一种调质型高低温韧性管线钢及制造方法
【专利摘要】本发明属于金属材料轧制领域，涉及一种调质型高低温韧性管线钢及制造方法其特征在于它的化学成分（按重量百分比）为：C：0.08~0.11%，Si：0.25~0.45%，Mn：1.60~1.80%，P≤0.006%，S≤0.003%，Nb：0.015~0.035%，Ti：0.010~0.030%，Mo:0.10?0.30%，Alt：0.015?0.045%，Ce：0.010?0.030%，V：0.030?0.050%。残余元素：Cu≤0.50%，Ni≤0.50%，Cr≤0.50%，B≤0.0005%，其余部分包含Fe。钢的化学成分满足：Pcm=C+Si/30+Ni/60+(Mn+Cr+Cu)/20+Mo/15+V/10+5 B≤0.24％，Nb+V+Ti≤0.15%。本发明所生产的调质型管线钢最终得到的组织细小，低温性能指标夏比冲击和落锤性能优异。
【专利说明】
一种调质型高低温韧性管线钢及制造方法
技术领域
[0001] 本发明属于低合金高强度管线钢制造技术领域，涉及到一种调质型高低温韧性管 线钢及制造方法，通过工艺创新优化，生产出具有优异低温韧性性能的调质型管线钢钢板， 采用本发明生产出的管线钢板性能稳定，特别是具有优异的低温落锤性能和夏比冲击性 能。
【背景技术】
[0002] 随着中国经济发和国家石油工业的发展，特别是X80管线钢在西气东输二线的大 规模成功应用，标志着我国石油管线的发展已经达到国际先进水平。世界对能源需求的不 断增加，导致石油和天然气的开采朝着一些边远地区延伸，长距离的油、气运送难免会经过 气候条件恶劣、地质条件复杂的地带，比如冻土带、地震带、高寒地区等，这就要求管线钢具 有高强度、高低温韧性和高低温止裂韧性性能、耐腐蚀和优异的变形能力等良好的力学性 能。传统的管线钢一般是通过控乳控冷(TMCP)工艺制备的，就是热机械乳制，即是在热乳过 程中，在控制加热温度、乳制温度和压下量的控制乳制(Control Rolling)的基础上，再实 施空冷或控制冷却及加速冷却(Accelerated Coo ling)的技术总称。由于TMCP工艺在不添 加过多合金元素，也不需要复杂的后续热处理的条件下生产出高强度高韧性的钢材，被认 为是一项节约合金和能源、并有利于环保的工艺，故自20世纪80年代开发以来，已经成为生 产低合金高强度宽厚板不可或缺的技术。
[0003] 但随着管线钢应用的多元化发展，TMCP工艺条件下生产的高韧性管线钢已不能满 足特殊管件管线钢的需求，再者在当前钢材市场不景气的背景下，TMCP工艺生产的管线钢 一但性能不合无法进行挽救，造成钢板合格率偏低，给企业带来无法估量的损失。有机结合 TMCP乳制工艺和热处理的优点，对传统管线钢进行预先调质(淬火+回火)热处理，释放钢板 的内部应力，进一步改善TMCP管线钢的硬度、强度和塑性能，特别是钢板的低温韧性性能指 标，满足管线钢市场的个性化需求和应用。
[0004] 本发明首创性针对调质型管线钢，解决生产中的诸多难题，结合现场的生产实践 和工艺装备，深入研究各合金元素在钢中的作用，采用低碳Nb+V+Ti+Mo+Ce微合金成分设计 和熔炼窄成分精确控制，综合利用LF+RH双联法精炼深脱硫、全程保护浇铸，两阶段精准控 制乳制技术细化奥氏体晶粒尺寸，有机结合钢板快速下线高效剪切、堆垛缓冷、钢板调质处 理处理和钢板低温恒温保温处理技术，高效得到低温韧性优异的调质型管线钢，对企业调 整高附加值产品结构和低碳微合金高强度钢的发展具有重要意义。
