本發(fā)明涉及一種厚規(guī)格X52管線鋼及其生產(chǎn)方法，尤其是一種應(yīng)用于熱連軋鋼帶生產(chǎn)領(lǐng)域的厚規(guī)格X52管線鋼及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
：管道運(yùn)輸是長(zhǎng)距離輸送石油和天然氣最經(jīng)濟(jì)的輸送方式，有高效、經(jīng)濟(jì)、安全、無污染的特點(diǎn)。為了確保管道輸送的穩(wěn)定性和安全性，長(zhǎng)距離、高壓輸送管線通常采用厚壁管。油氣輸送用管經(jīng)常經(jīng)過人口密集的地區(qū)，其安全性尤為重要，因此油氣輸送管用管線鋼綜合性能要求高，要求具有韌性高，韌脆轉(zhuǎn)變溫度低、焊接性能好等，特別是表示止裂性能的DWTT(落錘撕裂試驗(yàn))性能要求嚴(yán)格。DWTT(落錘撕裂試驗(yàn))性能是輸氣輸送管線鋼質(zhì)量要求的一個(gè)重要的必備的指標(biāo)，DWTT采用全厚度試樣，較常規(guī)沖擊試驗(yàn)更能真實(shí)、準(zhǔn)確反應(yīng)材料的斷裂韌性。為了提高管線的輸送壓力，從而提高管線單位時(shí)間的輸送量，一般有兩種方法，一種是提高管線鋼的強(qiáng)度級(jí)別，一種是提高管線鋼的厚度。DWTT對(duì)鋼材的厚度極其敏感，隨鋼材厚度增加，其組織均勻性降低，DWTT性能惡化，特別是強(qiáng)度級(jí)別較低的管線鋼，其合金元素含量少，隨厚度增加，其組織均勻性惡化更加嚴(yán)重，因此，提高X52厚規(guī)格管線鋼落錘性能是X52厚規(guī)格管線鋼批量生產(chǎn)過程中亟待解決的關(guān)鍵問題。在現(xiàn)有技術(shù)中，專利CN101928884A公開的一種X52管線鋼及其生產(chǎn)方法中，其化學(xué)成分：C：0.070～0.090％，Si：0.15～0.30％，Mn：1.10～1.30％，P：≤0.020％，S：≤0.006％，Nb：0.020～0.040％，Ti：0.010-0.020％，Als：0.010-0.040％。該專利的卷取溫度為580℃～620℃。該發(fā)明C含量較高，如果卷取溫度低于580℃，將出現(xiàn)貝氏體組織，卷取溫度高于620℃，其心部組織粗大，均降低其落錘性能，同時(shí)，該專利是在雙機(jī)架緊湊是爐卷軋制上生產(chǎn)，其經(jīng)過粗軋后的鋼坯延時(shí)20-50秒，使粗軋鋼坯溫度低于900℃在進(jìn)行3道次連續(xù)精軋，終軋溫度790-830℃，該發(fā)明粗軋后需要待溫，其生產(chǎn)效率低，不適合熱連軋生產(chǎn)。專利CN1003572025A公開的一種低成本X52管線鋼的生產(chǎn)方法及管線鋼中：C：0.08～0.12％、Si≤0.35％、Mn：1.10～1.40％、P≤0.025％、S≤0.025％、Ti：0.010-0.020％，該發(fā)明采用C-Mn鋼工藝路線，通過提高碳含量來提高其強(qiáng)度，其卷取溫度580℃～620℃，如果卷取溫度低于580℃，將出現(xiàn)貝氏體組織，卷取溫度高于620℃，其心部組織粗大，均降低其落錘性能，該發(fā)明不能生產(chǎn)厚規(guī)格的X52管線鋼，其成品厚度為2-10mm。專利CN102747292A公開的正火態(tài)抗酸管線用鋼X52NS熱軋板卷及其制造方法中，其權(quán)利要求書中的化學(xué)成分范圍很寬，C：0.02-0.06％，Si：0.10-0.35％，Mn：1.10-1.40％，P：≤0.018％，S：≤0.003％，Cr：0-0.50％，Ti：0.005-0.10％，Nb：0.005-0.10％，V：0.005-0.05％，Ni：0-0.50％，Cu：0-0.50％，該發(fā)明含有一定量的V，為了促進(jìn)V的碳氮化物析出，其卷取溫度為560℃～620℃，在這種高的卷取溫度條件下，要保證厚規(guī)格產(chǎn)品的組織均勻性，必須加入昂貴的合金元素，從該發(fā)明的實(shí)施例中可以看出，所有實(shí)施例的成分均加入了昂貴的合金元素Ni和Cu，同時(shí)該發(fā)明的硫含量要求低于0.003％，脫硫成本高，因此，該發(fā)明的生產(chǎn)成本高。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)效率高、工藝控制簡(jiǎn)單，操作性強(qiáng)，性能合格率高，高韌性、具有良好的落錘撕裂性能的厚規(guī)格X52管線鋼。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的厚規(guī)格X52管線鋼，其化學(xué)成分按重量百分比組成為：C：0.03％-0.07％，Si：0.10％-0.30％，Mn：1.10％-1.30％，P：≤0.020％，S：≤0.010％，Nb：0.015％-0.035％，Ti：0.008％-0.019％，Cr：0.15％-0.30％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。