺点：

杂质元素Cu(重量％≤0.20％)含量高。这是以废钢为原料用电炉生产工艺所无法克服的不足，由于Cu元素的熔点低，这会给冶炼、轧制过程造成一定的难度。

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、晶粒细小、耐H₂S应力腐蚀生能高的含稀土低成本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，将轧管进行再加热提温，经过定径之后进行矫直，然后送入冷床冷却，之后实施锯切，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→再加热→定径→矫直→冷却→锯切→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％)：C0.07～0.12；Si0.05～0.25；Mn1.00～1.30；P≤0.015；S≤0.005；Cr0.50～0.80；Mo0.10～0.30；Nb0.02～0.06；Ti0.01～0.03；Al0.01～0.04；稀土元素RE0.0005～0.010；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：Ce67％、La33％。

加入稀土元素能够起到改善非金属夹杂物形态、强化晶界等作用，从而取得提高耐腐蚀性能和冲击韧性的效果。

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；

表1 环形加热炉各段温度控制(℃)