CN112981254A - 一种宽幅高强韧性厚壁x80m管线钢板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种宽幅高强韧性厚壁X80M管线钢板及其制造方法,钢板的化学成分按重量百分比计为:C 0.045%~0.08%,Si 0.20%~0.38%,Mn 1.55%~1.85%,Cu 0.15%~0.35%,P≤0.010%,S≤0.015%,Nb 0.04%~0.08%,Ti 0.015%~0.028%,Al 0.015%~0.045%,Cr 0.25%~0.5%,N 0.004%~0.006%,V 0.032%~0.06%,Zr 0.03%~0.05%,Ni≤0.15%,Mo≤0.12%,Ca:0.0012%~0.0035%,余量为Fe和不可避免的杂质;本发明所生产的钢板具有高强度、低温韧性良好的综合性能,可以保证油气输送管线管的安全。
Description
技术领域
本发明涉及低碳微合金钢生产技术领域,尤其涉及一种宽幅高强韧性厚壁X80M管线钢板及其制造方法。
背景技术
管线运输是长距离输送油气最经济、最方便、最主要的方式。为了提高油气输送效率,长输油气管道的输送压力和管道口径不断增大,油气管道建设所需钢管的最大口径已达到同时,为保证安全性,钢管的强度级别和厚度也在增加,要求相应的管线钢板必须满足厚壁(>25mm)、大板宽(>4000mm)、高钢级(X80M级)的要求。宽幅、厚规格管线管主要用于大输量油气管道、穿越边远及高寒等气候恶劣的地区时使用。由于边远高寒地区的管道服役条件苛刻,要求输送管线不仅要达到相应的强度,而且,必须具备良好的延展性和低温韧性。
但是,随着钢板宽度的增大、厚度的增加,其轧制难度也大幅增加。首先,轧机负荷、钢板温度均匀性、板形控制等都面临着严峻考验;其次,钢板性能的提高主要取决于钢中磷、硫等杂质的含量,钢中合金元素的含量以及冶炼、轧制等生产过程关键工艺参数的控制。现有技术主要是通过装备能力提升来保证宽幅、厚规格管线钢性能(如增加连铸坯厚度,保证大压缩比),或者通过在线热处理等工艺来改善钢板性能均匀性,这些做法会导致设备成本投入和生产成本大幅增加。此外,高强度钢级厚规格管线钢的低温韧性及DWTT(落锤撕裂测试)性能控制是业界公认的难题,国内外的研究表明,落锤性能除了钢中的组织及环境温度等因素以外,还与钢板的厚度有密切的关系,且随着钢板厚度的增加,DWTT控制难度越来越大。
由此可见,如何解决上述超宽、厚壁X80M管线钢生产中存在的问题,同时降低管线钢生产成本,是厚规格、宽幅X80M管线钢开发的关键。
公开号为CN103343297B的中国发明专利公开了“一种低成本X80管线钢宽厚板及其生产方法”。其涉及一种X80级别管线宽厚板,钢板宽度2400mm,采用增大总压缩比、粗轧大道次变形率(≥25%)、超快速冷却(冷速30~40℃/s)等方式来获得所需的性能。但其所述钢板宽度无法满足大口径管线需求,工艺对设备能力要求高,无法适用于超宽厚壁管线钢。公开号为CN106222562A的中国专利申请公开了“一种厚壁大口径高钢级管线钢的制造方法”。钢板宽度<3900mm,成分中Ni(0.25%~0.30%)、Cu(0.15%~0.20%)等元素含量高,工艺上采用低温大变形率的生产工艺,无法适用于超宽厚壁管线钢。公开号为CN110331347A的中国专利申请公开了“一种厚度规格在40mm以上的X80管线钢及其制造方法”,钢的成分中添加了较高的Ni(0.20-1.5%)等合金元素,合金成本高,同时采用中间坯冷却来开展钢坯晶粒度,对设备能力要求高。期刊论文《超快冷对厚规格X80管线钢组织性能的影响》(《材料研究学报》2016.8)中介绍了冷却工艺对厚度22mm的X80管线钢的影响,其产品的厚度较小,冷速要求高(25℃/s),无法适用于超宽厚壁管线钢。
