RU2815962C1 - Способ производства толстолистового проката для изготовления труб магистральных трубопроводов - Google Patents
Способ производства толстолистового проката для изготовления труб магистральных трубопроводов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2815962C1 RU2815962C1 RU2023123102A RU2023123102A RU2815962C1 RU 2815962 C1 RU2815962 C1 RU 2815962C1 RU 2023123102 A RU2023123102 A RU 2023123102A RU 2023123102 A RU2023123102 A RU 2023123102A RU 2815962 C1 RU2815962 C1 RU 2815962C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- production
- finished
- carried out
- steel
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 34
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 34
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 24
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 11
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 10
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims abstract description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 7
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910001208 Crucible steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 7
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 5
- 229910001568 polygonal ferrite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract description 28
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 abstract description 5
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 abstract 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 abstract 1
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 2
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 description 2
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001563 bainite Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 calcium aluminates Chemical class 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000004881 precipitation hardening Methods 0.000 description 1
- LVTJOONKWUXEFR-FZRMHRINSA-N protoneodioscin Natural products O(C[C@@H](CC[C@]1(O)[C@H](C)[C@@H]2[C@]3(C)[C@H]([C@H]4[C@@H]([C@]5(C)C(=CC4)C[C@@H](O[C@@H]4[C@H](O[C@H]6[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](C)O6)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]6[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](C)O6)[C@H](CO)O4)CC5)CC3)C[C@@H]2O1)C)[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 LVTJOONKWUXEFR-FZRMHRINSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству на реверсивном стане толстолистового трубного проката для изготовления магистральных трубопроводов. Способ включает получение непрерывнолитой стальной заготовки из стали со следующим соотношением элементов, мас.%: углерод 0,03-0,07, кремний 0,10-0,35, марганец 1,00-1,60, сера не более 0,004, фосфор не более 0,015, хром не более 0,30, никель не более 0,30, медь не более 0,30, алюминий 0,02-0,05, титан 0,001-0,03, молибден не более 0,30, ванадий не более 0,10, ниобий 0,02-0,08, азот не более 0,008, бор не более 0,001, кальций 0,0005-0,006, железо и неизбежные примеси – остальное. Проводят аустенитизацию заготовки и стадии черновой и чистовой прокаток с получением готового толстолистового проката, при этом стадию черновой прокатки начинают при температуре не менее 980 °С и осуществляют ее на толщину подката, составляющую не менее 4,5 толщин готового толстолистового проката, стадию чистовой прокатки начинают при температуре 750-900 °С и заканчивают при температуре 710-860 °С. Осуществляют ускоренное охлаждение готового толстолистового проката со скоростью 10-35 °С/с от температуры 700-830 °С до температуры 40-150 °С с окончательным охлаждением на воздухе. Достигается получение толстолистового проката класса прочности до К60, с температурой эксплуатации до -60 °С и гарантией стойкости к углекислотной коррозии. 5 з.п. ф-лы, 3 табл.
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к технологии производства толстолистового трубного проката на реверсивном стане, и может быть использовано для изготовления указанной продукции из низколегированных сталей повышенной коррозионной стойкости.
Известен способ производства проката для изготовления труб категории прочности К48-К56, который включает выплавку стали, внепечную обработку с использованием средств вакуумирования с обеспечением содержания водорода в стали не более 2 ppm, непрерывную разливку стали на слябы, нагрев слябов до температуры 1150-1250 °С, предварительную и окончательную прокатку с ускоренным охлаждением. Сталь содержит, мас.%: С 0,02-0,08, Mn 0,30-1,2, Si 0,10-0,70, Nb 0,005-0,09, Al 0,025-0,045, Ti 0,01-0,023, Ni 0,01-0,3, Cu≤0,3, Cr≤1,0, N≤0,0045, S≤0,0015, P≤0,010, V≤0,10, Ca 0,0005-0,006, Ba 0,0005-0,006, железо и неизбежные примеси - остальное при выполнении соотношений 10×С+Mn+(1-10×Nb)=2±0,4, а также Ca/S=1,5÷2,5. Коэффициент ликвации не превышает 1,5. Нагретые слябы подвергают прокатке в 2-4 стадии, при этом суммарное обжатие слябов на предварительной стадии составляет 40-70% при кратности получаемого подката относительно толщины готового проката, равной 3,2-5,2, а параметры прокатки в окончательной стадии определяют в зависимости от содержания в стали хрома. Полученный прокат толщиной от 9,0 мм до 30,0 мм ускоренно охлаждают до 350-650 °С со скоростью 10-30 °С/с, после чего листы толщиной от 12 мм и более охлаждают на участке замедленного охлаждения, а листы толщиной менее 12 мм охлаждают на спокойном воздухе [Патент RU 2709077, МПК C21D8/02, C22C38/00, 2019].
