一种X60输送管线用无缝钢管及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种X60输送管线用无缝钢管及其制造方法，其成分：C 0.12%-0.16%、Si 0.30%-0.45%、Mn 1.30%-1.50%、V 0.05%-0.10%、Ti 0.01%-0.03%、P≤0.020%、S≤0.012%、N≤0.008%，余为Fe。其方法：用转炉冶炼+炉外精炼+方坯连铸+圆坯轧制+无缝制管工艺，特征：1）采用热轧圆坯作为制管坯料，方坯加热温度1250~1300℃，圆坯轧制温度1100~1150℃；2）无缝制管采用环形炉加热圆坯-菌式穿孔机穿管-连续轧管机轧管-控制冷却-定径机：连轧终轧温度950~1050℃，冷速10 ~15℃/s，终冷温度620~670℃，再进定径机成型，空冷至室温。本发明专利技术合金成分设计简单、成本低，制造工艺简单、周期短，产品性能稳定，能满足X60 PSL2管线管的要求。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种X60输送管线用无缝钢管及其制造方法，其成分：C?0.12%-0.16%、Si?0.30%-0.45%、Mn?1.30%-1.50%、V?0.05%-0.10%、Ti?0.01%-0.03%、P≤0.020%、S≤0.012%、N≤0.008%，余为Fe。其方法：用转炉冶炼+炉外精炼+方坯连铸+圆坯轧制+无缝制管工艺，特征：1）采用热轧圆坯作为制管坯料，方坯加热温度1250~1300℃，圆坯轧制温度1100~1150℃；2）无缝制管采用环形炉加热圆坯-菌式穿孔机穿管-连续轧管机轧管-控制冷却-定径机：连轧终轧温度950~1050℃，冷速10?~15℃/s，终冷温度620~670℃，再进定径机成型，空冷至室温。本专利技术合金成分设计简单、成本低，制造工艺简单、周期短，产品性能稳定，能满足X60?PSL2管线管的要求。【专利说明】一种X60输送管线用无缝钢管及其制造方法
本专利技术属于低合金钢制造
，主要涉及油气输送用管线钢管技术，尤其涉及一种X60强度级别的输送用无缝钢管及其制造方法。
技术介绍
管线用输送钢管有无缝钢管和焊管两种，无缝钢管制造的管线管一般占输送管线用钢管的10%左右，并主要用于路上特殊地段、加压站进出地段以及城市主干线等。按国际通用的行业标准API 5L最新第44版的要求，X60 PSL2等级管线管必须满足碳当量、抗拉强度、屈服强度、冲击韧性以及屈强比的严格要求。目前，X60PSL2强度级别输送管线用无缝钢管主要采用淬火回火的热处理制造工艺。采用淬火加回火固然可以得到满意的力学性能结果，但淬火加回火的热处理工艺生产工序复杂，成本较高，在当下及未来长时期内的钢铁供大于求的大背景下，产品利润率较低，缺乏竞争优势，而且制造过程亦对环境增加污染。由于X60强度级别管线管有碳当量的要求，既要求钢种具有较低的碳当量，CEnff不超过0.43，又必须达到X60钢级要求的较高的强度和冲击韧性，采用一般的热轧方式制管很难达到要求。因此，探索出的一种采用非淬火加回火的热处理方式制造出力学性能满足X60 PSL2要求的无缝钢管，既能达到降低制造成本、缩短交货期，又能达到减少环境污染的效果，具有很强的现实意义。美国专利(US5 226 978) —种合金钢管，其成分(wt%):C 0.10%_0.18%、Mn1.0%-2.0%、V 0.10%-0.16%、Ν 0.015%_0.022%,Ti 0.008%-0.012%。该专利的技术特点是采用N合金化制造钢管，钢管强 度可达Χ60水平。其不足有二:一是合金配方的碳当量较高，不能满足API 5L最新第44版对Χ60 PSL2管线管的要求；二是其添加较高含量的N不适于目前普遍采用的连铸制坯工艺，会造成铸坯质量不稳定，直接影响钢管质量，降低成材率。美国专利(US 5 186 769)—种无缝钢管的制造，成分(wt%):C 0.10%_0.18%、Mn1.0%-2.0%、V 0.10%-0.16%、N 0.015%_0.022%、Ti 0.008%-0.012%。该专利的技术特点也是采用N合金化技术制造钢管，并结合在线常化技术，使钢管强度达到Χ60水平，同时冲击韧性得到改善。该专利存在与上述US 5 226 978专利相同的不足之处，即一是合金配方的碳当量较高，不能满足API 5L最新第44版对Χ60 PSL2管线管的要求；二是其添加较高含量的N不适于目前普遍采用的连铸制坯工艺，会造成铸坯质量不稳定，直接影响钢管质量，降低成材率。