一种大壁厚管线钢的轧制方法技术

本发明专利技术公开了一种大壁厚管线钢的轧制方法，包括如下工艺步骤：（1）加热：由步进梁式加热炉给连铸坯加热，预热段从室温按照4~5 min/cm加热速度，温度控制在800~900℃；加热段加热速度控制在6~8min/cm，温度控制在1160~1180℃；均热段温度控制在1160±20℃，保温时间120~160分钟；(2)轧制：粗轧，终轧温度≥980℃，中间坯厚度80~90mm范围，同时采用大压下制度，展宽后有连续2道次压下率≥25%；精轧，开轧温度830℃,终轧720~740℃，轧制两道次；冷却，开始冷却温度690~710℃，冷却速度15~18℃/S，终冷380~420℃。利用断面尺寸为260mm×2280mm的铸坯生产大壁厚30.8mm，管径1422mm，钢级为X80的止裂性能优良的管线钢。与TMCP+OLT工艺相比，降低了制造成本，即节省了在线回火成本。

【技术实现步骤摘要】
一种大壁厚管线钢的轧制方法
本专利技术属于炼钢
，是一种大壁厚管线钢的轧制方法。
技术介绍
在通过管道长距离输送大量原油和天然气的过程中，为了提高效益，降低成本，目前国际上较常用的一种方式就是扩大钢管的管径并增大壁厚，如中俄油气输送东线（黑河——长岭）项目，设计输送管径为1422mm，管道壁厚达30.8mm。在长距离油气输送管道用钢的各项技术指标中，要求钢的止裂性能（简称“DWTT”，落锤撕裂实验，是一种主要用于评价脆性断裂止裂性能的实验方法）是关键指标之一。如果钢的止裂性能不良，一旦发生管道泄漏，将会以较快速度进行撕裂，后果严重；如果止裂性能较好，将会快速止裂，大大降低事故的损失。中国生产大壁厚管线钢钢板均采用热机械轧制工艺（简称“TMCP”工艺）。而国际上还有一种轧制工艺就是TMCP+OLT工艺（OLT为OnLineTempering的缩写），即轧后进行在线回火处理。这种TMCP+OLT工艺生产的钢板止裂性能较好，但在线回火成本高，特别是极大地消耗电能，所以采用TMCP工艺轧制，特别是规格小（300mm×2300mm断面）铸坯来轧制这种管径1422mm、壁厚30.8mm的X80高钢级大壁厚管线钢，其钢板的DWTT性能极不理想。利用铸坯断面尺寸260mm×2280mm，采用传统的TMCP工艺生产的大壁厚管线钢钢板，主要缺陷是钢板全厚度方向组织不均匀，马奥岛（简称“MA”）片状且弥散不均，且实验过程中锤击力极大，应力集中严重，导致试样断口脆性区域百分比较大，出现通条脆性现象。
技术实现思路
本专利技术旨在一种大壁厚管线钢的轧制方法，利用铸坯断面尺寸260mm×2280mm生产大壁厚30.8mm，管径1422mm，钢级为X80的止裂性能优良的管线钢。本专利技术的技术方案：一种大壁厚管线钢的轧制方法，包括如下工艺步骤：（1）加热：由步进梁式加热炉给连铸坯加热，预热段从室温开始加热，加热速度为4~5min/cm，温度控制在800~900℃；加热段加热速度控制在6~8min/cm，温度控制在1160~1180℃；均热段温度控制在1160±20℃，保温时间120~160分钟；(2)轧制：粗轧，终轧温度≥980℃，中间坯厚度80~90mm范围，同时采用大压下制度，展宽后有连续2道次压下率≥25%；精轧，开轧温度830℃,终轧720~740℃，轧制两道次；冷却，开始冷却温度690~710℃，冷却速度15~18℃/S，终冷控制温度380~420℃。本专利技术的技术原理：本专利技术生产的管线钢具备止裂性能优良的管线钢特点，组织为贝氏体铁素体+准多边形铁素体+少量退化珠光体。其轧制技术原理是控制轧制温度和相变，精轧开轧830℃，较专利技术前降低了40℃，特别是轧制两道次后停留60s，自然冷却至790~800℃后再轧制9道次，这种轧制方式十分独特。降低精轧开轧温度，增加铁素体的形核点，提高铁素体体积百分数，同时促进γ/α转变，使铁素体晶粒更加细化，同时轧制过程中停留60s，一方面将变形晶体发生回复及多变化，变形位错将重新排列或消失，回复过程导致在变形奥氏体中形成较小直径的位错胞状亚结构（或亚晶）；另一方面790~800℃时再继续轧制9道次，进一步促进晶粒细化，特别是改善心部韧性指标，提高DWTT性能。这种轧制控制方式主要是降低形变位错密度，弱化硬化效应，充分细化晶粒和有效改善心部韧性，结合轧后15~18℃/S快速冷却至380~420℃，对轧制过程形成的细小变形带进行最大限度的切割，形成细小均匀分布的晶粒，同时第二相离子析出和MA弥散分布，从而即达到有效改善止裂性能DWTT，又提高抗拉强度和降低屈强比的双重效果。