CN102676937A - 一种低成本高强度x80管线用钢板的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种管线钢的生产工艺，是一种低成本高强度X80管线用钢板的生产工艺，成分：C：0.04～0.08%，Mn：1.6～1.9%，Si：0.1～0.3%，S≤0.005%，P≤0.015%，Nb：0.05～0.10%，Ti≤0.020%，Cr：0.10～0.30%，Alt≤0.060%，Ca≤0.005%，N≤0.006%，不添加Mo、Ni、Cu合金元素，其余为铁和不可避免夹杂；板坯再加热工序中，板坯加热温度：1150～1250℃；控制轧制工序中，再结晶区控轧轧制的终止温度：1020～1100℃，变形量≥60%；非再结晶区控轧轧制的开始温度：860～950℃，终止轧制温度：760～850℃，变形量≥60%；终止轧制后空冷10-40秒，再进行控制冷却工序，终止冷却温度：≤400℃，冷却速度：10～40℃/s。本发明产品金相组织为铁素体+贝氏体类型组织，具备合金成本低，各项综合性能良好等优点，特别在低温韧性方面性能优异。
Description
技术领域
本发明涉及一种管线钢的生产工艺，具体的说是一种低成本高强度X80管线用钢板的生产工艺。
背景技术
近年来，在能源工程的推动下，我国管线事业有了巨大发展。“西气东输一、二线”天然气管线工程的顺利建成和投产，三线、四线工程也已纳入规划建设阶段，促进了我国长距离、大输量天然气管道工业的发展，从而带动了我国X80及以上高钢级管线钢的发展。针对X80高强度管线用钢的研发，无论是在物理冶金机理上还是在实际应用上都有了很大进步，目前国内很多钢厂已经具备批量生产的能力，但目前普遍使用的X80管线钢成本都比较昂贵，为了得到较好的性能，加入了较多的Mo、Ni等贵重金属。本发明之前已有多个关于X80管线钢的发明专利，以关键词为X80管线钢检索得到的相关文献专利，与本发明比较接近的有：
申请号：200710038399.2，申请日2007.3.23，专利名称：一种经济型X80管线钢及其生产方式，公开号：CN101270441A的专利提出一种经济型X80管线钢及其生产方式，其发明钢种要求C控制较低要求在0.02%-0.06%，可添加V≤0.08%，Mo≤0.50%，Cu≤0.60%，Ni≤0.60%，该发明轧后采用卷取工序得到钢卷，终止冷却温度（卷取温度）为450-650℃，获得的组织为针状铁素体类型组织。
申请号：200910081482.7，申请日2009.4.8，专利名称：一种无Mo低Nb X80管线钢热轧钢板的制造方式，其发明钢种Nb含量低，但成分中加入了0.15-0.30% Ni，不超过0.30%的Cu，合金成本较高；另外该发明终止冷却温度为300-550℃。
申请号：200910048140.5，申请日2009.3.24，专利名称：一种X80管线用宽厚板及其制造方式，其发明钢种成分中加入了不超过0.14%的Mo，不超过0.30%的Cu，不超过0.20%的Ni，较本发明成本较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对目前X80高强度管线钢成本较高，特别是合金成本较高现象，提出了一种低成本高强度X80管线用钢板的生产工艺，在取消加入Mo、Ni等贵重金属元素的基础上，通过优化控轧空冷工艺，可以生产出一种低成本、高强度、高韧性的X80管线用钢板。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：
一种低成本高强度X80管线用钢板的生产工艺，利用炉卷轧机生产线或中厚板生产线进行生产，包括转炉或电炉冶炼工序、炉外精炼工序、真空处理工序、连铸工序、板坯再加热工序、控制轧制工序和控制冷却工序，㈠低成本高强度X80管线用钢板按重量百分比包括以下组成成分：C：0.040～0.080%，Mn：1.60～1.90%，Si：0.10～0.30%，S：≤0.005%，P：≤0.015%，Nb：0.05～0.10%，Ti：≤0.020%，Cr：0.10～0.30%，Alt：≤0.060%，Ca：≤0.005%，N：≤0.006%，不添加合金元素Mo、Ni和Cu，其余为铁和不可避免夹杂；㈡板坯再加热工序中，板坯加热温度：1150～1250℃；控制轧制工序中，再结晶区控轧轧制的终止温度：1020～1100℃，变形量≥60%；非再结晶区控轧轧制的开始温度：860～950℃，终止轧制温度：760～850℃，变形量≥60%；终止轧制后空冷10-40秒，再进行控制冷却工序，终止冷却温度：≤400℃，冷却速度：10～40℃/s。
