一種高強(qiáng)韌管線鋼卷的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高強(qiáng)韌管線鋼卷的制備方法，所述管線鋼卷由C、Si、Mn、Ti、Cr、Cu、B、Als和Fe組成；所述制備方法包括以下步驟：轉(zhuǎn)爐冶煉-RH真空脫氣-LF爐精煉-連鑄-板坯加熱-軋制-控冷-卷取，其中煉鋼工藝中：鐵水預(yù)處理：保證入爐鐵水S含量≤0.005％；爐外精煉：RH真空處理，處理時(shí)間12～14分鐘；夾雜物變性處理：在鋼包爐中喂入CaSi線，喂線速度180～220m/min；連鑄過程過熱度小于20℃；軋制工藝中：板坯再加熱溫度1150～1170℃；開軋溫度1100～1120℃；終軋溫度880～900℃；卷取溫度620～640℃；冷卻速度10～30℃/s。
【專利說明】一種高強(qiáng)韌管線鋼卷的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼鐵冶金【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種高強(qiáng)韌管線鋼卷的制備方法。
【背景技術(shù)】[0002]隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，石油天然氣需求出現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，這極大促進(jìn)了管道輸送和高等級管線鋼的發(fā)展。從目前國外管線工程用鋼的情況來看，高鋼級管線鋼已經(jīng)逐步成為主導(dǎo)力量，近10年來X70級鋼管用量已占輸氣管首位，并繼續(xù)向更高級別發(fā)展?，F(xiàn)有的X70級或更高級別的管線鋼通常采用鑰(Mo)作為主要的強(qiáng)化元屬，如專利號為200410066297.8的中國發(fā)明專利說明書中記載的“具有高止裂韌性的針狀鐵素體型X70管線鋼及其制造方法”，專利號為200410013265.1的中國發(fā)明專利說明書中記載的“高強(qiáng)度高韌性輸送管線鋼及其制備方法”，以及專利號為JP082771991日本發(fā)明專利說明書中記載的“高強(qiáng)度電阻焊管用熱軋鋼板”;上述工藝均采用Mo作為主要強(qiáng)化元素，并輔助添加銅(Cu)、鎳(Ni)、釩(V)等元素制造出具有高強(qiáng)度和高韌性的管線鋼卷。而日本發(fā)明專利JP2004277809、JP2003231940文獻(xiàn)介紹的API X80級管線鋼；其工藝中鑰(Mo)的添加量均大于等于0.20%，且輔助添加銅(Cu)、鎳(Ni)等元素，制造出具有高強(qiáng)度和高韌性的管線鋼卷。然而上述這些微合金化鋼，由于鑰(Mo)的添加量較大，且輔助添加了鎳(Ni)、釩(V)等元素，不但合金成本很高，而且需要低的軋制溫度，軋制難度也很大。
[0003]為了解決上述問題，科研人員對高鋼級管線鋼的組織轉(zhuǎn)變及性能進(jìn)行了深入研究，試圖通過添加高含量Nb來替代Mo，在管線鋼卷生產(chǎn)工藝中采用C-Mn-Cr-高Nb成分體系，配合其他合金元素的強(qiáng)化可以得到良好的機(jī)械性能。但上述工藝中未添加強(qiáng)韌化元素鑰(Mo)，完全忽略了強(qiáng)韌化元素鑰(Mo)的作用，所制造出的管線鋼卷韌性明顯不足，實(shí)際上無法用于制造適于石油天然氣管道工程的螺埋弧焊管。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提出一種高強(qiáng)韌管線鋼卷的制備方法，該方法制備的管線鋼卷昂貴微合金元素含量少、生產(chǎn)成本低廉，以滿足石油天然氣管道工程的螺埋弧焊管的制造需求。
