專利名稱：一種低成本x70管線鋼板及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于低碳微合金鋼生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及了一種用于制造高壓、大口徑石油天然氣輸送管道用高強(qiáng)韌、低成本X70管線鋼板及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
2008年全球爆發(fā)金融危機(jī)，鋼鐵行業(yè)首當(dāng)其沖，鋼材市場價格大幅回落，鋼鐵市場陷入低迷期，不景氣的鋼鐵形勢給我國鋼鐵業(yè)發(fā)展帶來巨大沖擊，所以，降低鋼材生產(chǎn)成本對一個鋼鐵企業(yè)的發(fā)展顯得至關(guān)重要。尤其是在生產(chǎn)高等級管線鋼過程中，為保證優(yōu)異的力學(xué)性能，合金元素添加量一般比較大，例如，在X70管線鋼中一般添加Mo、Nb、Ni等合金元素，但由于Mo鐵、Nb鐵、Ni板的價格較高，因此造成這種管線鋼生產(chǎn)成本的大幅上升。通過采用優(yōu)化的控制軋制和控制冷卻工藝，來生產(chǎn)一定厚度規(guī)格的X70管線鋼板，可以大幅度減少合金元素添加量，降低生產(chǎn)成本，不僅具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益，而且對于一個鋼鐵企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。檢索本發(fā)明專利之前公布的相關(guān)文獻(xiàn)和專利技術(shù)，如中國專利CN1746326號授權(quán)公告“具有高止裂韌性的針狀鐵素體型X70管線鋼及其制造方法”，該合金配方采用C 0. 02 0. 060%,Nb 0. 050 0. 080%,V :0. 010 0. 060%,Mo :0. 10 0. 30%，其特點是低碳、添加大量貴重合金元素，該合金配比對組織轉(zhuǎn)變和性能提高有益，但價格昂貴，生產(chǎn)成本較高；又如中國專利CN101348881號授權(quán)公告“一種低成本高性能X70管線鋼及生產(chǎn)方法”，該合金配方采用C 0. 02 0. 06%、V 0. 04 0. 07%、Nb :0. 040 0. 070%，卷取溫度控制在430 520°C，該專利通過采用低碳、添加Nb和V合金，利用較低的卷取溫度來提高產(chǎn)品的性能，合金含量較高，并且板形不容易控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)添加大量貴重合金Mo、Ni、V、Nb等導(dǎo)致的生產(chǎn)成本較高，以及終軋溫度或者終冷溫度過低造成的板形不容易控制等問題，提供一種低成本、 高強(qiáng)韌、超細(xì)晶X70管線鋼板的合金配比及其制備方法。本發(fā)明提供的低成本X70管線鋼板的化學(xué)配方為C :0. 061 0.095 %，Si 0. 10 0. 45%，Mn :1. 45 1. 85%，P 彡 0. 014%,S 彡 0. 004%,Alt :0. 01 0. 06%，Nb 0. 02 0. 039%, Ti 0. 01 0. 02%,N ^ 0. 008%，余量為Fe和不可避免雜質(zhì)元素；均為
重量百分?jǐn)?shù)。本發(fā)明提供的低成本X70管線鋼板的制備方法，包括轉(zhuǎn)爐冶煉、爐外精煉、連鑄、 加熱、軋制、超快冷等工序，其特征在于，轉(zhuǎn)爐冶煉工序采用低碳錳鐵配錳，低碳錳鐵加入量 18. 9 24. 2kg/t ；連鑄工序連鑄坯拉速為0. 90 0. 95m/min,連鑄坯厚度為250mm ；連鑄坯加熱溫度為1175 1220°C，精軋階段終軋溫度為830 850°C，終冷溫度為530 570°C， 冷卻速度為31 40°C /s。本發(fā)明采用該化學(xué)配比和制備方法的依據(jù)是C是鋼中最經(jīng)濟(jì)、最基本的強(qiáng)化元素，通過固溶強(qiáng)化和析出強(qiáng)化對提高鋼的強(qiáng)度有明顯作用，通過適當(dāng)提高碳含量，控制在 0. 061 0. 095%范圍內(nèi)，替代部分貴重合金元素提高強(qiáng)度性能，同時較高的碳含量，可以實現(xiàn)在轉(zhuǎn)爐冶煉過程中用低碳錳鐵配錳，代替用微碳錳鐵配錳，而不用過分擔(dān)心增碳問題， 由于低碳錳鐵和微碳錳鐵含錳量相同，但低碳錳鐵的售價比微碳錳鐵要低很多，所以該碳含量范圍可降低錳鐵合金的使用成本。Mn能夠通過固溶強(qiáng)化、相變強(qiáng)化來有效的提高鋼材的強(qiáng)韌性，所以錳的含量控制在1. 45 1. 