Недостатком данного технического решения является прерывание ускоренного охлаждения при 350-650 °С, что негативно влияет на однородность микроструктуры по толщине раската, поскольку наружные и внутренние слои металла будут иметь различную температуру, а, соответственно, различное соотношение структурных составляющих, что приведет к анизотропии свойств и возможному возникновению внутренних напряжений, что негативно скажется на коррозионной стойкости металла.
Наиболее близким к заявленному изобретению является способ производства трубного проката повышенной коррозионной стойкости на реверсивном стане, согласно которому получают непрерывно-литую заготовку из стали, содержащей, мас.%: С 0,04-0,08, Si 0,15-0,35, Mn 0,7-1,0, Ni 0,2-0,5, Cu 0,4-0,6, Nb 0,02-0,04, Al≤0,03, Мо≤0,01, V≤0,01%, S≤0,002, Р≤0,01%, содержание хрома устанавливают в зависимости от содержания меди Cr=k1*Cu, где k1=1,3…1,6 - эмпирический коэффициент, железо и неизбежные примеси - остальное, а углеродный эквивалент составляет Сэкв.≤0,39, нагревают заготовку до температуры не ниже 1200 °С, затем осуществляют черновую прокатку с температурой конца деформации не ниже 960 °С при частных относительных обжатиях в первых двух проходах не более 12% и с увеличением обжатий в последующих проходах, обеспечивающих толщину промежуточного подката в диапазоне 4,5-5,5 толщины готового проката, промежуточное подстуживание в течение не более 1 мин, чистовую прокатку до конечной толщины при частных относительных обжатиях в первых четырех проходах не менее 20% с последним холостым проходом при температуре конца деформации не ниже 850 °С, ускоренное охлаждение до температуры не выше 550 °С [Патент RU 2697301, МПК C21D8/02, C22C38/12, 2019].
Недостатком данного технического решения является то, что производство листового проката с указанным химическим составом будет иметь высокую стоимость ввиду легирования стали хромом, никелем и медью до 0,96%, 0,50% и 0,60% соответственно, что формирует высокую стоимость конечного продукта. Вместе с тем химический состав, в совокупности с технологическими режимами производства, не позволяют гарантированно обеспечить сочетание высокой хладостойкости и коррозионнойстойкости металлопроката.
Технический результат изобретения - разработка технологии производства штрипсового проката класса прочности до К60, с температурой эксплуатации до -60 °С и гарантией стойкости к углекислотной коррозии.
Прокат, согласно заявленному изобретению, должен иметь следующие характеристики
в поперечном направлении: предел текучести при полной деформации 0,5% 440-560 МПа; временное сопротивление 570-640 МПа; отношение предела текучести при полной деформации 0,5% к временному сопротивлению не более 0,9; относительное удлинение не менее 22,0%; ударная вязкость на образцах с V-образным надрезом при температуре испытания минус 40 °C не ниже 320 Дж/см2, а при температуре минус 60 °C не ниже 250 Дж/см2; скорость общей коррозии в модельной среде, содержащей углекислый газ менее 0,101 мм/год.
