專利名稱：超低碳雙相不銹鋼離心鑄造冷拔無縫管的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冷拔無縫管的制造工藝，確切地說是涉及超低碳雙相不銹鋼離心鑄造冷拔無縫管的生產(chǎn)方法。
隨著化學(xué)工業(yè)、石油化工及核電工業(yè)的發(fā)展，對(duì)耐腐蝕材料提出了越來越高的要求，而目前國內(nèi)常用的不銹鋼材質(zhì)制造的管道、容器以及泵閥等設(shè)備已難以適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的要求。
我國關(guān)于耐腐蝕不銹鋼的標(biāo)準(zhǔn)GB2100中有16種鋼種，其中只有二種為雙相鋼、由于雙相鋼的金相組織中同時(shí)存在A和F二相，與奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼相比具有下列優(yōu)點(diǎn)1)鐵素體不銹銅在氯離子溶液中抗應(yīng)力腐蝕的能力高于奧氏體不銹鋼；2)強(qiáng)度高于奧氏不銹鋼，韌性比鐵素體不銹鋼好，并有較高的屈強(qiáng)比；3)熱膨脹系數(shù)小于奧氏體不銹鋼，焊件的內(nèi)應(yīng)力較低，熱裂傾向較小。七十年代國外就已經(jīng)研究成功耐應(yīng)力腐蝕的雙相鋼。如瑞典Sandvik公司研制的3RE60，日本研制的DP11雙相不銹鋼，其抗SCC的能力與ASTM304L相比有明顯的提高，隨著使用介質(zhì)的苛刻性的提高，3RE60、DP11也不能滿足石油化工等工程領(lǐng)域的要求，又研制成功了2205第二代超高低碳雙相不銹鋼，雖然2205類雙相不銹鋼比第一代雙相不銹鋼具有更高的耐腐蝕性和力學(xué)性能。但是對(duì)于一些含Cl離子較高的環(huán)境介質(zhì)且介質(zhì)濃度較高的場(chǎng)合，仍不能使沒備長久、安全地運(yùn)行。為解決上述課題，國內(nèi)在雙相不銹鋼研制和開發(fā)方面做了不少工作，研制過類似國外七十年超低碳雙相不銹鋼種，但由于該鋼種含Cr及其它合金元素含量的增高，雙相組織的存在，使雙相鋼的熱加工工藝難以控制、產(chǎn)品合格率低、成本高，難以批量推向市場(chǎng)，故市場(chǎng)的需求只能依靠進(jìn)口，花費(fèi)大量的外匯，且價(jià)格昂貴。
本發(fā)明的目的就是解決目前雙相鋼生產(chǎn)中存在的問題，提供一種超低碳雙相不銹鋼離心鑄造+冷拔的新的無縫管生產(chǎn)方法，通過改善生產(chǎn)工藝，即離心鑄管結(jié)合冷拔工藝采制造加工雙相不銹鋼產(chǎn)品，從而提高產(chǎn)品的性能，以適應(yīng)于化學(xué)、石油、造紙、化肥等工業(yè)領(lǐng)域。
由于超低碳雙相不銹鋼除含有Cr、Ni外還含有較高的Mo和N。而Cr、Mo、N含量的增高及雙相組織使其熱加工性能較差，難以生產(chǎn)冷拔無縫鋼管，尤其是大口徑無縫管，因此本發(fā)明的超低碳雙相不銹鋼離心鑄造冷拔無縫鋼管的生產(chǎn)方法主要是針對(duì)超低碳雙相不銹鋼其熱加工中性能較差，難以生產(chǎn)無縫鋼管的難題而做出改進(jìn)的，本發(fā)明采用先離心鑄造成管，再將鑄造管冷拔成所需規(guī)格的無縫鋼管。
本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明所述的超低碳雙相不銹鋼離心鑄造冷拔無縫鋼管的生產(chǎn)方法包括熔煉步驟，離心鑄造步驟和冷拔無縫鋼管步驟，其中熔煉步驟包括有選取爐料、裝料、熔化期、精煉期和合金化過程，所述的選取爐料是工業(yè)純鐵、金屬鉻、電解鎳板、鉬鐵、含氮鉻鐵、金屬錳、結(jié)晶硅、石灰、螢石、硅鈣合金等，用前進(jìn)行分析校對(duì)。爐料進(jìn)爐前進(jìn)行除污銹處理，在溫度250℃以上的箱式爐內(nèi)保溫4小時(shí)；所述的裝料是采用中頻感應(yīng)電爐或直空感應(yīng)電爐，采用不氧化法熔煉，爐料進(jìn)爐次序金屬鉻、電解鎳板、金屬錳、工業(yè)純鐵。