本专利技术继承了TMCP工艺的低成本设计理念，加热采用低温加热，轧制为高温大压下，低温累积变形，控制软相（主要是铁素体）析出量，并结合轧后的快速冷却，通过这些主要目的是充分细化晶粒，适度降低位错密度，弱化硬化效果，同时改变钢板心部组织和提高软相占比，减少硬相(低温析出相，如片状MA等)含量，从而提高钢板的止裂性能，满足技术要求。与现有TMCP或TMCP+OLT工艺生产的大壁厚管线钢技术相比，本专利技术具有以下优点：钢板止裂性能DWTT脆性区域百分数可达到10%以下，完全满足管道项目设计要求；钢板屈服强度520~560Mpa，抗拉强度680~710Mpa，屈强比控制在0.83以下；利用铸坯断面尺寸260mm×2280mm生产大壁厚30.8mm，管径1422mm，钢级为X80的止裂性能优良的管线钢，所用铸坯断面属于大众化断面规格，为生产现场极大地节约人工成本和备品备件成本；与TMCP+OLT工艺相比，降低了制造成本，即节省了在线回火成本。附图说明图1为本专利技术方法生产的壁厚30.8mmX80显微组织图。图2为本专利技术方法生产的壁厚30.8mmX80拉伸曲线图。具体实施方式下面结合实施例进一步说明本专利技术的内容：实施例一：铸坯规格为261mm×2283mm×3150mm，其熔炼成分如表1。表1实施例一30.8mmX80熔炼成分实绩（%）工艺步骤：（1）加热预热段：加热速度4.7min/cm，温度控制在800~867℃加热段：加热速度7.8min/cm，温度控制在1160~1180℃均热段：保温时间137min，出炉温度1167℃（心部）和1178℃（表面）（2）轧制粗轧：开轧温度1146~1151℃，横轧展宽3道次，纵轧9道次，终轧温度1052~1068℃。纵轧最后两道次压下率分别为25.5%和27.1%。精轧：中间坯厚度85mm，开轧温度830℃，轧制两道次后停留60s，其表面温度797℃，然后连续轧制9道次，终轧温度716~729℃。冷却：开始冷却温度694~702℃，冷却速度17.8℃/S，终冷温度397~408℃。30.8mm钢板性能：止裂性能DWTT脆性区域百分数6.8%（均值），如图1所示，屈服强度530MPa、抗拉强度690MPa、屈强比0.77。实施例二铸坯规格为269mm×2281mm×3150mm，其熔炼成分如表2。表2实施例二30.8mmX80熔炼成分实绩（%）工艺步骤：（1）加热：预热段：加热速度4.8min/cm，温度控制在810~887℃加热段：加热速度7.6min/cm，温度控制在1165~1180℃均热段：保温时间132min，出炉温度1163℃（心部）和1175℃（表面）（2）轧制粗轧：开轧温度1145~1155℃，横轧展宽3道次，纵轧9道次，终轧温度1041~1055℃。纵轧最后两道次压下率分别为26.2%和27.7%。精轧：中间坯厚度85mm，开轧温度830℃，轧制两道次后停留60s，其表面温度791℃，然后连续轧制9道次，终轧温度712~724℃。冷却：开始冷却温度697~712℃，冷却速度17.1℃/S，终冷温度399~418℃。30.8mm钢板性能：止裂性能DWTT脆性区域百分数5.7%（均值），如图2所示，屈服强度538MPa、抗拉强度701MPa、屈强比0.77。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大壁厚管线钢的轧制方法，其特征在于包括如下工艺步骤：（1）加热：由步进梁式加热炉给连铸坯加热，预热段从室温开始加热，加热速度为4~5 min/cm，温度控制在800~900℃；加热段加热速度控制在6~8min/cm，温度控制在1160~1180℃；均热段温度控制在1160±20℃，保温时间120~160分钟；(2)轧制：粗轧，终轧温度≥980℃，中间坯厚度80~90mm范围，同时采用大压下制度，展宽后有连续2道次压下率≥25%；精轧，开轧温度830℃, 终轧720~740℃，轧制两道次；冷却，开始冷却温度690~710℃，冷却速度15~18℃/S，终冷控制温度380~420℃。

【技术特征摘要】
1.一种大壁厚管线钢的轧制方法，其特征在于包括如下工艺步骤：（1）加热：由步进梁式加热炉给连铸坯加热，预热段从室温开始加热，加热速度为4~5min/cm，温度控制在800~900℃；加热段加热速度控制在6~8min/cm，温度控制在1160~1180℃；均热段温度控制在1160±20℃，保温时...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊祥江，罗登，李中平，史术华，陈奇明，范明，
申请(专利权)人：湖南华菱湘潭钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43