CN101899618B

CN101899618B - 一种x46管线钢的制备方法

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Publication number: CN101899618B
Application number: CN2010102432478A
Authority: CN
Inventors: 张志波; 张红斌; 张瑜; 杨春雷; 曹占元; 张卫强; 陈育生; 杨奇; 李金柱; 杜顺林
Original assignee: Wuhan Iron and Steel Group Kunming Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Wuhan Iron and Steel Group Kunming Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2010-08-03
Filing date: 2010-08-03
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2030-08-03
Also published as: CN101899618A

Abstract

本发明提供一种X46管线钢及其制备方法，所述X46管线钢具有下列化学成分：C：0.070～0.010wt％、Si：0.10～0.30wt％、Mn：1.10～1.30wt％、S≤0.008wt％、P≤0.022wt％、Nb：0.015~0.030wt％、Ti：0.008~0.025wt％、Als：0.010~0.040wt％，其余为Fe及不可避免的不纯物。经过加热、除鳞后，在同一台双机架紧凑式炉卷轧机上连续完成粗轧和精轧，通过轧制过程中的延时轧制控制，使得加入钢中的Nb、V等微合金化元素的强化作用得到充分发挥，获得微细均匀的组织，有效防止混晶的出现，极大提高了X46管线钢的强度和韧性。该方法生产的X46管线钢属于高技术含量、高附加值的产品，经济效益显著。

Description

一种X46管线钢的制备方法

技术领域

本发明涉及一种X46管线钢，尤其是一种用于生产石油天然气输送管的X46管线钢及其生产方法，属于金属材料加工与成型技术领域。

背景技术

用管道输送石油天然气具有高效、经济、安全、无污染等特点，是输送油气最有效的工具。近几年来，随着管道工程的飞速发展，带动了管线用钢产量的大幅提高，管线钢生产得以迅速发展。其中，X46级别管线钢作为管道工程，特别是支线工程的常用钢种，生产技术得到极大发展。目前国内生产X46管线钢的企业所采用的工艺方法各不相同。例如常规半连续式热连轧工艺、CSP连铸连轧工艺、其它一些文献中提到中厚板生产工艺和炉卷轧机生产工艺。对于使用炉卷轧机轧制X46管线钢，普遍采用的方式为先在四辊(或二辊)粗轧机上进行粗轧，然后带钢进入单机架炉卷轧机进行精轧。但如何在一台双机架紧凑式炉卷轧机上连续完成粗轧、中轧和精轧，从而生产出高强度、高韧性X46管线钢，则无先例可鉴。

发明内容

本发明旨在提供一种高强度、高韧性X46管线钢，以满足市场需求。

本发明的另一目的在于提供一种在一台双机架紧凑式炉卷轧机上连续完成粗轧和精轧，从而生产出高强度、高韧性X46管线钢的方法。

本发明提供的高强度、高韧性X46管线钢具有下列重量比的化学成份：

C：0.070～0.010wt％，Si：0.10～0.30wt％、

Mn：1.10～1.30wt％， Nb：0.015～0.030wt％、

Ti：0.008~0.025wt％， Als：0.010~0.040wt％，

S：≤0.008wt％， P：≤0.022wt％，

其余为Fe及不可避免的不纯物。

本发明提供的高强度、高韧性X46管线钢的制备方法经过下列步骤：

A、将化学成分如下的板坯：

C：0.070～0.010wt％， Si：0.10～0.30wt％、

Mn：1.10～1.30wt％， Nb：0.015~0.030wt％、

Ti：0.008~0.025wt％， Als：0.010~0.040wt％，

S：≤0.008wt％， P：≤0.022wt％，

其余为Fe及不可避免的不纯物；

送均热段温度为1200～1240℃的加热炉中，加热120～220分钟，出炉；

B、用压力为15～20MPa的高压水对出炉板坯正、反面喷水除鳞10～15秒钟；

C、将除鳞后的板坯送炉卷轧机进行轧制，并控制开轧温度为1080～1150℃，进行4~6道次的连续粗轧，同时开启道次间冷却水，得粗轧钢板；

D、将C步骤所得粗轧钢板延时20～40秒，使粗轧钢板温度为900～930℃，进行3道次连续精轧，并开启道次间冷却水，控制终轧温度为800～840℃，得精轧钢板；

E、将D步骤所得精轧钢板送卷取机进行卷取，并控制卷取温度为560～600℃，同时控制层流冷却速度10～15℃/s，得钢板卷；

F、将E步骤所得钢板卷自然空冷至室温，即获得高强度、高韧性X46管线钢。该钢的化学成分为：C 0.070～0.010wt％、Si 0.10～0.30wt％、Mn 1.10～1.30wt％、S≤0.008wt％、P≤0.022wt％、Nb 0.015~0.030wt％、Ti 0.008~0.025wt％、Als 0.010~0.040wt％，其余为Fe及不可避免的不纯物。

