一种含稀土耐湿HSUB2/SUBS腐蚀的气瓶用无缝钢管及其生产方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201310168898.9	申请日：	2013.05.09
公开号：	CN103320699A	公开日：	2013.09.25
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	登录超时
IPC分类号：	C22C38/28; B23P15/00; C21C1/02; C21D8/10	主分类号：	C22C38/28
申请人：	内蒙古包钢钢联股份有限公司
发明人：	丰小冬; 贺景春; 乔爱云; 郝振宇; 石晓霞; 马爱清
地址：	014010 内蒙古自治区包头市昆区河西工业区
优先权：
专利代理机构：	北京世誉鑫诚专利代理事务所(普通合伙) 11368	代理人：	郭官厚
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内容摘要

一种含稀土耐湿H2S腐蚀的气瓶用无缝钢管及其生产方法，属于冶金及成型技术领域，原料为(Wt％)高炉铁水90％、优质废钢10％，管坯化学成分及含量(Wt％)为：C 0.07-0.13；Si 0.10-0.30；Mn 0.80-1.10；P≤0.015；S≤0.005；Cr 0.80-1.10；Mo 0.20-0.50；V 0.05-0.12；Ti 0.01-0.03；Al 0.005-0.030；稀土元素RE0.0005-0.010；Cu＜0.10；余为Fe和无法检测的微量元素；其工艺流程为：铁水预处理→顶底复吹转炉冶炼→LF炉精炼→VD真空处理→圆坯连铸→切割→管坯加热→穿孔→连轧→张减径→冷却→锯切→热处理→矫直→探伤；其力学性能为：屈服强度为650～720MPa、抗拉强度为800～890MPa、屈强比≤0.86、延伸率≥22％、横向冲击值≥100J/cm2(0℃)、剪切比为100％、晶粒度≥8.5级、硬度≤236HV10，残余应力≤30MPa。本发明的产品具有工艺性能好、冲击韧性高、晶粒细小、耐湿H2S腐蚀性能好的特点。

权利要求书

权利要求书
1.   一种含稀土耐湿H2S腐蚀的气瓶用无缝钢管，其特征是原料由重量百分比为90％的高炉铁水和10％的优质废钢组成，其化学成分按重量百分比分别为：C 0.07‑0.13；Si 0.10‑0.30；Mn 0.80‑1.10；P≤0.015；S≤0.005；Cr 0.80‑1.10；Mo 0.20‑0.50；V 0.05‑0.12；Ti 0.01‑0.03；Al 0.005‑0.030；稀土元素RE 0.0005‑0.010；Cu＜0.10；余量为基体Fe和无法检测的微量杂质元素；产品的力学性能：屈服强度650～720MPa、残余应力≤30MPa、横向冲击值≥100J/cm2(0℃)，晶粒度≥8.5级；SSC性能：恒定应力为0.8Rt0.5＝520MPa，经过H2S饱和溶液即A溶液连续浸泡720小时试样不断裂；HIC性能：CSR＝0，CLR＝0，CTR＝0。

2.   根据权利要求1所述的一种含稀土耐湿H2S腐蚀的气瓶用无缝钢管，其特征在于RE为Ce与La的混合稀土金属，其重量百分比为：Ce 67％、La 33％。

3.   一种如权利要求1所述特征的含稀土耐湿H2S腐蚀的气瓶用无缝钢管的生产方法，其特征在于生产工艺流程简述为：铁水预处理→顶底复吹转炉冶炼→LF炉精炼→VD真空处理→圆坯连铸→切割→管坯加热→穿孔→连轧→张减径→冷却→锯切→热处理→矫直→探伤。

4.   根据权利要求3所述的一种含稀土耐湿H2S腐蚀的气瓶用无缝钢管的生产方法，其特征在于将高炉铁水经预处理，使铁水中S含量降低到重量百分比0.010％以下；将预处理后的铁水和优质废钢分别按设计比例加入顶底复吹转炉，采用单渣工艺冶炼，控制终渣碱度和终点目标；出钢过程中进行脱氧合金化，终脱氧采用有铝脱氧工艺，出钢过程必须挡渣或扒渣，出钢过程中合金加完以后加入白灰块。

5.   根据权利要求3所述的一种含稀土耐湿H2S腐蚀的气瓶用无缝钢管的生产方法，其特征在于在LF炉进行精练；精炼全过程按要求正常吹氩，采用从低级数到高级数逐渐提高升温速度的方式加热升温；根据转炉钢水成分及温度进行造渣脱硫、成分调整及升温操作；采用造白渣操作。

