CN101684539B - 一种厚规格高韧性x70针状铁素体管线钢及制造方法 - Google Patents
一种厚规格高韧性x70针状铁素体管线钢及制造方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种厚规格高韧性X70针状铁素体管线钢及制造方法，成分为(重量百分比)：C：0.03％～0.06％，Si：0.15％～0.25％，Mn：1.55％～1.75％，P：0.012％～0.020％，S：≤0.003％，Cu：0.2％0～0.35％，Cr：0.20％～0.35％，Nb：0.06％～0.08％，Ti：0.01％～0.02％，Als：≤0.05％，Mo：0.20％～0.30％。生产工艺特点为：连铸速度：1.2～1.8m/min；板坯入炉温度大于550℃；加热到1100～1250℃，保温80～120min；粗轧出口温度920～1080℃；精轧出口温度760～880℃；冷却速度10～30℃/S；卷取温度为450～570℃。本发明不仅满足而且优于API5LX70针状铁素体管线钢的性能要求，同时使其具有优良的抗HIC性能，适合需求不断增大的厚规格、大口径高压输气管线。
Description
技术领域
本发明属于冶金金属压力加工技术领域，涉及用中薄板坯连铸连轧生产线生产一种厚规格高韧性X70针状铁素体管线钢的制造方法。
背景技术
20世纪90年代以来，中国经济发展迅速，国民经济平均增长速度超过7％。经济的快速发展一方面促进了中国石油工业的发展，另一方面也给中国油气资源的开发利用带来了巨大的压力。特别是21世纪以来，国内油气资源的开发利用越来越不能满足经济发展的需要，对进口原油的依存度越来越高。管道输送是石油天然气最经济、最合理的运输方式。油气资源大多分布在环境恶劣的偏远地区，例如，中国的“西气”多在边疆荒漠地区；俄罗斯的天然气在西伯利亚地区；这些地区多属高寒地带，气温有时低到—80℃，或途经冻土带。因此，从油气输送管的发展趋势、管线服役条件、主要失效形式和失效原因的综合评价来看，对管线管提出的主要性能要求是:高强度、高韧性、可焊性和耐蚀性。
中薄板坯连铸连轧生产线就是以适度的板坯厚度实现炼钢、连铸、带钢轧制生产体系的刚柔结合，实现效率高、节能、规模化、品种全的工业化热轧带钢新流程。由于中薄板坯连铸连轧生产线的工艺特点(轧前铸坯奥氏体晶粒粗大、总压下比略小)，因此在此种生产线上采用普通工艺生产的管线钢不能达到工程所要求的力学性能标准。目前X70针状铁素体管线钢热轧板卷设计制造为常规机组轧制生产，即采用板坯下线后再冷装的工艺进行生产，因此目前采用中薄板坯热装热送短流程工艺生产高级别管线尤其是厚规格高韧性X70针状铁素体管线钢方面的专利还没有。
发明内容
本发明公开一种厚规格高韧性X70针状铁素体管线钢及制造方法，使其满足API5L X70管线钢性能，具备高强度、高韧性、可焊性和耐蚀性的主要特征，同时具有优良的抗HIC性能。
本发明钢的熔炼成分(重量百分比)：C：0.03％～0.06％，Si：0.15％～0.25％，Mn：1.55％～1.75％，P：0.012％～0.020％，S：≤0.003％，Cu：0.20％～0.35％，Cr：0.20％～0.35％，Nb：0.06％～0.08％，Ti：0.01％～0.02％，Als：≤0.05％，Mo：0.20％～0.30％。
本发明通过特定的合金配方，采用中薄板坯热装热送短流程工艺，通过粗轧轧机和6机架热连轧机组上的再结晶区和未再结晶区的控制轧制以及控制冷却技术，生产出规格≥14mm厚的具有优良强韧性配合的X70针状铁素体管线钢热轧板卷。
其生产的工艺路线为：铁水预处理—LD转炉冶炼—炉外精炼(RH脱硫+LF真空脱气+喂丝钙处理)—板坯连铸(电磁搅拌)—板坯直接入炉—板坯再加热—控制轧制—控制冷却—卷取。
工艺特点如下：
(1)连铸坯厚度：135～170mm；
(2)连铸速度：1.2～1.8m/min；
(3)板坯入炉温度大于550℃；
(4)板坯直接热装，加热到1100～1250℃，保温80～120min；
(5)板坯在980～1150℃进行粗轧，粗轧出口温度920～1080℃；
(6)粗轧单道次压下率10％～12％；
(7)精轧出口温度760～880℃；
(8)精轧累积变形量大于75％；
(9)冷却速度10～30℃/s；
(10)卷取温度为450～570℃。
本发明产品显微组织为针状铁素体组织管线钢。
本发明的优点和效果是：采用中薄板坯热装热送短流程工艺生产出高强度和韧性配合的X70针状铁素体管线钢。高的板坯入炉温度，达到大幅降低在炉时间为特点的刚性生产组织，创造中薄板坯热装热送短流程工艺独具特色的高效直轧工艺以实现节能增产的目的，实现低成本、规模化、高质量替代常规机组X70针状铁素体管线钢生产工艺的目标，达到绿色高效X70针状铁素体管线钢生产工艺要求。
附图说明
图1中薄板坯连铸连轧短流程工艺与常规轧制工艺各工序X70二相粒子析出相尺寸比较。
图2本发明具体实施例的金相组织图。
图3中薄板坯连铸连轧生产线工艺流程图。
具体实施方式
下面对X70针状铁素体管线钢的具体实施方式做详细说明：
本发明的熔炼成分为(重量百分比)：C：0.03％～0.06％，Si：0.15％～0.25％，Mn：1.55％～1.75％，P：0.012％～0.020％，S：≤0.003％，Cu：0.20％～0.35％，Cr：0.20％～0.35％，Nb：0.06％～0.08％，Ti：0.01％～0.02％，Als：≤0.05％，Mo：0.20％～0.30％。
