[发明专利]一种提高X70管线钢DWTT指标的方法

说明书

技术领域

本发明涉及X70钢级的管线钢，该方法在原有设备的基础上，优化其成分设计和控轧，使其DWTT指标得到提升，生产出高韧性、厚规格的管线钢。

背景技术

随着石油、天然气工业的发展，管线钢的需求量日益增大，其开采区一般在偏远地区，环境比较恶劣，运输到工业发达地区距离长，地貌结构复杂，服役条件日益恶化，如：石油出产地西伯利亚和阿拉斯加地处严寒地区，对材料的低温韧性提出较高的要求，同时为减少管道工程的造价，长距离管线向高压、大口径发展，这样采用高钢级管线钢更经济、合理，以上两个原因决定管线钢朝着厚规格、高钢级且具有良好的低温韧性方向发展。

低温韧性是材料能否安全服役的一个重要指标，一般钢种采用夏比冲击试验（CVN）来衡量低温韧性，对于高钢级管线钢CVN指标与塑性裂纹扩展能力的相关性已不明显，V型缺口落锤撕裂试验（DWTT）作为标准压制缺口作为的改进试验方法用于高韧性管线钢时能更好评价试样对塑性裂纹扩展的阻力（因为在DWTT中，裂纹扩展路径比CVN长）。

本发明是将新型的厚规格X70管线钢的成分重新设计，经控制轧制和控制冷却，适当可放宽轧钢的温度工艺参数，使的该钢获得更优良的强度和韧性。

发明内容

本发明的目的在于：提供的高韧性管线钢的生产方法，既科学又合理，使钢材品质得到提升，有重要的生产实用价值。

 本发明的目的是这样实现的：一种提高X70管线钢DWTT指标的方法，分步实施；

其1铁水预处理：经处理的铁水[S]含量小于0.002%，转炉出钢时 [N]的含量小于0.0015%；

其2转炉吹炼：严禁补吹；其供氧压力为0.8-0.85MPa,流量32000-33000m³/h，强度0.4-0.6Nm³/t·min，吹氧时间14min；底吹氩搅拌供气强度为0.05-0.08Nm³/t.min，压力1.0-1.2Mpa；转炉出钢温度为1620-1670℃，此时[C]含量小于0.025%，[P]含量小于0.006%；

其3LF精炼：添加AL-Ca精炼剂，每吨钢水加入1.5Kg，有钢包底吹氩弱搅拌，时间为15-20分钟；精炼的终渣Al₂O₃ 的含量为29-31%；钢水[C]含量控制在0.025-0.05% ，[N]含量小于0.005%；金相检测钢的非金属夹杂含量A类小于0.5级，B类小于1.0级；

其4RH真空精炼：真空循环处理的最低真空度为300Pa，时间15分钟，使钢水的氢含量小于1.5ppm；

其5板坯连铸及偏析控制：连铸时钢水[N]增量小于0.0008%；中间包钢水温度控制在1540℃；为了控制钢材硫化物和锰偏析，成品钢水[S]含量小于0.003%，[N]含量小于0.005% ，[Mn]含量≤1.65%；板坯连铸全程使用动态轻压，压下量为3-5mm；

其6控制轧制及冷却：

为保证Nb、V合金的固溶，炉膛温度设定在1220℃±30℃，板坯在均热时保温在30-40分钟，板坯从加热炉出炉温度在1160-1220℃；控制奥氏体未结晶区的温度：入精轧中间坯温度在900-1000℃，入精轧中间坯厚度≥50mm，终轧温度在820-860℃；卷曲温度为520-560℃，前段采用急冷方式，冷却速度在控制在20℃±2℃。

所述的方法，成品钢水即钢水凝固前的元素含量的控制还包括：[C] 0.03-0.05%、[Si] 0.02-0.028% 、 [Nb]0.07-0.078% 、[Mo]0.015-0.02% 、[Ca] 0.003-0.004%，[P]小于0.015%；连铸板坯硫印检测中心偏析：C类小于0.5级；金相检测钢材非金属夹杂含量A类小于0.5级，B类小于1.0级，C类为0级，D类小于0.5级。

所述的方法，选用的AL-Ca精炼剂为行业的专用产品。

所述的方法，经检测，成品钢的钢卷厚度为15.9mm 时，DWTT指标的抗拉强度为590Mpa-640Mpa，屈服强度520-580Mpa；其屈强比：0.85-0.9，－20℃冲击功250-320J，－25℃DWTT韧性在90-100％。

本发明提供的高韧性管线钢，采用低碳、高锰，并加入微量的Nb、V、Ti并采用Mo、Cr进行强化（C-Mn-Nb-V-Mo-Cr的成分体系）和提高组织中的针状铁素体含量比例并含有少量的贝氏体，使M/A组织弥散分布在铁素体基体上，起到提高强度并能得到较好的低温韧性。