專(zhuān)利名稱(chēng)：一種提高x70管線鋼dwtt指標(biāo)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及X70鋼級(jí)的管線鋼，該方法在原有設(shè)備的基礎(chǔ)上，優(yōu)化其成分設(shè)計(jì)和控軋，使其DWTT指標(biāo)得到提升，生產(chǎn)出高韌性、厚規(guī)格的管線鋼。
背景技術(shù)：
隨著石油、天然氣エ業(yè)的發(fā)展，管線鋼的需求量日益増大，其開(kāi)采區(qū)一般在偏遠(yuǎn)地區(qū)，環(huán)境比較惡劣，運(yùn)輸?shù)渐I(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)距離長(zhǎng)，地貌結(jié)構(gòu)復(fù)雜，服役條件日益惡化，如石油出產(chǎn)地西伯利亞和阿拉斯加地處嚴(yán)寒地區(qū)，對(duì)材料的低溫韌性提出較高的要求，同時(shí)為減少管道工程的造價(jià)，長(zhǎng)距離管線向高壓、大口徑發(fā)展，這樣采用高鋼級(jí)管線鋼更經(jīng)濟(jì)、合理，以上兩個(gè)原因決定管線鋼朝著厚規(guī)格、高鋼級(jí)且具有良好的低溫韌性方向發(fā)展。低溫韌性是材料能否安全服役的ー個(gè)重要指標(biāo)，一般鋼種采用夏比沖擊試驗(yàn) (CVN)來(lái)衡量低溫韌性，對(duì)于高鋼級(jí)管線鋼CVN指標(biāo)與塑性裂紋擴(kuò)展能力的相關(guān)性已不明顯，V型缺ロ落錘撕裂試驗(yàn)(DWTT)作為標(biāo)準(zhǔn)壓制缺ロ作為的改進(jìn)試驗(yàn)方法用于高韌性管線鋼時(shí)能更好評(píng)價(jià)試樣對(duì)塑性裂紋擴(kuò)展的阻力(因?yàn)樵贒WTT中，裂紋擴(kuò)展路徑比CVN長(zhǎng))。本發(fā)明是將新型的厚規(guī)格X70管線鋼的成分重新設(shè)計(jì)，經(jīng)控制軋制和控制冷卻， 適當(dāng)可放寬軋鋼的溫度エ藝參數(shù)，使的該鋼獲得更優(yōu)良的強(qiáng)度和韌性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供的高韌性管線鋼的生產(chǎn)方法，既科學(xué)又合理，使鋼材品質(zhì)得到提升，有重要的生產(chǎn)實(shí)用價(jià)值。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種提高X70管線鋼DWTT指標(biāo)的方法，分步實(shí)施； 其1鐵水預(yù)處理經(jīng)處理的鐵水[幻含量小于0. 00 ，轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)[N]的含量小于
0.0015% ；
其2轉(zhuǎn)爐吹煉嚴(yán)禁補(bǔ)吹；其供氧壓カ為0. 8-0. 85MPa,流量32000_33000m3/h，強(qiáng)度0. 4-0. 6Nm3/t · min,吹氧時(shí)間Hmin ；底吹氬攪拌供氣強(qiáng)度為0. 05-0. 08Nm3/t. min,壓力1.0_1.2Mpa;轉(zhuǎn)爐出鋼溫度為1620-1670°C，此時(shí)[C]含量小于0.025%，[P]含量小于 0. 006% ；
其3LF精煉添加AL-Ca精煉劑，每噸鋼水加入1. 5Kg,有鋼包底吹氬弱攪拌，時(shí)間為 15-20分鐘；精煉的終渣Al2O3的含量為29-31% ；鋼水[C]含量控制在0. 025-0. 05%，[N] 含量小于0. 005% ；金相檢測(cè)鋼的非金屬夾雜含量A類(lèi)小于0. 5級(jí)，B類(lèi)小于1. 0級(jí)；
其4RH真空精煉真空循環(huán)處理的最低真空度為300Pa，時(shí)間15分鐘，使鋼水的氫含量小于 1. 5ppm ；
