CN1978082A - 一种控制管线钢热轧平板屈强比的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种控制管线钢热轧平板屈强比的生产方法，该方法采用热机械控制轧制工艺生产，其特点是板坯加热温度为1150～1200℃，粗轧温度区间为1000～ 1150℃，精轧温度区间为830～950℃，终冷温度区间为490～550℃，控制冷却速度为6.5～14.7℃/S。该方法在粗轧阶段至少三个道次的压下≥15％，精轧阶段的累积变形量≥60％。本发明克服了现有技术的不足，将冷却速度定在较低的6.5～ 14.7℃/S，不需要对现有的控冷设备进行改造，解放了控冷能力；将精轧温度区间拓宽到120℃(830～950℃)，为单张轧制的管线钢热轧平板完成精轧区间的位错积累和晶粒细化任务创造了条件，符合管线钢热轧平板精轧期间温降大的特点。采用本发明工艺生产的管线钢热轧平板不仅具有适宜的强度，还具有极高的韧性(CVN－20℃≥300J)和较低的屈强比(Y/R≤0.87)。
Description
技术领域
本发明属于高强度高韧性热轧板的控轧控冷技术，尤其涉及一种可控制管线钢热轧平板屈强比的生产方法。
背景技术
石油天然气输送管道是能源建设的重要部分。对长距离、大流量的天然气输送管道，采取提高输送压力、增加气体密度的方法，可以降低一次性投资和运营成本。由于输送管道大部分都要经过严寒地带，沿途地域复杂，所以要求制备输送管道的管线钢在满足强度的条件下，还必须具有极高的韧性。石油天然气长输管线用钢管主要有螺旋焊管和直缝焊管两种，一般地区使用管径小壁厚薄的螺旋焊管，该焊管大多用管线钢热轧卷板制作，但在人口密集、地质条件复杂、使用环境苛刻的地区都使用直缝焊管，该焊管大多用管线钢热轧平板制作。
在管线钢的生产中，一般都采用TMCP(热机械控制轧制)工艺以得到需要的组织与性能。可TMCP工艺在实际应用过程中往往会使热轧钢板的屈强比升高，而且屈强比波动较大。如舞阳钢铁公司生产的管线钢热轧平板，其屈强比波动就大，性能合格率偏低。虽然国内外针对上述屈强比的问题做了很多的研究，但基本都是对管线钢热轧卷板的研究。如公开号为KR1020040055839的韩国专利《低屈强比高强韧性管线钢热轧钢板的生产方法》公开了一种管线钢热轧卷板屈强比的控制方法，该方法通过控制化学成分和相应的加热温度、精轧温度区间、精轧总压下率及卷取温度区间的方法来获得较低的屈强比。其不足之处在于：生产工艺范围较窄，精轧温度区间为900～860℃，只有40℃的温度区间。这样窄的温度区间只有在连轧卷板的生产中才能够实现，在热轧平板的生产中，由于道次间隔时间长，仅40℃的精轧温度区间是难以实现的。公开号为CN1584097A的中国专利《高强度高韧性输送管线钢及其制备方法》的不足之处在于冷却速度要求控制在15～30℃/S。因为高的冷却速度会使屈强比升高，所以该专利实施例中的屈强比都滞留在较高的0.88以上。
发明内容
本发明的目的在于在不改变热轧平板化学成分和组织组元、满足其各项性能的前提下，提供一种符合管线钢热轧平板生产特点、可控制其屈强比的生产方法。
本发明控制管线钢热轧平板屈强比的生产方法是这样实现的：该方法采用热机械控制轧制工艺生产，其特点是板坯加热温度为1150～1200℃，粗轧温度区间为1000～1150℃，精轧温度区间为830～950℃，终冷温度区间为490～550℃，控制冷却速度为6.5～14.7℃/S。该生产方法粗轧阶段至少三个道次的压下≥15％，精轧阶段的累积变形量≥60％。
本发明主要利用正交设计实验方法，对可能影响屈强比的主要工艺参数，包括精轧温度、开冷温度、终冷温度、冷却速度等，采用三水平四因素方法设计了9种工艺制度的实验方案，经多次反复实验，找出了影响屈强比的最主要工艺参数是冷却速度，同时考虑到冷却速度对强度的影响，采用中等水平的K值，确定冷却速度在6.5～14.7℃/S时，所生产的管线钢的强度适中、屈强比较低，韧性良好。
本发明生产方法克服了现有技术中的不足，该方法将冷却速度定在较低的6.5～14.7℃/S，所以不需要对现有的控冷设备进行改造，解放了控冷能力；将精轧温度区间拓宽到120℃(830～950℃)，为单张轧制的管线钢热轧平板完成精轧区间的位错积累和晶粒细化任务创造了条件，符合管线钢热轧平板精轧期间温降大的特点。
采用本发明工艺生产的管线钢热轧平板不仅具有适宜的强度，还具有极高的韧性(CVN-20℃≥300J)和较低的屈强比(Y/R≤0.87)。
具体实施方式
本发明实施例见表1、表2和表3。表1是采用本发明工艺生产X65管线钢热轧平板的具体方法及其检测性能，包含3个实施例；表2是采用本发明工艺生产X70管线钢热轧平板的具体方法及其检测性能，包含3个实施例；表3是采用本发明工艺生产X80管线钢热轧平板的具体方法及其检测性能，包含3个实施例。
