本发明专利技术公开了一种高强度低夹杂管线钢的生产方法，管线钢含有少量成分，包括C、Si、Mn、P、S、Nb、V、Ti、Al、Cr、Mo、Ni、Cu、W、Hf、稀土（La+Ce）、B、N，余量为Fe和不可避免的杂质元素，钢板卷取之后的组织以面积率统计为93‑95%的针状铁素体和1‑2%的多边形铁素体和3‑5%的马氏体，平均晶粒尺寸2‑5μm；热处理之后的组织中回火马氏体面积率占90‑95%，2‑3%的细小铁素体和5‑6%的回火贝氏体；热处理之后的屈服强度为950‑1060MPa，抗拉强度为1080‑1250MPa，‑20℃冲击韧性为220‑240J，延伸率为17‑19%。
A production method of high strength and low inclusion pipeline steel
The invention discloses a production method of high strength and low inclusion pipeline steel. The pipeline steel contains a small amount of components, including C, Si, Mn, P, S, Nb, V, Ti, Al, Cr, Mo, Ni, rare earth, rare earth, and unavoidable impurity elements, and the organization after the steel plate volume is counted as 93. The 95% acicular ferrite and 1 polygon ferrite and 3 5% martensite, with an average grain size of 2, 5 mu m; the area rate of tempered martensite in the tissue after heat treatment is 90, 2, 2, 3%, and 5 refractory 6%. The impact toughness of 50MPa is 20 220 and the elongation is 17 240J 19%.
【技术实现步骤摘要】
一种高强度低夹杂管线钢的生产方法
本专利技术属于金属材料
，具体涉及一种高强度低夹杂管线钢的生产方法。
技术介绍
管线钢是制造石油、天然气输送管道或煤炭、建材浆体输送管道等所需的中厚板和卷材。石油天燃气管道是链接资源区和使用区的最便捷、最安全的方式，它的快速建设不仅能缓解我国道路运输压力，而且还对保障油气市场的安全供给起到重要作用。管线钢的含碳量逐渐降低，合金元素多元化，硫、磷等有害元素也控制在很低的含量。高钢级管线钢除了具有高强度、高韧性之外，还要具有良好的抗开裂性能（抗硫化物应力开裂（SLAC），抗应力腐蚀开裂（LAC），抗氢致开裂（HIC））以及抗疲劳等性能.基于现在管道建设主要以长距离、大管径、高压输送的要求，因此现代高钢级管线钢都运用低碳或超低碳的微合金化钢。通过降低碳元素含量，可以改善钢的低温韧性、延展性及焊接性；增加锰元素的含量，可以提高屈服强度，同时控制铌、钛、钒等微合金元素的含量，使管线钢能得到最佳的低温韧性和成形性。非金属夹杂物主要是在钢的脱氧过程形成的，会对钢冶炼过程及最后的成品性能产生影响。对于高强管线钢，如X70和X80，很多生产企业均遇到了B类夹杂物超标导致探伤不合的问题。大部分企业B类夹杂物超标比率高达1-2%，甚至更高，对产品质量和企业效益造成了不利影响。研究发现，轧板中这种大型B类夹杂物长度可达555μm，相当于B类2.5级。其主要根源是钢中内生的低熔点CaO-Al2O3系夹杂物。低熔点CaO-Al2O3系夹杂物产生于钢的精炼过程。由于连铸过程中其上浮速度远低于拉坯速度，所以很容易被凝固前沿捕捉，经轧制变成B类夹杂。因此，必须在连铸之前的精炼过程中最大限度地去除CaO-Al2O3夹杂物的数量。近些年来,管线钢的生产广泛采用了控制轧制、控制冷却新技术,提高了钢板的综合性能,节约了宝贵的合金元素,并取代部分产品的常化工艺。从长远的观点看,控轧控冷工艺还不能完全取代热处理,这是因为未来的管线钢将向着更高的强朝化方向发展,随着性能指标的提高,采用控a控冷工艺生产钢板会出现工艺控制难、生产效率低、产品成材率低、力学性能不稳定等问题。对于热处理工艺来讲,不仅可以使各种性能得到很大的改善和提高,还可以充分发挥合金元素的作用和材料的潜力,同时热处理后的管线钢具有产品性能稳定的优点,增加了抗腐蚀能力,消除内应力和组织缺陷,可延长管道的使用寿命的同时提高安全系数。