耐磨用熱軋無縫鋼管材料及其生產方法
2023-06-13 01:03:26 1
耐磨用熱軋無縫鋼管材料及其生產方法
【專利摘要】本發明公開了一種耐磨用熱軋無縫鋼管材料，其化學成分的質量百分含量包括：C0.33～0.43%、Si0.5～1.0%、Mn1.2～1.4%、P≤0.030%、S≤0.030%、Cr0.7～1.0%，其餘為鐵和雜質元素。本發明還公開了耐磨用熱軋無縫鋼管的生產方法。本發明通過合理的成分設計得到37CrMnSi材料鋼種，用該鋼種生產的軋制無縫鋼管滿足了常用耐磨管的使用條件，降低了此類產品的成本，提高了該鋼管產品的市場競爭力。
【專利說明】耐磨用熱軋無縫鋼管材料及其生產方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於冶金行業無縫鋼管的生產領域，特別是耐磨用熱軋無縫鋼管材料及其生產方法。
【背景技術】
[0002]耐磨鋼是廣泛用於各種磨損工況的一類耐磨材料，100多年來，新的耐磨鋼鋼種層出不窮，其冶煉、鑄造、熱處理和機加工工藝不斷改進，耐磨鋼的綜合力學性能、耐磨性能和使用壽命逐步提高。耐磨鋼廣泛應用於冶金、礦山、建材、電力、鐵路和軍事等各個領域中。
[0003]用於製造耐磨零件的金屬耐磨材料包括鋼、複合鋼材和鑄鐵等。高錳鋼是歷史悠久的耐磨材料，在惡劣工況條件下，不容易產生塑性失穩，而具有相當好的耐磨性；但它只有在衝擊載荷及單位壓力較大的磨料磨損條件下，產生加工硬化效應，才顯示出較其他材料具有更優良的耐磨性。對於衝擊載荷不太大的易磨損零部件，目前較廣泛選用成本較低的非合金鋼(碳素鋼)或中高碳合金鋼，並採取一定的工藝措施以提高其耐磨性。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是提供一種耐磨用熱軋無縫鋼管材料，具有較好的耐磨性。
[0005]本發明的技術方案如下:
[0006]一種耐磨用熱軋無縫鋼管材料，其化學成分的質量百分含量包括:C0.33?
0.43%、Si0.5 ?1.0%、Μη1.2 ?1.4%、Ρ ( 0.030%、S ( 0.030%、Cr0.7 ?1.0%，其餘為鐵和
雜質元素。
[0007]進一步，所述耐磨用熱軋無縫鋼管材料的化學成分的質量百分含量包括:C0.33%、
510.5%、Mnl.4%、P0.024%、S0.018%、Crl.0% ；或者，C0.40%、Si0.7%、Mnl.2%、P0.007%、S0.010%、Cr0.8% ;或者，C0.37%、Si0.9%,Mnl.3%,P0.011%、S0.003%、Cr0.9% ;或者，C0.43%、
511.0%、Mnl.2%、P0.030%、S0.030%、Cr0.7%。
[0008]本發明所要解決的另一技術問題是提供一種耐磨用熱軋無縫鋼管的生產方法，使生產的無縫鋼管具有較好的耐磨性。
[0009]本發明的另一技術方案如下:
[0010]一種耐磨用熱軋無縫鋼管的生產方法，包括:煉鋼生產、無縫鋼管的軋制和軋態無縫鋼管熱處理；生產得到的所述耐磨用熱軋無縫鋼管的化學成分的質量百分含量包括:C0.33 ?0.43%、Si0.5 ?1.0%、Μη1.2 ?1.4%、Ρ ( 0.030%、S ≤ 0.030%、Cr0.7 ?1.0%，其餘為鐵和雜質元素。
[0011]進一步，所述煉鋼生產包括:轉爐冶煉、LF爐精煉、VD真空脫氣和圓坯連鑄。
[0012]進一步:所述轉爐冶煉採用廢鋼和脫硫鐵水，所述廢鋼和所述脫硫鐵水的質量比為1:9，轉爐冶煉終點C的質量百分含量> 0.06%，P的質量百分含量≤0.010%，終渣鹼度控制在3.0，終脫氧採用有鋁脫氧；所述LF精煉為根據轉爐冶煉出鋼後鋼水的化學成分和溫度，在LF爐中精煉，加入合金進行造渣脫硫、成分調整及升溫操作，所述LF精煉全程底吹氬氣；所述VD真空脫氣的真空度≤ 0.010恥&，深真空時間≥ 13min，所述VD真空脫氣全程底吹氬氣，每噸VD真空脫氣後的鋼水餵入矽鈣線200米，餵絲後，軟吹時間≥IOmin ;所述圓坯連鑄的連鑄坯規格為Φ 210mm。