以上公开文献中的钢虽然达到了高强度,有的还具有优良的低温韧性性能,但是它们生产成本高,因此无法实现低成本生产厚规格、宽幅管线用钢板的要求。
发明内容
本发明提供了一种宽幅高强韧性厚壁X80M管线钢板及其制造方法,所生产的钢板适用于制造厚规格(25~40mm),大管径的油气输送用管道,无需后续离线热处理、堆垛缓冷就能满足超宽X80M钢板的技术要求,解决了生产过程中轧制抗力大、矫直抗力大和钢板性能均匀性差等问题,钢板具有高强度、低温韧性良好的综合性能,可以保证油气输送管线管的安全。
为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案实现:
一种宽幅高强韧性厚壁X80M管线钢板,所述钢板的宽度>4000mm,厚度为25~40mm;钢板的化学成分按重量百分比计为:C 0.045%~0.08%,Si 0.20%~0.38%,Mn1.55%~1.85%,Cu 0.15%~0.35%,P≤0.010%,S≤0.015%,Nb 0.04%~0.08%,Ti0.015%~0.028%,Al 0.015%~0.045%,Cr 0.25%~0.5%,N 0.004%~0.006%,V0.032%~0.06%,Zr 0.03%~0.05%,Ni≤0.15%,Mo≤0.12%,Ca:0.0012%~0.0035%,Mo+Ni+Cr+Cu:0.55%~0.85%,同时碳当量Ceq控制在0.37%~0.43%,且Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo)/5+(Ni+Cu)/15;Pcm控制在0.15%~0.17%,且Pcm=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B;余量为Fe和不可避免的杂质,杂质中O≤0.0050%,其它杂质元素总量低于0.05%。
所述钢板的金相组织为针状铁素体和粒状贝氏体为主的复相组织;其中,铁素体体积百分比占10%~30%。
所述钢板的性能为:横向拉伸的屈服强度为520~650MPa,抗拉强度为630~755MPa,屈强比为0.8~0.9,延伸率≥40%;-45℃横向夏比冲击功≥450J,-15℃的DWTT横向剪切面积SA不低于85%。
一种宽幅高强韧性厚壁X80M管线钢板的制造方法,生产工艺路线为钢水冶炼→炉外精炼、脱气→连铸→板坯再加热→控制轧制→控制冷却→空冷至室温;具体如下:
1)钢水冶炼至连铸过程:
原料经KR铁水预处理,控制S含量≤0.015%,扒渣后进入转炉;转炉冶炼采用双渣法脱P,控制P含量≤0.01%,转炉冶炼终点控制C含量为0.045~0.08%,出钢时吹氩气21~25min;钢水经LF精炼和RH真空脱气处理,RH真空保持25min以上;然后进行板坯连铸,连铸过热度为10~22℃,连铸拉坯速率为1.5~1.8m/min;在水平扇形段即凝固末端投入重压下,连铸坯压下量为15~22mm;
2)板坯再加热:
将铸坯送入步进式加热炉内进行加热,依次经预热段、加热段和均热段后出炉;其中,预热段温度为900~1100℃,加热段温度为1130~1240℃,均热段温度为1120~1230℃,均热段加热时间为1.4~2.2小时,总在炉时间5.5~6.2小时;
3)控制轧制及控制冷却过程:
