CN107604259A

CN107604259A - 一种x70管线钢热轧板卷及其生产方法

Info

Publication number: CN107604259A
Application number: CN201710767825.XA
Authority: CN
Inventors: 王少炳; 王雪莲; 袁晓鸣; 袁媛; 魏慧慧
Original assignee: Baotou Iron and Steel Group Co Ltd
Current assignee: Baotou Iron and Steel Group Co Ltd
Priority date: 2017-08-31
Filing date: 2017-08-31
Publication date: 2018-01-19

Abstract

本发明涉及一种X70管线钢热轧板卷及其生产方法。该生产方法包括：冶炼连铸；加热和轧制，其中：加热温度为1160～1180℃，总在炉时间≥180min；轧制分为第一阶段和第二阶段轧制：第一阶段在奥氏体再结晶区轧制，轧制过程中，开轧温度为1140～1160℃，第一道次压下率＞10％，末道次压下率≥25％；第二阶段在奥氏体未再结晶区轧制，精轧开轧温度≤930℃，终轧温度为810～850℃，精轧压缩比＞3，累计压下率≥72％；冷却。该方法通过合理的化学成分设计，并采取上述控轧控冷工艺，得到一种显微组织为细小均匀的针状铁素体，晶粒度13级，高强度、高韧性和落锤撕裂性能、低成本X70管线钢。

Description

一种X70管线钢热轧板卷及其生产方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金领域，特别涉及一种X70管线钢热轧板卷及其生产方法。

背景技术

石油天然气是国民经济的重要战略和储备物资，随着国民经济的高速发展，对于石油及天然气等能源的需求量越来越大，能源需求的不断增长、结构调整和优化，带动了石油天然气工业的全面发展。管道输送是一种经济、安全不间断的运输方式，具有输送量大、成本低、安全性高、便捷、高效等优点。

随着石油天然气需求量的不断增加，管道的输送压力和管径也不断地增大，油气输送钢管也相应迅速向高钢级方向发展。长输管线为了提高输送效率，主干线输送压力较高，要求选用较高强度级别的钢种，X70级别管线钢是主干线工程常用的钢种。

专利申请号201310001802.X公布了经济型高韧性X70管线钢热轧板卷的制备方法，其化学成分为C：0.060-0.075％，Si：0.15-0.30％，Mn：1.20-1.65％，Nb：0.070-0.080％，Ti：0.010-0.020％，Cr：0.20-0.30％。结合控轧控冷工艺，获得强度、韧性、落锤撕裂性能良好的X70管线钢。不足之处为Nb含量较高，合金成本较高，同时卷取温度范围为300-400℃，温度较低，难以控制。

专利申请号201210138675.3公布了一种X70管线钢热轧钢卷的生产方法，其化学成分：C≤0.070％，Si≤0.30％，Mn≤1.60％，Nb≤0.070％，Ti＝0.010-0.025％，Cr≤0.30％。经过加热、除鳞、粗轧和精轧后，进行快冷段冷却和层流冷却，得到高强度、高韧性的细晶针状铁素体组织。该文献中冷却策略采用“轧后超快冷+层流冷却前段集冷+层流冷却后段精冷屏蔽”模式，冷却工艺较复杂，难以控制，同时文献中并未提供管线钢的强度和韧性。

专利申请号201310001803.4公布了含Cr经济型X70管线钢热轧板卷的控轧控冷工艺，其化学成分为C：0.050-0.075％，Si：0.15-0.35％，Mn：1.00-1.65％，Nb：0.050-0.080％，Ti：0.010-0.025％，Cr：0.30-0.40％。采用控制轧制+加速冷却的方式生产，通过奥氏体再结晶区形变再结晶、奥氏体未再结晶区的变形累积以及轧后的加速冷却来获得细小均匀的以针状铁素体为主体，含有少量的粒状贝氏体组成的复相组织。不足之处为Cr含量较高，增加合金成本，同时卷取温度范围为300-400℃，温度较低，增加工艺控制难度。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种X70管线钢热轧板卷及其制备方法。

