[发明专利]一种含稀土海洋钻井平台桩腿用600MPa无缝钢管及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及黑色金属冶炼及金属压力加工领域，特别是涉及一种含稀土海洋钻井平台桩腿用600MPa无缝钢管及其生产方法

背景技术

海洋钻井平台桩腿用无缝钢管，长期处于地层蠕动、高压海水的冲刷和腐蚀等恶劣环境下服役，因此，钢管面临着腐蚀开裂及疲劳断裂等破坏性事故的困扰。这两种破坏形式通常都是灾难性的，均会带来人、财、物等多方面的巨大损失，为适应海洋环境这种苛刻的服役工况，特开发一种含稀土海洋钻井平台桩腿用600MPa无缝钢管。

经检索，相似的背景技术有：“疲劳强度≥560MPa的海洋钻井平台用钢及其生产方法”(专利申请号：201410197337.6)，其存在以下问题和缺点：由于钢中含有贵重元素Ni和Cu，生产成本相对较高、生产工艺相对复杂、生产难度相对较大；

经检索，相似的背景技术还有：“一种海洋钻井平台用钢”(专利申请号：201210435768.2)，其存在以下问题和缺点：由于钢中含有贵重元素Ni和Cu，生产成本相对较高；

经检索，相似的背景技术还有：“一种海洋钻井平台用钢的制备方法”(专利申请号：201210435770.X)，其存在以下问题和缺点：由于钢中含有贵重元素Ni和Cu，生产工艺相对复杂、生产难度相对较大。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供含稀土海洋钻井平台桩腿用600MPa无缝钢管及其生产方法。

本发明提供一种含稀土海洋钻井平台桩腿用600MPa无缝钢管，其原料由重量百分比为90％的高炉铁水和10％的重型废钢组成；管坯的化学成分按重量百分比计分别为：C 0.07-0.13；Si 0.20-0.40；Mn 1.20-1.40；P≤0.015；S≤0.005；Cr 1.30-1.50；Mo 0.30-0.50；Nb 0.02-0.06；Ti 0.01-0.03；Al 0.01-0.04；稀土元素RE 0.0005-0.0030；Cu<0.10；Ni<0.10；余量为基体Fe和无法检测的微量杂质元素。

进一步地，所述RE为Ce与La的混合稀土金属：它们的重量百分比分别为Ce占67％、La占33％。

本发明还提供一种上述含稀土海洋钻井平台桩腿用600MPa无缝钢管的生产方法，其依次包括如下步骤：

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，连轧管，定径，冷却，锯切，热处理，矫直，探伤。

进一步地，所述铁水预处理的工序中：将高炉铁水进行预处理，使得铁水中S降低到0.010％以下；

顶底复吹转炉冶炼的工序中：将预处理后的铁水和重型废钢分别按设计比例加入顶底复吹转炉，采用单渣工艺冶炼，控制终渣碱度和终点目标；加入合金进行脱氧合金化，终脱氧采用有铝脱氧工艺，出钢过程进行挡渣或扒渣，出钢过程中合金加完以后加入白灰块。

进一步地，LF炉精炼的工序中：精炼全过程吹氩气，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。

进一步地，LF炉精炼结束后保持底部软吹氩气，按预定加入量喂入稀土丝。

进一步地，进行VD真空处理的工序中：设置真空度≤0.10KPa，深真空时间≥13分钟。

进一步地，VD真空处理结束后喂入定长硅钙丝，喂丝后进行10～15分钟软吹氩气。

进一步地，将经过VD真空处理后的钢水进行圆坯连铸的工序中：采用低拉速的恒拉速控制和电磁搅拌工艺，控制钢水过热度，铸坯经过矫直后，切割为圆管坯。

进一步地，所述热处理工艺具体为：900±10℃保温40～60min后出炉进行水淬，690±20℃保温70～90min后出炉进行空冷；回火后执行带温矫直，矫直温度≥500℃。

相对于现有技术，本发明提供的含稀土海洋钻井平台桩腿用600MPa无缝钢管具有如下优点：

1)、由于不含有贵重元素Ni和Cu，因此生产成本相对较低、生产难度相对较小；

2)、由于在500℃以上进行带温矫直，钢管的残余应力较低，残余应力：≤30MPa(采用环切法)；

3)、由于含稀土元素的独特成分设计结合成熟生产工艺，使得钢管的各项性能优异，具体性能指标如下：

屈服强度630～700MPa；抗拉强度700～800MPa；疲劳强度400～450MPa；延伸率≥21％；0℃时的横向冲击值a_kv≥130J/cm²；晶粒度≥9.0级。