[0005] 鉴于调质型微合金钢研究在行业中的重要意义，国内外也有很多专利也从冶炼， 控制乳制和控制冷却工艺等不同方面对此类钢进行了深入研究，其中包括： 1)授权公告号为CN 103266278 B的专利申请的是一种调质型管线钢板及其生产方法， 该发明涉及一种调质型耐磨钢及其热处理方法，本发明涉及一种调质型管线钢板及其 生 产方法，用于油气输送管线工程，属于低碳微合金钢技术领域。技术方案是重量百分比 的组分：C :0.08%-0.11%，Si :0.20%-0.40%，Mn :1.10%-1.60%，p < 0.008%，S < 0.002%， Nb ：0.020%-0.050%,Al ：0.020%-0.055%,Ti ：0.010%-0.030%,V ：0.030%-0.060%,Ni :0.2%-0.5%，Cr :0.2%-0.5%，Mo :0.2%-0.5%，余量为Fe和不可避免的杂质。生产方法包括 以下步骤:冶炼-LF/VD精炼-连铸-加热-乳制-乳后水冷-泮火-回火-成品。本发 明的调质型管线钢板的厚度为44mm，具有低的碳当量和低的焊接裂纹敏感系数，低温冲击 韧性高、强度高、屈强比适中及延伸率好的特点，可广泛用于油气输送管道建设，应用前景 广阔。
[0006] 2)授权公告号为CN 103320722 B本发明涉及一种调质型高强度抗硫化氢石油管 用钢及其制造方法。所述调质型高强度抗硫化氢石油管用钢的化学成分按重量百分比计 为：C0.23wt% ~0.30wt% ;Si0.17wt% ~0.37%wt% ;Mn0.50wt% ~l.OOwt% ;Cr0.50wt% ~1.00%wt% ;Mo0.15wt% ~0.50wt% ;P < 0.015wt% ;S < 0.005wt% ;Alt0.010wt% ~0.060wt% ;Ti0.010wt% ~O.lOwt% ;Ni0.10wt% ~0.40wt% ;Cu < 0.15wt% ;As < 0.020wt% ；Sn < 0.020wt% ；Pb < 0.0025wt% ；Sb < 0.025wt% ；Bi < 0.005wt% ;[0] < 15ppm ;[H] < 2.5ppm ;其余为Fe和不可避免的杂质。根据本发明的方法制造 的石油管用钢，综合性能优异，具有较高的强度，适用于H2S腐蚀条件下作业。
[0007] 3)公开号为CN 101451218 A的专利申请的是一种调质型耐磨钢及其热处理方法。 该发明涉及一种调质型耐磨钢及其热处理方法，包括以下重量百分含量的化学成分组成:C < 0.22%,Si < 0.80%,Mn < 1.60%,P < 0.025%,S < 0.010%,Ni < 0.60%,Cr <1.00%,Mo < 0 ? 50%，Nb < 0 ? 02-0 ? 03%，V0 ? 04-0 ? 06%，A10 ? 020-0 ? 045%，TiO ? 015-0 ? 030%，B < 0 ? 004%，其余 为Fe和不可避免杂质。本发明的钢板强度达到强韧性匹配合理，硬度合适，全厚度硬度均 匀，各项力学性能指标达到预期设计要求。钢板工艺制定易于操作，工艺适应性强，各批次 钢板性能稳定，均一，可以达到批量生产的要求。由于在淬火机中回火时间较长，在后续生 产中，可以通过试验适当缩短回火时间，降低成本。