开轧前利用高压水对出炉后铸坯进行除鳞0.5~1.2min,除鳞机压力20~35MPa;分三阶段轧制:第一阶段为形变再结晶轧制,终轧温度为980~1050℃,轧制道次数≤6道次;第二阶段为低温奥氏体形变轧制,开轧温度为960~980℃,终轧温度为920~930℃,轧制道次数≤5道;第三阶段为奥氏体与铁素体两相区轧制,开轧制温度为830~850℃,终轧温度为730~750℃,轧制道次数≤8道次;第三阶段采取慢速轧制,轧制速度1~2m/s,轧后快速抛钢,抛钢速度5~6.5m/s;随后采用层流冷却,开冷温度为710~730℃,终冷温度为380~420℃,控制冷却速度20~25℃/s;钢板出控冷后侧喷开启,侧喷压力为1~5MPa,侧喷水量为35~50m3/h;再通过热矫进行三道次矫直,导入辊位置-0.8mm~-2.1mm,导出辊位置-2.7mm~-3.2mm;
4)空冷到室温。
所述铸坯的厚度为250~300mm。
第一阶段轧制的道次压下制度是:后3个道次至少有1个道次的压下率在15%以上;第二阶段轧制的道次压下制度是:前2个道次至少有1个道次的压下率在20%以上,后3个道次至少有1个道次的压下率不小于10%;第三阶段轧制的道次压下制度是:前3个道次至少有1个道次的压下率在20%以上。
前两个阶段轧制完成后,所得中间坯的厚度为成品钢板厚度的2.7~4倍。
第二轧制阶段的后3个道次,每个道次均喷除鳞水,每次除鳞时间1~2min,除鳞机压力15~20MPa。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1)KR铁水预处理深脱硫后扒渣干净,转炉采用双渣法脱P,使铸坯的P、S含量较低,控制吹氩气时间,保持RH真空脱气时间,从而克服由于Mn含量较高所带来的铸坯中心偏析、夹杂物和H、O含量超标等缺陷,有利于提高管线钢的塑韧性;连铸前的吹氩镇静能够促进去除钢水的夹杂物,提高钢水成分均匀性;浇注过热度和连铸坯拉速的控制可以有效减少铸坯表面和角部质量缺陷;投入重压下可以有助于减小钢坯偏析,细化奥氏体晶粒,减少内部组织缺陷等。
2)本发明中钢的化学成分设计合理,以C、Mn成分为基础,利用Nb、Ti、V、Zr等合金元素并严格控制钢坯加热温度和时间,抑制奥氏体晶粒长大;在奥氏体相变过程中通过复合元素(Nb、Ti、V、Zr)析出强化促进铁素体相形核,进而细化晶粒;同时利用Cr和Cu元素部分或全部替代贵重的Mo、Ni等元素,配以与之相应的独特的生产工艺,获得了综合性能优异的宽幅厚壁X80M管线用热轧钢板。本发明碳当量Ceq和Pcm适宜,保证材料具有良好的强度和可焊性;板坯再加热过程中,预热段温度区间为900~1100℃,能够促使Ti、Nb、Zr和V的碳化物和氮化物快速充分固溶于基体中,并进行充分扩散;采用较低的均热温度,同时保证均热段在炉时间,可以有效抑制奥氏体晶粒过度长大,同时保证合金元素充分固溶;
3)采用三阶段控制轧制工艺,分别控制各轧制阶段道次压下量、轧制温度和轧制速度,优化中间坯厚度,同时在轧制第二阶段采用灵活的高压水除鳞工艺,进而抑制奥氏体晶粒长大,同时在钢坯内外表面产生温度梯度,促进轧制变形向厚度中心的渗透,细化厚度1/2处晶粒,有利于改善大壁厚管线钢的心部组织;此外,控制三阶段轧制温度和轧制速度,保证Ti、V、Zr和Nb的氮化物和碳化物为主的细小颗粒大量析出,增加铁素体形核位置,有效提高钢板屈服强度,改善韧性;通过轧后快速抛钢,保证钢板入水温度等,控制钢板的终冷温度在380~420℃,通过侧喷投入,有利于钢板板形的控制,提高钢板性能均匀性,减少扣头、扣尾板形问题的几率,节省后续冷矫直设备投入成本;
