X80管线钢卷板的热轧工艺[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号(10)申请公布号 CN 104726665 A (43)申请公布日(43)申请公布日 2015.06.24

(21)申请号 201510157835.2(22)申请日 2015.04.03

(71)申请人首钢总公司

地址100041 北京市石景山区石景山路68

号(72)发明人牛涛 吴新朗 李明 李飞

武军宽 陈斌 江潇 刘锟缪成亮 王学强 姜永文 于晨徐伟 张彩霞 安成钢(74)专利代理机构北京华沛德权律师事务所

11302

代理人刘杰

权利要求书1页 说明书4页 附图2页

(51)Int.Cl.

C21D 8/02(2006.01)

(54)发明名称

X80管线钢卷板的热轧工艺(57)摘要

本发明公开了一种X80管线钢卷板的热轧工艺，解决了现有技术中生产厚度≥20mm的X80管线钢卷板时DWTT性能稳定性较差的问题。该热轧工艺包括：经过板坯加热步骤、粗轧步骤、精轧步骤、轧后冷却步骤和卷取步骤，所述粗轧步骤中：进行5～8道次粗轧，其中，倒数第二道次的轧制温度≤980℃，所述倒数第二道次的压下量≥20％，末道次的轧制温度≤950℃，所述末道次的压下量≥23％；所述精轧步骤中：精轧入口温度≤920℃，精轧累计压下量≥62％，精轧终轧温度为Ar3+0～30℃，其中，所述Ar3为相变温度；所述轧后冷却步骤中：经过超快冷系统进行超快冷却，其中，超快冷终冷温度为480～560℃，平均冷却速度≥40℃/s，卷取温度为200～400℃。实现了在保证钢卷强度的同时有效提高了DWTT断裂韧性。

C N 1 0 4 7 2 6 6 6 5 A CN 104726665 A

权 利 要 求 书

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1.一种X80管线钢卷板的热轧工艺，经过板坯加热步骤、粗轧步骤、精轧步骤、轧后冷却步骤和卷取步骤，其特征在于，

所述粗轧步骤中：进行5～8道次粗轧，其中，倒数第二道次的轧制温度≤980℃，所述倒数第二道次的压下量≥20％，末道次的轧制温度≤950℃，所述末道次的压下量≥23％；

所述精轧步骤中：精轧入口温度≤920℃，精轧累计压下量≥62％，精轧终轧温度为Ar3+0～30℃，其中，所述Ar3为相变温度；

所述轧后冷却步骤中：经过超快冷系统进行超快冷却，其中，超快冷终冷温度为480～560℃，平均冷却速度≥40℃/s。

2.如权利要求1所述的热轧工艺，其特征在于，所述卷取步骤中：卷取温度为200～400℃。

3.如权利要求1所述的热轧工艺，其特征在于，所述粗轧步骤中：采用双机架轧机，共进行5～8道次粗轧。

4.如权利要求1所述的热轧工艺，其特征在于，所述粗轧步骤后形成的中间坯的厚度为58～60mm。

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说 明 书

X80管线钢卷板的热轧工艺

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技术领域

[0001]

本发明属于热轧工艺领域，尤其涉及一种X80管线钢卷板的热轧工艺。

背景技术

随着石油、天然气工业的发展，管线钢的需求量日益增大，其开采区一般在偏远地区，环境恶劣，长距离运输过程中地貌结构复杂，服役条件日益恶化。同时，为了降低管道工程的造价，长距离管线向高压、大口径发展。因此目前管线钢正朝着厚规格、高钢级、高强韧性的方向发展。

[0003] DWTT(drop weight tear test，落锤撕裂试验)性能是输气管线钢质量要求的一个重要和必备的指标。这是由于随着厚度的增加，高钢级管线钢的CVN(Charpy V-notched Impact test，V型缺口冲击试验)性能与塑性裂纹扩展的相关性已经不再明显，而采用全厚度的DWTT性能评价方式能够更真实、更准确地反应材料的断裂韧性。但DWTT性能对钢卷厚度十分敏感，研究表明，对于X80管线钢，当厚度超过15mm时，低温DWTT性能变得极不稳定。特别是对于热连轧钢卷的生产，其中间坯在精轧入口的厚度限制通常只有58～60mm，奥氏体变形不足难以达到足够的晶粒细化效果。[0004] 目前，针对管线钢提高DWTT性能的热轧工艺仅仅能针对厚度小于20mm的卷板生产，而现有技术用于生产厚度≥20mm的X80管线钢卷板时，仍然会存在DWTT性能稳定性较差的问题。