6.   根据权利要求3或5所述的一种含稀土耐湿H2S腐蚀的气瓶用无缝钢管的生产方法，其特征在于LF炉精炼结束后保持底部软吹Ar，按预定加入量喂入稀土丝。

7.   根据权利要求3所述的一种含稀土耐湿H2S腐蚀的气瓶用无缝钢管的生产方法，其特征在于进行VD真空处理的真空度≤0.10KPa，深真空时间≥13分钟。

8.   根据权利要求3或7所述的一种含稀土耐湿H2S腐蚀的气瓶用无缝钢管的生产方法，其特征在于VD真空处理时喂入定长硅钙丝，喂丝后进行8～10分钟吹Ar。

9.   根据权利要求3所述的一种含稀土耐湿H2S腐蚀的气瓶用无缝钢管的生产方法，其特征在于进行圆坯连铸时，采用低拉速的恒速控制和电磁搅拌工艺并控制钢水过热度≤30℃；铸坯出二次冷却区域后进行矫直，然后切割为圆管坯。

10.   根据权利要求3所述的一种含稀土耐湿H2S腐蚀的气瓶用无缝钢管的生产方法，其特征在于采用调质处理工艺：880～930℃保温30～50min后进行水淬，600～660℃保温60～80min后进行空冷；回火后执行带温矫直，矫直温度≥500℃。

说明书

说明书一种含稀土耐湿H2S腐蚀的气瓶用无缝钢管及其生产方法
一、所属技术领域：
本发明属于黑色金属冶炼及金属压力加工技术领域，涉及一种含稀土耐湿H2S腐蚀的气瓶用无缝钢管及其生产方法。
二、背景技术：
高压气瓶是一种可重复充装高压气体或液化天然气的移动式钢瓶，公称工作压力一般为10～30MPa。制造气瓶有两种方法，一种是用钢坯通过热冲压拉伸并收口的成型法；另一种是用无缝钢管做坯料通过热旋压收口的成型法。用无缝钢管制造高压气瓶，具有成本低、质量好等优点。
由于我国油气资源中部分存在H2S气体，这对高压气瓶带来严重的腐蚀问题，一旦发生腐蚀性泄漏，将导致火灾或爆炸，引发灾难性事故。湿硫化氢腐蚀主要有应力腐蚀(SSC)和氢致开裂(HIC)两种破坯型式。为此，特开发了耐湿H2S腐蚀的气瓶用无缝钢管，该材料的应用可有效防止湿硫化氢腐蚀对钢管产生的破坯。。
经检索，在中国的发明专利文献中未见该类无缝钢管及其制造方法的记载，在国内外书刊杂志上也未见报道。
三、发明内容：
本发明的目的是提供一种工艺性能好、冲击韧性高、晶粒细小、耐湿H2S应力腐蚀性能高的含稀土的气瓶用无缝钢管及其生产方法。
本发明的目的是这样实现的：
将重量百分比为90％的高炉铁水与10％的优质废钢作为原料。
以下述工艺流程进行生产：首先对上述高炉铁水进行预处理，然后与上述优质废钢一同加入顶底复吹转炉进行冶炼，再将冶炼好的钢水装入钢水包进入LF炉工位进行精炼，精炼完成后进入VD工位进行真空脱气处理，再进行圆坯连铸，并将连铸坯切割成管坯，然后对连铸管坯进行加热，对加热好的管坯进行穿孔和连轧使其成为连轧管，对轧管进行定径后送入冷床冷却，然后实施锯切，对切好的钢管进行热处理，然后进行矫直，最后经探伤检测，合格者即为气瓶用无缝钢管成品。
其工艺流程简述为：铁水预处理→顶底复吹转炉冶炼→LF炉精炼→VD真空处理→圆坯连铸→切割→管坯加热→穿孔→连轧→定径→冷却→锯切→热处理→矫直→探伤。
连铸圆管坯的生产过程如下所述：
1、将高炉铁水经预处理，使得铁水中的含S量(重量百分比)降低到0.010％以下。
2、将预处理后的铁水兑入顶底复吹转炉，加入(重量百分比)10％优质废钢，采用单渣工艺冶炼，控制终渣碱度和终点目标，出钢过程中进行脱氧合金化，终脱氧采用有铝脱氧工艺，出钢过程必须挡渣或扒渣，出钢过程中合金加完以后加入白灰块。
3、在LF炉进行精练：精炼全过程按要求正常吹Ar，采用从低级数到高级数逐渐提高升温速度的方式加热提温；根据转炉钢水成分及温度进行造渣脱硫、成分调整及升温操作；采用造白渣操作。
4、LF炉精炼结束后保持底部软吹Ar，按预定加入量喂入稀土丝。
5、进行VD真空处理：真空度≤0.10KPa，深真空时间≥13分钟。
6、喂入定长硅钙丝，喂丝后进行8‑10分钟吹Ar；将经过VD真空处理后的钢水进行圆坯连铸，采用低拉速的恒速控制和电磁搅拌工艺；控制钢水过热度；铸坯经过矫直后，火焰切割为圆管坯。
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(重量百分比％)：C 0.07‑0.13；Si 0.10‑0.30；Mn 0.80‑1.10；P≤0.015；S≤0.005；Cr 0.80‑1.10；Mo 0.20‑0.50；V 0.05‑0.12；Ti 0.01‑0.03；Al 0.005‑0.030；稀土元素RE0.0005‑0.010；Cu＜0.10；余量为基体Fe和无法检测的微量杂质元素。
所述稀土元素RE为Ce、La的混合稀土金属，它们的重量百分比分别为：Ce 67％、 La 33％。
加入稀土元素能够起到净化钢液、改善非金属夹杂物形态、强化晶界、细化晶粒等作用，从而取得细晶强化和提高冲击韧性的效果。
将成分化验合格及硫印不大于2.0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、均热段等各段的温度，各段温度的控制范围见表1；
表1环形加热炉各段温度控制(℃)