進(jìn)一步的是，其化學(xué)成分按重量百分比組成為：C：0.04％-0.06％，Si：0.15％-0.25％，Mn：1.15％-1.30％，P：≤0.020％，S：≤0.008％，Nb：0.025％-0.034％，Ti：0.010％-0.017％，Cr：0.20％-0.30％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問題是提供一種生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)效率高、工藝控制簡(jiǎn)單，操作性強(qiáng)，性能合格率高，高韌性、具有良好的落錘撕裂性能的厚規(guī)格X52管線鋼的生產(chǎn)方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的厚規(guī)格X52管線鋼的生產(chǎn)方法的方法，包括以下幾個(gè)步驟：A、按照權(quán)利要求1或2所述的厚規(guī)格X52管線鋼的化學(xué)成分及其重量百分比經(jīng)冶煉、連鑄得到板坯；B、將前一步驟得到的板坯加熱到1170℃～1210℃后經(jīng)粗軋得到中間坯；C、對(duì)前一步驟所得中間坯進(jìn)行精軋，精軋入口溫度控制在960～1000℃，終軋溫度范圍為830℃～870℃；D、精軋后以15℃/s～40℃/s的冷卻速度冷卻到高于卷取溫度10℃/s～30℃/s的中間溫度，空冷4秒～6秒后，以5℃/s～15℃/s冷卻速度冷卻到350℃～520℃卷取。進(jìn)一步的是，在D步驟中精軋后以20℃/秒～30℃/秒的冷卻速度冷卻到比卷取溫度高10℃～30℃的中間溫度，然后空冷4秒～6秒后，最后以8℃/秒～12℃/秒的冷卻速度冷卻到卷取溫度450℃～520℃進(jìn)行卷取。進(jìn)一步的是，在B步驟中板坯粗軋采用5道次或7道次軋制，每道次變形量必須≥20％。進(jìn)一步的是，在C步驟中精軋入口溫度控制960～990℃，終軋溫度范圍為830～865℃，精軋倒數(shù)第三道次的變形量20％以上，倒數(shù)第二道次的變形量在17％以上，最后一道次的變形量在10％以上。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明不需要加入昂貴的Cu、Ni、V等元素，生產(chǎn)成本相對(duì)較低；不需要大幅度降低其精軋入口溫度，生產(chǎn)效率高，本發(fā)明卷取溫度范圍寬，生產(chǎn)控制難度小，大生產(chǎn)中性能合格率高。本發(fā)明生產(chǎn)的12mm～20mm的厚規(guī)格X52管線鋼的本發(fā)明12mm-20mm的厚規(guī)格X52管線鋼的屈服強(qiáng)度其屈服強(qiáng)度400～460MPa，抗拉強(qiáng)度500～580MPa，延伸率A50≥24％，-20℃的沖擊功≥120J，-20℃落錘剪切面積95％以上。本發(fā)明具有生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)效率高、工藝控制簡(jiǎn)單，操作性強(qiáng)，性能合格率高的特點(diǎn)。具體實(shí)施方式本發(fā)明的厚規(guī)格X52管線鋼，其化學(xué)成分按重量百分比組成為：C：0.03％-0.07％，Si：0.10％-0.30％，Mn：1.10％-1.30％，P：≤0.020％，S：≤0.010％，Nb：0.015％-0.035％，Ti：0.008％-0.019％，Cr：0.15％-0.30％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明采用超低碳鈮微合金化，加入一定量的Cr，不需要加入昂貴的不需要加入昂貴的Cu、Ni、V等元素等元素，具有生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)效率高、工藝控制簡(jiǎn)單，操作性強(qiáng)，性能合格率高的特點(diǎn)。為了進(jìn)一步提高厚規(guī)格X52管線鋼的力學(xué)性能，尤其是落錘性能，對(duì)其化學(xué)成分做了進(jìn)一步優(yōu)化，其化學(xué)成分按重量百分比組成為：C：0.04％-0.06％，Si：0.15％-0.25％，Mn：1.15％-1.30％，P：≤0.020％，S：≤0.008％，Nb：0.025％-0.034％，Ti：0.010％-0.017％，Cr：0.20％-0.30％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明所采用的厚規(guī)格X52管線鋼的生產(chǎn)方法的方法，包括以下幾個(gè)步驟：A、按照權(quán)利要求1或2所述的厚規(guī)格X52管線鋼的化學(xué)成分及其重量百分比經(jīng)冶煉、連鑄得到板坯B、將前一步驟得到的板坯加熱到1170～1210℃后經(jīng)粗軋得到中間坯；采用前述方法既保證Nb的充分固溶，又防止奧氏體晶粒的異常長(zhǎng)大。