4)中间待温坯厚度保证第三阶段奥氏体与铁素体积累足够形变能,同时采用慢速轧制保证Ti、V、Zr和Nb的氮化物和碳化物为主的细小颗粒大量析出,增加铁素体形核位置,有效提高钢板屈服强度,改善韧性,另外通过三阶段轧制使不同阶段晶粒组织细化并有一定程度的预变形以降低相变后的晶粒尺寸;控制钢板开始水冷温度、冷速和终冷温度,以控制水冷前组织中铁素体与奥氏体比例和晶粒尺寸形貌,提高韧性,同时也促进硬相组织形成,保证钢板的强度;
具体实施方式
本发明提供了一种宽幅高强韧性厚壁X80M管线钢板,所述钢板的宽度>4000mm,厚度为25~40mm;钢板的化学成分按重量百分比计为:C 0.045%~0.08%,Si 0.20%~0.38%,Mn 1.55%~1.85%,Cu 0.15%~0.35%,P≤0.010%,S≤0.015%,Nb 0.04%~0.08%,Ti 0.015%~0.028%,Al 0.015%~0.045%,Cr 0.25%~0.5%,N 0.004%~0.006%,V 0.032%~0.06%,Zr 0.03%~0.05%,Ni≤0.15%,Mo≤0.12%,Ca:0.0012%~0.0035%,Mo+Ni+Cr+Cu:0.55%~0.85%,同时碳当量Ceq控制在0.37%~0.43%,且Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo)/5+(Ni+Cu)/15;Pcm控制在0.15%~0.17%,且Pcm=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B;余量为Fe和不可避免的杂质,杂质中O≤0.0050%,其它杂质元素总量低于0.05%。
所述钢板的金相组织为针状铁素体和粒状贝氏体为主的复相组织;其中,铁素体体积百分比占10%~30%。
所述钢板的性能为:横向拉伸的屈服强度为520~650MPa,抗拉强度为630~755MPa,屈强比为0.8~0.9,延伸率≥40%;-45℃横向夏比冲击功≥450J,-15℃的DWTT横向剪切面积SA不低于85%。
一种宽幅高强韧性厚壁X80M管线钢板的制造方法,生产工艺路线为钢水冶炼→炉外精炼、脱气→连铸→板坯再加热→控制轧制→控制冷却→空冷至室温;具体如下:
1)钢水冶炼至连铸过程:
原料经KR铁水预处理,控制S含量≤0.015%,扒渣后进入转炉;转炉冶炼采用双渣法脱P,控制P含量≤0.01%,转炉冶炼终点控制C含量为0.045~0.08%,出钢时吹氩气21~25min;钢水经LF精炼和RH真空脱气处理,RH真空保持25min以上;然后进行板坯连铸,连铸过热度为10~22℃,连铸拉坯速率为1.5~1.8m/min;在水平扇形段即凝固末端投入重压下,连铸坯压下量为15~22mm;
2)板坯再加热:
将铸坯送入步进式加热炉内进行加热,依次经预热段、加热段和均热段后出炉;其中,预热段温度为900~1100℃,加热段温度为1130~1240℃,均热段温度为1120~1230℃,均热段加热时间为1.4~2.2小时,总在炉时间5.5~6.2小时;
3)控制轧制及控制冷却过程:
开轧前利用高压水对出炉后铸坯进行除鳞0.5~1.2min,除鳞机压力20~35MPa;分三阶段轧制:第一阶段为形变再结晶轧制,终轧温度为980~1050℃,轧制道次数≤6道次;第二阶段为低温奥氏体形变轧制,开轧温度为960~980℃,终轧温度为920~930℃,轧制道次数≤5道;第三阶段为奥氏体与铁素体两相区轧制,开轧制温度为830~850℃,终轧温度为730~750℃,轧制道次数≤8道次;第三阶段采取慢速轧制,轧制速度1~2m/s,轧后快速抛钢,抛钢速度5~6.5m/s;随后采用层流冷却,开冷温度为710~730℃,终冷温度为380~420℃,控制冷却速度20~25℃/s;钢板出控冷后侧喷开启,侧喷压力为1~5MPa,侧喷水量为35~50m3/h;再通过热矫进行三道次矫直,导入辊位置-0.8mm~-2.1mm,导出辊位置-2.7mm~-3.2mm;