[0008] 4)授权公告号为CN 102876999 B的专利涉及的是一种调质型低温压力容器用钢 板及其制备方法，本发明公开了一种超极限厚度低裂纹敏感性高强度调质型低温压力容 器用钢板及其制备方法。其化学成分按重量百分比为:C0.065~0.085% ; SiO. 15~0.25% ; Mnl.30~1.50% ；Ni0.40~0.45%,Cr0.15~0.25%,Mo0.20~0.25%,V 0.035-0.045 % ；N b 0 . 0 3 0 ~ 0 . 0 4 5 % ；TiO.025-0.03% ；Alt0.020-0.05% ；P <0.015% ；S < 0.005% ;余量为Fe ;其制备方法是:按设定成分冶炼钢水并铸成铸坯，加热后进行二阶 段乳制，即粗乳和精乳，经快速冷却后再进行调质工艺进行热处理，可以得到优良的强度、 塑性、冷弯和抗冲击性能的匹配，满足低温压力容器用钢的要求。
[0009] 5)授权公告号为CN 102392193 B的专利具体公开了一种特厚调质型海洋平台齿 条用钢板及其生产方法。特厚调质型海洋平台齿条用钢板由以下重量百分含量的组分组 成：C :0.14 % ~0.18 %，Si :0.15 % ~0.35 %，Mn :0.95 % ~1.30 %，P < 0.015%，S < 0.005%，Ni :2.35% ~2.55%，Cr :0.35% ~0.55%，M〇 :0.40% ~ 0.60%,Nb ： 0.020%~0.050%，Ti :0.010%~0.030%，A1 总：0.020%~0.045%，余量为Fe 和不可避免的杂质，钢板的厚度达177.8mm。特厚调质型海洋平台齿条用钢板经电炉冶炼、 模铸钢锭、TMCP乳制、井式加热炉全密闭调质处理等步骤制成，具有屈服强度高、延伸率 好、Z向性能优良、耐低温冲击韧性和抗层状撕裂性能良好的优点，生产成本低。
[0010] 以上专利文献中均涉及调质型低温韧性优异的微合金钢板。1)公布的产品通过 TMCP工艺后淬火+回火热处理工艺生产，虽然均可以满足钢板的强度和低温韧性要求，但该 发明仅仅涉及的冶炼和TMCP乳制工艺，没有涉及稀土元素Ce在热处理型管线钢中的重要作 用，也没有涉及调质型管线钢的调质热处理具体工艺，很难系统保证调质型管线钢的高效 生产。2)公布涉及的是种调质型高强度抗硫化氢石油管用钢及其制造方法。仅涉及管线钢 洁净钢的冶炼工艺，重在保证调质型管线钢的抗硫化氢性能，没有从管线钢的低温韧性及 工艺上综合考虑，很难保证钢板的低温韧性性能;3)、4)、5)涉及的是耐磨钢、容器钢和齿条 钢的乳制和热处理工艺，是和管线钢完全不同的钢种，也没有涉及到得到高低温韧性管线 钢的系列关键工艺（例如低温恒温保温处理等）及低温关键韧性性能指标，即落锤性能 DWTT； 而本发明工艺数据均现场获得，针对调质型管线钢进行最佳的产品成分和工艺设计产 品成分设计采用超低碳超洁净钢冶炼工艺生产，通过转炉预脱磷和LF+RH双联法精炼深脱 硫技术， 深入研究各合金元素和特殊稀土元素Ce在钢中的作用，采用低碳Nb+V+Ti+Mo+Ce微合 金成分设计，开发了熔炼窄成分精确控制。独劈蹊跷综合利用LF+RH双联法精炼深脱硫、全 程保护浇铸，两阶段精准控制乳制技术细化奥氏体晶粒尺寸，有机结合钢板快速下线高效 剪切、堆垛缓冷、钢板调质处理处理和钢板低温恒温保温处理技术，高效得到低温韧性优异 的调质型管线钢。为了达到更优的产品效果，对产品成分和各工艺步骤中的条件进行创新、 优化、选择，达到预期效果。本发明的整体产品是包括有机整体的各个组成部分，其中的每 个成分组成、制备方法步骤都是有机整体中的一个部分。兼顾钢板性能和生产节奏，更适宜 大规模工业化生产。
[0011] 技术实施后典型钢板的韧性指标如下表1: 表1系列温度夏比冲击功
【发明内容】
