一種焊接性優(yōu)良的低成本超低溫正火型管線鋼及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及管線用鋼制造領(lǐng)域，具體是指一種低Ceq低Pcm的低成本超低溫正火型管線鋼及其生產(chǎn)方法所述鋼種厚度為6?25.4mm，所述交貨狀態(tài)為正火狀態(tài)，以質(zhì)量%計(jì)含有：C：0.06~0.09%，Si：0.15~0.35%，Mn：1.35~1.50%，P≤0.015%，S≤0.005%，Cr：0.10~0.30%，Nb：0.025~0.050%，V：0.025~0.040%，Ti：0.010~0.030%，其他為Fe和殘余元素，并滿足Ceq≤0.38%，Pcm≤0.20%。本發(fā)明的超低溫正火型管線鋼，通過(guò)優(yōu)化的組分配比和控軋控冷及正火工藝，得到理想的少量珠光體+多邊形鐵素體組織，其晶粒均勻細(xì)小，鋼板具有良好的低溫韌性，?51℃橫向沖擊功≥80J，滿足了用戶在特殊環(huán)境下的制造及使用要求。
【專利說(shuō)明】
一種焊接性優(yōu)良的低成本超低溫正火型管線鋼及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及管線用鋼制造領(lǐng)域，具體是指一種低Ceq低Pcm的低成本超低溫正火型 管線鋼及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著石油、天然氣工業(yè)的發(fā)展，管道運(yùn)輸證明是一種規(guī)模大而且經(jīng)濟(jì)的輸送方式， 管線鋼在使用過(guò)程中，往往埋藏于地下，甚至鋪設(shè)于海底，且由于其所處環(huán)境的特殊性，從 而要求管線鋼在使用過(guò)程中，不僅要具有較高的強(qiáng)度，還要具有較高的韌塑性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 一種焊接性優(yōu)良的低成本超低溫正火型管線鋼，上述鋼種厚度為6-25.4mm，上述 交貨狀態(tài)為正火狀態(tài)，以質(zhì)量%計(jì)含有:C: 0 ? 06~0 ? 09%，Si : 0 ? 15~0 ? 35%，Mn: 1 ? 35~1 ? 50%，P彡 0.015%,S^O.005%,Cr：0.10-0.30%,Nb：0.025-0.050%,V：0.025-0.040%,Ti：0.010~ 0.030%，其他為Fe和殘余元素，并滿足Ceq< 0.38%，Pcm< 0.20%，其中： (1) Pcm=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B； (2) Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15 〇
[0004] 超低溫正火型管線鋼的生產(chǎn)制備方法，主要工藝路線如下：鐵水預(yù)處理4轉(zhuǎn)爐冶 煉-CAS處理-LF-VD-連鑄4鑄坯下線緩冷48小時(shí)后冷檢冷送4鑄坯加熱4除鱗4乳制 -矯直-冷卻-正火-探傷-切割、取樣-檢驗(yàn)、標(biāo)志-入庫(kù)。
[0005] 優(yōu)選的，上述管線鋼的制備過(guò)程中，全程保護(hù)澆注，控制中包、結(jié)晶器液面穩(wěn)定，選 用低碳低合金鋼專用保護(hù)渣，中包溫度目標(biāo)過(guò)熱度10~25°C，目標(biāo)過(guò)熱度是指比鋼水相變 點(diǎn)高出的溫度，拉速執(zhí)行生產(chǎn)廠現(xiàn)行溫度拉速制度，采用弱冷配水制度。
[0006] 優(yōu)選的，上述鐵水預(yù)處理為原料鐵水經(jīng)KR深脫硫，上述轉(zhuǎn)爐冶煉為轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)吹 冶煉，上述CAS處理為鋼包在CAS站吹氬時(shí)間多10 min，上述吹氬時(shí)間含出鋼吹氬。
[0007] 優(yōu)選的，上述鐵水需經(jīng)真空精煉處理，保真空時(shí)間彡15min;上述保真空處理后喂 鈣鐵線進(jìn)行鈣處理，軟吹氬時(shí)間多l(xiāng)Omin。
