X80管線鋼卷板的熱軋工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于熱軋工藝領(lǐng)域，尤其涉及一種X80管線鋼卷板的熱軋工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著石油、天然氣工業(yè)的發(fā)展，管線鋼的需求量日益增大，其開采區(qū)一般在偏遠(yuǎn)地 區(qū)，環(huán)境惡劣，長距離運(yùn)輸過程中地貌結(jié)構(gòu)復(fù)雜，服役條件日益惡化。同時(shí)，為了降低管道工 程的造價(jià)，長距離管線向高壓、大口徑發(fā)展。因此目前管線鋼正朝著厚規(guī)格、高鋼級(jí)、高強(qiáng)韌 性的方向發(fā)展。
[0003] DWTT (drop weight tear test，落錘撕裂試驗(yàn)）性能是輸氣管線鋼質(zhì)量要求的一 個(gè)重要和必備的指標(biāo)。這是由于隨著厚度的增加，高鋼級(jí)管線鋼的CVN(Charpy V-notched Impact test，V型缺口沖擊試驗(yàn)）性能與塑性裂紋擴(kuò)展的相關(guān)性已經(jīng)不再明顯，而采用全 厚度的DWTT性能評(píng)價(jià)方式能夠更真實(shí)、更準(zhǔn)確地反應(yīng)材料的斷裂韌性。但DWTT性能對(duì)鋼卷 厚度十分敏感，研宄表明，對(duì)于X80管線鋼，當(dāng)厚度超過15_時(shí)，低溫DWTT性能變得極不穩(wěn) 定。特別是對(duì)于熱連軋鋼卷的生產(chǎn)，其中間坯在精軋入口的厚度限制通常只有58~60_， 奧氏體變形不足難以達(dá)到足夠的晶粒細(xì)化效果。
[0004] 目前，針對(duì)管線鋼提高DWTT性能的熱軋工藝僅僅能針對(duì)厚度小于20mm的卷板生 產(chǎn)，而現(xiàn)有技術(shù)用于生產(chǎn)厚度多20mm的X80管線鋼卷板時(shí)，仍然會(huì)存在DWTT性能穩(wěn)定性較 差的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種X80管線鋼卷板的熱軋工藝，解決現(xiàn)有技術(shù)中生產(chǎn)厚 度多20mm的X80管線鋼卷板時(shí)DWTT性能穩(wěn)定性較差的問題。
[0006] 本發(fā)明所提供的管線鋼卷板的熱軋工藝，經(jīng)過板坯加熱步驟、粗軋步驟、精軋步 驟、乳后冷卻步驟和卷取步驟，所述粗軋步驟中：進(jìn)行5~8道次粗軋，其中，倒數(shù)第二道 次的軋制溫度< 980°C，所述倒數(shù)第二道次的壓下量彡20%，末道次的軋制溫度< 950°C， 所述末道次的壓下量多23% ;所述精軋步驟中：精軋入口溫度< 920°C，精軋累計(jì)壓下量 彡62%，精軋終軋溫度為Ar3+0~30°C，其中，所述Ar3為相變溫度；所述軋后冷卻步驟 中：經(jīng)過超快冷系統(tǒng)進(jìn)行超快冷卻，其中，超快冷終冷溫度為480~560°C，平均冷卻速度 ^ 40〇C /s〇
[0007] 優(yōu)選的，所述卷取步驟中：卷取溫度為200~400 °C。
[0008] 優(yōu)選的，所述粗軋步驟中：采用雙機(jī)架軋機(jī)，共進(jìn)行5~8道次粗軋。
[0009] 優(yōu)選的，所述粗軋步驟后形成的中間坯的厚度為58~60mm。
[0010] 本發(fā)明的技術(shù)方案從粗軋步驟、精軋步驟和冷卻步驟的細(xì)節(jié)控制出發(fā)進(jìn)行熱軋工 藝的改進(jìn)，從而圍繞奧氏體組織的細(xì)化與變形開展，同時(shí)細(xì)化室溫鐵素體組織，實(shí)現(xiàn)了在保 證鋼卷強(qiáng)度的同時(shí)有效提高DWTT斷裂韌性。從而通過本發(fā)明所提供的熱軋工藝能夠在厚 度規(guī)格提高的情況下仍然能保持良好的DWTT性能，進(jìn)而應(yīng)用本發(fā)明所提供的熱軋工藝能 生產(chǎn)出更厚規(guī)格的熱軋鋼板卷。
【附圖說明】
[0011] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例2中的熱軋工藝生產(chǎn)出的X80管線鋼卷板的奧氏體組織；
[0012] 圖2為現(xiàn)有熱軋工藝生產(chǎn)出的X80管線鋼卷板的奧氏體組織。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種X80管線鋼卷板的熱軋工藝，解決了現(xiàn)有技術(shù)中生產(chǎn)厚 度彡20mm的X80管線鋼卷板時(shí)DWTT性能穩(wěn)定性較差的問題，總的思路如下：