[0012] 本发明涉及到一种调质型高低温韧性管线钢及制造方法，在提高现场生产效率和 降低合金成本的前提下，生产出具有高低温韧性性能的调质型管线钢。本发明的调质型管 线钢板采用了如下成分设计:按重量百分比计算组分：C: 0.08~0.11%，Si : 0.25~0.45%，Mn: 1.60-1.80%,P < 0.006%,S < 0.003%,Nb：0.015-0.035%,Ti：0.010-0.030%,Mo:0.1〇-〇.30%, Alt:0.015-0.045%，Ce:0.010-0.030%，V:0.030-0.050%。残余元素：Cu<0.50%，Ni <0.50%， Cr < 0.50%，B < 0.0005%，其余部分包含Fe。钢的化学成分满足:Pcm=C+Si/30+Ni/60+(Mn+Cr +Cu)/20+Mo/15+V/10+5 B < 0.24%，Nb+V+Ti < 0.15%。其成分设计中各个元素的作用如下： C:碳是提高强度最主要也是最廉价的元素，随着碳含量的增加，乳制后特别是调质后 钢的强度增加，但同时钢板的低温韧性、焊接性能和耐腐蚀能力变差，因此本发明选用低碳 成分设计，为调质型管线钢具有良好的低温韧性性能奠定基础。因此将碳含量控制在0.06% ~0.012%，但过低的碳含量很容易造成钢板在调质处理后强度富裕量不足，因此优选的控 制在 0.08 ~0.11%。
[0013] Mn:锰是提高强度和韧性的有效元素，它是弱碳化物形成元素，它在冶炼中的作用 是脱氧和消除硫的影响，还可以降低奥氏体转变温度，细化铁素体晶粒，对提高钢板强度和 韧性有益。同时还能固溶强化铁素体和增加钢的淬透性。在低碳条件下它对贝氏体转变有 显著的促进作用。但Mn含量过高时，则钢硬化而延展性变坏。过低影响钢板的强度性能，特 别是钢板的抗拉强度，因此将锰含量控制在1.60%~1.80%。
[0014] Si:硅起到脱氧剂的作用，同时有固溶强化作用，还可以极大的延缓碳化物的形 成，滞后渗碳体的长大，增加了奥氏体稳定性，但是Si含量高，钢种易出现夹杂物，造成钢板 表面花斑等钢板缺陷，因此将硅含量控制在0.25%~0.45%。
[0015] Ti:加入微量的钛，是为了固定钢中的氮元素。另外Ti有强烈的析出强化作用，可 以提高钢的强度，对焊接热影响区处的硬度也有好的影响作用在最佳状态下，Ti的氮化物 颗粒的存在可抑制焊接热影响区的晶粒粗化阻止钢坯在加热、乳制、焊接过程中晶粒的长 大，改善母材和焊接热影响区的韧性。Ti低于0.005%时，固N效果差，超过0.03%时，固N效果 达到饱和，过剩的Ti可以单独或与Nb-起形成碳氮化物，强化钢材，但有时会形成大块的析 出相，将会使钢的韧性恶化。当钢中的Ti、N原子之比为1:1时，TiN粒子最为细小且分布弥 散，对高温奥氏体晶粒的细化作用最强，不仅可获得优良的韧性，而且能够实现30KJ/cm以 上的大线能量焊接。但是，过多的Ti含量会引起钛的氮化物的粗化，对低温韧性不利，也会 增加钢板的生产成本。因此，一般将Ti成分控制在0.02%左右。优选的控制在0.015~ 0.030%〇
[0016] Ce: Ce是重要的稀土元素之一，它加入钢液中稀土夹杂物以Ca和A1高熔点氧化物 为核心聚集长大成球状和椭球状稀土硫氧化合物，来改变夹杂物的类型和形貌，使钢在受 力过程中，首先在球状或者椭球状夹杂物内部萌生裂纹，并不向机体延伸，可现在改善钢性 能的各项异性，提高钢的低温韧性性能，本钢种的设计中，Ce含量控制范围是0.010~ 0.030%〇
[0017] Mo: Mo是高级别管线钢重要的元素之一，它可使铁素体和珠光体区域右移，抑制 先共析铁素体形成，促进贝氏体和针状铁素体的形成，保证高级别管线钢高强韧性性能。而 且Mo能显著提高钢的再结晶温度，提高回火稳定性，调质后可获得细晶粒的索氏体，使强 韧性得到改善。当形成Mo的碳化物时，可起到弥散强化作用。将Mo含量控制在0.10~0.30% 为宜。
