CN107442568A - 一种大壁厚管线钢的轧制方法 - Google Patents

一种大壁厚管线钢的轧制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107442568A
CN107442568A CN201710635259.7A CN201710635259A CN107442568A CN 107442568 A CN107442568 A CN 107442568A CN 201710635259 A CN201710635259 A CN 201710635259A CN 107442568 A CN107442568 A CN 107442568A
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
wall thickness
rolling
pipe line
temperature control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710635259.7A
Other languages
English (en)
Inventor
熊祥江
罗登
李中平
史术华
陈奇明
范明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hunan Valin Xiangtan Iron and Steel Co Ltd
Hunan Hualing Xiangtan Iron and Steel Co Ltd
Original Assignee
Hunan Hualing Xiangtan Iron and Steel Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hunan Hualing Xiangtan Iron and Steel Co Ltd filed Critical Hunan Hualing Xiangtan Iron and Steel Co Ltd
Priority to CN201710635259.7A priority Critical patent/CN107442568A/zh
Publication of CN107442568A publication Critical patent/CN107442568A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/10—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies
    • C21D8/105—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

本发明公开了一种大壁厚管线钢的轧制方法，包括如下工艺步骤：（1）加热：由步进梁式加热炉给连铸坯加热，预热段从室温按照4~5 min/cm加热速度，温度控制在800~900℃；加热段加热速度控制在6~8min/cm，温度控制在1160~1180℃；均热段温度控制在1160±20℃，保温时间120~160分钟；(2)轧制：粗轧，终轧温度≥980℃，中间坯厚度80~90mm范围，同时采用大压下制度，展宽后有连续2道次压下率≥25%；精轧，开轧温度830℃,终轧720~740℃，轧制两道次；冷却，开始冷却温度690~710℃，冷却速度15~18℃/S，终冷380~420℃。利用断面尺寸为260mm×2280mm的铸坯生产大壁厚30.8mm，管径1422mm，钢级为X80的止裂性能优良的管线钢。与TMCP+OLT工艺相比，降低了制造成本，即节省了在线回火成本。

