CN112375967B - 一种强韧性优良热煨弯管钢带及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种强韧性优良热煨弯管钢带，其质量百分比的化学成分为：C 0.05‑0.12％；Si 0.10‑0.30％；Mn 1.30‑1.70％；P≤0.015％；S≤0.005％；Nb 0.025‑0.050％；Mo 0.10‑0.18％；Ti 0.010‑0.040％；Alt 0.020‑0.050％；Ni 0.10‑0.20％；Cr 0.10‑0.20％，Ca 0.0010‑0.0030％；余量为Fe及原料其它残留元素。还公布了其生产方法。本发明设计采用Nb+Ti+Mo+Cr+N合金成分系设计和2250mm控轧控冷工艺，确保材料优异的综合性能；获得合适比例组织，保证材料强韧性优良匹配。
Description
技术领域
本发明涉及材料研发领域，尤其涉及一种强韧性优良热煨弯管钢带及其生产方法。
背景技术
热煨弯管强韧性决定了管线钢工程项目的安全性，其长期服役在复杂、严苛的工况环境下。作为一种重要的连接构件，应具备高的强度、低的韧性指标来满足应用的需求。
目前，国内钢厂对弯管进行了研究生产，主要存在以下问题：第一，材料的强韧性指标不是完全匹配，不能满足下游用户使用的安全性；第二，不同级别的弯管使用中受力状态复杂，热处理后性能指标存在低于标准的情况。本发明主要通过钢的洁净化冶炼技术、控轧控冷技术，开发一种强-韧性优良热煨弯管钢带及其生产方法。
其中，检索专利一种韧性优良的X70弯管用热轧平板及其生产方法主要阐述了通过合理的成分设计及轧制工艺，使用连铸坯生产X70弯管用热轧平板，产品最大厚度至32mm；本发明采用低成本合金成分系设计，利用2250mm控制控冷工艺，开发出一种强-韧性优良热煨弯管钢带及其生产方法，满足下游用户使用的安全性，制造成本低。
检索专利热煨弯管母管用X80热轧钢板及其制造方法，通过添加合金成分，生产热煨弯管母管用X80热轧钢板，原料成本较高。但本发明选择添加较多合金成本低的Ti和Cr，添加少量贵金属元素Nb、Mo和Ni，实现低成本稳定化生产。
检索专利一种X65热煨弯管用热轧平板及其生产方法主要阐述了采用洁净钢冶炼工艺，严格控制C、P、S等易偏析元素含量及较低的钢水过热度；通过连铸轻压下技术攻关,中心偏析低倍评级C类达到0.5级；通过工艺技术攻关，确保钢板获得细小均匀的组织形态和控制带状组织。但本发明即结合洁净钢冶炼技术和控轧控冷技术，又能保证材料的强韧性指标，确保应用的安全性。
发明内容
本发明的目的是采用合金成分和控轧控冷工艺设计开发一种强韧性优良热煨弯管钢带及其生产方法，成品钢带的夹杂物控制、强度指标和低温韧性指标较好，可以极好的保证热轧钢带下游用户的使用。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种强韧性优良热煨弯管钢带，其质量百分比的化学成分为：C 0.05-0.12％；Si 0.10-0.30％；Mn 1.30-1.70％；P≤0.015％；S≤0.005％；Nb 0.025-0.050％；Mo 0.10-0.18％；Ti 0.010-0.040％；Alt 0.020-0.050％；Ni 0.10-0.20％；Cr 0.10-0.20％，Ca 0.0010-0.0030％；余量为Fe及原料其它残留元素。
进一步的，其质量百分比的化学成分为：C 0.07％；Si 0.20％；Mn 1.55％；P0.010％；S 0.003％；Nb 0.035％；Mo 0.15％；Ti 0.015％；Alt 0.035％；Ni 0.15％；Cr0.15％，Ca 0.0020％；余量为Fe及原料其它残留元素。
一种强韧性优良热煨弯管钢带的生产方法，包括：
(1)洁净钢冶炼技术
精炼工序：LF炉造渣脱硫，并加入铝铁、锰铁、硅铁、铌以及钼铁等合金调整到目标成分范围；
RH处理工序：真空度要求≤2.6mbar，保持真空时间≥10min；RH真空处理期间根据钢水成分加入钛铁合金调整成分；保证循环纯脱气时间≥7min；RH真空处理结束后，喂入钙线进行钙处理，喂丝后保证软吹时间大于10min；
连铸工序：该钢种液相线温度为1518℃，第一包中间包钢水过热度25-40℃，其它炉次钢水过热度15-30℃；铸机采用恒拉速；
(2)控轧控冷技术