[0018] V:微合金元素V的作用是通过形成V(C，N)影响钢的组织和性能，在奥氏体晶界 的铁素体中沉淀析出，在乳制过程中能抑制奥氏体的再结晶，并阻止晶粒长大，从而起到细 化非调质状态下珠光体和贝氏体晶粒尺寸，从而提高钢的强度和韧性。V对钢的淬透性有 重要影响，当钢被加热到临界温度时，V溶于最初形成的奥氏体高碳区，从而增加了钢的淬 透性，在快速冷却过程中产生马氏体组织。本钢种的设计中，V含量控制范围是0.030~ 0.050%〇
[0019] A1是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的A1，可细化晶粒，提高冲击韧性，铝还有 一定的抗氧性和抗腐蚀性，但铝含量过高将影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性， 因此控制在0.015~0.045 %范围内。
[0020] 磷、硫、氮、氧、氢元素是有害的杂质元素，易引起偏析、聚集、夹杂物等，造成钢板 的脆化，尤其对钢板的低温韧性性能等有显著的影响，因此控制钢中气体元素含量，优选的 P < 0.006%，S < 0.003%，B < 0.0005%，通过控较低的P、S含量显著提高调质型管线钢板调质 型性能。
[0021] 本发明的另一目的是提供一种调质型管线钢板及其制造方法，该方法是在上述Nb +V+Ti+Mo+Ce微合金成分设计的基础上，通过控制板坯加热温度和加热时间，两阶段精准控 制乳制技术细化奥氏体晶粒尺寸，有机结合钢板快速下线高效剪切、堆垛缓冷、钢板调质热 处理和钢板低温恒温保温处理技术，高效得到低温韧性优异的调质型管线钢。获得低温韧 性良好调质型管线钢板。
[0022]该发明所采用的生产工艺流程为：按权利要求1成分配比备料KR-120t转炉冶炼 -CAS-LF-VD/RH^CCM连铸-铸还堆燦缓冷-铸还加热-除鱗-乳制-矫直-冷却> > 钢板快速下线高效剪切-钢板堆垛缓冷-钢板调质处理-钢板低温恒温保温处理-检验 入库等工序。
[0023] 本发明原始连铸坯厚度为230mm。
[0024]本发明的有益效果:①巧妙利用稀土元素Ce : 0.010-0.030%来改善钢中夹杂物的 形状，细化晶粒尺寸，提高钢板的低温韧性性能;②钢板经过淬火+回火工艺+恒温保温后钢 板合格率高，达到97%以上;③良好的低温韧性性能，-35 °C冲击功> 350J，剪切面积=100%，-25°CDWTT>95%;④本发明的钢板组织为细小铁素体、贝氏体的回火组织。
[0025]【附图说明】： 附图1:钢板厚度表层纤维组织图 附图2:钢板厚度1/4处纤维组织图 附图3:钢板厚度心部纤维组织图。
【具体实施方式】
[0026]通过以下具体实施例来进一步理解本发明的技术方案，但是本发明的技术方案不 以实施例为限。
[0027] 实施例1 本实施例的一种调质型管线钢板是由以下质量百分比的组分制备而成:C:0.08%，Si: 0.25%，Mn:1.60%，P=0.004%，S=0.001%，Nb:0.015%，Ti:0.010%，Mo:0.10%，Alt :0.015%，Ce: 0.010%，￥:0.030%。残余元素：〇1=0.001%，附=0.050%，0=0.001%，8=0.0001%，其余部分包含 Fe。钢的化学成分满足：Pcm=C+Si/30+Ni/60+(Mn+Cr+Cu)/20+Mo/15+V/10+5 B=0.18%，Nb+ V+Ti=0.055%〇
