X65管線鋼鑄坯角部橫裂紋的成因及控制措施

該文簡(jiǎn)述了管線鋼的市場(chǎng)狀況,x60、x65、x70技術(shù)要求,生產(chǎn)難點(diǎn)、工藝流程,酒鋼生產(chǎn)設(shè)備、前期開發(fā)情況,對(duì)酒鋼開發(fā)管線鋼x60、x65、x70板卷的可行性進(jìn)行了分析。

采用中薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線研制開發(fā)經(jīng)濟(jì)型x65級(jí)管線鋼熱軋卷板,其特點(diǎn)是在成分設(shè)計(jì)上采用低c高nb經(jīng)濟(jì)型設(shè)計(jì),在工藝上采用純凈鋼冶煉,動(dòng)態(tài)輕壓下連鑄技術(shù)和高溫軋制工藝(htp)技術(shù)。產(chǎn)品的顯微組織均勻,晶粒細(xì)小,具有良好的低溫韌性和焊接性能,同時(shí)有效降低了生產(chǎn)成本,減小了軋機(jī)負(fù)荷,提高了生產(chǎn)效率。

基于含硼中碳鋼a36-lb的生產(chǎn)實(shí)踐,分析了鋼水成分、鋼中硼含量、振動(dòng)曲線、結(jié)晶器水量、二冷制度及對(duì)弧、輥縫精度等對(duì)鑄坯角部裂紋的影響,并提出了相應(yīng)的控制措施,如控制鋼水w(s)≤0.015%、w(mn)/w(s)>37.6;w(ca)/w(als)>0.09;結(jié)晶器振動(dòng)沖程減小1mm,并提高振頻使負(fù)滑脫時(shí)間降低32%左右;結(jié)晶器寬面和窄面水量穩(wěn)定在4000和380l/min,并采用弱冷冷卻曲線、降低二冷水總水量,同時(shí)減少鑄坯邊部水量50%以提高邊部溫度;定期進(jìn)行輥縫儀測(cè)試,加強(qiáng)檢修力度和及時(shí)更換不良輥列,使其精度控制在合理范圍內(nèi)等,這些措施有效地改善了鑄坯角部裂紋,使其降級(jí)比率和質(zhì)量異議均低于當(dāng)月該廠生產(chǎn)的q235b鋼。

介紹了南鋼在3500爐卷軋機(jī)上研制開發(fā)的x65管線鋼板的生產(chǎn)工藝與產(chǎn)品性能。研究結(jié)果表明:將管線鋼的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在0.07%以內(nèi),適當(dāng)加入nb、ti和mo等微合金元素,并控制p和s的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別低于0.013%和0.002%,在3500爐卷軋機(jī)上采用tmcp工藝,可以獲得高強(qiáng)韌的針狀鐵素體型管線鋼板,各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)甚至可以達(dá)到x70的水平。此外,所研制的x65管線鋼管具有良好的力學(xué)性能和焊接性能。

本文依據(jù)工藝管道的施工特點(diǎn),分析研究了油氣處理終端段塞流捕集器設(shè)備制作所采用的x65管線鋼的焊縫返修的焊接工藝。根據(jù)jb/t4730-2005《承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)》的有關(guān)規(guī)定和業(yè)主的相關(guān)要求,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工的實(shí)際情況,項(xiàng)目組對(duì)段塞流捕集器不合格焊縫進(jìn)行了返修。通過施工實(shí)踐證明,射線探傷和管口外觀檢查合格,各項(xiàng)性能指標(biāo)均能滿足相關(guān)要求,取得了良好的實(shí)施效果。

對(duì)本鋼超低硫x65管線鋼中夾雜物的研究結(jié)果表明,lf精煉初期,鋼中夾雜物主要是球形、多邊形和大量簇狀的al2o3夾雜物,99.1%的夾雜物尺寸小于20μm。微合金化后,部分al2o3夾雜物中出現(xiàn)tio、sio2、mns等成分。鈣處理后,夾雜物的平均直徑達(dá)到8.58μm,大量夾雜物為含有微量mgo、sio2或mns等的2~50μm的球形mcao.nal2o3,部分為al2o3、mns、cas或cas-mns。鑄坯中夾雜物數(shù)量最少且尺寸最小,96.9%的夾雜物尺寸小于10μm,未發(fā)現(xiàn)大于50μm的夾雜物,平均直徑為3.71μm。鑄坯中大部分為球形的以mcao.nal2o3為主要成分的復(fù)合夾雜物,還有少量的al2o3、mns和cas夾雜物等。