Description

一种大壁厚管线钢的轧制方法
技术领域
本发明属于炼钢技术领域，是一种大壁厚管线钢的轧制方法。
背景技术
在通过管道长距离输送大量原油和天然气的过程中，为了提高效益，降低成本，目前国际上较常用的一种方式就是扩大钢管的管径并增大壁厚，如中俄油气输送东线（黑河——长岭）项目，设计输送管径为1422mm，管道壁厚达30.8mm。在长距离油气输送管道用钢的各项技术指标中，要求钢的止裂性能（简称“DWTT”，落锤撕裂实验，是一种主要用于评价脆性断裂止裂性能的实验方法）是关键指标之一。如果钢的止裂性能不良，一旦发生管道泄漏，将会以较快速度进行撕裂，后果严重；如果止裂性能较好，将会快速止裂，大大降低事故的损失。
中国生产大壁厚管线钢钢板均采用热机械轧制工艺（简称“TMCP”工艺）。而国际上还有一种轧制工艺就是TMCP+OLT工艺（OLT为On Line Tempering的缩写），即轧后进行在线回火处理。这种TMCP+OLT工艺生产的钢板止裂性能较好，但在线回火成本高，特别是极大地消耗电能，所以采用TMCP工艺轧制，特别是规格小（300mm×2300mm断面）铸坯来轧制这种管径1422mm、壁厚30.8mm的X80高钢级大壁厚管线钢，其钢板的DWTT性能极不理想。
利用铸坯断面尺寸260mm×2280mm，采用传统的TMCP工艺生产的大壁厚管线钢钢板，主要缺陷是钢板全厚度方向组织不均匀，马奥岛（简称“MA”）片状且弥散不均，且实验过程中锤击力极大，应力集中严重，导致试样断口脆性区域百分比较大，出现通条脆性现象。
发明内容
本发明旨在一种大壁厚管线钢的轧制方法，利用铸坯断面尺寸260mm×2280mm生产大壁厚30.8mm，管径1422mm，钢级为X80的止裂性能优良的管线钢。
本发明的技术方案：
一种大壁厚管线钢的轧制方法，包括如下工艺步骤：
（1）加热：由步进梁式加热炉给连铸坯加热，预热段从室温开始加热，加热速度为4~5min/cm，温度控制在800~900℃；加热段加热速度控制在6~8min/cm，温度控制在1160~1180℃；均热段温度控制在1160±20℃，保温时间120~160分钟；
(2)轧制：粗轧，终轧温度≥980℃，中间坯厚度80~90mm范围，同时采用大压下制度，展宽后有连续2道次压下率≥25%；精轧，开轧温度830℃, 终轧720~740℃，轧制两道次；冷却，开始冷却温度690~710℃，冷却速度15~18℃/S，终冷控制温度380~420℃。
本发明的技术原理：本发明生产的管线钢具备止裂性能优良的管线钢特点，组织为贝氏体铁素体+准多边形铁素体+少量退化珠光体。其轧制技术原理是控制轧制温度和相变，精轧开轧830℃，较发明前降低了40℃，特别是轧制两道次后停留60s，自然冷却至790~800℃后再轧制9道次，这种轧制方式十分独特。降低精轧开轧温度，增加铁素体的形核点，提高铁素体体积百分数，同时促进γ/α转变，使铁素体晶粒更加细化，同时轧制过程中停留60s，一方面将变形晶体发生回复及多变化，变形位错将重新排列或消失，回复过程导致在变形奥氏体中形成较小直径的位错胞状亚结构（或亚晶）；另一方面790~800℃时再继续轧制9道次，进一步促进晶粒细化，特别是改善心部韧性指标，提高DWTT性能。这种轧制控制方式主要是降低形变位错密度，弱化硬化效应，充分细化晶粒和有效改善心部韧性，结合轧后15~18℃/S快速冷却至380~420℃，对轧制过程形成的细小变形带进行最大限度的切割，形成细小均匀分布的晶粒，同时第二相离子析出和MA弥散分布，从而即达到有效改善止裂性能DWTT，又提高抗拉强度和降低屈强比的双重效果。
