一种炉卷轧机生产的高强度X100管线钢及其生产工艺.pdf

本发明涉及一种高强度钢及其生产工艺，是一种炉卷轧机生产的高强度X100管线钢及其生产工艺，热轧制工艺参数的主要控制范围为：板坯加热温度1100～1250℃；再结晶区控轧轧制的终止温度1000～1080℃；非再结晶区控轧轧制的开始温度900～980℃；终止轧制温度720～880℃；终止冷却温度：200～500℃；冷却速度3～40℃/s。本发明的生产工艺适用于炉卷轧机生产线，同样还适用于轧制能力相对较弱的中厚板生产线，解决现有的炉卷轧机生产线或生产能力不足中的厚板生产线无法顺利进行超高强度管线钢的技术问题。

1.  一种炉卷轧机生产的高强度X100管线钢，其特征在于：按重量百分比包括以下组成成分：
C：0.015～0.080％，Mn：1.80～2.50％，Si：≤0.6％，S：≤0.0030％，P：≤0.015％，Nb：0.04～0.15％，Ti：0.005～0.030％，V：≤0.120％，Alt：≤0.060％，N：≤0.010％，0：≤0.006％，Mo：0.10～0.60％，Cu：≤0.50％，Ni：≤1.50％，Cr：≤1.0％，Ca：≤0.01％，其余为铁和不可避免杂质。

2.  如权利要求1所述的一种炉卷轧机生产的高强度X100管线钢的生产工艺，包括转炉或电炉冶炼工序、炉外精炼工序、真空处理工序、连铸工序、板坯再加热工序、控制轧制工序和控制冷却工序，其特征在于：
所述板坯再加热工序中，板坯加热温度：1100～1250℃；
所述控制轧制工序中，再结晶区控轧轧制的终止温度：1000～1080℃，非再结晶区控轧轧制的开始温度：900～980℃，终止轧制温度：760～880℃；
所述控制冷却工序中，终止冷却温度：200～500℃，冷却速度：3～40℃/s。

