專利名稱：用控軋代替正火生產(chǎn)中厚壁20g無縫鋼管的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無縫鋼管制造方法，特別是一種用控軋代替正火生產(chǎn)中厚壁20G無縫鋼管的制造方法。
背景技術(shù)：
20G是一種應(yīng)用廣泛的碳鋼鋼種，主要用于生產(chǎn)各種規(guī)格的高壓鍋爐用無縫鋼管、化肥用無縫鋼管及氧化鋁溶出管道用無縫鋼管。目前，壁厚小于16_的無縫鋼管可以用控軋方法生產(chǎn)，不用進行正火熱處理其性能也能夠達到技術(shù)要求的性能指標。而壁厚大于等于16mm的無縫鋼管則必須對其進行正火熱處理，否則不是屈服強度達不到技術(shù)要求規(guī)定的最小值，就是沖擊性能不合格。其次，進行正火熱處理能耗大，等待熱處理時間長，同時熱處理后還需要除去因熱處理而生成的氧化皮，因此生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本高。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有中厚壁20G無縫鋼管生產(chǎn)技術(shù)中需要正火熱處理才能使其性能達到標準規(guī)定的不足，本發(fā)明的目的是提供一種用控軋代替正火生產(chǎn)中厚壁20G無縫鋼管的制造方法，以滿足不用正火處理即能生產(chǎn)出性能達到標準要求的20G無縫鋼管。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供一種用控軋代替正火生產(chǎn)中厚壁20G無縫鋼管的制造方法，采用該方法生產(chǎn)的中厚壁20G無縫鋼管的性能完全滿足高壓鍋爐用20G無縫鋼管的性能要求。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供一種用控軋代替正火生產(chǎn)中厚壁20G無縫鋼管的制造方法，該方法包括以下步驟:①配料冶煉、 連鑄按20G鋼鋼種元素的重量配比為:C:0.17 0.21 %，S1:0.17 0.37 %，Mn:0.50 0.65%, P ( 0.015%, S 彡 0.010%, P+S ( 0.020%, Mo ( 0.15%, Cr ( 0.30%,Cu ^ 0.25%, Ni ^ 0.25%, V:0.030 0.070%，其余為鐵，雜質(zhì)元素微量；配料后經(jīng)電爐或轉(zhuǎn)爐煉鋼，出鋼過程中加入硅鈣鋇進行預(yù)脫氧處理，鋼水進行LF精煉，喂硅鈣絲脫氧，精煉完后的鋼水經(jīng)過VD或RH真空除氣處理并加入適量鋁絲，隨后上連鑄平臺進行連鑄制坯；②軋制檢驗合格后的定尺連鑄坯在環(huán)形加熱爐內(nèi)加熱，加熱爐爐溫控制為1250 1290°C，穿孔溫度控制為1200 1250°C，終軋溫度850 950°C，冷卻，鋸切制成20G無縫
鋼管；對于直徑小于等于cp457mm的20G無縫鋼管，采用PQF熱連軋機組軋制；對于直徑大于q>457mm的20G無縫鋼管，采用PQF熱連軋+ 720斜軋擴徑軋管機組軋制；上述控軋的壁厚為16 40mm的20G無縫鋼管的力學性的指標如下:屈服強度Rel 245MPa，
450°C 的屈服強度 Rel:≥150MPa，抗拉強度Rm:410 550MPa,夏比V型沖擊韌性:20°C縱向全尺寸夏比沖擊功彡40J，20°C橫向全尺寸夏比沖擊功 > 27J，延伸率:≥24%，晶粒度:5級以上。本發(fā)明的效果是使用該方法的優(yōu)點:(I)在20G鋼種中添加微量0.03 0.07% V，以提高厚壁熱軋管的屈服強度，同時將 C、Mn 等的范圍調(diào)整為 0.17 0.21% C、0.50 0.65% Mn, P 彡 0.015%, S 彡 0.010%,P+S ( 0.020%，以改善沖擊韌性。采用該鋼種生產(chǎn)的壁厚無縫鋼管各項性能指標完全達到高壓鍋爐管的要求；(2)終軋溫度在850 950°C，提高了鋼管的機械性能；(3)控軋與常規(guī)熱軋+正火熱處理工藝相比，去掉了正火熱處理、去除氧化皮等工序，縮短了生產(chǎn)流程和時間，因此提高了生產(chǎn)效率，降低了制造成本。
