CN104862593A

CN104862593A - 铁素体不锈钢无缝钢管及其制备方法

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Publication number: CN104862593A
Application number: CN201510205879.8A
Authority: CN
Inventors: 吴振环; 钱祥保; 金仁明; 刘凯
Original assignee: Suzhou Gang Tewei Steel Tube Co Ltd
Current assignee: Suzhou Gang Tewei Steel Tube Co Ltd
Priority date: 2015-04-28
Filing date: 2015-04-28
Publication date: 2015-08-26
Anticipated expiration: 2035-04-28
Also published as: CN104862593B

Abstract

本发明涉及一种铁素体不锈钢无缝钢管及其制备方法，所述铁素体不锈钢无缝钢管的元素重量百分比如下，C：≤0.03%，Si：0.7~1.1%，Mn：≤1%，P：≤0.03%；S：≤0.02%，Cr：17~19%，Ti：0.2~0.4%，N：≤0.025%，Cu：≤0.25%，Al：0.8~1.2%，余量为Fe。它的制备方法包括以下步骤：（a）热轧穿孔；（b）第一次酸洗&检验；（c）润滑；（d）冷拔/冷轧；（e）第二次酸洗；（f）热处理；（g）第三次酸洗&检验。通过在其组成元素中提升Si、Al的重量百分比，使得不锈钢的抗氧化性大幅提高，提供具有高的屈服强度和低的塑性，导热率为奥氏体不锈钢的1.5倍；该铁素体不锈钢无缝钢管的制备方法每一步环环相扣，且操作较为简单，使铁素体不锈钢无缝钢管具有较低的成本。

Description

铁素体不锈钢无缝钢管及其制备方法

技术领域

本发明属于钢铁材料领域，涉及一种无缝钢管，具体涉及一种铁素体不锈钢无缝钢管及其制备方法。

背景技术

钢铁厂高炉是把矿石炼制成生铁的设备。炼铁过程中有大量高温废气排出，充分利用高温废气中蕴含的大量能量是炼铁降低成本的一个重要环节。因此，很多钢铁厂在废气排放口安装换热器，然后通过换热器交换得到的热量将炼钢用的风进行预热。废气排放口的温度高达800~950℃，而且废气中含有大量的二氧化硫；如果使用普通的20号钢管，换热效果虽然较好，但是它在高温和腐蚀气体的影响下很快就会损坏；如果换成抗高温抗腐蚀的奥氏体不锈钢管，那么制作的换热器价格昂贵，并且换热效果明显降低。因此，迫切需要制备一种不锈钢无缝钢管在具有较好的换热效果、较低的成本的同时，还能抗氧化、抗腐蚀。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种铁素体不锈钢无缝钢管。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种铁素体不锈钢无缝钢管，所述铁素体不锈钢无缝钢管的元素重量百分比如下，C：≤0.03%，Si：0.7~1.1%，Mn：≤1%，P：≤0.03%；S：≤0.02%，Cr：17~19%，Ti：0.2~0.4%，N：≤0.025%，Cu：≤0.25%，Al：0.8~1.2%，余量为Fe。

优化地，所述铁素体不锈钢无缝钢管的元素重量百分比如下，C：0.03%，Si：0.7%，Mn：1%，P：0.03%；S：0.02%，Cr：17%，Ti：0.2%，N：0.025%，Cu：0.25%，Al：0.8%，余量为Fe。

优化地，所述铁素体不锈钢无缝钢管的元素重量百分比如下，C：0.03%，Si：1.1%，Mn：1%，P：0.03%；S：0.02%，Cr： 19%，Ti：0.4%，N：0.025%，Cu：0.25%，Al：1.2%，余量为Fe。

优化地，所述铁素体不锈钢无缝钢管的元素重量百分比如下，C：0.03%，Si：1.0%，Mn：1%，P：0.03%；S：0.02%，Cr：18%，Ti：0.3%，N：0.025%，Cu：0.25%，Al：1.0%，余量为Fe。