所以生产高附加值、超高钢级管线钢可以借助热处理手段,采用萍火+回火的热处理工芝,形成低碳回火马氏体(LowCarbonTemperedMartensite)组织来实现。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题是提供一种高强度低夹杂管线钢的生产方法，能够生产具有高强度、高韧性、低屈强比、裂纹敏感性低、夹杂物含量低、夹杂物尺寸小的优点。为实现上述目的，本专利技术一方面需要控制管线钢的成分，另一方面需要控制管线钢的生产方法。技术方案如下：一种高强度低夹杂管线钢的生产方法，其特征在于：管线钢成分是C0.065-0.07％、Si0.1-0.2％、Mn1.75-1.78％、P≤0.015％、S≤0.005％、Nb0.04-0.06％、V0.02-0.03%、Ti0.001-0.005％、Al≤0.050％、Cr0.5-0.65％、Mo0.25-0.3％、Ni0.3-0.35％、Cu0.15-0.19％、W0.005-0.008%、Hf0.0001-0.005%、稀土（La+Ce）0.0001-0.0005%、La∶Ce质量比是4-5∶1、B0.0001-0.0005％、N0.001-0.005%，余量为Fe和不可避免的杂质元素，钢板卷取之后的组织以面积率统计为93-95%的针状铁素体和1-2%的多边形铁素体和3-5%的马氏体，平均晶粒尺寸2-5μm；热处理之后的组织中回火马氏体面积率占90-95%，2-3%的细小铁素体和5-6%的回火贝氏体；热处理之后的屈服强度为950-1060MPa，抗拉强度为1080-1250MPa，-20℃冲击韧性为220-240J，延伸率为17-19%；工艺路线包括：铁水脱硫处理→转炉冶炼→LF精炼→RH精炼→连铸→轧制→卷取→热处理；核心步骤如下：（1）铁水脱硫处理；（2）转炉冶炼：选取铁水和S含量≤0.005%、C含量≤0.08%的废钢，铁水与废钢的质量比是9∶1，先加铁水，后加废钢，采用双渣操作，转炉底吹氩气和氮气，前期氮气强度为0.12-0.16Nm3/min*t-1，后期氩气流量为0.10-0.14Nm3/min*t-1，碳含量目标≤0.04％，磷含量≤0.015％，出钢温度为1600-1620℃；采用挡渣塞、挡渣棒双挡渣出钢；出钢过程加5-5.5kg/t的石灰和1.5-2kg/t的萤石造渣；（3）LF精炼工艺：先加入0.2-0.25kg/t的铝线、0.5-1kg/t的萤石、1-2kg/t的石灰，先控制底吹氩流量在500-550L/min直到石灰熔化后调整为180-190L/min，炉渣完全白渣后停止通电，造白渣目标成分：CaO50％，SiO230％，Al2O317％，MgO3％，FeO+Fe2O3+MnO≤1.0％；大力搅拌脱硫，控制底吹氩流量在800-850L/min，在此状态下搅拌11-13min，之后控制底吹氩流量在160-170L/min，在此状态下搅拌12-14min，再次通电调整熔池温度便于出钢，软吹停止吹氩，结束LF精炼；RH精炼：在不吹氧的条件下抽真空进行自然脱碳，提升Ar流量800-850NL/min，进行钢水脱氢，保证深真空处理时间≥12min，加入0.01-0.03kg/t的铝镁锰复合脱氧剂脱除钢水中多余的氧，然后用低碳锰铁、硅铁和超低碳合金对钢水进行合金化，最后一批合金调整完成之后，要求真空处理时间为8-10min，期间测温、取样、微调成份；真空结束进行定氢；每炉钢水喂入SiCa线，并保证钢水中Ca含量在25～30ppm之间，根据钢中钙含量调整；吊包前对钢水进行软吹，软吹氩气流量控制在50-60L/min，渣面不吹开，保证钢水软吹时间12-13min；软吹后静置3-4min；（4）连铸工艺：全程吹氩保护，避免钢水氧化，控制连铸过程增氮；采用中包覆盖剂避免钢水裸露，二冷水按照低碳合金钢配水模式，选用低碳合金保护渣；得到厚度为120mm的板坯；（5）加热和轧制：将厚度为120mm的板坯装进加热炉，加热温度1180～1185℃，加热时间100-110min，粗轧第一阶段为奥氏体再结晶区轧制，开轧温度为1060～1070℃，单道次压下率＞12％，末道次压下率≥25％，粗轧第二阶段为奥氏体未再结晶区轧制，精轧开轧温度≤850℃，终轧温度为690～700℃，精轧压缩比≥4，累计压下率≥85％，最终板厚为15-20mm的钢板；（6）冷却和卷取：将板厚为15-20mm的钢板进入层流冷却区域，以35～38℃/s的冷却速度冷却至330～350℃，之后卷取；（7）热处理：将钢板加热到945-955℃，保温0.5-1h，之后进行淬火处理；之后加热到595-605℃进行回火处理，回火保温时间为60~70min，随后空气冷却。