以鞍鋼股份有限公司煉鋼總廠四工區(qū)2150asp的管線鋼鑄坯為研究對(duì)象,采用gleeble1500試驗(yàn)機(jī)對(duì)鞍鋼2150asp生產(chǎn)線澆注的x70鑄坯進(jìn)行了高溫延塑性測(cè)試,并進(jìn)行斷口組織、形貌和斷裂機(jī)理分析。在生產(chǎn)實(shí)際中,根據(jù)該連鑄機(jī)的具體工藝、設(shè)備條件,編制了連鑄工藝模擬軟件,對(duì)整個(gè)澆注過程中的鑄坯溫度場(chǎng)和固相分?jǐn)?shù)進(jìn)行計(jì)算,結(jié)合高溫力學(xué)性能的測(cè)試結(jié)果,優(yōu)化了連鑄冷卻制度,確保了管線鋼鑄坯的表面質(zhì)量。

用金相顯微鏡、掃描電鏡和能譜儀分析了某鋼廠q345b鋼板坯角部橫裂紋的特征和成因。結(jié)果表明:裂紋是由沿奧氏體晶界析出的mns復(fù)合析出物和先共析鐵素體膜造成的。鑄坯凝固過程中,微細(xì)硫化錳沿奧氏體晶界析出,當(dāng)鑄坯表面溫度降低到奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變溫度范圍時(shí),微細(xì)硫化物促進(jìn)膜狀先共析鐵素體的形成,受到矯直應(yīng)力作用時(shí),應(yīng)力主要集中在膜狀鐵素體相上,并在硫化物周圍形成微孔,微孔聚合導(dǎo)致裂紋的形成。

對(duì)管線鋼連鑄坯中夾雜物的形貌及電鏡分析結(jié)果進(jìn)行了生產(chǎn)過程的來(lái)源分析，對(duì)有效減少管線鋼中夾雜物的含量起到了重要作用。

針對(duì)攀鋼v和v-nb微合金化低碳梁板鋼200mm連鑄坯出現(xiàn)角部橫裂紋缺陷,通過綜合優(yōu)化連鑄工藝參數(shù)-將結(jié)晶器鑄坯窄寬面熱流比由原先的0.90～1.10降至0.75～0.85,保護(hù)渣的粘度由0.20pa·s降至0.16pa·s,穩(wěn)定連鑄拉速和連鑄機(jī)工況條件,使鑄坯角部橫裂紋缺陷得到了明顯改善,并消除了由此引起的熱軋飯卷表面線紋和起皮缺陷,因梁板鋼熱軋板卷表面缺陷引起的降級(jí)改判率由30%降至0。

利用大樣電解、金相觀測(cè)、掃描電鏡(sem)和電子探針(epma)等手段,對(duì)x70管線鋼鑄坯中夾雜物的數(shù)量、粒徑、形貌及組分進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:x70管線鋼鑄坯中夾雜物數(shù)量較多,粒徑較大,且多為復(fù)合夾雜。針對(duì)大型夾雜物中硫化物、氧化物、硅鋁酸鹽和鈣鋁酸鹽復(fù)合夾雜的特點(diǎn),分析了鑄坯中夾雜物的主要來(lái)源。

安陽(yáng)國(guó)豐商貿(mào)有限公司 管線鋼用途 管線鋼是指用于輸送石油、天然氣等的大口經(jīng)焊接鋼管用于熱軋卷板或?qū)捄?板。管線鋼在使用過程中，除要求具有較高的耐壓強(qiáng)度外，還要求具有較高的低溫韌 性和優(yōu)良的焊接性能 聯(lián)系方式 聯(lián)系人：李經(jīng)理 電話：0372-5568044 手機(jī)：13526160557 傳真：0372-2150103 qq：50602104 郵箱：50602104@.qqcom 聯(lián)系地址：安陽(yáng)市殷都區(qū)楓林水郡a區(qū) 公司介紹 安陽(yáng)國(guó)豐商貿(mào)有限公司主要經(jīng)營(yíng)安鋼生產(chǎn)的各種優(yōu)質(zhì)鋼材，年銷售鋼材五 萬(wàn)多噸。銷售網(wǎng)絡(luò)遍布全國(guó)。 公司位于河南省的最北部，地處山東、山西、河北、河南四省毗鄰處，歷 史八大古都之首、人工天河紅旗渠故鄉(xiāng)—安陽(yáng)，京廣鐵路、京珠高速、京深高 鐵，107國(guó)道貫穿南北，交通十分便利，古城安陽(yáng)西依八百里太行山脈，礦產(chǎn)資 源儲(chǔ)備極其豐富。 公司主要經(jīng)營(yíng)安鋼、邯鋼、

