一種提高x70管線鋼dwtt指標的方法
2023-10-17 16:09:24 1
專利名稱：一種提高x70管線鋼dwtt指標的方法
技術領域：
本發明涉及X70鋼級的管線鋼，該方法在原有設備的基礎上，優化其成分設計和控軋，使其DWTT指標得到提升，生產出高韌性、厚規格的管線鋼。
背景技術：
隨著石油、天然氣エ業的發展，管線鋼的需求量日益増大，其開採區一般在偏遠地區，環境比較惡劣，運輸到エ業發達地區距離長，地貌結構複雜，服役條件日益惡化，如石油出產地西伯利亞和阿拉斯加地處嚴寒地區，對材料的低溫韌性提出較高的要求，同時為減少管道工程的造價，長距離管線向高壓、大口徑發展，這樣採用高鋼級管線鋼更經濟、合理，以上兩個原因決定管線鋼朝著厚規格、高鋼級且具有良好的低溫韌性方向發展。低溫韌性是材料能否安全服役的ー個重要指標，一般鋼種採用夏比衝擊試驗 (CVN)來衡量低溫韌性，對於高鋼級管線鋼CVN指標與塑性裂紋擴展能力的相關性已不明顯，V型缺ロ落錘撕裂試驗(DWTT)作為標準壓制缺ロ作為的改進試驗方法用於高韌性管線鋼時能更好評價試樣對塑性裂紋擴展的阻力(因為在DWTT中，裂紋擴展路徑比CVN長)。本發明是將新型的厚規格X70管線鋼的成分重新設計，經控制軋制和控制冷卻， 適當可放寬軋鋼的溫度エ藝參數，使的該鋼獲得更優良的強度和韌性。
發明內容
本發明的目的在於提供的高韌性管線鋼的生產方法，既科學又合理，使鋼材品質得到提升，有重要的生產實用價值。本發明的目的是這樣實現的一種提高X70管線鋼DWTT指標的方法，分步實施； 其1鐵水預處理經處理的鐵水[幻含量小於0. 00 ，轉爐出鋼時[N]的含量小於
0.0015% ；
其2轉爐吹煉嚴禁補吹；其供氧壓カ為0. 8-0. 85MPa,流量32000_33000m3/h，強度0. 4-0. 6Nm3/t · min,吹氧時間Hmin ；底吹氬攪拌供氣強度為0. 05-0. 08Nm3/t. min,壓力1.0_1.2Mpa;轉爐出鋼溫度為1620-1670°C，此時[C]含量小於0.025%，[P]含量小於 0. 006% ；
其3LF精煉添加AL-Ca精煉劑，每噸鋼水加入1. 5Kg,有鋼包底吹氬弱攪拌，時間為 15-20分鐘；精煉的終渣Al2O3的含量為29-31% ；鋼水[C]含量控制在0. 025-0. 05%，[N] 含量小於0. 005% ；金相檢測鋼的非金屬夾雜含量A類小於0. 5級，B類小於1. 0級；
其4RH真空精煉真空循環處理的最低真空度為300Pa，時間15分鐘，使鋼水的氫含量小於 1. 5ppm ；
其5板坯連鑄及偏析控制連鑄時鋼水[N]増量小於0. 0008% ；中間包鋼水溫度控制在1540°C ；為了控制鋼材硫化物和錳偏折，成品鋼水[S]含量小於0.003%，[N]含量小於 0. 005%，[Mn]含量彡1. 65% ；板坯連鑄全程使用動態輕壓，壓下量為3_5mm ； 其6控制軋制及冷卻為保證Nb、V合金的固溶，爐膛溫度設定在1220°C 士30°C，板坯在均熱時保溫在30-40 分鐘，板坯從加熱爐出爐溫度在1160-1220°C ；控制奧氏體未結晶區的溫度入精軋中間坯溫度在900-1000°C，入精軋中間坯厚度彡50mm，終軋溫度在820-860°C ；捲曲溫度為 520-560°C，前段採用急冷方式，冷卻速度在控制在20°C 士2°C。所述的方法，成品鋼水即鋼水凝固前的元素含量的控制還包括[C] 0. 03-0. 05%、 [Si] 0. 02-0. 028%、[Nb]0. 07-0. 078%、[Mo]0. 015-0. 02%、[Ca] 0. 003-0. 004%, [P]小於0. 015% ；連鑄板坯硫印檢測中心偏折C類小於0. 5級；金相檢測鋼材非金屬夾雜含量A 類小於0. 5級，B類小於1. 0級，C類為0級，D類小於0. 5級。所述的方法，選用的AL-Ca精煉劑為行業的專用產品。所述的方法，經檢測，成品鋼的鋼卷厚度為15. 