專利名稱：一種x46管線鋼及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種X46管線鋼，尤其是一種用于生產(chǎn)石油天然氣輸送管的X46管線 鋼及其生產(chǎn)方法，屬于金屬材料加工與成型技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
用管道輸送石油天然氣具有高效、經(jīng)濟(jì)、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，X46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(shù)得到極大發(fā)展。目前國內(nèi)生產(chǎn)X46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(xiàn)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X46管線鋼，普遍采用的方式為先在四輥(或二輥)粗軋 機上進(jìn)行粗軋，然后帶鋼進(jìn)入單機架爐卷軋機進(jìn)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X46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X46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X46管線鋼的方法。本發(fā)明提供的高強度、高韌性X46管線鋼具有下列重量比的化學(xué)成份C :0· 070 0. 010wt%， Si :0· 10 0. 30wt%、Mn :1· 10 1. 30wt%， Nb :0· 015 0. 030wt%、Ti :0. 008 0. 025wt%, Als :0· 010 0· 040wt%,S ^ 0. 008wt%,P ^ 0. 022wt%，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X46管線鋼的制備方法經(jīng)過下列步驟A、將化學(xué)成分如下的板坯C :0· 070 0. 010wt%， Si :0· 10 0. 30wt%、Mn :1· 10 1. 30wt%， Nb :0· 015 0. 030wt%、Ti :0. 008^0. 025wt%, Als :0. 010^0. 040wt%,S ^ 0. 008wt%,P ^ 0. 022wt%,其余為Fe及不可避免的不純物；送均熱段溫度為1200 1240°C的加熱爐中，加熱120 220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(jìn)行軋制，并控制開軋溫度為1080 1150°C，進(jìn)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20 40秒，使粗軋鋼板溫度為900 930°C，進(jìn)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800 840°C，得精軋鋼板；D步驟所得精軋鋼板送卷取機進(jìn)行卷取，并控制卷取溫度為560 600°C，同 時控制層流冷卻速度10 15°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X46管線鋼。該 鋼的化學(xué)成分為C 0. 070 0. 010wt%、Si 0. 10 0. 30wt %、Mn 1. 10 1. 30wt %、 S 彡 0. 008wt P ^ 0. 022wt Nb 0. 015 0. 030wt Ti 0. 008 0. 025wt Als 0. 01(T0. 040wt%，其余為Fe及不可避免的不純物。所述A步驟的加熱爐為常規(guī)設(shè)備，板坯在加熱爐均熱段的時間控制在40 60分 鐘，以保證板坯中析出的Nb、V微合金充分重溶，細(xì)化奧氏體晶粒并為軋后控冷析出做準(zhǔn) 備，以均勻板坯內(nèi)部組織。所述D步驟中對粗軋鋼板進(jìn)行延時，是讓粗軋鋼板在地輥上往復(fù)游動20 40秒， 之后再進(jìn)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(xì)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20 30°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(dá)到控制珠光體的轉(zhuǎn)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(shù)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(shù)的煉鋼方法得到的，其中的Nb、V及其它化學(xué)元 素是在煉鋼過程中加入、控制得到的。采用本發(fā)明生產(chǎn)的石油天然氣輸送用X46管線鋼具有以下優(yōu)點1、采用本發(fā)明生產(chǎn)X46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(jié)構(gòu)。