CN105695896A

CN105695896A - 一种x120高钢级管线钢热轧钢板的制备方法

Info

Publication number: CN105695896A
Application number: CN201410701557.8A
Authority: CN
Inventors: 何永金
Original assignee: CHONGQING YIMAN ENVIRONMENTAL PROTECTION EQUIPMENT Co Ltd
Current assignee: CHONGQING YIMAN ENVIRONMENTAL PROTECTION EQUIPMENT Co Ltd
Priority date: 2014-11-28
Filing date: 2014-11-28
Publication date: 2016-06-22

Abstract

本发明公开了一种X120高钢级管线钢热轧钢板的制备方法，属于微合金钢生产技术领域。依次包括铁水预处理、转炉冶炼、炉外精炼、连铸、板坯加热、除鳞、轧制以及冷却步骤；其特征在于，在所述冷却步骤中，冷却模式采用在线DQ，冷却区平均冷却速度为30℃/s～55℃/s，冷却终止温度为 250～450℃。该管线钢具有高强韧性和良好的可焊性，且屈强比低，合金用量少，成本低。

Description

一种X120高钢级管线钢热轧钢板的制备方法

技术领域

本发明属于微合金钢生产技术领域，特别地涉及一种X120高钢级管线钢热轧钢板的制备方法。

背景技术

在经济危机和能源需求剧增的背景下，国家拉动内需，扩大基础建设，管道工程建设尤为突出。国内著名的“西气东输工程”建设，管线钢需求量大，X80钢级批量应用，促进了国内钢厂对更高强度等级管线钢的研究与开发。

长距离高压输送对管线钢性能提出了更高的要求。从输送管道的运营稳定性和安全性出发，需要具有更高强度和韧性的管线钢；从经济角度出发，也需要更高钢级管线钢产品。目前，相关标准中的最高强度等级X120级管线钢要求屈服强度达到915～1050MPa，抗拉强度达到915～1145MPa，且具有良好的韧性指标，它的应用将具有巨大的经济效益，可使长距离油气管线工程造价降低5%～18%，主要体现在节约材料、提高输送压力、减小施工量、降低维护费用和优化整体方案等方面。

专利号为ZL200610117239.2、发明名称为“超高强度高韧性X120管线钢及其制造方法”的专利中记载的管线钢的化学成分中包括Nb：0.043～0.150%、Cu≤0.80%、Ni≤1.20%、Cr≤1.20%、Mo≤1.0%，而且添加了B：0.005～0.0030%，合金添加量高，制造成本高，同时提高了碳当量，不利于焊接工艺性能；制造方法中再结晶区控制轧制的温度范围：900～1200℃；未再结晶区控轧轧制的温度控制范围：720～940℃；终止轧制温度：720～880℃，轧制温度较低，容易产生混晶，而且较低的轧制温度对超高强度管线钢板型控制非常不利，并增加了热矫直的道次数，极大地降低生产效率和产品合格率。

专利号为ZL200910063905.2、发明名称为“低裂纹敏感性高韧性X120管线钢及其制造方法”的专利中记载的管线钢的化学成分中Nb、V、Ni、Cu、Cr以及Mo的总含量达到0.9-1.31%，合金含量比较高，制造成本高；制造方法中钢板冷却前停留10-60秒，降低了生产效率，而且会加大钢板头尾温差，降低钢板同板性能的均匀性，给用户最终使用带来不便。

另外，目前国内没有采用双机架可逆式宽厚板轧机轧制和采用在线DQ处理工艺生产具有高强韧性和良好可焊性的X120高钢级管线钢的相关专利和文献报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种X120高钢级管线钢热轧钢板的制备方法，该管线钢热轧钢板具有高强韧性和良好的可焊性，且屈强比低，合金用量少，成本低。其制备方法中采用在线DQ工艺进行冷却，设计合理，其能大幅提高低碳钢和低合金钢的强度。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种X120高钢级管线钢热轧钢板，其特征在于，按重量百分比由如下化学成分组成：C：0.035～0.08%，Si：0.12～0.4%，Mn：1.5～2.21%，P：≤0.012%，S：≤0.006%，Nb：0.05～0.08%，V：0.05～0.08%，Ti：0.015～0.03%，Ni：0.2～0.5%，Mo：0.13～0.5%，Cu：≤0.33%，Cr：≤0.42%，Alt：0.005～0.02%，Ca：0.001～0.04%，其余为Fe及不可避免的杂质。

进一步，按重量百分比由如下化学成分组成：C：0.03%、Si：0.30%、Mn：2.00%、P：0.008%、S：0.001%、Nb：0.063%、V：0.054%、Ti：0.03%、Ni：0.27%、Mo：0.28%、Alt：0.03%、Ca：0.004%，其余为Fe及不可避免的杂质。

