一種用于L245管線鋼的細晶強韌化鋼板及其制備方法與流程

本發明屬于管線鋼生產的技術領域，具體的涉及一種用于L245管線鋼的細晶強韌化鋼板及其制備方法。

背景技術：

L245管線鋼用中厚鋼板多以Nb、V等微合金元素作為細化晶粒和提高強度的元素，但采用這兩種微合金元素時鋼板生產成本高，而且隨著鈮和釩的加入，鋼的熱塑性降低，第Ⅲ脆性區增大，導致鋼在連鑄過程中容易產生鑄坯表面裂紋，同時會將這種裂紋遺傳到鋼板，造成鋼板表面質量差，合格率低，進一步會增加生產成本。

技術實現要素：

本發明的目的在于針對目前用于L245管線鋼的鋼板利用Nb、V等微合金元素細化晶粒和強化元素時，容易發生連鑄坯裂紋和鋼板裂紋，造成合格率低的現狀而提供一種用于L245管線鋼的細晶強韌化鋼板及其制備方法，本發明采用了鈦和鋁元素作為替代元素，從而達到提高鋼板表面質量，降低生產成本的目的。所述生產的用于L245管線鋼鋼板具有強度適中、沖擊韌性和落錘止裂性能優良的特點。

本發明的技術方案為：一種用于L245管線鋼的細晶強韌化鋼板，化學成分按照重量百分比組成如下：碳0.06～0.12％，硅0.15～0.35％，錳0.80～1.20％，鈦0.020～0.050％，鋁0.010～0.050％，磷0.0070～0.0100％，硫0.0015～0.0030％，余量為鐵和不可避免的雜質。

所述用于L245管線鋼的細晶強韌化鋼板制備方法，包括以下步驟：(1)KR鐵水預處理；(2)轉爐冶煉；(3)脫氧合金化：采用CAS工藝；(4)LF精煉：經過LF精煉爐脫硫、升溫和微調成分至碳0.06～0.12％，硅0.15～0.35％，錳0.80～1.20％，鈦0.020～0.050％，鋁0.010～0.050％，磷0.0070～0.0100％，硫0.0015～0.0030％；(5)真空脫氣；(6)連鑄；(7)粗軋；(8)精軋；(9)冷卻；(10)剪切并標識和入庫。

所述步驟(1)KR鐵水預處理中脫硫至硫重量百分比在0.0030％以下。

所述步驟(2)轉爐冶煉中采用容量為120噸的頂底復吹轉爐。

所述步驟(5)真空脫氣采用VD真空爐。

所述步驟(5)真空脫氣在100帕以下的真空度下保真空至少15分鐘。

所述步驟(6)連鑄采用200mm×1700mm斷面的連鑄機。

所述步驟(7)粗軋和步驟(8)精軋均采用3500mm寬度的四輥軋機。

所述步驟(8)精軋終軋溫度為800～850℃，開冷溫度為730～770℃，終冷溫度為550～620℃，冷速為5～15℃。

本發明的有益效果為：本發明所述用于L245管線鋼的細晶強韌化鋼板未采用鈮和釩等微合金元素，而是利用Ti和Al元素代替原有的Nb和V元素對鋼板細化晶粒，鈦和鋁是強脫氧元素，同時又固氮元素，能夠使鋼中的氧脫除至20ppm以下，同時能夠形成細小彌散分布的TiN和AlN化合物，對晶粒長大起到釘扎作用，從而細化晶粒，提高鋼的強度和韌性。利用Ti和Al元素進行細化至15μm以下，使鋼板強度達到300～380MPa，抗拉強度達到450～560MPa，-30℃橫向夏比沖擊功達到120J以上，0℃DWTT落錘剪切面積達到85％以上。提高鋼板強度，能夠顯著提高鋼的高溫熱塑性，減少連鑄坯表面裂紋，提高鋼板表面質量；顯著降低鋼板的生產成本，合金降成本約41元/噸。其中僅合金加入量降低的對比如表1所示。

