[发明专利]一种高强韧性热轧无缝钢管及其制备方法

权利要求书

1.一种高强韧性热轧无缝钢管的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤1，冶炼：

(1)将铁水和/或废钢料熔炼成钢水，出钢过程中加入Si、Mn和Al进行脱氧合金化，调节Al含量至0.005～0.02％；

(2)对脱氧后钢水进行LF精炼，LF到站后送电升温、造白渣精炼，白渣保持时间10～15min，然后喂入Ti-Al-O包芯线，软吹惰性气体或氮气10～20min，生成微米级Al₂TiO₅氧化物；

(3)按高强韧性热轧无缝钢管的要求调整钢水成分并进行管坯连铸，采用全保护浇铸，钢水过热度为10～25℃，得到管坯；

步骤2，加热：

将管坯加热至1250～1300℃，加热时间30～240min；

步骤3，轧管：

(1)管坯经热定心和高压水除鳞后穿孔得到毛管，穿孔温度为1230～1270℃；

(2)毛管去除氧化皮后预穿芯棒进入轧管机轧制成荒管，终轧温度≥1050℃；

(3)荒管进入定减径机进行轧制，定减径出口温度≥980℃；

步骤4，冷却：

轧后钢管以2～10℃/s的冷速冷却至450℃以下，或以5～15℃/s的冷速冷至600～700℃之后空冷，得到高强韧性热轧无缝钢管；

所述高强韧性热轧无缝钢管，钢管化学成分按质量分数为：C：0.06～0.20％，Si：0.1～0.4％，Mn：0.8～2.0％，P：0.005～0.015％，S：0.002～0.01％，Ti：0.005～0.02％，Al：0.005～0.02％，N：0.002～0.007％，O：0.001～0.005％，Cr：0～0.5％，Mo：0～0.5％，V：0～0.05％，B：0～0.002％，余量为Fe和杂质元素，其中Ti、Al、O、N的质量分数满足关系式：2.5N≤Ti+Al-1.2×O≤5N；

所述高强韧性热轧无缝钢管，钢中尺寸在0.2～5μm的夹杂物与尺寸5μm以上的夹杂物数量之比＞50，尺寸在0.3～3μm的含有Al₂TiO₅氧化物的夹杂物数量＞500个/mm²。

2.根据权利要求1所述的一种高强韧性热轧无缝钢管的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，废钢为非合金或低合金废钢，废钢中Pb、As、Sb、Bi、Sn含量总和＜0.2wt.％，Cu、Ni、Cr、Mo含量分别＜0.5wt.％。

3.根据权利要求1所述的一种高强韧性热轧无缝钢管的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，脱氧后钢水溶解氧＜15ppm。

4.根据权利要求1所述的一种高强韧性热轧无缝钢管的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，喂入的Ti-Al-O包芯线由钛铁粉、铝粉和氧化铁粉混匀填充制成，其中钛铁粉占35～45wt.％、铝粉占8～12wt.％、氧化铁粉占45～55wt.％，喂线速度150～200m/min，使钢水中总氧量为20～60ppm，LF终点溶解氧为1～10ppm。

5.根据权利要求1所述的一种高强韧性热轧无缝钢管的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，精炼结束后向钢水中喂入100～200m硅钙线或硅镁线，喂线后软吹惰性气体或氮气6～15min。

6.根据权利要求1所述的一种高强韧性热轧无缝钢管的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，荒管脱棒后直接装入加热炉中均热，装入温度＞Ar₃，均热温度1050～1250℃，均热时间5～15min，均热后再进行定减径轧制。

7.根据权利要求1所述的一种高强韧性热轧无缝钢管的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，钢管进行450～550℃回火处理，保温30～90min。

8.根据权利要求1所述的一种高强韧性热轧无缝钢管的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，高强韧性热轧无缝钢管的外径为100～500mm，壁厚为10～50mm。

9.根据权利要求1所述的一种高强韧性热轧无缝钢管的制备方法，其特征在于，所述方法制备的钢管屈服强度为300～600MPa，-40℃冲击韧性≥100J，钢管显微组织为晶内铁素体和/或晶内贝氏体型组织。