4)空冷到室温。
所述铸坯的厚度为250~300mm。
第一阶段轧制的道次压下制度是:后3个道次至少有1个道次的压下率在15%以上;第二阶段轧制的道次压下制度是:前2个道次至少有1个道次的压下率在20%以上,后3个道次至少有1个道次的压下率不小于10%;第三阶段轧制的道次压下制度是:前3个道次至少有1个道次的压下率在20%以上。
前两个阶段轧制完成后,所得中间坯的厚度为成品钢板厚度的2.7~4倍。
第二轧制阶段的后3个道次,每个道次均喷除鳞水,每次除鳞时间1~2min,除鳞机压力15~20MPa。
本发明所述一种宽幅高强韧性厚壁X80M管线钢板化学成分中各主要元素的作用如下:
C:钢中最经济、最基本的强化元素,通过固溶强化和析出强化对提高钢的强度有明显作用,但提高C含量对钢的塑性、韧性和焊接性有负面影响。为此,本发明将C含量范围设定为0.045%~0.08%。
Mn:通过固溶强化提高钢的强度,同时补偿因C含量降低而引起钢板强度损失。此外,还可降低γ-α相变温度,进而细化铁素体晶粒,有助于获得细小的低温相变产物,提高其韧性。但提高Mn的含量,会加剧连铸坯中心偏析,不利于钢板低温韧性的提高,也无法保证钢板横截面组织均匀性。因此,本发明的Mn含量范围设计为1.55%~1.85%。
Si:具有炼钢脱氧与提高基体强度的作用。提高Si的含量,可以净化铁素体,减小珠光体的含量,有利于减少基体材料的包辛格效应。但Si过量,会降低母材焊接热影响区的韧性。因此,本发明中Si含量设定为0.20%~0.38%。
Nb:是现代微合金化管线钢中常用元素之一,具有良好的细晶强化与沉淀强化效果;也会延迟奥氏体再结晶,但过量的Nb会增加生产成本与连铸工艺控制难度。本发明选取Nb含量范围0.04%~0.08%,配合合理的TMCP工艺,可以获得均匀的以针状铁素体组织为主的复合相,使其具有良好韧性。
N:钢中N元素除了形成细小的AlN、VN、TiN颗粒细化奥氏体晶粒外,并没有其它明显的作用,因此需要保持在一个较低的含量水平,本发明选取的N含量范围0.004%~0.006%。
Ti:是强的固N元素,在连铸坯中以TiN形式存在。细小的TiN粒子可有效地抑制连铸坯再加热时的奥氏体晶粒长大,且有助于提高Nb在奥氏体中的固溶度,改善焊接热影响区的冲击韧性。当Ti添加量超过某一定值,TiN颗粒就会粗化,提升颗粒界面与基体的应力集中水平。因此,本发明选取Ti含量范围0.015%~0.028%。
Al:通常作为钢中脱氧剂,如果形成AlN还有细化组织的作用。当Al的含量超过0.045%时,过量的氧化铝夹杂会降低钢的洁净度。Al含量过低则脱氧不充分,Ti等易氧化元素就会形成氧化物,因此本发明中Al的含量设定为0.015%~0.045%。
Cr:能够有效提高淬透性,抑制铁素体形成、促进形成贝氏体的主要元素,对控制相变组织起重要作用,促进在中温和低温区内形成晶内有大量位错分布的针状铁素体,改善钢板强度、塑性和韧性,本发明选取Cr的含量范围为Cr 0.25%~0.5%。
Cu:可通过固溶强化提高钢的强度,还可改善耐蚀性能,但过高的Cu会引起热脆性,对韧性不利,因此,本发明选取Cu含量范围0.15%~0.35%。
V:钒的碳氮化物在铁素体中以细小弥散形式均匀析出,可以显著提高材料的屈服强度和抗拉强度,但过高会导致钒的碳氮化物粗大,降低韧性,也会增加合金成本,本发明控制V的范围是0.032%~0.06%。
Mo:能够明显提高淬透性,增加强度,促进中低温组织转变,优化钢板和焊接处热影响区的组织性能,但是,过高钼含量会增加生产成本,因此,本发明将Mo含量控制在0.12%以下。
