CN103394509A - 细化x70奥氏体晶粒的板轧制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种细化X70奥氏体晶粒的板轧制方法，属于轧钢工艺领域。本发明板坯出炉温度板坯出炉温度为1140-1190℃。板坯出炉后，先将板坯轧到160～200mm厚，然后在辊道上手动摆动待温至1115～1123℃再开始轧制，将板坯厚度轧到54～65mm，要求这一阶段的终轧温度＞990℃。手动摆动待温期间的冷却方式为自然空冷。通过待温后的轧制，钢板的奥氏体晶粒尺寸大幅度减小，DWTT值的合格率由以前的60%提高到98%。本发明方法简单，易于掌握和操作，无需增添任何设备和其它投资，容易在生产中实现。

Description

细化X70奥氏体晶粒的板轧制方法

技术领域

本发明涉及一种细化X70奥氏体晶粒的板轧制方法，属于轧钢工艺领域。

背景技术

X70管线钢是一种要求高韧性的高强度管线钢，X70对钢板的韧性要求极高，X70的DWTT（落锤撕裂）值要求不低于85%。X70钢板的韧性好坏除与钢板的化学成分设计、相变后的组织有关外，还与钢板相变前奥氏体的晶粒大小有关，尤其是DWTT值主要决定于相变前奥氏体的晶粒大小，相变前奥氏体晶粒越小，钢板的DWTT值越大。

为了提高X70的韧性，提高X70的DWTT值，细化奥氏体晶粒，在压缩比一定的情况下，传统的方法一般有两种。一是降低板坯的出炉温度，因为加热温度即板坯的出炉温度越低，奥氏体晶粒就越细小，这样经轧制后的奥氏体晶粒也就越细小，钢板的DWTT值也就越大。然而如果一味的降低板坯出炉温度，会带来一些质量问题，首先是加热时板坯表明生产的氧化铁皮不容易去除干净，影响钢板表明质量，另外由于X70成分设计都含有一定的Nb，若加热温度过低，Nb的碳、氮化物不能充分固溶进奥氏体里，仍有一部分停留在奥氏体晶界上，阻碍奥氏体晶粒的生长，导致奥氏体晶粒大小不均匀，出现混晶现象，同时由于Nb的碳、氮化物没有充分固溶进奥氏体里，导致钢板在非再结晶控轧阶段， Nb的碳、氮化物从奥氏体里析出量不足，影响控轧效果。

专利号CN 102107220 A“一种工程机械用钢中间坯待温控轧的方法”提供了一种细化奥氏体晶粒的方法，该方法是在板坯出炉后，将其快速轧制到钢板的二次开轧厚度，然后通过层流冷却等快速冷却装置，将其迅速冷却到二次开轧温度。目的是避免经轧制细化后的奥氏体晶粒在摆动待温过程中重新长大。但这种方法有一定的局限性，主要是由于这时中间坯较厚，冷却时间较长，再加上各种快冷装置本身的局限以及受轧制钢板板形的影响，经快冷装置冷却的中间坯常常冷却不均匀，导致第二阶段开轧前奥氏体晶粒大小不均，第二阶段轧制后晶粒大小不均匀性进一步加大，最终导致钢板的机械性能不均匀。同时由于冷却不均，导致轧制时钢板的轧制板形不容易控制，甚至出现一些生产事故。最后，由于辊道上增添了控冷设备，设备投资成本及运行成本增加，吨钢生产成本提高，还有受控冷设备占据空间的影响，控冷设备对应的输送辊道检修不容易。

发明内容

本发明的目的在于提供一种操作方便、简单有效、不增加任何成本的细化X70管线钢相变前奥氏体晶粒、改善X70机械性能的细化X70奥氏体晶粒的板轧制方法。

本发明所采用的解决技术方案是：

1）板坯出炉温度为1140-1190℃；

2）板坯出炉后，先将板坯轧到160～200mm厚，然后在辊道上手动摆动待温至1115～1123℃再开始轧制，将板坯厚度轧到54～65mm，要求这一阶段的终轧温度＞990℃。

本发明手动摆动待温期间的冷却方式为自然空冷。

本发明钢板轧制所用板坯厚度为248-253mm。

本发明与原细化X70奥氏体晶粒方法比较

原细化奥氏体晶粒的方法主要是通过降低出炉温度，或者直接轧到二次开轧厚度通过层流冷却等快速冷却装置，将中间坯快速冷却到二次开轧温度。降低出炉温度会导致板坯在加热时生成的氧化铁皮不容易去除，影响钢板的表面质量，或由于加热温度低，Nb的碳、氮化物不能充分溶解，出现混晶现象以及非再结晶控轧时Nb的碳、氮化物从奥氏体里析出量不足，影响控轧效果。