而且，在线常化技术需要在轧管机后增加热处理炉，增加能源消耗。中国专利(CN01126611.2) 一种低碳低合金钢及所制管材，其成分(wt%):C0.10%-0.16%、Si 0.20%-0.40%、Mn 1.00%-1.35%、Al 0.02%_0.035%、V 0.07%_0.13%、Ni0.05%-0.25%、B 0.0005%-0.0035%。该专利的技术特点是采用淬火加回火的热处理工艺制造钢管，通过添加N1、B保证钢管的淬透性能，使钢管强度达Χ60及更高水平。该专利的不足之处在于，其淬火加高温回火的 离线热处理制造工艺，能源消耗等制造成本较高、制造周期长、成材率随之必然降低且增加环境污染。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术所存在的不足，提供一种采用低C+高Mn+V、Ti微合金化的合金设计、易于冶炼制坯和大生产实施的非调质处理的X60 PSL2管线用无缝钢管及其制造方法。本专利技术X60输送管线用无缝钢管成分设计范围如下:按重量百分比计，C0.12%-0.16%、Si 0.30%_0.45%、Mn 1.30%_1.50%、V0.05%-0.10%, Ti 0.01%-0.03%, P ≤ 0.020%, S ≤0.012%, N ≤ 0.008%，余量为 Fe 和不可避免的杂质，且碳当量CEnw 0.38-0.43。各主要元素的作用及设计理由如下:C:碳作为低合金钢的主要强化元素，一般为钢种必有元素，其有益作用是可明显提高钢的强度，其不利影响是随其含量的增加会损害钢的韧性和可焊接性。由于碳与其他强化元素相比，有最好的经济性，因此，本专利技术为充分利用碳的有益作用、尽量规避其有害影响，限定碳的含量范围为0.12%-0.16%。S1:硅在低合金钢中，既是良好的脱氧剂，又能固溶于铁素体起强化作用，提高钢的基础强度，但含量太高将会降低钢的塑性和韧性，同时，硅也具有较好的经济性，故本专利技术的硅含量控制在0.30%-0.45%。Mn:猛在低合金钢中，一方面起到脱氧作用，另一方面还能起固溶强化作用，同时，锰添加到碳钢中能有效细化钢的晶粒尺寸，一定含量范围内，既能提高钢的强度又可改善钢的韧性，锰可以弥补由于碳含量的降低而引起的强度损失，具有较好的经济性。而且，锰还能增加制管过程中过冷奥氏体的稳定性，提高钢的淬透性。但锰含量过高时会增加钢的偏析倾向，损害钢的韧性，综合考虑，本专利技术限定锰的含量范围1.30%-1.50%。V:钒在钢中与碳形成碳化物，产生强烈的析出强化作用，提高钢的强度，同时，钒能有效细化铁素体晶粒，改善钢的韧性，但当钒的含量达到一定量时作用将达到饱和，同时因为钒的价格较高，故本专利技术从兼顾经济性的角度考虑，设定钒的含量范围0.05%-0.10%。T1:钛与碳有很强的亲和力，在钢中形成的碳化物能在奥氏体状态大量析出，限制奥氏体晶粒的长大，最终获得更细小的室温组织，提高钢的强韧性，但达到一定量时，其效果将不明显，故限定钛的含量范围为0.01%-0.03%。N:氮在钢中与V、Ti均有较强的亲和力，可形成碳氮化物，对改善钢的强度和韧性有益，但过高的氮将会严重降低连铸坯质量，增加制造过程的不稳定性，降低成材率，因此，本专利技术限定N含量上限为0.008%。P、S为钢中的杂质元素，含量越低越好，但过低的要求必将增加产品的制造成本，本专利技术限定的p< 0.020% S^0.012%，一方面可达到产品使用要求，另一方面，不必额外增加控制成本。本专利技术X60输送管线用无缝钢管的生产方法:采用转炉冶炼+炉外精炼+方坯连铸+圆坯轧制+无缝制管的制造工艺路线，其特征在于:1)采用组织致密度好的热轧圆坯作为制管坯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种X60输送管线用无缝钢管，其特征在于钢管的成分按重量百分比计：C 0.12%‑0.16%、Si 0.30%‑0.45%、Mn 1.30%‑1.50%、V 0.05%‑0.10%、Ti 0.01%‑0.03%、P≤0.020%、S≤0.012%、N≤0.008%，余量为Fe和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：解德刚，王长顺，陈克东，赵波，郑云龙，陈勇，邸军，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21