Технический результат достигается тем, что в способе производства толстолистового проката на реверсивном стане для изготовления труб магистральных трубопроводов, включающем получение непрерывнолитой стальной заготовки, ее аустенитизацию, стадии черновой и чистовой прокаток с получением готового толстолистового проката, ускоренное охлаждение указанного проката и окончательное охлаждение на воздухе, согласно изобретению, непрерывнолитую заготовку получают из стали со следующим соотношением элементов, мас.%:
| Углерод | 0,03 – 0,07 |
| Кремний | 0,10 – 0,35 |
| Марганец | 1,00 – 1,60 |
| Сера | не более 0,004 |
| Фосфор | не более 0,015 |
| Хром | не более 0,30 |
| Никель | не более 0,30 |
| Медь | не более 0,30 |
| Алюминий | 0,02 – 0,05 |
| Титан | 0,001 – 0,03 |
| Молибден | не более 0,30 |
| Ванадий | не более 0,10 |
| Ниобий | 0,02 – 0,08 |
| Азот | не более 0,008 |
| Бор | не более 0,001 |
| Кальций | 0,0005 – 0,006 |
| Железо и неизбежные примеси | остальное, |
стадию черновой прокатки начинают при температуре не менее 980 °С и осуществляют ее на толщину подката, составляющую не менее 4,5 толщин готового толстолистового проката, стадию чистовой прокатки начинают при температуре 750-900 °С и заканчивают при температуре 710-860 °С, а ускоренное охлаждение готового толстолистового проката проводят со скоростью 10-35 °С/с от температуры 700-830 °С до температуры 40-150 °С.
Аустенитизацию непрерывнолитой заготовки осуществляют при температуре 1150 – 1230 °С.
Стадию чистовой прокатки ведут с относительными обжатиями за проход не менее 10 %, за исключением последних двух проходов для получения готовой ширины.
Получают толстолистовой прокат, имеющий микроструктуру, состоящую из квазиполигонального феррита.
Получают толстолистовой прокат, характеризующийся ударной вязкостью при -60 °С не менее 250 Дж/см2.
Получают толстолистовой прокат, имеющий скорость общей коррозии, составляющую менее 0,1 мм/год.
Сущность изобретения
Содержание химических элементов в указанных соотношениях обеспечивает необходимые механические свойства листов при реализации предлагаемых технологических режимов.
Для получения требуемой прочности, содержание углерода должно быть не менее 0,03%, при этом его добавка в количестве более 0,07% приводит к ухудшению пластических свойств стали.
Добавка кремния необходима для раскисления стали при выплавке. Для обеспечения необходимого уровня раскисленности его содержание должно быть не менее 0,10%, но не более 0,35%, для ограничения количества силикатных включений, ухудшающих ударную вязкость и трещиностойкость.
Марганец повышает степень насыщения феррита растворенными элементами, участвующими в механизме дисперсионного твердения. Для обеспечения требуемых механических свойств стали (характеризующих штрипсовый прокат категории прочности К60) содержание марганца должно быть не менее 1,00%. Содержание марганца в количестве более 1,60 % экономически нецелесообразно.
Содержание хрома ограничивается концентрацией 0,3%. В заявляемом диапазоне хром повышает прокаливаемость стали. При содержании более 0,3% хром может приводить к образованию хрупких структурных составляющих, снижающих способность стали сопротивляться развитию трещин.
Для повышения устойчивости аустенита в сталь добавляют никель и медь. Содержание никеля и меди в количестве более 0,30% экономически нецелесообразно.
Наличие меди в стали повышает ее прочность, но, при этом, снижает пластичность и ударную вязкость, ослабляя межзеренные границы при медленном охлаждении обогащенной фазой.
Ванадий, ниобий и титан, в заявленных диапазонах, являются сильными карбонитридообразующими элементами. При этом они способствуют получению ячеистой дислокационной микроструктуры стали, обеспечивающей сочетание высоких прочностных характеристик и высокой ударной вязкости.
Микролегирование стали добавками титана в пределах 0,001-0,03%, ванадия не более 0,01% и ниобия 0,02-0,08% необходимо для ограничения роста аустенитного зерна при нагреве слябов под прокатку и повышения прочностных характеристик проката. Превышение указанных диапазонов приводит к наличию крупных карбонитридных включений, сконцентрированных преимущественно в осевой зоне проката, приводящих в свою очередь к снижению таких показателей коррозионной стойкости, как сероводородное и водородное растрескивание. При содержании титана, ванадия и ниобия ниже заявленных диапазонов сталь не обладает требуемыми прочностными свойствами.