[0002]

发明内容

本发明的目的在于提供一种X80管线钢卷板的热轧工艺，解决现有技术中生产厚

度≥20mm的X80管线钢卷板时DWTT性能稳定性较差的问题。[0006] 本发明所提供的管线钢卷板的热轧工艺，经过板坯加热步骤、粗轧步骤、精轧步骤、轧后冷却步骤和卷取步骤，所述粗轧步骤中：进行5～8道次粗轧，其中，倒数第二道次的轧制温度≤980℃，所述倒数第二道次的压下量≥20％，末道次的轧制温度≤950℃，所述末道次的压下量≥23％；所述精轧步骤中：精轧入口温度≤920℃，精轧累计压下量≥62％，精轧终轧温度为Ar3+0～30℃，其中，所述Ar3为相变温度；所述轧后冷却步骤中：经过超快冷系统进行超快冷却，其中，超快冷终冷温度为480～560℃，平均冷却速度≥40℃/s。

[0007] 优选的，所述卷取步骤中：卷取温度为200～400℃。[0008] 优选的，所述粗轧步骤中：采用双机架轧机，共进行5～8道次粗轧。[0009] 优选的，所述粗轧步骤后形成的中间坯的厚度为58～60mm。[0010] 本发明的技术方案从粗轧步骤、精轧步骤和冷却步骤的细节控制出发进行热轧工艺的改进，从而围绕奥氏体组织的细化与变形开展，同时细化室温铁素体组织，实现了在保证钢卷强度的同时有效提高DWTT断裂韧性。从而通过本发明所提供的热轧工艺能够在厚度规格提高的情况下仍然能保持良好的DWTT性能，进而应用本发明所提供的热轧工艺能

[0005]

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说 明 书

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生产出更厚规格的热轧钢板卷。附图说明

图1为本发明实施例2中的热轧工艺生产出的X80管线钢卷板的奥氏体组织；[0012] 图2为现有热轧工艺生产出的X80管线钢卷板的奥氏体组织。

[0011]

具体实施方式

[0013] 本发明实施例提供了一种X80管线钢卷板的热轧工艺，解决了现有技术中生产厚度≥20mm的X80管线钢卷板时DWTT性能稳定性较差的问题，总的思路如下：[0014] 本发明的技术方案从粗轧步骤、精轧步骤和冷却步骤的细节控制出发进行热轧工艺的改进，从而围绕奥氏体组织的细化与变形开展，同时细化室温铁素体组织，实现了在保证钢卷强度的同时有效提高DWTT断裂韧性。从而通过本发明所提供的热轧工艺能够在厚度规格提高的情况下仍然能保持良好的DWTT性能，进而应用本发明所提供的热轧工艺能生产出更厚规格的热轧板卷。

[0015] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0016] 本发明所提供的管线钢卷板的热轧工艺，包括如下步骤：[0017] A、板坯加热步骤：在保证微合金元素充分固溶的情况下控制奥氏体晶粒尺寸，具体实施过程中，板坯加热步骤的具体参数可以参考现有技术，为了说明书的简洁，本文不进行赘述。[0018] B、粗轧步骤：为了完成奥氏体充分的再结晶并增加变形的渗透效果，本发明实施例进行5～8道次粗轧。由于奥氏体在粗轧在温度较低、坯厚较薄时形变的渗透效果更好，本发明实施例的技术方案在于改进最后两道次的变形工艺。具体而言，倒数第二道次的轧制温度≤980℃，倒数第二道次的压下量≥20％，末道次的轧制温度≤950℃，末道次的压下量≥23％。[0019] C、精轧步骤：精轧入口温度≤920℃，精轧累计压下量≥62％，精轧终轧温度为Ar3+0～30℃，其中，Ar3为相变温度。优选的，粗轧步骤后形成的中间坯的厚度为58～60mm。通过该精轧步骤提高了奥氏体的压扁程度，尽可能的增加了精轧压缩比。[0020] D、轧后冷却步骤；经过超快冷系统进行超快冷却，其中，超快冷终冷温度为480～560℃，平均冷却速度≥40℃/s。从而弥补了轧制中奥氏体形变与细化的不足，充分细化了铁素体组织，并充分利用超快冷速细化了组织中的MA岛等硬相组织。[0021] E、卷取步骤：卷取温度为200～400℃。[0022] 优选的，在具体实施过程中采用双机架轧机进行粗轧步骤，一共进行5～8道次粗轧。

