一种含稀土l450qo海底管线用无缝钢管及其生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明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 L450Q0海 底管线用无缝钢管及其生产方法。
【背景技术】
[0002] 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L450Q0海底管线用无缝钢管，
[0003] 专利【申请号】CN 200710052601. 7,中国发明专利"一种用于制作海底管线的钢板 及其轧制方法"，该发明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：
[0004] 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。
【发明内容】
[0005] 本发明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 L450Q0海底管线用无缝钢管及其生产方法。
[0006] 为达以上目的，本发明一种含稀土 L450Q0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：C 0.07-0. 12 % ;Si 0.15-0. 35 % ;Mnl. 20-1. 50 %; P 彡 0· 020% ;S 彡 0· 010% ;Nb 0· 02-0. 05% ;Ti 0· 01-0. 03% ;A1 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。
[0007] 其中所述含稀土 L450Q0海底管线用无缝钢管，其包括以下重量份的组分制备而 成：
[0008] 高炉铁水：90份；
[0009] 废钢：10 份；
[0010] 预脱氧合金：1. 6-2. 1份；
[0011] 铝铁合金：0· 03-0. 12 份；
[0012] 白灰块：0.2份；
[0013] 铌铁合金：0· 04-0. 09 份；
[0014] 钛铁合金：0· 04-0. 12 份；
[0015] 稀土丝：0.02 份；
[0016] 硅钙线：0.05份；
[0017] 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。
[0018] 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。
[0019] 一种生产所述含稀土 L450Q0海底管线用无缝钢管的方法，包括如下步骤：
[0020] (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；
[0021] (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；
[0022] (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°C升至1620°C;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；
[0023] (4) VD真空处理：真空处理的真空度彡0· lOKPa，深真空时间彡13分钟后，喂入所 述硅钙丝，喂丝后进行10-15分钟软吹氩气；
[0024] (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彡30°C 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；
[0025] (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°C保温30?50min进行水淬，580?630°C保温60?80min 进行空冷；回火后执行带温矫直，矫直温度> 500°C;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。
[0026] 本发明与现有技术不同之处在于本发明取得了如下技术效果：
[0027] 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；
[0028] ②由于在500°C以上进行带温矫直，钢管的残余应力较低，残余应力：彡25MPa(采 用环切法）；
[0029] 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：
[0030] 屈服强度470?530MPa ;抗拉强度580?660MPa ;屈强比彡0. 85 ;延伸率彡25%; (TC时的横向冲击值aKV彡160J/cm2;剪切比100% ;晶粒度彡8. 0级。
[0031] 本发明针对【背景技术】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】
[0032] 以下结合实施例1?实施例3,对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详 细的说明。
[0033] 实施例1?实施例3的整个冶炼工艺、乳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：
[0034] 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；
[0035] 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；
[0036] 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°C 升至1620°C;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；
[0037] 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；
[0038] 然后对精炼好的钢水再进行VD真空处理：深真空度< 0. lOKPa，深真空时间彡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）。
[0039] 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ΛΤ < 30°C ;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。
[0040] 实施例1?实施例3的具体合金加入量见表1。
[0041] 表1实施例1?实施例3中的合金加入量（公斤）
[0042]
【主权项】
1. 一种含稀土 L450Q0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 彡 0? 020 % ; S 彡 0? 010 % ;Nb 0? 02-0. 05 % ;Ti 0? 01-0. 03 % ;A1 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。
2. 根据权利要求1所述含稀土的L450Q0海底管线用无缝钢管，其特征在于其包括以下 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：〇. 03-0. 12份； 白灰块：0. 2份； 铌铁合金：〇. 04-0. 09份； 钛铁合金：〇. 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。
3. 根据权利要求1所述含稀土 L450Q0海底管线用无缝钢管，其特征在于所述预脱氧合 金选自娃猛合金和猛铁合金任意比例的混合物。
4. 一种生产如权利要求1-3中任一项所述含稀土 L450Q0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：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°C升至1620°C;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. lOKPa，深真空时间彡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°C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°C保温30?50min进行水淬，580?630°C保温60?80min进行 空冷；回火后执行带温矫直，矫直温度> 50(TC;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。
【专利摘要】本发明涉及一种含稀土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。
【IPC分类】B23P15-00, C22C38-14
【公开号】CN104611630
【申请号】CN201510088969
【发明人】刘金
【申请人】内蒙古包钢钢联股份有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年2月27日