一種管線鋼冷卻工藝控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種管線鋼冷卻工藝控制方法，該方法包括將粗軋精軋后的管線鋼以30℃/s～80℃/s的冷卻速度快速冷卻至450℃～550℃，然后空冷12s～25s，最后層流冷卻至440℃～480℃后卷取。此種方法工藝控制簡單，可以避免管線鋼表面黑斑引起的溫度檢測失真問題，得到綜合性能良好的管線鋼產品。
【專利說明】一種管線鋼冷卻工藝控制方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于熱連軋板帶生產【技術領域】，更具體地說，涉及一種管線鋼冷卻工藝控制的方法。
【背景技術】
[0002]管線鋼是長距離輸送石油最經濟的運輸方式，對于向高強度、大口徑發展的管線鋼的強度等安全性要求更加突出。管線鋼應當具有高強度、高韌性、抗脆斷等性能。
[0003]為了實現上述目的，已經對管線鋼的制造方法進行了各種研究。中國科學院金屬研究所的趙明純等發表的《控制熱加工下管線鋼中針狀鐵素體的形成》公開了一種制造方法，其中，初軋溫度為1100°c.終軋溫度900°C，在20-30°C /s冷卻速度范圍內冷卻至500°C卷取就可以獲得針狀鐵素體組織，從而提高鋼的強度。另外，第CN1626688號中國專利公開了一種提高現有針狀鐵素體管線鋼抗硫化氫的方法，其中，當針狀鐵素體管線鋼冷卻到550~650°C時，在此溫度范圍保溫I~10小時，生產出具有更優良的抗硫化氫性能和更高的強度，且韌性基本保持不變，顯微組織更加均勻，組織形態也基本不變。
[0004]另外，目前管線鋼的控制冷卻通常采用間斷式加速冷卻和連續式加速冷卻。間斷式加速冷卻在軋制后噴水冷卻至400-600°C后空冷；連續式加速冷卻在軋制后將鋼板控制噴水冷卻至室溫。然而，這些處理方法獲得的管線鋼的強度難以滿足要求，冷卻過程中，由于管線鋼鋼卷頭部、尾部溫度波動大，因此管線鋼頭部、中部、尾部力學性能穩定性不高，并且在熱軋后的冷卻過程中可能在鋼表面形成氣膜，影響冷卻效果或者形成表面黑斑，從而引起溫度檢測誤差。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供`一種管線鋼冷卻工藝控制方法。
[0006]為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案:
[0007]根據本發明的一種管線鋼冷卻工藝控制方法，所述方法包括以下步驟:
[0008](I)快速冷卻:所述管線鋼經精軋、終軋后，以30°C /s~80°C /s的冷卻速度快速冷卻至450°C~550°C ；
[0009](2)空冷:所述管線鋼經快速冷卻后空冷12s~25s ；
[0010](3)層流冷卻:所述管線鋼經空冷后進行層流冷卻至440°C~480°C，然后進行卷取。
[0011 ] 根據本發明的一方面，管線鋼的型號可為X70或X80。
[0012]根據本發明的一方面，管線鋼經過快速冷卻、空冷和層流冷卻的步驟后，組織可為針狀鐵素體，局部彌散分布馬氏體-奧氏體組織。
[0013]根據本發明，可以取得但不限于以下有益效果:
[0014](I)避免管線鋼表面黑斑引起的溫度檢測失真問題；
[0015](2)生產出組織為均勻鐵素體，局部彌散分布馬氏體-奧氏體組織的X70和X80高級管線鋼；
[0016](3)通過快速冷卻及層流冷卻步驟，可精確控制管線鋼鋼卷頭部、尾部溫度波動，生產出管線鋼頭部、中部、尾部力學性能穩定、優良的產品；
[0017](4)工藝控制簡單、適應性強、生產周期短、成本低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是X80管線鋼經本發明冷卻工藝控制后得到的均勻鐵素體組織。
【具體實施方式】
[0019]以下結合具體實施例對根據本發明的管線鋼冷卻工藝控制方法進行詳細說明。
[0020]根據本發明的管線鋼冷卻工藝控制方法，所述方法包括以下步驟:
[0021](I)快速冷卻:所述管線鋼經精軋、終軋后，以30°C /s~80°C /s的冷卻速度快速冷卻；
[0022](2)空冷:所述管線鋼經快速冷卻后空冷12s~25s ；
[0023](3)層流冷卻:所述管線鋼經空冷后進行層流冷卻，然后進行卷取。
[0024]在步驟(1)中，管線鋼以30°C /s~80°C /s的冷卻速度快速冷卻。高級別管線鋼X70和X80中含有Mn、Mo等元素，隨著冷卻速度的提高，先共析鐵素體和珠光體轉變被抑制，組織中開始出現針狀鐵素體， 提高管線鋼的強度。另外，快速冷卻可打破冷卻水噴灑在熱鋼板上形成的汽膜，不但可以提高冷卻效率促進針狀鐵素體的形成，還可以使鋼板表面與空氣完全接觸形成致密均勻的氧化層，消除由于表面黑斑引起的溫度檢測誤差。若冷卻速度低于30°C /s，則最終不能得到均勻的鐵素體組織，導致管線鋼強度較低。若冷卻速度高于800C /s，則會造成能耗的浪費。
[0025]在步驟(1)中管線鋼以30°C /s~80°C /s的冷卻速度冷卻至450°C~550°C。若管線鋼被冷卻的溫度高于550°C，則組織中存在部分先共析鐵素體和珠光體組織，最終得不到均勻的鐵素體以及局部彌散分布馬氏體-奧氏體組織，導致管線鋼強度較低；若管線鋼被冷卻的溫度低于450°C，則不能為接下來的空冷及最后的層流冷卻步驟提供足夠的時間，得不到均勻的鐵素體以及局部彌散分布馬氏體-奧氏體組織，并且不利于最后的板形卷取。