热轧工序：板坯加热温度控制在1160-1175℃；在炉时间控制在180-240min；粗轧采用3+3模式或者1+5模式，各道次压下量均应不低于10％，第5道次和第6道次压下率应≥20％，保证材料组织的均匀性及细小的组织特点；精轧开轧温度控制在≤1000℃；终轧温度控制在805-835℃；卷取温度在460-500℃。
进一步的，在240吨转炉上冶炼连铸坯，在2250mm轧机上生产。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
设计采用Nb+Ti+Mo+Cr+N合金成分系设计和2250mm控轧控冷工艺，确保材料优异的综合性能；获得合适比例组织，保证材料强韧性优良匹配。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为1#材料的组织及夹杂物显微组织图；
图2为2#材料的组织及夹杂物显微组织图。
具体实施方式
以下为本发明较佳的实施方式，并不因此而限定了本发明的保护范围。
基于本发明生产技术开发一种强韧性优良热煨弯管钢带，其质量百分比的化学成分为：C 0.05-0.12％；Si 0.10-0.30％；Mn 1.30-1.70％；P≤0.015％；S≤0.005％；Nb0.025-0.050％；Mo 0.10-0.18％；Ti 0.010-0.040％；Alt 0.020-0.050％；Ni 0.10-0.20％；Cr0.10-0.20％，Ca 0.0010-0.0030％；余量为Fe及原料其它残留元素。
优选加入Nb+Ti合金元素，通过析出的碳、氮化复合析出颗粒进而起到细化晶粒及沉淀强化的机理；优选加入的Mo元素可以细化铸坯的组织；优选加入Cr元素起到改善钢带淬透性的作用；更优选地加入Ni元素，可以稳定奥氏体组织，改善材料的低温韧性。综合确定适当比例的Nb+Ti+Mo+Cr+Ni合金成分系设计，保证了热煨弯管的强韧性匹配。
更进一步，提供一种强韧性优良热煨弯管钢带及其生产方法，其具体步骤为：
根据本发明提供的成分设计及生产方法，在240吨转炉上冶炼连铸坯，在2250mm轧机上生产，其化学成分见表1所示，加热炉工艺参数见表2所示，轧机工艺参数见表3所示。
表1化学成分单位：％
表2加热炉工艺参数
表3轧机工艺参数
实施例1-3
1.材料的拉伸性能
表4拉伸性能
2.材料的低温韧性
表5系列温度冲击试验(全尺寸)
表6落锤试验
3.材料的组织及夹杂物
表7夹杂物及带状组织评级
其显微组织如图1和2所示。
综上所述，本发明设计采用Nb+Ti+Mo+Cr+Ni合金成分系设计和2250mm控轧控冷工艺，开发出一种内部质量控制良好、各向强度指标富余适中、夏比V型低温冲击韧性优良及落锤撕裂性能稳定的安全型热煨弯管钢带。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (2)
1.一种强韧性优良热煨弯管钢带，其特征在于：其质量百分比的化学成分为：C0.07％；Si 0.20％；Mn 1.55％；P 0.010％；S 0.003％；Nb 0.035％；Mo 0.15％；Ti0.015％；Alt 0.035％；Ni 0.15％；Cr 0.15％，Ca 0.0020％；余量为Fe及原料其它残留元素；
其生产方法包括：
(1)洁净钢冶炼技术
精炼工序：LF炉造渣脱硫，并加入铝铁、锰铁、硅铁、铌以及钼铁等合金调整到目标成分范围；
RH处理工序：真空度要求≤2.6mbar，保持真空时间≥10min；RH真空处理期间根据钢水成分加入钛铁合金调整成分；保证循环纯脱气时间≥7min；RH真空处理结束后，喂入钙线进行钙处理，喂丝后保证软吹时间大于10min；
连铸工序：该钢种液相线温度为1518℃，第一包中间包钢水过热度25-40℃，其它炉次钢水过热度15-30℃；铸机采用恒拉速；
(2)控轧控冷技术
热轧工序：板坯加热温度控制在1160-1175℃；在炉时间控制在180-240min；粗轧采用3+3模式或者1+5模式，各道次压下量均应不低于10％，第5道次和第6道次压下率应≥20％，保证材料组织的均匀性及细小的组织特点；精轧开轧温度控制在≤1000℃；终轧温度控制在805-835℃；卷取温度在460-500℃。
2.根据权利要求1所述的强韧性优良热煨弯管钢带，其特征在于：在240吨转炉上冶炼连铸坯，在2250mm轧机上生产。
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