專利名稱：一種x56管線鋼及其生產(chǎn)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種X56管線鋼及其生產(chǎn)方法，屬于金屬材料加工與成型技術領域。
背景技術：
用管道輸送石油天然氣具有高效、經(jīng)濟、安全、無污染等特點，是輸送油氣最有效 的工具。近幾年來，隨著管道工程的飛速發(fā)展，帶動了管線用鋼產(chǎn)量的大幅提高，管線鋼生 產(chǎn)得以迅速發(fā)展。其中，X56級別管線鋼作為管道工程，特別是支線工程的常用鋼種，生產(chǎn)技 術得到極大發(fā)展。目前國內(nèi)生產(chǎn)X56管線鋼的企業(yè)所采用的工藝方法各不相同。例如常規(guī) 半連續(xù)式熱連軋工藝、CSP連鑄連軋工藝、其它一些文獻中提到中厚板生產(chǎn)工藝和爐卷軋機 生產(chǎn)工藝。對于使用爐卷軋機軋制X56管線鋼，普遍采用的方式為先在四輥(或二輥)粗軋 機上進行粗軋，然后帶鋼進入單機架爐卷軋機進行精軋。但如何在一臺雙機架緊湊式爐卷 軋機上連續(xù)完成粗軋、中軋和精軋，從而生產(chǎn)出高強度、高韌性X56管線鋼，則無先例可鑒。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種高強度、高韌性X56管線鋼，以滿足市場需求。本發(fā)明的另一目的在于提供一種在一臺雙機架緊湊式爐卷軋機上連續(xù)完成粗軋 和精軋，從而生產(chǎn)出高強度、高韌性X56管線鋼的方法。本發(fā)明提供的高強度、高韌性X56管線鋼具有下列重量比的化學成份C 0. 060 0. 090wt%Si :0· 20 0. 30wt%Mn :1. 30 ~ 1. 50wt%Nb :0· 035 0. 055wt%V :0· 020 0. 040wt%Ti :0· 010 0. 022wt%Als :0· 010 0. 040wt%，S ^ 0. 008wt%P ^ 0. 020wt%N ^ 0. 008wt%其余為Fe及不可避免的不純物。本發(fā)明提供的高強度、高韌性X56管線鋼的制備方法經(jīng)過下列A、將化學成分如下的板坯C :0· 060 0. 090wt%Si :0· 20 0. 30wt%Mn :1. 30 ~ 1. 50wt%Nb :0· 035 0. 055wt%V :0· 020 0. 040wt%
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Ti :0· 010 0. 022wt%Als :0· 010 0. 040wt%，S ^ 0. 008wt%P ^ 0. 020wt%N ^ 0. 008wt%余量為Fe及不可避免的不純物送入均熱段溫度為1210 1250°C的加熱爐中，加熱130 230分鐘，出爐；B、用壓力為15 20MPa的高壓水對出爐板坯正、反面噴水除鱗10 15秒鐘；C、將除鱗后的板坯送爐卷軋機進行軋制，并控制開軋溫度為1060 1160°C，進行 4^6道次的連續(xù)粗軋，同時開啟道次間冷卻水，得粗軋鋼板；D、將C步驟所得粗軋鋼板延時30 50秒，使粗軋鋼板溫度低于900°C，進行3道 次連續(xù)精軋，并開啟道次間冷卻水，控制終軋溫度為820 860°C，得精軋鋼板；D步驟所得精軋鋼板送卷取機進行卷取，并控制卷取溫度為570 610°C，同 時控制層流冷卻速度15 20°C /s，得鋼板卷；F、將E步驟所得鋼板卷自然空冷至室溫，即獲得高強度、高韌性X56管線鋼。所述A步驟的加熱爐為常規(guī)設備，板坯在加熱爐均熱段的時間控制在40 50分 鐘，以保證板坯中析出的Nb、V微合金充分重溶，細化奧氏體晶粒并為軋后控冷析出做準 備，以均勻板坯內(nèi)部組織。