18.4mm管線鋼X80熱軋生產(chǎn)工藝探索

劉小軍，郭勇，顧曉琳，李斌，陳勇，唐勇

（新疆八一鋼鐵股份有限公司）

18.4mm管線鋼X80熱軋生產(chǎn)工藝探索

劉小軍，郭勇，顧曉琳，李斌，陳勇，唐勇

（新疆八一鋼鐵股份有限公司）

介紹了18.4×1550（mm）的X80管線鋼的熱軋生產(chǎn)工藝過程。通過對1750熱軋加熱制度、速度制度、溫度制度、負(fù)荷分配、卷取溫度等工藝參數(shù)的不斷優(yōu)化，熱軋生產(chǎn)的X80管線鋼表面質(zhì)量、組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和規(guī)格尺寸滿足要求。

X80管線鋼；性能；卷曲溫度；參數(shù)優(yōu)化

1 前言

目前國內(nèi)重點石油和天然氣管道項目的建設(shè)迫切需要大量高質(zhì)量、高規(guī)格的管線鋼（如X80等），而國內(nèi)只有寶鋼等極少大型企業(yè)具備批量生產(chǎn)的能力。八鋼公司為開拓管線鋼市場，在1750mm熱軋生產(chǎn)線成功開發(fā)出高等級厚規(guī)格的X80熱軋管線鋼板卷，為開發(fā)管線鋼產(chǎn)品打下了扎實的基礎(chǔ)。八鋼熱軋開發(fā)的厚度18.4×1550(mm)的X80管線鋼的表面質(zhì)量、力學(xué)性能指標(biāo)和規(guī)格尺寸等均符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

2 工藝路線

X80生產(chǎn)工藝流程路線：鐵水-120t轉(zhuǎn)爐-精煉（LF和RH）-連鑄-加熱-軋制-冷卻-入庫。

X80管線鋼化學(xué)成分設(shè)計見表1。冶煉過程中采用低碳，使用Nb、V、T合金進(jìn)行強化。

表1 X80管線鋼化學(xué)成分

3 熱軋工藝制度

X80管線鋼溫度制度的設(shè)計見表2。

表2 X80管線鋼溫度制度

3.1 加熱爐控制

出鋼溫度控制在1170±20℃，加熱時間控制在190±15分鐘，其中均熱段時間≥30分鐘。過渡鋼按照X80的加熱制度要求進(jìn)行加熱，為了防止尾部鋼溫低，造成軋機過流跳電，要求非軋機側(cè)的溫度比目標(biāo)溫度提高15℃。如現(xiàn)場出現(xiàn)異常，應(yīng)注意對加熱爐進(jìn)行實時降溫或升溫調(diào)節(jié)，避免出現(xiàn)過熱、過燒或溫度不足現(xiàn)象。熱軋加熱爐溫度和空燃比要求見表3。X80軋制生產(chǎn)溫度實績見表4。

表3 加熱爐溫度和空燃比要求

表4 X80軋制實績

從加熱爐在爐時間和出爐溫度來看，滿足生產(chǎn)工藝要求。

3.2 粗軋控制

（1）初除鱗速度為1m/s，粗軋采用7道次除鱗；

（2）粗軋末道次軋制速度設(shè)定為3m/s，速度及壓下制度由二級（L2）設(shè)定下發(fā)，具體道次壓下率由模型工程師根據(jù)設(shè)備狀態(tài)和設(shè)備能力優(yōu)化調(diào)整策略，中間坯厚度40mm；

（3）軋制3塊18.4×1550(mm)的X80，粗軋均采用七道次軋制，七道次均入口除鱗，從Iba情況來看，軋制負(fù)荷狀況較好，無明顯過載現(xiàn)象，中間坯尺寸符合設(shè)計要求，表面無一次氧化鐵壓入情況。粗軋主電機額定電流1740A，過流保護(hù)4798A，在實際軋制過程中電流約1000A，完全滿足軋制需要。圖1為粗軋軋機電流負(fù)荷情況。

3.3 精軋控制

精軋穿帶速度采用二級（L2）設(shè)定的方式，機架間除鱗水（F1-F2）、帶鋼冷卻水（F3-75）、逆噴水全開；為了保證精軋末機架相對較大的壓下量又不至于電流過載，將F6工作輥盡可能換做小輥徑（輥徑在635mm以下）。精軋區(qū)域負(fù)荷正常，能滿足需要。

3.4 卷取控制

卷取全部采用新增超強3#卷取機。圖2可以看出，3#卷取機卷筒最大轉(zhuǎn)矩持續(xù)時間18s，轉(zhuǎn)速529～372轉(zhuǎn)/min，平均轉(zhuǎn)速425轉(zhuǎn)/min，平均電流2408A，最大電流 2590A，電流過載率2590/2392=1.08倍，沒有超跳電保護(hù)的1.15倍，滿足18.4×1550（mm）X80生產(chǎn)要求。

