CN113817956B - 一种700MPa级经济型无缝气瓶钢管及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种700MPa级经济型无缝气瓶钢管的生产方法,属于冶金及成型技术领域，管坯化学成分及含量(wt％)为：C0.34‑0.38；Si0.17‑0.30；Mn1.55‑1.70；P≤0.015；S≤0.010；Cr0.15‑0.25；Al0.020‑0.045；Ni＜0.10；Cu＜0.10；余量为基体Fe和无法检测的微量杂质元素。其工艺流程为：圆连铸坯→定尺切割→管坯加热→菌式穿孔→PQF机组连续轧管→微张力定径→带温矫直→冷床冷却→定尺锯切→水压试验→超声波+无损探伤→正火热处理；本发明的产品具有生产成本低、夹杂含量少、尺寸精度高和强韧性能匹配好的特点。

Description

一种700MPa级经济型无缝气瓶钢管及其制造方法

技术领域

本发明涉及黑色金属冶炼及金属压力加工领域，尤其涉及一种700MPa级经济型无缝气瓶钢管及其制造方法。

背景技术

近几年来，随着经济的发展，高压气瓶的设计壁厚大大减薄，这样不仅实现了高压气瓶的轻量化，节约了资源，减少了运输和搬运过程中的损耗，最为重要的是大大提高了单个高压气瓶的气体装载量，为气体的使用提供了有利条件。

针对气瓶标准的变化，国标GB/T18248-2008中涉及的37Mn钢种碳化学元素成分范围已不能满足的下游用户的要求，新标准GB/T18248-2020《气瓶用无缝钢管》(征求意见稿)中将碳元素成分范围调整到0.34％～0.38％，由于碳元素范围上限较原来降低0.2％范围，钢管经正火热处理后的屈服强度很难满足用户提出520MPa及以上的要求，抗拉强度达730MPa以上，本发明旨在提供一种700MPa级经济型无缝气瓶钢管制造方法，可以生产出满足用户性能要求的钢管。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种生产成本低、尺寸精度高、正火热处理后产品性能满足用户要求的700MPa级经济型无缝气瓶钢管制造方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种700MPa级经济型无缝气瓶钢管，其化学成分按质量百分比包括：C0.34-0.38％；Si0.17-0.30％；Mn1.55-1.70％；P≤0.015％；S≤0.010％；Cr0.15-0.25％；Al0.020-0.045％；Ni＜0.10％；Cu＜0.10％；余量为Fe和无法无法避免的杂质；其力学性能为：屈服强度：530～560MPa；抗拉强度：760～795MPa；屈强比：≤0.75；延伸率：≥20％；-20℃时的横向冲击值：aKV≥20J/cm2；晶粒度：≥8.0级。

一种700MPa级经济型无缝气瓶钢管的制造方法，包括：

采用圆连铸坯，对连铸管坯进行加热，然后对加热好的管坯进行穿孔和连轧使其成为连轧管，对轧管进行定径，进行带温矫直，入冷床冷却，然后实施定尺锯切，先后经过水压试验、无损探伤的检测，最后经过正火热处理。

进一步的，其工艺流程简述为：圆连铸坯→定尺切割→管坯加热→菌式穿孔→PQF热连轧连续轧管→微张力定径→带温矫直→冷床冷却→定尺锯切→水压试验→无损探伤→正火热处理。

进一步的，连铸圆管坯的生产过程如下所述：

对管坯进行化学成分化验，管坯的化学成分应符合下述要求：C0.34-0.38％；Si0.17-0.30％；Mn1.55-1.70％；P≤0.015％；S≤0.010％；Cr0.15-0.25％；Al0.020-0.045％；Ni＜0.10％；Cu＜0.10％；余量为Fe及不可避免的杂质；