其5板坯連鑄及偏析控制連鑄時(shí)鋼水[N]増量小于0. 0008% ；中間包鋼水溫度控制在1540°C ；為了控制鋼材硫化物和錳偏折，成品鋼水[S]含量小于0.003%，[N]含量小于 0. 005%，[Mn]含量彡1. 65% ；板坯連鑄全程使用動(dòng)態(tài)輕壓，壓下量為3_5mm ； 其6控制軋制及冷卻為保證Nb、V合金的固溶，爐膛溫度設(shè)定在1220°C 士30°C，板坯在均熱時(shí)保溫在30-40 分鐘，板坯從加熱爐出爐溫度在1160-1220°C ；控制奧氏體未結(jié)晶區(qū)的溫度入精軋中間坯溫度在900-1000°C，入精軋中間坯厚度彡50mm，終軋溫度在820-860°C ；卷曲溫度為 520-560°C，前段采用急冷方式，冷卻速度在控制在20°C 士2°C。所述的方法，成品鋼水即鋼水凝固前的元素含量的控制還包括[C] 0. 03-0. 05%、 [Si] 0. 02-0. 028%、[Nb]0. 07-0. 078%、[Mo]0. 015-0. 02%、[Ca] 0. 003-0. 004%, [P]小于0. 015% ；連鑄板坯硫印檢測(cè)中心偏折C類(lèi)小于0. 5級(jí)；金相檢測(cè)鋼材非金屬夾雜含量A 類(lèi)小于0. 5級(jí)，B類(lèi)小于1. 0級(jí)，C類(lèi)為0級(jí)，D類(lèi)小于0. 5級(jí)。所述的方法，選用的AL-Ca精煉劑為行業(yè)的專(zhuān)用產(chǎn)品。所述的方法，經(jīng)檢測(cè)，成品鋼的鋼卷厚度為15. 9mm吋，DffTT指標(biāo)的抗拉強(qiáng)度為 590Mpa-640Mpa,屈服強(qiáng)度 520_580Mpa ；其屈強(qiáng)比0. 85-0. 9，— 20°C沖擊功 250-320了，— 250C DffTT 韌性在 90-100% ο本發(fā)明提供的高韌性管線鋼，采用低碳、高錳，并加入微量的Nb、V、Ti并采用Mo、 Cr進(jìn)行強(qiáng)化(C-Mn-Nb-V-Mo-Cr的成分體系)和提高組織中的針狀鐵素體含量比例并含有少量的貝氏體，使M/A組織彌散分布在鐵素體基體上，起到提高強(qiáng)度井能得到較好的低溫韌性。本方法采用的成分設(shè)計(jì)，充分利用了現(xiàn)有軋機(jī)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了未結(jié)晶區(qū)小壓縮比軋制井能得到優(yōu)異的低溫韌性指標(biāo)(DWTT)；采用該成分設(shè)計(jì)對(duì)軋鋼溫度的設(shè)計(jì)窗ロ可適當(dāng)放大，拓展了 1750mm軋機(jī)在管線鋼生產(chǎn)的極限厚度規(guī)格；彰顯技術(shù)進(jìn)歩。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明對(duì)照實(shí)施例作進(jìn)ー步說(shuō)明。本發(fā)明方法包括鐵水預(yù)處理ヰ轉(zhuǎn)爐吹煉ヰLF精煉ヰRH精煉ヰ板坯連鑄、清理、再加熱ヰ控制軋制與冷卻ヰ成品檢驗(yàn)；
本發(fā)明方法的操作
一、 非金屬夾雜的去除及鋼水氮元素和鋼材偏析控制其中非金屬夾雜的去除及氮元素的控制
①鐵水預(yù)處理后的[S]含量小于0.002%;轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)[N]的含量小于0.0015%，
②轉(zhuǎn)爐吹煉時(shí)，嚴(yán)禁補(bǔ)吹，防止鋼水增氮，其控制參數(shù)為供氧壓カ0.85MPii，流量 32000m3/h,強(qiáng)度為0. 5Nm3/t -min,吹氧時(shí)間Hmin ；底吹氬攪拌供氣強(qiáng)度為0. 05Nm3/t. min， 壓カ為1. 2Mpa ；轉(zhuǎn)爐出鋼溫度為1670°C，此時(shí)[C]含量小于0. 025%, [P]含量小于0. 006% ；