所述的熔化期是原料進(jìn)爐后開始接通電源，逐步增加功率，爐料熔化過程中要經(jīng)常搗料，防止未熔化的冷料搭橋，并陸續(xù)添加工業(yè)純鐵，大部分爐料熔化后，分批加入造渣材料(石灰粉∶螢石＝2∶1)，加入量0.6-1.0％堿性渣料履蓋在鋼液表面，鋼液在升溫過程中分批在渣面上加占鋼液重0.1％的硅鈣合金進(jìn)行脫氧，脫氧后再加入鉬鐵，含氮鉻鐵、結(jié)晶硅。所述的精煉期是脫氧后徹底攪拌，鋼液溫度升到1630-1640℃時(shí)(須用快速熱電偶測(cè)定)，取樣全分析，分析C、Si、Mn、S、P、Ni、Cr、Mo以及殘余元素Pb、As、Sn、Sb、As、Cu的含量，要求C≤0.03，Si為0.30-0.80，Mn為1.30-1.70，S≤0.020，P≤0.025，Cr為24.0-27.0，Ni為6.50-8.00，Mo為3.50-5.00，As≤0.01，O≤0.01，Sb≤0.01，Cu≤0.05以上均為Wt％；所述的合金是當(dāng)全分析結(jié)合報(bào)出后，根據(jù)分析結(jié)果添加爐料進(jìn)行調(diào)整，加入調(diào)整成分的爐料后，再加造渣材料履蓋?；瘜W(xué)成分合格，鋼液溫度達(dá)到1650℃時(shí)，扒清爐渣，加入硅鈣合金進(jìn)行終脫氧，鋼液溫度達(dá)到1660-1680℃時(shí)即可出鋼，在鋼包內(nèi)加入少量硅鈣合金，扒清鋼液表面的渣方可澆注；接下來進(jìn)行離心鑄造，根據(jù)離心鑄造管的規(guī)格，用電子吊稱控制每支鑄管所需鋼液重量，采用臥式離心機(jī)鑄造，澆注溫度1620-1640℃，澆注速度10-150kg/秒，轉(zhuǎn)速400-1600轉(zhuǎn)/分；隨后進(jìn)行冷拔步驟，該冷拔步驟包括預(yù)處理、固溶處理、酸洗及潤滑處理以及冷拔加工，所述的預(yù)處理是指對(duì)鑄管內(nèi)外表面進(jìn)行機(jī)械加工或砂輪修磨，消除表面缺陷，所述的固溶處理其溫度為1100℃，保溫時(shí)間30分鐘，冷卻方式為水冷；所述的酸洗是在溫度為60℃的酸洗液中浸放4-8小時(shí)，然后沖干凈并烘干，此后進(jìn)行潤滑處理，所述的潤滑處理是指在管的內(nèi)外表層涂刷潤滑劑，最后進(jìn)行冷拔，在每道冷拔后要進(jìn)行固溶處理，上述的酸洗液的配方為HF4-6％，HNO38-16％；烘干條件是300-500℃，時(shí)間為30分鐘；涂刷的潤滑劑其配方為濾干水的Ca(0H)2100kg與牛油5-8kg混合，并通過200目過濾紙過濾。
綜上所述，本發(fā)明的生產(chǎn)工藝中主要的技術(shù)關(guān)鍵是中頻電爐采用不氧化法熔煉或真空感應(yīng)電爐熔煉，防止增碳，控制S、P指標(biāo)，為保證該鋼管金相組織中A和F二相的比，嚴(yán)格控制化學(xué)成分，特別是Cr、Ni、Mo、N含量，通過固溶處理快速冷卻來消除σ相，以冷拔時(shí)防止σ相析出造成開裂，其酸洗的配方及酸洗條件等。
由于改進(jìn)了制造工藝，使得最終獲得的產(chǎn)品具有高的強(qiáng)度，可在高Cl離子、H2S、CO2等環(huán)境下使用，可在石油、化工、電力、海洋等設(shè)施中，較苛刻的400℃以下的各種工況條件下使用，進(jìn)一步提高了管材的機(jī)械性能和焊接性能，防止產(chǎn)生焊接熱裂紋，在Cl離子、CO2、H2S等環(huán)境下有較高的抗點(diǎn)腐蝕、晶間腐蝕、縫隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕能力和耐腐蝕疲勞性能。
權(quán)利要求