通过层流冷却等快速冷却装置将中间坯迅速冷却到二次开轧温度的方法，受设备本身因素及轧制板形的影响，常常导致中间坯冷却不均匀，导致第二阶段开轧前奥氏体晶粒大小不均，第二阶段轧制后晶粒大小不均匀性进一步加大，最终导致钢板的机械性能不均匀。同时由于冷却不均，导致轧制时钢板的轧制板形不容易控制，甚至出现一些生产事故。同时增加快冷装置会增加设备和人工投入，增加吨钢生产成本。

采用本发明可以在不增加任何成本，也不影响钢板质量和性能的情况下，使钢板的奥氏体晶粒尺寸大幅度细化，钢板的韧性大幅度提高。采用本方法后，将管线钢的DWTT（落锤撕裂实验）合格率由以前的60%提高到了现在的98%，以每年生产10000吨X70管线钢计算，与以前相比，可降低成本2000万。2011年6月前，我们采用常规轧制方法生产X70管线钢，即板坯出炉后，粗轧机就接着进行轧制，一直轧到第二阶段开轧厚度为止，中间没有停留，对生产的钢板做DWTT检验，钢板的DWTT合格率只有61%，2011年9月再次生产X70管线钢时，采用本方法进行轧制，对生产的钢板做DWTT检验，钢板的DWTT合格率达到98%。DWTT值的大小反应了钢板韧性的高低，经研究表明，DWTT值的大小主要取决于相变前奥氏体晶粒的大小，奥氏体晶粒越小，则DWTT值越大，奥氏体晶粒越大，则DWTT值越小。因此提高DWTT值的关键是细化奥氏体晶粒，采用常规轧制方法，钢板轧完的终轧温度较高，虽然经过前面几个道次的轧制，奥氏体晶粒得到很大程度的细化，但由于终轧温度高，已细化的奥氏体晶粒会迅速长大，因为在待温厚度、待温温度一定的情况下，奥氏体晶粒大小主要取决于终轧温度的高低，终轧温度越高，最终得到的奥氏体晶粒越大，终轧温度越低，奥氏体晶粒就越小。采用此方法，由于板坯待温一段时间，板坯温度降低，这样轧完后钢板的终轧温度相应的也会降低，经前几道次已细化的奥氏体晶粒就不会怎么长大，最终得到细小的奥氏体晶粒。本发明，只是轧制工艺做了优化，不需要添加任何设备，所以不会增加制造成本，同时中间坯冷却到第二次开轧温度所采用的冷却方式是自然空冷，因此中间坯冷却均匀，使第二阶段开轧前奥氏体晶粒大小均匀。

附图说明

图1为本发明实例1所得奥氏体晶粒图；

图2为本发明实例2所得奥氏体晶粒图。

具体实施方式：

 实施例1

生产21mm厚的X70钢板，钢板的二次开轧厚度为61.9mm，二次开轧温度为950℃。生产时，板坯的出炉温度为1154℃，采用的板坯厚度为252mm，先将板坯轧制到177mm厚，接着在辊道上手动摆动待温，待温至1121℃时开始轧制，轧制到61.9mm为止，这一阶段的终轧温度1079℃。按此规程轧制后，钢板的奥氏体晶粒细小，晶粒度为8级。具体金相如图1所示。

实施例2

生产21mm厚的X70钢板，钢板的二次开轧厚度为70.1mm，二次开轧温度为950℃。生产时，板坯的出炉温度为1176℃，采用的板坯厚度为252mm，先将板坯轧制到177mm厚，接着在辊道上手动摆动待温，待温至1120℃时开始轧制，轧制到70.1mm为止，这一阶段的终轧温度1073℃。按此规程轧制后，钢板的奥氏体晶粒细小，晶粒度为8级。具体金相如图2所示。

Claims (3)

1.细化X70奥氏体晶粒的轧制方法，其特征在于，轧制方法如下：板坯出炉温度为1140-1190℃，板坯出炉后，先将板坯轧到160～200mm厚，然后在辊道上手动摆动待温至1115～1123℃再开始轧制，将板坯厚度轧到54～65mm，终轧温度＞990℃。

2.根据权利1所述的细化X70奥氏体晶粒的轧制方法，其特征在于，手动摆动待温期间的冷却方式为自然空冷。

3.根据权利1所述的细化X70奥氏体晶粒的轧制方法，其特征在于，钢板所用板坯为248-253mm。

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