一種x65熱煨彎管用熱軋平板及其生產方法
【專利摘要】一種X65熱煨彎管用熱軋平板及其生產方法，屬于管線用鋼【技術領域】。鋼板的成分重量百分數為：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，余量為Fe及不可避免的雜質。工藝包括：高爐鐵水→鐵水預脫硫→轉爐冶煉→LF+RH精煉→板坯連鑄→板坯加熱→4300軋機軋制→ACC快速冷卻→堆冷→取樣、檢驗→入庫、發運。優點在于，有效地解決了大壁厚氫致開裂管線鋼依賴進口現狀。
【專利說明】一種X65熱煨彎管用熱軋平板及其生產方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于管線用鋼【技術領域】，特別是涉及一種X65熱煨彎管用熱軋平板及生產方法，是一種具有大壁厚抗硫化氫腐蝕氫致開裂(Hydrogen Induce Crack)X65級熱煨彎管用熱軋平板，適用于輸送石油、天然氣的直縫埋弧焊管的生產。
【背景技術】
[0002]石油天然氣輸送管道作為目前世界能源的主要運輸渠道之一，它的安全性一直受到社會的高度關注，其運行安全性對管道運輸公司和管道途經地段的人民生命財產安全的影響是巨大的，一旦發生管道破裂，就可能造成巨大財產損失和嚴重人員傷亡事故。特別是對于含硫化氫的石油天然氣，在開采、運輸過程中硫化氫對鋼材存在嚴重的腐蝕破壞。
[0003]由于近年世界范圍內硫化氫腐蝕導致管道破裂的事故時有發生，造成的損失無法估量，同時隨著油氣資源量的逐年減少，原本不易開發的高含硫陸地氣田和深海氣田開發越來越多，抗硫化氫腐蝕管線鋼需求量越來越大。需求的增加使得越來越多的研究人員致力于抗硫化氫腐蝕鋼材及管材的開發，研究硫化氫腐蝕開裂的機理，如何通過鋼材成分設計、工藝控制來提高材料的耐腐蝕性，在使用過程種通過必要的防護及維檢措施來避免腐蝕開裂事故的發生。
[0004]本發明涉及鋼板厚度25_35mm抗硫化氫腐蝕氫致開裂X65級熱煨彎管用熱軋平板的生產方法，為了保證鋼板抗 硫化氫性能滿足NACE標準檢驗要求，在生產過程中采取了如下幾項措施:1)采用潔凈鋼冶煉工藝，嚴格控制C、P、S、Mn等易偏析元素含量及較低的鋼水過熱度；2)通過連鑄輕壓下技術攻關，中心偏析低倍評級達到C類0.5級；3)通過TMCP工藝技術攻關，合理設計軋制及冷卻工藝，確保鋼板獲得細小均勻的組織形態和控制帶狀組織。
[0005]經過首鋼遷安鋼鐵公司、番禺珠江鋼管公司和西安摩爾實驗室等多家權威檢測機構進行抗硫化氫檢驗，結果表明生產的熱煨彎管用熱軋平板具有優良的抗硫化氫腐蝕性倉泛。

【發明內容】

[0006]本發明的目的在于提供一種X65熱煨彎管用熱軋平板及生產方法，壁厚25_35mm抗硫化氫腐蝕氫致開裂X65級抗酸熱煨彎管用鋼板，有效地解決了大壁厚氫致開裂管線鋼依賴進口現狀，對我國的管道事業發展具有重大意義。
[0007]本發明的鋼板的成分(按重量百分比計)為:
[0008]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%, T1:0.010 ~0.030%, N1:0.10 ~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，余量為Fe及不可避免的雜質。
[0009]本發明的鋼板的生產包括:高爐鐵水一鐵水預脫硫一轉爐冶煉一LF+RH精煉一板還連鑄一板還加熱一4300軋機軋制一ACC快速冷卻一堆冷一取樣、檢驗一入庫、發運。
[0010](I)采用潔凈鋼冶煉工藝，嚴格控制C、P、S、Mn等易偏析元素含量
[0011]由于C、S元素對抗氫致開裂不利，抗硫化氫管線鋼要求低的C、S含量，其質量百分比基本上低于0.05%,0.001%,實際生產中C含量按0.030-0.050%范圍控制，S含量按
0.0005-0.001%范圍控制；P、Mn屬易偏析元素，偏析區易成為氫致開裂源，因此要求成分控制穩定，成分波動小，實際生產過程中P元素質量百分含量小于0.010%, Mn元素質量百分含量小于1.40%，Mn不能過低，否則強度無法達到要求，實際生產中P含量按0.006-0.010%范圍控制，Mn含量按1.10-1.30%范圍控制。
[0012](2)通過連鑄輕壓下技術攻關，中心偏析低倍評級達到C類0.5級
[0013]抗硫化氫管線鋼板對心部質量要求較高，因此對鑄坯的質量要求極為嚴格，因此采用板坯連鑄自動化澆鋼，通過連鑄輕壓下技術的優化和應用，即通過在連鑄坯凝固末端附近施加1200-1800kN的壓力以產生5-7_的壓下量阻礙含富集偏析元素的鋼液流動，同時補償連鑄坯芯部凝固所造成的體積收縮，避免芯部因凝固收縮而產生負壓，從而有效的減輕連鑄板坯中心偏析和中心疏松，鑄坯中心偏析低倍評級達到C類0.5。
