CN103725983B

CN103725983B - 一种x65热煨弯管用热轧平板及其生产方法

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Publication number: CN103725983B
Application number: CN201310730751.4A
Authority: CN
Inventors: 谌铁强; 李家鼎; 张国栋; 王东柱; 白学军; 王根矶; 李群; 丁文华; 李少坡; 查春和
Original assignee: Shougang Corp; Qinhuangdao Shouqin Metal Materials Co Ltd
Current assignee: Shougang Group Co Ltd
Priority date: 2013-12-26
Filing date: 2013-12-26
Publication date: 2016-06-01
Anticipated expiration: 2033-12-26
Also published as: CN103725983A

Abstract

一种X65热煨弯管用热轧平板及其生产方法，属于管线用钢技术领域。钢板的成分重量百分数为：C：0.02～0.05%，Si：0.10～0.40%，Mn：1.10～1.40%，P：≤0.015%，S：≤0.0015%，Nb：0.03～0.07%，V:0.02～0.07%，Ti：0.010～0.030%，Ni:0.10～0.30%，Cr:0.10～0.30%，Cu:0.15～0.30%，Alt：0.010～0.050%，N:≤0.006%，H:≤0.00015%，Ca:≤0.004%，Ca/s≥2.0，余量为Fe及不可避免的杂质。工艺包括：高炉铁水→铁水预脱硫→转炉冶炼→LF+RH精炼→板坯连铸→板坯加热→4300轧机轧制→ACC快速冷却→堆冷→取样、检验→入库、发运。优点在于，有效地解决了大壁厚氢致开裂管线钢依赖进口现状。

Description

一种X65热煨弯管用热轧平板及其生产方法

技术领域

本发明属于管线用钢技术领域，特别是涉及一种X65热煨弯管用热轧平板及生产方法，是一种具有大壁厚抗硫化氢腐蚀氢致开裂（HydrogenInduceCrack）X65级热煨弯管用热轧平板，适用于输送石油、天然气的直缝埋弧焊管的生产。

背景技术

石油天然气输送管道作为目前世界能源的主要运输渠道之一，它的安全性一直受到社会的高度关注，其运行安全性对管道运输公司和管道途经地段的人民生命财产安全的影响是巨大的，一旦发生管道破裂，就可能造成巨大财产损失和严重人员伤亡事故。特别是对于含硫化氢的石油天然气，在开采、运输过程中硫化氢对钢材存在严重的腐蚀破坏。

由于近年世界范围内硫化氢腐蚀导致管道破裂的事故时有发生，造成的损失无法估量，同时随着油气资源量的逐年减少，原本不易开发的高含硫陆地气田和深海气田开发越来越多，抗硫化氢腐蚀管线钢需求量越来越大。需求的增加使得越来越多的研究人员致力于抗硫化氢腐蚀钢材及管材的开发，研究硫化氢腐蚀开裂的机理，如何通过钢材成分设计、工艺控制来提高材料的耐腐蚀性，在使用过程种通过必要的防护及维检措施来避免腐蚀开裂事故的发生。

本发明涉及钢板厚度25-35mm抗硫化氢腐蚀氢致开裂X65级热煨弯管用热轧平板的生产方法，为了保证钢板抗硫化氢性能满足NACE标准检验要求，在生产过程中采取了如下几项措施：1)采用洁净钢冶炼工艺，严格控制C、P、S、Mn等易偏析元素含量及较低的钢水过热度；2)通过连铸轻压下技术攻关，中心偏析低倍评级达到C类0.5级；3)通过TMCP工艺技术攻关，合理设计轧制及冷却工艺，确保钢板获得细小均匀的组织形态和控制带状组织。

经过首钢迁安钢铁公司、番禺珠江钢管公司和西安摩尔实验室等多家权威检测机构进行抗硫化氢检验，结果表明生产的热煨弯管用热轧平板具有优良的抗硫化氢腐蚀性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种X65热煨弯管用热轧平板及生产方法，壁厚25-35mm抗硫化氢腐蚀氢致开裂X65级抗酸热煨弯管用钢板，有效地解决了大壁厚氢致开裂管线钢依赖进口现状，对我国的管道事业发展具有重大意义。

本发明的钢板的成分（按重量百分比计）为：

C：0.02～0.05%，Si：0.10～0.40%，Mn：1.10～1.40%，P：≤0.015%，S：≤0.0015%，Nb：0.03～0.07%，V:0.02～0.07%，Ti：0.010～0.030%，Ni:0.10～0.30%，Cr:0.10～0.30%，Cu:0.15～0.30%，Alt：0.010～0.050%，N:≤0.006%，H:≤0.00015%，Ca:≤0.004%，Ca/s≥2.0，余量为Fe及不可避免的杂质。

本发明的钢板的生产包括：高炉铁水→铁水预脱硫→转炉冶炼→LF+RH精炼→板坯连铸→板坯加热→4300轧机轧制→ACC快速冷却→堆冷→取样、检验→入库、发运。

（1）采用洁净钢冶炼工艺，严格控制C、P、S、Mn等易偏析元素含量

由于C、S元素对抗氢致开裂不利，抗硫化氢管线钢要求低的C、S含量，其质量百分比基本上低于0.05%、0.001%，实际生产中C含量按0.030-0.050%范围控制，S含量按0.0005-0.001%范围控制；P、Mn属易偏析元素，偏析区易成为氢致开裂源，因此要求成分控制稳定，成分波动小，实际生产过程中P元素质量百分含量小于0.010%，Mn元素质量百分含量小于1.40%，Mn不能过低，否则强度无法达到要求，实际生产中P含量按0.006-0.010%范围控制，Mn含量按1.10-1.30%范围控制。