用微机对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。
将加热好的管坯在相应的轧管机组轧制成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；合格钢管进行热处理，严格控制淬火加热炉的炉温、加热稳定性和冷却水流量，保证淬火质量；严格控制回火加热炉的炉温以及回火稳定性。
热处理制度为：880～930℃保温30～50min后进行水淬，600～660℃保温60～80min后进行空冷；回火后执行带温矫直，矫直温度≥500℃。
然后对钢管逐支进行探伤检测。
经过上述工艺过程，可以生产出本发明所述的“含稀土耐湿H2S腐蚀的气瓶用无缝钢管”。
发明的有益效果：
①由于C含量设计较低，所以产品的工艺性能很好；
②由于在500℃以上进行带温矫直，钢管的残余应力较低，残余应力：≤30MPa(采用环切法)；
③由于“含稀土元素的独特成分设计+调质处理工艺”结合成熟生产工艺，使得钢管的各项性能优异，具体性能指标如下：
屈服强度：650～720MPa；抗拉强度：800～890MPa；屈强比：≤0.86；延伸率：≥22％；横向冲击值：aKV≥100J/cm2(0℃)；剪切比：100％；晶粒度：≥8.0级；硬度：≤236HV10；
④抗HIC性能
按照NACE Standard TM0284‑2003标准A方法，对试样进行H2S饱和的A溶液连续96小时的浸泡，试样表面未出现裂纹。
⑤抗SSC性能
按照NACE Standard TM 0177‑2005标准A方法，采用光滑拉伸试样法，试验恒定应力为0.8Rt0.5(520MPa)，经过H2S饱和的A溶液连续浸泡、720小时试样未出现开裂。
本发明针对背景技术中存在的问题，通过“独特的化学成分设计和主要以高炉铁水为原料的独特生产工艺”等技术措施，很好地解决了上述问题，取得了显著的进步。
四、具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1：
原料配比(按重量百分比)为：高炉铁水90％，优质废钢10％。
生产工艺流程顺序简述为：铁水预处理→顶底复吹转炉冶炼→LF炉精炼→VD真空处理→圆坯连铸→切割→管坯加热→穿孔→连轧→定径→冷却→锯切→热处理→矫直→探伤。
具体生产工艺流程如下所述：
将90吨高炉铁水用“金属镁粉”作脱硫脱氧预处理，使铁水中的含S量降低到(重量百分比)0.010％以下；
将所述的90吨预处理铁水兑入100吨级的顶底复吹转炉中，再加入10吨优质废钢，然后采用单渣工艺进行冶炼，终渣碱度按3.0控制，出钢时采用硅锰、锰铁和铬铁进行脱氧合金化，终脱氧采用有铝脱氧工艺，出钢过程必须挡渣，挡渣失败必须扒渣，出钢过程中合金加完以后加入200kg白灰块。
将冶炼好的钢水装入钢水包进入LF炉工位进行精炼：精炼时按要求正常吹氩，采用从低级数到高级数逐渐提高升温速度的方式加热升温；根据转炉钢水成分及温度进行造渣脱硫、成分调整及升温操作；采用造白渣操作，钼铁、钒铁和钛铁合金在中后期加入；
当LF炉精炼结束后要保持底部软吹Ar，按预定的加入量喂入一定长度的稀土丝。
然后对精炼好的钢水进行VD真空处理：深真空度≤0.10KPa，深真空时间≥13分钟；再喂入一定长度的硅钙线，喂丝后保持8～10分钟软吹Ar。
将经过VD真空处理后的钢水大包吊上钢包回转台进行5机5流圆坯连铸，连铸时采用低拉速的恒速控制和电磁搅拌工艺；钢水过热度ΔT≤30℃；铸坯出二次冷却区域后进行矫直，然后用火焰切割为圆管坯。
对管坯取样进行化、检验，其化学成分化验结果(重量百分比含量)如下：
C 0.10；Si 0.19；Mn 0.95；P 0.012；S 0.003；Cr 0.97；Mo 0.37；V 0.09；Ti 0.015；Al 0.017；RE 0.0012；Cu0.009；余量为基体Fe和无法检测的微量杂质元素；所述稀土元素RE为：67％的Ce+33％的La构成的混合稀土金属，其化学成分及其含量合格。
硫印：均不超过1.0级，低倍检验合格。
将化、检验合格的管坯进行制管，制管过程如下：
为了使管坯具有良好的轧制性能，要连续检测并控制加热炉的预热段、加热段、均热段温度，保证加热透彻均匀而不过热。
用微机对加热炉各段温度进行自动控制并自动记录。
对热工具在使用前进行了测量，对辊道在轧前进行了检查、处理，避免划伤管壁。
将加热好的管坯在Ф460mmPQF轧管机组上轧制成规格为ф325.0mm×9.7mm无缝钢管，每批进行一次热取样，检查几何尺寸；之后进行热处理：严格控制淬火加热炉的炉温、加热稳定性和冷却水流量，保证淬火质量；严格控制回火加热炉的炉温以及回火稳定性。
热处理制度为：900±10℃保温35min后出炉进行水淬，630±20℃保温65min后出炉进行空冷。钢管的矫直温度为522℃。环切法测量钢管的残余应力为21MPa。
经过上述工艺生产及无损探伤检验，合格者即成为本发明所述的“含稀土耐湿H2S腐蚀的气瓶用无缝钢管”的成品。用其制取试样进行力学性能检验。
经过检验，实施例1所产气瓶用无缝钢管的力学性能检测值见表2，SSC性能、HIC性能、组织及晶粒度检验结果见表3。
表2钢管力学性能检测结果

