专利名称：一种x65管线钢及其生产方法
技术领域：
本发明涉及一种X65管线钢，尤其涉及一种用于输送石油天然气的X65管线钢及 其生产方法，属于金属材料加工与成型技术领域。
背景技术：
用管道输送石油天然气具有高效、经济、安全、无污染等特点，是输送油气最有效 的工具。近几年来，随着管道工程的飞速发展，带动了管线钢产量的大幅度提高，管线钢 生产得以迅速发展。其中，X65级别管线钢作为管道工程，特别是支线工程的常用钢种， 其生产技术得到极大发展。目前国内生产X65管线钢的企业所采用的工艺方法各不相 同。例如专利申请号为200510023651. 3中采用常规半连续式热连轧工艺；专利申请号为 200710028175. 3,200810143635. 1中采用CSP连铸连轧工艺。对于使用炉卷轧机轧制X65 管线钢，普遍采用的方式是先在四辊(或二辊)粗轧机上进行粗轧，然后带钢进入单机架 炉卷轧机进行精轧。但如何在一台双机架紧凑式炉卷轧机上连续完成粗轧和精轧，从而生 产出高强度、高韧性X65管线钢，则无先例可鉴。
发明内容
本发明旨在提供一种高强度、高韧性X65管线钢，以满足市场需求。本发明的另一目的在于提供一种在同一台双机架紧凑式炉卷轧机上连续完成粗 轧和精轧，从而生产出高强度、高韧性X65管线钢的方法。本发明提供的高强度、高韧性X65
C0. 055 ‘ 0. 090wt%
Si0. 15 ‘0. 35wt%
Mn1. 50 ‘1. 65wt%
Nb0. 040 ‘ 0. 055wt%
V0. 040 ‘ 0. 070wt%
Ti0. 010 ‘ 0. 025wt%
Als0. 005 ‘ 0. 060wt%
S(0. 005wt%
P彡 0. 020wt%
N(0. 008wt%
其余为Fe及不可避免的不纯物。
本发明提供的高强度、高韧性X65
A、将化学成分如下的板坯
C0. 055 ‘ 0. 090wt%
Si0. 15 ‘0. 35wt%
Mn1. 50 ‘1. 65wt%
Nb 0. 040 0. 055wt%V 0. 040 0. 070wt%Ti 0. 010 0. 025wt%Als 0. 005 0. 060wt%S ^ 0. 005wt%P ^ 0. 020wt%N ^ 0. 008wt%余量Fe及不可避免的不纯物，送均热段温度为1230 1270°C的加热炉内，加热150 250分钟，出炉B、用压力为15 20MPa的高压水对出炉板坯正、反面喷水除鳞10 15秒钟；C、将除鳞后的板坯送炉卷轧机进行轧制，并控制开轧温度为1100 1200°C，进行 4 6道次的连续粗轧，同时开启道次间冷却水，得粗轧钢板；D、将C步骤所得粗轧钢板延时40 60秒，使粗轧钢板温度低于900°C，进行3道 次连续精轧，并开启道次间冷却水，控制终轧温度为790 830°C，得精轧钢板；Ejf D步骤所得精轧钢板送卷取机进行卷取，并控制卷取温度为540 580°C，同 时控制层流冷却速度25 30°C /s，得钢板卷；F、将E步骤所得钢板卷自然空冷至室温，即获得高强度、高韧性X60管线钢，该 钢的化学成分为C 0. 055 0. 090wt %、Si 0. 15 0. 35wt %、Mn 1. 50 1. 65wt %、 S^O. 005wt % ,P ^ 0. 020wt % ,Nb 0. 040 0. 055wt%、V 0. 040 0. 070wt%、Ti 0.010 0. 025wt%,N ^ 0. 008wt%,Als 0. 005 0. 060wt%，其余为 Fe 及不可避免的不纯物。