1.一種超低碳雙相不銹鋼離心鑄造冷拔無縫管的生產(chǎn)方法，它包括熔煉步驟、離心鑄造步驟和冷拔無縫管步驟，其特征是熔煉步驟包括有選取爐料，裝料，熔化期，精煉期和合金化過程，所述的選取爐料是工業(yè)純鐵、金屬鉻、電解鎳板、鉬鐵、含氮鉻鐵、金屬錳、結(jié)晶硅、石灰、螢石、硅鈣合金等，用前進(jìn)行發(fā)析校對(duì)；爐料進(jìn)爐前進(jìn)行除污銹處理，在溫度250℃以上的箱式爐內(nèi)保溫4小時(shí)；所述的裝料是采用中頻感應(yīng)電爐，采用不氧化法熔煉或真空感應(yīng)電爐，爐料進(jìn)爐次序金屬鉻、電解鎳板、金屬錳、工業(yè)純鐵；所述的熔化期是原料進(jìn)爐后開始接通電源，逐步增加功率，爐料熔化過程中要經(jīng)常搗料防止未熔化的冷料搭橋，并陸續(xù)添加工業(yè)純鐵，大部分爐料熔化后，分批加入造渣材料石灰粉和螢石的比為2∶1，加入0.6-1.0％堿性渣料履蓋在鋼液表面，鋼液在升溫過程中分批在渣面上加占鋼液重0.1％的硅鈣合金進(jìn)行脫氧，脫氧后再加入鉬鐵、含氮鉻鐵、結(jié)晶硅；所述的精煉期是脫氧后徹底攪拌，鋼液溫度升到1630-1640℃時(shí)，取樣全分析，分析C、Si、Mn、S、P、Ni、Cr、Mo以及殘余元素Pb、As、Sn、Sb、As、Cu的含量，要求C≤0.03，Si為0.30-0.80，Mn為1.30-1.70，S≤0.20，P≤0.025，Cr為24.0-27.0，Ni為6.50-8.00，Mo為3.50-5.00，As≤0.01，Sn≤0.01，Sb≤0.01，Cu≤0.05以上均為Wt％；所述的合金化是當(dāng)全分析結(jié)合報(bào)出后，根據(jù)分析結(jié)果添加爐料進(jìn)行調(diào)整，加入調(diào)整成分的爐料后，再加造渣材料履蓋；化學(xué)成分合格，鋼液溫度達(dá)到1650℃時(shí)，扒清爐渣，加入硅鈣合金進(jìn)行終脫氧，鋼液溫度達(dá)到1660-1680℃時(shí)即可出鋼， 在鋼包內(nèi)加入少量硅鈣合金，扒清鋼液表面渣方可澆注；接下來進(jìn)行離心鑄造，根據(jù)離心鑄造管的規(guī)格，用電子吊稱控制每支鑄管所需鋼液重量，采用臥式離心機(jī)鑄造，澆注溫度1620-1640℃，澆注速度10-15kg/秒，轉(zhuǎn)速400-1600轉(zhuǎn)/分；隨后進(jìn)行冷拔步驟，該冷拔步驟包括預(yù)處理、固溶處理、酸洗及潤滑處理，以及冷拔加工，所述的預(yù)處理是指對(duì)鑄管內(nèi)外表面進(jìn)行機(jī)械加工或砂輪修磨，消除表面缺陷，所述的固溶處理其溫度為1100℃，保溫時(shí)間30分鐘，冷卻方式為水冷；所述的酸洗是在溫度為60℃的酸洗液中浸放4-8小時(shí)，然后沖干凈并烘干，此后進(jìn)行潤滑處理，所述的潤滑處理是指在管的內(nèi)外表面涂刷潤滑劑，最后進(jìn)行冷拔，在每道冷拔后要進(jìn)行固溶處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其特征是所述的酸洗液其配方為HF4-6％，HNO38-16％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其特征是所述的烘干其溫度為300-500℃，時(shí)間為30分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其特征是所述的潤滑劑其配方為通過2 00目過濾紙過濾后的濾干水，成份為Ca(0H)2100kg和牛油5-8kg。
全文摘要
本發(fā)明涉及超低碳雙相不銹鋼離心鑄造與冷拔無縫管的生產(chǎn)方法,本發(fā)明的生產(chǎn)工藝中主要的技術(shù)關(guān)鍵是中頻電爐采用不氧化法熔煉或真空感應(yīng)電爐熔煉,防止增碳,控制S、P指標(biāo),為保證該鋼管金相組織中A和F二相的比,嚴(yán)格控制化學(xué)成分,特別是Cr、Ni、Mo、N含量,通過固溶處理快速冷卻來消除σ相,防止冷拔時(shí)開裂。由于改進(jìn)了制造工藝,提高了冷拔無縫鋼管的成品率,尤其是大口徑厚壁鋼管,使得最終獲得的產(chǎn)品具有高的強(qiáng)度,可在高C1離子、H
文檔編號(hào)C22C33/00GK1343798SQ0011255
公開日2002年4月10日 申請(qǐng)日期2000年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月16日
發(fā)明者鄭文龍, 楊祥生, 江靜波, 錢勝華 申請(qǐng)人:江蘇江河集團(tuán)電力工程公司