[發明專利]直徑559～711mm車載高壓氣瓶用無縫鋼管及生產方法

有效

• 申請號: 201110311361.4
• 申請日: 2011-10-14
• 公開（公告）號: CN102330030A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發明（設計）人: 肖功業;曹金榮;張寶惠;付乃民;何彪;岳世斌;王國亮;姚家華;袁清華;張建;趙慶權;張俊萍;白興國;靳舜堯
• 申請（專利權）人: 天津鋼管集團股份有限公司
• 主分類號: C22C38/44
• 分類號: C22C38/44;C21D8/10
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 呂志英

技術領域

本發明涉及無縫鋼管制造方法，特別是直徑559～711mm車載高壓氣瓶用無縫鋼管及生產方法。

背景技術

隨著工業的發展，用于制造運輸各種氣體的大直徑氣瓶的無縫鋼管的需求量也在逐步增加。車載大直徑氣瓶多數用于充裝易燃、易爆介質，比如壓縮天然氣等，而且要反復充裝，其使用溫度為-40℃～+60℃，因此對制造氣瓶材料的要求十分嚴格，例如要求熱處理后的組織要求為回火索氏體且晶粒度不大于8.5級、屈強比不大于0.9等。其次，為了增加氣瓶容重比和保證安全性，對制作氣瓶的無縫鋼管的表面質量、幾何尺寸及公差等也提出了比常規氣瓶管更苛刻的要求。

然而，采用國標30CrMo或ASTM?A519中4130鋼，其淬透性較差，低溫韌性不足。其次，在制造方法方面，國內制管工藝難以完全滿足直徑559～711mm、壁厚16～30mm、長度11m的氣瓶用無縫鋼管的高尺寸精度需要。例如；大頂管工藝簡單，生產的鋼管尺寸大，但產品幾何尺寸精度差，生產效率低；皮爾格周期軋管工藝可以熱軋生產直徑559mm以上大直徑氣瓶管但生產效率低，幾何尺寸精度和表面質量較差；拉拔擴管工藝制造的氣瓶管雖然表面質量較高，可達到高純氣體氣瓶用鋼管的要求，但由于每道次擴徑量不能太大，所以生產效率低，且由于塑性變形量小，熱處理后組織粗大，產品低溫韌性較差；國內江蘇誠德鋼管公司采用二次斜軋穿孔+均整工藝來生產大直徑氣瓶管。該工藝的優點是生產流程短，缺點是產品幾何尺寸偏差大，且由于塑性變形量小，熱處理后組織粗大，產品低溫韌性較差。

總之，現有的大直徑無縫鋼管的難以完全滿足車載高壓氣瓶對高強高韌性、大規格、高尺寸精度、高生產效率的氣瓶用無縫鋼管的需要，尤其是直徑559～711mm、壁厚16～30mm、長度11m的氣瓶用無縫鋼管的需要。

發明內容

為解決現有車載大直徑高壓氣瓶用無縫鋼管的不足，本發明的目的是提供一種直徑559～711mm車載高壓氣瓶用無縫鋼管及生產方法，滿足車載氣瓶運輸天然氣的需要，提高車載高壓氣瓶用無縫鋼管在低溫下的韌性和強度。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是提供一種直徑559～711mm車載高壓氣瓶用無縫鋼管，其中：該鋼管化學成分以重量百分比為：0.27％～0.37％C、0.15％～0.35％Si、0.70％～0.95％Mn、P≤0.010％、S≤0.005％，0.80％～1.3％Cr、0.15％～0.50％Mo、0.2％～0.5％Ni、0.10％～0.3％Cu、0.020～0.050％Al、V+Nb+Ti+B+Zr≤0.15％，其余為鐵及微量雜質元素。

同時提供一種直徑559～711mm車載高壓氣瓶用無縫鋼管的生產方法。

本發明的有益效果是使用該工藝方法具體表現在：1)合金設計以常規30CrMo鋼為基礎，保持C含量不變，提高Mn、Cr、Mo的含量，同時控制Al、V、Nb、Ti、B、Zr等元素的含量，以獲得淬透性、強度及低溫韌性等性能的良好匹配，完全可以滿足車載大直徑高壓氣瓶對高強度、高韌性和低屈強比等性能的要求；2)在生產車載大直徑氣瓶用無縫鋼管方面，采用兩步軋管法：首先由460PQF限動芯棒連軋管機組將連鑄坯熱軋成高精度荒管，然后再由720斜軋旋擴機組將荒管熱軋成成品管。采用該種方法可以生產最大直徑為711mm、壁厚16～30mm、長度11m的車載大直徑高壓氣瓶用無縫鋼管，鋼管組織致密，晶粒細小，屈強低，低溫沖擊韌性優異，同時生產效率高，金屬消耗小；3)該方法生產高壓氣瓶用無縫鋼管不但產品規格大，而且幾何尺寸精度高、生產效率高，適合大工業生產。

具體實施方式

結合實施例對本發明的直徑559～711mm車載高壓氣瓶用無縫鋼管及生產方法加以說明。

本發明的直徑559～711mm車載高壓氣瓶用無縫鋼管，該鋼管化學成分以重量百分比為：0.27％～0.37％C、0.15％～0.35％Si、0.70％～0.95％Mn、P≤0.010％、S≤0.005％，0.80％～1.3％Cr、0.15％～0.50％Mo、0.2％～0.5％Ni、0.10％～0.3％Cu、0.020～0.050％Al、V+Nb+Ti+B+Zr≤0.15％，其余為鐵及微量雜質元素。

所述直徑559～711mm車載高壓氣瓶用無縫鋼管的生產方法具體包括以下步驟：

(a)煉鋼和連鑄圓坯