[0013]進一步，所述無縫鋼管的軋制包括:連鑄坯加熱、穿孔、連軋、張力減徑、冷床冷卻、矯直和探傷。
[0014]進一步:所述連鑄坯加熱在環形加熱爐內加熱，所述環形加熱爐的爐溫為1240?1290°C，開軋溫度為1200°C，終軋溫度為900?960°C，張力減徑的溫度為950°C。
[0015]進一步:所述軋態無縫鋼管熱處理採用低溫回火工藝，加熱至200°C並在200°C保溫Ih。
[0016]進一步，生產得到的所述耐磨用熱軋無縫鋼管的化學成分的質量百分含量包括:C0.33%、Si0.5%、Mnl.4%、P0.024%、S0.018%、Crl.0% ;或者，C0.40%、Si0.7%、Mnl.2%、P0.007%、S0.010%、Cr0.8% ;或者，C0.37%、Si0.9%、Mnl.3%、P0.011%、S0.003%、Cr0.9% ;或者，C0.43%、Sil.0%、Mnl.2%、P0.030%、S0.030%、Cr0.7%。
[0017]本發明的技術效果如下:
[0018]1、本發明通過合理的成分設計和生產方法得到耐磨用熱軋無縫鋼管材料為37CrMnSi材料鋼種，用該鋼種生產的軋制無縫鋼管滿足了常用耐磨管的使用條件。
[0019]2、本發明開發使用了該37CrMnSi材料鋼種，降低了此類產品的成本，提高了該鋼管產品的市場競爭力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明的實施例2的無縫鋼管在金相顯微鏡放大500倍下觀察到的金相組織圖。
【具體實施方式】
[0021]本發明生產耐磨用熱軋無縫鋼管的方法包括:煉鋼生產、無縫鋼管的軋制和軋態無縫鋼管熱處理。具體工藝如下:120噸轉爐冶煉一LF爐精煉一VD真空脫氣一圓坯連鑄一連鑄坯加熱一穿孔一連軋一張力減徑一冷床冷卻一矯直一探傷一低溫回火一矯直一測長、測重、噴標、通徑、打包。通過本方法生產的耐磨用熱軋無縫鋼管，能夠控制鋼管成分、尺寸、表面質量和產品性能。
[0022]該耐磨用熱軋無縫鋼管材料的化學成分的質量百分含量包括:C0.33?0.43%、Si0.5 ?1.0%、Μη1.2 ?1.4%、Ρ ≤0.030%、S ≤0.030%、Cr0.7 ?1.0%，其餘為鐵和雜質元素。該材料配比具有 低成本，易實施的優點。
[0023]煉鋼生產包括轉爐冶煉、LF爐精煉、VD真空脫氣和圓坯連鑄。
[0024]轉爐冶煉使鐵水脫碳升溫得到合格鋼水。雜質元素含量低的優質廢鋼和脫硫處理後的鐵水按照質量比為1:9的關係兌入轉爐中，採用頂吹氧氣和底吹氬氣的複合吹煉技術進行轉爐冶煉。將轉 爐終點控制目標為:C的質量百分含量> 0.06% ；P的質量百分含量(0.010%,終渣鹼度控制在3.0,出鋼時進行脫氧合金化操作，終脫氧採用有鋁脫氧工藝，出鋼過程中進行擋渣。[0025]根據轉爐冶煉出鋼後鋼水的化學成分和溫度，在LF (Ladle Furnace)爐中精煉，加入合金進行造渣脫硫、成分調整及升溫操作，底吹氬氣攪拌貫穿於整個精煉過程，均勻成分得到合格可連鑄的鋼水。
[0026]VD (Vacuum Degassing)真空脫氣降低鋼水氣體含量。將鋼包移至VD爐，在真空度< 0.0lOKpa，深真空時間≥13min, VD真空脫氣全程底吹氬氣攪拌的條件下，達到脫氣、去夾雜、均勻成分和溫度的目的。每噸VD脫氣後鋼水餵入矽鈣線200米，餵絲後，軟吹時間≥IOmin,以保證夾雜物變性並能夠充分的上浮。
[0027]圓坯連鑄採用連鑄機使流動的優質鋼水凝固成鋼坯，得到37CrMnSi連鑄坯，連鑄還規格為Φ210_。
[0028]本發明煉鋼生產過程無需增添其他工藝控制，容易實施。