表1

注：合金加入量計算時的依據為：加入的鈦鐵中Ti含量為30％，回收率為85％；鈮鐵中Nb含量為60％，回收率為0.95％，釩鐵中V含量為50％，回收率為96％；鋁的加入包括脫氧消耗的鋁。

綜上所述，本發明在不采用Nb和V的情況下，利用Ti和Al對L245管線鋼的鋼板進行組織細化，從而達到提高強度和韌性又能降低成本的目的。

附圖說明

圖1為本發明具體實施方式中實施例1的金相組織。

圖2為本發明具體實施方式中實施例2的金相組織。

圖3為本發明具體實施方式中實施例3的金相組織。

具體實施方式

下面通過實施例對本發明做進一步的詳細說明。

實施例1

所述用于L245管線鋼的細晶強韌化鋼板，化學成分按照重量百分比組成如下：碳0.07％，硅0.32％，錳1.10％，鈦0.022％，鋁0.035％，磷0.008％，硫0.0018％，余量為鐵和不可避免的雜質。

所述用于L245管線鋼的細晶強韌化鋼板的制備方法如下：

KR脫硫至0.0020％，然后采用容量為120噸的頂底復吹轉爐冶煉，出鋼采用CAS工藝脫氧和合金化，再經過LF精煉爐脫硫、升溫和微調成分，之后采用VD真空爐，在80帕的真空度下保真空18分鐘，最后采用200mm×1700mm斷面的連鑄機生產出鋼坯；軋制過程采用3500mm寬度四輥粗軋機和精軋機，軋后采用快速冷卻工藝，之后剪切并標識和入庫。精軋終軋溫度為810℃，開冷溫度為740℃，終冷溫度為558℃，冷速為7℃。

實施例2

所述用于L245管線鋼的細晶強韌化鋼板，化學成分按照重量百分比組成如下：碳0.11％，硅0.25％，錳0.92％，鈦0.033％，鋁0.010％，磷0.009％，硫0.0026％，余量為鐵和不可避免的雜質。

所述用于L245管線鋼的細晶強韌化鋼板的制備方法如下：

KR脫硫至0.0027％，然后采用容量為120噸的頂底復吹轉爐冶煉，出鋼采用CAS工藝脫氧和合金化，再經過LF精煉爐脫硫、升溫和微調成分，之后采用VD真空爐，在95帕的真空度下保真空21分鐘，最后采用200mm×1700mm斷面的連鑄機生產出鋼坯；軋制過程采用3500mm寬度四輥粗軋機和精軋機，軋后采用快速冷卻工藝，之后剪切并標識和入庫。精軋終軋溫度為830℃，開冷溫度為750℃，終冷溫度為605℃，冷速為10℃。

實施例3

所述用于L245管線鋼的細晶強韌化鋼板，化學成分按照重量百分比組成如下：碳0.09％，硅0.30％，錳1.06％，鈦0.028％，鋁0.040％，磷0.007％，硫0.0028％，余量為鐵和不可避免的雜質。

所述用于L245管線鋼的細晶強韌化鋼板的制備方法如下：

KR脫硫至0.0022％，然后采用容量為120噸的頂底復吹轉爐冶煉，出鋼采用CAS工藝脫氧和合金化，再經過LF精煉爐脫硫、升溫和微調成分，之后采用VD真空爐，在85帕的真空度下保真空17分鐘，最后采用200mm×1700mm斷面的連鑄機生產出鋼坯；軋制過程采用3500mm寬度四輥粗軋機和精軋機，軋后采用快速冷卻工藝，之后剪切并標識和入庫。精軋終軋溫度為840℃，開冷溫度為762℃，終冷溫度為560℃，冷速為12℃。

實施例1-3所述鋼板的力學性能詳見表2。

表2實施例力學性能