[發(fā)明專利]一種X80管線鋼埋弧焊絲用鋼盤條的生產(chǎn)方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010602308.5
• 申請日: 2010-12-13
• 公開（公告）號: CN102161139A
• 公開（公告）日: 2011-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳延清;郭占山;張飛虎;許良紅;董現(xiàn)春;鞠建斌;張熹;齊建;陳宏;許東利
• 申請（專利權(quán)）人: 首鋼總公司
• 主分類號: B23K35/40
• 分類號: B23K35/40;B21B1/46;C21C5/28;C21C7/06;C21C5/36;B22D11/115
• 代理公司: 北京華誼知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于焊絲用鋼技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種X80管線鋼埋弧焊絲用鋼盤條的生產(chǎn)方法，含Zr管線鋼埋弧焊絲用鋼SGM-80盤條的生產(chǎn)方法，適用于含Zr的X80管線鋼埋弧焊絲用鋼盤條SGM-80(以下簡稱SGM-80)的生產(chǎn)。

背景技術(shù)

隨著世界經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對石油、天然氣的需求日益增加，預(yù)計在未來10～15年內(nèi)，石油天然氣的需求量將增加一倍。作為石油、天然氣的一種經(jīng)濟(jì)、安全、不間斷的長距離輸送工具，油氣管線采用高壓輸送及選用高鋼級管材，可以大量節(jié)約管線建設(shè)和運(yùn)行成本，是油氣管線發(fā)展的主要趨勢。我國2008年初啟動的西氣東輸二線國家重點管線建設(shè)項目，設(shè)計壓力12MPa，由1條干線和8條支干線構(gòu)成。該工程總里程將達(dá)到9102km，主干線全部采用高鋼級、大口徑、大壁厚的Φ1219mmX80級鋼管，主干線需用X80管線鋼約355×10⁴t，是當(dāng)今世界上鋼級最高、長度最長、技術(shù)含量最高的天然氣管線。

X80管線鋼具有較高的強(qiáng)韌性，要求與其配套的焊接材料也要具有高強(qiáng)度、高韌性，以保證焊縫金屬力學(xué)性能指標(biāo)能夠滿足X80管線鋼的使用性能要求，與其配套的焊接材料要求在提高強(qiáng)度的同時還有較好的低溫韌性，即：焊縫抗拉強(qiáng)度≥625MPa；-10℃焊縫沖擊吸收功單個值≥60J，平均值≥80J；剪切面積單個值≥30％，平均值≥40％；焊縫維氏硬度≤280HV₁₀。

隨著焊縫金屬的強(qiáng)度提高，其韌性有所下降，因此，為了提高X80管線鋼埋弧焊縫的低溫沖擊韌性和沖擊韌性的穩(wěn)定性，在X80管線鋼埋弧焊絲成分設(shè)計中加入了微合金元素Zr，在電弧氣氛中，Zr參與脫氧反應(yīng)生成的ZrO₂，同時Zr也能形成穩(wěn)定的高熔點的ZrN。在焊接冷卻過程中，表面富集高熔點Zr的復(fù)合夾雜物作為鐵素體的形核核心，促進(jìn)了針狀鐵素體的形成，提高了焊縫金屬低溫沖擊韌性和沖擊韌性的穩(wěn)定性；Zr屬于過渡金屬一族，具有較高的活性，冶煉難度大，在實芯焊絲中很少加入，Zr作為微合金元素一般在焊縫金屬低溫韌性要求高的焊條藥皮和藥芯焊絲粉劑中加入。Zr的加入增加了焊絲用鋼盤條生產(chǎn)難度，Zr由于其具有較高的活性，與氧的親和力較Al弱、較Ti強(qiáng)，Zr易氧化生成的ZrO₂，熔點可達(dá)到2700℃，高熔點的ZrO₂的析出及其與水口內(nèi)壁組分發(fā)生吸熱反應(yīng)導(dǎo)致鋼水在水口中提前冷凝而堵塞水口。

SGM-80是用來生產(chǎn)X80管線鋼埋弧焊絲的盤條，該鋼種合金元素種類多、合金含量高，屬于低C、低Si、低S、低P、含Ti、B、Zr等活潑元素的焊絲用鋼，鋼水流動性較其它鋼種差，高熔點氧化物生成量多，鋼水溫降大，易出現(xiàn)水口堵塞問題。而且該鋼種以盤條的化學(xué)成分交貨，要求化學(xué)成分均勻、鋼質(zhì)純凈、強(qiáng)度適中、斷面收縮率高等質(zhì)量特點，生產(chǎn)難度大，對各生產(chǎn)工序要求非常嚴(yán)格，控制不當(dāng)會引起水口堵塞，影響生產(chǎn)的連續(xù)性。用小方坯連鑄生產(chǎn)X80管線鋼埋弧焊絲用鋼盤條技術(shù)要點是：嚴(yán)格控制轉(zhuǎn)爐鋼水和廢鋼，降低鋼水P含量；保證精煉效果，減少夾雜和降低鋼中硫含量；采用專用防套眼水口，穩(wěn)定澆鑄，得到表面和內(nèi)部質(zhì)量良好的連鑄坯；控制軋制和冷卻，生產(chǎn)出組織均勻、強(qiáng)度低、塑性高、表面質(zhì)量好的盤條。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種X80管線鋼埋弧焊絲用鋼盤條的生產(chǎn)方法，含Zr管線鋼埋弧焊絲用鋼盤條的生產(chǎn)，采用小方坯連鑄和控軋控冷工藝穩(wěn)定地生產(chǎn)X80管線鋼埋弧焊絲用鋼盤條SGM-80。在保證工藝順行的前提下，通過夾雜物改性減小其尺寸，采用合理的連鑄工藝參數(shù)控制連鑄坯中心偏析和縮孔，通過微合金化和控制相變冷卻技術(shù)來改進(jìn)組織性能，生產(chǎn)出性價比高的產(chǎn)品。

本發(fā)明采用130mm×130mm小方坯連鑄和控軋控冷工藝生產(chǎn)X80管線鋼埋弧焊絲用鋼盤條SGM-80的方法，工藝包括鐵水預(yù)脫硫→轉(zhuǎn)爐冶煉→擋渣出鋼→鋼包脫氧及合金化→鋼包渣改質(zhì)→LF鋼包精煉→喂Si-Ca線→鋼包底吹氬軟吹→130mm×130mm小方坯全保護(hù)澆鑄→加熱→控制軋制→控制冷卻→檢驗、出廠；其特征在于，控制如下工藝參數(shù)：

(1)轉(zhuǎn)爐采用雙渣操作，終點碳按≤0.04％控制，終點磷按≤0.007％控制，出鋼溫度按1660-1690℃控制，擋渣出鋼，控制渣厚在50mm～70mm；

(2)采用Si-Al-Ba、鋁鐵、鋁粒進(jìn)行復(fù)合終脫氧，Si-Al-Ba加入量2.5～3.5kg/t鋼，鋁鐵加入量0.5～1.5kg/t鋼，鋁粒加入量0.3～0.8kg/t鋼；