中板厂X70管线钢生产浅析
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2019 年第 3 期
南钢科技与管理
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中板厂 X70 管线钢生产浅析
黄伟 ( 中板厂)
摘 要: 根据中板厂双机架生产线的特点，采用低 C － 高 Mn － Nb － Ti 的合金化设计和 TMCP 工艺生产高等级
管线钢 X70，所试制管线钢板的厚度规格为 12． 8 mm。试验结果表明: 中板厂生产的 X70 性能优异，晶粒细小， 组织均匀，完全可以满足用户大批量供货要求。
2 技术要求与成分设计 管线钢的性 能 要 求 主 要 有 以 下 几 方 面： ① 高 强
度，管线钢的强度指标主要有抗拉强度和屈服强度。 在要求高强度的同时，对管线钢的屈强比（ 屈服强度 与抗拉强度之比） 也提出了要求，一般要求在 0． 85 ～ 0． 93的范围内。②高冲击韧性，管线钢要求材料应 具有足够高的冲击韧性（ 起裂、止裂韧性） 。对于母 材，当材料的韧性值满足止裂要求时，其韧性一般也
Ti 0． 006 ～ 0． 02
Cr 0． 20 ～ 0． 30
B ≤0． 0005
Cu ≤0． 10
Pcm 0． 14 ～ 0． 18
3 生产工艺 本次用 220 mm 厚钢坯轧制 12． 8 mm 规格 X70
钢的生产。生产工艺流程如图 2。
图 2 生产工艺流程图
3． 1 炼钢工艺设计 为了保证冶炼的 X70 板坯符合要求，对关键工
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南钢科技与管理
2019 年第 3 期
能满足防 止 起 裂 的 要 求。 ③ 低 的 韧 脆 转 变 温 度，严 酷的地域、气 候 条 件 要 求 管 线 钢 应 具 有 足 够 低 的 韧 脆转变温度。DWTT 的剪切面积已经成为防止管道 脆性破坏的主要控制指标。一般规范要求在最低运 行温度 F 试样断口剪切面积不小于 85% 。④良好的 焊接性能，钢 材 良 好 的 焊 接 性 对 保 证 管 道 的 整 体 性 和野外焊接质量至关重要。近代管线钢的发展最显
引言 X70 为美国石油协会 API 标准中的牌号，此牌
号钢种主要应用于石油、天然气输送管道工程，具有 高强度、高韧性和优异的焊接性能。
中板厂自 2009 年进行技术改造后，装备了双机 架 + UFC 设备，生产能力大幅提升，具备了生产 TMCP 钢的能力，也开始生产开发管线钢，目 前 TMCP 态交货的管线钢已成功开发到 X70 级，并实现批量 供货。本文以中板厂生产的 12． 8 mm X70 为例，对 管线钢的成分体系设计及热轧工艺制定进行了研究 分析。
序做出了具体要求，根据用户特殊性能要求，结合中 厚板生产条件，采用生产工艺流程如下：
炼钢采用生产工艺流程为：铁水→转炉初炼→ LF 精炼→ＲH 精炼→板坯连铸。
转炉初炼工艺：根据铁水成分、重量、温度、终渣 碱度、废钢重量等计算石灰、轻烧镁球、轻烧白云石、 返矿等辅料加入量。保证终点温度和碳同时命中， 减少拉碳次数，以降低钢水含氧、氮含量。终点成分
图 1 主体设备 表 1 X70 管线钢的力学性能要求
厚度 屈服强度 抗拉强度 延伸率
牌号
mm MPa
635 570 ～ 760 ≥24
屈强比 % ≤90
－ 20 ℃ 冲击功 （横向） /J ≥180J
－ 20 ℃ DWTT （横向） /% ≥85
硬度 HV10 ≤240
著的特征之 一 就 是 不 断 降 低 钢 中 的 碳 含 量 ，随 着 碳 含量的降 低，钢 的 焊 接 性 得 到 明 显 的 改 善。 添 加 微 量钛，可抑制焊接影响区韧性的下降，达到改善焊接 性能的目的。具体的性能要求见表 1。
综合性能 来 考 虑 中 板 厂 X70 成 分 设 计 如 表 2 所示。
关键词: 管线钢 X70 TMCP
Brief Analysis on Production of Pipeline Steel X70 in Medium Plate Plant
HUANG Wei
（ Medium Plate Plant）
Abstract： Based on the characteristics of double stand production line in Medium Plate Plant，the alloy design of low C， high Mn － Nb － Ti and TMCP process are adopted to produce high grade pipeline steel X70． The thickness of the trial pipeline steel plate is 12． 8mm． The test results show that the pipeline steel X70 produced by Medium Plate Plant has excellent performance，fine grain size and uniform structure，and can fully meet the requirements of customers on a large scale of supply． Keywords： Pipeline Steel，X70，TMCP
1 设备介绍 中板厂的主体设备包括 3 台步进式加热炉，1 套
2800 mm 四 辊 粗 轧 机，1 套 2690 mm 四 辊 精 轧 机， 1 套预矫直机，1 套控制冷却装置（ DQ + ACC） ，1 套 预热直机，1 套钢板表面质量检测装置，1 套钢板热 喷印机。其设备如图 1 所示，其中轧机最大轧制力 可达 40000 kN，轧制速度为 3 ～ 6 m / s。
2019 年第 3 期
冷弯 180°2 t 无裂纹
表 2 X70 管线钢的设计成分（ Wt / % ）
C 0． 04 ～ 0． 07
Mo ≤0． 05
Mn 1． 40 ～ 1． 80
Ni 0． 10 ～ 0． 20
Si 0． 15 ～ 0． 35