所述A步骤的加热炉为常规设备，板坯在加热炉均热段的时间控制在40～60分钟，以保证板坯中析出的Nb、V微合金充分重溶，细化奥氏体晶粒并为轧后控冷析出做准备，以均匀板坯内部组织。

所述D步骤中对粗轧钢板进行延时，是让粗轧钢板在地辊上往复游动20～40秒，之后再进行精轧，并控制精轧总变形率大于40％，让连续粗轧大变形后的板坯发生驰豫析出，得到均匀细小的奥氏体组织的粗轧坯，有效防止混晶的发生。

所述C至D步骤的道次数、轧制速度，视不同规格要求而具体确定。

所述E步骤的层流冷却速度20～30℃/s，是为了控制微合金的析出强化和固溶强化，同时通过控制卷取温度来达到控制珠光体的转变形貌、大小、数量和分布状态的目的，以保证产品具有足够的强度和韧性。

所述C步骤的粗轧、D步骤的精轧是在同一台现有技术中的双机架紧凑式炉卷轧机上完成的。

所述A步骤的板坯是利用现有技术的炼钢方法得到的，其中的Nb、V及其它化学元素是在炼钢过程中加入、控制得到的。

采用本发明生产的石油天然气输送用X46管线钢具有以下优点：

1、采用本发明生产X46管线钢，充分发掘了昆钢双机架紧凑式炉卷轧机的潜力，拓展了板带产品品种，优化了产品结构。

2、轧制过程中加入了延时轧制工艺，使得加入钢中的Nb微合金化元素充分发挥作用，获得微细均匀的组织，从而防止混晶的出现，有效保证了X46管线钢的强度和韧性。

3、利用本发明的成分与生产工艺，通过实际生产过程中各环节的严格控制，生产出的X46管线钢具有高强度、高韧性的特点，综合性能良好。利用此X46管线钢焊接生产的管线钢管各项性能指标符合美国API标准，满足石油天然气输送用钢管的要求。

4、该方法生产的X46管线钢与其他常规产品相比，属于高技术含量、高附加值的产品，经济效益显著。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。

实施例1

A、将化学成分如下的板坯：C 0.08wt％、Si 0.22wt％、Mn 1.15wt％、S 0.006wt％、P 0.019wt％、Nb 0.028wt％、Ti 0.016wt％、Als 0.028wt％，其余为Fe及不可避免的不纯物；送入均热段温度为1220℃的步进梁式加热炉中，加热195分钟，其中板坯在均热段的加热时间为45分钟，以保证钢坯中析出的Nb、V微合金充分重溶，细化奥氏体晶粒并为轧后控冷析出做准备，均匀板坯内部组织，出炉；

B、用压力为18MPa的高压水对出炉板坯正、反面进行水喷除鳞12秒钟；

C、将除鳞后的板坯送双机架紧凑式炉卷轧机进行轧制，并控制开轧温度为1110℃，进行5道次的连续粗轧，同时开启道次间冷却水，粗轧在1.8m/s的轧制速度下进行，得粗轧板坯；

D、将C步骤所得粗轧板坯延时30秒，使粗轧板坯温度为920℃，以4.0m/s的轧制速度在同一双机架炉卷轧机上进行3道次连续精轧，使精轧总变形率达到48％，控制终轧温度为850℃，并开启道次间冷却水，得精轧钢板；

E、将D步骤所得精轧钢板送卷取机进行卷取，并控制卷取温度为610℃，同时控制层流冷却速度25℃/s，得钢卷；

F、将E步骤所得钢卷打捆并标记后，自然空冷至室温，即获得输送石油天然气用的X46管线钢，该钢的化学成分为：C 0.08wt％、Si 0.22wt％、Mn 1.15wt％、S 0.006wt％、P 0.019wt％、Nb 0.028wt％、Ti 0.016wt ％、Als 0.028wt％，其余为Fe及不可避免的不纯物。

实施例2

A、将化学成分如下的板坯：C 0.07wt％、Si 0.15wt％、Mn 1.10wt％、S 0.005wt％、P 0.018wt％、Nb 0.02wt％、Ti 0.01wt％、Als 0.01wt％，其余为Fe及不可避免的不纯物；送入均热段温度为1200℃的步进梁式加热炉中，加热220分钟，其中板坯在均热段的加热时间为60分钟，以保证钢坯中析出的Nb、V微合金充分重溶，细化奥氏体晶粒并为轧后控冷析出做准备，均匀板坯内部组织，出炉；

