專(zhuān)利名稱(chēng)：一種x60管線(xiàn)鋼及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種X60管線(xiàn)鋼及其制備方法，屬于金屬材料加工與成型技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
用管道輸送石油天然氣具有高效、經(jīng)濟(jì)、安全、無(wú)污染等特點(diǎn)，是輸送油氣最有效 的工具。近幾年來(lái)，隨著管道工程的飛速發(fā)展，帶動(dòng)了管線(xiàn)鋼材產(chǎn)量的大幅度提高，使管線(xiàn) 鋼材生產(chǎn)得以迅速發(fā)展。X60級(jí)別管線(xiàn)鋼作為管道工程，特別是支線(xiàn)工程的常用鋼種，其生 產(chǎn)技術(shù)得到極大發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)X60管線(xiàn)鋼的企業(yè)所采用的工藝方法各不相同。例如 普遍采用的半連續(xù)式熱連軋工藝，專(zhuān)利申請(qǐng)200810143635. 1中采用的CSP連鑄連軋工藝， 以及其它一些文獻(xiàn)中提到中厚板生產(chǎn)工藝和爐卷軋機(jī)生產(chǎn)工藝。在使用爐卷軋機(jī)軋制X60 管線(xiàn)鋼的生產(chǎn)過(guò)程中，普遍采用先在四輥或二輥軋機(jī)上完成粗軋，再帶鋼進(jìn)入單機(jī)架爐卷 軋機(jī)完成精軋。但如何在一臺(tái)雙機(jī)架緊湊式爐卷軋機(jī)上連續(xù)完成粗軋、中軋和精軋，從而生 產(chǎn)出高強(qiáng)度、高韌性X60管線(xiàn)鋼，則無(wú)先例可鑒。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種高強(qiáng)度、高韌性X60管線(xiàn)鋼，以滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。本發(fā)明的另一目的在于提供一種在一臺(tái)雙機(jī)架緊湊式爐卷軋機(jī)上連續(xù)完成粗軋 和精軋，從而生產(chǎn)出高強(qiáng)度、高韌性X60管線(xiàn)鋼的方法。



本發(fā)明提供的高強(qiáng)度、高韌性X60管線(xiàn)鋼具有下列重量比的化學(xué)成份
C 0. 060 0. 080wt% Si 0. 15 0. 30wt% Mn :1. 35 1. 55wt% Als :0. 010 0. 040wt% P 彡 0. 020wt%
Nb :0. 035 0. 055wt%
V:0. 035 0. 055wt% Ti :0. 010 0. 025wt% S 彡 0. 006wt% N ^ 0. 008wt%
余量為Fe及不可避免的不純物。
本發(fā)明提供的高強(qiáng)度、高韌性X60管線(xiàn)鋼的制備方法經(jīng)過(guò)下列步驟
A、將化學(xué)成分如下的板坯
C 0. 060 0. 080wt% Nb 0. 035 0. 055wt%
V0. 035 0. 055wt% Ti 0. 010 0. 025wt% S ^ 0. 006wt% N 彡 0. 008wt%
余量為Fe及不可避免的不純物，
送均熱段溫度為1200 1260°C的加熱爐中，加熱150 220分鐘，出爐
B、用壓力為15 20MPa的高壓水對(duì)出爐板坯正、反面噴水除鱗10 15秒鐘；
C、將除鱗后的板坯送爐卷軋機(jī)進(jìn)行軋制，并控制開(kāi)軋溫度為1080 1180°C，進(jìn)行