[0026]在步驟(2)中，管線鋼經快速冷卻后空冷12s~25s的目的是為管線鋼的組織相變提供足夠的時間，最終能得到均勻的鐵素體組織，局部彌散分布馬氏體-奧氏體組織。
[0027]在步驟(3)中管線鋼以層流冷卻的方式冷卻至440°C~480°C。若管線鋼被冷卻的溫度高于480°C，先共析鐵素體和珠光體的轉變沒有被有效抑制，還存在部分先共析鐵素體和珠光體組織，因此降低了管線鋼的強度；若管線鋼被冷卻的溫度低于440°C，則管線鋼的彈性過大，不利于管線鋼板形卷取，存在安全隱患。
[0028]圖1中示出了 X80管線鋼經本發明冷卻工藝控制后得到的金相圖。如圖1中所示，該X80管線鋼具有均勻鐵素體組織，因此管線鋼的強度可得到明顯提高。
[0029]以下結合具體示例對根據本發明的管線鋼冷卻工藝控制方法進行詳細說明。
[0030]示例 I
[0031]管線鋼型號為X80級管線鋼，規格為21.4mmX 1800mm (厚度X寬度)，經粗軋精軋后，首先采用40°C /s的冷卻速度快速冷卻至500°C，然后空冷18s，最后再層流冷卻至 480°C后卷取。經檢測，其力學性能為 Rt0.5:567MPa, Rm:697MPa, A50:45.5%，-20°C Akv:371J, -15。。DffTT 剪切面積 SA%:97.23%。
[0032]對比例I[0033]管線鋼型號為X80級管線鋼，規格為21.4mmX 1800mm (厚度X寬度)，經粗軋精軋后，采用常規前段冷卻方式冷卻至480°C后卷取。經檢測，其力學性能為Rta5:525MPa，Rm:607MPa, A50:44.5%, -20°C Akv:362J, -15。。DffTT 剪切面積 SA%:96.49%。
[0034]示例 2:
[0035]管線鋼型號為X80級管線鋼，規格為16.5mmX 1550mm (厚度X寬度)，經粗軋精軋后，首先采用60°C /s的冷卻速度快速冷卻至450°C，然后空冷25s，最后再層流冷卻至 440°C后卷取。經檢測，其力學性能為 Rt0.5:615MPa, Rm:714MPa, A50:46.5%，-20°C Akv:325J, -15°C DffTT 剪切面積 SA%:98.71%。
[0036]對比例2
[0037]管線鋼型號為X80級管線鋼，規格為16.5mmX 1550mm (厚度X寬度)，經粗軋精軋后，采用常規前段冷卻方式冷卻至440°C后卷取。經檢測，其力學性能為Rta5:566MPa，Rm:653MPa, A50:45.0%, -20°C Akv:288J, -15。。DffTT 剪切面積 SA%:97.08%。
[0038]示例 3:
[0039]管線鋼型號為X70級管線鋼，規格為14.6mmX 1550mm (厚度X寬度)，經粗軋精軋后，首先采用WV /s的冷卻速度快速冷卻至550°C，然后空冷20s，最后再層流冷卻至 530°C后卷取。經檢測，其力學性能為 Rt0 5:531MPa, Rm:647MPa, A50:46.5%，-20°C Akv:383J, -15°C DffTT 剪切面積 SA%:100%。
[0040]對比例3
[0041]管線鋼型號為X70級管線鋼，規格為14.6mmX 1550mm (厚度X寬度)，經粗軋精軋后，采用常規前段冷卻方式冷卻至530°C后卷取。經檢測，其力學性能為Rta5:497MPa，Rm:604MPa, A50:45.5%, -20°C Akv:361J, -15°C DffTT 剪切面積 SA%:99.33%。
[0042]通過以上示例及對比例可以明顯看出，根據本發明的示例1、示例2和示例3的管線鋼分別與對比例1、對比例2和對比例3的管線鋼相比，其Rta5、Rm、A50, -20°C Akv以及-15°C DffTT剪切面積SA%均有明顯提高。因此，利用本發明的示例性實施例的管線鋼冷卻工藝控制方法得到的管線鋼具有改善了的綜合力學性能(例如強度及韌性)。
[0043]雖然已經參照附圖詳細地描述了本發明的示例性實施例，但是本領域技術人員應當理解，在不脫離如權利要求書所限定的本發明的精神和范圍的情況下，可以對這些實施例進行形式和細節上的各種改變。
【權利要求】
1.一種管線鋼冷卻工藝控制方法，所述方法包括以下步驟: (1)快速冷卻:所述管線鋼經精軋、終軋后，以30°c/s~80°C /s的冷卻速度快速冷卻至 450°C~550°C ； (2)空冷:所述管線鋼經快速冷卻后空冷12s~25s； (3)層流冷卻:所述管線鋼經空冷后進行層流冷卻至440°C~480°C，然后進行卷取。
2.根據權利要求1所述的管線鋼冷卻工藝控制方法，其特征是管線鋼的型號為X70或X80。
3.根據權利要求1所述的管線鋼冷卻工藝控制方法，其特征是管線鋼經過快速冷卻、空冷和層流冷卻的步驟后，組 織為針狀鐵素體，局部彌散分布馬氏體-奧氏體組織。
【文檔編號】C21D8/10GK103484641SQ201310400716
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月5日 優先權日:2013年9月5日
【發明者】葉曉瑜, 張開華, 王登剛, 翁建軍, 劉燕 申請人:攀鋼集團西昌鋼釩有限公司, 攀鋼集團研究院有限公司