對(duì)板坯角橫裂紋在軋后鋼板邊部的延展行為進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)試驗(yàn)研究。得出:隨著鋼板軋制厚度的增加,鑄坯角部橫裂紋沿寬度方向延展有加重的趨勢(shì);軋制規(guī)格相對(duì)較薄的鋼板的裂紋極微小,有被"攆平"的趨勢(shì);毛邊鋼板的安全切邊量為35mm。

管線鋼x5213526160557李浩 管線鋼用途 管線鋼是指用于輸送石油、天然氣等的大口經(jīng)焊接鋼管用于熱軋卷板或?qū)捄?板。管線鋼在使用過程中，除要求具有較高的耐壓強(qiáng)度外，還要求具有較高的低溫韌 性和優(yōu)良的焊接性能 公司介紹 安陽(yáng)國(guó)豐商貿(mào)有限公司主要經(jīng)營(yíng)安鋼生產(chǎn)的各種優(yōu)質(zhì)鋼材，年銷售鋼材五 萬(wàn)多噸。銷售網(wǎng)絡(luò)遍布全國(guó)。 公司位于河南省的最北部，地處山東、山西、河北、河南四省毗鄰處，歷 史八大古都之首、人工天河紅旗渠故鄉(xiāng)—安陽(yáng)，京廣鐵路、京珠高速、京深高 鐵，107國(guó)道貫穿南北，交通十分便利，古城安陽(yáng)西依八百里太行山脈，礦產(chǎn)資 源儲(chǔ)備極其豐富。 公司主要經(jīng)營(yíng)安鋼、邯鋼、舞鋼、濟(jì)鋼產(chǎn)管線鋼、鍋爐容器板245r、345r、、 低合金、z向鋼、高強(qiáng)板、定軋各種中厚板。 兼營(yíng)河北承鋼無(wú)縫鋼管。 企業(yè)理念：產(chǎn)品合格是我們的責(zé)任，品質(zhì)卓越是我們的貢獻(xiàn)；效益是錢， 質(zhì)量是命；質(zhì)量是企業(yè)的生命

通過對(duì)不同終軋、終冷溫度條件下x65/x70中厚板管線鋼的板屈強(qiáng)比值和微觀組織的變化研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)終軋溫度低于ar3溫度時(shí),鋼板進(jìn)入兩相區(qū)軋制,鋼板組織呈帶狀分布,鋼板屈服強(qiáng)度的提高幅度大于抗拉強(qiáng)度的提高,屈強(qiáng)比呈上升趨勢(shì).水冷中鋼板頭部溫度過冷對(duì)屈強(qiáng)比控制也非常不利.通過對(duì)x65/x70管線鋼進(jìn)行控軋控冷工藝優(yōu)化,屈強(qiáng)比值得到顯著降低,大幅提高了管線鋼板合格率和成材率.

通過噴嘴性能測(cè)試、重熔凝固冷卻實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)仿真軟件計(jì)算,研究了攀鋼不同斷面板坯角部冷卻情況對(duì)鑄坯角部橫裂紋的影響.研究表明:對(duì)于1160、1080和1250mm三個(gè)斷面尺寸的鑄坯,較強(qiáng)的冷卻使角部溫度較早低于a3溫度,矯直前沿奧氏體晶界形成大量膜狀先共析鐵素體,矯直時(shí)容易沿奧氏體晶界形成角部橫裂紋.為解決角部橫裂紋問題,通過改變鑄坯表層組織來(lái)控制鑄坯角部橫裂紋的產(chǎn)生,并將其應(yīng)用于攀鋼現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn).