圖1 18.4×1550(mm)X80粗軋電機負(fù)荷

圖2 卷取X80時的設(shè)備狀態(tài)

3.5 溫度控制

表5 層流冷卻模式表

（1）采用密集冷卻模式。均采用上7下7的冷卻模式，每組的7排集管全部開啟；確保側(cè)噴狀態(tài)，側(cè)噴將帶鋼表面殘留的水吹掃干凈，以保障正常的冷卻效果。

（2）過渡板坯Q235或Q345B的軋制按照X80的參數(shù)設(shè)定，粗軋返回溫度、精軋溫度和卷取溫度均按照X80進(jìn)行控制，卷取模式也按照X80的工藝參數(shù)要求執(zhí)行卷取張力系數(shù)1.3，卷取張力17～20t；夾送輥壓力系數(shù)50%，實際壓力300～500kN；助卷輥壓力系數(shù)30%，實際壓力700～900kN;側(cè)導(dǎo)板壓力系數(shù)1.0，側(cè)導(dǎo)板實際壓力約為200kN。以此來確保溫度和板面平直。

圖3 頭部和本體溫度分開控制曲線

（3）采用頭部和本體溫度分開控制的模式，模型設(shè)定頭部溫度升高長度約為300mm，而實際長度在1～2m；這樣不僅減少了對3#卷取機助卷輥和夾送輥的沖擊，而且保證了帶鋼頭部成型，減少了卷取咬鋼瞬間的廢鋼機率。頭部和本體溫度分開控制曲線如圖3所示。

（4）軋制時對卷取測溫點進(jìn)行監(jiān)控，從卷取溫度曲線上發(fā)現(xiàn)存在單點瞬間低于400度以下的異常情況，這可能是外界干擾所致。圖4為X80生產(chǎn)實績溫度曲線（圖中最上面一條曲線為粗軋返回溫度曲線，中間一條曲線為精軋溫度曲線；最下面一條曲線為卷取溫度曲線）。

圖4 X80生產(chǎn)實績溫度曲線

4 管線鋼性能檢測

對每一塊試軋產(chǎn)品都取樣進(jìn)行性能檢測。檢測數(shù)據(jù)表明，產(chǎn)品屈服強度、抗拉強度、屈強比和斷后延伸率均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，性能判定合格（表6）。

從實際試驗數(shù)據(jù)來看，強度數(shù)據(jù)的余量較大，約50MPa。制管后存在一定包申格效應(yīng)，造成一定強度下降，所以在生產(chǎn)過程中必須留有一定的余量。

標(biāo)準(zhǔn)試軋產(chǎn)品金相組織為鐵素體+針狀鐵素體+少量貝氏體，晶粒度在12～12.5級，滿足X80組織要求。具體如表7和圖5所示。

表6 X80性能統(tǒng)計表

表7 X80組織結(jié)構(gòu)

圖5 （照片a,b,c）X80金相組織照片

5 結(jié)論

八鋼1750熱軋軋機在開發(fā)18.4×1550（mm）X80管線鋼過程中，通過對加熱制度、速度溫度、溫度制度、負(fù)荷分配、卷取溫度等工藝參數(shù)的不斷優(yōu)化，產(chǎn)品的力性能組織結(jié)構(gòu)等方面滿足國家管線鋼標(biāo)準(zhǔn)要求。18.4×1550（mm）X80管線鋼參數(shù)及性能：（1）卷取溫度在目標(biāo)值470±30℃，卷取溫度曲線平穩(wěn)；（2）對試軋產(chǎn)品進(jìn)行取樣做性能，屈服強度為580～630 MPa、抗拉強度720～760MPa、屈強比為0.8，延伸率為36%～41%。滿足國家管線鋼標(biāo)準(zhǔn)要求，性能合格；（3）金相組織為鐵素體+針狀鐵素體+少量貝氏體，晶粒度在12～12.5級，滿足X80的組織要求。

Study on Hot Rolling Production Process of 18.4 mm X80 Pipeline Steel

LIUXiao-jun,GUOYong,GUXiao-lin,LI Bin,CHENGYong,TANGYong
（XinjiangBayi Iron&Steel Co.,Ltd）

This paper brieflyintroduces hot rollingproduction process of18.4×1550（mm）X80 pipeline steel.The technological parameter such as heating system,speed system,temperature system,load distribution and coiling temperature control are optimized all the time,X80 pipeline steel surface quality,organizational structure,mechanical properties and size essentiallymeet the requirements

X80 pipeline steel;performance;coilingtemperature;parameter optimization

TG335.7

A

1672—4224（2016）04—0004—04

聯(lián)系人：劉小軍，男，35歲，碩士研究生，軋鋼工程師，烏魯木齊（830022）新疆八一鋼鐵股份有限公司軋鋼廠

E-mail：liuxj3@bygt.com.cn