X65管線鋼鑄坯角部橫裂紋的成因及控制措施

該文簡述了管線鋼的市場狀況,x60、x65、x70技術要求,生產(chǎn)難點、工藝流程,酒鋼生產(chǎn)設備、前期開發(fā)情況,對酒鋼開發(fā)管線鋼x60、x65、x70板卷的可行性進行了分析。

采用中薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線研制開發(fā)經(jīng)濟型x65級管線鋼熱軋卷板,其特點是在成分設計上采用低c高nb經(jīng)濟型設計,在工藝上采用純凈鋼冶煉,動態(tài)輕壓下連鑄技術和高溫軋制工藝(htp)技術。產(chǎn)品的顯微組織均勻,晶粒細小,具有良好的低溫韌性和焊接性能,同時有效降低了生產(chǎn)成本,減小了軋機負荷,提高了生產(chǎn)效率。

基于含硼中碳鋼a36-lb的生產(chǎn)實踐,分析了鋼水成分、鋼中硼含量、振動曲線、結晶器水量、二冷制度及對弧、輥縫精度等對鑄坯角部裂紋的影響,并提出了相應的控制措施,如控制鋼水w(s)≤0.015%、w(mn)/w(s)>37.6;w(ca)/w(als)>0.09;結晶器振動沖程減小1mm,并提高振頻使負滑脫時間降低32%左右;結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,同時減少鑄坯邊部水量50%以提高邊部溫度;定期進行輥縫儀測試,加強檢修力度和及時更換不良輥列,使其精度控制在合理范圍內等,這些措施有效地改善了鑄坯角部裂紋,使其降級比率和質量異議均低于當月該廠生產(chǎn)的q235b鋼。

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

本文依據(jù)工藝管道的施工特點,分析研究了油氣處理終端段塞流捕集器設備制作所采用的x65管線鋼的焊縫返修的焊接工藝。根據(jù)jb/t4730-2005《承壓設備無損檢測》的有關規(guī)定和業(yè)主的相關要求,結合現(xiàn)場施工的實際情況,項目組對段塞流捕集器不合格焊縫進行了返修。通過施工實踐證明,射線探傷和管口外觀檢查合格,各項性能指標均能滿足相關要求,取得了良好的實施效果。

對本鋼超低硫x65管線鋼中夾雜物的研究結果表明,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象,采用gleeble1500試驗機對鞍鋼2150asp生產(chǎn)線澆注的x70鑄坯進行了高溫延塑性測試,并進行斷口組織、形貌和斷裂機理分析。在生產(chǎn)實際中,根據(jù)該連鑄機的具體工藝、設備條件,編制了連鑄工藝模擬軟件,對整個澆注過程中的鑄坯溫度場和固相分數(shù)進行計算,結合高溫力學性能的測試結果,優(yōu)化了連鑄冷卻制度,確保了管線鋼鑄坯的表面質量。

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。結果表明:裂紋是由沿奧氏體晶界析出的mns復合析出物和先共析鐵素體膜造成的。鑄坯凝固過程中,微細硫化錳沿奧氏體晶界析出,當鑄坯表面溫度降低到奧氏體向鐵素體轉變溫度范圍時,微細硫化物促進膜狀先共析鐵素體的形成,受到矯直應力作用時,應力主要集中在膜狀鐵素體相上,并在硫化物周圍形成微孔,微孔聚合導致裂紋的形成。

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

針對攀鋼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,保護渣的粘度由0.20pa·s降至0.16pa·s,穩(wěn)定連鑄拉速和連鑄機工況條件,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改判率由30%降至0。

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

安陽國豐商貿(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寬厚 板。管線鋼在使用過程中，除要求具有較高的耐壓強度外，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：13526160557 傳真：0372-2150103 qq：50602104 郵箱：50602104@.qqcom 聯(lián)系地址：安陽市殷都區(qū)楓林水郡a區(qū) 公司介紹 安陽國豐商貿(mào)有限公司主要經(jīng)營安鋼生產(chǎn)的各種優(yōu)質鋼材，年銷售鋼材五 萬多噸。銷售網(wǎng)絡遍布全國。 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，京廣鐵路、京珠高速、京深高 鐵，107國道貫穿南北，交通十分便利，古城安陽西依八百里太行山脈，礦產(chǎn)資 源儲備極其豐富。 公司主要經(jīng)營安鋼、邯鋼、

