专利名称：一种低成本x70管线钢板及其制备方法
技术领域：
本发明属于低碳微合金钢生产技术领域，特别是涉及了一种用于制造高压、大口径石油天然气输送管道用高强韧、低成本X70管线钢板及其生产方法。
背景技术：
2008年全球爆发金融危机，钢铁行业首当其冲，钢材市场价格大幅回落，钢铁市场陷入低迷期，不景气的钢铁形势给我国钢铁业发展带来巨大冲击，所以，降低钢材生产成本对一个钢铁企业的发展显得至关重要。尤其是在生产高等级管线钢过程中，为保证优异的力学性能，合金元素添加量一般比较大，例如，在X70管线钢中一般添加Mo、Nb、Ni等合金元素，但由于Mo铁、Nb铁、Ni板的价格较高，因此造成这种管线钢生产成本的大幅上升。通过采用优化的控制轧制和控制冷却工艺，来生产一定厚度规格的X70管线钢板，可以大幅度减少合金元素添加量，降低生产成本，不仅具有巨大的经济效益，而且对于一个钢铁企业的可持续发展具有重要意义。检索本发明专利之前公布的相关文献和专利技术，如中国专利CN1746326号授权公告“具有高止裂韧性的针状铁素体型X70管线钢及其制造方法”，该合金配方采用C 0. 02 0. 060%,Nb 0. 050 0. 080%,V :0. 010 0. 060%,Mo :0. 10 0. 30%，其特点是低碳、添加大量贵重合金元素，该合金配比对组织转变和性能提高有益，但价格昂贵，生产成本较高；又如中国专利CN101348881号授权公告“一种低成本高性能X70管线钢及生产方法”，该合金配方采用C 0. 02 0. 06%、V 0. 04 0. 07%、Nb :0. 040 0. 070%，卷取温度控制在430 520°C，该专利通过采用低碳、添加Nb和V合金，利用较低的卷取温度来提高产品的性能，合金含量较高，并且板形不容易控制。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术添加大量贵重合金Mo、Ni、V、Nb等导致的生产成本较高，以及终轧温度或者终冷温度过低造成的板形不容易控制等问题，提供一种低成本、 高强韧、超细晶X70管线钢板的合金配比及其制备方法。本发明提供的低成本X70管线钢板的化学配方为C :0. 061 0.095 %，Si 0. 10 0. 45%，Mn :1. 45 1. 85%，P 彡 0. 014%,S 彡 0. 004%,Alt :0. 01 0. 06%，Nb 0. 02 0. 039%, Ti 0. 01 0. 02%,N ^ 0. 008%，余量为Fe和不可避免杂质元素；均为
重量百分数。本发明提供的低成本X70管线钢板的制备方法，包括转炉冶炼、炉外精炼、连铸、 加热、轧制、超快冷等工序，其特征在于，转炉冶炼工序采用低碳锰铁配锰，低碳锰铁加入量 18. 9 24. 2kg/t ；连铸工序连铸坯拉速为0. 90 0. 95m/min,连铸坯厚度为250mm ；连铸坯加热温度为1175 1220°C，精轧阶段终轧温度为830 850°C，终冷温度为530 570°C， 冷却速度为31 40°C /s。本发明采用该化学配比和制备方法的依据是C是钢中最经济、最基本的强化元素，通过固溶强化和析出强化对提高钢的强度有明显作用，通过适当提高碳含量，控制在 0. 061 0. 095%范围内，替代部分贵重合金元素提高强度性能，同时较高的碳含量，可以实现在转炉冶炼过程中用低碳锰铁配锰，代替用微碳锰铁配锰，而不用过分担心增碳问题， 由于低碳锰铁和微碳锰铁含锰量相同，但低碳锰铁的售价比微碳锰铁要低很多，所以该碳含量范围可降低锰铁合金的使用成本。Mn能够通过固溶强化、相变强化来有效的提高钢材的强韧性，所以锰的含量控制在1. 45 1. 85%，可有效弥补因合金含量降低而引起的强度损失。