③LF精煉及造渣、脫硫，需添加AL-Ca精煉劑，再有鋼包底吹氬弱攪拌，控制時(shí)間為15 分鐘；精煉的終渣Al2O3的含量為四％ ；鋼水[N]含量小于0. 0050%，鋼中A、B類(lèi)非金屬夾雜小于1.0級(jí)。④RH真空精煉處理，對(duì)經(jīng)LF處理的鋼水進(jìn)行真空循環(huán)處理，降低鋼水中的氫，鋼水氫含量小于1. 5PPm，其最低真空度300Pa，使鋼水中的氫，鋼水氫含量小于1. 5PPm ；
⑤連鑄保護(hù)澆鑄，大包長(zhǎng)水口采用密封圏+氬封保護(hù)；連鑄時(shí)鋼水[N]増量小于
0. 0008%ο
其中鋼材偏析控制
①連鑄控制中間包鋼水溫度，適宜的連鑄溫度為1540°C；
②為減少鑄坯的硫化物偏祈，成品鋼材[S]含量小于0.0030%，[N]含量小于0. 0050% ； 為防止錳偏折，鋼中的[Mn]含量彡1.65%。ニ、控制軋制和冷卻
①為保證Nb、V等合金的固溶，充分發(fā)揮合金的軋后析出、固溶、細(xì)晶等強(qiáng)化效果，加熱均熱段保證爐膛溫度在1220°C 士30°C，且保證均熱時(shí)間在30分鐘以上以保證板坯的出鋼溫度在1160°C以上。②增加第二階段軋制的總壓縮比，中間坯厚盡量大，考慮1750mm軋機(jī)的設(shè)計(jì)能力，中間坯厚度彡48mm。③控制奧氏體未再結(jié)晶區(qū)的溫度控制，保證進(jìn)精軋溫度1010°C以下，終軋溫度 840°C，卷曲溫度540°C
④為細(xì)化晶粒和増加組織中的針狀鐵素體含量比例及少量的貝氏體，并使M/A組織彌散分布在鐵素體基體上，軋后采用快速前段冷卻。本發(fā)明的管線鋼的成分設(shè)計(jì)
(1)采用高韌性厚規(guī)格管線鋼的成分設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。 (2)采用控軋控冷參數(shù)設(shè)計(jì)見(jiàn)表2。上述的表1和表2為低碳鈮Mo-Cr系X70的批量生產(chǎn)的成分和軋制控制結(jié)果。本發(fā)明的線鋼的拉伸性能沖擊功及DWTT指標(biāo)成品鋼的抗拉強(qiáng)度在^OMpa，屈服強(qiáng)度在580Mpa,屈強(qiáng)比0.9,- 20°C沖擊功320J, 一 25°C DffTT韌性指標(biāo)在100%。(其取樣方向與軋制方向成45°C角)
權(quán)利要求
1.一種提高X70管線鋼DWTT指標(biāo)的方法，其特征在于分步實(shí)施；其1鐵水預(yù)處理經(jīng)處理的鐵水[幻含量小于0. 00 ，轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)[N]的含量小于 0.0015% ；其2轉(zhuǎn)爐吹煉嚴(yán)禁補(bǔ)吹；其供氧壓カ為0. 8-0. 85MPa,流量32000_33000m3/h，強(qiáng)度0. 4-0. 6Nm3/t · min,吹氧時(shí)間Hmin ；底吹氬攪拌供氣強(qiáng)度為0. 05-0. 08Nm3/t. min,壓力1.0_1.2Mpa;轉(zhuǎn)爐出鋼溫度為1620-1670°C，此時(shí)[C]含量小于0.025%，[P]含量小于 0. 006% ；其3LF精煉添加AL-Ca精煉劑，每噸鋼水加入1. 5Kg,有鋼包底吹氬弱攪拌，時(shí)間為 15-20分鐘；精煉的終渣Al2O3的含量為29-31% ；鋼水[C]含量控制在0. 025-0. 05%，[N] 含量小于0. 005% ；金相檢測(cè)鋼的非金屬夾雜含量A類(lèi)小于0. 5級(jí)，B類(lèi)小于1. 0級(jí)；其4RH真空精煉真空循環(huán)處理的最低真空度為300Pa，時(shí)間15分鐘，使鋼水的氫含量小于 1. 