表3SSC性能、HIC性能、组织及晶粒度检验结果

实施例2：
实施例2的原料配比、生产工艺流程等及其它工艺指标与实施例1均相同，所不同的是其管坯的化学成分含量，具体含量(重量％)如表4所示：
表4管坯的化学成分含量检测结果(重量％)

从化验结果看，其化学成分含量符合设计要求，其低倍检验的硫印均不超过1.0级，符合制管要求。用其轧制生产的合格气瓶用无缝钢管的力学性能检测值见表5， SSC性能、HIC性能、组织及晶粒度检验结果见表6。
表5钢管力学性能检测结果

资源描述

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1、(10)申请公布号 CN 103320699 A (43)申请公布日 2013.09.25 CN 103320699 A *CN103320699A* (21)申请号 201310168898.9 (22)申请日 2013.05.09 C22C 38/28(2006.01) B23P 15/00(2006.01) C21C 1/02(2006.01) C21D 8/10(2006.01) (71)申请人内蒙古包钢钢联股份有限公司地址 014010 内蒙古自治区包头市昆区河西工业区 (72)发明人丰小冬贺景春乔爱云郝振宇石晓霞马爱清 (74)专利代理机构北京世誉鑫诚专利代理事。

2、务所 ( 普通合伙 ) 11368 代理人郭官厚 (54) 发明名称一种含稀土耐湿 H2S 腐蚀的气瓶用无缝钢管及其生产方法 (57) 摘要一种含稀土耐湿 H2S 腐蚀的气瓶用无缝钢管及其生产方法，属于冶金及成型技术领域，原料为 (Wt ) 高炉铁水 90、优质废钢 10，管坯化学成分及含量 (Wt ) 为： C 0.07-0.13 ； Si 0.10-0.30 ； Mn 0.80-1.10 ； P 0.015 ； S 0.005 ； Cr 0.80-1.10 ； Mo 0.20-0.50 ； V 0.05-0.12 ； Ti 0.01-0.03 ； Al 0.005。