本发明进一步限定的技术方案是：
前述的低成本高强度X80管线用钢板的生产工艺，㈠低成本高强度X80管线用钢板按重量百分比包括以下组成成分：C：0.050%，Si：0.26%，Mn：1.72%，P：0.009%，S：0.002%，Nb：0.069%，Ti：0.014%，Cr：0.23%，Alt：0.026%，不加入Mo、Ni和Cu，其余为铁和不可避免夹杂；㈡板坯再加热工序中，板坯加热温度：1180℃；控制轧制工序中，再结晶区控轧轧制的终止温度：1030℃，变形量63%；非再结晶区控轧轧制的开始温度：860℃，终止轧制温度：766℃，变形量67%；终止轧制后空冷15秒，再进行控制冷却工序，终止冷却温度：300℃，冷却速度：17℃/s。
前述的低成本高强度X80管线用钢板的生产工艺，㈠低成本高强度X80管线用钢板按重量百分比包括以下组成成分：C：0.063%，Mn：1.70%，Si：0.27%，S：0.001%，P：0.010%，Nb：0.068%，Ti：0.012%，Cr：0.25%，Alt：0.026%，Ca：0.005%，N：0.006%，不加入Mo、Ni和Cu，其余为铁和不可避免夹杂；㈡板坯再加热工序中，板坯加热温度：1190℃；控制轧制工序中，再结晶区控轧轧制的终止温度：1042℃，变形量60%；非再结晶区控轧轧制的开始温度：870℃，终止轧制温度：790℃，变形量70%；终止轧制后空冷23秒，再进行控制冷却工序，终止冷却温度290℃，冷却速度：21℃/s。
前述的低成本高强度X80管线用钢板的生产工艺，㈠低成本高强度X80管线用钢板按重量百分比包括以下组成成分：C：0.058%，Mn：1.68%，Si：0.25%，S：0.001%，P：0.012%，Nb：0.070%，Ti：0.015%，Cr：0.24%，Alt：0.028%，Ca：0.004%，N：0.005%，不加入Mo、Ni和Cu，其余为铁和不可避免夹杂；㈡板坯再加热工序中，板坯加热温度：1190℃；控制轧制工序中，再结晶区控轧轧制的终止温度：1057℃，变形量63%；非再结晶区控轧轧制的开始温度：880℃，终止轧制温度：806℃，变形量67%；终止轧制后空冷27秒，再进行控制冷却工序，终止冷却温度306℃，冷却速度：19℃/s。
前述的低成本高强度X80管线用钢板的生产工艺，㈠低成本高强度X80管线用钢板按重量百分比包括以下组成成分：C：0.047%，Mn：1.77%，Si：0.26%，S：0.001%，P：0.011%，Nb：0.069%，Ti：0.014%，Cr：0.25%，Alt：0.035%，不加入Mo、Ni和Cu，其余为铁和不可避免夹杂；㈡板坯再加热工序中，板坯加热温度：1200℃；控制轧制工序中，再结晶区控轧轧制的终止温度：10607℃，变形量63%；非再结晶区控轧轧制的开始温度：900℃，终止轧制温度：823℃，变形量67%；终止轧制后空冷33秒，再进行控制冷却工序，终止冷却温度317℃，冷却速度：25℃/s。
本发明的有益效果是：采用本发明的成分及工艺，得到产品最终金相组织为铁素体+贝氏体类型组织，产品具备合金成本低，各项综合性能良好等优点，特别在低温韧性方面性能优异，﹣20℃夏比冲击功保持在300J以上，﹣15℃ DWTT性能保持在90%以上。
相比申请号：200710038399.2，申请日2007.3.23，专利名称：一种经济型X80管线钢及其生产方式，其发明钢种要求C控制较低要求在0.02%-0.06%，可添加V≤0.08%，Mo≤0.50%，Cu≤0.60%，Ni≤0.60%，而本发明不添加Mo、Ni、Cu合金元素，C在0.04%-0.08%，钢水冶炼成本和合金成本较低；另外该发明轧后采用卷取工序得到钢卷，终止冷却温度（卷取温度）为450-650℃，获得的组织为针状铁素体类型组织，而本发明控轧后得到钢板，终止冷却温度为≤400℃，获得的组织为铁素体+贝氏体类型组织。
相比申请号：200910081482.7，申请日2009.4.8，专利名称：一种无Mo低Nb X80管线钢热轧钢板的制造方式，其发明钢种Nb含量低，但成分中加入了0.15-0.30% Ni，不超过0.30%的Cu，合金成本较高，而本发明不添加Ni、Cu等合金元素；另外该发明终止冷却温度为300-550℃，而本发明终止轧制后先进行一定时间的空冷，终止冷却温度为≤400℃。