所述D步驟中對粗軋鋼板進行延時，是讓粗軋鋼板在地輥上往復游動30 50秒， 之后再進行精軋，并控制精軋總變形率大于40%，讓連續(xù)粗軋大變形后的板坯發(fā)生馳豫析 出，得到均勻細小的奧氏體組織的粗軋坯，有效防止混晶的發(fā)生。所述C至D步驟的道次數(shù)、軋制速度，視不同規(guī)格要求而具體確定。所述E步驟的層流冷卻速度15 20°C /s，是為了控制微合金的析出強化和固溶 強化，同時通過控制卷取溫度來達到控制珠光體的轉變形貌、大小、數(shù)量和分布狀態(tài)的目 的，以保證產(chǎn)品具有足夠的強度和韌性。所述C步驟的粗軋、D步驟的精軋是在同一臺現(xiàn)有技術中的雙機架緊湊式爐卷軋 機上完成的。所述A步驟的板坯是利用現(xiàn)有技術的煉鋼方法得到的，其中的Nb、V及其它化學元 素是在煉鋼過程中加入、控制得到的。采用本發(fā)明上述方案生產(chǎn)的X56管線鋼具有以下優(yōu)點1、采用本發(fā)明生產(chǎn)X56管線鋼，充分發(fā)掘了昆鋼雙機架緊湊式爐卷軋機的潛力， 拓展了板帶產(chǎn)品品種，優(yōu)化了產(chǎn)品結構。2、軋制過程中加入了延時軋制工藝，使得加入鋼中的Nb微合金化元素充分發(fā)揮 作用，獲得微細均勻的組織，從而防止混晶的出現(xiàn)，有效提高了 X56管線鋼的強度和韌性。3、利用本發(fā)明的成分與生產(chǎn)工藝，通過實際生產(chǎn)過程中各環(huán)節(jié)的嚴格控制，生產(chǎn) 出的X56管線鋼具有高強度、高韌性的特點，綜合性能良好。利用此X56管線鋼焊接生產(chǎn)的 管線鋼管各項性能指標符合美國API標準，完全能滿足石油天然氣輸送用鋼管的要求。4、該方法生產(chǎn)的X56管線鋼與其他常規(guī)產(chǎn)品相比，具有高技術含量、高附加值特 點，經(jīng)濟效益顯著。
具體實施例方式下面結合實施例對本發(fā)明做進一步描述。實施例1A、將化學成分如下的板坯C 0. 06wt%,Si 0. 2wt%,Mn 1. 3wt%,S 0. 007wt%,P 0. 018wt%,Nb 0. 035wt%,V 0. 02wt%,Ti 0. 01wt%,N 0. 007wt%,Als 0. 01wt%，其余為 Fe及不可避免的不純物，送入均熱段溫度為1210°C的步進梁式加熱爐中，加熱230分鐘，其 中，板坯在均熱段的時間為60分鐘，以保證鋼坯中析出的Nb、V微合金充分重溶，細化奧氏 體晶粒并為軋后控冷析出做準備，均勻板坯內(nèi)部組織，出爐；B、用壓力為17MPa的高壓水對出爐板坯正、反面進行水噴除鱗13秒鐘；C、將除鱗后的板坯送雙機架緊湊式爐卷軋機上，并控制開軋溫度為1060°C，進行 4道次的連續(xù)粗軋，同時開啟道次間冷卻水，粗軋在2. lm/s的軋制速度下進行，得粗軋板 坯；D、將C步驟所得粗軋板坯延時30秒，使粗軋板坯溫度為880°C，以4. 2m/s的軋制 速度在同一雙機架爐卷軋機上進行3道次連續(xù)精軋，使精軋總變形率達到48%，控制終軋 溫度為820°C，并開啟道次間冷卻水，得精軋鋼板；Ejf D步驟所得精軋鋼板送卷取機進行卷取，并控制卷取溫度為570°C，同時控制 層流冷卻速度20°C/s，得鋼卷；F、將E步驟所得鋼卷打捆并標記后，自然空冷至室溫，即獲得輸送石油天然氣用 的 X56 管線鋼，該鋼的化學成分為=C 0. 06wt%, Si 0. 2wt%,Mn 1. 3wt%, S 0. 007wt%,P 0. 018wt%,Nb 0. 035wt%,V 0. 02wt%,Ti 0. 01wt%,N 0. 007wt%,Als 0. 01wt%，其余為 Fe及不可避免的不純物。實施例2A、將化學成分如下的板坯C 0. 09wt%,Si 0. 3wt%,Mn 1. 5wt%,S 0. 008wt%,P 0. 