[0014] 本發(fā)明的技術(shù)方案從粗軋步驟、精軋步驟和冷卻步驟的細(xì)節(jié)控制出發(fā)進(jìn)行熱軋工 藝的改進(jìn)，從而圍繞奧氏體組織的細(xì)化與變形開展，同時(shí)細(xì)化室溫鐵素體組織，實(shí)現(xiàn)了在保 證鋼卷強(qiáng)度的同時(shí)有效提高DWTT斷裂韌性。從而通過本發(fā)明所提供的熱軋工藝能夠在厚 度規(guī)格提高的情況下仍然能保持良好的DWTT性能，進(jìn)而應(yīng)用本發(fā)明所提供的熱軋工藝能 生產(chǎn)出更厚規(guī)格的熱軋板卷。
[0015] 為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例 中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是 本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0016] 本發(fā)明所提供的管線鋼卷板的熱軋工藝，包括如下步驟：
[0017] A、板坯加熱步驟：在保證微合金元素充分固溶的情況下控制奧氏體晶粒尺寸，具 體實(shí)施過程中，板坯加熱步驟的具體參數(shù)可以參考現(xiàn)有技術(shù)，為了說明書的簡(jiǎn)潔，本文不進(jìn) 行贅述。
[0018] B、粗軋步驟：為了完成奧氏體充分的再結(jié)晶并增加變形的滲透效果，本發(fā)明實(shí)施 例進(jìn)行5~8道次粗軋。由于奧氏體在粗軋?jiān)跍囟容^低、坯厚較薄時(shí)形變的滲透效果更好， 本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案在于改進(jìn)最后兩道次的變形工藝。具體而言，倒數(shù)第二道次的軋 制溫度< 980°C，倒數(shù)第二道次的壓下量多20%，末道次的軋制溫度< 950°C，末道次的壓 下量彡23%。
[0019] C、精軋步驟：精軋入口溫度< 920°C，精軋累計(jì)壓下量彡62%，精軋終軋溫度為 Ar3+0~30°C，其中，Ar3為相變溫度。優(yōu)選的，粗軋步驟后形成的中間坯的厚度為58~ 60mm。通過該精軋步驟提高了奧氏體的壓扁程度，盡可能的增加了精軋壓縮比。
[0020] D、軋后冷卻步驟；經(jīng)過超快冷系統(tǒng)進(jìn)行超快冷卻，其中，超快冷終冷溫度為480~ 560°C，平均冷卻速度多40°C /s。從而彌補(bǔ)了軋制中奧氏體形變與細(xì)化的不足，充分細(xì)化了 鐵素體組織，并充分利用超快冷速細(xì)化了組織中的M島等硬相組織。
[0021] E、卷取步驟：卷取溫度為200~400°C。
[0022] 優(yōu)選的，在具體實(shí)施過程中采用雙機(jī)架軋機(jī)進(jìn)行粗軋步驟，一共進(jìn)行5~8道次粗 車L
[0023] 下面提供X80鋼級(jí)的管線鋼卷板的熱軋工藝具體的實(shí)施例，但是不用于限制本發(fā) 明，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以根據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案得出其他實(shí)施例。
[0024] 實(shí)施例1 :
[0025] 鋼I :碳含量為0.055%，鈮含量為0.08%，鉬含量為0. 15%，銅鎳含量分別為 0. 12%，以及還包括其他合金元素。
[0026] 熱軋工藝包括如下步驟：
[0027] A、板坯加熱步驟：在保證微合金元素充分固溶的情況下控制奧氏體晶粒尺寸：將 板坯裝入加熱爐中加熱，均熱時(shí)間為50min，加熱溫度到1190°C。
[0028] B、粗軋工藝：將經(jīng)過A步驟加熱的板坯送入雙機(jī)架軋機(jī)進(jìn)行粗軋，一粗軋的道次 數(shù)為3道次，二粗軋的道次數(shù)為5道次。其中，二粗軋的第四道次（即R2-4)的壓下量為 21%，變形溫度為970°0;粗軋末道次〇?2-5)的壓下量為23%，變形溫度為930°〇。
[0029] C、精軋步驟：精軋入口溫度為920°C，送入精軋入口的中間坯的厚度為58mm，累計(jì) 壓下量為63%，終軋溫度810°C，其中，相變溫度Ar3溫度約為780°C。
[0030] D、軋后冷卻步驟：超快冷終冷溫度為520°C，平均冷卻速度彡40°C /s。
[0031] E、卷取步驟：卷取溫度為200~400°C。