[0028]本实施例的一种调质型管线钢板及其制造方法如下： 1)冶炼连铸工艺:在所述的KR工序中，入炉铁水P=0.080%，铁水脱硫处理后S=0.001%; 120t转炉冶炼时氧枪枪位时间lmin，出钢时间4.5min，转炉终点温度控制在1640°C ; VD/RH 根据目标成分加入微调合金，VD/RH保真空15min，钙处理后，软吹时间lOmin。在所述铸坯 CCM连铸控制工序中：连铸机应处于良好的工况，全程惰性气体保护浇铸，防止二次氧化。保 持中包、结晶器液面稳定，中包温度目标过热度精准控制在l〇°C，拉速恒定按照0.9m/min。 中间包目标过热度控制：10°c，适时向中间包加入无碳覆盖剂;连铸坯:乳制连铸坯厚度为 230mm;铸坯缓冷时间为48h。
[0029] 2)乳制和矫直工艺：板坯出炉温度1050 °C，粗乳开乳温度1030 °C;精乳开乳温度 900°C，钢板厚度< 20mm时终乳温度820°C ;钢板厚度> 20mm时终乳温度800°C。钢板快速矫 直，矫直3道次，矫直速度120m/min，压下速度0~±lmm/sec。
[0030] 3)冷却工艺:钢板开冷温度77rc，终冷温度：<20mm 55(TC;> 20mm 50(TC。
[0031] 4)钢板剪切:钢板乳制完毕后30min进行头尾和两边剪切。
[0032] 5)钢板堆垛缓冷及调质热处理工艺：钢板堆垛缓冷时间为24h，钢板采用淬火+回 火调质处理，淬火:加热温度880°C ;保温时间1.2min/mm+20min。回火:加热温度620°C，保温 时间 1.8min/mm。
[0033] 6)钢板低温恒温保温处理工工艺:钢板在回火后快速放入缓冷坑中进行恒温保温 处理，保温温度控制在150 °C，保温时间30min。
[0034] 7)经检测，本实例的主要韧性性能如表2: 表2
[0035] 实施例2 本实施例的一种调质型管线钢板是由以下质量百分比的组分制备而成:C:0.11%，Si: 0?45%，Mn:1?80%，P=0?006%，S=0?003%，Nb:0?035%，Ti:0?030%，Mo:0?30%，A11:0?045%，Ce: 0.030%，￥ :0.050%。残余元素：(：11=0.001%，附=0.010%，0=0.001%，8=.0002%，其余部分包含 Fe。钢的化学成分满足:Pcm=C+Si/30+Ni/60+(Mn+Cr+Cu)/20+Mo/15+V/10+5 B=0.24%，Nb+ V+Ti=0.115%。
[0036] 本实施例的一种调质型管线钢板及其制造方法如下： 1) 冶炼连铸工艺:在所述的KR工序中，入炉铁水P=0.120%，铁水脱硫处理后S=0.003%; 120t转炉冶炼时氧枪枪位时间2min，出钢时间6min，转炉终点温度控制在1650°C，VD/RH根 据目标成分加入微调合金，VD/RH保真空21min，钙处理后，软吹时间20min。在所述铸坯CCM 连铸控制工序中：连铸机应处于良好的工况，全程惰性气体保护浇铸，防止二次氧化。保持 中包、结晶器液面稳定，中包温度目标过热度精准控制在15°C，拉速恒定按照0.9m/min。适 时向中间包加入无碳覆盖剂;连铸坯:在所述的乳制连铸坯厚度为230_; 2) 乳制和矫直工艺:板坯出炉温度1180°C，粗乳开乳温度1100°C ;精乳开乳温度1000 °C，钢板厚度< 20mm时终乳温度880°C ;钢板厚度> 20mm时终乳温度890°C。钢板快速矫直， 矫直3道次，矫直速度120m/min，压下速度0~±3mm/sec。
[0037] 3)冷却工艺:钢板开冷温度800°C，终冷温度：<20mm 620°C;> 20mm 580°C。
[0038] 4)钢板剪切:钢板乳制完毕后45min进行头尾和两边剪切。