016wt%,Nb 0. 055wt%,V 0. 04wt%,Ti 0. 22wt%,N 0. 008wt%,Als 0. 04wt%，其余為 Fe及不可避免的不純物，送入均熱段溫度為1250°C的步進梁式加熱爐中，加熱130分鐘，其 中，板坯在均熱段的時間為40分鐘，以保證鋼坯中析出的Nb、V微合金充分重溶，細化奧氏 體晶粒并為軋后控冷析出做準備，均勻板坯內(nèi)部組織，出爐；B、用壓力為15MPa的高壓水對出爐板坯正、反面進行水噴除鱗15秒鐘；C、將除鱗后的板坯送雙機架緊湊式爐卷軋機上，并控制開軋溫度為1160°C，進行 4道次的連續(xù)粗軋，同時開啟道次間冷卻水，粗軋在1. 2m/s的軋制速度下進行，得粗軋板 坯；D、將C步驟所得粗軋板坯延時50秒，使粗軋板坯溫度為870°C，以3. Om/s的軋制 速度在同一雙機架爐卷軋機上進行3道次連續(xù)精軋，使精軋總變形率達到45%，控制終軋 溫度為860°C，并開啟道次間冷卻水，得精軋鋼板；D步驟所得精軋鋼板送卷取機進行卷取，并控制卷取溫度為610°C，同時控制 層流冷卻速度30°C/s，得鋼卷；F、將E步驟所得鋼卷打捆并標記后，自然空冷至室溫，即獲得輸送石油天然氣用 的 X56 管線鋼，該鋼的化學成分為=C 0. 09wt%, Si 0. 3wt%,Mn 1. 5wt%, S 0. 008wt%,P
60. 016wt%,Nb 0. 055wt%,V 0. 04wt%,Ti 0. 22wt%,N 0. 008wt%,Als 0. 04wt%，其余為 Fe及不可避免的不純物。實施例3A、將化學成分如下的板坯C 0. 07wt%,Si 0. 25wt%,Mn 1. 4wt%,S 0. 007wt%, P 0. 017wt%,Nb 0. 045wt%, V 0. 03wt%,Ti 0. 018wt%,N 0. 008wt%,Als 0.02wt%，其 余為Fe及不可避免的不純物，送入均熱段溫度為1200°C的步進梁式加熱爐中，加熱185分 鐘，其中，板坯在均熱段的時間為50分鐘，以保證鋼坯中析出的Nb、V微合金充分重溶，細化 奧氏體晶粒并為軋后控冷析出做準備，均勻板坯內(nèi)部組織，出爐；B、用壓力為20MPa的高壓水對出爐板坯正、反面進行水噴除鱗10秒鐘；C、將除鱗后的板坯送雙機架緊湊式爐卷軋機上，并控制開軋溫度為1100°C，進行 4道次的連續(xù)粗軋，同時開啟道次間冷卻水，粗軋在3. Om/s的軋制速度下進行，得粗軋板 坯；D、將C步驟所得粗軋板坯延時40秒，使粗軋板坯溫度為890°C，以5. 5m/s的軋制 速度在同一雙機架爐卷軋機上進行3道次連續(xù)精軋，使精軋總變形率達到46%，控制終軋 溫度為840°C，并開啟道次間冷卻水，得精軋鋼板；D步驟所得精軋鋼板送卷取機進行卷取，并控制卷取溫度為590°C，同時控制 層流冷卻速度25°C/s，得鋼卷；F、將E步驟所得鋼卷打捆并標記后，自然空冷至室溫，即獲得輸送石油天然氣用 的 X56 管線鋼，該鋼的化學成分為=C 0. 07wt%, Si 0. 25wt%,Mn 1. 4wt%, S 0. 007wt%, P 0. 017wt%,Nb 0. 045wt%, V 0. 03wt%, Ti 0. 018wt%,N 0. 008wt%,Als 0.02wt%，其 余為Fe及不可避免的不純物。
權利要求
一種X56管線鋼，其特征在于具有下列質量比的化學成分C0.060～0.090wt％Si0.20～0.30wt％Mn1.30～1.50wt％Nb0.035～0.055wt％V0.020～0.040wt％Ti0.010～0.022wt％Als0.010～0.040wt％，S≤0.008wt％P≤0.020wt％N≤0.008wt％其余為Fe及不可避免的不純物。