[0032] 本實(shí)施例1生產(chǎn)出的產(chǎn)品為厚度21. 4的X80管線鋼卷板，該21. 4X80管線鋼卷板 的DWTT性能見表1中鋼1。
[0033] 實(shí)施例2 :
[0034] 鋼2 :碳含量為0.05%，鈮含量為0. 075%，鉬含量為0. 15%，銅鎳含量分別為 0. 15%，以及其他合金元素。
[0035] 熱軋工藝包括如下步驟：
[0036] A、板坯加熱步驟：在保證微合金元素充分固溶的情況下控制奧氏體晶粒尺寸：將 板坯裝入加熱爐中加熱，均熱時(shí)間為50min，加熱溫度到1195°C。
[0037] B、粗軋步驟：將經(jīng)過A步驟加熱的板坯送入雙機(jī)架軋機(jī)進(jìn)行粗軋，一粗軋的道次 數(shù)為3道次，二粗軋的道次數(shù)為5道次。其中，二粗軋的第四道次（即R2-4)的壓下量為 22%，乳制溫度為970°C ;二粗軋的第五道次（即R2-5,末道次），的壓下量為24%，乳制溫 度為930°C。
[0038] C、精軋步驟：精軋入口溫度為920°C，精軋入口的中間坯厚度為58mm，精軋累計(jì)壓 下量為62%，終軋溫度為810°C，其中，相變溫度Ar3約為780°C。
[0039] D、軋后冷卻步驟，超快冷終冷溫度為500°C，平均冷卻速度彡40°C /s。
[0040] E、卷取步驟：卷取溫度為200~400 °C。
[0041] 本實(shí)施例2生產(chǎn)出的產(chǎn)品為厚度22mm的X80管線鋼卷板，該22mm X80管線鋼卷 板的DWTT性能見表1中鋼2。
[0042] 表1、本發(fā)明與現(xiàn)有工藝生產(chǎn)出的產(chǎn)品的DWTT性能對(duì)比。
[0043]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種X80管線鋼卷板的熱軋工藝，經(jīng)過板坯加熱步驟、粗軋步驟、精軋步驟、乳后冷 卻步驟和卷取步驟，其特征在于， 所述粗軋步驟中：進(jìn)行5~8道次粗軋，其中，倒數(shù)第二道次的軋制溫度< 980°C，所述 倒數(shù)第二道次的壓下量多20%，末道次的軋制溫度< 950°C，所述末道次的壓下量多23% ; 所述精軋步驟中：精軋入口溫度< 920°C，精軋累計(jì)壓下量多62%，精軋終軋溫度為Ar3+0~30 °C，其中，所述Ar3為相變溫度； 所述軋后冷卻步驟中：經(jīng)過超快冷系統(tǒng)進(jìn)行超快冷卻，其中，超快冷終冷溫度為480~ 560°C，平均冷卻速度彡40°C/s。
2. 如權(quán)利要求1所述的熱軋工藝，其特征在于，所述卷取步驟中：卷取溫度為200~ 400。。。
3. 如權(quán)利要求1所述的熱軋工藝，其特征在于，所述粗軋步驟中：采用雙機(jī)架軋機(jī)，共 進(jìn)行5~8道次粗乳。
4. 如權(quán)利要求1所述的熱軋工藝，其特征在于，所述粗軋步驟后形成的中間坯的厚度 為 58 ~60mm。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種X80管線鋼卷板的熱軋工藝，解決了現(xiàn)有技術(shù)中生產(chǎn)厚度≥20mm的X80管線鋼卷板時(shí)DWTT性能穩(wěn)定性較差的問題。該熱軋工藝包括：經(jīng)過板坯加熱步驟、粗軋步驟、精軋步驟、軋后冷卻步驟和卷取步驟，所述粗軋步驟中：進(jìn)行5～8道次粗軋，其中，倒數(shù)第二道次的軋制溫度≤980℃，所述倒數(shù)第二道次的壓下量≥20％，末道次的軋制溫度≤950℃，所述末道次的壓下量≥23％；所述精軋步驟中：精軋入口溫度≤920℃，精軋累計(jì)壓下量≥62％，精軋終軋溫度為Ar3+0～30℃，其中，所述Ar3為相變溫度；所述軋后冷卻步驟中：經(jīng)過超快冷系統(tǒng)進(jìn)行超快冷卻，其中，超快冷終冷溫度為480～560℃，平均冷卻速度≥40℃/s，卷取溫度為200～400℃。實(shí)現(xiàn)了在保證鋼卷強(qiáng)度的同時(shí)有效提高了DWTT斷裂韌性。
【IPC分類】C21D8-02
【公開號(hào)】CN104726665
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510157835
【發(fā)明人】牛濤, 吳新朗, 李明, 李飛, 武軍寬, 陳斌, 江瀟, 劉錕, 繆成亮, 王學(xué)強(qiáng), 姜永文, 于晨, 徐偉, 張彩霞, 安成鋼
【申請(qǐng)人】首鋼總公司
【公開日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2015年4月3日