具體實施例方式結(jié)合實施例對本發(fā)明的用控軋代替正火生產(chǎn)中厚壁20G無縫鋼管的制造方法加以說明。本發(fā)明的用控軋代替正火生產(chǎn)中厚壁20G無縫鋼管的制造方法，該方法包括以下步驟:①配料冶煉、連鑄按20G鋼鋼種元素的重量配比為:C:0.17 0.21 %，S1:0.17 0.37 %，Mn:
0.50 0.65%, P ≤ 0.015%, S ≤ 0.010%, P+S ≤ 0.020%, Mo ≤ 0.15%, Cr ≤ 0.30%,Cu ≤ 0.25%, Ni ≤ 0.25%, V:0.030 0.070%，其余為鐵，雜質(zhì)元素微量；配料后經(jīng)電爐或轉(zhuǎn)爐煉鋼，出鋼過程中加入硅鈣鋇進行預(yù)脫氧處理，鋼水進行LF精煉，喂硅鈣絲脫氧，精煉完后的鋼水經(jīng)過VD或RH真空除氣處理并加入適量鋁絲，隨后上連鑄平臺進行連鑄；②軋制檢驗合格后的定尺連鑄坯在環(huán)形加熱爐內(nèi)加熱，加熱爐爐溫控制為1250 1290°C，穿孔溫度控制為1200 1250°C，終軋溫度850 950°C，冷卻，鋸切；對于直徑小于等于φ457π 'ι的20G鋼管，采用PQF熱連軋機組軋制；對于直徑大于q)457mm的20G鋼管，采用PQF熱連軋+ 720斜軋擴徑軋管機組軋制；上述控軋的壁厚為16 40mm的20G無縫鋼管的力學性的指標如下:屈服強度Rel:≥ 245MPa,450°C 的屈服強度 Rel:≥ 150MPa,抗拉強度Rm:410 55OMPa,夏比V型沖擊韌性:20°C縱向全尺寸夏比沖擊功彡40J，20°C橫向全尺寸夏比沖擊功 > 27J，延伸率:≥24%，
晶粒度:5級以上。本發(fā)明的用控軋代替正火生產(chǎn)中厚壁20G無縫鋼管的制造方法中的20G鋼，鋼種組成元素的重量配比為C:0.17 0.21%, Si:0.17 0.37%, Mn:0.50 0.65%,P ^ 0.015 %, S ^ 0.010 %, P+S ^ 0.020 %, Mo ^ 0.15 %, Cr ^ 0.30 %, Cu ^ 0.25 %,Ni ^ 0.25%, V:0.030 0.070%，其余為鐵，雜質(zhì)元素微量。對主要組成成分選取理由如下:碳:是主要的強化元素，具有成本低、調(diào)控敏感性好的優(yōu)點。含碳量高低與鋼的強度成正比關(guān)系，但鋼的沖擊韌性則明顯降低，綜合考慮各方面的因素，碳含量控制在
0.16 0.22%之間，最佳范圍為0.17 0.21%。錳:在鋼中以固溶強化作用為主。研究表明，在鋼中錳含量多少和強度成正比關(guān)系，其沖擊韌性下降率較小，還不影響其脆性轉(zhuǎn)變溫度。為提高控軋20G韌性，本設(shè)計的20G最佳錳含量為0.55 0.65%。釩:釩是本鋼的主要添加的微量元素。釩在軋制過程中應(yīng)變誘導析出的V (C，N)可阻止形變奧氏體的再結(jié)晶，并可阻止再結(jié)晶奧氏體晶粒的粗化，但這種作用隨鋼中氮含量的降低而減弱，普通氮含量的釩微合金鋼在800°C以下溫度會產(chǎn)生較為明顯的沉淀強化作用。釩最重要的作用是在鐵素體中大量沉淀析出而產(chǎn)生強烈的沉淀強化效果，即使在熱軋鋼材中這一作用也十分明顯。為此本鋼種設(shè)計V的含量為0.03 0.07%，最佳為0.04
0.06%。鉻鑰:碳鋼中微量的鉻鑰一般固溶在鐵素體內(nèi)，增加鋼的基體強度，阻礙位錯運動，提高持久強度，但含量過多有形成貝氏體風險，所以Cr、Mo含量分別控制在< 0.15%。