本发明继承了TMCP工艺的低成本设计理念，加热采用低温加热，轧制为高温大压下，低温累积变形，控制软相（主要是铁素体）析出量，并结合轧后的快速冷却，通过这些主要目的是充分细化晶粒，适度降低位错密度，弱化硬化效果，同时改变钢板心部组织和提高软相占比，减少硬相(低温析出相，如片状MA等)含量，从而提高钢板的止裂性能，满足技术要求。
与现有TMCP或TMCP+OLT工艺生产的大壁厚管线钢技术相比，本发明具有以下优点：钢板止裂性能DWTT脆性区域百分数可达到10%以下，完全满足管道项目设计要求；钢板屈服强度520~560Mpa，抗拉强度680~710Mpa，屈强比控制在0.83以下；利用铸坯断面尺寸260mm×2280mm生产大壁厚30.8mm，管径1422mm，钢级为X80的止裂性能优良的管线钢，所用铸坯断面属于大众化断面规格，为生产现场极大地节约人工成本和备品备件成本；与TMCP+OLT工艺相比，降低了制造成本，即节省了在线回火成本。
附图说明
图1为本发明方法生产的壁厚30.8mmX80显微组织图。
图2为本发明方法生产的壁厚30.8mmX80拉伸曲线图。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明的内容：
实施例一：
铸坯规格为261mm×2283mm×3150mm，其熔炼成分如表1。
表1 实施例一30.8mmX80熔炼成分实绩（%）
工艺步骤：
（1）加热
预热段：加热速度4.7min/cm，温度控制在800~867℃
加热段：加热速度7.8min/cm，温度控制在1160~1180℃均热段：保温时间137min，出炉温度1167℃（心部）和1178℃（表面）
（2）轧制
粗轧：开轧温度1146~1151℃，横轧展宽3道次，纵轧9道次，终轧温度1052~1068℃。纵轧最后两道次压下率分别为25.5%和27.1%。
精轧：中间坯厚度85mm，开轧温度830℃，轧制两道次后停留60s，其表面温度797℃，然后连续轧制9道次，终轧温度716~729℃。
冷却：开始冷却温度694~702℃，冷却速度17.8℃/S，终冷温度397~408℃。
30.8mm钢板性能：止裂性能DWTT脆性区域百分数6.8%（均值），如图1所示，屈服强度530MPa、抗拉强度690 MPa、屈强比0.77。
实施例二
铸坯规格为269mm×2281mm×3150mm，其熔炼成分如表2。
表2 实施例二30.8mmX80熔炼成分实绩（%）
工艺步骤：
（1）加热：
预热段：加热速度4.8min/cm，温度控制在810~887℃
加热段：加热速度7.6min/cm，温度控制在1165~1180℃均热段：保温时间132min，出炉温度1163℃（心部）和1175℃（表面）
（2）轧制
粗轧：开轧温度1145~1155℃，横轧展宽3道次，纵轧9道次，终轧温度1041~1055℃。纵轧最后两道次压下率分别为26.2%和27.7%。
精轧：中间坯厚度85mm，开轧温度830℃，轧制两道次后停留60s，其表面温度791℃，然后连续轧制9道次，终轧温度712~724℃。
冷却：开始冷却温度697~712℃，冷却速度17.1℃/S，终冷温度399~418℃。
30.8mm钢板性能：止裂性能DWTT脆性区域百分数5.7%（均值），如图2所示，屈服强度538MPa、抗拉强度701 MPa、屈强比0.77。