所述A步骤的加热炉为常规设备，板坯在均热段的加热时间控制在40 60分钟， 以保证板坯中析出的Nb、V等微合金元素充分重溶，细化奥氏体晶粒并为轧后控冷析出做 准备，均勻板坯内部组织。所述D步骤中对粗轧钢板进行延时，是让粗轧钢板在地辊上往复游动30 60秒， 之后再进行精轧，并控制精轧总变形率大于40%，让连续粗轧大变形后的板坯发生驰豫析 出，得到均勻细小的奥氏体组织的粗轧坯，有效防止混晶的发生。所述C至D步骤的道次数、轧制速度，视不同规格要求而具体确定。所述E步骤的层流冷却速度25 30°C /s,是为了控制微合金的析出强化和固溶 强化，同时通过控制卷取温度来达到控制珠光体的转变形貌、大小、数量和分布状态的目 的，以保证产品具有足够的强度和韧性。所述C步骤的粗轧、D步骤的精轧是在同一台现有技术中的双机架紧凑式炉卷轧 机上完成的。所述A步骤的板坯是利用现有技术的炼钢方法得到的，其中的Nb、V及其它化学元 素是在炼钢过程中加入、控制得到的。采用本发明上述方案生产石油天然气输送用X65管线钢具有以下优点1、采用本发明生产X65管线钢，充分发掘了现有双机架紧凑式炉卷轧机的潜力， 使之在一台双机架紧凑式炉卷轧机上连续完成粗轧和精轧，拓展了板带产品品种，优化了 产品结构。2、轧制过程中加入了延时轧制工艺，使得加入钢中的Nb微合金化元素充分发挥作用，获得微细均勻的组织，从而防止混晶的出现，有效提高了 X65管线钢的强度和韧性。3、利用本发明的成分与生产工艺，通过实际生产过程中各环节的严格控制，生产 出的X65管线钢具有高强度、高韧性的特点，综合性能良好。利用此X65管线钢焊接生产的 管线钢管各项性能指标符合美国API标准，满足石油天然气输送用钢管的要求。4、该方法生产的X65管线钢与其他常规产品相比，属于高技术含量、高附加值的 产品，经济效益显著。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步描述。实施例1A、将化学成分如下的板坯C 0. 06wt Si 0. 20wt Mn 1. 58wt %、S 0. 004wt%, P 0. 018wt%, Nb 0. 045wt%, V 0. 050wt%, Ti 0. lwt%, N 0. 007wt%, Als 0. 030wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，送入均热段炉温为1230°C的加热炉中，加热 250分钟，其中，板坯在均热段的加热时间为60分钟，以保证板坯中析出的Nb、V等微合金 元素充分重溶，细化奥氏体晶粒并为轧后控冷析出做准备，均勻板坯内部组织，出炉；B、用压力为18MPa的高压水对出炉板坯正、反面喷水除鳞12秒钟；C、将除鳞后的板坯送炉卷轧机进行轧制，并控制开轧温度为1100°C，进行6道次 的连续粗轧，同时开启道次间冷却水，粗轧在2. 5m/s的轧制速度下进行，得粗轧板坯；D、将C步骤所得粗轧钢板延时40秒，使粗轧板坯温度为890°C，以5. Om/s的轧制 速度在同一双机架炉卷轧机上进行3道次连续精轧，使精轧总变形率达到45%，控制终轧 温度为790°C，并开启道次间冷却水，得精轧钢板；Ejf D步骤所得精轧钢板送卷取机进行卷取，并控制卷取温度为540°C，同时控制 层流冷却速度30°C /s，得钢板卷；F、将E步骤所得钢板卷自然空冷至室温，即获得高强度、高韧性X65管线钢，该钢 的化学成分为:C 0. 060wt%, Si 0. 20wt%, Mn 1. 58wt%, S 0. 004wt%, P 0. 018wt%, Nb 0. 045wt%,V 0. 050wt%,Ti 0. 10wt%,N 0. 007wt%,Als 0. 