[0008] 更為優(yōu)選的，上述連鑄過(guò)程中需采用扇形段電磁攪拌以及鑄坯輕壓下的技術(shù)手段 得到內(nèi)部質(zhì)量良好的原料鋼坯，上述原料鋼坯從連鑄機(jī)下線后需經(jīng)過(guò)堆垛緩冷48小時(shí)以上 后方可送乳。
[0009] 更為優(yōu)選的，上述控乳控冷過(guò)程中的乳制過(guò)程中，鋼坯的出爐溫度1060~1120°C， 加熱時(shí)間系數(shù)0.9~1.2min/mm(鋼坯厚度），加熱時(shí)間系數(shù)的計(jì)算是根據(jù)鋼坯厚度。
[00則特別的，上述乳制采用粗乳、精乳分階段乳制，保證[6,25.4]mm規(guī)格的中間坯厚度 不小于成品厚度的3倍，精乳開(kāi)乳溫度為880~930°C，終乳溫度800 ± 10°C，開(kāi)冷溫度780 ± 10 °C，冷卻速度5~8 °C/S，終冷溫度600~650 °C。
[0011] 更為特別的，上述正火熱處理過(guò)程中，正火溫度為910 ± 10 °C，爐內(nèi)保溫時(shí)間 1.5min/mm，爐內(nèi)保溫總時(shí)間不低于30min，鋼板出爐后空冷。
[0012] 本發(fā)明所述的管線鋼，其性能特征為：抗拉強(qiáng)度Rm彡450MPa，屈服強(qiáng)度Rel彡 280MP，延伸彡25%，全尺寸沖擊樣-51°C橫向沖擊Akv彡80 J。
[0013] 有益效果：本發(fā)明的超低溫正火型管線鋼，通過(guò)優(yōu)化的組分配比和控乳控冷及正 火工藝，得到理想的少量珠光體+多邊形鐵素體組織，其晶粒均勻細(xì)小，鋼板具有良好的低 溫韌性，-51°c橫向沖擊功多80J，滿足了用戶在特殊環(huán)境下的制造及使用要求。
[0014] 鋼板經(jīng)過(guò)正火熱處理后，可以細(xì)化晶粒消除組織內(nèi)部應(yīng)力，獲得更好的組織和性 能穩(wěn)定性。本發(fā)明的低Ceq低Pcm超低溫正火型管線鋼采用低(：，0、1'113、￥、1';[微合金化設(shè)計(jì)， CeqSO. 38%，Pcm<0.20%，控乳控冷+正火工藝，鋼板主要組織為細(xì)小的少量珠光體+多邊形 鐵素體，晶粒尺寸細(xì)化到4~5um，除晶粒細(xì)化外，鐵素體基體上彌散析出的Nb、V的碳氮化物 第二相產(chǎn)生的沉淀強(qiáng)化也有效提高鋼板強(qiáng)度，在不含傳統(tǒng)Ni、Mo等貴重合金元素的情況下 正火后-51°C橫向沖擊多80J，有效降低了材料的韌脆轉(zhuǎn)變溫度，并保證了后續(xù)鋼板卷管+焊 接+正火處理后的性能穩(wěn)定。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 通過(guò)以下具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但并不因此而限定本發(fā)明。
[0016] 實(shí)施例1 一種焊接性優(yōu)良的低成本超低溫正火型管線鋼，鋼種厚度為6-25.4mm，交貨狀態(tài)為正 火狀態(tài)，以質(zhì)量%計(jì)含有:C:0 ? 07%，Si :0? 21%，Mn: 1 ? 40%，P:0? 013%，S:0? 002%，Cr:0 ? 20%，Nb: 0 ? 030%，V: 0 ? 030%，Ti :0 ? 020%，Ceq=0 ? 35%，Pcm=0 ? 16%，其他為Fe和殘余元素；超低溫正火型 管線鋼的生產(chǎn)制備方法，主要工藝路線如下:鐵水預(yù)處理-轉(zhuǎn)爐冶煉-CAS處理-LF-VD- 連鑄-鑄坯下線緩冷48小時(shí)后冷檢冷送-鑄坯加熱-除鱗-乳制-矯直-冷卻-正火- 探傷-切割、取樣-檢驗(yàn)、標(biāo)志-入庫(kù);管線鋼的制備過(guò)程中，全程保護(hù)澆注，控制中包、結(jié) 晶器液面穩(wěn)定，選用低碳低合金鋼專用保護(hù)渣，中包溫度目標(biāo)過(guò)熱度10~25°C，拉速執(zhí)行生 產(chǎn)廠現(xiàn)行溫度拉速制度，采用弱冷配水制度;鐵水預(yù)處理為原料鐵水經(jīng)KR深脫硫，轉(zhuǎn)爐冶煉 為轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)吹冶煉，CAS處理為鋼包在CAS站吹氬時(shí)間多10 min，吹氬時(shí)間含出鋼吹氬;鐵 