Nb的主要作用是细化晶粒，通过热轧过程Nb的析出物阻碍形变奥氏体的回复、再结晶，以及钉扎形变位错，为相变形核提位置，细化相变组织，提高钢的强韧性能。在较低含量的合金配比情况下，利用先进的加速冷速装置超快冷UFC，通过加大冷却速度充分细化相变组织，得到均勻细化的针状铁素体组织，进而提高其综合力学性能。本发明的低成本X70管线钢板及其制备方法具有如下优点1)本发明提供了优化的X70管线钢板化学成分配方，通过控制连铸、轧制和超快冷等工序细化晶粒，来替代合金元素发挥的作用，降低合金成本。2)本发明提供了优化的X70管线钢板制备方法，精轧终轧温度和超快冷终冷温度的区间较高，大大降低了轧机轧制负荷和矫直机的矫直负荷，提高了轧机和矫直机的工作效率，降低了生产难度和生产成本。3)本发明提供的低成本X70管线钢板，通过超快冷设备的加速冷却能力，充分细化相变组织，得到均勻细化的针状铁素体组织，具有较高的强度和冲击韧性，屈服强度达到 485-550MPa，抗拉强度达到570_620MPa，-20°C的IOX 10 X 55mm试样V型缺口夏比冲击功彡250J, -15°C的落锤性能(DffTT)彡90%，晶粒尺寸平均3 μ m。
附图为本发明金相组织图
具体实施例方式根据本发明一种低成本X70管线钢板及其制备方法，在100吨转炉上冶炼，并连铸成断面为250mmX 2000mm的连铸坯，在4300mm生产线上进行控轧控冷生产。下面通过实施例对本发明作进一步的描述。实施例中钢板化学成分见表1，实施例工艺制度见下面描述， 实施例力学性能见表2 实施例化学成分表1.本发明低成本X70管线钢板实施例的化学成分)
权利要求
1.一种低成本X70管线钢板，其特征在于所述钢板化学成分为C :0. 061 0. 095%, Si 0. 10 0. 45%，Mn :1. 45 1. 85%，P 彡 0. 014%,S 彡 0. 004%,Alt :0. 01 0. 06%， Nb 0. 02 0. 039%, Ti :0. 01 0. 02%, N ^ 0. 008%，余量为Fe和不可避免杂质元素；均为重量百分数。
2.生产如权利要求1所述的低成本X70管线钢板的方法，它包括转炉冶炼、炉外精炼、 连铸、加热、轧制、冷却工序，其特征在于，转炉冶炼工序采用低碳锰铁配锰，低碳锰铁加入量18. 9 24. 2kg/t ；连铸工序连铸坯拉速为0. 90 0. 95m/min,连铸坯厚度为250_mm ； 连铸坯加热温度为1175 1220°C，精轧阶段终轧温度为830 850°C，终冷温度为530 570°C，冷却速度为31 40°C /s。
全文摘要
一种低成本X70管线钢板及其生产方法，该钢板的化学成分为C0.061～0.095％，Si0.10～0.45％，Mn1.45～1.85％，P≤0.014％，S≤0.004％，Alt0.01～0.06％，Nb0.02～0.039％，Ti0.01～0.02％，N≤0.008％，余量为Fe和不可避免杂质元素；均为重量百分数。该钢板的生产方法的特征在于，转炉冶炼工序采用低碳锰铁配锰，低碳锰铁加入量18.9～24.2kg/t；连铸工序连铸坯拉速为0.90～0.95m/min，连铸坯厚度为250mm；连铸坯加热温度为1175～1220℃，精轧阶段终轧温度为830～850℃，终冷温度为530～570℃，冷却速度为31～40℃/s。本发明的优点在于钢种合金含量低，通过采用超快冷工艺，充分细化相变组织，提高钢板力学性能，降低钢种生产成本。
文档编号C21D8/02GK102230128SQ20111014754
公开日2011年11月2日 申请日期2011年6月2日 优先权日2011年6月2日
发明者丁文华, 姜中行, 李家鼎, 李少坡, 李战军, 李永东, 查春和, 王文军, 白学军, 许晓东, 麻庆申 申请人:首钢总公司