CN102644037A

CN102644037A - 一种管线钢的生产方法

Info

Publication number: CN102644037A
Application number: CN2012101528364A
Authority: CN
Inventors: 刘建兵; 熊祥江; 李中平; 陈奇明; 范明; 史术华
Original assignee: Hunan Hualing Xiangtan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Hunan Valin Xiangtan Iron and Steel Co Ltd; Hunan Hualing Xiangtan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2012-05-16
Filing date: 2012-05-16
Publication date: 2012-08-22

Abstract

一种管线钢的生产方法，采用转炉冶炼→LF精炼→VD真空脱气→连铸→加热炉加热→粗轧→精轧→Mulpic控冷→成品入库的工艺路线，包括合金元素的质量百分比为：C＝0.03～0.06，Si＝0.20～0.35，Mn＝1.60～1.70，P≤0.015，S≤0.005，Nb＝0.04～0.06，Ti＝0.008～0.02，Ni＝0.15～0.25，Cr＝0.20～0.35，Mo＝0.10～0.15，H≤0.0003，N≤0.005，O≤0.0015，余量为Fe；粗轧+精轧+Mulpic控冷的工艺方法：钢坯加热温度1180～1230℃，一阶段开轧温度1180～1220℃，累积变形量≥60%，终轧温度980～1060℃；待温坯二阶段开轧温度在880～900℃，终轧温度780～810℃，累积变形量≥70%；轧后钢板空冷弛豫至650～680℃，钢板开冷前析出40%～60%的多边形铁素体PF，而后钢板通过Mulpic快速冷却，冷却速率30～35℃/min，终冷温度300～360℃。本发明方法所生产的管线钢具有较好的低应变时效敏感性和抗变形能力。

Description

一种管线钢的生产方法

技术领域

本发明属于轧钢方法，涉及一种具有低应变时效敏感性及抗变形能力的管线钢的生产方法。

背景技术

在地震冻土带、泥石流、山体滑坡等自然灾害引起的大规模地层运动地区，管线钢将承受较大的位移及应变，这时管线的失效不再由应力控制，而是由应变控制。此时，管线不但要承受较高的内压，同时还应具有良好的抗大变形能。超长距离的管线建设往往不可避免的需要经过一些寒冷和多地震地区或深海等环境恶劣的地区，这就要求管道运输要考虑在特殊地质条件下的运行安全性。通常，传统的管线设计是基于应力设计原则，即当钢管强度不足，管内介质不断升压，以致环向应力作用超过钢管比例极限时，随着介质压力上升，钢管继续产生环向变形而最终导致***。这种情况属于以应力为基础的设计范畴。然而由于管线运行环境复杂多变，在地震和地质灾害多发区，管线将承受较大的位移及应变，这时管线的失效不再由应力控制，而是由应变控制。同时，为了提高管道钢管的耐腐蚀能力，需要热涂防腐层，然而高钢级管线钢经加热涂层后会出现明显的应变时效硬化，使得钢管屈服强度和屈强比升高，而屈强比升高会进一步降低钢管抗变形能力。因此，迫切需要开发出变形能力大、应变时效敏感性低的管线用钢。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有低应变时效敏感性及抗变形能力管线钢的生产方法。本发明的管线钢，具有PF+B双相组织，最终所制的管线钢具有：拉伸曲线为连续屈服的拱顶型，纵向屈服强度Rt0.5：485～515MPa，抗拉强度Rm：670～700MPa，屈强比Rt0.5/Rm≤0.80，最小应力比Rt1.5/Rt0.5≥1.24，最小应力比Rt2.0/Rt1.0≥1.13，均匀变形伸长率UEL≥10％；在200℃时效保温5min下，拉伸曲线为连续屈服的拱顶型，纵向屈服强度Rt0.5：505～535MPa，抗拉强度Rm：690～720MPa，屈强比Rt0.5/Rm≤0.85，最小应力比Rt 1.5/Rt0.5≥1.19，最小应力比Rt2.0/Rt1.0≥1.10，均匀变形伸长率UEL≥9.0％；-20℃夏比冲功均在300J以上，-15℃DWTT剪切面积比（SA%）≥90%。

本发明通过下述技术方案予以实现：

一种管线钢的生产方法，采用转炉冶炼→LF精炼→VD真空脱气→连铸→加热炉加热→粗轧→精轧→Mulpic控冷→成品入库的工艺路线。包括合金元素的质量百分比为：C＝0.03～0.06，Si＝0.20～0.35，Mn＝1.60～1.70，P≤0.015，S≤0.005，Nb＝0.04～0.06，Ti＝0.008～0.02，Ni＝0.15～0.25，Cr＝0.20～0.35，Mo＝0.10～0.15，H≤0.0003，N≤0.005，0≤0.0015，余量为Fe；粗轧+精轧+Mulpic控冷的工艺方法：钢坯加热温度1180～1230℃，一阶段开轧温度1180～1220℃，累积变形量≥60%，终轧温度980～1060℃；待温坯二阶段开轧温度在880～900℃，终轧温度780～810℃，累积变形量≥70%；轧后钢板空冷弛豫至650～680℃，钢板开冷前析出40%～60%的多边形铁素体PF，而后钢板通过Mulpic快速冷却，冷却速率30～35℃/min，终冷温度300～360℃。

