[发明专利]一种低温韧性优异的超厚规格管线钢板及制造方法

摘要

本发明涉及一种低温韧性优异的超厚规格管线钢板及制造方法。本发明技术方案P≤0.006％，S≤0.002％，N≤0.0040％，H≤0.00015％，O≤0.0020％，N+O+H+S+P≤100ppm，痕量元素Sn≤0.015％，Pb≤0.005％，Sb≤0.010％，Bi≤0.005％，放射元素强度<100Bq/gram，各类非金属夹杂粗、细均≤1.5级，总和≤4.0。本发明细化晶粒并消除钢板遗传性组织织构，保证超厚规格钢板性能的均匀性，突破了生产超厚规格管线钢强韧性难匹配和厚度方向性能不均匀的技术瓶颈，得到细小均匀针状铁素体组织，钢板的强度性能良好，系列低温韧性性能优异且均匀性高。

主权项

一种低温韧性优异的超厚规格管线钢板，其特征在于它的化学成分（按重量百分比）为：C：0.06~0.09%，Si：0.15~0.25%，Mn：1.60~1.80%，P≤0.006%，S≤0.002%，Nb：0.035~0.050%，Ti：0.015~0.025%，Mo:0.15‑0.25%，Cu≤0.20%，Ni≤0.20%，Cr≤0.20%，B≤0.0005%，Al/N≥2:1，Cr+Mo+Ni+Cu≤0.6%；钢水中气体元素为：N≤0.0040%，H≤0.00015%，O≤0.0020%，N+O+H+S+P≤110ppm，钢水中痕量元素含量为Sn≤0.015%，Pb≤0.005%，Sb≤0.010%，Bi≤0.005%.其余部分包含Fe；其中钢的化学成分满足：Pcm=C+Si/30+Ni/60+(Mn+Cr+Cu)/20+Mo/15+V/10+5B≤0.20％，钢中非金属夹杂物A、B、C、D类夹杂物细系、粗系均不大于1.5级，总和不大于4.0级，钢板放射元素强度<100Bq/gram；该钢板的制造方法工艺步骤包括按上面所述成分配比备料→铁水KR脱硫处理→1#转炉预脱磷→2#转炉冶炼→CAS吹氩→LF+RH双联法精炼深脱硫→全程保护浇铸→板坯再加热→4道次粗轧→空冷→水幕缓冷→空冷→精轧→快速预矫直→多路径冷却→阶梯式矫直→超低温恒温自回火→超声波探伤工序，其中4道次粗轧依次为轧制→钢板充分返红→循环高压水冷却→再轧制模式；其中确保KR处理后铁水硫含量≤0.003%；控制脱磷过程温度、前期渣碱度吹炼时间和优质废钢比，保证强脱磷时期温度在1300℃~1320℃，渣碱度≥2.3，吹炼时间8min‑12min，废钢比为15%；出钢前向炉内加入石灰，用挡渣球、挡渣塞防止出钢时下渣，控制转炉预脱磷后钢水中磷含量≤0.004%；转炉终点[S]含量≤0.005%，C≤0.05%，P≤0.006%；合金加入顺序：金属锰—铝块，CAS进行Al脱氧；所述的LF+RH双联法精炼深脱硫工序为：LF加入Nb，LF采用造白渣模式，控制加热次数,每炉加热次数不得大于3次；RH中加入Ti、真空槽热电偶测温点温度≥1000℃，真空处理开始至真空度小于100pa的累积时间小于6min；真空处理时间≥20min，纯脱气时间≥6min；进行Ca处理，球化夹杂物形态，Ca‑Fe线喂入量：2.0～2.5m/t；喂线速度：240m/min；在所述全程保护浇铸工序中，采用结晶器+二冷区+凝固末端组合电磁搅拌，结晶器液面波动不大于±2mm，搅拌形式为双碟式和三环式交叉搅拌；在所述板坯再加热工序中，板坯加热温度1200℃~1250℃；所述的4道次粗轧工序，采用粗轧高温再结晶区轧制,首先是高温再结晶区控制轧制：开始轧制温度1150℃，终止轧制温度1100℃，粗轧采取超大压下率纵向轧制技术，轧制4道次，每道次压下率均≥20%，总道次压下率≥60%，在上述所述的钢板返红和循环高压水冷却工序中，钢板在粗轧中采用“超大压下率轧制+钢板充分返红+循环高压水冷却”模式进行控制，共循环4次，每道次粗轧后钢板充分返红时间1min~1.5min，高压水压力21MPa；上述所述的空冷工序中，空冷时间在1min~2min；上述所述的水幕冷却工序中，上下水量比为1:1.2，水幕流量200m3/h,水幕3组，水幕间距8m，水幕喷嘴到钢板距离1.6m；所述的预矫直工序中，采取钢板快速预矫直，矫直1道次，矫直力依次递减，矫直力4500KN，矫直速度150~180m/min，压下速度0~±5mm/sec；所述的矫直工序中，采取钢板快速阶梯状矫直，矫直3道次，矫直力依次递减，矫直力分布为5000KN→4500KN→3000KN，矫直速度150~180m/min，压下速度0~±5mm/sec；所述自回火工序中，钢板经矫直后快速下线进入恒温炉进行回火，回火温度150~180℃，保温时间为8小时以上，再空冷至室温后，放置24h以上。