进一步：所述高强度低夹杂管线钢的生产方法，其特征在于：管线钢成分是C0.06本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高强度低夹杂管线钢的生产方法，其特征在于：管线钢成分是C 0.065‑0.07％、Si 0.1‑0.2％、Mn 1.75‑1.78％、P≤0.015％、S≤0.005％、Nb 0.04‑0.06％、V 0.02‑0.03%、Ti 0.001‑0.005％、Al≤0.050％、Cr 0.5‑0.65％、Mo 0.25‑0.3％、Ni 0.3‑0.35％、Cu 0.15‑0.19％、W 0.005‑0.008%、Hf 0.0001‑0.005%、稀土（La+Ce）0.0001‑0.0005%、La∶Ce 质量比是4‑5∶1、B 0.0001‑0.0005％、N 0.001‑0.005%，余量为Fe和不可避免的杂质元素，钢板卷取之后的组织以面积率统计为93‑95%的针状铁素体和1‑2%的多边形铁素体和3‑5%的马氏体，平均晶粒尺寸2‑5μm；热处理之后的组织中回火马氏体面积率占90‑95%，2‑3%的细小铁素体和5‑6%的回火贝氏体；热处理之后的屈服强度为950‑1060MPa，抗拉强度为1080‑1250MPa，‑20℃冲击韧性为220‑240J，延伸率为17‑19%；工艺路线包括：铁水脱硫处理→转炉冶炼→LF精炼→RH精炼→连铸→轧制→卷取→热处理；核心步骤如下：（1）铁水脱硫处理；（2）转炉冶炼：选取铁水和S含量≤0.005%、C含量≤0.08%的废钢，铁水与废钢的质量比是9∶1，先加铁水，后加废钢，采用双渣操作，转炉底吹氩气和氮气，前期氮气强度为0.12‑0.16 Nm3/min*t‑1，后期氩气流量为0.10‑0.14 Nm3/min*t‑1，碳含量目标≤0.04％，磷含量≤0.015％，出钢温度为1600‑1620℃；采用挡渣塞、挡渣棒双挡渣出钢；出钢过程加5‑5.5kg/t的石灰和1.5‑2kg/t的萤石造渣；（3）LF精炼工艺：先加入0.2‑0.25kg/t的铝线、0.5‑1kg/t的萤石、1‑2kg/t的石灰，先控制底吹氩流量在500‑550L/min直到石灰熔化后调整为180‑190L/min，炉渣完全白渣后停止通电，造白渣目标成分：CaO 50％，SiO2 30％，Al2O3 17％，MgO 3％，FeO+Fe2O3+MnO≤1.0％；大力搅拌脱硫，控制底吹氩流量在800‑850L/min，在此状态下搅拌11‑13min，之后控制底吹氩流量在160‑170L/min，在此状态下搅拌12‑14min，再次通电调整熔池温度便于出钢，软吹停止吹氩，结束LF精炼；RH精炼：在不吹氧的条件下抽真空进行自然脱碳，提升Ar流量800‑850NL/min，进行钢水脱氢，保证深真空处理时间≥12min，加入0.01‑0.03kg/t的铝镁锰复合脱氧剂脱除钢水中多余的氧，然后用低碳锰铁、硅铁和超低碳合金对钢水进行合金化，最后一批合金调整完成之后，要求真空处理时间为8‑10min，期间测温、取样、微调成份；真空结束进行定氢；每炉钢水喂入SiCa线，并保证钢水中Ca含量在25～30ppm之间，根据钢中钙含量调整；吊包前对钢水进行软吹，软吹氩气流量控制在50‑60L/min，渣面不吹开，保证钢水软吹时间12‑13min；软吹后静置3‑4min；（4）连铸工艺：全程吹氩保护，避免钢水氧化，控制连铸过程增氮；采用中包覆盖剂避免钢水裸露，二冷水按照低碳合金钢配水模式，选用低碳合金保护渣；得到厚度为120mm的板坯；（5）加热和轧制：将厚度为120mm的板坯装进加热炉，加热温度1180～1185℃，加热时间100‑110min，粗轧第一阶段为奥氏体再结晶区轧制，开轧温度为1060～1070℃，单道次压下率＞12％，末道次压下率≥25％，粗轧第二阶段为奥氏体未再结晶区轧制，精轧开轧温度≤850℃，终轧温度为690～700℃，精轧压缩比≥4，累计压下率≥85％，最终板厚为15‑20mm的钢板；（6）冷却和卷取：将板厚为15‑20mm的钢板进入层流冷却区域，以35～38℃/s的冷却速度冷却至330～350℃，之后卷取；（7）热处理：将钢板加热到945‑955℃，保温0.5‑1h，之后进行淬火处理；之后加热到595‑605℃进行回火处理，回火保温时间为60~70min，随后空气冷却。...
