[發明專利]一種含稀土高強高韌氣瓶用無縫鋼管及其生產方法

無效

• 申請號: 201310167987.1
• 申請日: 2013-05-09
• 公開（公告）號: CN103343293A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 豐小冬;賀景春;石曉霞;喬愛云;金文俊;張行剛
• 申請（專利權）人: 內蒙古包鋼鋼聯股份有限公司
• 主分類號: C22C38/50
• 分類號: C22C38/50;C21D8/10;C21C5/35
• 代理公司: 北京世譽鑫誠專利代理事務所(普通合伙) 11368
• 代理人: 郭官厚

一、所屬技術領域：

本發明屬于黑色金屬冶煉及金屬壓力加工領域，涉及一種含稀土高強高韌氣瓶用無縫鋼管及其生產方法。

二、背景技術：

高壓氣瓶是一種可重復充裝的移動式鋼瓶，公稱壓力一般為10～30MPa甚至更高，用于盛裝高壓氣體或液化天然氣。制造無縫氣瓶有兩種方法，一種是用鋼坯通過熱沖壓拉伸并收口成型法；另一種是用無縫鋼管做坯料通過熱旋壓收口成型法。用無縫鋼管制造高壓氣瓶，具有成本低、質量好等優點。

近年來高壓氣瓶向著高壓、輕量化方向發展，要求材質具有強度高、韌性好、工藝成型性能優良等特點，以保證使用的安全性及可靠性，這就對無縫鋼管的強度和韌性提出更高的要求，但高強度和高韌性這兩個技術指標間顧此失彼，相互矛盾。為此，特開發了高強高韌氣瓶用無縫鋼管，該材料的應用可有效解決這一矛盾。

在中國的發明專利文獻中未見該類無縫鋼管及其制造方法的記載，在國內外書刊雜志上也未見報道。

三、發明內容：

本發明的目的是提供一種雜質元素含量低、殘余應力小、強度高、韌性好、工藝性能優良的含稀土高強高韌氣瓶用無縫鋼管及其生產方法。

本發明的目的是這樣實現的：

將重量百分比90％的高爐鐵水與10％的優質廢鋼作為原料。

以下述工藝流程進行生產：首先對上述高爐鐵水進行預處理，然后與上述優質廢鋼一同加入頂底復吹轉爐進行冶煉，再將冶煉好的鋼水裝入鋼水包進入LF爐工位進行精煉，精煉完成后進入VD工位進行真空脫氣處理，再進行圓坯連鑄，并將連鑄坯切割成管坯，然后對連鑄管坯進行加熱，對加熱好的管坯進行穿孔和連軋使其成為連軋管，對軋管進行定徑后送入冷床冷卻，然后實施鋸切，對切好的鋼管進行熱處理，然后進行矯直，最后經水壓試驗和探傷檢測，合格者即為氣瓶用無縫鋼管成品。

其工藝流程簡述為：鐵水預處理→頂底復吹轉爐冶煉→LF爐精煉→VD真空處理→圓坯連鑄→切割→管坯加熱→穿孔→軋管→定徑→冷卻→鋸切→熱處理→矯直→水壓試驗→探傷。

連鑄圓管坯的生產過程如下所述：

1、將高爐鐵水經預處理，使得鐵水中的含S量(重量百分比)降低到0.010％以下。

2、將預處理后的鐵水兌入頂底復吹轉爐，加入(重量百分比)10％優質廢鋼，采用單渣工藝冶煉，控制終渣堿度和終點目標，出鋼過程中進行脫氧合金化，終脫氧采用有鋁脫氧工藝，出鋼過程必須擋渣或扒渣，出鋼過程中合金加完以后加入白灰塊。

3、在LF爐進行精練：精煉全過程按要求正常吹Ar，采用從低級數到高級數逐漸提高升溫速度的方式加熱提溫；根據轉爐鋼水成分及溫度進行造渣脫硫、成分調整及升溫操作；采用造白渣操作。

4、LF爐精煉結束后保持底部軟吹Ar，按預定加入量喂入稀土絲。

5、進行VD真空處理：真空度≤0.10KPa，深真空時間≥13分鐘。

6、喂入定長硅鈣絲，喂絲后進行8-10分鐘吹Ar；將經過VD真空處理后的鋼水進行圓坯連鑄，采用低拉速的恒速控制和電磁攪拌工藝；控制鋼水過熱度；鑄坯經過矯直后，火焰切割為圓管坯。

對管坯進行化學成分化驗，管坯的化學成分應符合下述要求(重量百分比％)：C0.10-0.15；Si?0.10-0.30；Mn?0.90-1.20；P≤0.020；S≤0.010；Cr?0.90-1.20；Mo?0.10-0.30；Ni0.40-0.70；V?0.06-0.20；Ti?0.01-0.03；Al?0.005-0.030；稀土元素RE0.0005-0.0100；余量為基體Fe和無法檢測的微量雜質元素。

所述稀土元素RE為Ce、La的混合稀土金屬，它們的重量百分比分別為：Ce?67％、La?33％。

加入稀土元素能夠起到改善非金屬夾雜物形態、強化晶界和細化晶粒等作用，從而取得細晶強化和提高沖擊韌性的效果。

將成分化驗合格及硫印不大于2.0級的連鑄圓管坯進行制管，制管過程如下：

將管坯放入加熱爐進行加熱，連續檢查并控制好加熱爐預熱段、加熱段、均熱段等各段的溫度，各段溫度的控制范圍見表1；

表1環形加熱爐各段溫度控制(℃)