X65管线钢铸坯角部横裂纹的成因及控制措施

该文简述了管线钢的市场状况,x60、x65、x70技术要求,生产难点、工艺流程,酒钢生产设备、前期开发情况,对酒钢开发管线钢x60、x65、x70板卷的可行性进行了分析。

采用中薄板坯连铸连轧生产线研制开发经济型x65级管线钢热轧卷板,其特点是在成分设计上采用低c高nb经济型设计,在工艺上采用纯净钢冶炼,动态轻压下连铸技术和高温轧制工艺(htp)技术。产品的显微组织均匀,晶粒细小,具有良好的低温韧性和焊接性能,同时有效降低了生产成本,减小了轧机负荷,提高了生产效率。

基于含硼中碳钢a36-lb的生产实践,分析了钢水成分、钢中硼含量、振动曲线、结晶器水量、二冷制度及对弧、辊缝精度等对铸坯角部裂纹的影响,并提出了相应的控制措施,如控制钢水w(s)≤0.015%、w(mn)/w(s)>37.6;w(ca)/w(als)>0.09;结晶器振动冲程减小1mm,并提高振频使负滑脱时间降低32%左右;结晶器宽面和窄面水量稳定在4000和380l/min,并采用弱冷冷却曲线、降低二冷水总水量,同时减少铸坯边部水量50%以提高边部温度;定期进行辊缝仪测试,加强检修力度和及时更换不良辊列,使其精度控制在合理范围内等,这些措施有效地改善了铸坯角部裂纹,使其降级比率和质量异议均低于当月该厂生产的q235b钢。

介绍了南钢在3500炉卷轧机上研制开发的x65管线钢板的生产工艺与产品性能。研究结果表明:将管线钢的碳的质量分数控制在0.07%以内,适当加入nb、ti和mo等微合金元素,并控制p和s的质量分数分别低于0.013%和0.002%,在3500炉卷轧机上采用tmcp工艺,可以获得高强韧的针状铁素体型管线钢板,各项力学性能指标甚至可以达到x70的水平。此外,所研制的x65管线钢管具有良好的力学性能和焊接性能。

本文依据工艺管道的施工特点,分析研究了油气处理终端段塞流捕集器设备制作所采用的x65管线钢的焊缝返修的焊接工艺。根据jb/t4730-2005《承压设备无损检测》的有关规定和业主的相关要求,结合现场施工的实际情况,项目组对段塞流捕集器不合格焊缝进行了返修。通过施工实践证明,射线探伤和管口外观检查合格,各项性能指标均能满足相关要求,取得了良好的实施效果。

对本钢超低硫x65管线钢中夹杂物的研究结果表明,lf精炼初期,钢中夹杂物主要是球形、多边形和大量簇状的al2o3夹杂物,99.1%的夹杂物尺寸小于20μm。微合金化后,部分al2o3夹杂物中出现tio、sio2、mns等成分。钙处理后,夹杂物的平均直径达到8.58μm,大量夹杂物为含有微量mgo、sio2或mns等的2~50μm的球形mcao.nal2o3,部分为al2o3、mns、cas或cas-mns。铸坯中夹杂物数量最少且尺寸最小,96.9%的夹杂物尺寸小于10μm,未发现大于50μm的夹杂物,平均直径为3.71μm。铸坯中大部分为球形的以mcao.nal2o3为主要成分的复合夹杂物,还有少量的al2o3、mns和cas夹杂物等。

以鞍钢股份有限公司炼钢总厂四工区2150asp的管线钢铸坯为研究对象,采用gleeble1500试验机对鞍钢2150asp生产线浇注的x70铸坯进行了高温延塑性测试,并进行断口组织、形貌和断裂机理分析。在生产实际中,根据该连铸机的具体工艺、设备条件,编制了连铸工艺模拟软件,对整个浇注过程中的铸坯温度场和固相分数进行计算,结合高温力学性能的测试结果,优化了连铸冷却制度,确保了管线钢铸坯的表面质量。

用金相显微镜、扫描电镜和能谱仪分析了某钢厂q345b钢板坯角部横裂纹的特征和成因。结果表明:裂纹是由沿奥氏体晶界析出的mns复合析出物和先共析铁素体膜造成的。铸坯凝固过程中,微细硫化锰沿奥氏体晶界析出,当铸坯表面温度降低到奥氏体向铁素体转变温度范围时,微细硫化物促进膜状先共析铁素体的形成,受到矫直应力作用时,应力主要集中在膜状铁素体相上,并在硫化物周围形成微孔,微孔聚合导致裂纹的形成。