将成分化验合格及硫印不大于1.5级的连铸圆管坯进行制管，制管过程如下：

将管坯放入加热炉进行加热，连续检查并控制好加热炉预热段、加热段、均热段的温度，各段温度的控制范围见表：

用微机对加热炉各段温度进行自动控制并自动记录；

将加热好的管坯穿孔后在相应的PQF轧管机组进行连续轧制，再经微张力定径、带温矫直、冷床冷却、定尺锯切，成为用户所需规格的无缝钢管。轧制时每批至少进行一次热取样，检查几何尺寸，保证钢管的精确成型。

然后对钢管逐支进行水压试验和无损探伤检测，合格者进行正火热处理。

进一步的，所述正火热处理包括加热到860℃保温30分钟出炉空冷。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

采用科学的加热温度+成熟的轧管工艺+钢管的精确成型+钢管在550℃以上进行带温矫直等一系列技术措施；采用连铸圆管坯+菌式穿孔+PQF连续轧管+微张力减径+钢管的带温矫直+全程的在线检测等一系列技术措施，因此，钢管的尺寸精度相对较高；

含元素Cr的独特成分设计+成熟的轧管工艺+带温矫直，使得钢管的各项性能优异，具体性能指标如下：

屈服强度：530～560MPa；抗拉强度：760～795MPa；屈强比：≤0.75；延伸率：≥20％；-20℃时的横向冲击值：aKV≥20J/cm2；晶粒度：≥8.0级。

具体实施方式

下面结合实施例1～实施例3对本发明作进一步详细说明。

生产工艺流程顺序为圆连铸坯→定尺切割→管坯加热→菌式穿孔→PQF热连轧连续轧管→微涨力定径→带温矫直→冷床冷却→定尺锯切→水压试验→无损探伤→热处理。

具体生产工艺流程简述如下：

对规格为

的圆管坯取样进行化、检验，其化学成分化验结果(重量百分比含量)见表1。

表1管坯的化学成分检测结果(重量％)

	C	Si	Mn	P	S	Cr	Al	Ni	Cu
										实施例1	0.36	0.20	1.66	0.013	0.005	0.17	0.038	0.005	0.005
实施例2	0.35	0.23	1.57	0.012	0.006	0.20	0.025	0.005	0.005
										实施例3	0.37	0.25	1.60	0.016	0.005	0.18	0.022	0.005	0.005

硫印：均不超过1.0级，低倍检验合格。

将化、检验合格的规格为

的管坯进行制管，制管过程如下：

将规格为

的管坯放入环形加热炉进行加热，连续检查并控制好环形加热炉的预热段、加热段、均热段等各段的温度，保证加热透彻均匀而不过热，各段温度的控制范围见表2；

表2环形加热炉的各段温度控制(℃)

预热Ⅰ段	预热Ⅱ段	加热Ⅰ段	加热Ⅱ段	均热Ⅰ段	均热Ⅱ段
						800～1000	1000～1150	1150～1250	1220～1260	1240～1280	1240～1280

用微机对环形加热炉各段温度进行自动控制并自动记录。

热工具在使用前必须测量，轧前必须检查、处理辊道，避免划伤管壁。

将加热好的规格为

的管坯进行菌式穿孔、然后在

轧管机组上进行连续轧制、然后在定径及其上制成规格为

的无缝钢管，每批进行一次热取样，检查几何尺寸。

当无缝钢管的温度降到517℃时进行矫直。

对上述工艺生产的规格为

的无缝钢管先后进行无损探伤和水压试验，合格的无缝钢管进行正火热处理，即加热到860℃保温30分钟出炉空冷。用其制取试样进行力学性能及金相性能检验。

经过检验，实施例1～实施例3所产的规格为

的无缝钢管的力学性能检测结果及见表3、金相性能检测结果见表4。

表3无缝钢管的力学性能检测结果

	R<sub>t0.5</sub>(MPa)	R<sub>m</sub>(MPa)	R<sub>t0.5</sub>/R<sub>m</sub>	A(％)	a<sub>KV</sub>(-20℃,横向,J/cm<sup>2</sup>)
						实施例1	542	754	0.71	25.0	36
实施例2	550	761	0.72	24.0	40
						实施例3	559	780	0.71	22.0	32

表4无缝钢管的金相性能检测结果(级)

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (2)