（2）通过连铸轻压下技术攻关，中心偏析低倍评级达到C类0.5级

抗硫化氢管线钢板对心部质量要求较高，因此对铸坯的质量要求极为严格，因此采用板坯连铸自动化浇钢，通过连铸轻压下技术的优化和应用，即通过在连铸坯凝固末端附近施加1200-1800kN的压力以产生5-7mm的压下量阻碍含富集偏析元素的钢液流动，同时补偿连铸坯芯部凝固所造成的体积收缩，避免芯部因凝固收缩而产生负压，从而有效的减轻连铸板坯中心偏析和中心疏松，铸坯中心偏析低倍评级达到C类0.5。

（3）通过工艺技术攻关，合理设计轧制及冷却工艺，确保钢板获得细小均匀的组织形态和控制带状组织

对于厚度规格大于25mm以上的管线钢，其心部组织细化程度直接影响到落锤性能及抗硫化氢性能，成为钢种开发的关键技术之一。生产时选用300mm厚连铸坯，通过轧制过程施以大变形量和两阶段合理的压缩比分配，具体实施方式为采用3.0-3.5倍控温厚度，使粗轧阶段累积变形量达到60%-80%，轧制力设定值8500吨，扭矩设定值3200KNm，单道次最大压下量达到34-38mm，使轧制过程奥氏体晶粒充分细化和均匀化，从而为相变组织均匀性提供良好的先决条件，精轧开轧温度850-880℃，精轧结束后钢板快速进入ACC进行冷却，辊道速度1.2-1.5m/s，防止钢板尾入水温度低而先析出大块先共析铁素体和贝氏体带状组织，适当提高终冷温度，终冷温度500-580℃，避免贝氏体等硬相组织产生影响抗硫化氢检验。

本发明的优点：目前此项发明已批量生产出符合要求的厚规格抗硫化氢腐蚀X65级热煨弯管用热轧平板，此技术使得国内自主生产大壁厚抗酸管线钢成为现实。

本发生产的钢板其屈服强度为470-500MPa，抗拉强度为540-600MPa，-30℃的夏比冲击功在300J以上，-15℃落锤撕裂实验剪切面积（DWTT）平均85%以上，氢致裂纹率：裂纹长度率CLR0%，裂纹宽度率CTR0%，裂纹面积率CSR0%。

附图说明

图1为连铸坯低倍组织。

图2为钢板显微组织。

具体实施方式

根据本发明提供的成分设计及生产方法，在100吨转炉上冶炼300mm连铸坯，在4300mm宽厚板轧机上分别轧制28.8、33.5mm钢板，其化学成分见表1，加热、水冷工艺参数见表2，轧制工艺参数见表3、表4，钢板性能情况见表5。

表1化学成分

表2钢板的加热、水冷工艺参数

表3钢板轧制工艺参数

表4钢板的轧制工艺参数

表5钢板性能

Claims

1.一种X65热煨弯管用热轧平板，其特征在于，钢板的成分重量百分数为：

C：0.02～0.05％，Si：0.10～0.40％，Mn：1.10～1.40％，P：≤0.015％，S：≤0.0015％，Nb：0.03～0.07％，V:0.02～0.07％，Ti：0.010～0.030％，Ni:0.10～0.30％，Cr:0.10～0.30％，Cu:0.15～0.30％，Alt：0.010～0.050％，N:≤0.006％，H:≤0.00015％，Ca:≤0.004％，Ca/s≥2.0，余量为Fe及不可避免的杂质；

所述钢板厚度25-35mm。

2.一种权利要求1所述的X65热煨弯管用热轧平板的生产方法，工艺包括：高炉铁水→铁水预脱硫→转炉冶炼→LF+RH精炼→板坯连铸→板坯加热→4300轧机轧制→ACC快速冷却→堆冷→取样、检验→入库、发运；其特征在于，在工艺中控制的技术参数如下：

(1)采用洁净钢冶炼工艺，严格控制C、P、S、Mn易偏析元素含量：C含量按0.030-0.050％范围控制，S含量按0.0005-0.001％范围控制，P含量按0.006-0.010％范围控制，Mn含量按1.10-1.30％范围控制；

(2)通过在连铸坯凝固末端附近施加1200-1800kN的压力以产生5-7mm的压下量阻碍含富集偏析元素的钢液流动，同时补偿连铸坯芯部凝固所造成的体积收缩，避免芯部因凝固收缩而产生负压，铸坯中心偏析低倍评级达到C类0.5级；

(3)合理设计轧制及冷却工艺，确保钢板获得细小均匀的组织形态和控制带状组织：

对于厚度规格大于25mm以上的管线钢，生产时选用300mm厚连铸坯，通过轧制过程施以大变形量和两阶段合理的压缩比分配，采用3.0-3.5倍控温厚度，使粗轧阶段累积变形量达到60％－80％，轧制力设定值8500吨，扭矩设定值3200KNm，单道次最大压下量达到34-38mm，精轧开轧温度850-880℃，精轧结束后钢板快速进入ACC进行冷却，辊道速度1.2-1.5m/s，终冷温度500-580℃。