对管线钢连铸坯中夹杂物的形貌及电镜分析结果进行了生产过程的来源分析，对有效减少管线钢中夹杂物的含量起到了重要作用。

针对攀钢v和v-nb微合金化低碳梁板钢200mm连铸坯出现角部横裂纹缺陷,通过综合优化连铸工艺参数-将结晶器铸坯窄宽面热流比由原先的0.90～1.10降至0.75～0.85,保护渣的粘度由0.20pa·s降至0.16pa·s,稳定连铸拉速和连铸机工况条件,使铸坯角部横裂纹缺陷得到了明显改善,并消除了由此引起的热轧饭卷表面线纹和起皮缺陷,因梁板钢热轧板卷表面缺陷引起的降级改判率由30%降至0。

利用大样电解、金相观测、扫描电镜(sem)和电子探针(epma)等手段,对x70管线钢铸坯中夹杂物的数量、粒径、形貌及组分进行了研究。结果表明:x70管线钢铸坯中夹杂物数量较多,粒径较大,且多为复合夹杂。针对大型夹杂物中硫化物、氧化物、硅铝酸盐和钙铝酸盐复合夹杂的特点,分析了铸坯中夹杂物的主要来源。

安阳国丰商贸有限公司 管线钢用途 管线钢是指用于输送石油、天然气等的大口经焊接钢管用于热轧卷板或宽厚 板。管线钢在使用过程中，除要求具有较高的耐压强度外，还要求具有较高的低温韧 性和优良的焊接性能 联系方式 联系人：李经理 电话：0372-5568044 手机：13526160557 传真：0372-2150103 qq：50602104 邮箱：50602104@.qqcom 联系地址：安阳市殷都区枫林水郡a区 公司介绍 安阳国丰商贸有限公司主要经营安钢生产的各种优质钢材，年销售钢材五 万多吨。销售网络遍布全国。 公司位于河南省的最北部，地处山东、山西、河北、河南四省毗邻处，历 史八大古都之首、人工天河红旗渠故乡—安阳，京广铁路、京珠高速、京深高 铁，107国道贯穿南北，交通十分便利，古城安阳西依八百里太行山脉，矿产资 源储备极其丰富。 公司主要经营安钢、邯钢、

对板坯角横裂纹在轧后钢板边部的延展行为进行了实验室和工业试验研究。得出:随着钢板轧制厚度的增加,铸坯角部横裂纹沿宽度方向延展有加重的趋势;轧制规格相对较薄的钢板的裂纹极微小,有被"撵平"的趋势;毛边钢板的安全切边量为35mm。

管线钢x5213526160557李浩 管线钢用途 管线钢是指用于输送石油、天然气等的大口经焊接钢管用于热轧卷板或宽厚 板。管线钢在使用过程中，除要求具有较高的耐压强度外，还要求具有较高的低温韧 性和优良的焊接性能 公司介绍 安阳国丰商贸有限公司主要经营安钢生产的各种优质钢材，年销售钢材五 万多吨。销售网络遍布全国。 公司位于河南省的最北部，地处山东、山西、河北、河南四省毗邻处，历 史八大古都之首、人工天河红旗渠故乡—安阳，京广铁路、京珠高速、京深高 铁，107国道贯穿南北，交通十分便利，古城安阳西依八百里太行山脉，矿产资 源储备极其丰富。 公司主要经营安钢、邯钢、舞钢、济钢产管线钢、锅炉容器板245r、345r、、 低合金、z向钢、高强板、定轧各种中厚板。 兼营河北承钢无缝钢管。 企业理念：产品合格是我们的责任，品质卓越是我们的贡献；效益是钱， 质量是命；质量是企业的生命

通过对不同终轧、终冷温度条件下x65/x70中厚板管线钢的板屈强比值和微观组织的变化研究发现,当终轧温度低于ar3温度时,钢板进入两相区轧制,钢板组织呈带状分布,钢板屈服强度的提高幅度大于抗拉强度的提高,屈强比呈上升趋势.水冷中钢板头部温度过冷对屈强比控制也非常不利.通过对x65/x70管线钢进行控轧控冷工艺优化,屈强比值得到显著降低,大幅提高了管线钢板合格率和成材率.