本发明的又一目的在于提供一种上述铁素体不锈钢无缝钢管的制备方法，它包括以下步骤：

（a）热轧穿孔：将管坯置于1150~1160℃保温30~60分钟，控制顶头前压缩率为4.5~5.0%穿孔，随后自然冷却；

（b）第一次酸洗&检验：将步骤（a）中制得的钢管用氢氟酸和硝酸混合溶液进行酸洗，再采用内窥镜、目视的方式分别对其内外表面进行裂缝检测，确认钢管的内外表面有无裂缝；所述酸洗时间为30~60min，所述氢氟酸的质量浓度2~3%，所述硝酸的质量浓度分别为4~5%；

（c）润滑：在步骤（b）中检测后没有裂缝的钢管内外表面涂刷润滑剂，置于200~250℃烘干；所述润滑剂包含工业脂和石灰水；

（d）冷拔/冷轧：将步骤（c）中得到的钢管在冷轧机组中进行冷轧，冷轧过程中冷加工变形量控制在60%以内；

（e）第二次酸洗：将步骤（d）中得到的钢管用质量浓度为4~5%的硝酸溶液中进行酸洗；

（f）热处理：将步骤（e）中得到钢管置于780~820℃保温45~75分钟，随后自然冷却；

（g）第三次酸洗&检验：将步骤（f）中得到的钢管用所述氢氟酸和硝酸混合溶液进行酸洗，酸洗时间为40min ；水洗干燥后再进行无损检测后入库。

优化地，所述润滑剂包含以下重量份数的组分：1~3份3号工业脂和8~15份石灰水。

优化地，所述步骤（a）中，先在管坯端面打上定心孔，便于穿孔时对中，随后将其置于加热炉中以8~10℃/min的速度加热至800℃，再以20~30℃/min速度加热至1150~1160℃。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明铁素体不锈钢无缝钢管，通过在其组成元素中提升Si、Al的重量百分比，使得不锈钢的抗氧化性大幅提高，提供具有高的屈服强度和低的塑性，导热率为奥氏体不锈钢的1.5倍；该铁素体不锈钢无缝钢管的制备方法每一步环环相扣，且操作较为简单，使铁素体不锈钢无缝钢管具有较低的成本。

具体实施方式

本发明铁素体不锈钢无缝钢管，它的元素重量百分比如下，C：≤0.03%，Si：0.7~1.1%，Mn：≤1%，P：≤0.03%；S：≤0.02%，Cr：17~19%，Ti：0.2~0.4%，N：≤0.025%，Cu：≤0.25%，Al：0.8~1.2%，余量为Fe。通过在其组成元素中提升Si、Al的重量百分比，使得不锈钢的抗氧化性大幅提高，提供具有高的屈服强度和低的塑性，导热率为奥氏体不锈钢的1.5倍，特别适用于钢铁厂高炉换热器上。它的元素重量百分比优选为C：0.03%，Si：0.7%，Mn：1%，P：0.03%；S：0.02%，Cr：17%，Ti：0.2%，N：0.025%，Cu：0.25%，Al：0.8%，余量为Fe；或者优选为C：0.03%，Si：1.1%，Mn：1%，P：0.03%；S：0.02%，Cr：19%，Ti：0.4%，N：0.025%，Cu：0.25%，Al：1.2%，余量为Fe，此优选的铁素体不锈钢无缝钢管性能最好，是因为具有较高含量的Ti元素，能够提升整个材料的韧性和强度；或者优选为C：0.03%，Si：1.0%，Mn：1%，P：0.03%；S：0.02%，Cr：18%，Ti：0.3%，N：0.025%，Cu：0.25%，Al：1.0%，余量为Fe。