3、-0.030 ；稀土元素 RE0.0005-0.010 ； Cu 0.10 ；余为 Fe 和无法检测的微量元素；其工艺流程为：铁水预处理顶底复吹转炉冶炼 LF 炉精炼 VD 真空处理圆坯连铸切割管坯加热穿孔连轧张减径冷却锯切热处理矫直探伤；其力学性能为：屈服强度为 650 720MPa、抗拉强度为 800 890MPa、屈强比 0.86、延伸率 22、横向冲击值 100J/cm2(0 )、剪切比为 100、晶粒度 8.5 级、硬度 236HV10，残余应力 30MPa。本发明的产品具有工艺性能好、冲击韧性高、晶粒细小、耐湿 H2S 腐。

4、蚀性能好的特点。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页说明书 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请权利要求书1页说明书5页 (10)申请公布号 CN 103320699 A CN 103320699 A *CN103320699A* 1/1 页 2 1. 一种含稀土耐湿 H2S 腐蚀的气瓶用无缝钢管，其特征是原料由重量百分比为 90 的高炉铁水和 10的优质废钢组成，其化学成分按重量百分比分别为： C 0.07-0.13 ； Si 0.10-0.30 ； Mn 0.80-1.10 ； P 0.015 ； S 0.005 ； Cr 0.80-1.1。

5、0 ； Mo 0.20-0.50 ； V 0.05-0.12 ； Ti 0.01-0.03 ； Al 0.005-0.030 ；稀土元素 RE 0.0005-0.010 ； Cu 0.10 ；余量为基体 Fe 和无法检测的微量杂质元素；产品的力学性能：屈服强度 650 720MPa、残余应力30MPa、横向冲击值100J/cm2(0)，晶粒度8.5级； SSC性能：恒定应力为0.8Rt0.5 520MPa，经过 H2S 饱和溶液即 A 溶液连续浸泡 720 小时试样不断裂； HIC 性能： CSR 0， CLR 0， CTR 0。 2. 根据权利要求 1 所述。

6、的一种含稀土耐湿 H2S 腐蚀的气瓶用无缝钢管，其特征在于 RE 为 Ce 与 La 的混合稀土金属，其重量百分比为： Ce 67、 La 33。 3. 一种如权利要求 1 所述特征的含稀土耐湿 H2S 腐蚀的气瓶用无缝钢管的生产方法，其特征在于生产工艺流程简述为：铁水预处理顶底复吹转炉冶炼 LF 炉精炼 VD 真空处理圆坯连铸切割管坯加热穿孔连轧张减径冷却锯切热处理矫直探伤。 4. 根据权利要求 3 所述的一种含稀土耐湿 H2S 腐蚀的气瓶用无缝钢管的生产方法，其特征在于将高炉铁水经预处理，使铁水中 S 含量降低到重量百分比 0.010以下；将预处理后的铁水和优质。

7、废钢分别按设计比例加入顶底复吹转炉，采用单渣工艺冶炼，控制终渣碱度和终点目标；出钢过程中进行脱氧合金化，终脱氧采用有铝脱氧工艺，出钢过程必须挡渣或扒渣，出钢过程中合金加完以后加入白灰块。 5. 根据权利要求 3 所述的一种含稀土耐湿 H2S 腐蚀的气瓶用无缝钢管的生产方法，其特征在于在 LF 炉进行精练；精炼全过程按要求正常吹氩，采用从低级数到高级数逐渐提高升温速度的方式加热升温；根据转炉钢水成分及温度进行造渣脱硫、成分调整及升温操作；采用造白渣操作。 6.根据权利要求3或5所述的一种含稀土耐湿H2S腐蚀的气瓶用无缝钢管的生产方法，其特征在于 LF 炉。

8、精炼结束后保持底部软吹 Ar，按预定加入量喂入稀土丝。 7. 根据权利要求 3 所述的一种含稀土耐湿 H2S 腐蚀的气瓶用无缝钢管的生产方法，其特征在于进行 VD 真空处理的真空度 0.10KPa，深真空时间 13 分钟。 8.根据权利要求3或7所述的一种含稀土耐湿H2S腐蚀的气瓶用无缝钢管的生产方法，其特征在于 VD 真空处理时喂入定长硅钙丝，喂丝后进行 8 10 分钟吹 Ar。 9. 根据权利要求 3 所述的一种含稀土耐湿 H2S 腐蚀的气瓶用无缝钢管的生产方法，其特征在于进行圆坯连铸时，采用低拉速的恒速控制和电磁搅拌工艺并控制钢水过热度 30 ；铸坯出二次冷却区域后进行。