[0014](3)通過工藝技術攻關，合理設計軋制及冷卻工藝，確保鋼板獲得細小均勻的組織形態和控制帶狀組織
[0015]對于厚度規格大于25mm以上的管線鋼，其心部組織細化程度直接影響到落錘性能及抗硫化氫性能，成為鋼種開發的關鍵技術之一。生產時選用300mm厚連鑄坯，通過軋制過程施以大變形量和兩階段合理的壓縮比分配，【具體實施方式】為采用3.0-3.5倍控溫厚度，使粗軋階段累積變形量達到60%-80%，軋制力設定值8500噸，扭矩設定值3200KNm，單道次最大壓下量達到34-38_，使軋制過程奧氏體晶粒充分細化和均勻化，從而為相變組織均勻性提供良好的先決條件，精軋開軋溫度850-880°C，精軋結束后鋼板快速進入ACC進行冷卻，輥道速度1.2-1.5m/s,防止鋼板尾入水溫度低而先析出大塊先共析鐵素體和貝氏體帶狀組織，適當提高終冷溫度，終冷溫 度500-580°C，避免貝氏體等硬相組織產生影響抗硫化氫檢驗。
[0016]本發明的優點:目前此項發明已批量生產出符合要求的厚規格抗硫化氫腐蝕X65級熱煨彎管用熱軋平板，此技術使得國內自主生產大壁厚抗酸管線鋼成為現實。
[0017]本發生產的鋼板其屈服強度為470_500MPa，抗拉強度為540_600MPa，_30°C的夏比沖擊功在300J以上，_15°C落錘撕裂實驗剪切面積(DWTT)平均85%以上，氫致裂紋率:裂紋長度率CLR0%，裂紋寬度率CTR0%，裂紋面積率CSR0%。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為連鑄坯低倍組織。
[0019]圖2為鋼板顯微組織。
【具體實施方式】
[0020]根據本發明提供的成分設計及生產方法，在100噸轉爐上冶煉300mm連鑄坯，在4300mm寬厚板軋機上分別軋制28.8,33.5mm鋼板，其化學成分見表1，加熱、水冷工藝參數見表2，軋制工藝參數見表3、表4，鋼板性能情況見表5。[0021]表1化學成分
[0022]
【權利要求】
1.一種X65熱煨彎管用熱軋平板，其特征在于，鋼板的成分重量百分數為:
C:0.02 ~0.05%, S1:0.10 ~0.40%, Mn:1.10 ~1.40%, P: 0.015%, S:0.0015%, Nb:.0.03 ~0.07%, V:0.02 ~0.07%, T1:0.010 ~0.030%,N1:0.10 ~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，余量為Fe及不可避免的雜質。
2.—種權利要求1所述的X65熱煨彎管用熱軋平板的生產方法，工藝包括:高爐鐵水—鐵水預脫硫一轉爐冶煉一LF+RH精煉一板還連鑄一板還加熱一4300軋機軋制一ACC快速冷卻一堆冷一取樣、檢驗一入庫、發運；其特征在于，在工藝中控制的技術參數如下: (1)采用潔凈鋼冶煉工藝，嚴格控制C、P、S、Mn易偏析元素含量:C含量按0.030-0.050%范圍控制，S含量按0.0005-0.001%范圍控制，P含量按0.006-0.010%范圍控制，Mn含量按.1.10-1.30%范圍控制； (2)通過在連鑄坯凝固末端附近施加1200-1800kN的壓力以產生5_7mm的壓下量阻礙含富集偏析元素的鋼液流動，同時補償連鑄坯芯部凝固所造成的體積收縮，避免芯部因凝固收縮而產生負壓，鑄坯中心偏析低倍評級達到C類0.5 ； (3)合理設計軋制及冷卻工藝，確保鋼板獲得細小均勻的組織形態和控制帶狀組織: 對于厚度規格大于25mm以上的管線鋼，生產時選用300mm厚連鑄坯，通過軋制過程施以大變形量和兩階段合理的壓縮比分配，采用3.0-3.5倍控溫厚度，使粗軋階段累積變形量達到60% - 80%,軋制力設定值8500噸，扭矩設定值3200KNm，單道次最大壓下量達到34-38mm，精軋開軋溫度850-880°C，，精軋結束后鋼板快速進入ACC進行冷卻，輥道速度.1.2-1.5m/s,終冷溫度 500-580°C。
【文檔編號】B22D11/18GK103725983SQ201310730751
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月26日 優先權日:2013年12月26日
【發明者】諶鐵強, 李家鼎, 張國棟, 王東柱, 白學軍, 王根磯, 李群, 丁文華, 李少坡, 查春和 申請人:秦皇島首秦金屬材料有限公司, 首鋼總公司