相比申请号：200910048140.5，申请日2009.3.24，专利名称：一种X80管线用宽厚板及其制造方式，其发明钢种成分中加入了不超过0.14%的Mo，不超过0.30%的Cu，不超过0.20%的Ni，较本发明成本较高；而本发明不添加Mo、Ni、Cu合金元素，成本低。
具体实施方式
实施例1
本实施例的低成本高强度X80管线用钢板按重量百分比包括以下组成成分：C：0.050%，Si：0.26%，Mn：1.72%，P：0.009%，S：0.002%，Nb：0.069%，Ti：0.014%，Cr：0.23%，Alt：0.026%，其余为铁和不可避免夹杂，未加入Mo、Ni等贵重合金元素；
本实施例的低成本高强度X80管线用钢板的生产工艺，利用炉卷轧机生产线或中厚板生产线进行生产，包括转炉或电炉冶炼工序、炉外精炼工序、真空处理工序、连铸工序、板坯再加热工序、控制轧制工序和控制冷却工序；板坯再加热工序中，板坯加热温度：1180℃；控制轧制工序中，再结晶区控轧轧制的终止温度：1030℃，变形量63%；非再结晶区控轧轧制的开始温度：860℃，终止轧制温度：766℃，变形量67%；终止轧制后空冷15秒，再进行控制冷却工序，终止冷却温度300℃，冷却速度：17℃/s。
实施例2
本实施例的低成本高强度X80管线用钢板按重量百分比包括以下组成成分：C：0.063%，Si：0.27%，Mn：1.70%，P：0.010%，S：0.001%，Nb：0.068%，Ti：0.012%，Cr：0.25%，Alt：0.026%，Ca：0.005%，N：0.006%，其余为铁和不可避免夹杂，未加入Mo、Ni等贵重合金元素；
本实施例的低成本高强度X80管线用钢板的生产工艺，利用炉卷轧机生产线或中厚板生产线进行生产，包括转炉或电炉冶炼工序、炉外精炼工序、真空处理工序、连铸工序、板坯再加热工序、控制轧制工序和控制冷却工序；板坯再加热工序中，板坯加热温度：1190℃；控制轧制工序中，再结晶区控轧轧制的终止温度：1042℃，变形量60%；非再结晶区控轧轧制的开始温度：870℃，终止轧制温度：790℃，变形量70%；终止轧制后空冷23秒，再进行控制冷却工序，终止冷却温度290℃，冷却速度：21℃/s。
实施例3
本实施例的低成本高强度X80管线用钢板按重量百分比包括以下组成成分：C：0.058%，Si：0.25%，Mn：1.68%，P：0.012%，S：0.001%，Nb：0.070%，Ti：0.015%，Cr：0.24%，Alt：0.028%，Ca：0.004%，N：0.005%，其余为铁和不可避免夹杂，未加入Mo、Ni等贵重合金元素；
本实施例的低成本高强度X80管线用钢板的生产工艺，利用炉卷轧机生产线或中厚板生产线进行生产，包括转炉或电炉冶炼工序、炉外精炼工序、真空处理工序、连铸工序、板坯再加热工序、控制轧制工序和控制冷却工序；板坯再加热工序中，板坯加热温度：1190℃；控制轧制工序中，再结晶区控轧轧制的终止温度：1057℃，变形量63%；非再结晶区控轧轧制的开始温度：880℃，终止轧制温度：806℃，变形量67%；终止轧制后空冷27秒，再进行控制冷却工序，终止冷却温度：306℃，冷却速度：19℃/s。
实施例4
本实施例的低成本高强度X80管线用钢板按重量百分比包括以下组成成分：C：0.047%，Si：0.26%，Mn：1.77%，P：0.011%，S：0.001%，Nb：0.069%，Ti：0.014%，Cr：0.25%，Alt：0.035%，其余为铁和不可避免夹杂，未加入Mo、Ni等贵重合金元素；
本实施例的低成本高强度X80管线用钢板的生产工艺，利用炉卷轧机生产线或中厚板生产线进行生产，包括转炉或电炉冶炼工序、炉外精炼工序、真空处理工序、连铸工序、板坯再加热工序、控制轧制工序和控制冷却工序；板坯再加热工序中，板坯加热温度：1200℃；控制轧制工序中，再结晶区控轧轧制的终止温度：1060℃，变形量63%；非再结晶区控轧轧制的开始温度：900℃，终止轧制温度：823℃，变形量67%；终止轧制后空冷33秒，再进行控制冷却工序，终止冷却温度：317℃，冷却速度：25℃/s。
实施例1-4的钢板力学拉伸、冲击、落锤等性能检测结果如下：屈服强度（Mpa）：556-575，抗拉强度（Mpa）：726-775，屈强比：0.74-0.77，伸长率（%）：25-36，-20℃夏比冲击功（J）：318-434，-15℃落锤（%）：91-100。其中拉伸试样为横向，试样宽度38mm，标距长度50mm；夏比冲击试样尺寸10*10*55mm，试验温度-20℃；横向冷弯D=2a，1800，结果完好。由此可见，本发明的X80高强度管线用钢板，在取消Ni、Mo、Cu合金元素加入的前提下，通过优化控制轧制及控制冷却工艺，产品具备合金成本低、各项综合性能良好等优点。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种低成本高强度X80管线用钢板的生产工艺，利用炉卷轧机生产线或中厚板生产线进行生产，包括转炉或电炉冶炼工序、炉外精炼工序、真空处理工序、连铸工序、板坯再加热工序、控制轧制工序和控制冷却工序，其特征在于：