Si 0. 15 0. 30wt% Mn :1. 35 1. 55wt% Als 0. 010 0. 040wt% P 彡 0. 020wt%4^6道次的連續(xù)粗軋，同時(shí)開(kāi)啟道次間冷卻水，得粗軋鋼板；D、將C步驟所得粗軋鋼板延時(shí)3(T60秒，使粗軋鋼板溫度低于900°C，進(jìn)行3道次 連續(xù)精軋，并開(kāi)啟道次間冷卻水，控制終軋溫度為800 840°C，得精軋鋼板；E、將D步驟所得精軋鋼板送卷取機(jī)進(jìn)行卷取，并控制卷取溫度為560 600°C，同 時(shí)控制層流冷卻速度20 25°C /s，得鋼板卷；F、將E步驟所得鋼板卷自然空冷至室溫，即獲得高強(qiáng)度、高韌性X60管線(xiàn)鋼。所述A步驟的加熱爐為常規(guī)設(shè)備，板坯在加熱爐均熱段的時(shí)間控制在30 60分 鐘，以保證板坯中析出的Nb、V微合金充分重溶，細(xì)化奧氏體晶粒并為軋后控冷析出做準(zhǔn) 備，以均勻板坯內(nèi)部組織。所述D步驟中對(duì)粗軋鋼板進(jìn)行延時(shí)，是讓粗軋鋼板在地輥上往復(fù)游動(dòng)30飛0秒，之 后再進(jìn)行精軋，并控制精軋總變形率大于40%，讓連續(xù)粗軋大變形后的板坯發(fā)生馳豫析出， 得到均勻細(xì)小的奧氏體組織的粗軋坯，有效防止混晶的發(fā)生。所述C至D步驟的道次數(shù)、軋制速度，視不同規(guī)格要求而具體確定。所述E步驟的層流冷卻速度20 25V /s,是為了控制微合金的析出強(qiáng)化和固溶 強(qiáng)化，同時(shí)通過(guò)控制卷取溫度來(lái)達(dá)到控制珠光體的轉(zhuǎn)變形貌、大小、數(shù)量和分布狀態(tài)的目 的，以保證產(chǎn)品具有足夠的強(qiáng)度和韌性。所述C步驟的粗軋、D步驟的精軋是在同一臺(tái)現(xiàn)有技術(shù)中的雙機(jī)架緊湊式爐卷軋 機(jī)上完成的。所述A步驟的板坯是利用現(xiàn)有技術(shù)的煉鋼方法得到的，其中的Nb、V及其它化學(xué)元 素是在煉鋼過(guò)程中加入、控制得到的。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1、采用本發(fā)明方法生產(chǎn)X60管線(xiàn)鋼，可充分發(fā)揮雙機(jī)架緊湊式爐卷軋機(jī)的潛力， 使之在同一臺(tái)雙機(jī)架緊湊式爐卷軋機(jī)上連續(xù)完成粗軋和精軋，拓展了板帶產(chǎn)品品種，優(yōu)化 了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。2、軋制過(guò)程中采用了延時(shí)軋制工藝，使得加入鋼中的Nb微合金化元素的強(qiáng)化作 用得到充分發(fā)揮，獲得微細(xì)均勻的組織，有效防止混晶的出現(xiàn)，極大提高了 X60管線(xiàn)鋼的強(qiáng) 度和韌性。3、利用本發(fā)明提供的化學(xué)成份的板坯，經(jīng)過(guò)本發(fā)明工藝方法生產(chǎn)出的X60管線(xiàn) 鋼，具有高強(qiáng)度、高韌性的特點(diǎn)，綜合性能良好，用本發(fā)明提供的X60管線(xiàn)鋼焊接生產(chǎn)的管 線(xiàn)鋼管各項(xiàng)性能指標(biāo)符合美國(guó)API標(biāo)準(zhǔn)，滿(mǎn)足石油天然氣輸送用鋼管的要求。