一种X120高钢级管线钢热轧钢板的制备方法，依次包括铁水预处理、转炉冶炼、炉外精炼、连铸、板坯加热、除鳞、轧制以及冷却步骤；其特征在于，在所述冷却步骤中，冷却模式采用在线DQ，冷却区平均冷却速度为30℃/s～55℃/s，冷却终止温度为250～450℃。

进一步，在所述板坯加热步骤中，板坯加热温度为1200-1300℃；在所述轧制步骤中，采用双机架可逆式宽厚板轧机进行轧制，在奥氏体再结晶区完成粗轧，所述粗轧的纵轧末道次压下率不低于30%，粗轧终轧温度控制在1150～1200℃；在奥氏体未再结晶区完成精轧，精轧时累积压下率不低于65%，精轧开轧温度为970～990℃，精轧终轧温度为850℃～930℃。

进一步，所述板坯加热的时间为11-13min/cm。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：本发明通过双机架可逆式宽厚板轧机轧制和采用在线DQ处理工艺生产了具有高强韧性和良好可焊性的X120高钢级管线钢钢板。在控制轧制中采用在线DQ工艺，能大幅提高低碳钢和低合金钢的强度，同时降低合金加入量，节约生产成本，并获得理想性能的钢板，由于减少了合金元素含量而降低了碳当量，改善了焊接性能。本发明制得的钢板具有高强韧性和良好的可焊性，且屈强比比较低。其屈服强度达到850MPa以上，抗拉强度达到950MPa以上，0℃V型缺口夏比冲击功达到200J以上，0℃全尺寸DWTT剪切面积85%以上，最终成品性能满API5L标准X120管线钢性能要求。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

以下百分比均为重量百分比。

实施例1：制备厚度16mm的X200高钢级管线钢热轧钢板

该钢板的化学成分及重量百分比含量（Wt，%）为：C：0.035～0.08%，Si：0.12～0.4%，Mn：1.5～2.21%，P：≤0.012%，S：≤0.006%，Nb：0.05～0.08%，V：0.05～0.08%，Ti：0.015～0.03%，Ni：0.2～0.5%，Mo：0.13～0.5%，Cu：≤0.33%，Cr：≤0.42%，Alt：0.005～0.02%，Ca：0.001～0.04%，其余为Fe及不可避免的杂质。

上述化学成分的钢板的制备方法如下：依次包括铁水预处理、120吨转炉冶炼、炉外精炼、连铸成250mm×1700mm×2850mm的连铸坯，铸坯加热、高压水除鳞、双机架可逆式4300mm宽厚板轧机轧制、冷却、热矫直处理。其中，铁水预处理、120吨转炉冶炼、炉外精炼、连铸成250mm×1700mm×2850mm的连铸坯、高压水除鳞为本领域常规技术，在此处不再重复阐述，下面对不同于现有技术的工艺步骤进行详细说明。

1）板坯加热

装炉方式：采用冷装，加热参考时间按9min/cm。要求钢坯加热均匀，各点温度差≤15℃。出钢温度为1250℃。

2）轧制

在奥氏体再结晶区完成粗轧，所述粗轧为纵轧，采用单道次大压下制度，至少保证末道次压下率不低于30%，中间坯厚为成品厚度的3倍，粗轧终轧温度为1150℃。精轧时累积压下率不低于65%，但不高于70%，精轧开轧温度为980℃,精轧终轧温度为880℃。

3）轧后冷却

冷却模式采用在线DQ，冷却参数如下：冷却开始温度810～820℃，冷却结束温度300℃，冷却速率40℃/s。

4）矫直制度

钢板的终矫温度不高于500℃。注意保持矫直机、辊道等设备的良好状态，避免钢板划伤、压痕等缺陷。根据实际板形情况，确定矫直道次。一般矫直道次1～3次即可。

Claims

1.一种X120高钢级管线钢热轧钢板的制备方法，其特征在于，依次包括铁水预处理、转炉冶炼、炉外精炼、连铸、板坯加热、除鳞、轧制以及冷却步骤；其特征在于，在所述冷却步骤中，冷却模式采用在线DQ，冷却区平均冷却速度为30℃/s～55℃/s，冷却终止温度为250～450℃。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述板坯加热步骤中，板坯加热温度为1200-1300℃；在所述轧制步骤中，采用双机架可逆式宽厚板轧机进行轧制，在奥氏体再结晶区完成粗轧，所述粗轧的纵轧末道次压下率不低于30%，粗轧终轧温度控制在1150～1200℃；在奥氏体未再结晶区完成精轧，精轧时累积压下率不低于65%，精轧开轧温度为970～990℃，精轧终轧温度为850℃～930℃。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述板坯加热的时间为11-13min/cm。