9mm吋，DffTT指標的抗拉強度為 590Mpa-640Mpa,屈服強度 520_580Mpa ；其屈強比0. 85-0. 9，— 20°C衝擊功 250-320了，— 250C DffTT 韌性在 90-100% ο本發明提供的高韌性管線鋼，採用低碳、高錳，並加入微量的Nb、V、Ti並採用Mo、 Cr進行強化(C-Mn-Nb-V-Mo-Cr的成分體系)和提高組織中的針狀鐵素體含量比例並含有少量的貝氏體，使M/A組織彌散分布在鐵素體基體上，起到提高強度井能得到較好的低溫韌性。本方法採用的成分設計，充分利用了現有軋機設備，實現了未結晶區小壓縮比軋制井能得到優異的低溫韌性指標(DWTT)；採用該成分設計對軋鋼溫度的設計窗ロ可適當放大，拓展了 1750mm軋機在管線鋼生產的極限厚度規格；彰顯技術進歩。
具體實施例方式本發明對照實施例作進ー步說明。本發明方法包括鐵水預處理ヰ轉爐吹煉ヰLF精煉ヰRH精煉ヰ板坯連鑄、清理、再加熱ヰ控制軋制與冷卻ヰ成品檢驗；
本發明方法的操作
一、 非金屬夾雜的去除及鋼水氮元素和鋼材偏析控制其中非金屬夾雜的去除及氮元素的控制
①鐵水預處理後的[S]含量小於0.002%;轉爐出鋼時[N]的含量小於0.0015%，
②轉爐吹煉時，嚴禁補吹，防止鋼水增氮，其控制參數為供氧壓カ0.85MPii，流量 32000m3/h,強度為0. 5Nm3/t -min,吹氧時間Hmin ；底吹氬攪拌供氣強度為0. 05Nm3/t. min， 壓カ為1. 2Mpa ；轉爐出鋼溫度為1670°C，此時[C]含量小於0. 025%, [P]含量小於0. 006% ；
③LF精煉及造渣、脫硫，需添加AL-Ca精煉劑，再有鋼包底吹氬弱攪拌，控制時間為15 分鐘；精煉的終渣Al2O3的含量為四％ ；鋼水[N]含量小於0. 0050%，鋼中A、B類非金屬夾雜小於1.0級。④RH真空精煉處理，對經LF處理的鋼水進行真空循環處理，降低鋼水中的氫，鋼水氫含量小於1. 5PPm，其最低真空度300Pa，使鋼水中的氫，鋼水氫含量小於1. 5PPm ；
⑤連鑄保護澆鑄，大包長水口採用密封圏+氬封保護；連鑄時鋼水[N]増量小於
0. 0008%ο
其中鋼材偏析控制
①連鑄控制中間包鋼水溫度，適宜的連鑄溫度為1540°C；
②為減少鑄坯的硫化物偏祈，成品鋼材[S]含量小於0.0030%，[N]含量小於0. 0050% ； 為防止錳偏折，鋼中的[Mn]含量彡1.65%。ニ、控制軋制和冷卻
①為保證Nb、V等合金的固溶，充分發揮合金的軋後析出、固溶、細晶等強化效果，加熱均熱段保證爐膛溫度在1220°C 士30°C，且保證均熱時間在30分鐘以上以保證板坯的出鋼溫度在1160°C以上。②增加第二階段軋制的總壓縮比，中間坯厚儘量大，考慮1750mm軋機的設計能力，中間坯厚度彡48mm。③控制奧氏體未再結晶區的溫度控制，保證進精軋溫度1010°C以下，終軋溫度 840°C，捲曲溫度540°C
④為細化晶粒和増加組織中的針狀鐵素體含量比例及少量的貝氏體，並使M/A組織彌散分布在鐵素體基體上，軋後採用快速前段冷卻。本發明的管線鋼的成分設計
(1)採用高韌性厚規格管線鋼的成分設計見表1。 (2)採用控軋控冷參數設計見表2。上述的表1和表2為低碳鈮Mo-Cr系X70的批量生產的成分和軋制控制結果。本發明的線鋼的拉伸性能衝擊功及DWTT指標成品鋼的抗拉強度在^OMpa，屈服強度在580Mpa,屈強比0.9,- 20°C衝擊功320J, 一 25°C DffTT韌性指標在100%。(其取樣方向與軋制方向成45°C角)
權利要求
