CN112375977A - 一种稀土微合金化q390钢级结构用无缝钢管及其生产方法 - Google Patents

一种稀土微合金化q390钢级结构用无缝钢管及其生产方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112375977A
CN112375977A CN202011188770.5A CN202011188770A CN112375977A CN 112375977 A CN112375977 A CN 112375977A CN 202011188770 A CN202011188770 A CN 202011188770A CN 112375977 A CN112375977 A CN 112375977A
Authority
CN
China
Prior art keywords
equal
rare earth
temperature
steel
seamless steel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011188770.5A
Other languages
English (en)
Inventor
郭智韬
米永峰
姜海龙
姚晓乐
宋江波
张学颖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Baotou Iron and Steel Group Co Ltd
Original Assignee
Baotou Iron and Steel Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Baotou Iron and Steel Group Co Ltd filed Critical Baotou Iron and Steel Group Co Ltd
Priority to CN202011188770.5A priority Critical patent/CN112375977A/zh
Publication of CN112375977A publication Critical patent/CN112375977A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/26—Methods of annealing
    • C21D1/28—Normalising
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
    • C22C33/06—Making ferrous alloys by melting using master alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/005—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing rare earths, i.e. Sc, Y, Lanthanides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/24—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/26—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with niobium or tantalum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/28—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/005—Ferrite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/009—Pearlite

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

本发明公开了一种稀土微合金化Q390钢级结构用无缝钢管及其生产方法，其中提供的结构用无缝钢管的化学成分按质量百分比计包括C：0.16‑0.20、Si：0.20‑0.30、Mn：1.20‑1.30、P：≤0.020、S：≤0.010、Al：0.02‑0.05、Cr：0.10‑0.20、Ti：0.010‑0.030、V：0.08‑0.10、Nb：0.025‑0.040、RE：0.008‑0.015，其余为Fe和不可避免的杂质。本发明提供的Q390钢级结构用无缝钢管具有优良的耐低温韧性，可以满足在不同工况下(尤其是低温工况)的使用要求。