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。實(shí)施例1A、將化學(xué)成分如下的板坯C 0. 065wt Si 0. 20wt Mn 1. 40wt %、S 0. 004wt%, P 0. 015wt%, Nb 0. 040wt%, V 0. 045wt%, Ti 0. 015wt%, N 0. 006wt%, Als 0. 025wt %，其余為Fe及不可避免的不純物，送入均熱段溫度為1220°C的步進(jìn)梁式加熱爐 中，加熱180分鐘，其中板坯在均熱段的加熱時(shí)間為45分鐘，以保證鋼坯中析出的Nb、V微 合金充分重溶，細(xì)化奧氏體晶粒并為軋后控冷析出做準(zhǔn)備，均勻板坯內(nèi)部組織，出爐；
B、用壓力為17MPa的高壓水對(duì)出爐板坯正、反面進(jìn)行水噴除鱗13秒鐘；C、將除鱗后的板坯送雙機(jī)架緊湊式爐卷軋機(jī)上，并控制開(kāi)軋溫度為1100°C，進(jìn)行 4道次的連續(xù)粗軋，同時(shí)開(kāi)啟道次間冷卻水，粗軋?jiān)?. 2m/s的軋制速度下進(jìn)行，得粗軋板 坯； D、將C步驟所得粗軋板坯延時(shí)35秒，使粗軋板坯溫度為880°C，以5. 8m/s的軋制 速度在同一雙機(jī)架爐卷軋機(jī)上進(jìn)行3道次連續(xù)精軋，使精軋總變形率達(dá)到48%，控制終軋 溫度為840°C，并開(kāi)啟道次間冷卻水，得精軋鋼板；E、將D步驟所得精軋鋼板送卷取機(jī)進(jìn)行卷取，并控制卷取溫度為580°C，同時(shí)控制 層流冷卻速度20°C/s，得鋼卷；F、將E步驟所得鋼卷打捆并標(biāo)記后，自然空冷至室溫，即獲得輸送石油天然 氣用的X60管線(xiàn)鋼，該鋼的化學(xué)成分為C 0. 065wt%, Si 0. 20wt %, Mn 1.40wt%, S 0. 004wt%, P 0. 015wt%, Nb 0. 040wt%, V 0. 045wt%, Ti 0. 015wt%, N 0. 006wt%, Als 0. 025wt%，其余為Fe及不可避免的不純物。實(shí)施例2A、將化學(xué)成分如下的板坯C 0. 070wt Si 0. 25wt Mn 1. 45wt %、S 0. 005wt%, P 0. 018wt%, Nb 0. 045wt%, V 0. 040wt%, Ti 0. 017wt%, N 0. 007wt%, Als 0. 030wt %，其余為Fe及不可避免的不純物，送入均熱段溫度為1230°C的步進(jìn)梁式加熱爐 中，加熱200分鐘，其中板坯在均熱段的時(shí)間為50分鐘，以保證鋼坯中析出的Nb、V微合金 充分重溶，細(xì)化奧氏體晶粒并為軋后控冷析出做準(zhǔn)備，均勻板坯內(nèi)部組織，出爐；B、用壓力為15MPa的高壓水對(duì)出爐板坯正、反面進(jìn)行水噴除鱗15秒鐘；C、將除鱗后的板坯送雙機(jī)架緊湊式爐卷軋機(jī)上，并控制開(kāi)軋溫度為1120°C，進(jìn)行 5道次的連續(xù)粗軋，同時(shí)開(kāi)啟道次間冷卻水，粗軋?jiān)?. 5m/s的軋制速度下進(jìn)行，得粗軋鋼 板；D、將步驟C所得粗軋鋼板延時(shí)40秒，使粗軋鋼板溫度為880°C，以5. Om/s的軋制 速度在同一雙機(jī)架爐卷軋機(jī)上進(jìn)行3道次連續(xù)精軋，使精軋總變形率達(dá)到48%，控制終軋 溫度為830°C，并開(kāi)啟道次間冷卻水，得精軋鋼板；E、將步驟D所得精軋鋼板送卷取機(jī)進(jìn)行卷取，并控制卷取溫度為590°C，同時(shí)控制 層流冷卻速度25°C/s，得鋼卷；F、將E步驟所得鋼卷打捆并標(biāo)記后，自然空冷至室溫，即獲得輸送石油天然氣用 的 X60 管線(xiàn)鋼，該鋼的化學(xué)成分為 C 0. 