Добавки молибдена придают стали мелкозернистую структуру, повышают прочность при равных показателях пластичности. Его содержание более 0,30% значительно повышает стоимость стали, что экономически нецелесообразно.
Азот необходим для выделения мелкодисперсных нитридов и для сдерживания роста аустенитных зерен. При содержании азота свыше 0,008% увеличивается его концентрация в твердом растворе, что ухудшает ударную вязкость и трещиностойкость стали при низких температурах.
Алюминий раскисляет и модифицирует сталь, связывает азот в нитриды. Для снижения содержания кислорода в расплавленной стали необходимо добавлять не менее 0,02% алюминия. При его содержании более 0,05% снижаются вязкопластические свойства стали и повышается содержание неметаллических включений.
Для повышения способности к прокаливаемости в сталь добавляют бор в количестве не более 0,001%.
Сера и фосфор являются вредными примесями, поэтому обозначенные низкие значения содержания серы (не более 0,004%) и фосфора (не более 0,015%) необходимы для получения высоких значений ударной вязкости при низких температурах.
При содержании серы свыше 0,004% в стали образуются сульфидные включения, значительно снижающие ударную вязкость и трещиностойкость.
Фосфор относится к числу элементов, обладающих наибольшей склонностью к ликвации и образованию сегрегации по границам зерен, и, как следствие, отрицательно влияющих на ударную вязкость стали и трещиностойкость, поэтому верхний предел содержания фосфора устанавливают в количестве не более 0,015%.
Кальций является элементом применяемым для регулирования формы сульфидов. Он способствует трансформации неметаллических включений, превращению твердых алюминатов в легкоплавкие алюминаты кальция глобулярной формы. С другой стороны, для снижения количества оксидов, верхнюю границу содержания кальция устанавливают не более 0,006%.
Химические элементы в заявленных пределах также обеспечивают требуемые механические свойства сварного соединения и удовлетворительную свариваемость стали. При воздействии на сталь термического цикла сварки, они сдерживают рост аустенитного зерна и способствуют формированию мелкозернистой микроструктуры в зоне термического влияния, состоящей преимущественно из игольчатого и реечного бейнита.
Оптимальные технологические параметры производства были определены эмпирическим путем.
Для производства толстолистового проката слябы перед прокаткой нагревают до температуры 1150-1230 C. Превышение верхней границы температурного интервала стимулирует аномальный рост зерен аустенита, приводящий к снижению прочностных и вязкостных свойств. При недостижении нижней границы интервала температуры нагрева карбонитриды плохо растворяются в аустените, это оказывает негативное влияние на протекание процессов рекристаллизации, а также снижает прочностные и вязкостные свойства.
Черновую стадию прокатки проводят выше температуры рекристаллизации аустенита, что обеспечивает активное измельчение зерна за счет его повторного роста. В заявляемом техническом решении, температура начала черновой стадии прокатки экспериментально определена на уровне не менее 980 °С.
Для обеспечения удовлетворительных результатов ударной вязкости, необходимо обеспечить толщину подката (промежуточного подстуживания; кратность по толщине) не менее четырех с половиной толщин готового проката. Получение промежуточного подката меньшего по толщине снижает суммарную степень деформации на чистовой стадии прокатки, что в конечном итоге не позволит получить требуемую дисперсность конечной структуры проката.
Температурный интервал начала (750-900 °С) и окончания (710-860 °С) деформации на чистовой стадии прокатки выбран исходя из температуры остановки рекристаллизации аустенита и необходимости подготовки аустенита к последующему превращению, путем создания деформированных зерен аустенита, содержащих полосы деформации и имеющих высокую плотность дислокаций.
Чистовую прокатку осуществляют с относительными обжатиями за проход не менее 10%, за исключением последних (двух) проходов, требуемых для получения готовой ширины. При меньшем значении степени деформации снижается эффективность проработки структуры.
Ускоренное охлаждение готового проката начинают при температуре 700-830 °С и осуществляют до температуры 40-150 °С со скоростью 10-35 °С/с.