85%，可有效彌補(bǔ)因合金含量降低而引起的強(qiáng)度損失。Nb的主要作用是細(xì)化晶粒，通過熱軋過程Nb的析出物阻礙形變奧氏體的回復(fù)、再結(jié)晶，以及釘扎形變位錯，為相變形核提位置，細(xì)化相變組織，提高鋼的強(qiáng)韌性能。在較低含量的合金配比情況下，利用先進(jìn)的加速冷速裝置超快冷UFC，通過加大冷卻速度充分細(xì)化相變組織，得到均勻細(xì)化的針狀鐵素體組織，進(jìn)而提高其綜合力學(xué)性能。本發(fā)明的低成本X70管線鋼板及其制備方法具有如下優(yōu)點1)本發(fā)明提供了優(yōu)化的X70管線鋼板化學(xué)成分配方，通過控制連鑄、軋制和超快冷等工序細(xì)化晶粒，來替代合金元素發(fā)揮的作用，降低合金成本。2)本發(fā)明提供了優(yōu)化的X70管線鋼板制備方法，精軋終軋溫度和超快冷終冷溫度的區(qū)間較高，大大降低了軋機(jī)軋制負(fù)荷和矯直機(jī)的矯直負(fù)荷，提高了軋機(jī)和矯直機(jī)的工作效率，降低了生產(chǎn)難度和生產(chǎn)成本。3)本發(fā)明提供的低成本X70管線鋼板，通過超快冷設(shè)備的加速冷卻能力，充分細(xì)化相變組織，得到均勻細(xì)化的針狀鐵素體組織，具有較高的強(qiáng)度和沖擊韌性，屈服強(qiáng)度達(dá)到 485-550MPa，抗拉強(qiáng)度達(dá)到570_620MPa，-20°C的IOX 10 X 55mm試樣V型缺口夏比沖擊功彡250J, -15°C的落錘性能(DffTT)彡90%，晶粒尺寸平均3 μ m。


附圖為本發(fā)明金相組織圖
具體實施例方式根據(jù)本發(fā)明一種低成本X70管線鋼板及其制備方法，在100噸轉(zhuǎn)爐上冶煉，并連鑄成斷面為250mmX 2000mm的連鑄坯，在4300mm生產(chǎn)線上進(jìn)行控軋控冷生產(chǎn)。下面通過實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。實施例中鋼板化學(xué)成分見表1，實施例工藝制度見下面描述， 實施例力學(xué)性能見表2 實施例化學(xué)成分表1.本發(fā)明低成本X70管線鋼板實施例的化學(xué)成分)
權(quán)利要求
1.一種低成本X70管線鋼板，其特征在于所述鋼板化學(xué)成分為C :0. 061 0. 095%, Si 0. 10 0. 45%，Mn :1. 45 1. 85%，P 彡 0. 014%,S 彡 0. 004%,Alt :0. 01 0. 06%， Nb 0. 02 0. 039%, Ti :0. 01 0. 02%, N ^ 0. 008%，余量為Fe和不可避免雜質(zhì)元素；均為重量百分?jǐn)?shù)。
2.生產(chǎn)如權(quán)利要求1所述的低成本X70管線鋼板的方法，它包括轉(zhuǎn)爐冶煉、爐外精煉、 連鑄、加熱、軋制、冷卻工序，其特征在于，轉(zhuǎn)爐冶煉工序采用低碳錳鐵配錳，低碳錳鐵加入量18. 9 24. 2kg/t ；連鑄工序連鑄坯拉速為0. 90 0. 95m/min,連鑄坯厚度為250_mm ； 連鑄坯加熱溫度為1175 1220°C，精軋階段終軋溫度為830 850°C，終冷溫度為530 570°C，冷卻速度為31 40°C /s。
全文摘要
一種低成本X70管線鋼板及其生產(chǎn)方法，該鋼板的化學(xué)成分為C0.061～0.095％，Si0.10～0.45％，Mn1.45～1.85％，P≤0.014％，S≤0.004％，Alt0.01～0.06％，Nb0.02～0.039％，Ti0.01～0.02％，N≤0.008％，余量為Fe和不可避免雜質(zhì)元素；均為重量百分?jǐn)?shù)。該鋼板的生產(chǎn)方法的特征在于，轉(zhuǎn)爐冶煉工序采用低碳錳鐵配錳，低碳錳鐵加入量18.9～24.2kg/t；連鑄工序連鑄坯拉速為0.90～0.95m/min，連鑄坯厚度為250mm；連鑄坯加熱溫度為1175～1220℃，精軋階段終軋溫度為830～850℃，終冷溫度為530～570℃，冷卻速度為31～40℃/s。本發(fā)明的優(yōu)點在于鋼種合金含量低，通過采用超快冷工藝，充分細(xì)化相變組織，提高鋼板力學(xué)性能，降低鋼種生產(chǎn)成本。
文檔編號C21D8/02GK102230128SQ20111014754
公開日2011年11月2日 申請日期2011年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月2日
發(fā)明者丁文華, 姜中行, 李家鼎, 李少坡, 李戰(zhàn)軍, 李永東, 查春和, 王文軍, 白學(xué)軍, 許曉東, 麻慶申 申請人:首鋼總公司