【技术特征摘要】
1.一种高强度低夹杂管线钢的生产方法，其特征在于：管线钢成分是C0.065-0.07％、Si0.1-0.2％、Mn1.75-1.78％、P≤0.015％、S≤0.005％、Nb0.04-0.06％、V0.02-0.03%、Ti0.001-0.005％、Al≤0.050％、Cr0.5-0.65％、Mo0.25-0.3％、Ni0.3-0.35％、Cu0.15-0.19％、W0.005-0.008%、Hf0.0001-0.005%、稀土（La+Ce）0.0001-0.0005%、La∶Ce质量比是4-5∶1、B0.0001-0.0005％、N0.001-0.005%，余量为Fe和不可避免的杂质元素，钢板卷取之后的组织以面积率统计为93-95%的针状铁素体和1-2%的多边形铁素体和3-5%的马氏体，平均晶粒尺寸2-5μm；热处理之后的组织中回火马氏体面积率占90-95%，2-3%的细小铁素体和5-6%的回火贝氏体；热处理之后的屈服强度为950-1060MPa，抗拉强度为1080-1250MPa，-20℃冲击韧性为220-240J，延伸率为17-19%；工艺路线包括：铁水脱硫处理→转炉冶炼→LF精炼→RH精炼→连铸→轧制→卷取→热处理；核心步骤如下：（1）铁水脱硫处理；（2）转炉冶炼：选取铁水和S含量≤0.005%、C含量≤0.08%的废钢，铁水与废钢的质量比是9∶1，先加铁水，后加废钢，采用双渣操作，转炉底吹氩气和氮气，前期氮气强度为0.12-0.16Nm3/min*t-1，后期氩气流量为0.10-0.14Nm3/min*t-1，碳含量目标≤0.04％，磷含量≤0.015％，出钢温度为1600-1620℃；采用挡渣塞、挡渣棒双挡渣出钢；出钢过程加5-5.5kg/t的石灰和1.5-2kg/t的萤石造渣；（3）LF精炼工艺：先加入0.2-0.25kg/t的铝线、0.5-1kg/t的萤石、1-2kg/t的石灰，先控制底吹氩流量在500-550L/min直到石灰熔化后调整为180-190L/min，炉渣完全白渣后停止通电，造白渣目标成分：CaO50％，SiO230％，Al2O317％，MgO3％，FeO+Fe2O3+MnO≤1.0％；大力搅拌脱硫，控制底吹氩流量在800-850L/min，在此状态下搅拌11-13min，之后控制底吹氩流量在160-170L/min，在此状态下搅拌12-14min，再次通电调整熔池温度便于出钢，软吹停止吹氩，结束LF精炼；RH精炼：在不吹氧的条件下抽真空进行自然脱碳，提升Ar流量800-850NL/min，进行钢水脱氢，保证深真空处理时间≥12min，加入0.01-0.03kg/t的铝镁锰复合脱氧剂脱除钢水中多余的氧，然后用低碳锰铁、硅铁和超低碳合金对钢水进行合金化，最后一批合金调整完成之后，要求真空处理时间为8-10min，期间测温、取样、微调成份；真空结束进行定氢；每炉钢水喂入SiCa线，并保证钢水中Ca含量在25～30ppm之间，根据钢中钙含量调整；吊包前对钢水进行软吹，软吹氩气流量控制在50-60L/min，渣面不吹开，保证钢水软吹时间12-13min；软吹后静置3-4min；（4）连铸工艺：全程吹氩保护，避免钢水氧化，控制连铸过程增氮；采用中包覆盖剂避免钢水裸露，二冷水按照低碳合金钢配水模式，选用低碳合金保护渣；得到厚度为120mm的板坯；（5）加热和轧制：将厚度为120mm的板坯装进加热炉，加热温度1180～1185℃，加热时间100-110min，粗轧第一阶段为奥氏体再结晶区轧制，开轧温度为1060～1070℃，单道次压下率＞12％，末道次压下率≥25％，...
【专利技术属性】
技术研发人员：周建武，
申请(专利权)人：温州市赢创新材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33
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