9、矫直，然后切割为圆管坯。 10.根据权利要求3所述的一种含稀土耐湿H2S腐蚀的气瓶用无缝钢管的生产方法，其特征在于采用调质处理工艺： 880 930保温 30 50min 后进行水淬， 600 660保温 60 80min 后进行空冷；回火后执行带温矫直，矫直温度 500。权利要求书 CN 103320699 A 2 1/5 页 3 一种含稀土耐湿 H2S 腐蚀的气瓶用无缝钢管及其生产方法一、所属技术领域： 0001 本发明属于黑色金属冶炼及金属压力加工技术领域，涉及一种含稀土耐湿 H2S 腐蚀的气瓶用无缝钢管及其生产方法。二、背景技术： 0002 高压。

10、气瓶是一种可重复充装高压气体或液化天然气的移动式钢瓶，公称工作压力一般为1030MPa。制造气瓶有两种方法，一种是用钢坯通过热冲压拉伸并收口的成型法；另一种是用无缝钢管做坯料通过热旋压收口的成型法。用无缝钢管制造高压气瓶，具有成本低、质量好等优点。 0003 由于我国油气资源中部分存在 H2S 气体，这对高压气瓶带来严重的腐蚀问题，一旦发生腐蚀性泄漏，将导致火灾或爆炸，引发灾难性事故。湿硫化氢腐蚀主要有应力腐蚀 (SSC) 和氢致开裂 (HIC) 两种破坯型式。为此，特开发了耐湿 H2S 腐蚀的气瓶用无缝钢管，该材料的应用可有效防止湿硫化氢腐蚀对钢管产生的破坯。。

11、。 0004 经检索，在中国的发明专利文献中未见该类无缝钢管及其制造方法的记载，在国内外书刊杂志上也未见报道。三、发明内容： 0005 本发明的目的是提供一种工艺性能好、冲击韧性高、晶粒细小、耐湿 H2S 应力腐蚀性能高的含稀土的气瓶用无缝钢管及其生产方法。 0006 本发明的目的是这样实现的： 0007 将重量百分比为 90的高炉铁水与 10的优质废钢作为原料。 0008 以下述工艺流程进行生产：首先对上述高炉铁水进行预处理，然后与上述优质废钢一同加入顶底复吹转炉进行冶炼，再将冶炼好的钢水装入钢水包进入 LF 炉工位进行精炼，精炼完成后进入 VD 工位进。

12、行真空脱气处理，再进行圆坯连铸，并将连铸坯切割成管坯，然后对连铸管坯进行加热，对加热好的管坯进行穿孔和连轧使其成为连轧管，对轧管进行定径后送入冷床冷却，然后实施锯切，对切好的钢管进行热处理，然后进行矫直，最后经探伤检测，合格者即为气瓶用无缝钢管成品。 0009 其工艺流程简述为：铁水预处理顶底复吹转炉冶炼 LF 炉精炼 VD 真空处理圆坯连铸切割管坯加热穿孔连轧定径冷却锯切热处理矫直探伤。 0010 连铸圆管坯的生产过程如下所述： 0011 1、将高炉铁水经预处理，使得铁水中的含 S 量 ( 重量百分比 ) 降低到 0.010以下。 0012 2、将。

13、预处理后的铁水兑入顶底复吹转炉，加入 ( 重量百分比 )10优质废钢，采用单渣工艺冶炼，控制终渣碱度和终点目标，出钢过程中进行脱氧合金化，终脱氧采用有铝脱氧工艺，出钢过程必须挡渣或扒渣，出钢过程中合金加完以后加入白灰块。 0013 3、在 LF 炉进行精练：精炼全过程按要求正常吹 Ar，采用从低级数到高级数逐渐提说明书 CN 103320699 A 3 2/5 页 4 高升温速度的方式加热提温；根据转炉钢水成分及温度进行造渣脱硫、成分调整及升温操作；采用造白渣操作。 0014 4、 LF 炉精炼结束后保持底部软吹 Ar，按预定加入量喂入稀土丝。 0。