[0029]經過煉鋼生產得到的各實施例的連鑄坯的化學成分如表I所示。
[0030]表I各實施例的連鑄坯的化學成分(質量百分數/%)
[0031]
【權利要求】
1.一種耐磨用熱軋無縫鋼管材料，其特徵在於，其化學成分的質量百分含量包括:C0.33 ?0.43%、Si0.5 ?1.0%、Μη1.2 ?1.4%、Ρ ( 0.030%、S ( 0.030%、Cr0.7 ?1.0%，其餘為鐵和雜質元素。
2.如權利要求1所述的耐磨用熱軋無縫鋼管材料，其特徵在於，其化學成分的質量百分含量包括:C0.33%、Si0.5%、Mnl.4%、P0.024%、S0.018%、Crl.0% ;或者，C0.40%、Si0.7%、Mnl.2%、P0.007%、S0.010%、Cr0.8% ；或者，C0.37%、Si0.9%、Mnl.3%、P0.011%、S0.003%、Cr0.9% ;或者，C0.43%、Sil.0%、Mnl.2%、P0.030%、S0.030%、Cr0.7%。
3.一種耐磨用熱軋無縫鋼管的生產方法，其特徵在於，包括:煉鋼生產、無縫鋼管的軋制和軋態無縫鋼管熱處理；生產得到的所述耐磨用熱軋無縫鋼管的化學成分的質量百分含量包括:C0.33 ?0.43%、Si0.5 ?1.0%、Μη1.2 ?1.4%、Ρ ( 0.030%、S ≤0.030%、Cr0.7 ?1.0%,其餘為鐵和雜質元素。
4.如權利要求3所述的耐磨用熱軋無縫鋼管的生產方法，其特徵在於，所述煉鋼生產包括:轉爐冶煉、LF爐精煉、VD真空脫氣和圓坯連鑄。
5.如權利要求4所述的耐磨用熱軋無縫鋼管的生產方法，其特徵在於:所述轉爐冶煉採用廢鋼和脫硫鐵水，所述廢鋼和所述脫硫鐵水的質量比為1: 9，所述轉爐冶煉終點C的質量百分含量> 0.06%，P的質量百分含量≤0.010%,終渣鹼度控制在3.0，終脫氧採用有鋁脫氧；所述LF精煉為根據轉爐冶煉出鋼後鋼水的化學成分和溫度，在LF爐中精煉，加入合金進行造渣脫硫、成分調整及升溫操作，所述LF精煉全程底吹氬氣；所述VD真空脫氣的真空度 13min，所述VD真空脫氣全程底吹氬氣，每噸VD真空脫氣後的鋼水餵入矽鈣線200米，餵絲後，軟吹時間≤IOmin ；所述圓坯連鑄的連鑄坯規格為Φ210mm。
6.如權利要求3所述的耐磨用熱軋無縫鋼管的生產方法，其特徵在於，所述無縫鋼管的軋制包括:連鑄坯加熱、穿孔、連軋、張力減徑、冷床冷卻、矯直和探傷。
7.如權利要求6所述的耐磨用熱軋無縫鋼管的生產方法，其特徵在於:所述連鑄坯加熱在環形加熱爐內加熱，所述環形加熱爐的爐溫為12`40?1290°C，開軋溫度為1200°C，終軋溫度為900?960°C，張力減徑的溫度為950°C。
8.如權利要求3所述的耐磨用熱軋無縫鋼管的生產方法，其特徵在於:所述軋態無縫鋼管熱處理採用低溫回火工藝，加熱至200°C並在200°C保溫lh。
9.如權利要求3?8任一項所述的耐磨用熱軋無縫鋼管的生產方法，其特徵在於，生產得到的所述耐磨用熱軋無縫鋼管的化學成分的質量百分含量包括:C0.33%、Si0.5%、Mnl.4%、P0.024%、S0.018%、Crl.0% ；或者，C0.40%、Si0.7%、Mnl.2%、P0.007%、S0.010%、Cr0.8% ;或者，C0.37%、Si0.9%、Mnl.3%、P0.011%、S0.003%、Cr0.9% ;或者，C0.43%、Sil.0%、Mnl.2%、P0.030%、S0.030%、Cr0.7%。
【文檔編號】C22C33/04GK103436786SQ201310355711
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月15日 優先權日:2013年8月15日
【發明者】姜海龍, 劉金, 郭智韜, 董珍, 宋江波, 宿成, 姚曉樂, 孫文秀 申請人:內蒙古包鋼鋼聯股份有限公司