030wt%，其余为 Fe 及不可避 免的不纯物。实施例2A、将化学成分如下的板坯C 0. 09wt Si 0. 35wt Mn 1. 65wt %、S 0. 003wt%, P 0. 015wt%, Nb 0. 055wt%, V 0. 07wt%, Ti 0. 01wt%, N 0. 005wt%, Als 0. 005wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；送入均热段炉温为1270°C的加热炉中，加热 150分钟，其中，板坯在均热段的时间为40分钟，以保证板坯中析出的Nb、V等微合金元素 充分重溶，细化奥氏体晶粒并为轧后控冷析出做准备，均勻板坯内部组织，出炉；B、用压力为20MPa的高压水对出炉板坯正、反面喷水除鳞10秒钟；C、将除鳞后的板坯送炉卷轧机进行轧制，并控制开轧温度为1200°C，进行4道次 的连续粗轧，同时开启道次间冷却水，粗轧在3. 5m/s的轧制速度下进行，得粗轧板坯；D、将C步骤所得粗轧钢板延时60秒，使粗轧钢板温度低于850°C，以6. Om/s的轧 制速度在同一双机架炉卷轧机上进行3道次连续精轧，使精轧总变形率达到48%，控制终 轧温度为830°C，并开启道次间冷却水，得精轧钢板；
6
Ejf D步骤所得精轧钢板送卷取机进行卷取，并控制卷取温度为580°C，同时控制 层流冷却速度30°C /s，得钢板卷；F、将E步骤所得钢板卷自然空冷至室温，即获得高强度、高韧性X60管线钢，该钢 的化学成分为c 0. 09wt%, Si 0. 35wt%, Mn 1. 65wt%, S 0. 003wt%, P 0. 015wt%, Nb 0. 055wt%, V 0. 07wt%, Ti 0. 01wt%, N 0. 006wt%, Als 0. 005wt%，其余为 Fe 及不可避 免的不纯物。实施例3A、将化学成分如下的板坯C 0. 055wt Si 0. 15wt Mn 1. 5wt S 0. 003wt%, P 0. 015wt%, Nb 0. 04wt %, V 0. 04wt%, Ti 0. 25wt%, N 0. 005wt%, Als 0. 06wt %，其余为Fe及不可避免的不纯物；送入均热段炉温为1250°C的加热炉中，加热200 分钟，其中，板坯在均热段的时间为50分钟，以保证板坯中析出的Nb、V等微合金元素充分 重溶，细化奥氏体晶粒并为轧后控冷析出做准备，均勻板坯内部组织，出炉；B、用压力为15MPa的高压水对出炉板坯正、反面喷水除鳞15秒钟；C、将除鳞后的板坯送炉卷轧机进行轧制，并控制开轧温度为1150°C，进行5道次 的连续粗轧，同时开启道次间冷却水，粗轧在1. 5m/s的轧制速度下进行，得粗轧板坯；D、将C步骤所得粗轧钢板延时50秒，使粗轧钢板温度低于880°C，以4. Om/s的轧 制速度在同一双机架炉卷轧机上进行3道次连续精轧，使精轧总变形率达到46%，控制终 轧温度为810°C，并开启道次间冷却水，得精轧钢板；D步骤所得精轧钢板送卷取机进行卷取，并控制卷取温度为560°C，同时控制 层流冷却速度30°C /s，得钢板卷；F、将E步骤所得钢板卷自然空冷至室温，即获得高强度、高韧性X60管线钢，该钢 的化学成分为c 0. 055wt%, Si 0. 15wt%, Mn 1. 5wt%, S 0. 003wt%, P 0. 015wt%, Nb 0. 04wt%, V 0. 04wt%, Ti 0. 25wt%, N 0. 006wt%, Als 0. 06wt%，其余为 Fe 及不可避免 的不纯物。
权利要求