3.  如权利要求2所述的一种炉卷轧机生产的高强度X100管线钢的生产工艺，其特征在于：利用炉卷轧机生产线或中厚板生产线进行生产。

一种炉卷轧机生产的高强度X100管线钢及其生产工艺
技术领域
本发明涉及一种高强度钢及其生产工艺，具体的说是一种炉卷轧机生产的高强度X100管线钢及其生产工艺。
背景技术
近年来，随着对能源的需求日益增加，长距离输送天然气行业也在进行飞快的发展，高级别管线钢因其显著的成本优势也越来越受到人们的关注。目前在国际标准中曾长期处于最高钢级的X70已被X80取代，X100及更高级别目前虽处于前期开发阶段，但由于在材料节约、提高输送压力、减小施工量、降低维护费用、优化整体方案等方面的优势，可使长距离油气管线成本节约5％～12％，巨大的经济效益使得X100及更高级别的管线钢开发工作迫在眉睫。
随着设备的不断改进，新一代炉卷轧机在管线钢的生产领域中逐渐占据了不可忽视的地位。从北美的IPSCO公司和美国的Oregon公司，到中国的南钢、安钢、酒钢等各大钢铁公司炉卷生产线的相继投产，炉卷轧机生产管线钢的技术也变得越来越纯熟。与传统中厚板轧机或热连轧生产线相比，炉卷轧机生产线具有投资小，收益快等优点，同时由于炉卷轧机卷取炉的应用可以在卷轧的过程中对轧件进行保温，可以降低钢卷的头尾温差，从而提高了通卷性能的均匀性。但是由于X100及以上级别的高等级管线钢生产难度较高，在国内外的文献中，尚未见到炉卷轧机生产线上生产X100或更高级别的管线钢的相关报道。
在美国、日本以及欧洲的相关专利中(美国专利US 20030217795、日本专利JP 2001113374A、欧洲专利EP 1020539、欧洲专利EP1354973)，都提到了X100管线钢的主要成分及生产工艺，但普遍采用了Mg、Al氧化物或氮化物冶金等难度较大的复杂技术，增大了制造的难度。在2008年7月我国宝钢所授权公开的专利CN 100398684C中，虽然成分设计上摒弃了氧化物冶金的复杂技术，但在轧制技术方面，较低的非再结晶区开始轧制温度(800～900℃)使得第二阶段的轧制温度较低，再加上X100管线钢本身强度很高，这种生产工艺对轧制力较弱的生产线带来了很大难题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对以上现有技术存在的缺点，提出一种具有优异性能，高强度，高韧性的X100管线钢及其生产工艺。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：
一种炉卷轧机生产的高强度X100管线钢，按重量百分比包括以下组成成分：
C：0.015～0.080％，Mn：1.80～2.50％，Si：≤0.6％，S：≤0.0030％，P：≤0.015％，Nb：0.04～0.15％，Ti：0.005～0.030％，V：≤0.120％，Alt：≤0.060％，N：≤0.010％，O：≤0.006％，Mo：0.10～0.60％，Cu：≤0.50％，Ni：≤1.50％，Cr：≤1.0％，Ca：≤0.01％，其余为铁和不可避免杂质。
一种炉卷轧机生产的高强度X100管线钢的生产工艺，包括转炉或电炉冶炼工序、炉外精炼工序、真空处理工序、连铸工序、板坯再加热工序、控制轧制工序和控制冷却工序，板坯再加热工序中，板坯加热温度：1100～1250℃；控制轧制工序中，再结晶区控轧轧制的终止温度：1000～1080℃，非再结晶区控轧轧制的开始温度：900～980℃，终止轧制温度：760～880℃；控制冷却工序中，终止冷却温度：200～500℃，冷却速度：3～40℃/s。
本发明的X100管线钢的生产工艺适用于炉卷轧机生产线，同样还适用于轧制能力相对较弱的中厚板生产线。
本发明的优点是：采用本发明的成分与生产工艺，通过实际的生产过程中各环节的严格控制，生产的X100管线钢的显微组织为贝氏体+针状铁素体+第二相的混合组织，各相的比例匹配良好，产品各项综合性能良好，特别在低温冲击韧性方面性能优异，在-40℃左右仍能保持300J左右的夏比冲击功。本发明与专利CN 100398684C中的热轧工艺相比，本发明所采用的第一阶段终轧温度和第二阶段开轧温度都高出很多，这样做一方面可以显著缩短中间待温坯的待温时间，提高生产效率；另一方面，轧制温度的提高可以显著降低轧制力，提高了轧制安全性，为轧制能力较弱的中厚板轧机生产线提供了生产高级别管线钢的契机。而轧制温度的上升对组织性能的影响则通过提高铸坯纯净度、提高待温坯厚度和轧后加速冷却等手段进行控制。
附图说明
图1是本发明的X100管线钢的金相组织图。
具体实施方式
实施例
本发明实施例一和实施例二的X100管线钢的部分化学成分wt％如下表，其余为铁和不可避免杂质：
表1


本实施例的X100管线钢的生产工艺，利用炉卷轧机生产线或轧制能力相对较弱的中厚板生产线进行生产，包括转炉或电炉冶炼工序、炉外精炼工序、真空处理工序、连铸工序、板坯再加热工序、控制轧制工序和控制冷却工序，板坯再加热工序中，板坯加热温度：1100～1250℃；控制轧制工序中，再结晶区控轧轧制的终止温度：1000～1080℃，非再结晶区控轧轧制的开始温度：900～980℃，终止轧制温度：760～880℃；控制冷却工序中，终止冷却温度：200～500℃，冷却速度：3～40℃/s。本发明的X100管线钢的金相组织为贝氏体+针状铁素体+第二相组织，如图1所示。
实施例1、2的力学拉伸、冲击、落锤等性能检测结果如下表：
表2