[0005]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種高強(qiáng)韌管線鋼卷的制備方法，所述管線鋼卷以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成:C 0.12 ~0.16 %，Si 0.50 ~0.70 %，Mn 0.80 ~1.00 %，Ti 0.03 ~0.07 %，Cr 0.20 ~0.40 %，Cu 0.40 ~0.60 %，B 0.004 ~0.006 %, Als 0.010 ~0.050 %，O<P≤ 0.025%,0<S^ 0.005%，其它為鐵及不可避免的夾雜元素；所述制備方法包括以下步驟:轉(zhuǎn)爐冶煉-RH真空脫氣-LF爐精煉-連鑄-板坯加熱-軋制-控冷-卷取，其中煉鋼工藝中:鐵水預(yù)處理:保證入爐鐵水S含量≤0.005%;爐外精煉:RH真空處理，處理時(shí)間12~14分鐘；夾雜物變性處理:在鋼包爐中喂入CaSi線，喂線速度180~220m/min ;連鑄過程過熱度小于20°C ;軋制工藝中:板坯再加熱溫度1150~1170°C ;開軋溫度1100~1120°C ;終軋溫度880~900°C ;卷取溫度620~640°C ;冷卻速度10~30°C /s。
[0007]本發(fā)明中的主要合金元素的作用如下:
[0008]C元素是鋼的主要固溶強(qiáng)化元素。但含量過高，則惡化焊接和沖擊韌性。本發(fā)明使含碳量控制在一合理的范圍，既保證了它的固溶強(qiáng)化效果，同時(shí)又不降低鋼的焊接和沖擊韌性。
[0009]Si主要以固溶強(qiáng)化形式提高鋼的強(qiáng)度，但含量不可過高，以免降低鋼的韌性和焊接性能。
[0010]Mn是重要的固溶強(qiáng)化元素，同時(shí)對韌性有一定的改善作用。但Mn過高易于在鋼中產(chǎn)生明顯的帶狀偏析，而太低的Mn則不能保證鋼板的強(qiáng)度。
[0011]本發(fā)明的P、S含量為:0 <P≤0.025%,O < S≤0.005%，低的P、S含量是為了
保證高的鋼質(zhì)純凈度，獲得該鋼良好的沖擊韌性和抗腐蝕性能。
[0012]Cu在鋼中主要起固溶及沉淀強(qiáng)化作用。
[0013]Als在鋼中除了具有一定的強(qiáng)化作用外，還能顯著地改善鋼材的沖擊韌性。
[0014]Ti的加入有利于焊接時(shí)熱影響區(qū)的晶?？刂疲@對改善焊接熱影響區(qū)的韌性是非常有利的。同時(shí)Ti是強(qiáng)氮化物形成元素，Ti的氮化物能有效地釘扎奧氏體晶界，因此有助于控制奧氏體晶粒的長大，細(xì)化晶粒。
[0015]Cr和B能顯著提高鋼的淬透性，從而明顯提高鋼的強(qiáng)度。B可以顯著推遲鋼的珠光體轉(zhuǎn)變，使鋼在較低冷速下獲得貝氏體組織，從而獲得良好的強(qiáng)韌性匹配。
[0016]雖然單獨(dú)分析各合金元素主要起到上述作用，但本發(fā)明通過合理的設(shè)計(jì)化學(xué)成分，使得上述元素的作用達(dá)到協(xié)同，具有比數(shù)學(xué)的相加更大的作用效果。
[0017]因此，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果:
[0018]1)試驗(yàn)表明，本發(fā)明的低碳高鈮鉻系高強(qiáng)度高韌性管線鋼卷的屈服強(qiáng)度可達(dá)Rt0.5≥600MPa，-20°C Akv≥270J，-10°C DffTT SA ≥ 93% ?與現(xiàn)有技術(shù)相比，在具有較高的強(qiáng)度和韌性，完全能夠滿足石油天然氣管道工程螺旋埋弧焊管用高強(qiáng)度高韌性管線鋼卷的需求。
[0019]2)不添加昂貴的N1、Mo、V等元素，有效降低了合金成本。
[0020]3)制備工藝簡單，用常規(guī)設(shè)備即可生產(chǎn)，容易推廣。
【具體實(shí)施方式】
[0021]實(shí)施例一
[0022]一種高強(qiáng)韌管線鋼卷的制備方法，所述管線鋼卷以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成:C 0.12%, Si 0.70%, Mn 0.80%, Ti 0.07%, Cr 0.20%, Cu 0.60%, B 0.004%, Als0.050%,O < P ≤ 0.025%,O < S ≤ 0.005%，其它為鐵及不可避免的夾雜元素；所述制備方法包括以下步驟:轉(zhuǎn)爐冶煉-RH真空脫氣-LF爐精煉-連鑄-板坯加熱-軋制-控冷-卷取，其中煉鋼工藝中:鐵水預(yù)處理:保證入爐鐵水S含量≤0.005% ;爐外精煉:RH真空處理，處理時(shí)間12分鐘；夾雜物變性處理:在鋼包爐中喂入CaSi線，喂線速度220m/min ;連鑄過程過熱度小于20°C ;軋制工藝中:板坯再加熱溫度1150°C ;開軋溫度1120°C ;終軋溫度8800C ;卷取溫度640°C ;冷卻速度10°C /s。