一种石油天然气输送用X65管线钢，其特征在于具有下列质量比的化学成分C 0.055～0.090wt％Si0.15～0.35wt％Mn1.50～1.65wt％Nb0.040～0.055wt％V 0.040～0.070wt％Ti0.010～0.025wt％Als 0.005～0.060wt％S ≤0.005wt％P ≤0.020wt％N ≤0.008wt％其余为Fe及不可避免的不纯物。
2.一种如权利要求1所述的X65管线钢的生产方法，其特征在于经过下列步骤 A、将化学成分如下的板坯C0.055 ‘ 0. 090wt%Si0.15 ‘0. 35wt%Mn1.50 ‘1. 65wt%Nb0.040 ‘ 0. 055wt%V0.040 ‘ 0. 070wt%Ti0.010 ‘ 0. 025wt%Als0.005 ‘ 0. 060wt%S≤0. 005wt%P≤ 0. 020wt%N≤ 0. 008wt%余量Fe及不可避免的不纯物送均热段温度为1230 1270°C的加热炉内，加热150 250分钟，出炉；B、用压力为15 20MPa的高压水对出炉板坯正、反面喷水除鳞10 15秒钟；C、将除鳞后的板坯送炉卷轧机进行轧制，并控制开轧温度为1100 1200°C，进行4 6道次的连续粗轧，同时开启道次间冷却水，得粗轧钢板；D、将C步骤所得粗轧钢板延时40 60秒，使粗轧钢板温度低于900°C，进行3道次连 续精轧，并开启道次间冷却水，控制终轧温度为790 830°C，得精轧钢板；Ejf D步骤所得精轧钢板送卷取机进行卷取，并控制卷取温度为540 580°C，同时控 制层流冷却速度25 30°C /s，得钢板卷；F、将E步骤所得钢板卷自然空冷至室温，即获得高强度、高韧性X60管线钢。
3.如权利要求2所述的X65管线钢的生产方法，其特征在于所述A步骤的加热炉为常 规设备，板坯在均热段的加热时间控制在40 60分钟，以保证板坯中析出的Nb、V等微合 金元素充分重溶，细化奥氏体晶粒并为轧后控冷析出做准备，均勻板坯内部组织。
4.如权利要求2所述的X65管线钢的生产方法，其特征在于所述D步骤中对粗轧钢板 进行延时，是让粗轧钢板在地辊上往复游动30 60秒，之后再进行精轧，并控制精轧总变形率大于40%，让连续粗轧大变形后的板坯发生驰豫析出，得到均勻细小的奥氏体组织的 粗轧坯，有效防止混晶的发生。
5.如权利要求2所述的X65管线钢的生产方法，其特征在于所述C至D步骤的道次数、 轧制速度，视不同规格要求而具体确定。
全文摘要
本发明提供一种X65管线钢及其生产方法，所述X65管线钢具有下列化学成分C 0.055～0.090wt％、Si 0.15～0.35wt％、Mn 1.50～1.65wt％、S≤0.005wt％、P≤0.020wt％、Nb 0.040～0.055wt％、V 0.040～0.070wt％、Ti0.010～0.025wt％、N≤0.008wt％、Als 0.005～0.060wt％，其余为Fe及不可避免的不纯物。经过加热、除鳞后，在同一台双机架紧凑式炉卷轧机上连续完成粗轧和精轧，通过轧制过程中的延时轧制控制，使得加入钢中的Nb、V等微合金化元素的强化作用得到充分发挥，获得微细均匀的组织，有效防止混晶的出现，极大提高了X65管线钢的强度和韧性。该方法生产的X65管线钢属于高技术含量、高附加值的产品，经济效益显著。
文档编号C22C38/14GK101928883SQ20101024324
公开日2010年12月29日 申请日期2010年8月3日 优先权日2010年8月3日
发明者张卫强, 张志波, 张瑜, 张竹明, 张红斌, 李承斌, 汪福成, 王钧洪, 赵宇 申请人:武钢集团昆明钢铁股份有限公司