B、用压力为15MPa的高压水对出炉板坯正、反面进行水喷除鳞15秒钟；

C、将除鳞后的板坯送双机架紧凑式炉卷轧机进行轧制，并控制开轧温度为1080℃，进行4道次的连续粗轧，同时开启道次间冷却水，粗轧在1.0m/s的轧制速度下进行，得粗轧板坯；

D、将C步骤所得粗轧板坯延时20秒，使粗轧板坯温度为930℃，以3.0m/s的轧制速度在同一双机架炉卷轧机上进行3道次连续精轧，使精轧总变形率达到46％，控制终轧温度为830℃，并开启道次间冷却水，得精轧钢板；

E、将D步骤所得精轧钢板送卷取机进行卷取，并控制卷取温度为590℃，同时控制层流冷却速度20℃/s，得钢卷；

F、将E步骤所得钢卷打捆并标记后，自然空冷至室温，即获得输送石油天然气用的X46管线钢，该钢的化学成分为：C 0.07wt％、Si 0.15wt％、Mn 1.10wt％、S 0.005wt％、P 0.018wt％、Nb 0.02wt％、Ti 0.01wt％、Als 0.01wt％，其余为Fe及不可避免的不纯物。

实施例3

A、将化学成分如下的板坯：C 0.09wt％、Si 0.3wt％、Mn 1.3wt ％、S 0.0055wt％、P 0.017wt％、Nb 0.04wt％、Ti 0.02wt％、Als 0.04wt％，其余为Fe及不可避免的不纯物；送入均热段温度为1240℃的步进梁式加热炉中，加热120分钟，其中板坯在均热段的加热时间为40分钟，以保证钢坯中析出的Nb、V微合金充分重溶，细化奥氏体晶粒并为轧后控冷析出做准备，均匀板坯内部组织，出炉；

B、用压力为20MPa的高压水对出炉板坯正、反面进行水喷除鳞10秒钟；

C、将除鳞后的板坯送双机架紧凑式炉卷轧机进行轧制，并控制开轧温度为1150℃，进行6道次的连续粗轧，同时开启道次间冷却水，粗轧在2.5m/s的轧制速度下进行，得粗轧板坯；

D、将C步骤所得粗轧板坯延时40秒，使粗轧板坯温度为900℃，以5.0m/s的轧制速度在同一双机架炉卷轧机上进行3道次连续精轧，使精轧总变形率达到44％，控制终轧温度为870℃，并开启道次间冷却水，得精轧钢板；

E、将D步骤所得精轧钢板送卷取机进行卷取，并控制卷取温度为630℃，同时控制层流冷却速度30℃/s，得钢卷；

F、将E步骤所得钢卷打捆并标记后，自然空冷至室温，即获得输送石油天然气用的X46管线钢，该钢的化学成分为：C 0.09wt％、Si 0.3wt％、Mn 1.3wt％、S 0.0055wt％、P 0.017wt％、Nb 0.04wt％、Ti 0.02wt％、Als 0.04wt％，其余为Fe及不可避免的不纯物。

Claims

1.一种X46管线钢的制备方法，其特征在于经过下列工艺步骤：

A、将化学成分如下的板坯：

C：0.070～0.010wt％， Si：0.10～0.30wt％、

Mn：1.10～1.30wt％， Nb：0.015～0.030wt％、

Ti：0.008～0.025wt％，Als：0.010～0.040wt％，

S：≤0.008wt％， P：≤0.022wt％，

其余为Fe及不可避免的不纯物；

送均热段温度为1200～1240℃的加热炉中，加热120～220分钟，出炉：

C、将除鳞后的板坯送双机架紧凑式炉卷轧机上，并控制开轧温度为1080～1150℃，进行4～6道次的连续粗轧，同时开启道次间冷却水，得粗轧钢板；

F、将E步骤所得钢板卷自然空冷至室温，即获得高强度、高韧性X46管线钢。

2.一种如权利要求1所述的X46管线钢的制备方法，其特征在于所述A步骤的加热炉为常规设备，板坯在加热炉均热段的时间控制在40～60分钟，以保证板坯中析出的Nb、V微合金充分重溶，细化奥氏体晶粒并为轧后控冷析出做准备，以均匀板坯内部组织。

3.一种如权利要求1所述的X46管线钢的制备方法，其特征在于所述D步骤中对粗轧钢板进行延时，是让粗轧钢板在地辊上往复游动20～40秒，之后再进行精轧，并控制精轧总变形率大于40％，让连续粗轧大变形后的板坯发生驰豫析出，得到均匀细小的奥氏体组织的粗轧坯，有效防止混晶的发生。

4.一种如权利要求1所述的X46管线钢的制备方法，其特征在于所述C至D步骤的道次数、轧制速度，视不同规格要求而具体确定。