對(duì)新鋼中碳含硼鋼角部橫裂產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析,分析結(jié)果表明鋼水含氮量、結(jié)晶器振動(dòng)參數(shù)、鑄機(jī)二冷水和鑄機(jī)設(shè)備精度等會(huì)對(duì)中碳含硼鋼角部橫裂紋產(chǎn)生影響。通過加強(qiáng)操作管理和優(yōu)化工藝,取得了較明顯的控制效果,中碳含硼鋼角裂發(fā)生率由84.31%降至22.8%。

文章介紹了八鋼公司采用鐵水脫硫預(yù)處理、復(fù)吹轉(zhuǎn)爐、lf精煉、板坯連鑄工藝開發(fā)x60管線鋼的過程。在成分設(shè)計(jì)上應(yīng)用了nb、v、ti微合金化,采用低碳含量,提高產(chǎn)品的韌性和延性,同時(shí)具有良好的焊接性能。將nb、v、ti微合金化與熱機(jī)械軋制工藝(tmcp)相結(jié)合,充分應(yīng)用管線鋼的晶粒細(xì)化、固溶強(qiáng)化、析出強(qiáng)化和相變強(qiáng)化等機(jī)制,提高管線鋼的強(qiáng)度和韌性。采用微鈦處理技術(shù),改善管線鋼焊接熱影響區(qū)的韌性。生產(chǎn)控制上采用純凈鋼冶煉工藝和連鑄的保護(hù)澆鑄工藝,降低鋼中的氮含量、非金屬夾雜和硫含量,并對(duì)鋼水中的al2o3夾雜進(jìn)行鈣處理,提高管線鋼熱軋卷板的斷裂韌性。采用該工藝生產(chǎn)的x60管線鋼成品[s]≤0.0050%,[n]≤0.0055%,鋼中的a、b、c、d各類夾雜物能控制到1.5級(jí)以下。鋼材的抗拉強(qiáng)度控制在550～670mpa,屈服強(qiáng)度控制在475～545mpa,屈強(qiáng)比控制在0.82～0.90,斷后伸長(zhǎng)率控制在35%～43.5%,-20℃夏比v型橫向沖擊功akv88～112j,各項(xiàng)力學(xué)性能完全滿足國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)和用戶技術(shù)條件要求,已形成批量供貨能力。

研究了管線鋼澆次頭坯夾雜物的主要來(lái)源及控制措施。采取將澆次頭坯軋制成熱軋板和在熱軋板取樣分析的試驗(yàn)方案,得出熱軋板和鑄坯夾雜物分布。結(jié)果表明開澆初期4m以內(nèi)的頭坯存在2級(jí)以上的b類夾雜物和保護(hù)渣卷渣。開澆初期鋼水注流的二次氧化是導(dǎo)致頭坯夾雜物超標(biāo)的主要因素。提出開澆初期增加吹氬量和適當(dāng)延長(zhǎng)吹氬時(shí)間能夠較好的排除中包空氣,對(duì)降低注流二次氧化起到很好作用。

在微合金鋼的連鑄生產(chǎn)中，鑄坯出現(xiàn)的主要表面質(zhì)量問題是角橫裂，裂紋的產(chǎn)生位置不穩(wěn)定，在靠近外弧及內(nèi)弧面都有可能出現(xiàn)，迄今沒有得到穩(wěn)定控制。微合金元素的添加使得鋼水碳當(dāng)量發(fā)生變化，增大了鋼在凝固初期進(jìn)入包晶反應(yīng)區(qū)的傾向，裂紋敏感性相應(yīng)提高，此外還會(huì)引起更多種類的碳化物、氮化物或碳氮化物在更高溫度下的析出，從而降低了鑄坯的高溫延展性，在連鑄過程各種應(yīng)力的作用下，包括彎曲應(yīng)力、熱應(yīng)力、相變應(yīng)力、矯盲廊力等．

nb-ti微合金化x65管線鋼(/%:0.07c、1.60mn、0.35mo)的生產(chǎn)工藝流程為130t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐-鋼包吹氬-lf-rh-250mm×1500mm板坯連鑄-連軋至30mm板-控冷工藝。研究了第ⅱ階段開軋(890～940℃)軋后冷卻溫度(780～850℃)和冷卻速度(8～20℃/s)對(duì)x65鋼厚板拉伸、落錘性能和組織的影響。結(jié)果表明,ⅱ階段開軋溫度為940℃,軋后冷卻速度為20℃/s可以使x65鋼厚板得到以針狀鐵素體和粒狀貝氏體為主的組織,鋼板抗拉強(qiáng)度665～695mpa,屈服強(qiáng)度495～520mpa,落錘纖維組織率約為92%,滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

本文針對(duì)板坯鑄機(jī)頻繁漏鋼的突出問題,通過對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,對(duì)板坯鑄機(jī)粘結(jié)漏鋼機(jī)理、保護(hù)渣變性等問題進(jìn)行深入研究,最后總結(jié)出在沒有結(jié)晶器專家系統(tǒng)情況下粘結(jié)和粘結(jié)漏鋼事故的控制措施,并取得了良好效果。