對板坯角橫裂紋在軋后鋼板邊部的延展行為進行了實驗室和工業(yè)試驗研究。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;軋制規(guī)格相對較薄的鋼板的裂紋極微小,有被"攆平"的趨勢;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寬厚 板。管線鋼在使用過程中，除要求具有較高的耐壓強度外，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 安陽國豐商貿(mào)有限公司主要經(jīng)營安鋼生產(chǎn)的各種優(yōu)質鋼材，年銷售鋼材五 萬多噸。銷售網(wǎng)絡遍布全國。 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，京廣鐵路、京珠高速、京深高 鐵，107國道貫穿南北，交通十分便利，古城安陽西依八百里太行山脈，礦產(chǎn)資 源儲備極其豐富。 公司主要經(jīng)營安鋼、邯鋼、舞鋼、濟鋼產(chǎn)管線鋼、鍋爐容器板245r、345r、、 低合金、z向鋼、高強板、定軋各種中厚板。 兼營河北承鋼無縫鋼管。 企業(yè)理念：產(chǎn)品合格是我們的責任，品質卓越是我們的貢獻；效益是錢， 質量是命；質量是企業(yè)的生命

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

通過噴嘴性能測試、重熔凝固冷卻實驗和計算機仿真軟件計算,研究了攀鋼不同斷面板坯角部冷卻情況對鑄坯角部橫裂紋的影響.研究表明:對于1160、1080和1250mm三個斷面尺寸的鑄坯,較強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控制鑄坯角部橫裂紋的產(chǎn)生,并將其應用于攀鋼現(xiàn)場生產(chǎn).

對新鋼中碳含硼鋼角部橫裂產(chǎn)生的原因進行了分析,分析結果表明鋼水含氮量、結晶器振動參數(shù)、鑄機二冷水和鑄機設備精度等會對中碳含硼鋼角部橫裂紋產(chǎn)生影響。通過加強操作管理和優(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處理、復吹轉爐、lf精煉、板坯連鑄工藝開發(fā)x60管線鋼的過程。在成分設計上應用了nb、v、ti微合金化,采用低碳含量,提高產(chǎn)品的韌性和延性,同時具有良好的焊接性能。將nb、v、ti微合金化與熱機械軋制工藝(tmcp)相結合,充分應用管線鋼的晶粒細化、固溶強化、析出強化和相變強化等機制,提高管線鋼的強度和韌性。采用微鈦處理技術,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澆鑄工藝,降低鋼中的氮含量、非金屬夾雜和硫含量,并對鋼水中的al2o3夾雜進行鈣處理,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級以下。鋼材的抗拉強度控制在550～670mpa,屈服強度控制在475～545mpa,屈強比控制在0.82～0.90,斷后伸長率控制在35%～43.5%,-20℃夏比v型橫向沖擊功akv88～112j,各項力學性能完全滿足國內外標準和用戶技術條件要求,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方案,得出熱軋板和鑄坯夾雜物分布。結果表明開澆初期4m以內的頭坯存在2級以上的b類夾雜物和保護渣卷渣。開澆初期鋼水注流的二次氧化是導致頭坯夾雜物超標的主要因素。提出開澆初期增加吹氬量和適當延長吹氬時間能夠較好的排除中包空氣,對降低注流二次氧化起到很好作用。

利用sem、xrd、能譜儀對不同溫度下形成的腐蝕產(chǎn)物膜的形貌、厚度、結構和成分進行分析,利用納米壓痕儀測量腐蝕產(chǎn)物膜的硬度和彈性模量。結果表明,溫度對腐蝕產(chǎn)物膜的表面形貌沒有明顯影響。在65℃到90℃溫度范圍內,溫度對腐蝕產(chǎn)物膜的晶粒尺寸影響不大;115℃時,膜表面的晶粒尺寸不均勻,差別較大。溫度對腐蝕產(chǎn)物膜的厚度影響較大,在65℃到115℃溫度范圍內,隨著溫度的升高,腐蝕產(chǎn)物膜的厚度降低;溫度對腐蝕產(chǎn)物膜的表面成分影響不大,不同溫度下膜的表面成分均為(fe,ca)co3復鹽;在65℃到90℃溫度范圍內,隨著溫度的升高,腐蝕產(chǎn)物膜的硬度和彈性模量降低,在90℃時出現(xiàn)最低值,溫度升高至115℃,膜的硬度和模量又明顯升高

本文針對板坯鑄機頻繁漏鋼的突出問題,通過對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,對板坯鑄機粘結漏鋼機理、保護渣變性等問題進行深入研究,最后總結出在沒有結晶器專家系統(tǒng)情況下粘結和粘結漏鋼事故的控制措施,并取得了良好效果。

針對x65qspsl2管線鋼用于腐蝕性環(huán)境中的特殊要求,采用手工電弧焊接方法對壁厚23.82mm的x65qspsl2管線鋼進行了焊接。對焊接接頭形貌、接頭組織、力學性能(硬度、抗拉強度、低溫韌性)、致密性能(彎曲、刻槽錘斷)、防腐性能(hic、sscc)分別進行了觀測和試驗。結果表明:焊縫成型良好,致密性好,沒有缺陷,焊縫組織是鐵素體和貝氏體,力學性能和腐蝕性能滿足使用要求;x65qspsl2具有良好的焊接性能。