水需經(jīng)真空精煉處理，保真空時(shí)間17min;保真空處理后喂鈣鐵線進(jìn)行鈣處理2m/t，軟吹氬 時(shí)間10min;VD爐破真空后上250mm X 2100mm斷面板還連鑄機(jī)饒注，饒注過(guò)程中鑄機(jī)米用扇 形段電磁攪拌以及鑄坯輕壓下工藝以得到內(nèi)部質(zhì)量良好的原料鋼坯，原料鋼坯從連鑄機(jī)下 線后需經(jīng)過(guò)堆垛緩冷48小時(shí)以上后方可送乳；控乳控冷過(guò)程中的乳制過(guò)程中，鋼坯的出爐 溫度1060~1120°C，加熱時(shí)間系數(shù)0.9~1.2min/mm(鋼坯厚度）；乳制采用粗乳、精乳分階段乳 制，保證[6，25.4]mm規(guī)格的中間坯厚度不小于成品厚度的3倍，精乳開(kāi)乳溫度為880~930°C， 終乳溫度800 ± 10 °C，開(kāi)冷溫度780 ± 10 °C，冷卻速度5~8°C/S，終冷溫度600~650°C ;正火熱 處理過(guò)程中，正火溫度為910°C，爐內(nèi)保溫時(shí)間30min，鋼板出爐后空冷。
[0017] 實(shí)施例2 本實(shí)施例的超低溫正火型管線鋼是由以下質(zhì)量百分比的組分制備而成:C:0.06%，Si: 0.20%,Mn：1.38%,P：0.012%,S：0.003%,Cr：0.22%,Nb：0.030%,V：0.032%,Ti：0.021%,Ceq= 0.34%，Pcm=0.15%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0018]本實(shí)施例的超低溫正火型管線鋼的生產(chǎn)制備方法同實(shí)施例一，區(qū)別在于VD爐保真 空時(shí)間為15分鐘，出爐溫度1100 °C。
[0019] 實(shí)施例3 本實(shí)施例的超低溫正火型管線鋼是由以下質(zhì)量百分比的組分制備而成C:0.08%，Si: 0.22%,Mn：1.42%,P：0.010%,S：0.002%,Cr：0.18%,Nb：0.032%,V：0.031%,Ti：0.020%,Ceq= 0.36%，Pcm=0.17%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0020] 本實(shí)施例的超低溫正火型管線鋼的生產(chǎn)制備方法同實(shí)施例一，區(qū)別在于VD爐保真 空時(shí)間為16分鐘，出爐溫度1090 °C，精乳機(jī)開(kāi)乳溫度為900 °C，乳制中間坯厚度為70mm，乳制 成品鋼板規(guī)格為20mm，正火處理溫度為905°C，爐內(nèi)時(shí)間為35分鐘。
[0021] 實(shí)施例4 本實(shí)施例的超低溫正火型管線鋼是由以下質(zhì)量百分比的組分制備而成:C:0.08%，Si: 0.20%,Mn：1.45%,P：0.011%,S：0.002%,Cr：0.20%,Nb：0.032%,V：0.035%,Ti：0.019%,Ceq= 0.37%，Pcm=0.18%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0022]本實(shí)施例的超低溫正火型管線鋼的生產(chǎn)制備方法同實(shí)施例一，區(qū)別在于VD爐保真 空時(shí)間為15分鐘，出爐溫度1080°C，乳制中間坯厚度為80mm，精乳機(jī)開(kāi)乳溫度為890°C，乳制 成品鋼板規(guī)格為25mm，正火處理溫度為915 °C，爐內(nèi)時(shí)間為45分鐘。
[0023]對(duì)以上實(shí)施例中制備的鋼板進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，如表1、2所示。