下面提供X80钢级的管线钢卷板的热轧工艺具体的实施例，但是不用于限制本发

明，本领域技术人员还可以根据本发明技术方案得出其他实施例。[0024] 实施例1：

[0023]

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说 明 书

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钢1：碳含量为0.055％，铌含量为0.08％，钼含量为0.15％，铜镍含量分别为0.12％，以及还包括其他合金元素。[0026] 热轧工艺包括如下步骤：[0027] A、板坯加热步骤：在保证微合金元素充分固溶的情况下控制奥氏体晶粒尺寸：将板坯装入加热炉中加热，均热时间为50min，加热温度到1190℃。[0028] B、粗轧工艺：将经过A步骤加热的板坯送入双机架轧机进行粗轧，一粗轧的道次数为3道次，二粗轧的道次数为5道次。其中，二粗轧的第四道次(即R2-4)的压下量为21％，变形温度为970℃；粗轧末道次(R2-5)的压下量为23％，变形温度为930℃。[0029] C、精轧步骤：精轧入口温度为920℃，送入精轧入口的中间坯的厚度为58mm，累计压下量为63％，终轧温度810℃，其中，相变温度Ar3温度约为780℃。[0030] D、轧后冷却步骤：超快冷终冷温度为520℃，平均冷却速度≥40℃/s。[0031] E、卷取步骤：卷取温度为200～400℃。

[0032] 本实施例1生产出的产品为厚度21.4的X80管线钢卷板，该21.4X80管线钢卷板的DWTT性能见表1中钢1。[0033] 实施例2：[0034] 钢2：碳含量为0.05％，铌含量为0.075％，钼含量为0.15％，铜镍含量分别为0.15％，以及其他合金元素。

[0035] 热轧工艺包括如下步骤：[0036] A、板坯加热步骤：在保证微合金元素充分固溶的情况下控制奥氏体晶粒尺寸：将板坯装入加热炉中加热，均热时间为50min，加热温度到1195℃。[0037] B、粗轧步骤：将经过A步骤加热的板坯送入双机架轧机进行粗轧，一粗轧的道次数为3道次，二粗轧的道次数为5道次。其中，二粗轧的第四道次(即R2-4)的压下量为22％，轧制温度为970℃；二粗轧的第五道次(即R2-5，末道次)，的压下量为24％，轧制温度为930℃。[0038] C、精轧步骤：精轧入口温度为920℃，精轧入口的中间坯厚度为58mm，精轧累计压下量为62％，终轧温度为810℃，其中，相变温度Ar3约为780℃。[0039] D、轧后冷却步骤，超快冷终冷温度为500℃，平均冷却速度≥40℃/s。[0040] E、卷取步骤：卷取温度为200～400℃。

[0041] 本实施例2生产出的产品为厚度22mm的X80管线钢卷板，该22mm X80管线钢卷板的DWTT性能见表1中钢2。[0042] 表1、本发明与现有工艺生产出的产品的DWTT性能对比。

[0043]

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说 明 书

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表1中DWTT试验结果为采用ZCJ－40000型落锤试验机进行试验所得。通过上述试验结果可以看出，本发明中的热轧工艺与现有热轧工艺相比，可以有效提高厚规格X80的DWTT性能，尤其在规格提高的情况下仍能保证良好甚至更好的DWTT性能。

[0045] 参考图1所示的实施例2中的热轧工艺生产出的厚度为22mm的管线钢卷板的奥氏体组织，以及图2所示的现有热轧工艺生产出的18.4mm的管线钢卷板的奥氏体组织，由图1和图2的对比可以看出，采用本发明热轧工艺可以细化奥氏体压扁程度，具体的，实施例2相比现有热轧工艺，奥氏体厚度由6.9μm细化至5.2μm左右，从根本上提高了DWTT性能。

[0046] 同时，通过试验可以证明，本发明的热轧工艺中采超快冷的工艺步骤，钢卷表面、1/4处和心部的晶粒度差别能够控制在1μm以内，使得晶粒组织在厚度方向上组织均匀化效果较好。

[0047] 可见，在实际应用中利用本发明中的技术方案可以生产出厚规格X80管线钢卷板的工艺切实可行，效果显著。

[0048] 尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。[0049] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

[0044]

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说 明 书 附 图

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图1

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说 明 书 附 图

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图2

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