[0039] 5)钢板堆垛缓冷及调质热处理工艺：钢板堆垛缓冷时间为48h，钢板采用淬火+回 火调质处理，淬火:加热温度920°C ;保温时间1.7min/mm+20min。回火:加热温度700°C，保温 时间2.2min/mm。
[0040] 6)钢板低温恒温保温处理工工艺:钢板在回火后快速放入缓冷坑中进行恒温保温 处理，保温温度控制在200 °C，保温时间30min。
[0041 ] 7)经检测，本实例的主要韧性性能如表3: 表3
[0042] 实施例3 本实施例的一种调质型管线钢板是由以下质量百分比的组分制备而成:C:0.090%，Si: 0.35%，Mn:1.70%，P=0.004%，S=0.0015%，Nb:0.022%，Ti:0.021%，Mo:0.14%，Alt :0.035%，Ce: 0.018%，￥:0.032%。残余元素：〇1=0.001%，附=0.030%，0=0.002%，8=.0001%，其余部分包含 Fe。钢的化学成分满足：Pcm=C+Si/30+Ni/60+(Mn+Cr+Cu)/20+Mo/15+V/10+5 B=0.20%，Nb+ V+Ti=0.075%〇
[0043] 本实施例的一种调质型管线钢板及其制造方法如下： 1) 冶炼连铸工艺:在所述的KR工序中，入炉铁水P=0.090%，铁水脱硫处理后S=0.002%; 120t转炉冶炼时氧枪枪位时间1.5min，出钢时间5min，转炉终点温度控制在1645°C，VD/RH 根据目标成分加入微调合金，VD/RH保真空18min，钙处理后，软吹时间12min。在所述铸坯 CCM连铸控制工序中：连铸机应处于良好的工况，全程惰性气体保护浇铸，防止二次氧化。保 持中包、结晶器液面稳定，中包温度目标过热度精准控制在12°C，拉速恒定按照0.9m/min。 适时向中间包加入无碳覆盖剂;连铸坯:在所述的乳制连铸坯厚度为230mm; 2) 乳制和矫直工艺:板坯出炉温度1080°C，粗乳开乳温度1053°C ;精乳开乳温度950°C， 钢板厚度< 20mm时终乳温度850 °C ;钢板厚度> 20mm时终乳温度860 °C。钢板快速矫直，矫直 3道次，矫直速度135m/min，压下速度0~±2mm/sec 3) 冷却工艺:钢板开冷温度7982°C，终冷温度：<20mm 560°C;> 20mm 570°C。
[0044] 4)钢板剪切:钢板乳制完毕40min进行头尾和两边剪切。
[0045] 5)钢板堆垛缓冷及调质热处理工艺:钢板堆垛缓冷时间为30h，钢板采用淬火+回 火调质处理，淬火:加热温度900°C ;保温时间1.5min/mm+20min。回火:加热温度660°C，保温 时间 1.9min/mm。
[0046] 6)钢板低温恒温保温处理工工艺:钢板在回火后快速放入缓冷坑中进行恒温保温 处理，保温温度控制在180 °C，保温时间30min。
[0047] 7)经检测，本实例的主要韧性性能如表4: 表4
【主权项】
1. 一种调质型低温韧性管线钢板，其特征在于它的化学成分（按重量百分比）为：c: 0.08-0.11%,Si：0.25-0.45%,Μη：1.60~1.80%,Ρ < 0.006%,S < 0.003%,Nb:0.015-0.035%, Ti：0.010~0.030%,Mo:0.10-0.30%,Alt：0.015-0.045%,Ce:0.010-0.030%,V:0.030-0 · 050%，残余元素 ：Cu < 0 · 50%，Ni < 0 · 50%，Cr < 0 · 50%，B < 0 · 0005%，其余部分包含Fe，钢的 化学成分满足：Pcm=C+Si/30+Ni/60+(Mn+Cr+Cu)/20+Mo/15+V/10+5 0.24%，Nb+V+Ti < 0.15%〇2. -种调质型低温韧性管线钢板的制造方法，工艺步骤包括按权利要求1成分配比备 料KR-120t转炉冶炼-CAS-LF-VD/RH-CCM连铸-铸坯堆垛缓冷-铸坯加热-除鳞-乳 制-矫直-冷却-钢板快速下线高效剪切-钢板堆垛缓冷-钢板调质处理-钢板低温恒 温保温处理-检验入库等工序。