14、015 5、进行 VD 真空处理：真空度 0.10KPa，深真空时间 13 分钟。 0016 6、喂入定长硅钙丝，喂丝后进行 8-10 分钟吹 Ar ；将经过 VD 真空处理后的钢水进行圆坯连铸，采用低拉速的恒速控制和电磁搅拌工艺；控制钢水过热度；铸坯经过矫直后，火焰切割为圆管坯。 0017 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 ( 重量百分比 ) ： C 0.07-0.13 ； Si 0.10-0.30 ； Mn 0.80-1.10 ； P 0.015 ； S 0.005 ； Cr 0.80-1.10 ； Mo 0.20-0.50 ； V 0.0。

15、5-0.12 ； Ti 0.01-0.03 ； Al 0.005-0.030 ；稀土元素 RE0.0005-0.010 ； Cu 0.10 ；余量为基体 Fe 和无法检测的微量杂质元素。 0018 所述稀土元素 RE 为 Ce、 La 的混合稀土金属，它们的重量百分比分别为： Ce 67、 La 33。 0019 加入稀土元素能够起到净化钢液、改善非金属夹杂物形态、强化晶界、细化晶粒等作用，从而取得细晶强化和提高冲击韧性的效果。 0020 将成分化验合格及硫印不大于 2.0 级的连铸圆管坯进行制管，制管过程如下： 0021 将管坯放入加热炉进行加热，连续检查并控制好加热。

16、炉预热段、加热段、均热段等各段的温度，各段温度的控制范围见表 1 ； 0022 表 1 环形加热炉各段温度控制 ( ) 0023 0024 用微机对加热炉各段温度进行自动控制并自动记录。 0025 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。 0026 将加热好的管坯在相应的轧管机组轧制成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；合格钢管进行热处理，严格控制淬火加热炉的炉温、加热稳定性和冷却水流量，保证淬火质量；严格控制回火加热炉的炉温以及回火稳定性。 0027 热处理制度为： 880 930保温 30 50min。

17、后进行水淬， 600 660保温 60 80min 后进行空冷；回火后执行带温矫直，矫直温度 500。 0028 然后对钢管逐支进行探伤检测。 0029 经过上述工艺过程，可以生产出本发明所述的 “含稀土耐湿H2S腐蚀的气瓶用无缝钢管” 。 0030 发明的有益效果： 0031 由于 C 含量设计较低，所以产品的工艺性能很好； 0032 由于在 500以上进行带温矫直，钢管的残余应力较低，残余应力： 30MPa( 采用环切法 ) ； 0033 由于 “含稀土元素的独特成分设计 + 调质处理工艺” 结合成熟生产工艺，使得钢管的各项性能优异，具体性能指标如下：说。

18、明书 CN 103320699 A 4 3/5 页 5 0034 屈服强度： 650 720MPa ；抗拉强度： 800 890MPa ；屈强比： 0.86 ；延伸率： 22 ；横向冲击值： aKV 100J/cm2(0 ) ；剪切比： 100 ；晶粒度： 8.0 级；硬度： 236HV10 ； 0035 抗 HIC 性能 0036 按照 NACE Standard TM0284-2003 标准 A 方法，对试样进行 H2S 饱和的 A 溶液连续 96 小时的浸泡，试样表面未出现裂纹。 0037 抗 SSC 性能 0038 按照 NACE Standa。

19、rd TM 0177-2005 标准 A 方法，采用光滑拉伸试样法，试验恒定应力为 0.8Rt0.5(520MPa)，经过 H2S 饱和的 A 溶液连续浸泡、 720 小时试样未出现开裂。 0039 本发明针对背景技术中存在的问题，通过 “独特的化学成分设计和主要以高炉铁水为原料的独特生产工艺” 等技术措施，很好地解决了上述问题，取得了显著的进步。四、具体实施方式： 0040 下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。 0041 实施例 1 ： 0042 原料配比 ( 按重量百分比 ) 为：高炉铁水 90，优质废钢 10。 0043 生产工艺流程顺序简述为：铁水预。

20、处理顶底复吹转炉冶炼 LF 炉精炼 VD 真空处理圆坯连铸切割管坯加热穿孔连轧定径冷却锯切热处理矫直探伤。 0044 具体生产工艺流程如下所述： 0045 将 90 吨高炉铁水用 “金属镁粉” 作脱硫脱氧预处理，使铁水中的含 S 量降低到 ( 重量百分比 )0.010以下； 0046 将所述的 90 吨预处理铁水兑入 100 吨级的顶底复吹转炉中，再加入 10 吨优质废钢，然后采用单渣工艺进行冶炼，终渣碱度按 3.0 控制，出钢时采用硅锰、锰铁和铬铁进行脱氧合金化，终脱氧采用有铝脱氧工艺，出钢过程必须挡渣，挡渣失败必须扒渣，出钢过程中合金加完以后加入 20。

