一種高強韌管線鋼卷的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種高強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】一種高強韌管線鋼卷的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鋼鐵冶金【技術領域】，尤其涉及一種高強韌管線鋼卷的制備方法。
【背景技術】[0002]隨著國民經濟的高速發展，石油天然氣需求出現供不應求的局面，這極大促進了管道輸送和高等級管線鋼的發展。從目前國外管線工程用鋼的情況來看，高鋼級管線鋼已經逐步成為主導力量，近10年來X70級鋼管用量已占輸氣管首位，并繼續向更高級別發展。現有的X70級或更高級別的管線鋼通常采用鑰(Mo)作為主要的強化元屬，如專利號為200410066297.8的中國發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的中國發明專利說明書中記載的“高強度高韌性輸送管線鋼及其制備方法”，以及專利號為JP082771991日本發明專利說明書中記載的“高強度電阻焊管用熱軋鋼板”;上述工藝均采用Mo作為主要強化元素，并輔助添加銅(Cu)、鎳(Ni)、釩(V)等元素制造出具有高強度和高韌性的管線鋼卷。而日本發明專利JP2004277809、JP2003231940文獻介紹的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變及性能進行了深入研究，試圖通過添加高含量Nb來替代Mo，在管線鋼卷生產工藝中采用C-Mn-Cr-高Nb成分體系，配合其他合金元素的強化可以得到良好的機械性能。但上述工藝中未添加強韌化元素鑰(Mo)，完全忽略了強韌化元素鑰(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。

【發明內容】

[0004]本發明的目的在于提出一種高強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]為達此目的，本發明采用以下技術方案:
[0006]一種高強韌管線鋼卷的制備方法，所述管線鋼卷以重量百分數計由下列組份組成: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化元素。但含量過高，則惡化焊接和沖擊韌性。本發明使含碳量控制在一合理的范圍，既保證了它的固溶強化效果，同時又不降低鋼的焊接和沖擊韌性。
[0009]Si主要以固溶強化形式提高鋼的強度，但含量不可過高，以免降低鋼的韌性和焊接性能。
[0010]Mn是重要的固溶強化元素，同時對韌性有一定的改善作用。但Mn過高易于在鋼中產生明顯的帶狀偏析，而太低的Mn則不能保證鋼板的強度。
[0011]本發明的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化作用。
[0013]Als在鋼中除了具有一定的強化作用外，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熱影響區的晶粒控制，這對改善焊接熱影響區的韌性是非常有利的。同時Ti是強氮化物形成元素，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度。B可以顯著推遲鋼的珠光體轉變，使鋼在較低冷速下獲得貝氏體組織，從而獲得良好的強韌性匹配。
[0016]雖然單獨分析各合金元素主要起到上述作用，但本發明通過合理的設計化學成分，使得上述元素的作用達到協同，具有比數學的相加更大的作用效果。
[0017]因此，本發明與現有技術相比，具有如下有益效果:
[0018]1)試驗表明，本發明的低碳高鈮鉻系高強度高韌性管線鋼卷的屈服強度可達Rt0.5≥600MPa，-20°C Akv≥270J，-10°C DffTT SA ≥ 93% ?與現有技術相比，在具有較高的強度和韌性，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，用常規設備即可生產，容易推廣。
【具體實施方式】
[0021]實施例一
[0022]一種高強韌管線鋼卷的制備方法，所述管線鋼卷以重量百分數計由下列組份組成: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]實施例二[0024]一種高強韌管線鋼卷的制備方法，所述管線鋼卷以重量百分數計由下列組份組成: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]實施例三
[0026]一種高強韌管線鋼卷的制備方法，所述管線鋼卷以重量百分數計由下列組份組成: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。
【權利要求】
1.一種高強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數計由下列組份組成: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 優先權日:2012年10月29日
【發明者】錢永清 申請人:無錫市錫山區鵝湖鎮蕩口青蕩金屬制品廠