[发明专利]一种高强度低夹杂管线钢的生产方法

摘要

本发明公开了一种高强度低夹杂管线钢的生产方法，管线钢含有少量成分，包括C、Si、Mn、P、S、Nb、V、Ti、Al、Cr、Mo、Ni、Cu、W、Hf、稀土（La+Ce）、B、N，余量为Fe和不可避免的杂质元素，钢板卷取之后的组织以面积率统计为93‑95%的针状铁素体和1‑2%的多边形铁素体和3‑5%的马氏体，平均晶粒尺寸2‑5μm；热处理之后的组织中回火马氏体面积率占90‑95%，2‑3%的细小铁素体和5‑6%的回火贝氏体；热处理之后的屈服强度为950‑1060MPa，抗拉强度为1080‑1250MPa，‑20℃冲击韧性为220‑240J，延伸率为17‑19%。

主权项

1.一种高强度低夹杂管线钢的生产方法，其特征在于：管线钢成分是C 0.065‑0.07％、Si 0.1‑0.2％、Mn 1.75‑1.78％、P≤0.015％、S≤0.005％、Nb 0.04‑0.06％、V 0.02‑0.03%、Ti 0.001‑0.005％、Al≤0.050％、Cr 0.5‑0.65％、Mo 0.25‑0.3％、Ni 0.3‑0.35％、Cu 0.15‑0.19％、W 0.005‑0.008%、Hf 0.0001‑0.005%、稀土（La+Ce）0.0001‑0.0005%、La∶Ce 质量比是4‑5∶1、B 0.0001‑0.0005％、N 0.001‑0.005%，余量为Fe和不可避免的杂质元素，钢板卷取之后的组织以面积率统计为93‑95%的针状铁素体和1‑2%的多边形铁素体和3‑5%的马氏体，平均晶粒尺寸2‑5μm；热处理之后的组织中回火马氏体面积率占90‑95%，2‑3%的细小铁素体和5‑6%的回火贝氏体；热处理之后的屈服强度为950‑1060MPa，抗拉强度为1080‑1250MPa，‑20℃冲击韧性为220‑240J，延伸率为17‑19%；工艺路线包括：铁水脱硫处理→转炉冶炼→LF精炼→RH精炼→连铸→轧制→卷取→热处理；核心步骤如下：（1）铁水脱硫处理；（2）转炉冶炼：选取铁水和S含量≤0.005%、C含量≤0.08%的废钢，铁水与废钢的质量比是9∶1，先加铁水，后加废钢，采用双渣操作，转炉底吹氩气和氮气，前期氮气强度为0.12‑0.16 Nm3/min*t‑1，后期氩气流量为0.10‑0.14 Nm3/min*t‑1，碳含量目标≤0.04％，磷含量≤0.015％，出钢温度为1600‑1620℃；采用挡渣塞、挡渣棒双挡渣出钢；出钢过程加5‑5.5kg/t的石灰和1.5‑2kg/t的萤石造渣；（3）LF精炼工艺：先加入0.2‑0.25kg/t的铝线、0.5‑1kg/t的萤石、1‑2kg/t的石灰，先控制底吹氩流量在500‑550L/min直到石灰熔化后调整为180‑190L/min，炉渣完全白渣后停止通电，造白渣目标成分：CaO 50％，SiO2 30％，Al2O3 17％，MgO 3％，FeO+Fe2O3+MnO≤1.0％；大力搅拌脱硫，控制底吹氩流量在800‑850L/min，在此状态下搅拌11‑13min，之后控制底吹氩流量在160‑170L/min，在此状态下搅拌12‑14min，再次通电调整熔池温度便于出钢，软吹停止吹氩，结束LF精炼；RH精炼：在不吹氧的条件下抽真空进行自然脱碳，提升Ar流量800‑850NL/min，进行钢水脱氢，保证深真空处理时间≥12min，加入0.01‑0.03kg/t的铝镁锰复合脱氧剂脱除钢水中多余的氧，然后用低碳锰铁、硅铁和超低碳合金对钢水进行合金化，最后一批合金调整完成之后，要求真空处理时间为8‑10min，期间测温、取样、微调成份；真空结束进行定氢；每炉钢水喂入SiCa线，并保证钢水中Ca含量在25～30ppm之间，根据钢中钙含量调整；吊包前对钢水进行软吹，软吹氩气流量控制在50‑60L/min，渣面不吹开，保证钢水软吹时间12‑13min；软吹后静置3‑4min；（4）连铸工艺：全程吹氩保护，避免钢水氧化，控制连铸过程增氮；采用中包覆盖剂避免钢水裸露，二冷水按照低碳合金钢配水模式，选用低碳合金保护渣；得到厚度为120mm的板坯；（5）加热和轧制：将厚度为120mm的板坯装进加热炉，加热温度1180～1185℃，加热时间100‑110min，粗轧第一阶段为奥氏体再结晶区轧制，开轧温度为1060～1070℃，单道次压下率＞12％，末道次压下率≥25％，粗轧第二阶段为奥氏体未再结晶区轧制，精轧开轧温度≤850℃，终轧温度为690～700℃，精轧压缩比≥4，累计压下率≥85％，最终板厚为15‑20mm的钢板；（6）冷却和卷取：将板厚为15‑20mm的钢板进入层流冷却区域，以35～38℃/s的冷却速度冷却至330～350℃，之后卷取；（7）热处理：将钢板加热到945‑955℃，保温0.5‑1h，之后进行淬火处理；之后加热到595‑605℃进行回火处理，回火保温时间为60~70min，随后空气冷却。