本发明专利技术涉及一种含稀土L450QO海底管线用无缝钢管及其生产方法，属于冶金及成型技术领域，管坯化学成分及含量(wt％)为：C0.07-0.12；Si0.15-0.35；Mn1.20-1.50；P≤0.020；S≤0.010；Nb0.02-0.05；Ti0.01-0.03；Al0.01-0.04；稀土元素RE0.0005-0.0100；Cu≤0.10；其工艺流程为：铁水预处理→转炉冶炼→精炼→真空处理→连铸→切割→管坯加热→穿孔→连轧→定径→冷却→锯切→热处理→矫直→探伤→倒棱；屈服强度470～530MPa、0℃时的横向冲击值≥160J/cm2。本发明专利技术的产品具有生产成本低、强韧性能匹配高、组织均匀细小、残余应力低的特点。
【技术实现步骤摘要】
一种含稀土L450QO海底管线用无缝钢管及其生产方法
本专利技术涉及黑色金属冶炼及金属压力加工领域，具体涉及一种含稀土L450QO海底管线用无缝钢管及其生产方法。
技术介绍
我国海洋油气资源储量丰富，随着海上油气资源的开发，对海底管线管的需求将与日俱增。恶劣的海洋环境对海底管线管的质量提出很高的要求，受铺设过程侧面弯曲和海底水流变化的影响，要求海底管线管具有高的强度、高的韧性和高的尺寸精度。为了实现管线的长距离运输，需要采用高压力输送；为了降低管道的铺设成本和减少钢材料的使用，需要采用高钢级薄壁管；为了保证管线管的焊接性能，需要采用低碳当量设计成分，而低碳当量与高强度相互之间存在矛盾。为此，特开发L450QO海底管线用无缝钢管，专利申请号：CN200710052601.7，中国专利技术专利“一种用于制作海底管线的钢板及其轧制方法”，该专利技术基于钢板的轧制生产，不适用于无缝管的生产，其存在以下问题和缺点：含有贵重元素Mo、Ni和Nb，因此生产成本相对较高、生产工艺相对复杂、生产难度相对较大。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种生产成本低、强韧性能匹配高、组织均匀细小、残余应力低的含稀土L450QO海底管线用无缝钢管及其生产方法。为达以上目的，本专利技术一种含稀土L450QO海底管线用无缝钢管，所述钢管化学成分按重量百分比含量分别为：C0.07-0.12％；Si0.15-0.35％；Mn1.20-1.50％；P≤0.020％；S≤0.010％；Nb0.02-0.05％；Ti0.01-0.03％；Al0.01-0.04％；稀土元素RE0.0005-0.0100％；Cu≤0.10％，余量为基体Fe；其中稀土元素RE组分为：67％的Ce和33％的La制成。其中所述含稀土L450QO海底管线用无缝钢管，其包括以下重量份的组分制备而成：高炉铁水：90份；废钢：10份；预脱氧合金：1.6-2.1份；铝铁合金：0.03-0.12份；白灰块：0.2份；铌铁合金：0.04-0.09份；钛铁合金：0.04-0.12份；稀土丝：0.02份；硅钙线：0.05份；其中所述稀土丝由稀土元素RE组分为67％的Ce和33％的La制成。其中所述预脱氧合金选自硅锰合金和锰铁合金任意比例的混合物。一种生产所述含稀土L450QO海底管线用无缝钢管的方法，包括如下步骤：(1)高炉铁水预处理：将所述高炉铁水中S含量降低到重量百分比0.010％以下；(2)顶底复吹转炉冶炼：将所述处理后的高炉铁水和所述废钢加入顶底复吹转炉冶炼，出钢过程中采用所述预脱氧合金进行预脱氧合金化，终脱氧采用铝铁合金进行有铝脱氧工艺，出钢过程进行挡渣或扒渣，出钢过程中合金加完以后加入所述白灰块；(3)LF炉精炼：将步骤(2)冶炼后的钢水加入LF炉精炼，精炼时吹氩气，采用从低级数到高级数逐渐提高升温速度的方式将温度从1530℃升至1620℃；采用造白渣操作并加入所述铌铁合金和所述钛铁合金，最后保持底部软吹氩气，加入所述稀土丝；(4)VD真空处理：真空处理的真空度≤0.10KPa，深真空时间≥13分钟后，喂入所述硅钙丝，喂丝后进行10-15分钟软吹氩气；(5)圆坯连铸：采用低拉速的恒速控制和电磁搅拌工艺并控制钢水过热度≤30℃进行圆坯连铸：铸坯出二次冷却区域后进行矫直，然后切割为圆管坯；(6)之后进行管坯加热、穿孔、连轧管、定径、冷却、锯切、热处理、矫直、探伤、倒棱，其中热处理工艺为：880～930℃保温30～50min进行水淬，580～630℃保温60～80min进行空冷；回火后执行带温矫直，矫直温度≥500℃；然后对钢管逐支进行探伤检测，合格者在两端进行倒棱加工。本专利技术与现有技术不同之处在于本专利技术取得了如下技术效果：①由于本产品不含有贵重元素Mo和Ni，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：≤25MPa(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470～530MPa；抗拉强度580～660MPa；屈强比≤0.85；延伸率≥25％；0℃时的横向冲击值aKV≥160J/cm2；剪切比100％；晶粒度≥8.0级。本专利技术针对
技术介绍