Выход за нижние границы температуры начала ускоренного охлаждения, скорости охлаждения и верхнюю границу температуры конца ускоренного охлаждения может привести к получению более мягкой структуры проката, что приведет к снижению его прочностных свойств. Выход за верхние границы температуры начала ускоренного охлаждения, скорости охлаждения и нижнюю границу температуры конца ускоренного охлаждения приводит к значительному увеличению прочности проката и как следствие, снижению его пластичности.
Производимая сталь характеризуется микроструктурой квазиполигонального феррита (КПФ). Данная структура необходима для получения заявляемых механических свойств проката при высокой стойкости к углекислотной коррозии.
Указанная структура обеспечивается за счет химического состава стали, температуры начала и конца ускоренного охлаждения, а также скорости охлаждения.
Осуществление изобретения
Заявленное изобретение поясняется примерами его реализации в производстве ПАО «Северсталь». В условиях конвертерного производства Череповецкого металлургического комбината ПАО «Северсталь» было выплавлено три опытные плавки, с заявленным химическим составом. Химический состав выплавленной стали приведен в таблице 1. Опытные плавки были разлиты на слябы толщиной 250 мм, которые прокатали на стане 5000 в листы толщиной 14 мм. Варианты реализации предложенного способа и результаты испытаний приведены в таблицах 2 и 3 соответственно.
Из таблиц видно, что произведенный прокат обладает комплексом механических свойств, удовлетворяющих требованиям к конечному (заявленному) продукту.
Таким образом, применение описанного способа производства проката, приведенного химического состава, обеспечивает достижение требуемого уровня качественных характеристик штрипсового проката класса прочности до К60, с температурой эксплуатации до -60 °С и гарантией стойкости к углекислотной коррозии.
Таблица 1
Массовая доля химических элементов, мас.%
| Химический состав |
C | Si | Mn | Cr | Mo | Ni | Cu | Al | N | Ca | P | S | V | Nb | Ti | В | Fe |
| 1 | 0,044 | 0,16 | 1,67 | 0,152 | 0,006 | 0,24 | 0,02 | 0,021 | 0,0053 | 0,0016 | 0,0070 | 0,0013 | 0,003 | 0,045 | 0,007 | 0,0007 | остальное |
| 2 | 0,041 | 0,22 | 1,68 | 0,183 | 0,034 | 0,23 | 0,03 | 0,033 | 0,0052 | 0,0025 | 0,0090 | 0,0014 | 0,013 | 0,044 | 0,013 | 0,0004 | |
| 3 | 0,052 | 0,14 | 1,33 | 0,169 | 0,002 | 0,01 | 0,01 | 0,049 | 0,0067 | 0,0013 | 0,0094 | 0,0010 | 0,002 | 0,030 | 0,015 | 0,0005 |
Таблица 2
Технологические параметры производства листов
| Вариант производ- ства |
Химический состав | Температура аустени- зации, °С |
Температура начала черновой прокатки, °С | Кратность раската по толщине | Температура начала чистовой стадии прокатки, °С | Температура окончания чистовой стадии прокатки, °С | Частные относительные обжатия на черновой стадии, % | Температура начала ускоренного охлаждения, °С | Температура окончания ускоренного охлаждения, °С | Скорость ускоренного охлаждения, °С/с |
Микро-структура |
| 1 | 1 | 1210 | 1006 | 5 | 882 | 793 | 10 | 777 | 70 | 30 | КПФ 100% |
| 2 | 1 | 1195 | 1009 | 5 | 800 | 720 | 12 | 701 | 74 | 32 | КПФ 100% |
| 1 | 2 | 1170 | 1007 | 5 | 825 | 733 | 11 | 727 | 76 | 29 | КПФ 100% |
| 2 | 2 | 1199 | 1015 | 5 | 870 | 809 | 10 | 765 | 73 | 30 | КПФ 100% |
| 1 | 3 | 1198 | 1007 | 5,5 | 887 | 801 | 11 | 779 | 81 | 26 | КПФ 100% |
| 2 | 3 | 1201 | 1017 | 5 | 882 | 801 | 10 | 763 | 111 | 31 | КПФ 100% |
Таблица 3
Результаты испытаний образцов от листового проката на статическое растяжение
| Вариант производства |
Химический состав |
σп0,5, МПа | σв, МПа | σ5, % | σп0,5 / σв | KCV-40, Дж/см2 | KCV-60, Дж/см2 | Скор. корр. мм/год |