3. 如权利要求2所述的调质型低温韧性管线钢板的制造方法，其特征在于:在所述的KR 工序中：铁水进行预脱硫处理，保证入炉铁水P < 〇 . 120%，铁水脱硫处理后S < 0.003%，在所 述120t转炉冶炼工序中：保证低氧枪枪位时间1~2min，以减少渣中FeO的含量，出钢时间 4.5-6分钟，出钢口不得散流，减少吸氮，转炉终点温度控制在1640°C_1650°C。4. 如权利要求2所述的调质型低温韧性管线钢板的制造方法，其特征在于：在所述的 CAS和LF工序中：CAS喂入铝线0.5~1.0m/t，根据钢水氧化性调整喂线量，CAS站吹氩时 间12 -15分钟;LF处理后钢水出站要求SS0.0015%，出站温度：1615-1645°C。5. 如权利要求2所述的调质型低温韧性管线钢板的制造方法，其特征在于:在所述VD/ RH工序中：根据目标成分加入微调合金，VD/RH保真空不低于15min，钙处理后，软吹时间2 10min〇6. 如权利要求2所述的调质型低温韧性管线钢板的制造方法，其特征在于:在所述铸坯 CCM连铸控制、铸坯堆垛缓冷工序中：连铸机应处于良好的工况，全程惰性气体保护浇铸，防 止二次氧化，保持中包、结晶器液面稳定，中包温度目标过热度精准控制在10~15°C，拉速 恒定按照0.9m/min，铸坯堆垛缓冷时间为48-60小时;在所述CCM连铸控制工序中：中间包目 标过热度控制：10~20 °C，适时向中间包加入无碳覆盖剂。7. 根据权利要求2所述的一种调质型低温韧性管线钢板的制造方法，其特征在于:在所 述板坯加热工序中，板坯出炉温度1050°01180°C ;在所述的乳制连铸坯厚度为230mm;在所 述的乳制和矫直工序中：粗乳开乳温度1030-1100°C ;精乳开乳温度< 1000°C，钢板厚度< 20mm时终乳温度820-880°C ;钢板厚度> 20mm时终乳温度800°C~890°C ;采取钢板快速矫 直，矫直3道次，矫直速度120~150m/min，压下速度0~±3mm/sec;在所述的冷却工序中：钢板 开冷温度>770°C，终冷温度：<20mm 550-620°C;> 20mm 500-580°C;在所述的钢板快速下 线高效剪切工序中：钢板乳制完毕后30_45min内进行头尾和两边剪切;在所述的钢板堆垛 缓冷和调质处理工序中：钢板堆垛缓冷时间为24h-48h;钢板采用淬火+回火调质处理，淬 火：加热温度900 ± 20°C ;保温时间1.2-1.7min/mm+20min，回火：加热温度620-700°C，保温 时间 1 · 8-2 · 2min/mm。8. 根据权利要求3所述的一种调质型低温韧性管线钢板的制造方法，其特征在于:在所 述的钢板低温恒温保温处理工序中：钢板在回火后快速放入缓冷坑中进行恒温保温处理， 保温温度控制在150 °C -200 °C，保温时间30min。
【文档编号】C22C38/08GK105821325SQ201610418422
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年6月15日
【发明人】牛延龙, 刘晓东, 刘志刚, 韩启彪, 于爽, 赵慧杰, 宋志超, 李柏君, 于彦飞, 高伟
【申请人】山东钢铁股份有限公司