[发明专利]超高压无缝合金钢管的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金类，具体涉及一种超高压无缝合金钢管的制造方法。

背景技术

超高压无缝合金钢管属于无缝钢管类别，其材质采用AISI4333M4钢，此钢管用于引进的高压聚乙烯装置中。由于超高压无缝合金钢管对于承压性能要求较高，目前国内所生产的AISI4333M4钢种无法达到，且钢管长度至少为17米及以上，现有的机床设备长度较短，因此生产难度较大，长期以来一直依赖进口解决。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种超高压无缝合金钢管的制造方法，该制造方法通过在冶炼过程中控制有害元素Pb+Sn+Sb+As+Bi以提高钢水纯净度，在锻造成型过程中提高锻造速度以防止钢棒过早冷却，热处理后最终获取力学性能出众的超高压无缝合金钢管。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种超高压无缝合金钢管的制造方法，主要包括钢棒钢锭的冶炼制造、钢棒的锻造、钢棒的深孔加工、钢棒的热处理、钢棒的冷拔和旋压轧制，其特征在于所述钢棒钢锭的冶炼制造过程为：选用合金元素和原生态废钢为原料，进行EF熔炼、LF精炼、VD精炼以及真空脱气，冶炼得AISI4333M4钢，其组分为：0.30%≤C≤0.38%,0.70%≤Mn≤1.00%,0.15%≤Si≤0.35%,1.62%≤Ni≤2.00%, 0.70%≤Cr≤0.90%, 0.35%≤Mo≤0.45%,P≤0.015%，S≤0.005%，Cu≤0.15%，Pb≤0.005%，Sn≤0.02%，As≤0.009%，Sb≤0.005%，Bi≤0.005%，0.02%≤Al≤0.04%，H≤2ppm，O≤20ppm，其余为Fe。

在所述EF熔炼过程中加入复合脱氧剂，其组分为：铝料4.5～5.5%、硅铁粉14.5～15%、硅钙粉9～11%、氧化锰9～12%、氧化铁14～16%、碳粉9～11%，其余为铝矾土。

在所述钢棒的锻造过程中，采用快锻机以大于20次/分钟的速度对尺寸为400*4270mm的钢坯进行捶打，三火锻造成型，锻造比≥5，锻后进行扩氢退火，得长度≥17000mm的钢棒。

本发明的优点是，（1）在冶炼过程中严格控制有害元素Pb+Sn+Sb+As+Bi的含量以提高钢水纯净度；（2）通过4000吨快锻机将钢棒快速锻造成型；（3）超长L>1700mm深孔加工，将2台20米深孔机床对并接加长镗杆，超常规加工深孔；（4）所制造的超高压无缝合金钢管精度高、力学性能优异。

具体实施方式

实施例：本实施例具体涉及一种超高压无缝合金钢管的制造方法，其制造过程主要包括钢棒钢锭的冶炼制造、钢棒的锻造、钢棒的深孔加工、钢棒的热处理、钢棒的冷拔和旋压轧制，具体方法如下：

1）钢棒钢锭的冶炼制造

选用优质合金元素和原生态废钢作为原料，对其进行清洗并烘干，此处所述的原生态废钢是指无污染、无杂质、无油腻、无铁锈的块料废钢；对钢炉炉膛和钢包进行净化处理，在熔炼本钢种前，先炼2炉相近或相似钢种，即将附着在炉膛和钢包壁上残余的Cu、Cr、Mo、W清除掉；之后对原料进行冶炼，冶炼的方式为EF电弧炉熔炼、LF钢包精炼炉精炼、VD真空脱气炉精炼以及真空脱气处理，其中：

在EF电弧炉熔炼过程中加入复合脱氧剂，其组分为：铝料4.5-5.5%、硅铁粉14.5-15%、硅钙粉9-11%、氧化锰9-12%、氧化铁14-16%、碳粉9-11%，其余为铝矾土；在氧化期、还原期和出钢前三次扒渣，以清除非金属夹杂物（见下表1），提高钢水纯净度，尽量降低S、P的含量，并严格控制有害元素Pb+Sn+Sb+As+Bi≤0.05%，这些有害元素容易使材质产生脆性；之后进入LF钢包精炼炉精炼，再经VD真空脱气，使〔H〕≤2ppm、〔O〕≤20ppm，冶炼得AISI4333M4钢，其具体组分见下表2。

（表1）非金属夹杂物表

（表2）AISI4333M4钢化学成分表

2）钢棒的锻造