專利名稱：用控軋代替正火生產中厚壁20g無縫鋼管的制造方法
技術領域：
本發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中厚壁20G無縫鋼管的制造方法。
背景技術：
20G是一種應用廣泛的碳鋼鋼種，主要用于生產各種規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，不用進行正火熱處理其性能也能夠達到技術要求的性能指標。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要求規定的最小值，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，因此生產效率低，生產成本高。

發明內容
針對現有中厚壁20G無縫鋼管生產技術中需要正火熱處理才能使其性能達到標準規定的不足，本發明的目的是提供一種用控軋代替正火生產中厚壁20G無縫鋼管的制造方法，以滿足不用正火處理即能生產出性能達到標準要求的20G無縫鋼管。為實現上述目的，本發明采用的技術方案是提供一種用控軋代替正火生產中厚壁20G無縫鋼管的制造方法，采用該方法生產的中厚壁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。為實現上述目的，本發明采用的技術方案是提供一種用控軋代替正火生產中厚壁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，雜質元素微量；配料后經電爐或轉爐煉鋼，出鋼過程中加入硅鈣鋇進行預脫氧處理，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形加熱爐內加熱，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。本發明的效果是使用該方法的優點:(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，縮短了生產流程和時間，因此提高了生產效率，降低了制造成本。
具體實施例方式結合實施例對本發明的用控軋代替正火生產中厚壁20G無縫鋼管的制造方法加以說明。本發明的用控軋代替正火生產中厚壁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，雜質元素微量；配料后經電爐或轉爐煉鋼，出鋼過程中加入硅鈣鋇進行預脫氧處理，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形加熱爐內加熱，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。本發明的用控軋代替正火生產中厚壁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、調控敏感性好的優點。含碳量高低與鋼的強度成正比關系，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系，其沖擊韌性下降率較小，還不影響其脆性轉變溫度。為提高控軋20G韌性，本設計的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。釩在軋制過程中應變誘導析出的V (C，N)可阻止形變奧氏體的再結晶，并可阻止再結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，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物，多余的鋁與氮結合，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%。本發明的用控軋代替正火生產中厚壁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，雜質元素微量。具體如表I所
/Jn ο表I化學成分表(wt%)
權利要求
1.一種用控軋代替正火生產中厚壁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，雜質元素微量； 配料后經電爐或轉爐煉鋼，出鋼過程中加入硅鈣鋇進行預脫氧處理，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形加熱爐內加熱，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
本發明提供一種用控軋代替正火生產中厚壁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 優先權日2013年2月25日
發明者曹金榮, 肖功業, 張寶惠, 何彪, 許磊磊, 祖峰, 趙慶權, 王國亮, 王慶國, 張俊萍 申請人:天津鋼管集團股份有限公司