198760. lajstromszámú szabadalom • Eljárás magas mechanikai értékekkel rendelkező hengerelt acélcsövek előállítására
1 HU 198760 A 2 A találmány tárgya eljárás magas mechanikai értékekkel rendelkező hengerelt acélcsövek előállítására, aminek sorén az alapanyagot mikroötvözzük, hevítjük, melegalakitjuk, majd lehűtjük. 5 A magas mechanikai értékekkel rendelkező acélcsövek esetében különleges követelményeket állítanak a szakítószilárdság, a folyáshatér és a szívósság tekintetében. Ilyen jó tulajdonságokkal rendelkező acélcsöveket 10 használnak fel például az olajbányászatban. A feltáráshoz szükséges nyílás mélyítéséhez fúrócsövekre, a mélyre fúrt lyuk kitámasztásához béléscsövekre, valamint az olaj és gáz felszínre hozásához pedig termelöcsövekre 15 van szükség. Ezeknek a termékeknek az esetében azért írnak elő különlegesen jó mechanikai tulajdonságokat, mert a csövek igen összetett igénybevételnek vannak kitéve. Az ezen a szakmai területen alkalmazott csövek 20 minőségét az American Petroleum Institut (API) szabványai írják elő. A kiemelkedően jó mechanikai tulajdonságokkal rendelkező acéltermékek előállításához a technika állása szerint ötvözött acélból 25 indulnak ki, majd ezután következik a melegalakitás. Az így elkészült félterméket aztán a végső tulajdonságok beállítása érdekében külön műveletként hőkezelésnek vetik alá. Ez a hőkezelés tehát a cső előállításától 30 különálló folyamat, aminek során általában először felhevitik a félkészterméket, majd lehűtik és végül megeresztő hőkezelésnek vetik alá. A technika szintjét a nemzetközileg 35 élenjáró világcégek olajbányászati acélcsöveinek gyártásánál alkalmazott eljárások jellemzik. A japán Nippon Steell Corporation olajbányászati acélcsövekre vonatkozó .OIL COUNTRY TUBULAR GOODS' című kiadványából 40 egyértelműen kitűnik, hogy az olajbányászat! bélés-, termelő- és fúrócsövek előállításánál a kedvező mechanikai tulajdonságok elérésére a melegalakitást követően az acélcsöveket külön műveletként hókezelési eljárásnak ve- 45 tik alá. A hőkezelést a gyártási folyamatba beillesztett hevítő- és hűtőberendezésekkel végzik. A francia VALLOUREC Csőgyár ismertetője szerint is a magas mechanikai értékű 50 olajbányászati csövek hőkezeléssel (edzés és megeresztés) készülnek. A nyugatnémet MANNESMANN Csőgyár .TUBULAR GOODS FOR OIL AND GAS FIELDS CASING’ című ismertetője értelmében a magas 55 mechanikai értékű olajbányászai csöveket úgyszintén hőkezelésnek vetik alá. Ahogy a fentiekből is látható, az ismert eljárások meglehetősen bonyolultak, hiszen több művelet egymásutánját teszik szüksé- 60 gessé. Különösen hátrányos az előírt mechanikai értékek eléréséhez szükséges külön hőkezelés, hiszen ennek során a félkészterméket újra föl kell hevíteni. Ennek megfelelően külön hevitóberendezésre, hutóegysegre és megeresztő kemencére is szükség van. A találmánnyal megoldandó feladat olyan eljárás kidolgozása magas mechanikai értékekkel rendelkező hengerelt acélcsövek előállítására, melynek sorén olcsóbb ... nyersanyagból kiindulva lényegesen egyszerűbb, kevesebb lépést tartalmazó folyamat révén lehet az előirt jó tulajdonságokat elérni. A találmány azon felismerésen alapszik, hogy az acéltermékek mechanikai tulajdonságait akkor is igen magas fokúra lehet beállítani, hu őlvözetlen acélból indulunk ki, ebben a mikroölvözők és a szennyezők mértékét bizonyos határok szerint állítjuk be, valamint ha a termékek melegalakítésát meghatározott véghőmérsékletet eredményező kiinduló hőmérsékleten kezdjük és erről a véghőmérsékletről szabályozott módon, meghatározott sebességgel hűljük le a termékeket. Kísérleteink során bebizonyosodott, hogy ilyen előállítási folyamat mellett a folyáshatár megnövelését a mangán és a szilícium mennyiségének szabályozásával, a vanádiummal és nitrogénnel történő mikroötvözéssel, illetve szabályozott hőmérsékletvezetésű hengereléssel lehet elérni. Ugyanakkor az ütőmunka javítása a kén és foszfor szennyezők, illetve a zárványok mennyiségének csökkentésével és modifikálásával a ferrit szövetelem részarányának helyes megválasztásával, valamint a mikroötvözés és a hengerelési hómérsékletvezetés célszerű megválasztásával, mindezek eredményeképpen a szövetszerkezet szemcsenagységónak finomításéval érhető el. A találmány szerinti továbbfejlesztés értelmében most már alapanyagként hidegbetétes acélgyártó kemencében készített 0,22 tömegé és kisebb carbontartalmú, 1,10 és 1,40 tőmeg% mangántartalinú, 0,40 és 0,60 tómeg% szilíciumtartalmú acélból indulunk ki, mikroölvözéssel 0,12 és 0,17 tömeg% vanádíumtartalmut, 0,0140 és 0,0180 tömeg% nitrogéntartalmút injektáló üstmetallurgiaí eljárással 0,015 tömeg% és kisebb kéntartalmat és zárvány talanítást biztosítunk, a melegalakítás véghőmérsékletét pedig maximum 950 °C-ra állítjuk be, végül a lehűtést 70 °C/perc sebességnél gyorsabban végezzük. A találmány értelmében célszerű az a foganatosítási mód, amelyben vanádium-nitrogén ötvözetet alkalmazunk a mikroötvözés céljára. Célszerű a találmány értelmében úgy eljárni, hogy a mikroötvözött acélt CaSi őrlemény bevitelével kéntelenítjük és zárványtalanítjuk. A találmány értelmében célszerű még az a foganatosítási mód is, amelyben a salak reakcióképességét a salakmennyiség változtatásával, illetve alumíniumdaréval való dezoxidálással állítjuk be. Célszerű a találmány értelmében úgy eljárni, hogy a folyékony acélt alsó öntéssel 3