Ni:有利于改善低温韧性和耐腐蚀性;Ni还可以延迟珠光体转变,促进中温转变组织形成,降低厚规格钢板冷速限制;但镍价格较高,因此,本发明将Ni含量控制在0.15%以下。
Ca:可以有效控制夹杂物形态,减少硫化物、氧化物等夹杂物对性能的危害,本发明将Ca含量控制在0.0012%~0.0035%,可以达到理想的夹杂物控制效果。
P、S:是钢中不可避免的杂质元素,过高的P、S会影响钢板的落锤性能和焊接性能,因此应越低越好。但出于冶炼工艺成本的考虑,不能无限制的低。因此,本发明将P、S含量上限分别设定为0.010%与0.015%。
Mo、Ni、Cr、Cu均具有强化作用,增加奥氏体稳定性,有利于提高淬透性,鉴于本发明采用低C设计,Mo+Ni+Cr+Cu过低不利于性能和微观组织控制,含量过高影响焊接性和经济性,因此,本发明将Mo+Ni+Cr+Cu控制在0.55%~0.85%。本发明的碳当量Ceq控制在0.37%~0.43%,Pcm控制在0.15%~0.195%,既可以保证钢板的强韧性,又能使钢板具有适宜的可焊性。
以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
【实施例】
本实施例中,X80M热轧钢板的目标厚度为25~40mm,使用250~300mm厚的钢坯在中厚板往复式轧机上进行生产,淬火介质为水。
如下列各表所示,表1为各实施例中钢的化学成分,表2为各实施例中钢的冶炼工艺参数,表3为各实施例中铸坯的加热制度及连铸坯轧前高压水除鳞工艺参数;表4为各实施例中钢的加热及轧制工艺参数;表5为各实施例中钢在不同轧制阶段的各道次压下量;
表6为各实施例中钢板控冷工艺参数;表7为各实施例中钢板的横向力学性能。
表1钢的化学成分(wt,%)
注:各实施例钢中杂质元素P≤0.01%;S≤0.015%;0≤0.0050%,其它杂质元素总量低于0.05%。
表2钢的冶炼工艺参数
表3铸坯的加热制度及连铸坯轧前高压水除鳞工艺参数
表4钢的加热及轧制工艺参数
表5钢在不同轧制阶段的各道次压下量
表6钢板的控冷工艺参数
表7钢板的横向力学性能
上述实施例证明,与现有技术相比,采用本发明所述方法生产X80M超宽钢板,具有高强度、低屈强比、良好的塑性和韧性,能够满足制作超宽厚壁X80M油气输送管道的要求。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种宽幅高强韧性厚壁X80M管线钢板,其特征在于,所述钢板的宽度>4000mm,厚度为25~40mm;钢板的化学成分按重量百分比计为:C 0.045%~0.08%,Si 0.20%~0.38%,Mn 1.55%~1.85%,Cu 0.15%~0.35%,P≤0.010%,S≤0.015%,Nb 0.04%~0.08%,Ti 0.015%~0.028%,Al 0.015%~0.045%,Cr 0.25%~0.5%,N 0.004%~0.006%,V 0.032%~0.06%,Zr 0.03%~0.05%,Ni≤0.15%,Mo≤0.12%,Ca:0.0012%~0.0035%,Mo+Ni+Cr+Cu:0.55%~0.85%,同时碳当量Ceq控制在0.37%~0.43%,且Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo)/5+(Ni+Cu)/15;Pcm控制在0.15%~0.17%,且Pcm=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B;余量为Fe和不可避免的杂质,杂质中O≤0.0050%,其它杂质元素总量低于0.05%。