表1X65管线钢热轧平板生产工艺及其性能
| 序号 | 加热温度，℃ | 粗轧温度区间，℃ | 精轧温度区间，℃ | 终冷温度，℃ | 冷速℃/S | 粗轧≥15％道次数 | 精轧压下率，％ | Rt0.5MPa | RmMPa | A，％ | Y/R | CVN-20℃，J | DWTT-15℃，SA，％ | |||||
| 1 | 2 | 3 | 平均 | 1 | 2 | 平均 | ||||||||||||
| 1 | 1184 | 1108-1040 | 948-834 | 540 | 8.2 | 3 | 68 | 505 | 619 | 32 | 0.82 | 367 | 389 | 354 | 370 | 100 | 100 | 100 |
| 2 | 1200 | 1145-1100 | 950-860 | 550 | 14.7 | 4 | 66 | 550 | 635 | 29 | 0.87 | 330 | 305 | 310 | 315 | 100 | 100 | 100 |
| 3 | 1150 | 1050-1000 | 900-830 | 490 | 6.5 | 3 | 65 | 485 | 590 | 35 | 0.82 | 360 | 380 | 410 | 383 | 100 | 100 | 100 |
表2X70管线钢热轧平板生产工艺及其性能
| 序号 | 加热温度，℃ | 粗轧温度区间，℃ | 精轧温度区间，℃ | 终冷温度，℃ | 冷速℃/S | 粗轧≥15％道次数 | 精轧压下率，％ | Rt0.5MPa | RmMPa | A，％ | Y/R | CVN-20℃，J | DWTT-15℃，SA，％ | |||||
| 1 | 2 | 3 | 平均 | 1 | 2 | 平均 | ||||||||||||
| 1 | 1194 | 1150-1020 | 936-845 | 520 | 12 | 5 | 64 | 540 | 660 | 31 | 0.82 | 437 | 428 | 465 | 443 | 100 | 96 | 98 |
| 2 | 1186 | 1136-1040 | 950-860 | 550 | 7.7 | 4 | 69 | 510 | 595 | 34 | 0.86 | 440 | 460 | 410 | 437 | 100 | 98 | 99 |
| 3 | 1150 | 1100-1000 | 900-833 | 493 | 14.3 | 3 | 65 | 580 | 665 | 29 | 0.87 | 390 | 365 | 343 | 366 | 98 | 95 | 97 |
表3X80管线钢热轧平板生产工艺及其性能
| 序号 | 加热温度，℃ | 粗轧温度区间，℃ | 精轧温度区间，℃ | 终冷温度，℃ | 冷速℃/S | 粗轧≥15％道次数 | 精轧压下率，％ | Rt0.5MPa | RmMPa | A，％ | Y/R | CVN-20℃，J | DWTT-15℃，SA，％ | |||||
| 1 | 2 | 3 | 平均 | 1 | 2 | 平均 | ||||||||||||
| 1 | 1188 | 1100-1023 | 950-844 | 496 | 12.6 | 4 | 68 | 600 | 690 | 34 | 0.87 | 328 | 343 | 336 | 335 | 100 | 100 | 100 |
| 2 | 1200 | 1150-1090 | 950-870 | 540 | 6.9 | 4 | 68 | 590 | 695 | 33 | 0.85 | 360 | 323 | 385 | 356 | 98 | 98 | 98 |
| 3 | 1156 | 1110-1008 | 909-832 | 491 | 14.7 | 4 | 66 | 645 | 740 | 28 | 0.87 | 310 | 329 | 305 | 314 | 95 | 92 | 93 |
Claims (2)
1.一种控制管线钢热轧平板屈强比的生产方法，采用热机械控制轧制工艺生产，其特征在于板坯加热温度1150～1200℃，粗轧温度区间：1000～1150℃，精轧温度区间830～950℃，终冷温度区间：490～550℃，控制冷却速度6.5～14.7℃/S。
2.根据权利要求1所述的控制管线钢热轧平板屈强比的生产方法，其特征在于粗轧阶段至少三个道次的压下≥15％，精轧阶段的累积变形量≥60％。
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