管線鋼板X70的開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)

1、管線鋼板X70的開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)(圖文)論文導(dǎo)讀：近幾年，石油天然氣及其它能源的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，管線鋼的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)獲得迅速發(fā)展，高級(jí)別、高韌性、大口徑、優(yōu)良焊接性能的管線鋼得到更廣泛的應(yīng)用。濟(jì)鋼三煉鋼一熱連軋生產(chǎn)線擁有了國(guó)內(nèi)先進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)，為生產(chǎn)管線鋼提供了有力保障，通過(guò)開(kāi)發(fā)X70管線鋼板，成功的為巨龍有限公司供貨，產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量?jī)?yōu)良，得到用戶的高度評(píng)價(jià)。依據(jù)API5L管線鋼標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)需求，對(duì)化學(xué)成分及力學(xué)性能要求如下。關(guān)鍵詞：X70管線鋼，開(kāi)發(fā)，生產(chǎn)1前言近幾年，石油天然氣及其它能源的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，管線鋼的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)獲得迅速發(fā)展，高級(jí)別、高韌性、大口徑、優(yōu)良焊接性能的管線鋼得到更廣泛的應(yīng)用。濟(jì)鋼

2、三煉鋼一熱連軋生產(chǎn)線擁有了國(guó)內(nèi)先進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)，為生產(chǎn)管線鋼提供了有力保障，通過(guò)開(kāi)發(fā)X70管線鋼板，成功的為巨龍有限公司供貨，產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量?jī)?yōu)良，得到用戶的高度評(píng)價(jià)。2工藝裝備情況濟(jì)鋼股份公司第三煉鋼廠主要設(shè)備有KR鐵水預(yù)處理、120噸頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐x3、LF精煉x2、VD真空脫氣、135x(10001560)mm直弧型板坯連鑄機(jī)；熱連軋主要裝備步進(jìn)梁板坯加熱爐兩座、高壓水除鱗系統(tǒng)、四轉(zhuǎn)可逆式粗軋機(jī)、六機(jī)架連軋精軋機(jī)組、層流冷卻裝置、卷取機(jī)3架。3管線鋼板X70的開(kāi)發(fā)3.1 技術(shù)要求X70管線鋼板具有高強(qiáng)度、高韌性和良好的焊接性能，廣泛用于輸油氣管道工程中。依據(jù)API5L管線鋼標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)需

3、求，對(duì)化學(xué)成分及力學(xué)性能要求如下。3.1.1 化學(xué)成分X70化學(xué)成分要求見(jiàn)表1：表1X70化學(xué)成分(Wt,%)MnP<S<Nb、X70<0.16<1.650.020.012<0.163.1.2力學(xué)性能鋼級(jí)X70力學(xué)性能要求見(jiàn)表2：表2X70性能要求鋼級(jí)屈服強(qiáng)度(Mpa )抗拉強(qiáng)度(MPa)屈強(qiáng)比伸長(zhǎng)率(650.8)X70>500>23完好及落錘性能根據(jù)技術(shù)協(xié)議,180° 冷>570彎， D = 2a<0.91實(shí)際訂單生產(chǎn)時(shí)，夏比沖擊性能為使X70管線鋼板試制有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)參考,特對(duì)低溫夏比沖擊及落錘性能做下表規(guī)定o表3X70夏比沖擊性

4、能及落錘性能要求擊試樣尺寸一5回夏比沖擊試驗(yàn)備注:沖剪切面積（）單個(gè)值沖擊功Akv(J)平均值單個(gè)值平均值>80>85>80>96>8010mmxl0mmx55mm>85>60>727.5mmxl0mmx55mm表4DWTT（落錘撕裂試驗(yàn)）剪切面積的最小百分?jǐn)?shù)（）試驗(yàn)溫度單個(gè)試樣最小值兩個(gè)試樣的平均值7585一5團(tuán)表5X70鋼帶的金相判定指標(biāo)非金屬夾雜物等級(jí)（級(jí)）晶粒度（級(jí)）A類42.0類 <2.0<3.0帶狀組織（級(jí)）B類2.0C類2.0D>9.0級(jí)3.2 化學(xué)成分設(shè)計(jì)1）采用低的碳含量設(shè)計(jì)，以提高管線鋼的韌性和延性。2）低碳

5、當(dāng)量（Ceq）使管線鋼具有良好的焊接性能。3）降低P、S等有害元素的含量，并采用鈣對(duì)夾雜物進(jìn)行球化處理.提高管線鋼的橫向沖擊韌性和抗落錘撕裂能力。4）采用了Nb、V、Ti的復(fù)合微合金化設(shè)計(jì)。微量Ti可以改善焊接熱影響區(qū)的韌性，Nb、V的沉淀強(qiáng)化作用可進(jìn)一步提高管線鋼的強(qiáng)度。3.3技術(shù)措施工藝路線：KR鐵水脫硫好轉(zhuǎn)爐冶煉玲CAS處理好LF精煉-VD脫氣處理一連鑄今鋼坯加熱鋼坯除鱗粗軋今精軋1層流冷卻玲卷取好剪切取樣玲鋼卷檢查玲標(biāo)記入庫(kù)。鐵水經(jīng)KR處理，使S含量降到較低水平；使用優(yōu)質(zhì)廢鋼，轉(zhuǎn)爐冶煉后期，確保鋼渣流動(dòng)性良好，有利于鋼渣上??；鋼水在出鋼過(guò)程中進(jìn)行脫氧合金化，在CAS吹氫、喂AL線，進(jìn)行