[0023]實(shí)施例二[0024]一種高強(qiáng)韌管線鋼卷的制備方法，所述管線鋼卷以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成:C 0.16%, Si 0.50%, Mn 1.00%, Ti 0.03%, Cr 0.40%, Cu 0.40%, B 0.006%, Als
0.010%, O <P ≤ 0.025%, O < S≤ 0.005%，其它為鐵及不可避免的夾雜元素；所述制備方法包括以下步驟:轉(zhuǎn)爐冶煉-RH真空脫氣-LF爐精煉-連鑄-板坯加熱-軋制-控冷-卷取，其中煉鋼工藝中:鐵水預(yù)處理:保證入爐鐵水S含量≤0.005% ;爐外精煉:RH真空處理，處理時(shí)間14分鐘；夾雜物變性處理:在鋼包爐中喂入CaSi線，喂線速度180m/min ;連鑄過程過熱度小于20°C ;軋制工藝中:板坯再加熱溫度1170°C ;開軋溫度1100°C ;終軋溫度9000C ;卷取溫度620°C ;冷卻速度30°C /s。
[0025]實(shí)施例三
[0026]一種高強(qiáng)韌管線鋼卷的制備方法，所述管線鋼卷以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成:C 0.14%, Si 0.60%, Mn 0.90%, Ti 0.05%, Cr 0.30%, Cu 0.50%, B 0.005%, Als
0.030%,O < P ≤0.025%,O < S ≤ 0.005%，其它為鐵及不可避免的夾雜元素；所述制備方法包括以下步驟:轉(zhuǎn)爐冶煉-RH真空脫氣-LF爐精煉-連鑄-板坯加熱-軋制-控冷-卷取，其中煉鋼工藝中:鐵水預(yù)處理:保證入爐鐵水S含量≤0.005% ;爐外精煉:RH真空處理，處理時(shí)間13分鐘；夾雜物變性處理:在鋼包爐中喂入CaSi線，喂線速度200m/min ;連鑄過程過熱度小于20°C ;軋制工藝中:板坯再加熱溫度1160°C ;開軋溫度1110°C ;終軋溫度8900C ;卷取溫度630°C ;冷卻速度20°C /s。
【權(quán)利要求】
1.一種高強(qiáng)韌管線鋼卷的制備方法，其特征在于，所述管線鋼卷以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成:c 0.12 ~0.16%,Si 0.50 ~0.70%,Mn 0.80 ~1.00%,Ti 0.03 ~0.07%,Cr 0.20 ~0.40 %，Cu 0.40 ~0.60%，B 0.004 ~0.006 %，Als 0.010 ~0.050 %，O<P≤ 0.025%,0<S^≤ 0.005%，其它為鐵及不可避免的夾雜元素；所述制備方法包括以下步驟:轉(zhuǎn)爐冶煉-RH真空脫氣-LF爐精煉-連鑄-板坯加熱-軋制-控冷-卷取，其中煉鋼工藝中:鐵水預(yù)處理:保證入爐鐵水S含量≤0.005%;爐外精煉:RH真空處理，處理時(shí)間12~14分鐘；夾雜物變性處理:在鋼包爐中喂入CaSi線，喂線速度180~220m/min ;連鑄過程過熱度小于20°C ;軋制工藝中 :板坯再加熱溫度1150~1170°C ;開軋溫度1100~1120°C ;終軋溫度880~900°C ;卷取溫度620~640°C ;冷卻速度10~30°C /s。
【文檔編號】C22C38/32GK103789642SQ201210420704
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月29日
【發(fā)明者】錢永清 申請人:無錫市錫山區(qū)鵝湖鎮(zhèn)蕩口青蕩金屬制品廠