本发明提供一种X70管线钢热轧板卷，其化学成分按重量百分比计包括：C：0.05-0.07％、Si：0.15-0.25％、Mn：1.60-1.75％、P：≤0.012％、S：≤0.005％、Nb：0.055-0.065％、Ti：0.010-0.020％、Al：0.020-0.040％、Cr：0.15-0.25％、N：≤50ppm、Pcm：0.14-0.18％，余量为Fe和不可避免的杂质。

本发明还提供一种上述X70管线钢热轧板卷的生产方法，其包括如下步骤：

步骤1)、按照权利要求1所述的的化学成分冶炼连铸，得到铸坯；

步骤2)将铸坯进行加热和轧制，其中：

加热温度为1160～1180℃，总在炉时间≥180min；

轧制分为第一阶段和第二阶段轧制：

第一阶段在奥氏体再结晶区轧制，轧制过程中，开轧温度为1140～1160℃，第一道次压下率＞10％，末道次压下率≥25％；

第二阶段在奥氏体未再结晶区轧制，精轧开轧温度≤930℃，终轧温度为810～850℃，精轧压缩比＞3，累计压下率≥72％；

步骤3)、冷却：

控制轧制结束后，板卷进入加密层流冷却区域，以15-25℃/s的冷却速度冷却至440～500℃，最终得到细小均匀的针状铁素体组织。

进一步地，所述冶炼过程采用KR法脱硫铁水和重型废钢，进行LF精炼和RH真空处理，RH真空处理后进行钙处理，Ar气软吹时间大于15min。

进一步地，所述第一阶段和第二阶段轧制均为纵轧。

相对于现有技术，本发明提供的X70管线钢热轧板卷的生产方法通过合理的化学成分设计，并采取上述控轧控冷工艺，得到一种显微组织为细小均匀的针状铁素体，晶粒度13级，高强度、高韧性和落锤撕裂性能、低成本X70管线钢。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明实施例2制备钢带的金相组织图。

具体实施方式

本发明公开了一种X70管线钢热轧板卷及其生产方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

本发明的目的是提供一种高强度、高韧性和落锤撕裂性能、低成本X70管线钢制造工艺。

首先，本发明提供一种X70管线钢热轧板卷，其化学成分按重量百分比计包括：C：0.05-0.07％、Si：0.15-0.25％、Mn：1.60-1.75％、P：≤0.012％、S：≤0.005％、Nb：0.055-0.065％、Ti：0.010-0.020％、Al：0.020-0.040％、Cr：0.15-0.25％、N：≤50ppm、Pcm：0.14-0.18％，余量为Fe和不可避免的杂质。

相应的，本发明还提供一种上述X70管线钢热轧板卷的生产方法，其包括如下步骤：

步骤1)、按照上述化学成分冶炼连铸，得到铸坯；

步骤2)将铸坯进行加热和轧制，其中：

加热温度为1160～1180℃，总在炉时间≥180min；

轧制分为第一阶段和第二阶段轧制：

步骤3)、冷却：

上述冶炼连铸具体可以依次包括：铁水预处理，转炉顶底复吹冶炼，LF炉外精炼，RH真空脱气，板坯连铸，堆垛缓冷。

作为本发明的优选方案，所述冶炼过程采用KR法脱硫铁水和重型废钢，进行LF精炼和RH真空处理，RH真空处理后进行钙处理，Ar气软吹时间大于15min。

LF精炼和RH真空处理保证钢水洁净度，LF精炼采用大渣量进行造渣，RH真空处理保证钢水深真空循环时间，真空处理后进行钙处理，氩气软吹时间大于15min，使夹杂物充分变性和上浮。板坯连铸时全程保护浇注，并采用动态轻压下等技术，以减少连铸坯中心偏析。

上述加热和轧制具体可以依次包括：板坯加热，除鳞，粗轧轧制，精轧轧制，ACC冷却，热矫，冷却，剪切，定尺，冷矫，标识入库。

板坯加热温度1160～1180℃，总在炉时间≥180min，确保钢坯温度均匀。制造工艺为热轧两阶段控制进行，全部为纵轧，第一阶段为奥氏体再结晶区轧制，即粗轧阶段；第二阶段为奥氏体未再结晶区轧制，即精轧阶段。