中存在的问题，通过“独特的化学成分设计和以高炉铁水为原料的独特生产工艺”等技术措施，很好地解决了上述问题，取得了显著的进步。具体实施方式以下结合实施例1～实施例3，对本专利技术上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。实施例1～实施例3的整个冶炼工艺、轧制工艺及热处理工艺完全相同，所不同的只是合金加入量及化学成分，实施例1～实施例3的具体实施过程如下：将90吨高炉铁水用0.03吨“金属镁粉”作脱硫预处理，使铁水中的含S量降低到(重量百分比)0.010％以下；将所述的90吨预处理铁水兑入100吨级的顶底复吹转炉中，再加入10吨优质废钢，然后采用单渣工艺进行冶炼，终渣中氧化钙与二氧化硅的重量百分比按3.0控制，采用硅锰和锰铁进行脱氧合金化，在出钢时采用铝铁合金进行终脱氧，出钢过程必须挡渣，挡渣失败必须扒渣，出钢过程中合金加完以后加入0.2吨白灰块；将冶炼好的钢水装入钢水包进入LF炉工位进行精炼：精炼时按要吹氩气(氩气流量为每分钟100标升)，采用从低级数到高级数逐渐提高升温速度的方式将温度从1530℃升至1620℃；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，加入铌铁合金和钛铁合金；当LF炉精炼结束后要保持底部软吹氩气(流量为每分钟40标升)，同时加入0.02吨稀土丝；然后对精炼好的钢水再进行VD真空处理：深真空度≤0.10KPa，深真空时间≥13分钟；再喂入200米长(质量为0.05吨)的硅钙线，喂丝后保持12分钟软吹氩气(流量为每分钟40标升)。将经过VD真空处理后的钢水大包吊上钢包回转台进行5机5流圆坯连铸，钢水过热度ΔT≤30℃；铸坯出二次冷却区域后进行矫直，然后用火焰切割为圆管坯。实施例1～实施例3的具体合金加入量见表1。表1实施例1～实施例3中的合金加入量(公斤)硅锰锰铁铝铁铌铁钛铁实施例17009501105050实施例21100700907070实施例31450500609080对实施例1～实施例3中规格为的管坯取样进行化验、检验，其化学成分化验结果(重量百分比含量)见表2。表2化学成分检测结果(重量％)所述稀土元素RE为：67％的Ce+33％的La构成的混合稀土金属，其化学成分及其含量合格。加入稀土元素能够起到改善非金属夹杂物形态、强化晶界和细化晶粒等作用，从而取得细晶强化和提高冲击韧性的效果。硫印：均不超过1.0级，低倍检验合格。将化、检验合格的管坯进行制管，制管过程如下：为了使管坯具有良好的轧制性能，要连续检测并控制加热炉的各加热段温度，保证加热透彻均匀而不过热，环形炉各段的温度见表3：表3环形加热炉各段温度控制(℃)加热一段加热二段加热三段加热四段加热五段加热六段1050～11201150～12501250～12901240～13001240～13001240～1300用计算机对加热炉各段温度进行自动控制并自动记录。热工具在使用前必须测量，轧前必须检查、处理辊道，避免划伤管壁。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含稀土L450QO海底管线用无缝钢管，其特征在于：所述钢管化学成分按重量百分比含量分别为：C 0.07‑0.12％；Si 0.15‑0.35％；Mn 1.20‑1.50％；P≤0.020％；S≤0.010％；Nb 0.02‑0.05％；Ti 0.01‑0.03％；Al 0.01‑0.04％；稀土元素RE 0.0005‑0.0100％；Cu≤0.10％，余量为基体Fe；其中稀土元素RE组分为：67％的Ce和33％的La制成。
【技术特征摘要】
1.一种含稀土L450QO海底管线用无缝钢管，其特征在于：所述钢管化学成分按重量百分比含量分别为：C0.07-0.12％；Si0.15-0.35％；Mn1.20-1.50％；P≤0.020％；S≤0.010％；Nb0.02-0.04％；Ti0.01-0.03％；Al0.01-0.04％；稀土元素RE0.0005-0.0100％；Cu≤0.10％，余量为基体Fe；其中稀土元素RE组分为：67％的Ce和33％的La制成；其包括以下重量份的组分制备而成：高炉铁水：90份；废钢：10份；预脱氧合金：1.6-2.1份；铝铁合金：0.03-0.12份；白灰块：0.2份；铌铁合金：0.04-0.09份；钛铁合金：0.04-0.12份；稀土丝：0.02份；硅钙线：0.05份；其中所述稀土丝由稀土元素RE组分为67％的Ce和33％的La制成；所述预脱氧合金选自硅锰合金和锰铁合金任意比例的混合物。2.一种生产如权利要求1所述含稀土L450QO海底管线用无缝钢管的方法，其特征在于包括如下步骤：(1)高炉铁水预处理：将所述高炉铁水中S含量降低到重量百分比0.010％以下；(2)顶底复吹转炉冶炼...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘金，
申请(专利权)人：内蒙古包钢钢联股份有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15
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