Description

一种稀土微合金化Q390钢级结构用无缝钢管及其生产方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种稀土微合金化Q390钢级结构用无缝钢管及其生产方法，尤其涉及一种壁厚大于16mm的Q390钢级结构用无缝钢管及其生产方法。
背景技术
目前结构用无缝钢管的需求量越来越大，但是针对结构用无缝钢管对于钢管化学成分没有明确规定，市场上现有的结构用无缝钢管存在多种型号和类型，但基本上都存在焊接性能差或耐低温韧性差的缺陷，限制了此类结构用无缝钢管在低温条件下的服役。例如CN104451411A公开了一种含稀土Q420结构用无缝钢管，其在-40℃下的冲击韧性仅为80J左右，限制了该种结构用无缝钢管的适用范围。
发明内容
针对现有技术中存在的问题一个或多个，本发明一个方面提供一种稀土微合金化Q390钢级结构用无缝钢管，其化学成分按质量百分比计包括C：0.16-0.20、Si：0.20-0.30、Mn：1.20-1.30、P：≤0.020、S：≤0.010、Al：0.02-0.05、Cr：0.10-0.20、Ti：0.010-0.030、V：0.08-0.10、Nb：0.025-0.040、RE：0.008-0.015，其余为Fe和不可避免的杂质。
本发明另一方面提供了上述的稀土微合金化Q390钢级结构用无缝钢管的生产方法，其包括以下工艺步骤：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→管坯加热→穿孔→连轧管→定张减径→冷床→锯切→热处理→矫直；其中：
在所述铁水预处理工艺步骤后，铁水中的含S含量降低到0.050％以下；
在所述顶底复吹转炉冶炼工艺步骤中，向铁水中加入10％-15％的废钢，采用单渣工艺冶炼，控制终渣碱度和终点目标：C出钢≥0.10％；出钢过程中进行脱氧合金化，终脱氧采用有铝脱氧工艺，出钢过程挡渣或扒渣，出钢过程中合金加完以后加入白灰块；
在所述LF炉精炼工艺步骤中：精炼全过程按要求正常吹氩，采用从低级数到高级数逐渐提高升温速度的方式加热升温将温度从1520±10℃升至1620±10℃；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；
所述VD真空处理工艺步骤中：真空度≤0.10KPa，深真空时间≥10分钟，深真空处理10分钟后喂入定长硅钙丝、加入稀土铁合金，随后吹氩大于15分钟；
所述圆坯连铸工艺步骤中：采用低拉速、恒拉速控制和电磁搅拌工艺，拉速控制在0.9m/min-1.2m/min；控制钢水过热度≤30℃；铸坯经过矫直后，切割为圆管坯；
所述热处理工艺步骤中热处理制度为：900～920℃正火保温70～90min，空冷。
基于以上技术方案提供的技术方案通过合理设计化学成分，采用MnVTiRE钢种成分设计，并通过优化的热处理工艺步骤，在保证强度的前提下，获得一种具有优良的耐低温韧性的Q390钢级壁厚大于16mm结构用无缝钢管，经检测-40℃下的冲击韧性达到150J以上，可以满足在不同工况下(尤其是低温工况)的使用要求。
具体实施方式
本发明旨在提供一种具有优良耐低温韧性的Q390钢级(壁厚大于16mm)结构用无缝钢管及其生产方法。本发明的目的通过以下具体实施方式实现。
提供的Q390钢级结构用无缝钢管的化学成份按质量百分比计包括：C：0.16-0.20、Si：0.20-0.30、Mn：1.20-1.30、P：≤0.020、S：≤0.010、Al：0.02-0.05、Cr：0.10-0.20、Ti：0.010-0.030、V：0.08-0.10、Nb：0.025-0.040、RE(Ce)：0.008-0.015，其余为Fe和不可避免的杂质。
提供的Q390钢级结构用无缝钢管的生产方法包括以下工艺步骤：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→管坯加热→穿孔→连轧管→定张减径→冷床→锯切→热处理→矫直；其中：
在所述铁水预处理工艺步骤后，铁水中的含S含量降低到0.050％以下；
在所述顶底复吹转炉冶炼工艺步骤中，向铁水中加入10％-15％的废钢，采用单渣工艺冶炼，控制终渣碱度和终点目标：C出钢≥0.10％；出钢过程中进行脱氧合金化，终脱氧采用有铝脱氧工艺，出钢过程挡渣或扒渣，出钢过程中合金加完以后加入白灰块；
在所述LF炉精炼工艺步骤中：精炼全过程按要求正常吹氩，采用从低级数到高级数逐渐提高升温速度的方式加热升温将温度从1520±10℃升至1620±10℃；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；
所述VD真空处理工艺步骤中：真空度≤0.10KPa，深真空时间≥10分钟，深真空处理10分钟后喂入定长硅钙丝、加入稀土铁合金，随后吹氩大于15分钟；
所述圆坯连铸工艺步骤中：采用低拉速、恒拉速控制和电磁搅拌工艺，拉速控制在0.9m/min-1.2m/min；控制钢水过热度≤30℃；铸坯经过矫直后，切割为圆管坯；对检验合格及硫印不大于2.0级的铸坯进行制管；
制管过程如下；