6、深脫氧，吹氧時(shí)間保證大于lOmin；LF精煉造白渣，吸附鋼中夾雜，最大限度地控制P、S、N、0、H等有去雜質(zhì)含量，喂Ca線進(jìn)行夾雜物變性處理，改善夾雜物的分布與形態(tài)，進(jìn)行VD真空脫氣處理，進(jìn)一步脫氣，控制0、H到更低的含量；全程保護(hù)澆鑄，保持拉速和結(jié)晶器、中間包液而穩(wěn)定，采用輕壓下和弱冷配水模式，減輕鑄坯偏析。為進(jìn)一步脫氣，鑄坯下線緩冷至常溫，采用鑄坯冷裝爐再加熱，科學(xué)控制加熱時(shí)間和加熱溫度，保證純均熱時(shí)間大于1小時(shí)，確保加熱質(zhì)量。軋制分粗軋、精軋兩個(gè)階段，在再結(jié)晶區(qū)完成開(kāi)坯和一定縱軋道次，再送至精軋機(jī)繼續(xù)軋制，在軋制過(guò)程中用高壓水除氧化鐵皮。粗軋進(jìn)行再結(jié)晶區(qū)軋制，采用高溫低速大壓下工藝，充分

7、破碎鋼坯中的樹枝晶，通過(guò)反復(fù)的再結(jié)晶來(lái)細(xì)化晶粒，以得到均勻細(xì)化的奧氏體晶粒，提高鋼板強(qiáng)韌性；為了避免混晶現(xiàn)象，精軋階段（下游機(jī)架）實(shí)行未再結(jié)晶區(qū)軋制，給以較大的累計(jì)壓下率，使奧氏體充分變形,形成較多的變形帶，增加鐵素體形核率，細(xì)化鐵素體晶粒。精軋完后隨即進(jìn)入層流冷卻，合理設(shè)定拋鋼速度、層流冷卻水量，達(dá)到設(shè)計(jì)的開(kāi)冷溫度和終冷溫度。經(jīng)過(guò)控制控冷，充分發(fā)揮微合金化元素的作用，使鋼材的綜合性能得到有效提高。根據(jù)用戶需要進(jìn)行探傷處理。論文參考網(wǎng)。4管線鋼X70的生產(chǎn)結(jié)果及分析4.1 鋼板力學(xué)性能鋼板力學(xué)性能直方圖見(jiàn)圖1,鋼板冷彎全部合格,屈強(qiáng)比均小于0.92。圖1X70力學(xué)性能直方圖通過(guò)直方圖分析，os

8、在440560MPa之間占93.2%,ob在540一670Mpa之間占94.5%,50.8mm延伸率在38%54%占92.3%,-5回橫向沖擊功在200-300之間占91.35%,最小值180,最大值300J以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于標(biāo)準(zhǔn)要求的55J。沖擊值波動(dòng)范圍小，質(zhì)量控制穩(wěn)定，說(shuō)明鋼板的韌性較好。論文參考網(wǎng)。4.2 金相顯微組織分析對(duì)10.0mm的X70鋼板進(jìn)行取樣，經(jīng)過(guò)試樣切割、研磨、腐蝕后，采用IA32圖像分析系統(tǒng)和-05大型金相顯微鏡進(jìn)行金相分析。試樣1/4部位的金相組織如圖2圖210.0mmX70管線鋼1/4部位的金相組織金相組織放大倍數(shù)是500倍，組織為AF+P+F,晶粒細(xì)小均勻，使得鋼板

9、各項(xiàng)性能優(yōu)良。4.3 夏比沖擊及落錘性能分析對(duì)鋼板進(jìn)行夏比沖擊試驗(yàn)和落錘性能試驗(yàn)，下表為實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)。表17.5mm和10.0mm管線鋼板X70沖擊剪切而積及落錘撕裂面積鋼種規(guī)格，mm沖擊剪切面積,夏比沖擊溫度，回落錘撕裂面積%落錘試驗(yàn)溫度，回X707.5100,100,95-5100,100-5X707.5100,98,100-5100,95-5X707.595,98,100-595,100-5X7010.098, 95, 100-595,85-5X7010.090, 95, 95-588,90-5X7010.095, 100,95-590,90-5由上表可以看出，生產(chǎn)的7.5mm和10.0mmX70管線鋼板沖擊剪切而積和落錘撕裂而積都達(dá)到了試制的要求，說(shuō)明濟(jì)鋼三煉鋼一熱連軋生產(chǎn)線生產(chǎn)的X70管線鋼實(shí)物質(zhì)量己經(jīng)達(dá)到了很高水平。論文參考網(wǎng)。進(jìn)一步對(duì)夏比沖擊斷口和落錘斷口進(jìn)行掃描電鏡分析，如下圖。圖3沖擊斷口（左）及落錘斷口（右）掃描電鏡圖從斷口可以看出，斷口為韌性斷口，韌窩明顯，使得夏比沖擊值高,低溫沖擊剪切而積和落錘撕裂而積高。5結(jié)論采用Nb、V、Ti復(fù)合微合金化，通過(guò)CAS、LF和VD精煉處理，凈化鋼液，采用Ca球化處理，軋制時(shí)采用控軋控冷工藝，批量生產(chǎn)X70管線鋼板的工藝成熟可行