[发明专利]一种节镍耐高温的无缝钢管及其生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及节镍耐高温的不锈钢管及其生产工艺。 

背景技术

耐热不锈钢在锅炉和压力容器中有广泛的应用，如TP310S耐热不锈钢，具有很好的抗氧化性、耐腐蚀性，因为较高百分比的铬和镍，使得拥有好得多蠕变强度，在高温下能持续作业，具有良好的耐高温性，温度超过800℃时，开始软化，许用应力开始持续降低。因镍(Ni)、铬(Cr)含量高，具有良好耐氧化、耐腐蚀、耐酸碱、耐高温性能，耐高温钢管专用于制造电热炉管等场合。 

由于镍价的不断飙升，镍的成本大幅上升。为了减少镍的用量，很多行业都十分重视对节镍、代镍等产品或工艺的研发。 

发明内容

    本发明的目的是解决上述技术问题，提供一种降低镍的含量，能耐高温有好的力学性能的不锈钢管。 

本发明的技术解决方案是：一种节镍耐高温的无缝钢管，该钢的化学成份（质量%）为：C 0．03～0．08，Si l．60～ 1．90，Mn≤ 0．70，P≤0．030，S≤ 0．030，Cr 20．00～ 22．00，Ni 9．00～11．00，Ce 0．02～ 0．06，N 0．13～ 0．10，其余为Fe。 

本发明还提供了一种上述钢管的生产工艺步骤： 

（A）选择上述原料进行冶炼，其中Ce选用混合稀土材料，混合稀土中含有48~50%质量份的Ce；在冶炼过程中，将混合稀土通过铁皮包裹呈线状输送进冶炼炉内，并在呈线状的铁皮进入熔体处不断加入保护气体；通过铁皮包裹混合稀土呈线状输送进冶炼炉，一是可以避免混合稀土与钢液内的氧、硫等直接接触发生反应，让氧、硫等先与铁反应，而且有保护气体的保护，更可以减少稀土的损耗。

（B）将冶炼制成的钢坯送到加热炉内加热，钢坯出炉后进行穿孔，打头，退火，再次酸洗制成钢管；其中穿孔工艺中，顶头上开有润滑液流出孔，顶头在穿孔的同时，会流出用以润滑顶头和钢管内表面的润滑液；穿孔工艺所用的穿孔设备包括顶头（1）和顶杆（2），所述顶杆（2）内部中空设置，形成进液通道（21），并在顶杆(2)一端连接用于给进液通道（21）内润滑液增压的水泵（6）；所述顶头（1）内开设与进液通道（21）连通的主流道（3），主流道（3）流向储液区（4），储液区（4）四周连通多个分流道（5）；含Se和N的钢坯料在热穿孔过程中，尾部易产生内壁裂纹、内折、螺旋纹等缺陷，影响了管材后续加工质量。在穿孔的同时不断加入润滑剂，在穿孔是顶头与被穿孔材料之间连续有润滑剂，在整个穿孔过程中始终保持润滑液在，避免了穿孔时将内表面拉毛，提高的材料的成才率和质量，并起到降温，延长顶头使用寿命的作用。 

（C）对上述步骤（B）得到的钢管进行冷轧处理，冷轧用的轧辊的孔型设置成曲线段，并制成至少两段以上的曲线；曲线形的轧孔可以提高钢管在穿过轧孔时的受力，使轧出来的钢管受力性更好。由于前步工艺时热穿孔，钢管内表面的内应力比较大，所以在本步骤中加大钢管外表面的受力，可有效的缓解、分散钢管内表面的内应力。 

（D）再进行固溶热处理工艺，将步骤（C）得到的钢管送入高压锅炉内，其中高压锅炉工艺参数如下设定：加热时间=材料壁厚（毫米）*（0.8-1.2）分，保温时间=材料壁厚（毫米）*（18-22）秒，钢管在炉内的总时间=加热时间+保温时间。由于前段工艺使钢管的内应力比较集中，所以这里使用热处理来消除过度的内应力。 

 使用上述成分的节镍耐热奥氏体不锈钢，可以得到含镍低的无缝钢管，有效的节约镍的成分，降低成本。并且通过本工艺步骤冶炼出的无缝钢管可以有效的节省冶炼步骤，提高钢管的耐高温和具备好的力学性能。 

作为优选，在步骤（2）之前先对不锈钢钢坯料进行修模，去油，酸洗润滑，其中酸洗液的选自浓度为6%~7%的氢氟酸或浓度为10%~12%的硝酸或两者的混合；酸洗需要对钢坯从常温加热到60℃~65℃，整个酸洗过程180-240分钟。因为前期冶炼好的钢坯表面有很多的残渣，所以这个步骤可以去掉钢坯表面的残渣，有利于后续的热穿孔工艺的夹持钢坯和对钢坯的穿孔。而且在对钢坯酸洗的过程中不断进行加热，到最后结束时有60℃以上的温度，这样既可以分解残留在钢坯表面的酸，产生的气味就都这一步骤中去除，避免后期穿穿孔工艺时，酸分解产生大量刺鼻的味道。又可以先对钢坯到一定的温度，为后期热穿孔工艺做预热，节省了时间，提高了效率。 

所述步骤（2）中的穿孔设备的分流道分为上流道和下流道。 

所述步骤（3）中穿孔工艺中顶头的行进速度为每分钟3米，润滑液的流出速度为每分钟0.5~1升。 

本发明有益效果是：