连续检查环形加热炉的预热段、加热段、均热段等各段的温度，环形炉各段温度控制见下表1；
表1：环形加热炉各段温度控制
Figure BDA0002752126110000031
电脑控制***在线记录各段加热温度，要求控制好预热段、均热段温度，保证加热透彻均匀而不过烧。加热工具在使用前必须测量，轧前检查处理辊道避免划伤。加热好的管坯轧制成无缝钢管，每批至少进行一次热取样检查几何尺寸；
所述热处理和矫直工艺步骤中：900～920℃正火保温70～90min，空冷。热处理以后晶粒度可达到8级，组织为铁素体加珠光体。
以下通过具体实施例详细说明本发明的内容，实施例旨在有助于理解本发明，而不在于限制本发明的内容。
实施例
根据下表2所列的实施例1-实施例5的化学成分，按照以上提供的方法生产规格为φ426×20mm的Q390钢级结构用无缝钢管。下表3列出了各实施例生产的Q390钢级结构用无缝钢管的力学性能(其中冲击韧性试样尺寸10×10×55mm)。
表2：实施例1-5的化学成分及含量(％)
实施例 C Si Mn P Al Cr S V Nb Ce Ti
实施例1 0.17 0.25 1.22 0.017 0.025 0.15 0.008 0.09 0.025 0.008 0.022
实施例2 0.17 0.30 1.21 0.013 0.031 0.11 0.007 0.10 0.033 0.011 0.021
实施例3 0.19 0.27 1.30 0.014 0.035 0.15 0.010 0.08 0.035 0.015 0.012
实施例4 0.20 0.21 1.25 0.016 0.027 0.17 0.010 0.09 0.040 0.008 0.028
实施例5 0.16 0.25 1.21 0.017 0.035 0.20 0.007 0.08 0.027 0.011 0.015
表3：各实施例Q390钢级结构用无缝钢管的力学性能
Figure BDA0002752126110000032
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种稀土微合金化Q390钢级结构用无缝钢管，其特征在于，所述结构用无缝钢管的化学成分按质量百分比计包括C：0.16-0.20、Si：0.20-0.30、Mn：1.20-1.30、P：≤0.020、S：≤0.010、Al：0.02-0.05、Cr：0.10-0.20、Ti：0.010-0.030、V：0.08-0.10、Nb：0.025-0.040、RE：0.008-0.015，其余为Fe和不可避免的杂质。
2.权利要求1所述的稀土微合金化Q390钢级结构用无缝钢管的生产方法，其包括以下工艺步骤：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→管坯加热→穿孔→连轧管→定张减径→冷床→锯切→热处理→矫直，其中：
在所述铁水预处理工艺步骤后，铁水中的含S含量降低到0.050％以下；
在所述顶底复吹转炉冶炼工艺步骤中，向铁水中加入10％-15％的废钢，采用单渣工艺冶炼，控制终渣碱度和终点目标：C出钢≥0.10％；出钢过程中进行脱氧合金化，终脱氧采用有铝脱氧工艺，出钢过程挡渣或扒渣，出钢过程中合金加完以后加入白灰块；
在所述LF炉精炼工艺步骤中：精炼全过程按要求正常吹氩，采用从低级数到高级数逐渐提高升温速度的方式加热升温将温度从1520±10℃升至1620±10℃；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；
所述VD真空处理工艺步骤中：真空度≤0.10KPa，深真空时间≥10分钟，深真空处理10分钟后喂入定长硅钙丝、加入稀土铁合金，随后吹氩大于15分钟；
所述圆坯连铸工艺步骤中：采用低拉速、恒拉速控制和电磁搅拌工艺，拉速控制在0.9m/min-1.2m/min；控制钢水过热度≤30℃；铸坯经过矫直后，切割为圆管坯；
所述热处理工艺步骤中热处理制度为：900～920℃正火保温70～90min，空冷。
CN202011188770.5A 2020-10-30 2020-10-30 一种稀土微合金化q390钢级结构用无缝钢管及其生产方法 Pending CN112375977A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011188770.5A CN112375977A (zh) 2020-10-30 2020-10-30 一种稀土微合金化q390钢级结构用无缝钢管及其生产方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011188770.5A CN112375977A (zh) 2020-10-30 2020-10-30 一种稀土微合金化q390钢级结构用无缝钢管及其生产方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112375977A true CN112375977A (zh) 2021-02-19