1.一種提高X70管線鋼DWTT指標的方法，其特徵在於分步實施；其1鐵水預處理經處理的鐵水[幻含量小於0. 00 ，轉爐出鋼時[N]的含量小於 0.0015% ；其2轉爐吹煉嚴禁補吹；其供氧壓カ為0. 8-0. 85MPa,流量32000_33000m3/h，強度0. 4-0. 6Nm3/t · min,吹氧時間Hmin ；底吹氬攪拌供氣強度為0. 05-0. 08Nm3/t. min,壓力1.0_1.2Mpa;轉爐出鋼溫度為1620-1670°C，此時[C]含量小於0.025%，[P]含量小於 0. 006% ；其3LF精煉添加AL-Ca精煉劑，每噸鋼水加入1. 5Kg,有鋼包底吹氬弱攪拌，時間為 15-20分鐘；精煉的終渣Al2O3的含量為29-31% ；鋼水[C]含量控制在0. 025-0. 05%，[N] 含量小於0. 005% ；金相檢測鋼的非金屬夾雜含量A類小於0. 5級，B類小於1. 0級；其4RH真空精煉真空循環處理的最低真空度為300Pa，時間15分鐘，使鋼水的氫含量小於 1. 5ppm ；其5板坯連鑄及偏析控制連鑄時鋼水[N]増量小於0. 0008% ；中間包鋼水溫度控制在1540°C ；為了控制鋼材硫化物和錳偏折，成品鋼水[S]含量小於0.003%，[N]含量小於 0. 005%，[Mn]含量彡1. 65% ；板坯連鑄全程使用動態輕壓，壓下量為3_5mm ； 其6控制軋制及冷卻為保證Nb、V合金的固溶，爐膛溫度設定在1220°C 士30°C，板坯在均熱時保溫在30-40 分鐘，板坯從加熱爐出爐溫度在1160-1220°C ；控制奧氏體未結晶區的溫度入精軋中間坯溫度在900-1000°C，入精軋中間坯厚度彡50mm,終軋溫度在820_860°C ；捲曲溫度為 520-560°C，前段採用急冷方式，冷卻速度在控制在20°C 士2°C。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於成品鋼水即鋼水凝固前的元素含量的控制還包括[C] 0. 03-0. 05%、[Si] 0. 02-0. 028%、[Nb]0. 07-0. 078%、[Μο]0· 015-0. 02%、 [Ca] 0. 003-0. 004%, [P]小於0. 015% ；連鑄板坯硫印檢測中心偏折=C類小於0. 5級；金相檢測鋼材非金屬夾雜含量A類小於0. 5級，B類小於1. 0級，C類為0級，D類小於0.5級。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於選用的AL-Ca精煉劑為煉鋼行業的專用產品。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於經檢測，成品鋼的鋼卷厚度為15.9mm 時，DWTT指標的抗拉強度為590Mpa-640Mpa，屈服強度520-580Mpa ；其屈強比0. 85-0. 9，一 20°C衝擊功 250-320J，一 25°C DffTT 韌性在 90-100%
全文摘要
本發明提供的一種提高X70管線鋼DWTT指標的方法，分步實施；鐵水預處理,鐵水[S]含量小於0.002%，轉爐出鋼時[N]的含量小於0.0015%；其轉爐吹煉時嚴禁補吹，轉爐出鋼溫度為1620-1670℃，[C]含量小於0.025%，[P]含量小於0.006%；其LF精煉的終渣Al2O3的含量為29-31%；鋼水[C]含量控制在0.025-0.05%，[N]含量小於0.005%；金相檢測鋼的非金屬夾雜含量A類小於0.5級，B類小於1.0級；其RH真空精煉，使鋼水的氫含量小於1.5ppm；其板坯連鑄及偏析控制連鑄時鋼水[N]增量小於0.0008%；為了控制鋼材硫化物和錳偏析，成品鋼水[S]含量小於0.003%，[N]含量小於0.005%，[Mn]含量≤1.65%；板坯連鑄全程使用動態輕壓，壓下量3-5mm及調控制軋製冷卻等。經成品鋼檢測鋼卷厚度為15.9mm時，DWTT指標的抗拉強度達640Mpa，屈服強度達580Mpa。
文檔編號C21C7/00GK102586673SQ20111000690
公開日2012年7月18日 申請日期2011年1月13日 優先權日2011年1月13日
發明者丘雙全, 吾塔, 宋維兆, 張建新, 張愛梅, 王新成, 陳勇 申請人:寶鋼集團新疆八一鋼鐵有限公司