| поперек | поперек | поперек | поперек | |||||
| 1 | 1 | 475 | 600 | 24,5 | 0,79 | 391 | 386 | 0,07 |
| 2 | 1 | 465 | 603 | 25,1 | 0,77 | 396 | 367 | 0,04 |
| 1 | 2 | 498 | 621 | 25,3 | 0,80 | 387 | 367 | 0,07 |
| 2 | 2 | 470 | 606 | 24,3 | 0,78 | 382 | 376 | 0,07 |
| 1 | 3 | 471 | 590 | 24,2 | 0,8 | 391 | 380 | 0,08 |
| 2 | 3 | 482 | 590 | 23,7 | 0,82 | 386 | 372 | 0,04 |
Claims (8)
1. Способ производства толстолистового проката на реверсивном стане для изготовления труб магистральных трубопроводов, включающий получение непрерывнолитой стальной заготовки, ее аустенитизацию, стадии черновой и чистовой прокаток с получением готового толстолистового проката, ускоренное охлаждение указанного проката и окончательное охлаждение на воздухе, отличающийся тем, что непрерывнолитую заготовку получают из стали со следующим соотношением элементов, мас.%:
стадию черновой прокатки начинают при температуре не менее 980 °С и осуществляют ее на толщину подката, составляющую не менее 4,5 толщин готового толстолистового проката, стадию чистовой прокатки начинают при температуре 750-900 °С и заканчивают при температуре 710-860 °С, а ускоренное охлаждение готового толстолистового проката проводят со скоростью 10-35 °С/с от температуры 700-830 °С до температуры 40-150 °С.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что аустенитизацию непрерывнолитой заготовки осуществляют при температуре 1150-1230 °С.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что стадию чистовой прокатки ведут с относительными обжатиями за проход не менее 10 %, за исключением последних двух проходов для получения готовой ширины.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что получают толстолистовой прокат, имеющий микроструктуру, состоящую из квазиполигонального феррита.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что получают толстолистовой прокат, характеризующийся ударной вязкостью при -60 °С не менее 250 Дж/см2.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что получают толстолистовой прокат, имеющий скорость общей коррозии, составляющую менее 0,1 мм/год.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2815962C1 true RU2815962C1 (ru) | 2024-03-25 |
Family
ID=
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2210603C2 (ru) * | 1997-07-28 | 2003-08-20 | Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани | Способ получения сверхвысокопрочных свариваемых сталей |
| CN102409224A (zh) * | 2010-09-21 | 2012-04-11 | 鞍钢股份有限公司 | 低温韧性优异的厚规格海底管线用热轧钢板及其生产方法 |
| CN103014554B (zh) * | 2011-09-26 | 2014-12-03 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种低屈强比高韧性钢板及其制造方法 |
| CN102851613B (zh) * | 2011-06-28 | 2016-01-20 | 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 |
| RU2635122C1 (ru) * | 2017-01-25 | 2017-11-09 | Акционерное общество "Выксунский металлургический завод" (АО "ВМЗ") | Способ производства толстолистового проката классов прочности K80, X100, L690 для изготовления электросварных труб магистральных трубопроводов |
| CN109439857A (zh) * | 2018-11-21 | 2019-03-08 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种fo460海工厚板及其制造方法 |
| RU2697301C1 (ru) * | 2018-12-03 | 2019-08-13 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Способ производства трубного проката повышенной коррозионной стойкости на реверсивном стане |
| RU2790721C1 (ru) * | 2022-04-20 | 2023-02-28 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Труба с высокой деформационной способностью класса прочности К65 и способ ее производства |
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2210603C2 (ru) * | 1997-07-28 | 2003-08-20 | Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани | Способ получения сверхвысокопрочных свариваемых сталей |
