X60管线钢板的控轧工艺研究

1、32 2009年10月第15卷第5期宽厚板WIDEANDHEAVYPLATEOctober 2009X60管线钢板的控轧工艺研究董恩乐 时义祥 隗 勇 李延芝 许方泉(济南钢铁股份有限公司)摘 要 针对X60管线用钢板的强度、屈强比、低温冲击韧性等性能的严格要求,采用优化坯料成分、提高钢的纯净度等措施来进行保证;对高强度要求,采用微合金化和不同的控制轧制方式,以细晶强化和沉淀强化机理,找出了适合济钢中板厂的控制轧制工艺,保证了X60钢板的苛刻性能要求,为今后高等级专用板开发提供了良好的借鉴。关键词 管线钢 控制轧制 晶粒ResearchonControlledRollingProcessofX

2、60PipelinePlateDongEnle,ShiYixiang,WeiYong,LiYanzhiandXuFangquan(JinanIronandSteelCo.Ltd)Abstract Measures,ie.,optimizingthechemicalcompositionofslabsandimprovingthecleanlinessofstee,lhavebeentakentomeetthestringentrequirementsonthestrength,yieldandtensileratio,impactplasticityperform anceatlowtempe

3、ratureofX60pipelineplate.Specifictothehigherstrengthrequirement,micro-alloyinganddiffer entcontrolledrollingmethodshavebeenused,accordingtothegrainrefinementandprecipitationenhancementmecha nism,thecontrolledrollingprocesssuitedtothemediumplaterollingplantofJiganghasbeendetermined.Thustheperformance

4、ofX60plateisstrictlymaintained,whichprovidesagoodreferencetothehighergradespecialplatede velopment.Keywords Pipelinestee,lControlledrolling,Grain0 前言管道输送石油、天然气是最重要的运输方式,近年来,随着中国西气东输等重大项目的开展,市场对石油、天然气等输送所需的管线钢的需求量逐渐增多,济钢中板厂在2008年经过多次试验,在缺少轧后冷却设备的情况下,通过采用不同的控制轧制工艺,成功试制出15.9mm的X60管线钢板,各项性能检测指标全部合格,用户使用

5、效果十分理想。1 X60技术要求1.1 X60管线钢板的化学成分(见表1)1.2 X60管线钢板的力学性能要求(见表2)从力学性能要求看,屈强比、冲击韧性、探伤都有比较严格的要求,而屈服强度指标比标准提, s/MPa414565表1 熔炼成分和成品成分要求/%V、Nb适量注:V+Nb+Ti 0.15%;CE(IIW):C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 0.43%。表2 力学性能及工艺要求b/MPa517758/%!24-20 横向AKV/J单值 平均值!27!41注:探伤符合标准GB/T2970-2004级要求。2 X60管线钢试制情况2.1 试制生产工艺铁水脱硫#转

6、炉冶炼#吹氩#LF精炼#连#第5期董恩乐等:X60管线钢板的控轧工艺研究33温#精轧(控轧)#矫直#空冷#剪切取样#钢板检查#标记入库。2.2 冶炼情况本次试制,首先试验2炉钢,冶炼成分控制良好,具体化学成分如表3所示。表3 试验2炉钢的熔炼化学成分/%序号12从表1看,为提高钢板的强度,C含量较高,适当增加了细化晶粒、提高强度的Nb、T、iV微合金元素,为保证钢板的各项性能指标,优化了原料的化学成分,严格控制了有害元素P、S的含量,保证了钢质的纯净度,为下步轧制奠定了良好的基础。2.3 控制轧制工艺轧制控制采用了粗轧阶段(奥氏体再结晶区)大压下量轧制+中间坯缓冷降温+精轧阶段(奥氏体未再结晶

7、区)控制轧制的工艺。粗轧阶段开轧温度控制在1150 左右,终轧温度控制1100 左右,道次压下率控制在15%33%,轧制情况良好。精轧阶段,为保证控制在奥氏体未再结晶区,开轧温度在940 左右,终轧温度在850 左右。2.4 力学性能试制2炉钢的力学性能如表4所示。从表4数据看,各项指标均合格,但冲击韧性值不稳定。表4项目s/MPa标准要求实测数值1实测数值2414565460445b/MPa试制2炉X60的性能数据/%!24!52!52-20 横向AKV/J单值 !27!95!105平均值!41!125!1355177585605502.5 调整工艺试制为进一步提高钢板的韧性指标,提高钢板的

8、实物质量,对钢中的C含量适当下调为0.05%0.08%,控制轧制工艺也进行了适当的调整,主要是在精轧阶段下调钢板的开轧温度3050 ,下调终轧温度2030 ,进一步细化晶粒,达到提高钢板的强度及韧性指标的目的。使用新成分和工艺后,轧制情况良好,性能指标进一步得到改善,从取样的金相组织看,晶粒很细到要求,顺利交付用户。各项力学性能指标见图1。从直方图可以看出,各项指标控制状况良好,性能全部合格,延伸率与冲击值具有很大的富余空间,保证了管线钢板的塑性和韧性。3 探伤情况及金相组织3.1 对本次生产的X60板进行探伤检查,全部符合GB/T2970-2004标准级要求。3.2 对X60钢板做金相分析,晶粒很细,得到了234宽厚板第15卷图1力学性能直方图图2 X60金相晶粒度图4 结论(1)通过优化坯料成分,提高钢的纯净度,配合合适的控制轧制制度,可以生产出性能优良的X60管线钢板。(2)降低精轧阶段开轧、终轧温度,特别是降低终轧温度,可促进Nb、Ti的碳氮化物在奥氏体内析出,阻止奥氏体晶粒长大,显著