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(xì)均勻的組織，從而防止混晶的出現(xiàn)，有效保證了 X46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(yán)格控制，生產(chǎn) 出的X46管線鋼具有高強度、高韌性的特點，綜合性能良好。利用此X46管線鋼焊接生產(chǎn)的 管線鋼管各項性能指標(biāo)符合美國API標(biāo)準(zhǔn)，滿足石油天然氣輸送用鋼管的要求。4、該方法生產(chǎn)的X46管線鋼與其他常規(guī)產(chǎn)品相比，屬于高技術(shù)含量、高附加值的 產(chǎn)品，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步描述。實施例1A、將化學(xué)成分如下的板坯C 0. 08wt Si 0. 22wt Mn 1. 15wt S 0. 006wt%,P 0. 019wt%,Nb 0. 028wt%,Ti 0. 016wt%,Als 0. 028wt%，其余為 Fe 及不可 避免的不純物；送入均熱段溫度為1220°C的步進(jìn)梁式加熱爐中，加熱195分鐘，其中板坯在 均熱段的加熱時間為45分鐘，以保證鋼坯中析出的Nb、V微合金充分重溶，細(xì)化奧氏體晶粒
4并為軋后控冷析出做準(zhǔn)備，均勻板坯內(nèi)部組織，出爐；B、用壓力為ISMPa的高壓水對出爐板坯正、反面進(jìn)行水噴除鱗12秒鐘；C、將除鱗后的板坯送雙機架緊湊式爐卷軋機進(jìn)行軋制，并控制開軋溫度為 1110°C，進(jìn)行5道次的連續(xù)粗軋，同時開啟道次間冷卻水，粗軋在1. 8m/s的軋制速度下進(jìn) 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920°C，以4. Om/s的軋制 速度在同一雙機架爐卷軋機上進(jìn)行3道次連續(xù)精軋，使精軋總變形率達(dá)到48%，控制終軋 溫度為850°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(jìn)行卷取，并控制卷取溫度為610°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(biāo)記后，自然空冷至室溫，即獲得輸送石油天然氣用 的 X46 管線鋼，該鋼的化學(xué)成分為=C 0. 08wt%,Si 0. 22wt%,Mn 1. 15wt%,S 0. 006wt%, P 0. 019wt%,Nb 0. 028wt%,Ti 0. 016wt%,Als 0. 028wt%，其余為 Fe 及不可避免的不純 物。實施例2A、將化學(xué)成分如下的板坯C 0. 07wt Si 0. 15wt Mn 1. IOwt S 0. 005wt%, P 0. 018wt%, Nb 0. 02wt%, Ti 0. Olwt%、Als 0. Olwt%，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(jìn)梁式加熱爐中，加熱220分鐘，其中板坯在均 熱段的加熱時間為60分鐘，以保證鋼坯中析出的Nb、V微合金充分重溶，細(xì)化奧氏體晶粒并 為軋后控冷析出做準(zhǔn)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(jìn)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進(jìn)行軋制，并控制開軋溫度為 1080°C，進(jìn)行4道次的連續(xù)粗軋，同時開啟道次間冷卻水，粗軋在1. Om/s的軋制速度下進(jìn) 行，得粗軋板坯；D、將C步驟所得粗軋板坯延時20秒，使粗軋板坯溫度為930°C，以3. Om/s的軋制 速度在同一雙機架爐卷軋機上進(jìn)行3道次連續(xù)精軋，使精軋總變形率達(dá)到46%，控制終軋 溫度為830°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(jìn)行卷取，并控制卷取溫度為590°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(biāo)記后，自然空冷至室溫，即獲得輸送石油天然氣用 的 X46 管線鋼，該鋼的化學(xué)成分為=C 0. 07wt%,Si 0. 15wt%,Mn 1. IOwtS 0. 005wt%, P 0. 018wt%,Nb 0. 02wt%,Ti 0. 01wt%,Als 0. 01wt%，其余為 Fe 及不可避免的不純物。實施例3A、將化學(xué)成分如下的板坯C 0. 09wt%,Si 0. 3wt%,Mn 1. 3wt%,S 0. 0055wt%, P 0. 017wt%,Nb 0. 04wt%,Ti 0. 02wt%,Als 0. 04wt%，其余為 Fe 及不可避免的不純物； 送入均熱段溫度為1240°C的步進(jìn)梁式加熱爐中，加熱120分鐘，其中板坯在均熱段的加熱 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(xì)化奧氏體晶粒并為軋后控冷 析出做準(zhǔn)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(jìn)行水噴除鱗10秒鐘；