本发明采用低碳微合金化成分设计，配合轧后空冷弛豫+Mulpic快速冷却获得了PF+B双相组织，生产出具有低应变时效敏感性及高变形能力的管线用钢。本发明具有以下优点：

1)采用低碳Cr-Mo的经济型成分设计，生产成本低；

2）两阶段控制轧制与轧后空冷弛豫Mulpic快速冷却相结合，最终获得PF+B板的双向组织。

3）最终所制的管线钢具有：拉伸曲线为连续屈服的拱顶型，纵向屈服强度Rt0.5：485～515MPa，抗拉强度Rm：670～700MPa，屈强比Rt0.5/Rm≤0.80，最小应力比Rt1.5/Rt0.5≥1.24，最小应力比Rt2.0/Rt1.0≥1.13，均匀变形伸长率UEL≥10％，-20℃夏比冲功均在300J以上，-15℃DWTT剪切面积比（SA%）≥90%。

4）所制的管线钢在200℃时效保温5min下，拉伸曲线为连续屈服的拱顶型，纵向屈服强度Rt0.5=505～535MPa，抗拉强度Rm=690～720MPa，屈强比Rt0.5/Rm≤0.85，最小应力比Rt1.5/Rt0.5≥1.19，最小应力比Rt2.0/Rt1.0≥1.10，均匀变形伸长率UEL≥9.0％。

具体实施方式

下面结合实施例进一步介绍本发明的内容。

本发明管线钢由150t转炉冶炼，经过钢包吹氩、LF炉精炼、VD真空处理和连铸，铸坯断面为260×2300mm，铸坯加热后，采用5000mm双机架控制轧制，轧后空冷弛豫+Mulpic快速冷却，热轧钢板尺寸21×3105mm。

本发明实施例1和实施例2的化学成分见表1，两阶段轧制+轧后空冷弛豫+Mulpic快速冷却工艺参数见表2，钢的力学性能见表3～表6。

表1钢的化学成分（%）

实施例	C	Mn	P	S	H	N	O
								1	0.048	1.66	0.011	0.002	0.0002	0.004	0.0011
2	0.055	1.64	0.013	0.0015	0.0002	0.0042	0.0010
								实施例	Cr	Nb	Ti	Mo	Ni	Cu
1	0.2	0.045	0.014	0.12	0.22	0.14
								2	0.23	0.050	0.013	0.13	0.23	0.13

表2两阶段轧制+轧后空冷弛豫+Mulpic快速冷却工艺参数

表3纵向拉伸性能

实施例	Rt0.5	Rm	Rt1.5/Rt0.5	Rt2.0/Rt1.0	R0.5/Rm	UEL
							1	492	680	1.26	1.14	0.72	11.6%
2	505	696	1.28	1.16	0.73	12.5%

表4时效后纵向拉伸性能

实施例	Rt0.5	Rm	Rt1.5/Rt0.5	Rt2.0/Rt1.0	R0.5/Rm	UEL
							1	530	695	1.20	1.10	0.76	10.4%
2	532	698	1.21	1.12	0.76	11.2%

表5-20℃冲击性能

表6-15℃DWTT性能

实施例	单值（SA%）	单值（SA%）	平均值（SA%）
				1	96	98	97
2	98	100	99

Claims

1.一种管线钢的生产方法，采用转炉冶炼→LF精炼→VD真空脱气→连铸→加热炉加热→粗轧→精轧→Mulpic控冷→成品入库的工艺路线，其特征在于：包括合金元素的质量百分比为：C＝0.03～0.06，Si＝0.20～0.35，Mn＝1.60～1.70，P≤0.015，S≤0.005，Nb＝0.04～0.06，Ti＝0.008～0.02，Ni＝0.15～0.25，Cr＝0.20～0.35，Mo＝0.10～0.15，H≤0.0003，N≤0.005，0≤0.0015，余量为Fe；粗轧+精轧+Mulpic控冷的工艺方法：一阶段开轧温度1180～1220℃，累积变形量≥60%，终轧温度980～1060℃；待温坯二阶段开轧温度在880～900℃，终轧温度780～810℃，累积变形量≥70%；轧后钢板空冷弛豫至650～680℃，钢板开冷前析出40%～60%的多边形铁素体PF，而后钢板通过Mulpic快速冷却，冷却速率30～35℃/min，终冷温度300～360℃。