070wt%,Si 0. 25wt%,Mn 1. 45wt%,S 0. 005wt%, P 0. 018wt%,Nb 0. 045wt%, V 0. 040wt%,Ti 0. 017wt%,N 0. 007wt%,Als 0. 030wt%, 其余為Fe及不可避免的不純物。實(shí)施例3A、將化學(xué)成分如下的板坯C 0. 069wt Si 0. 22wt Mn 1. 46wt %、S 0. 005wt%, P 0. 016wt%, Nb 0. 047wt%, V 0. 041wt%, Ti 0. 018wt%, N 0. 006wt%, Als 0. 033wt%，其余為Fe及不可避免的不純物；送入均熱段溫度為1240°C的步進(jìn)梁式加熱爐 中，加熱190分鐘，板坯在均熱段的時(shí)間為50分鐘，以保證鋼坯中析出的Nb、V微合金充分 重溶，細(xì)化奧氏體晶粒并為軋后控冷析出做準(zhǔn)備，均勻板坯內(nèi)部組織，出爐；B、用壓力為20MPa的高壓水對(duì)出爐板坯正、反面進(jìn)行水噴除鱗10秒鐘；
C、將除鱗后的板坯送雙機(jī)架緊湊式爐卷軋機(jī)上，并控制開(kāi)軋溫度為1130°C，進(jìn)行 5道次的連續(xù)粗軋，同時(shí)開(kāi)啟道次間冷卻水，粗軋?jiān)?. Om/s的軋制速度下進(jìn)行，得粗軋鋼 板；D、將C步驟所得粗軋鋼板延時(shí)30秒，使粗軋鋼板溫度為890°C，以5. 5m/s的軋制 速度在同一雙機(jī)架爐卷軋機(jī)上進(jìn)行3道次連續(xù)精軋，使精軋總變形率達(dá)到45%，控制終軋 溫度為830°C，并開(kāi)啟道次間冷卻水，得精軋鋼板；E、將D步驟所得精軋鋼板送卷取機(jī)進(jìn)行卷取，并控制卷取溫度為570°C，同時(shí)控制 層流冷卻速度25°C/s，得鋼卷；D、將E步驟所得鋼卷打捆并標(biāo)記后，自然空冷至室溫，即獲得輸送石油天然氣的 X60 管線(xiàn)鋼，該鋼的化學(xué)成分為 C 0. 069wt%, Si 0. 22wt%,Mn 1. 46wt%, S 0. 005wt%, P 0. 016wt%,Nb 0. 047wt%, V 0. 041wt%,Ti 0. 018wt%,N 0. 006wt%,Als 0.033wt%，其 余為Fe及不可避免的不純物。
權(quán)利要求
一種X60管線(xiàn)鋼，其特征在于具有下列質(zhì)量比的化學(xué)成分C0.060～0.080wt％Nb0.035～0.055wt％Si0.15～0.30wt％ V0.035～0.055wt％Mn1.35～1.55wt％ Ti0.010～0.025wt％Als0.010～0.040wt％ S≤0.006wt％P≤0.020wt％ N≤0.008wt％余量為Fe及不可避免的不純物。
2.一種如權(quán)利要求1所述的X60管線(xiàn)鋼的制備方法，其特征在于經(jīng)過(guò)下列工藝步驟A、將化學(xué)成分如下的板坯C 0. 060 0. 080wt% Nb 0. 035 0. 055wt%V0. 035 0. 055wt% Ti :0. 010 0. 025wt% S ^ 0. 006wt% N ^ 0. 