[发明专利]一种Φ280mm大规格圆棒材的石油管道阀体用钢及其生产方法

说明书

本发明公开了一种Φ650mm连铸大圆坯轧制Φ280mm圆棒工艺的石油管道阀体用钢及其生产方法，采用电炉冶炼+炉外精炼+真空脱气+连铸生产Φ650mm连铸大圆坯，轧制成Φ280mm圆棒的工艺。所述石油管道阀体用钢的特征在于：化学成分通过调整C、Cr、Mo，添加微合金元素Ni，满足钢的低温冲击性能和强度要求，通过电炉冶炼工艺得到高纯净度的钢水经轧制后得到压缩比≥4的圆棒，具有纯净度高、组织均匀和较好的机械性能，满足石油管道阀体用钢的要求。

技术领域

本发明涉及钢铁材料技术领域，特别是一种石油管道阀体用钢及其生产方法。

背景技术

石油管道阀体作为流体控制设备内的一个关键性部件，广泛运用在石油开采及传输的行业里。阀体作为阀门的主要部件，其产品的综合性能和成形工艺直接影响着企业的生产成本、阀门承受的工作环境及使用寿命等等。随着时代的进步，石油管道阀体在高压、高温、深冷等复杂工况下运用得越来越广泛，但是，由于阀体质量问题造成的原油泄漏将会给人身财产安全以及给人类生存的环境(如：水资源、海水里的水产养殖等)带来毁灭性的灾害。

201510153826.6公开了一种用于石油管道的碳素钢阀体的表面防腐处理工艺，其特征在于，具体步骤包括：阀体除油→酸洗→纯水清洗→化学镀镍→出槽→再次纯水清洗→加热处理→抛光→检验→包装入库。采用合理的原料配比，对碳素钢阀体进行化学镀镍，使阀体表面的防腐功能比之前提高了十倍以上。但是碳素钢阀体的耐低温性能较差，仅适用于温带、亚热带或热带地区，对于高寒地区则出现明显的脆性断裂，未能达到低温冲击韧性性能优良的要求。

201180063435.5提供了一种含高锰的铁基构件及其在油气和/或石油化学品应用方面的用途。所述构件包含5至40重量％的锰、0.01至3.0重量％的碳和余量铁。所述构件可任选地包含一种或多种选自铬、镍、钴、钼、铌、铜、钛、钒、氮、硼及其组合中的合金化元素。但是此钢种的锰含量较高，贵重金属如镍、钴、钼、铌、钒等添加元素多，造成合金成本高。

由于对阀体的要求很高，因此相关的生产阀体的企业提出了更高、更苛刻的要求，以便保证阀门在恶劣环境中具有较高的安全性和可靠性。所以，不仅对阀体表面质量要求高，而且对阀体内部质量的要求也特别高，内部质量包括：化学成分、抗拉强度、屈服强度、断面收缩率、延伸率、冲击值、硬度值等。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种石油管道阀体用钢及其生产方法，生产工艺流程为：电炉冶炼、炉外精炼、真空脱气、连铸、轧制。具体而言，本发明提供了一种Φ650mm连铸大圆坯轧制Φ280mm圆棒工艺的石油管道阀体用钢及其生产方法，采用电炉冶炼+炉外精炼+真空脱气+连铸生产Φ650mm连铸大圆坯，轧制成Φ280mm圆棒的工艺。石油管道阀体用钢的化学成分通过调整C、Cr、Mo，添加微合金元素Ni，满足钢的低温冲击性能和强度要求，通过电炉冶炼工艺得到高纯净度的钢水经轧制后得到压缩比≥4的圆棒，具有纯净度高、组织均匀和较好的机械性能，满足石油管道阀体用钢的要求。

名词解释：

VD处理：主要应用于钢水脱氧，可对钢水进行真空脱气处理及真空下合金成分微调及氩气搅拌，促进夹杂物上浮，提高钢水纯净度。

一般疏松：钢液在凝固时，各结晶核心以树枝状晶形式长大。在树枝状晶主轴和各次轴之间存在着钢液凝固时产生的微孔隙和析集一些低熔点组员、气体和非金属夹杂物。这些微孔隙和析集的物质经酸腐蚀后呈现组织疏松。其分析方法为，在酸浸试片上表现为组织不致密，呈分散在整个截面上的暗点和空隙。暗点多呈圆形或椭圆形。空隙在放大镜下观察多为不规则的空洞或圆形针孔。这些暗点和空隙一般出现粗大的树枝状晶主轴和各次轴之间，疏松区发暗而轴部发亮，当亮区和暗区的腐蚀程度差别不大时则不产生凹坑。