5
C、將除鱗后的板坯送雙機架緊湊式爐卷軋機進(jìn)行軋制，并控制開軋溫度為 1150°C，進(jìn)行6道次的連續(xù)粗軋，同時開啟道次間冷卻水，粗軋在2. 5m/s的軋制速度下進(jìn) 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900°C，以5. Om/s的軋制 速度在同一雙機架爐卷軋機上進(jìn)行3道次連續(xù)精軋，使精軋總變形率達(dá)到44%，控制終軋 溫度為870°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(jìn)行卷取，并控制卷取溫度為630°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(biāo)記后，自然空冷至室溫，即獲得輸送石油天然氣用 的 X46 管線鋼，該鋼的化學(xué)成分為C 0. 09wt%, Si 0. 3wt%,Mn 1. 3wt%, S 0. 0055wt%, P 0. 017wt%,Nb 0. 04wt%,Ti 0. 02wt%,Als 0. 04wt%，其余為 Fe 及不可避免的不純物。
權(quán)利要求
一種X46管線鋼，其特征在于具有下列質(zhì)量比的化學(xué)成分C0.070～0.010wt％，Si0.10～0.30wt％、Mn1.10～1.30wt％， Nb0.015~0.030wt％、Ti0.008~0.025wt％，Als0.010~0.040wt％，S≤0.008wt％， P≤0.022wt％，其余為Fe及不可避免的不純物。
2.一種如權(quán)利要求1所述的X46管線鋼的制備方法，其特征在于經(jīng)過下列工藝步驟A、將化學(xué)成分如下的板坯C 0. 070 0. 010wt%, Si 0. 10 0. 30wt%, Mn :1. 10 1. 30wt%, Nb 0. 015 0. 030wt%, Ti 0. 008 0. 025wt%, Als 0. 01(Γ0. 040wt%, S ^ 0. 008wt%,P ^ 0. 022wt%,其余為Fe及不可避免的不純物；送均熱段溫度為1200 1240°C的加熱爐中，加熱120 220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上，并控制開軋溫度為1080 1150°C，進(jìn)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20 40秒，使粗軋鋼板溫度為900 930°C，進(jìn)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800 840°C，得精軋鋼板；Ejf D步驟所得精軋鋼板送卷取機進(jìn)行卷取，并控制卷取溫度為560 600°C，同時控 制層流冷卻速度10 15°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X46管線鋼。
3.—種如權(quán)利要求2所述的X46管線鋼的制備方法，其特征在于所述A步驟的加熱爐 為常規(guī)設(shè)備，板坯在加熱爐均熱段的時間控制在40 60分鐘，以保證板坯中析出的Nb、V 微合金充分重溶，細(xì)化奧氏體晶粒并為軋后控冷析出做準(zhǔn)備，以均勻板坯內(nèi)部組織。
4.一種如權(quán)利要求2所述的X46管線鋼的制備方法，其特征在于所述D步驟中對粗軋 鋼板進(jìn)行延時，是讓粗軋鋼板在地輥上往復(fù)游動20 40秒，之后再進(jìn)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(xì)小的奧氏體組 織的粗軋坯，有效防止混晶的發(fā)生。
5.一種如權(quán)利要求2所述的X46管線鋼的制備方法，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X46管線鋼及其制備方法，所述X46管線鋼具有下列化學(xué)成分C 0.070～0.010wt％、Si 0.10～0.30wt％、Mn 1.10～1.30wt％、S≤0.008wt％、P≤0.022wt％、Nb 0.015～0.030wt％、Ti 0.008～0.025wt％、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(xì)均勻的組織，有效防止混晶的出現(xiàn)，極大提高了X46管線鋼的強度和韌性。該方法生產(chǎn)的X46管線鋼屬于高技術(shù)含量、高附加值的產(chǎn)品，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
文檔編號C21D8/02GK101899618SQ20101024324
公開日2010年12月1日 申請日期2010年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月3日
發(fā)明者張衛(wèi)強, 張志波, 張瑜, 張紅斌, 曹占元, 李金柱, 杜順林, 楊奇, 楊春雷, 陳育生 申請人:武鋼集團(tuán)昆明鋼鐵股份有限公司