| CN102409224A (zh) * | 2010-09-21 | 2012-04-11 | 鞍钢股份有限公司 | 低温韧性优异的厚规格海底管线用热轧钢板及其生产方法 |
| CN102851613B (zh) * | 2011-06-28 | 2016-01-20 | 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 |
| CN103014554B (zh) * | 2011-09-26 | 2014-12-03 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种低屈强比高韧性钢板及其制造方法 |
| RU2635122C1 (ru) * | 2017-01-25 | 2017-11-09 | Акционерное общество "Выксунский металлургический завод" (АО "ВМЗ") | Способ производства толстолистового проката классов прочности K80, X100, L690 для изготовления электросварных труб магистральных трубопроводов |
| CN109439857A (zh) * | 2018-11-21 | 2019-03-08 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种fo460海工厚板及其制造方法 |
| RU2697301C1 (ru) * | 2018-12-03 | 2019-08-13 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Способ производства трубного проката повышенной коррозионной стойкости на реверсивном стане |
| RU2790721C1 (ru) * | 2022-04-20 | 2023-02-28 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Труба с высокой деформационной способностью класса прочности К65 и способ ее производства |
| RU2793012C1 (ru) * | 2022-07-08 | 2023-03-28 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Способ производства низколегированного рулонного проката |
| RU2799194C1 (ru) * | 2022-12-13 | 2023-07-04 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Способ производства низколегированного толстолистового проката с повышенной огнестойкостью на реверсивном стане |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4470701B2 (ja) | 加工性および表面性状に優れた高強度薄鋼板およびその製造方法 | |
| JP4661306B2 (ja) | 超高強度熱延鋼板の製造方法 | |
| CN110573642A (zh) | 高Mn钢及其制造方法 | |
| RU2581696C1 (ru) | Способ производства горячекатаных листов из низколегированной стали | |
| RU2638479C1 (ru) | Горячекатаный лист из низколегированной стали толщиной от 15 до 165 мм и способ его получения | |
| RU2397254C1 (ru) | Способ производства штрипса для труб магистральных трубопроводов | |
| CN111433381A (zh) | 高Mn钢及其制造方法 | |
| CN112513307A (zh) | 高Mn钢及其制造方法 | |
| JP3821043B2 (ja) | 溶接性に優れた溶融亜鉛系めっき高張力熱延鋼板ならびにその製造方法および加工方法 | |
| RU2358024C1 (ru) | Способ производства штрипсов из низколегированной стали | |
| RU2615667C1 (ru) | Способ производства горячекатаных листов из низколегированной стали класса прочности к65 для электросварных прямошовных труб | |
| RU2697301C1 (ru) | Способ производства трубного проката повышенной коррозионной стойкости на реверсивном стане | |
| RU2551324C1 (ru) | Способ производства полос из низколегированной свариваемой стали | |
| RU2815962C1 (ru) | Способ производства толстолистового проката для изготовления труб магистральных трубопроводов | |
| KR20210079751A (ko) | 가공용 주석 도금원판 및 그 제조방법 | |
| JP2870830B2 (ja) | 耐ｈｉｃ特性に優れた高張力高靭性鋼板の製造方法 | |
| JP2541070B2 (ja) | 母材の脆性破壊伝播停止特性に優れた高ニッケル合金クラッド鋼板の製造方法 | |
| JP2023045253A (ja) | 鋼板およびその製造方法 | |
| JP6856083B2 (ja) | 高Ｍｎ鋼およびその製造方法 | |
| RU2805839C1 (ru) | Способ производства толстолистового проката для изготовления электросварных труб магистральных трубопроводов (варианты) | |
| RU2790840C1 (ru) | Способ производства горячекатаных листов из низколегированной стали класса прочности К65 для электросварных прямошовных труб с высокой деформационной способностью | |
| RU2696186C2 (ru) | Способ производства листового проката из низколегированной трубной стали | |
| KR101159896B1 (ko) | 성형성과 도금성이 우수한 변태강화형 초고강도 강판 및 그제조방법 | |
| RU2810463C1 (ru) | Способ производства высокопрочного горячекатаного проката | |
| RU2809057C1 (ru) | Способ получения полос из низколегированной стали |