[发明专利]一种含稀土的液压支架用无缝钢管及其生产方法

说明书

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领域，涉及一种含稀土的高强高韧液压支架用无缝钢管及其生产方法。 

二、背景技术：

液压支架无缝钢管是机械化开采煤炭的单体液压支柱和矿用支架主要部件所用的重要材料，要求无缝钢管具有强度高、韧性好、焊接性能优良等特点，以保证使用的安全性及可靠性。液压支柱的工作压力大，且工作面开采高度在逐步加高，这就对支架的强度提出更高的要求，而传统的27SiMn无论从强度、韧性，还是焊接性能均已不能满足用户的使用要求，国内外相继开发了高强高韧的液压支架用无缝钢管。 

经检索，中国发明专利“壁厚为60-70mm的高强度液压支架管”(专利申请号：200910068674.4)，其存在以下问题和缺点： 

化学成分含量范围太宽，采用的热处理工艺不明确，且各项性能指标也不明确，可操作性不强。 

三、发明内容：

本发明的目的是提供一种残余应力低、强度高、韧性好、焊接性能优良的含稀土的液压支架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，再进行圆坏连铸，并将连铸坏切割成管坏，然后对连铸管坏进行加热，对加热好的管坏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，合格者即为液压支架管成品。 

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→圆坏连铸→切割→管坯加热→穿孔→轧管→定径→冷却→锯切→热处理→矫直→探伤。 

连铸圆管坏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坏连铸，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，火焰切割为圆管坏。 

对管坏进行化学成分化验，管坏的化学成分应符合下述要求(重量百分比％)：C0.15-0.20；Si0.20-0.50；Mn1.40-1.70；P≤0.020；S≤0.010；Cr0.40-0.70；Ni0.20-0.50；V0.06-0.20；B0.0005-0.0020；Ti0.01-0.03；A10.01-0.04；稀土元素RE0.0005-0.0100；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：Ce67％、La33％。 

加入稀土元素能够起到改善非金属夹杂物形态、强化晶界和细化晶粒等作用，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级的连铸圆管坏进行制管，制管过程如下： 

将管坏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。 

将加热好的管坏穿孔后在相应的连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。