銅鎳:鎳降低鐵素體層錯能，改善低溫韌性，含量大于0.5%又對持久性能有害，因此鎳的含量控制在< 0.30%。銅可以提高鋼的強度和耐腐蝕性，但銅的偏聚將引起的熱脆現(xiàn)象，為此其殘余量控制為< 0.25%。鋁:鋼中殘留鋁主要來源于脫氧產(chǎn)物，多余的鋁與氮結(jié)合，細化晶粒。然而Al元素促使碳鋼石墨化，而石墨化損害鋼的持久性能。因此，本設(shè)計的20G鋼中Al含量控制為(0.025%。硫磷:硫、磷損害鋼的韌性，較低的硫磷含量控制保證了鋼的低溫韌性。因此，P含量控制在< 0.015%，S含量控制在< 0.010，最佳S含量控制在< 0.005%,P+S ( 0.020%。本發(fā)明的用控軋代替正火生產(chǎn)中厚壁20G無縫鋼管的制造方法，其步驟包括有:①配料冶煉、連鑄按上述鋼種組成元素重量成分為:C:0.17 0.21 %, S1:0.17 0.37 %, Mn:
0.50 0.65%, P 彡 0.015%, S 彡 0.010%, P+S ( 0.020%, Mo ( 0.15%, Cr ( 0.30%,Cu ^ 0.25%, Ni ^ 0.25%，V:0.030 0.070%，其余為鐵，雜質(zhì)元素微量。具體如表I所
/Jn ο表I化學成分表(wt%)
權(quán)利要求
1.一種用控軋代替正火生產(chǎn)中厚壁20G無縫鋼管的制造方法，該方法包括以下步驟: ①配料冶煉、連鑄 鋼的元素的重量配比為:C:0.17 0.21%, Si:0.17 0.37%，Mn:0.50 0.65%，P ^ 0.015 %, S ^ 0.010 %, P+S ^ 0.020 %, Mo ^ 0.15 %, Cr ^ 0.30 %, Cu ^ 0.25 %,Ni ^ 0.25%, V:0.030 0.070%，其余為鐵，雜質(zhì)元素微量； 配料后經(jīng)電爐或轉(zhuǎn)爐煉鋼，出鋼過程中加入硅鈣鋇進行預(yù)脫氧處理，鋼水進行LF精煉，喂硅鈣絲脫氧，精煉完后的鋼水經(jīng)過VD或RH真空除氣處理并加入適量鋁絲，隨后上連鑄平臺進行連鑄制坯； ②軋制 檢驗合格后的定尺連鑄坯在環(huán)形加熱爐內(nèi)加熱，加熱爐爐溫控制為1250 1290°C，穿孔溫度控制為1200 1250°C，終軋溫度850 950°C，冷卻，鋸切制成20G無縫鋼管； 對于直徑小于等于φ457ιτιπι的20G無縫鋼管，采用PQF熱連軋機組軋制；對于直徑大于cp457mm的20G無縫鋼管，采用PQF熱連軋+ 720斜軋擴徑軋管機組軋制； 上述控軋的壁厚為16 40mm的20G無縫鋼管的力學性的指標如下: 屈服強度Rel:≥245MPa， 450°C的屈服強度 Rel 150MPa, 抗拉強度Rm:410 550MPa， 夏比V型沖擊韌性:20°C縱向全尺寸夏比沖擊功> 40J，20°C橫向全尺寸夏比沖擊功≥ 27J， 延伸率24%, 晶粒度:5級以上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用控軋代替正火生產(chǎn)中厚壁20G無縫鋼管的制造方法，該方法制造16mm～40mm壁厚的20G無縫鋼管，用于高壓鍋爐用無縫鋼管、化肥用無縫鋼管及氧化鋁溶出管道用無縫鋼管等領(lǐng)域。有益效果是在20G鋼中添加0.03～0.07％V，同時將20G鋼化學成分中的C、Mn等的范圍調(diào)整為0.17~0.21％C、0.50~0.65％Mn，P≤0.015％，S≤0.010％，P+S≤0.020％，以提高厚壁熱軋管的屈服強度和改善沖擊韌性，同時控制終軋溫度為850～950℃。采用該鋼控制熱軋生產(chǎn)的16mm～40mm壁厚的20G無縫鋼管不用正火熱處理其各項性能指標完全達到GB5310高壓鍋爐管20G的要求，提高了生產(chǎn)效率，降低了成本。
文檔編號B21B19/04GK103114249SQ20131005801
公開日2013年5月22日 申請日期2013年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月25日
發(fā)明者曹金榮, 肖功業(yè), 張寶惠, 何彪, 許磊磊, 祖峰, 趙慶權(quán), 王國亮, 王慶國, 張俊萍 申請人:天津鋼管集團股份有限公司