008wt%余量為Fe及不可避免的不純物，送均熱段溫度為1200 1260°C的加熱爐中，加熱 150 220分鐘出爐；B、用壓力為15 20MPa的高壓水對(duì)出爐板坯正、反面噴水除鱗10 15秒鐘；C、將除鱗后的板坯送爐卷軋機(jī)進(jìn)行軋制，并控制開(kāi)軋溫度為1080 1180°C，進(jìn)行4飛 道次的連續(xù)粗軋，同時(shí)開(kāi)啟道次間冷卻水，得粗軋鋼板；D、將C步驟所得粗軋鋼板延時(shí)3(Γ60秒，使粗軋鋼板溫度低于900°C，進(jìn)行3道次連續(xù) 精軋，并開(kāi)啟道次間冷卻水，控制終軋溫度為800 840°C，得精軋鋼板；Ejf D步驟所得精軋鋼板送卷取機(jī)進(jìn)行卷取，并控制卷取溫度為560 600°C，同時(shí)控 制層流冷卻速度20 25°C /s，得鋼板卷；F、將E步驟所得鋼板卷自然空冷至室溫，即獲得高強(qiáng)度、高韌性X60管線(xiàn)鋼。
3.如權(quán)利要求2所述的X60管線(xiàn)鋼的制備方法，其特征在于所述A步驟的加熱爐為常 規(guī)設(shè)備，板坯在加熱爐均熱段的時(shí)間控制在40 60分鐘，以保證板坯中析出的Nb、V微合 金充分重溶，細(xì)化奧氏體晶粒并為軋后控冷析出做準(zhǔn)備，以均勻板坯內(nèi)部組織。
4.如權(quán)利要求2所述的X60管線(xiàn)鋼的制備方法，其特征在于所述D步驟中對(duì)粗軋鋼板 進(jìn)行延時(shí)，是讓粗軋鋼板在地輥上往復(fù)游動(dòng)30飛0秒，之后再進(jìn)行精軋，并控制精軋總變形 率大于40%，使連續(xù)粗軋大變形后的板坯發(fā)生馳豫析出，得到均勻細(xì)小的奧氏體組織的粗 軋坯，有效防止混晶的發(fā)生。
5.如權(quán)利要求2所述的X60管線(xiàn)鋼的制備方法，其特征在于所述C至D步驟的道次數(shù)、 軋制速度、軋制時(shí)間，視不同規(guī)格要求而具體確定。
全文摘要
本發(fā)明提供一種X60管線(xiàn)鋼及其制備方法，所述X60管線(xiàn)鋼具有下列化學(xué)成分C 0.060～0.080wt％、Si 0.15～0.30wt％、Mn 1.35～1.55wt％、S≤0.006wt％、P≤0.020wt％、Nb 0.035~0.055wt％、V 0.035～0.055wt％、Ti 0.010~0.025wt％、N≤0.008wt％、Als 0.010~0.040wt％，其余為Fe及不可避免的不純物。經(jīng)過(guò)加熱、除鱗后，在同一臺(tái)雙機(jī)架緊湊式爐卷軋機(jī)上連續(xù)完成粗軋和精軋，通過(guò)軋制過(guò)程中的延時(shí)軋制控制，使得加入鋼中的Nb、V等微合金化元素的強(qiáng)化作用得到充分發(fā)揮，獲得微細(xì)均勻的組織，有效防止混晶的出現(xiàn)，極大提高了X60管線(xiàn)鋼的強(qiáng)度和韌性。該方法生產(chǎn)的X60管線(xiàn)鋼屬于高技術(shù)含量、高附加值的產(chǎn)品，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
文檔編號(hào)C22C38/14GK101928882SQ201010243229
公開(kāi)日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2010年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月3日
發(fā)明者張衛(wèi)強(qiáng), 張志波, 張瑜, 張紅斌, 楊奇, 楊春雷, 汪福成, 王鈞洪, 趙宇, 陳育生 申請(qǐng)人:武鋼集團(tuán)昆明鋼鐵股份有限公司