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種焊接性優(yōu)良的低成本超低溫正火型管線鋼，其特征在于，所述鋼種厚度為6-25.4mm，所述交貨狀態(tài)為正火狀態(tài)，以質(zhì)量％計(jì)含有：C: 0.06~0.09%，Si : 0.15~0.35%，Mn: 1.35-1.50%,P^O.015%,S^O.005%,Cr:0.10-0.30%,Nb:0.025-0.050%,V：0.025-0.040%, Ti : 0.010~0.030%，其他為Fe和殘余元素，并滿足Ceq<0.38%，Pcm<0.20%，其中： (1) Pcm=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B； (2) Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15 〇2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接性優(yōu)良的低成本超低溫正火型管線鋼的生產(chǎn)制備方法， 其特征在于，主要工藝路線如下:鐵水預(yù)處理-轉(zhuǎn)爐冶煉-CAS處理-LF-VD-連鑄-鑄坯 下線緩冷48小時(shí)后冷檢冷送-鑄坯加熱-除鱗-乳制-矯直-冷卻-正火-探傷-切割、 取樣-檢驗(yàn)、標(biāo)志-入庫(kù)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的焊接性優(yōu)良的低成本超低溫正火型管線鋼的生產(chǎn)制備方法， 其特征在于，所述管線鋼的制備過(guò)程中，全程保護(hù)澆注，控制中包、結(jié)晶器液面穩(wěn)定，中包溫 度目標(biāo)過(guò)熱度10~25°C。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的焊接性優(yōu)良的低成本超低溫正火型管線鋼的生產(chǎn)方法，其特 征在于:所述鐵水預(yù)處理為原料鐵水經(jīng)KR深脫硫，所述轉(zhuǎn)爐冶煉為轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)吹冶煉，所述 CAS處理為鋼包在CAS站吹氬時(shí)間多10 min，所述吹氬時(shí)間含出鋼吹氬。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的焊接性優(yōu)良的低成本超低溫正火型管線鋼的生產(chǎn)方法，其特 征在于:所述鐵水需經(jīng)真空精煉處理，保真空時(shí)間多15min;所述保真空處理后喂鈣鐵線進(jìn) 行鈣處理，軟吹氬時(shí)間彡lOmin。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的焊接性優(yōu)良的低成本超低溫正火型管線鋼的生產(chǎn)方法，其特 征在于:所述連鑄過(guò)程中需采用扇形段電磁攪拌以及鑄坯輕壓下的技術(shù)手段得到內(nèi)部質(zhì)量 良好的原料鋼坯，所述原料鋼坯從連鑄機(jī)下線后需經(jīng)過(guò)堆垛緩冷48小時(shí)以上后方可送乳。7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的焊接性優(yōu)良的低成本超低溫正火型管線鋼的生產(chǎn)方法，其特 征在于:所述控乳控冷過(guò)程中的乳制過(guò)程中，鋼坯的出爐溫度1060~1120°C，加熱時(shí)間系數(shù) 0.9~1.2min/mm〇8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的焊接性優(yōu)良的低成本超低溫正火型管線鋼的生產(chǎn)方法，其特 征在于:所述乳制采用粗乳、精乳分階段乳制，保證[6,25.4]mm規(guī)格的中間坯厚度不小于成 品厚度的3倍，精乳開(kāi)乳溫度為880~930°C，終乳溫度800 ± 10°C，開(kāi)冷溫度780 ± 10°C，冷卻 速度5~8 °C /S，終冷溫度600~650 °C。9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的焊接性優(yōu)良的低成本超低溫正火型管線鋼的生產(chǎn)方法，其特 征在于:所述正火熱處理過(guò)程中，正火溫度為910 ± 10 °C，爐內(nèi)保溫時(shí)間1.5min/mm，爐內(nèi)保 溫時(shí)間不低于30min，鋼板出爐后空冷。
【文檔編號(hào)】C22C38/12GK105821335SQ201610419909
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年6月15日
【發(fā)明人】邵正偉, 劉金泉, 成小龍, 周蘭聚, 張爾康, 王杰, 林杰
【申請(qǐng)人】山東鋼鐵股份有限公司