上述铁素体不锈钢无缝钢管的制备方法，它包括以下步骤：（a）热轧穿孔：将管坯置于1150~1160℃保温30~60分钟，控制顶头前压缩率为4.5~5.0%穿孔，随后自然冷却；（b）第一次酸洗&检验：将步骤（a）中制得的钢管用氢氟酸和硝酸混合溶液进行酸洗，再采用内窥镜、目视的方式分别对其内外表面进行裂缝检测，确认钢管的内外表面有无裂缝；所述酸洗时间为30~60min，所述氢氟酸的质量浓度2~3%，所述硝酸的质量浓度分别为4~7%；（c）润滑：在步骤（b）中检测后没有裂缝的钢管内外表面涂刷润滑剂，置于200~250℃烘干，所述润滑剂包含工业脂和石灰水，润滑剂中采用工业脂和石灰水一方面即能起到钢管的基体和模具的隔离作用及润滑作用，另一方面也有利于后续步骤的脱除；（d）冷拔/冷轧：将步骤（c）中得到的钢管在冷轧机组中进行冷轧，冷轧过程中冷加工变形量控制在60%以内；（e）第二次酸洗：将步骤（d）中得到的钢管用质量浓度为4~5%的硝酸溶液中进行酸洗，用于除去润滑剂；（f）热处理：将步骤（e）中得到钢管置于780~820℃保温45~75分钟，随后自然冷却；（g）第三次酸洗&检验：将步骤（f）中得到的钢管用所述氢氟酸和硝酸混合溶液进行酸洗，酸洗时间为30~60min；水洗干燥后再进行无损检测后入库。润滑剂优选为包含以下重量份数的组分：1~3份3号工业脂和8~15份饱和石灰水，这两种物质的混合能够协同降低磨擦力；而且干燥后脱除3号工业脂的效果最好，减少后续第二次酸洗的时间，只需30~60分钟即可。步骤（a）中优选为，先在管坯端面打上定心孔，便于穿孔时对中，有利于穿孔的质量；随后将其置于加热炉中以8~10℃/min的速度加热至800℃，再以20~30℃/min速度加热至1150~1160℃，这样能够确保管坯在保温30~60分钟内而穿孔之前具有均匀的温度。

下面对本发明优选实施方案进行详细说明：

实施例1

本实施例提供一种铁素体不锈钢无缝钢管，它的元素重量百分比如下C：0.03%，Si：0.7%，Mn：1%，P：0.03%；S：0.02%，Cr：17%，Ti：0.2%，N：0.025%，Cu：0.25%，Al：0.8%，余量为Fe；它的制备方法包括以下步骤：

（a）热轧穿孔：将管坯置于1150℃保温60分钟，控制顶头前压缩率为4.5%穿孔，随后自然冷却；

（b）第一次酸洗&检验：将步骤（a）中制得的钢管用氢氟酸和硝酸混合溶液进行酸洗，再采用内窥镜、目视的方式分别对其内外表面进行裂缝检测，确认钢管的内外表面有无裂缝；所述酸洗时间为30min，所述氢氟酸的质量浓度2%，所述硝酸的质量浓度分别为4%；

（c）润滑：在步骤（b）中检测后没有裂缝的钢管内外表面涂刷润滑剂，置于200℃烘干；所述润滑剂包含1份3号工业脂和8份饱和石灰水（重量份数）；

（e）第二次酸洗：将步骤（d）中得到的钢管用质量浓度为4%的硝酸溶液中进行酸洗30分钟；

（f）热处理：将步骤（e）中得到钢管置于820℃保温45分钟，随后自然冷却；

（g）第三次酸洗&检验：将步骤（f）中得到的钢管用所述氢氟酸和硝酸混合溶液进行酸洗，酸洗时间为40min；水洗干燥后再进行无损检测后入库。

实施例2

本实施例提供一种铁素体不锈钢无缝钢管，它的元素重量百分比如下，C：0.03%，Si：1.1%，Mn：1%，P：0.03%；S：0.02%，Cr： 19%，Ti：0.4%，N：0.025%，Cu：0.25%，Al：1.2%，余量为Fe；其制备方法包括以下步骤：

（a）热轧穿孔：先在管坯端面打上定心孔（便于穿孔时对中），随后将其置于加热炉中以8℃/min的速度加热至800℃，再以20℃/min速度由800℃加热至1160℃，保温30分钟，控制顶头前压缩率为5.0%穿孔，随后自然冷却；

（b）第一次酸洗&检验：将步骤（a）中制得的钢管用氢氟酸和硝酸混合溶液进行酸洗，再采用内窥镜、目视的方式分别对其内外表面进行裂缝检测，确认钢管的内外表面有无裂缝；所述酸洗时间为60min，所述氢氟酸的质量浓度3%，所述硝酸的质量浓度分别为7%；