在奥氏体再结晶区轧制时，开轧温度为1140～1160℃，第一道次压下率＞10％，末道次压下率≥25％，用以充分细化原始奥氏体晶粒。

在奥氏体未再结晶区轧制时，此阶段的轧制使奥氏体伸长。采用7道次轧制，精轧开轧温度≤930℃，终轧温度为810～850℃，精轧压缩比≥3，累计压下率≥72％。

下面结合实施例，进一步阐述本发明：

实施例1

钢带的化学成分重量百分比见表1。板坯加热温度为1178℃，总在炉时间187min。第一阶段轧制，即奥氏体再结晶区轧制，开轧温度为1145℃，第一道次压下率＞10％，末道次压下率≥25％，当轧件厚度为40mm时，在辊道上待温至930℃，随后进行第二阶段轧制，即奥氏体未再结晶区轧制，终轧温度为828℃，轧制结束后，钢带进入高效加密层流冷却装置，以20℃/s的速度冷却至470℃。最后即可得到所述钢带。

实施例2

实施方式同实施例1，其中加热温度为1172℃，总在炉时间186min。第一阶段轧制的开轧温度为1150℃，中间坯厚度为40mm，第二阶段轧制的开轧温度为925℃，终轧温度为826℃，轧制结束后，钢带进入高效加密层流冷却装置，以18℃/s的速度冷却至485℃。最后即可得到所述钢带。钢带的金相组织图如图1所示，从图1可知，钢板细的组织为细小均匀的针状铁素体。

实施例3

实施方式同实施例1，其中加热温度为1176℃，总在炉时间189min。第一阶段轧制的开轧温度为1155℃，中间坯厚度为40mm；第二阶段轧制的开轧温度为928℃，终轧温度为823℃，轧制结束后，钢带进入高效加密层流冷却装置，以22℃/s的速度冷却至456℃。最后即可得到所述钢带。

对本发明实施例1～3的钢带进行力学性能检验，检验结果见表2。

对本发明实施例1～3的钢带进行夹杂物和晶粒度检验，检验结果见表3。

表1 本发明实施例1～3的钢带的化学成分(wt％)

实施例	C	Si	Mn	P	S	Nb	Ti	Cr	N	Pcm
											1	0.055	0.17	1.68	0.008	0.001	0.064	0.010	0.20	0.0030	0.15
2	0.060	0.20	1.63	0.008	0.001	0.060	0.014	0.16	0.0035	0.16
											3	0.066	0.22	1.74	0.010	0.001	0.055	0.016	0.24	0.0032	0.17

表2 本发明实施例1～3的钢带的力学性能

表3 本发明实施例1～3的钢带的晶粒度和夹杂物

由上述内容可知，本发明明提供的X70管线钢热轧板卷的组织为细小均匀的针状铁素体，晶粒度13级，强度高、韧性高、落锤撕裂性能优异、生产成本低。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种X70管线钢热轧板卷，其特征在于，其化学成分按重量百分比计包括：C：0.05-0.07％、Si：0.15-0.25％、Mn：1.60-1.75％、P：≤0.012％、S：≤0.005％、Nb：0.055-0.065％、Ti：0.010-0.020％、Al：0.020-0.040％、Cr：0.15-0.25％、N：≤50ppm、Pcm：0.14-0.18％，余量为Fe和不可避免的杂质。

2.一种如权利要求1所述的X70管线钢热轧板卷的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤2)将铸坯进行加热和轧制，其中：

加热温度为1160～1180℃，总在炉时间≥180min；

轧制分为第一阶段和第二阶段轧制：

步骤3)、冷却：

3.根据权利要求2所述的X70管线钢热轧板卷的生产方法，其特征在于，所述冶炼过程采用KR法脱硫铁水和重型废钢，进行LF精炼和RH真空处理，RH真空处理后进行钙处理，Ar气软吹时间大于15min。

4.根据权利要求2所述的X70管线钢热轧板卷的生产方法，其特征在于，所述第一阶段和第二阶段轧制均为纵轧。