采用上述成分的钢按下列生产工艺进行生产，铁水预处理—LD转炉冶炼—炉外精炼(RH脱硫+LF真空脱气+喂丝钙处理)—板坯连铸(电磁搅拌)—板坯直接入炉—板坯再加热—控制轧制—控制冷却—卷取。
其工艺特点如下：
(1)连铸坯厚度：135～170mm；
(2)连铸速度：1.2～1.8m/min；
(3)板坯入炉温度大于550℃；
(4)板坯直接热装，加热到1100～1250℃，保温80～120min；
(5)板坯在980～1150℃进行粗轧，粗轧出口温度920～1080℃；
(6)粗轧单道次压下率10％～12％；
(7)精轧出口温度760～880℃；
(8)精轧累积变形量大于75％；
(9)冷却速度10～30℃/s；
(10)卷取温度为450～570℃。
本发明产品显微组织为针状铁素体组织管线钢。
下面为本发明的几个具体实施例，均为中薄板坯热装热送短流程工艺生产的厚规格高韧性X70(14.6*1550、17.5*1550)针状铁素体组织管线钢。
1、化学成分
表1 X70管线钢的主要化学成分(wt，％)
| 序号 | C | Si | Mn | P | S | Nb | Mo | Ti | ALs |
| 实施例1 | 0.031 | 0.142 | 1.637 | 0.010 | 0.0023 | 0.064 | 0.24 | 0.011 | 0.025 |
| 实施例2 | 0.06 | 0.145 | 1.588 | 0.013 | 0.0017 | 0.071 | 0.243 | 0.013 | 0.019 |
| 实施例3 | 0.04 | 0.133 | 1.618 | 0.010 | 0.001 | 0.065 | 0.258 | 0.016 | 0.028 |
| 实施例4 | 0.049 | 0.147 | 1.616 | 0.012 | 0.001 | 0.07 | 0.22 | 0.016 | 0.032 |
| 实施例5 | 0.052 | 0.155 | 1.630 | 0.016 | 0.0025 | 0.07 | 0.235 | 0.014 | 0.030 |
2、连铸、热轧工艺
表2 X70管线钢的连铸、热轧工艺
| 序号 | 连铸 | 铸坯厚 | 入炉 | 加热 | 保温 | 粗轧 | 终轧 | 卷取 |
| 实施例1 | 1.5 | 170 | 580 | 1210 | 90 | 950 | 820 | 520 |
| 实施例2 | 1.3 | 135 | 650 | 1190 | 120 | 970 | 810 | 535 |
| 实施例3 | 1.2 | 170 | 635 | 1170 | 110 | 960 | 830 | 510 |
| 实施例4 | 1.4 | 170 | 800 | 1220 | 100 | 940 | 840 | 540 |
| 实施例5 | 1.6 | 170 | 750 | 1150 | 100 | 980 | 820 | 495 |
3、性能结果
从上表的机械性能数据可以看出，采用中薄板坯热装热送短流程工艺生产的厚规格X70管线钢具有高强度和高韧性配合的特点，且优于API5L规定的X70针状铁素体组织管线钢的机械性能。
4、抗HIC性能
取样位置：板宽1/4处3根，板宽1/2处3根；
试样尺寸与取向：尺寸：20mm*100mm*厚度mm，试样100mm长度
方向平行轧制方向；
试验标准：NACE TM0284-2003试验周期：96小时PH：开始2.7，
结束4.0；
试验溶液：NACE TM0284B溶液温度：25±3℃压力：常压、密闭隔氧。
板宽1/4处板卷的抗HIC结果
板宽1/2处板卷的抗HIC结果：
通过以上两个表可以看出，本发明的X70针状铁素体管线钢无裂纹，表明具有很好的抗HIC性能。
Claims (2)
1.一种厚规格高韧性X70针状铁素体管线钢，其特征在于，钢的成分，按重量百分比：C：0.03％～0.06％，Si：0.15％～0.25％，Mn：1.55％～1.75％，P：0.012％～0.020％，S：≤0.003％，Cu：0.2％0～0.35％，Cr：0.20％～0.35％，Nb：0.06％～0.08％，Ti：0.01％～0.02％，Als：≤0.05％，Mo：0.20％～0.30％，其余为铁及不可避免的杂质。
2.一种生产如权利要求1所述的厚规格高韧性X70针状铁素体管线钢的制造方法，其生产的工艺路线为：铁水预处理-LD转炉冶炼-炉外精炼，即：RH脱硫+LF真空脱气+喂丝钙处理-采用电磁搅拌的板坯连铸-板坯直接入炉-板坯再加热-控制轧制-控制冷却-卷取；其特征为：
(1)连铸坯厚度：135～170mm；
(2)连铸速度：1.2～1.8m/min；
(3)板坯入炉温度大于550℃；
(4)板坯直接热装，加热到1100～1250℃，保温80～120min；
(5)板坯在980～1150℃进行粗轧，粗轧出口温度920～1080℃；
(6)粗轧单道次压下率10％～12％；
(7)精轧出口温度760～880℃；
(8)精轧累积变形量大于75％；
(9)冷却速度10～30℃/s；
(10)卷取温度为450～570℃；
按上述生产方法生产的钢，其显微组织为针状铁素体。
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