㈠所述低成本高强度X80管线用钢板按重量百分比包括以下组成成分：C：0.040～0.080%，Mn：1.60～1.90%，Si：0.10～0.30%，S：≤0.005%，P：≤0.015%，Nb：0.05～0.10%，Ti：≤0.020%，Cr：0.10～0.30%，Alt：≤0.060%，Ca：≤0.005%，N：≤0.006%，不添加合金元素Mo、Ni和Cu，其余为铁和不可避免夹杂；
㈡所述板坯再加热工序中，板坯加热温度：1150～1250℃；控制轧制工序中，再结晶区控轧轧制的终止温度：1020～1100℃，变形量≥60%；非再结晶区控轧轧制的开始温度：860～950℃，终止轧制温度：760～850℃，变形量≥60%；终止轧制后空冷10-40秒，再进行控制冷却工序，终止冷却温度：≤400℃，冷却速度：10～40℃/s。
2.如权利要求1所述的低成本高强度X80管线用钢板的生产工艺，其特征在于：
㈠所述低成本高强度X80管线用钢板按重量百分比包括以下组成成分：C：0.050%，Si：0.26%，Mn：1.72%，P：0.009%，S：0.002%，Nb：0.069%，Ti：0.014%，Cr：0.23%，Alt：0.026%，不加入Mo、Ni和Cu，其余为铁和不可避免夹杂；
㈡所述板坯再加热工序中，板坯加热温度：1180℃；控制轧制工序中，再结晶区控轧轧制的终止温度：1030℃，变形量63%；非再结晶区控轧轧制的开始温度：860℃，终止轧制温度：766℃，变形量67%；终止轧制后空冷15秒，再进行控制冷却工序，终止冷却温度：300℃，冷却速度：17℃/s。
3.如权利要求1所述的低成本高强度X80管线用钢板的生产工艺，其特征在于：
㈠所述低成本高强度X80管线用钢板按重量百分比包括以下组成成分：C：0.063%，Mn：1.70%，Si：0.27%，S：0.001%，P：0.010%，Nb：0.068%，Ti：0.012%，Cr：0.25%，Alt：0.026%，Ca：0.005%，N：0.006%，不加入Mo、Ni和Cu，其余为铁和不可避免夹杂；
㈡所述板坯再加热工序中，板坯加热温度：1190℃；控制轧制工序中，再结晶区控轧轧制的终止温度：1042℃，变形量60%；非再结晶区控轧轧制的开始温度：870℃，终止轧制温度：790℃，变形量70%；终止轧制后空冷23秒，再进行控制冷却工序，终止冷却温度290℃，冷却速度：21℃/s。
4.如权利要求1所述的低成本高强度X80管线用钢板的生产工艺，其特征在于：
㈠所述低成本高强度X80管线用钢板按重量百分比包括以下组成成分：C：0.058%，Mn：1.68%，Si：0.25%，S：0.001%，P：0.012%，Nb：0.070%，Ti：0.015%，Cr：0.24%，Alt：0.028%，Ca：0.004%，N：0.005%，不加入Mo、Ni和Cu，其余为铁和不可避免夹杂；
㈡所述板坯再加热工序中，板坯加热温度：1190℃；控制轧制工序中，再结晶区控轧轧制的终止温度：1057℃，变形量63%；非再结晶区控轧轧制的开始温度：880℃，终止轧制温度：806℃，变形量67%；终止轧制后空冷27秒，再进行控制冷却工序，终止冷却温度306℃，冷却速度：19℃/s。
5.如权利要求1所述的低成本高强度X80管线用钢板的生产工艺，其特征在于：
㈠所述低成本高强度X80管线用钢板按重量百分比包括以下组成成分：C：0.047%，Mn：1.77%，Si：0.26%，S：0.001%，P：0.011%，Nb：0.069%，Ti：0.014%，Cr：0.25%，Alt：0.035%，不加入Mo、Ni和Cu，其余为铁和不可避免夹杂；
㈡所述板坯再加热工序中，板坯加热温度：1200℃；控制轧制工序中，再结晶区控轧轧制的终止温度：10607℃，变形量63%；非再结晶区控轧轧制的开始温度：900℃，终止轧制温度：823℃，变形量67%；终止轧制后空冷33秒，再进行控制冷却工序，终止冷却温度317℃，冷却速度：25℃/s。
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