Family

ID=74576948

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011188770.5A Pending CN112375977A (zh) 2020-10-30 2020-10-30 一种稀土微合金化q390钢级结构用无缝钢管及其生产方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112375977A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115369327A (zh) * 2022-09-15 2022-11-22 包头钢铁（集团）有限责任公司 一种稀土微合金化低温用结构管及其制造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002146470A (ja) * 2000-11-13 2002-05-22 Nippon Steel Corp 靱性に優れた低焼入れまたは焼ならし型低合金ボイラ鋼管用鋼板およびそれを用いた鋼管の製造方法
JP2007217783A (ja) * 2006-02-20 2007-08-30 Nippon Steel Corp 熱処理簡略型高強度低合金ボイラ用鋼管およびその製造方法
CN103409702A (zh) * 2013-06-18 2013-11-27 内蒙古包钢钢联股份有限公司 一种含稀土的l830q管线用无缝钢管及其生产方法
CN104532138A (zh) * 2015-01-06 2015-04-22 内蒙古包钢钢联股份有限公司 一种含稀土l360no海底管线用无缝钢管及其生产方法
CN111155027A (zh) * 2019-12-26 2020-05-15 包头钢铁（集团）有限责任公司 一种含稀土q390结构用低合金高强度无缝钢管及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002146470A (ja) * 2000-11-13 2002-05-22 Nippon Steel Corp 靱性に優れた低焼入れまたは焼ならし型低合金ボイラ鋼管用鋼板およびそれを用いた鋼管の製造方法
JP2007217783A (ja) * 2006-02-20 2007-08-30 Nippon Steel Corp 熱処理簡略型高強度低合金ボイラ用鋼管およびその製造方法
CN103409702A (zh) * 2013-06-18 2013-11-27 内蒙古包钢钢联股份有限公司 一种含稀土的l830q管线用无缝钢管及其生产方法
CN104532138A (zh) * 2015-01-06 2015-04-22 内蒙古包钢钢联股份有限公司 一种含稀土l360no海底管线用无缝钢管及其生产方法
CN111155027A (zh) * 2019-12-26 2020-05-15 包头钢铁（集团）有限责任公司 一种含稀土q390结构用低合金高强度无缝钢管及其制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115369327A (zh) * 2022-09-15 2022-11-22 包头钢铁（集团）有限责任公司 一种稀土微合金化低温用结构管及其制造方法
CN115369327B (zh) * 2022-09-15 2023-11-28 包头钢铁（集团）有限责任公司 一种稀土微合金化低温用结构管及其制造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110643881B (zh) 一种大规格风电紧固件用钢及其制造方法
CN103361561B (zh) 接箍料用无缝钢管的制备方法
CN108393355A (zh) 一种油气井用新型无缝钢管的制造方法
CN112756423A (zh) 一种含稀土的旋挖钻机键条用无缝钢管及其制备方法
CN113637899A (zh) 一种含稀土950MPa级工程机械用无缝钢管及其生产方法
CN110964984B (zh) 一种中、大型汽车轴套用钢sae4160m及其生产工艺
CN106929774B (zh) 一种正火态x52抗硫无缝管线管及其制备方法
CN104789878A (zh) 一种高淬透性油套管接箍料用无缝钢管及制备方法
CN105239011B (zh) 混凝土泵车用耐磨无缝钢管的制造方法
CN115491576A (zh) 一种稀土微合金化355MPa级低成本热轧H型钢的冶炼连铸方法
CN111172478A (zh) 一种供冷拔气瓶用无缝钢管及其制备方法
CN112375977A (zh) 一种稀土微合金化q390钢级结构用无缝钢管及其生产方法
CN113637895A (zh) 一种含稀土850MPa级工程机械用无缝钢管及其生产方法
CN113652603A (zh) 一种含稀土750MPa级工程机械用无缝钢管及其生产方法
CN1932065A (zh) 一种可焊接高强度非调质油井管及其制造方法
CN108374121A (zh) 一种含稀土c110钢级石油套管及其生产方法
CN101487098B (zh) 一种n80钢管用管坯及其制造方法
CN103667929A (zh) 一种含稀土低成本耐h2s腐蚀l390ns管线管及其生产方法
CN111876696A (zh) 一种服役温度可达-60℃以下的x100管件用钢板及其制造方法
CN104789871A (zh) 一种厚壁冷拔液压缸筒用27SiMn无缝钢管及制备方法
CN116426842A (zh) 一种Nb-Ti成分系L360M-WG热煨弯管用钢及其生产方法
CN112853214B (zh) 一种经济型含稀土80ksi钢级抗硫化氢腐蚀兼抗挤毁石油套管
CN105506473B (zh) ‑100℃低温用无缝钢管及其生产方法
CN111187995B (zh) 一种含硼液压支柱用无缝钢管材料
CN111155027B (zh) 一种含稀土q390结构用低合金高强度无缝钢管及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination