[发明专利]一种具有优异冲击韧性的管线钢板的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢板的生产方法，具体的说是一种具有优异冲击韧性的管线钢板的生产方法。

背景技术

随着我国能源结构调整和环保需求，对天然气和石油等能源的需求不断增加。未来管线钢应用的关键在：服役于高压，深海，酸性的环境。服役环境的苛刻，也会对钢铁材料使用性能的要求也越来越高，如抗氢致裂纹、抗应力腐蚀开裂、极低温韧性等性能，这就对管线钢板对组织和成分的均匀性也提出更高的要求。

高性能的管线钢板要求有较高的洁净度，较高的铸坯成分均匀性和组织均匀性。当钢水具有较高洁净度，铸坯具有良好的内部质量时，再采取一些特殊的办法来获得含有更多韧性相组成的组织，在保证产品基本的使用性能的同时，可以有效提高钢板的冲击韧性。如美国专利US2008-0283161中公开提出通过热轧板在线调质处理获得良好的抗氢致开裂性能钢和强度值，但是调质以后获得贝氏体/马氏体/网状铁素体型组织，这种组织不是抗氢致裂纹最良好的组织形态，在专利中也只给出了抗拉和屈服强度值，并没有给出延伸率和冲击韧性值，表明该发明中的所涉及的方法获得的钢板的冲击韧性不稳定，不利于批量生产。

中国专利201110150172.3（CN 102230065 A）“一种提高管线钢低温冲击韧性的热处理工艺”中公开提出通过热轧板并热处理的方法获得良好的低温冲击韧性，但是该热处理的方法增加了生产成本的同时也增加了时间，同时冲击韧性值改善也不是特别明显。中国专利201110358173.7（CN 102382961 A）“一种保证横向冲击韧性的特厚钢板生产方法”中公开提出一种保证横向冲击韧性的特厚板方法，但是该方法也因为采用了热处理，增加了工序成本和时间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种具有优异冲击韧性的管线钢板的生产方法，使钢板组织为铁素体和针状铁素体型，并且基本上无粒状或者小岛的组织，并且具有非常优异的低温冲击韧性。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

一种具有优异冲击韧性的管线钢板的生产方法，管线钢板的成分按重量百分比为：C：0.02～0.07%，Si：0.10～0.40%，Mn：1.00～1.80%，P：≤0.015%，S≤0.0050%，Nb：0.030～0.060%，Ti：0.006～0.020%，Ni：≤0.30%，Al：0.012～0.050%，余量为Fe和杂质；

生产方法包括以下步骤：

㈠冶炼：采用铁水预处理-转炉冶炼-LF精炼-RH炉真空处理的工艺流程，喷Mg脱硫处理后要求铁水[S]≤0.005%；转炉终点成分按上述管线钢板的成分进行控制；LF炉精炼中钢水纯净度控制目标：[O]≤15ppm、[N]≤50ppm和[H]≤2ppm；RH真空处理真空保持时间≥20min；

㈡连铸：采用动态轻压下技术生产铸坯，中心偏析的程度大大减轻，压下量=3.5mm，固相率fs =0.75-1.2；

㈢加热：铸坯坯进入加热炉，铸坯的加热温度在至1150-1250℃，在炉时间为200～240min，出炉温度为1180-1250℃；

㈣轧制：采用两阶段轧制，粗轧温度为980～1150℃，精轧温度为900～950℃；随后层流冷却，冷却速率5～15℃/s；

管线钢板的组织为铁素体、珠光体和针状铁素体型组织，无或极少粒状或者小岛组织，组织的类型以软相铁素体为主。

这样，本发明通过，极低S、低P、O、N、H含量成分控制，钙处理的冶炼工艺，结合动态轻压下的浇注工艺，采用精确轧制和精确控制冷却的工艺，可提高钢板的韧性，有效降低了铸坯的中心宏观与微观偏析的级别，得到更多的韧性组织铁素体，提高了钢板冲击韧性性能。

首先，极低S、低P、O、N、H含量，钙处理的冶炼工艺保证了钢板内的夹杂物类型和尺寸得到有效控制，降低了因为形成大形长条的夹杂物而影响钢板的韧性；其次，采用动态轻压下的浇注工艺，将铸坯的内部质量得到改善，有效降低了铸坯的中心宏观与微观偏析的级别。最后采用精确的控轧工艺，在控冷阶段采用弱冷的方式控制为较小的冷却速度，得到更多的韧性组织铁素体，并且没有点状或者颗粒状的夹杂物。 

通过本发明的过控轧控冷后，钢板得到铁素体和针状铁素体型组织，基本上无粒状或者小岛组织，组织的类型以软相铁素体为主，对改善韧性有利，这些组织类型有利于提高冲击韧性。

本发明具有如下优点：