2.一種如權利要求1所述的X56管線鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于經(jīng)過下列工藝步驟A、將化學成分如下的板坯 C 0. 060 0. 090wt%Si 0. 20 0. 30wt% Mn :1· 30 1. 50wt% Nb :0. 035 0. 055wt%V:0. 020 0. 040wt% Ti :0. 010 0. 022wt% Als :0. 010 0. 040wt%, S 彡 0. 008wt%P 彡 0. 020wt% K 0. 008wt% 余量為Fe及不可避免的不純物送入均熱段溫度為1210 1250°C的加熱爐中，加熱130 230分鐘，出爐；B、用壓力為15 20MPa的高壓水對出爐板坯正、反面噴水除鱗10 15秒鐘；C、將除鱗后的板坯送爐卷軋機進行軋制，并控制開軋溫度為1060 1160°C，進行4飛 道次的連續(xù)粗軋，同時開啟道次間冷卻水，得粗軋鋼板；D、將C步驟所得粗軋鋼板延時30 50秒，使粗軋鋼板溫度低于900°C，進行3道次連 續(xù)精軋，并開啟道次間冷卻水，控制終軋溫度為820 860°C，得精軋鋼板；Ejf D步驟所得精軋鋼板送卷取機進行卷取，并控制卷取溫度為570 610°C，同時控 制層流冷卻速度15 20°C /s，得鋼板卷；F、將E步驟所得鋼板卷自然空冷至室溫，即獲得高強度、高韌性X56管線鋼。
3.如權利要求2所述的X56管線鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于所述A步驟的加熱爐為常 規(guī)設備，板坯在加熱爐均熱段的時間控制在40 50分鐘，以保證板坯中析出的Nb、V微合 金充分重溶，細化奧氏體晶粒并為軋后控冷析出做準備，以均勻板坯內(nèi)部組織。
4.如權利要求2所述的X56管線鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于所述D步驟中對粗軋鋼板 進行延時，是讓粗軋鋼板在地輥上往復游動30 50秒，之后再進行精軋，并控制精軋總變形率大于40%，讓連續(xù)粗軋大變形后的板坯發(fā)生馳豫析出，得到均勻細小的奧氏體組織的 粗軋坯，有效防止混晶的發(fā)生。
5.如權利要求2所述的X56管線鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于所述C至D步驟的道次數(shù)、 軋制速度，視不同規(guī)格要求而具體確定。
全文摘要
本發(fā)明提供一種X56管線鋼及其生產(chǎn)方法，所述X56管線鋼具有下列化學成分C 0.060～0.090wt％、Si 0.20～0.30wt％、Mn 1.30～1.50wt％、S≤0.008wt％、P≤0.020wt％、Nb 0.035～0.055wt％、V 0.020～0.040wt％、Ti 0.010～0.022wt％、N≤0.008wt％、Als 0.010～0.040wt％，其余為Fe及不可避免的不純物。經(jīng)過加熱、除鱗后，在同一臺雙機架緊湊式爐卷軋機上連續(xù)完成粗軋和精軋，通過軋制過程中的延時軋制控制，使得加入鋼中的Nb、V等微合金化元素的強化作用得到充分發(fā)揮，獲得微細均勻的組織，有效防止混晶的出現(xiàn)，極大提高了X56管線鋼的強度和韌性。該方法生產(chǎn)的X56管線鋼屬于高技術含量、高附加值的產(chǎn)品，經(jīng)濟效益顯著。
文檔編號C22C38/14GK101899617SQ20101024323
公開日2010年12月1日 申請日期2010年8月3日 優(yōu)先權日2010年8月3日
發(fā)明者張衛(wèi)強, 張志波, 張瑜, 張紅斌, 李金柱, 杜順林, 楊奇, 楊春雷, 趙宇, 陳育生 申請人:武鋼集團昆明鋼鐵股份有限公司