21、0kg 白灰块。 0047 将冶炼好的钢水装入钢水包进入 LF 炉工位进行精炼：精炼时按要求正常吹氩，采用从低级数到高级数逐渐提高升温速度的方式加热升温；根据转炉钢水成分及温度进行造渣脱硫、成分调整及升温操作；采用造白渣操作，钼铁、钒铁和钛铁合金在中后期加入； 0048 当LF炉精炼结束后要保持底部软吹Ar，按预定的加入量喂入一定长度的稀土丝。 0049 然后对精炼好的钢水进行 VD 真空处理：深真空度 0.10KPa，深真空时间 13 分钟；再喂入一定长度的硅钙线，喂丝后保持 8 10 分钟软吹 Ar。 0050 将经过 VD 真空处理后的钢水大包吊。

22、上钢包回转台进行 5 机 5 流圆坯连铸，连铸时采用低拉速的恒速控制和电磁搅拌工艺；钢水过热度 T 30 ；铸坯出二次冷却区域后进行矫直，然后用火焰切割为圆管坯。 0051 对管坯取样进行化、检验，其化学成分化验结果 ( 重量百分比含量 ) 如下： 0052 C 0.10 ； Si 0.19 ； Mn 0.95 ； P 0.012 ； S 0.003 ； Cr 0.97 ； Mo 0.37 ； V 0.09 ； Ti 0.015 ； Al 0.017 ； RE 0.0012 ； Cu0.009 ；余量为基体 Fe 和无法检测的微量杂质元素；所述稀土元素 RE 为：。

23、 67的 Ce+33的 La 构成的混合稀土金属，其化学成分及其含量合格。说明书 CN 103320699 A 5 4/5 页 6 0053 硫印：均不超过 1.0 级，低倍检验合格。 0054 将化、检验合格的管坯进行制管，制管过程如下： 0055 为了使管坯具有良好的轧制性能，要连续检测并控制加热炉的预热段、加热段、均热段温度，保证加热透彻均匀而不过热。 0056 用微机对加热炉各段温度进行自动控制并自动记录。 0057 对热工具在使用前进行了测量，对辊道在轧前进行了检查、处理，避免划伤管壁。 0058 将加热好的管坯在 460mmPQF 轧管机组上轧制。

24、成规格为 325.0mm9.7mm 无缝钢管，每批进行一次热取样，检查几何尺寸；之后进行热处理：严格控制淬火加热炉的炉温、加热稳定性和冷却水流量，保证淬火质量；严格控制回火加热炉的炉温以及回火稳定性。 0059 热处理制度为： 90010保温35min后出炉进行水淬， 63020保温65min后出炉进行空冷。钢管的矫直温度为 522。环切法测量钢管的残余应力为 21MPa。 0060 经过上述工艺生产及无损探伤检验，合格者即成为本发明所述的 “含稀土耐湿 H2S 腐蚀的气瓶用无缝钢管” 的成品。用其制取试样进行力学性能检验。 0061 经过检验，实施例 1 。

25、所产气瓶用无缝钢管的力学性能检测值见表 2， SSC 性能、 HIC 性能、组织及晶粒度检验结果见表 3。 0062 表 2 钢管力学性能检测结果 0063 0064 表 3SSC 性能、 HIC 性能、组织及晶粒度检验结果 0065 0066 实施例 2 ： 0067 实施例2的原料配比、生产工艺流程等及其它工艺指标与实施例1均相同，所不同的是其管坯的化学成分含量，具体含量 ( 重量 ) 如表 4 所示： 0068 表 4 管坯的化学成分含量检测结果 ( 重量 ) 0069 说明书 CN 103320699 A 6 5/5 页 7 0070 从化验结果看，其化学成分含量符合设计要求，其低倍检验的硫印均不超过 1.0 级，符合制管要求。用其轧制生产的合格气瓶用无缝钢管的力学性能检测值见表 5， SSC 性能、 HIC 性能、组织及晶粒度检验结果见表 6。 0071 表 5 钢管力学性能检测结果 0072 说明书 CN 103320699 A 7 。

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