C、所得中間坯經(jīng)熱卷箱卷取之后即進(jìn)行移位開卷，進(jìn)入精軋機(jī)組精軋，精軋入口溫度控制在960～1000℃，終軋溫度范圍為830～870℃，保證未再結(jié)晶區(qū)變形量，增加變形帶，增加相變形核核心，細(xì)化鐵素體晶粒。所述熱卷箱可以為無芯移送熱卷箱。在所述熱卷箱中實(shí)現(xiàn)中間坯頭尾互換，以保證鋼坯通長(zhǎng)的溫度均勻；同時(shí)去除二次氧化鐵皮以保證鋼坯板面光潔。D、精軋后以15℃/s～40℃/s的冷卻速度冷卻到高于卷取溫度10℃/s～30℃/s的中間溫度，空冷4秒～6秒后，以5℃/s～15℃/s冷卻速度冷卻到350℃～520℃卷取。采用不同冷卻速度進(jìn)行雙段冷卻的方式可以使最終得到的厚規(guī)格X52管線鋼的屈服強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度，延伸率，-20℃的沖擊功，-20℃落錘剪切面積等力學(xué)性能得到顯著提高。具體的生產(chǎn)工藝過程為：鐵水脫硫→轉(zhuǎn)爐冶煉復(fù)合吹煉→脫氧、合金化及高堿度精練渣脫硫→爐后小平臺(tái)補(bǔ)喂Al線、Ti微合金化→喂鈣線→連鑄→板坯加熱→高壓水除鱗→粗軋→精軋→層流冷卻→卷取→包裝入庫(kù)。本發(fā)明采用超低碳Nb微合金化，加入一定量的Cr，連鑄坯經(jīng)粗軋-精軋-快速冷卻-卷取生產(chǎn)出表面組織為針狀鐵素體，心部組織為細(xì)的為鐵素體+珠光體的熱軋鋼板。其屈服強(qiáng)度400～460MPa，抗拉強(qiáng)度500～580MPa，延伸率A50≥24％，-20℃的沖擊功≥120J，-20℃落錘剪切面積95％以上。生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)效率高、工藝控制簡(jiǎn)單，操作性強(qiáng)，性能合格率高，在普通熱連軋生產(chǎn)線上生產(chǎn)的特點(diǎn)。為提高雙段冷卻的效果以達(dá)到進(jìn)一步提高產(chǎn)品力學(xué)性能的目的。在D步驟中精軋后以20℃/秒～30℃/秒的冷卻速度冷卻到比卷取溫度高10℃～30℃的中間溫度，然后空冷4秒～6秒后，最后以8℃/秒～12℃/秒的冷卻速度冷卻到卷取溫度450℃～520℃進(jìn)行卷取。在B步驟中板坯粗軋采用5道次或7道次軋制，每道次變形量必須≥20％。采用前述軋制方法，可以同時(shí)保證產(chǎn)品的形狀和力學(xué)性能滿足要求，同時(shí)提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本。為進(jìn)一步提高產(chǎn)品性能采用分部控制變形量的精軋方法，保證未再結(jié)晶區(qū)變形量，增加相變形核核心，細(xì)化鐵素體晶粒。在C步驟中精軋入口溫度控制960～990℃，終軋溫度范圍為830～865℃，精軋倒數(shù)第三道次的變形量20％以上，倒數(shù)第二道次的變形量在17％以上，最后一道次的變形量在10％以上。下面是本發(fā)明的10個(gè)實(shí)施例，表1是本發(fā)明的10個(gè)實(shí)施例的化學(xué)成分，表2是熱軋工藝控制值，表3是鋼卷的力學(xué)性能。表1實(shí)施例的化學(xué)成分實(shí)施例CSiMnPSNbTiCr10.0530.231.160.0170.070.0310.0140.2620.0510.211.230.0120.060.0300.0120.2830.0460.181.190.0140.060.0280.0150.2440.0550.221.250.0160.070.0330.0120.2550.0520.211.280.0130.050.0310.0130.2960.0380.221.260.0170.080.0290.0150.2570.0450.241.220.0130.060.0280.0120.2780.0500.201.200.0180.070.0340.0180.2790.0480.191.180.0140.070.0330.0170.26100.0540.211.240.0160.060.0320.0150.26表2實(shí)施例的熱軋工藝控制值表3實(shí)施例的鋼卷的力學(xué)性能當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3