5ppm ；其5板坯連鑄及偏析控制連鑄時(shí)鋼水[N]増量小于0. 0008% ；中間包鋼水溫度控制在1540°C ；為了控制鋼材硫化物和錳偏折，成品鋼水[S]含量小于0.003%，[N]含量小于 0. 005%，[Mn]含量彡1. 65% ；板坯連鑄全程使用動(dòng)態(tài)輕壓，壓下量為3_5mm ； 其6控制軋制及冷卻為保證Nb、V合金的固溶，爐膛溫度設(shè)定在1220°C 士30°C，板坯在均熱時(shí)保溫在30-40 分鐘，板坯從加熱爐出爐溫度在1160-1220°C ；控制奧氏體未結(jié)晶區(qū)的溫度入精軋中間坯溫度在900-1000°C，入精軋中間坯厚度彡50mm,終軋溫度在820_860°C ；卷曲溫度為 520-560°C，前段采用急冷方式，冷卻速度在控制在20°C 士2°C。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于成品鋼水即鋼水凝固前的元素含量的控制還包括[C] 0. 03-0. 05%、[Si] 0. 02-0. 028%、[Nb]0. 07-0. 078%、[Μο]0· 015-0. 02%、 [Ca] 0. 003-0. 004%, [P]小于0. 015% ；連鑄板坯硫印檢測(cè)中心偏折=C類(lèi)小于0. 5級(jí)；金相檢測(cè)鋼材非金屬夾雜含量A類(lèi)小于0. 5級(jí)，B類(lèi)小于1. 0級(jí)，C類(lèi)為0級(jí)，D類(lèi)小于0.5級(jí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于選用的AL-Ca精煉劑為煉鋼行業(yè)的專(zhuān)用產(chǎn)品。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于經(jīng)檢測(cè)，成品鋼的鋼卷厚度為15.9mm 時(shí)，DWTT指標(biāo)的抗拉強(qiáng)度為590Mpa-640Mpa，屈服強(qiáng)度520-580Mpa ；其屈強(qiáng)比0. 85-0. 9，一 20°C沖擊功 250-320J，一 25°C DffTT 韌性在 90-100%
全文摘要
本發(fā)明提供的一種提高X70管線鋼DWTT指標(biāo)的方法，分步實(shí)施；鐵水預(yù)處理,鐵水[S]含量小于0.002%，轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)[N]的含量小于0.0015%；其轉(zhuǎn)爐吹煉時(shí)嚴(yán)禁補(bǔ)吹，轉(zhuǎn)爐出鋼溫度為1620-1670℃，[C]含量小于0.025%，[P]含量小于0.006%；其LF精煉的終渣Al2O3的含量為29-31%；鋼水[C]含量控制在0.025-0.05%，[N]含量小于0.005%；金相檢測(cè)鋼的非金屬夾雜含量A類(lèi)小于0.5級(jí)，B類(lèi)小于1.0級(jí)；其RH真空精煉，使鋼水的氫含量小于1.5ppm；其板坯連鑄及偏析控制連鑄時(shí)鋼水[N]增量小于0.0008%；為了控制鋼材硫化物和錳偏析，成品鋼水[S]含量小于0.003%，[N]含量小于0.005%，[Mn]含量≤1.65%；板坯連鑄全程使用動(dòng)態(tài)輕壓，壓下量3-5mm及調(diào)控制軋制冷卻等。經(jīng)成品鋼檢測(cè)鋼卷厚度為15.9mm時(shí)，DWTT指標(biāo)的抗拉強(qiáng)度達(dá)640Mpa，屈服強(qiáng)度達(dá)580Mpa。
文檔編號(hào)C21C7/00GK102586673SQ20111000690
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月13日
發(fā)明者丘雙全, 吾塔, 宋維兆, 張建新, 張愛(ài)梅, 王新成, 陳勇 申請(qǐng)人:寶鋼集團(tuán)新疆八一鋼鐵有限公司