Nb 0． 04 ～ 0． 06
P ≤0． 015
V ≤0． 01
S ≤0． 003
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中板厂 X70 管线钢生产浅析
黄伟 ( 中板厂)
摘 要: 根据中板厂双机架生产线的特点，采用低 C － 高 Mn － Nb － Ti 的合金化设计和 TMCP 工艺生产高等级
管线钢 X70，所试制管线钢板的厚度规格为 12． 8 mm。试验结果表明: 中板厂生产的 X70 性能优异，晶粒细小， 组织均匀，完全可以满足用户大批量供货要求。
2 技术要求与成分设计 管线钢的性 能 要 求 主 要 有 以 下 几 方 面： ① 高 强
度，管线钢的强度指标主要有抗拉强度和屈服强度。 在要求高强度的同时，对管线钢的屈强比（ 屈服强度 与抗拉强度之比） 也提出了要求，一般要求在 0． 85 ～ 0． 93的范围内。②高冲击韧性，管线钢要求材料应 具有足够高的冲击韧性（ 起裂、止裂韧性） 。对于母 材，当材料的韧性值满足止裂要求时，其韧性一般也
Ti 0． 006 ～ 0． 02
Cr 0． 20 ～ 0． 30
B ≤0． 0005
Cu ≤0． 10
Pcm 0． 14 ～ 0． 18
3 生产工艺 本次用 220 mm 厚钢坯轧制 12． 8 mm 规格 X70
钢的生产。生产工艺流程如图 2。
图 2 生产工艺流程图
3． 1 炼钢工艺设计 为了保证冶炼的 X70 板坯符合要求，对关键工
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能满足防 止 起 裂 的 要 求。 ③ 低 的 韧 脆 转 变 温 度，严 酷的地域、气 候 条 件 要 求 管 线 钢 应 具 有 足 够 低 的 韧 脆转变温度。DWTT 的剪切面积已经成为防止管道 脆性破坏的主要控制指标。一般规范要求在最低运 行温度 F 试样断口剪切面积不小于 85% 。④良好的 焊接性能，钢 材 良 好 的 焊 接 性 对 保 证 管 道 的 整 体 性 和野外焊接质量至关重要。近代管线钢的发展最显
引言 X70 为美国石油协会 API 标准中的牌号，此牌
号钢种主要应用于石油、天然气输送管道工程，具有 高强度、高韧性和优异的焊接性能。
中板厂自 2009 年进行技术改造后，装备了双机 架 + UFC 设备，生产能力大幅提升，具备了生产 TMCP 钢的能力，也开始生产开发管线钢，目 前 TMCP 态交货的管线钢已成功开发到 X70 级，并实现批量 供货。本文以中板厂生产的 12． 8 mm X70 为例，对 管线钢的成分体系设计及热轧工艺制定进行了研究 分析。
序做出了具体要求，根据用户特殊性能要求，结合中 厚板生产条件，采用生产工艺流程如下：
炼钢采用生产工艺流程为：铁水→转炉初炼→ LF 精炼→ＲH 精炼→板坯连铸。
转炉初炼工艺：根据铁水成分、重量、温度、终渣 碱度、废钢重量等计算石灰、轻烧镁球、轻烧白云石、 返矿等辅料加入量。保证终点温度和碳同时命中， 减少拉碳次数，以降低钢水含氧、氮含量。终点成分
图 1 主体设备 表 1 X70 管线钢的力学性能要求
厚度 屈服强度 抗拉强度 延伸率
牌号
mm MPa
635 570 ～ 760 ≥24
屈强比 % ≤90
－ 20 ℃ 冲击功 （横向） /J ≥180J
－ 20 ℃ DWTT （横向） /% ≥85
硬度 HV10 ≤240
著的特征之 一 就 是 不 断 降 低 钢 中 的 碳 含 量 ，随 着 碳 含量的降 低，钢 的 焊 接 性 得 到 明 显 的 改 善。 添 加 微 量钛，可抑制焊接影响区韧性的下降，达到改善焊接 性能的目的。具体的性能要求见表 1。
综合性能 来 考 虑 中 板 厂 X70 成 分 设 计 如 表 2 所示。
关键词: 管线钢 X70 TMCP
Brief Analysis on Production of Pipeline Steel X70 in Medium Plate Plant
HUANG Wei
（ Medium Plate Plant）
Abstract： Based on the characteristics of double stand production line in Medium Plate Plant，the alloy design of low C， high Mn － Nb － Ti and TMCP process are adopted to produce high grade pipeline steel X70． The thickness of the trial pipeline steel plate is 12． 8mm． The test results show that the pipeline steel X70 produced by Medium Plate Plant has excellent performance，fine grain size and uniform structure，and can fully meet the requirements of customers on a large scale of supply． Keywords： Pipeline Steel，X70，TMCP
1 设备介绍 中板厂的主体设备包括 3 台步进式加热炉，1 套
2800 mm 四 辊 粗 轧 机，1 套 2690 mm 四 辊 精 轧 机， 1 套预矫直机，1 套控制冷却装置（ DQ + ACC） ，1 套 预热直机，1 套钢板表面质量检测装置，1 套钢板热 喷印机。其设备如图 1 所示，其中轧机最大轧制力 可达 40000 kN，轧制速度为 3 ～ 6 m / s。
2019 年第 3 期
冷弯 180°2 t 无裂纹
表 2 X70 管线钢的设计成分（ Wt / % ）
C 0． 04 ～ 0． 07
Mo ≤0． 05
Mn 1． 40 ～ 1． 80
Ni 0． 10 ～ 0． 20
Si 0． 15 ～ 0． 35
Nb 0． 04 ～ 0． 06
P ≤0． 015
V ≤0． 01
S ≤0． 003