Claims (1)

1.一种大壁厚管线钢的轧制方法，其特征在于包括如下工艺步骤：
（1）加热：由步进梁式加热炉给连铸坯加热，预热段从室温开始加热，加热速度为4~5min/cm，温度控制在800~900℃；加热段加热速度控制在6~8min/cm，温度控制在1160~1180℃；均热段温度控制在1160±20℃，保温时间120~160分钟；
(2)轧制：粗轧，终轧温度≥980℃，中间坯厚度80~90mm范围，同时采用大压下制度，展宽后有连续2道次压下率≥25%；精轧，开轧温度830℃, 终轧720~740℃，轧制两道次；冷却，开始冷却温度690~710℃，冷却速度15~18℃/S，终冷控制温度380~420℃。
CN201710635259.7A 2017-07-30 2017-07-30 一种大壁厚管线钢的轧制方法 Pending CN107442568A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710635259.7A CN107442568A (zh) 2017-07-30 2017-07-30 一种大壁厚管线钢的轧制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710635259.7A CN107442568A (zh) 2017-07-30 2017-07-30 一种大壁厚管线钢的轧制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107442568A true CN107442568A (zh) 2017-12-08

Family

ID=60489707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710635259.7A Pending CN107442568A (zh) 2017-07-30 2017-07-30 一种大壁厚管线钢的轧制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107442568A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108411197A (zh) * 2018-03-27 2018-08-17 宝钢湛江钢铁有限公司 一种Φ1422mm超大口径螺旋埋弧焊管用厚规格X80热轧卷及其制造方法
CN109926455A (zh) * 2019-04-03 2019-06-25 西宁特殊钢股份有限公司 一种实现方形等轴晶区的轧制方法
CN112126865A (zh) * 2020-09-25 2020-12-25 湖南华菱湘潭钢铁有限公司 一种x80管线钢板的轧制方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001113301A (ja) * 1999-10-19 2001-04-24 Nkk Corp 連続鋳造ビレット鋳片の圧延割れを防止する圧延方法
CN102851613A (zh) * 2011-06-28 2013-01-02 鞍钢股份有限公司 一种低成本高性能海洋隔水管用热轧钢板及其生产方法
CN102851615A (zh) * 2011-06-28 2013-01-02 鞍钢股份有限公司 抗拉强度800MPa级别低屈强比结构钢板及其制造方法
CN103627980A (zh) * 2013-11-25 2014-03-12 首钢总公司 低温大壁厚x80hd大变形管线钢及其生产方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001113301A (ja) * 1999-10-19 2001-04-24 Nkk Corp 連続鋳造ビレット鋳片の圧延割れを防止する圧延方法
CN102851613A (zh) * 2011-06-28 2013-01-02 鞍钢股份有限公司 一种低成本高性能海洋隔水管用热轧钢板及其生产方法
CN102851615A (zh) * 2011-06-28 2013-01-02 鞍钢股份有限公司 抗拉强度800MPa级别低屈强比结构钢板及其制造方法
CN103627980A (zh) * 2013-11-25 2014-03-12 首钢总公司 低温大壁厚x80hd大变形管线钢及其生产方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108411197A (zh) * 2018-03-27 2018-08-17 宝钢湛江钢铁有限公司 一种Φ1422mm超大口径螺旋埋弧焊管用厚规格X80热轧卷及其制造方法
CN109926455A (zh) * 2019-04-03 2019-06-25 西宁特殊钢股份有限公司 一种实现方形等轴晶区的轧制方法
CN112126865A (zh) * 2020-09-25 2020-12-25 湖南华菱湘潭钢铁有限公司 一种x80管线钢板的轧制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110499448B (zh) 一种性能优异的高n奥氏体不锈钢中厚板及其制造方法
CN112226699B (zh) 一种抗酸性管线钢的生产方法
CN103710507B (zh) 一种低镍双相不锈钢热轧板卷的制备方法
CN104525560A (zh) 普碳钢/含Nb钢20-30mm中厚板麻面的有效控制方法
CN110195193B (zh) 低成本、高韧性及优良焊接性800MPa级调质钢板及其制造方法
CN110076196B (zh) 一种集装箱船用止裂钢的生产方法
CN104307890A (zh) Hrb400热轧带肋钢筋的组合控轧控冷生产工艺
CN105689408A (zh) 一种低碳铝镇静钢边部氧化铁皮的热轧控制方法
CN104550234A (zh) 一种管线钢和不锈钢复合板材的轧制方法
CN111155028B (zh) 一种正火dh36风电用钢板及其制备方法
CN107442568A (zh) 一种大壁厚管线钢的轧制方法
CN114134400B (zh) 一种大规格高强度高韧性油井钻头用钢及其制备方法
CN114378114B (zh) 一种利用缺陷连铸坯生产质量优良中厚板的方法
WO2022214107A1 (zh) 一种高韧性的低合金高强度钢的轧制方法
CN103111464A (zh) 一种特厚板的制造方法
CN105200332A (zh) 700MPa级薄规格高强钢带及其生产方法
CN105886912B (zh) 一种低压缩比厚规格x70级输气管线钢及生产方法
CN114774770B (zh) 低成本抗hic油气管道用l290热轧钢板及制造方法
CN110004359B (zh) 一种高均匀纵横向韧性宽幅钢板及其tmcp工艺生产方法
CN101748264A (zh) 一种耐候钢板坯的加热方法
CN111349859A (zh) 一种复合坯轧制大厚度500MPa级高Z向层状性能低温容器钢板及其制造方法
CN107983771A (zh) 建筑混凝土固定件用高强冷硬卷热轧方法
CN101758069B (zh) 高强度管件钢轧制工艺
CN104073744B (zh) 厚度≥18.5mm的高韧性X80管线钢板卷及生产方法
CN108941494B (zh) 一种中厚板连铸坯的热送热装工艺

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20171208