1.一种700MPa级经济型无缝气瓶钢管，其特征在于：其化学成分按质量百分比包括：C0.34-0.38%；Si 0.17-0.30%；Mn 1.55-1.70%；P≤0.015%；S≤0.010%；Cr 0.15-0.25%；Al0.020-0.045%；Ni<0.10%；Cu<0.10%；余量为Fe和无法避免的杂质；其力学性能为：屈服强度：530～560MPa；抗拉强度：760～795MPa；屈强比：≤0.75；延伸率：≥20%；-20℃时的横向冲击值：aKV≥20J/cm²；晶粒度：≥8.0级；

其工艺流程简述为：圆连铸坯→定尺切割→管坯加热→菌式穿孔→PQF热连轧连续轧管→微张力定径→带温矫直→冷床冷却→定尺锯切→水压试验→无损探伤→正火热处理；

连铸圆管坯的生产过程如下所述：

对管坯进行化学成分化验，管坯的化学成分应符合下述要求：C 0.34-0.38%；Si 0.17-0.30%；Mn 1.55-1.70%；P≤0.015%；S≤0.010%；Cr 0.15-0.25%；Al 0.020-0.045%；Ni<0.10%；Cu<0.10%；余量为Fe及不可避免的杂质；

将成分化验合格及硫印不大于1.5级的连铸圆管坯进行制管，制管过程如下：

将管坯放入加热炉进行加热，连续检查并控制好加热炉预热段、加热段、均热段的温度，各段温度的控制范围：预热Ⅰ段：800~1050℃；预热Ⅱ段：1000~1120℃；加热Ⅰ段：1150~1230℃；加热Ⅱ段：1220~1250℃；均热Ⅰ段：1240~1260℃；均热Ⅱ段：1240~1270℃；

用微机对加热炉各段温度进行自动控制并自动记录；

将加热好的管坯穿孔后在相应的PQF轧管机组进行连续轧制，再经微张力定径、带温矫直、冷床冷却、定尺锯切，成为用户所需规格的无缝钢管；轧制时每批至少进行一次热取样，检查几何尺寸，保证钢管的精确成型；

然后对钢管逐支进行水压试验和无损探伤检测，合格者进行正火热处理；

所述正火热处理包括加热到860℃保温30分钟出炉空冷。

2.根据权利要求1所述的700MPa级经济型无缝气瓶钢管的制造方法，其特征在于：其工艺流程简述为：圆连铸坯→定尺切割→管坯加热→菌式穿孔→PQF热连轧连续轧管→微张力定径→带温矫直→冷床冷却→定尺锯切→水压试验→无损探伤→正火热处理；

连铸圆管坯的生产过程如下所述：

对管坯进行化学成分化验，管坯的化学成分应符合下述要求：C 0.34-0.38%；Si 0.17-0.30%；Mn 1.55-1.70%；P≤0.015%；S≤0.010%；Cr 0.15-0.25%；Al 0.020-0.045%；Ni<0.10%；Cu<0.10%；余量为Fe及不可避免的杂质；

将成分化验合格及硫印不大于1.5级的连铸圆管坯进行制管，制管过程如下：

将管坯放入加热炉进行加热，连续检查并控制好加热炉预热段、加热段、均热段的温度，各段温度的控制范围：预热Ⅰ段：800~1050℃；预热Ⅱ段：1000~1120℃；加热Ⅰ段：1150~1230℃；加热Ⅱ段：1220~1250℃；均热Ⅰ段：1240~1260℃；均热Ⅱ段：1240~1270℃；

用微机对加热炉各段温度进行自动控制并自动记录；

将加热好的管坯穿孔后在相应的PQF轧管机组进行连续轧制，再经微张力定径、带温矫直、冷床冷却、定尺锯切，成为用户所需规格的无缝钢管；轧制时每批至少进行一次热取样，检查几何尺寸，保证钢管的精确成型；

然后对钢管逐支进行水压试验和无损探伤检测，合格者进行正火热处理；

所述正火热处理包括加热到860℃保温30分钟出炉空冷。