2.根据权利要求1所述一种宽幅高强韧性厚壁X80M管线钢板,其特征在于,所述钢板的金相组织为针状铁素体和粒状贝氏体为主的复相组织;其中,铁素体体积百分比占10%~30%。
3.根据权利要求1所述一种宽幅高强韧性厚壁X80M管线钢板,其特征在于,所述钢板的性能为:横向拉伸的屈服强度为520~650MPa,抗拉强度为630~755MPa,屈强比为0.8~0.9,延伸率≥40%;-45℃横向夏比冲击功≥450J,-15℃的DWTT横向剪切面积SA不低于85%。
4.如权利要求1~3任意一种所述宽幅高强韧性厚壁X80M管线钢板的制造方法,其特征在于,生产工艺路线为钢水冶炼→炉外精炼、脱气→连铸→板坯再加热→控制轧制→控制冷却→空冷至室温;具体如下:
1)钢水冶炼至连铸过程:
原料经KR铁水预处理,控制S含量≤0.015%,扒渣后进入转炉;转炉冶炼采用双渣法脱P,控制P含量≤0.01%,转炉冶炼终点控制C含量为0.045~0.08%,出钢时吹氩气21~25min;钢水经LF精炼和RH真空脱气处理,RH真空保持25min以上;然后进行板坯连铸,连铸过热度为10~22℃,连铸拉坯速率为1.5~1.8m/min;在水平扇形段即凝固末端投入重压下,连铸坯压下量为15~22mm;
2)板坯再加热:
将铸坯送入步进式加热炉内进行加热,依次经预热段、加热段和均热段后出炉;其中,预热段温度为900~1100℃,加热段温度为1130~1240℃,均热段温度为1120~1230℃,均热段加热时间为1.4~2.2小时,总在炉时间5.5~6.2小时;
3)控制轧制及控制冷却过程:
开轧前利用高压水对出炉后铸坯进行除鳞0.5~1.2min,除鳞机压力20~35MPa;分三阶段轧制:第一阶段为形变再结晶轧制,终轧温度为980~1050℃,轧制道次数≤6道次;第二阶段为低温奥氏体形变轧制,开轧温度为960~980℃,终轧温度为920~930℃,轧制道次数≤5道;第三阶段为奥氏体与铁素体两相区轧制,开轧制温度为830~850℃,终轧温度为730~750℃,轧制道次数≤8道次;第三阶段采取慢速轧制,轧制速度1~2m/s,轧后快速抛钢,抛钢速度5~6.5m/s;随后采用层流冷却,开冷温度为710~730℃,终冷温度为380~420℃,控制冷却速度20~25℃/s;钢板出控冷后侧喷开启,侧喷压力为1~5MPa,侧喷水量为35~50m3/h;再通过热矫进行三道次矫直,导入辊位置-0.8mm~-2.1mm,导出辊位置-2.7mm~-3.2mm;
4)空冷到室温。
5.根据权利要求4所述一种宽幅高强韧性厚壁X80M管线钢板的制造方法,其特征在于,所述铸坯的厚度为250~300mm。
6.根据权利要求4所述一种宽幅高强韧性厚壁X80M管线钢板的制造方法,其特征在于,第一阶段轧制的道次压下制度是:后3个道次至少有1个道次的压下率在15%以上;第二阶段轧制的道次压下制度是:前2个道次至少有1个道次的压下率在20%以上,后3个道次至少有1个道次的压下率不小于10%;第三阶段轧制的道次压下制度是:前3个道次至少有1个道次的压下率在20%以上。
7.根据权利要求4所述一种宽幅高强韧性厚壁X80M管线钢板的制造方法,其特征在于,前两个阶段轧制完成后,所得中间坯的厚度为成品钢板厚度的2.7~4倍。
8.根据权利要求4所述一种宽幅高强韧性厚壁X80M管线钢板的制造方法,其特征在于,第二轧制阶段的后3个道次,每个道次均喷除鳞水,每次除鳞时间1~2min,除鳞机压力15~20MPa。
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