[发明专利]一种稳定控制大壁厚管线钢低温韧性的控轧方法

说明书

技术领域

本发明属于低碳微合金钢生产技术领域，特别是涉及一种稳定控制大壁厚管线钢低温韧性的控轧方法，适用于对低温韧性要求较高的大口径大壁厚管线钢用热轧钢板的生产。

背景技术

伴随石油、天然气工业的迅猛发展，为进一步提高输送效率，全球管道工程建设正朝大口径、大壁厚及高压输送的方向发展，如我国西三线部分地区使用管线钢、北溪项目超深海管道使用海底管线钢和伊朗天然气管道使用抗酸管线钢等。众所周知，对于直径大壁厚高级别管线钢，随着厚度规格的增加其生产难度急剧增大，主要是难以稳定控制钢板低温韧性，可谓“一分厚度十分难度，即钢板厚度每增加1mm，低温落锤性能和心部冲击韧性难度就要增加10倍”；特别是对于30mm以上特厚规格高级别管线钢，其心部组织细化程度直接影响到钢板低温韧性。

然而，针对管径厚度规格≥30mm高级别管线钢用热轧钢板轧制生产，在当前4300mm粗轧机实际能力有限的情况下，粗轧纵轧阶段难以稳定实现低温大压下工艺，尤其是粗轧末道次极易出现道次自动拆分的问题，导致实际粗轧末道次变形率很低，无法确保实际粗轧末道次变形率达到25％以上，难以促使变形渗透到钢坯心部，故钢坯心部奥氏体晶粒不能完全再结晶，从而无法细化均匀钢坯心部奥氏体晶粒组织，最终将难以实现钢板厚度截面晶粒组织的细小均匀化，从而难以稳定控制钢板具有优良的低温韧性。

从所申请公开的专利技术来看，专利201080039943.5公开了“低温韧性优良的高强度管道用钢板及高强度管道用钢管”，提出了成分设计与元素偏析度控制等生产方法；专利201410134149.9公开及其制造方法“具有优异低温韧性的管线钢及其制造工艺”，提出了成分设计、连铸及轧制工艺等生产方法；专利201110179945.0公开了“一种低温韧性优异的X65管线钢及其制造方法，提出了X65热轧板卷优异低温韧性的生产方法；由此可见，以上3个专利与本专利提出的稳定控制大壁厚管线钢低温韧性的控轧方法有着明显的差别。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稳定控制大壁厚管线钢低温韧性的控轧方法。针对管径厚度规格≥30mm高级别管线钢用热轧钢板轧制生产，在当前4300mm粗轧机实际能力有限的情况下，可通过优化粗轧末道次的控轧工艺，即适当降低粗轧末道次轧制温度，并采用快速连续的两道次轧制方式代替末道次轧制，发挥两道次叠加后获得大变形率的效果，实现强化粗轧末道次低温大压下工艺，促使钢坯表面和心部奥氏体均发生完全再结晶，以获得在进入精轧前细小均匀的奥氏体晶粒，为后续水冷过程中的相变组织提供非常有利的先决条件，从而可有效稳定控制钢板低温韧性。

采用本发明的方法能有效地稳定控制大壁厚管线钢具有优良的低温韧性，夏比冲击韧性：-20℃时钢板厚度方向心部10×10×55mmV型缺口试样夏比冲击功≥354J；落锤韧性：-15℃时全壁厚试样落锤剪切面积(DWTT SA)≥85％；其生产工艺具体如下：

轧制分粗轧和精轧两阶段，在完成粗轧倒数第2道次轧制后，待钢坯温度降至975～990℃时进行粗轧末道次轧制，并采用快速连续的两道次轧制方式代替末道次轧制，且两道次变形率均控制在16～21％，两道次间隔时间控制在4～8s，以确保两道次叠加变形率达到32～42％；同时，需确保两阶段轧制过程道次压下率呈近似正态分布。

本发明的优点在于：针对管径厚度规格≥30mm高级别管线钢用热轧钢板轧制生产，在不改变现有产品化学成分体系的前提下，通过优化粗轧末道次轧制工艺，即适当降低粗轧末道次轧制温度，并采用快速连续的两道次轧制方式代替末道次轧制，发挥两道次变形叠加后获得大变形率的效果，强化粗轧末道次低温大压下工艺，大大提高了大口径大壁厚管线钢厚度截面晶粒组织细小均匀性，从而稳定控制钢板厚度方向心部夏比冲击韧性和低温落锤韧性。

具体实施方式

根据本发明提出的一种稳定控制大壁厚管线钢低温韧性的控轧方法，利用400mm厚钢坯在4300mm双机架宽厚板生产线上轧制生产大壁厚X65～X80高级别管线钢用热轧钢板。下面通过实施例对本发明作进一步的描述，对比本发明应用前后工艺和钢板低温韧性的差异。

实施例1

产品为管线钢用热轧钢板，其低温韧性要求厚度方向心部夏比冲击韧性和低温落锤性能。

一、本发明应用前的生产情况

轧制分粗轧和精轧两阶段，粗轧末道次轧制温度为1010℃，出现道次自动拆分，实际末道次变形率为12％，其轧制钢板低温韧性如表1所示。

表1 钢板低温韧性