通过喷嘴性能测试、重熔凝固冷却实验和计算机仿真软件计算,研究了攀钢不同断面板坯角部冷却情况对铸坯角部横裂纹的影响.研究表明:对于1160、1080和1250mm三个断面尺寸的铸坯,较强的冷却使角部温度较早低于a3温度,矫直前沿奥氏体晶界形成大量膜状先共析铁素体,矫直时容易沿奥氏体晶界形成角部横裂纹.为解决角部横裂纹问题,通过改变铸坯表层组织来控制铸坯角部横裂纹的产生,并将其应用于攀钢现场生产.

对新钢中碳含硼钢角部横裂产生的原因进行了分析,分析结果表明钢水含氮量、结晶器振动参数、铸机二冷水和铸机设备精度等会对中碳含硼钢角部横裂纹产生影响。通过加强操作管理和优化工艺,取得了较明显的控制效果,中碳含硼钢角裂发生率由84.31%降至22.8%。

文章介绍了八钢公司采用铁水脱硫预处理、复吹转炉、lf精炼、板坯连铸工艺开发x60管线钢的过程。在成分设计上应用了nb、v、ti微合金化,采用低碳含量,提高产品的韧性和延性,同时具有良好的焊接性能。将nb、v、ti微合金化与热机械轧制工艺(tmcp)相结合,充分应用管线钢的晶粒细化、固溶强化、析出强化和相变强化等机制,提高管线钢的强度和韧性。采用微钛处理技术,改善管线钢焊接热影响区的韧性。生产控制上采用纯净钢冶炼工艺和连铸的保护浇铸工艺,降低钢中的氮含量、非金属夹杂和硫含量,并对钢水中的al2o3夹杂进行钙处理,提高管线钢热轧卷板的断裂韧性。采用该工艺生产的x60管线钢成品[s]≤0.0050%,[n]≤0.0055%,钢中的a、b、c、d各类夹杂物能控制到1.5级以下。钢材的抗拉强度控制在550～670mpa,屈服强度控制在475～545mpa,屈强比控制在0.82～0.90,断后伸长率控制在35%～43.5%,-20℃夏比v型横向冲击功akv88～112j,各项力学性能完全满足国内外标准和用户技术条件要求,已形成批量供货能力。

研究了管线钢浇次头坯夹杂物的主要来源及控制措施。采取将浇次头坯轧制成热轧板和在热轧板取样分析的试验方案,得出热轧板和铸坯夹杂物分布。结果表明开浇初期4m以内的头坯存在2级以上的b类夹杂物和保护渣卷渣。开浇初期钢水注流的二次氧化是导致头坯夹杂物超标的主要因素。提出开浇初期增加吹氩量和适当延长吹氩时间能够较好的排除中包空气,对降低注流二次氧化起到很好作用。

在微合金钢的连铸生产中，铸坯出现的主要表面质量问题是角横裂，裂纹的产生位置不稳定，在靠近外弧及内弧面都有可能出现，迄今没有得到稳定控制。微合金元素的添加使得钢水碳当量发生变化，增大了钢在凝固初期进入包晶反应区的倾向，裂纹敏感性相应提高，此外还会引起更多种类的碳化物、氮化物或碳氮化物在更高温度下的析出，从而降低了铸坯的高温延展性，在连铸过程各种应力的作用下，包括弯曲应力、热应力、相变应力、矫盲廊力等．

nb-ti微合金化x65管线钢(/%:0.07c、1.60mn、0.35mo)的生产工艺流程为130t顶底复吹转炉-钢包吹氩-lf-rh-250mm×1500mm板坯连铸-连轧至30mm板-控冷工艺。研究了第ⅱ阶段开轧(890～940℃)轧后冷却温度(780～850℃)和冷却速度(8～20℃/s)对x65钢厚板拉伸、落锤性能和组织的影响。结果表明,ⅱ阶段开轧温度为940℃,轧后冷却速度为20℃/s可以使x65钢厚板得到以针状铁素体和粒状贝氏体为主的组织,钢板抗拉强度665～695mpa,屈服强度495～520mpa,落锤纤维组织率约为92%,满足标准要求。

本文针对板坯铸机频繁漏钢的突出问题,通过对生产数据进行统计分析,对板坯铸机粘结漏钢机理、保护渣变性等问题进行深入研究,最后总结出在没有结晶器专家系统情况下粘结和粘结漏钢事故的控制措施,并取得了良好效果。