（c）润滑：在步骤（b）中检测后没有裂缝的钢管内外表面涂刷润滑剂，置于250℃烘干；所述润滑剂包含3份3号工业脂和15份饱和石灰水（重量份数）；

（e）第二次酸洗：将步骤（d）中得到的钢管用质量浓度为5%的硝酸溶液中进行酸洗30分钟；

（f）热处理：将步骤（e）中得到钢管置于780℃保温75分钟，随后自然冷却；

实施例3

本实施例提供一种铁素体不锈钢无缝钢管，它的元素重量百分比如下C：0.03%，Si：1.0%，Mn：1%，P：0.03%；S：0.02%，Cr：18%，Ti：0.3%，N：0.025%，Cu：0.25%，Al：1.0%，余量为Fe；其制备方法包括以下步骤：

（a）热轧穿孔：先在管坯端面打上定心孔（便于穿孔时对中），随后将其置于加热炉中以10℃/min的速度加热至800℃，再以30℃/min速度由800℃加热至1155℃，保温15分钟，控制顶头前压缩率为4.8%穿孔，随后自然冷却；

（b）第一次酸洗&检验：将步骤（a）中制得的钢管用氢氟酸和硝酸混合溶液进行酸洗，再采用内窥镜、目视的方式分别对其内外表面进行裂缝检测，确认钢管的内外表面有无裂缝；所述酸洗时间为1h，所述氢氟酸的质量浓度2.5%，所述硝酸的质量浓度分别为7%；

（c）润滑：在步骤（b）中检测后没有裂缝的钢管内外表面涂刷润滑剂，置于220℃烘干；所述润滑剂包含2份3号工业脂和10份石灰水；

（e）第二次酸洗：将步骤（d）中得到的钢管用质量浓度为4.5%的硝酸溶液中进行酸洗40分钟；

（f）热处理：将步骤（e）中得到钢管置于800℃保温50分钟，随后自然冷却；

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种铁素体不锈钢无缝钢管，其特征在于：所述铁素体不锈钢无缝钢管的元素重量百分比如下，C：≤0.03%，Si：0.7~1.1%，Mn：≤1%，P：≤0.03%；S：≤0.02%，Cr：17~19%，Ti：0.2~0.4%，N：≤0.025%，Cu：≤0.25%，Al：0.8~1.2%，余量为Fe。

2.根据权利要求1所述的铁素体不锈钢无缝钢管，其特征在于：所述铁素体不锈钢无缝钢管的元素重量百分比如下，C：0.03%，Si：0.7%，Mn：1%，P：0.03%；S：0.02%，Cr：17%，Ti：0.2%，N：0.025%，Cu：0.25%，Al：0.8%，余量为Fe。

3.根据权利要求1所述的铁素体不锈钢无缝钢管，其特征在于：所述铁素体不锈钢无缝钢管的元素重量百分比如下，C：0.03%，Si：1.1%，Mn：1%，P：0.03%；S：0.02%，Cr： 19%，Ti：0.4%，N：0.025%，Cu：0.25%，Al：1.2%，余量为Fe。

4.根据权利要求1所述的铁素体不锈钢无缝钢管，其特征在于：所述铁素体不锈钢无缝钢管的元素重量百分比如下，C：0.03%，Si：1.0%，Mn：1%，P：0.03%；S：0.02%，Cr：18%，Ti：0.3%，N：0.025%，Cu：0.25%，Al：1.0%，余量为Fe。

5.权利要求1至4中任一所述铁素体不锈钢无缝钢管的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：

（b）第一次酸洗&检验：将步骤（a）中制得的钢管用氢氟酸和硝酸混合溶液进行酸洗，再采用内窥镜、目视的方式分别对其内外表面进行裂缝检测，确认钢管的内外表面有无裂缝；所述酸洗时间为30~60min，所述氢氟酸的质量浓度2~3%，所述硝酸的质量浓度分别为4~7%；

（g）第三次酸洗&检验：将步骤（f）中得到的钢管用所述氢氟酸和硝酸混合溶液进行酸洗，酸洗时间为30~60min；水洗干燥后再进行无损检测后入库。

6.根据权利要求5所述铁素体不锈钢无缝钢管的制备方法，其特征在于：所述润滑剂包含以下重量份数的组分：1~3份3号工业脂和8~15份石灰水。

7.根据权利要求5所述铁素体不锈钢无缝钢管的制备方法，其特征在于：所述步骤（a）中，先在管坯端面打上定心孔，随后将其置于加热炉中以8~10℃/min的速度加热至800℃，再以20~30℃/min 速度加热至1150~1160℃。