一种大壁厚海底管线钢用中厚板及生产方法技术

一种大壁厚海底管线钢用中厚板及生产方法，属于低碳微合金钢技术领域。中厚板的成分按重量百分比计为：C：0.025-0.045％，Si：0.10-0.35％，Mn：1.10-1.40％，P≤0.015％，S：≤0.003％，Nb：0.04-0.07％，V：≤0.06％，Ti：0.010-0.020％，Ni：0.15-0.40％，Cr：≤0.20％，Mo：≤0.08％，Al：0.010-0.040％，Al/N≥2,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，钢板力学性能指标稳定，塑性、韧性匹配较好，具有优良的抗腐蚀能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于低碳微合金钢
，特别是涉及，低成本，适用于海底油气输送管道。
技术介绍
随着世界经济的高速发展和陆地能源资源的枯竭，海上油气开采已成为热潮，管道建设向海洋、地震带、极地冻土地等环境恶劣的地区延伸。目前，全球已有100多个国家在进行海上石油天然气勘探，其中一半以上在深海。受勘探、铺设、检测、管道原材料技术和装备条件限制，我国深海区油气资源开发处于起步阶段，仅南海荔湾项目的深海管道在1500m的水深进行管道铺设。海上石油开采将成为未来油气开采的主战场，海底管道是海洋油气生产系统中的“生命线”，海底管道的建设急需大量厚规格海底管线钢，这不仅对钢板的成分控制、力学性能和抗压、抗海水腐蚀等性能上提出了更高要求，且深海管线钢径厚比小、制管难度大，对下游制管工艺也提出了更高的要求。目前，海底管线钢研究领域较活跃，与埋地管相比附加值高，但受钢铁产能过剩、市场竞争激烈影响，低成本减量化生产海底管线钢，尤其是大壁厚海底管线钢是能为企业增加市场竞争优势。根据公开专利检索显示，大壁厚海底管线钢为获得相应组织，增加淬透性，均需添加一定量的贵重合金Mo，如专利CN102676925，名称为“一种大壁厚海底管线钢板及其生产方法”，其化学成分重量百分比为C:0.05%~0.07%，S1:0.15 %~0.25%，Mn:L42%~L48%，P≤(X010%，S≤0.002%,Ni:0.13%~0.18%，Nb:0.043%~0.048%,Al:0.020% ~0.040%, Ti:0.014% ~0.024%, Mo:0.13% ~0.18%，生产钢板厚度为25-30.2mm，钢板冲击韧性及落锤撕裂剪切面积均较低。又如CN102409224的专利，名称为“低温韧性优异的厚规格海底管线用热轧钢板及其生产方法”，其化学成分重量百分比为C:0.02%~0.07%，S1:0.15%~0.40%，Mn:1.0%~1.70%，P:≤ 0.020%，S ≤ 0.003%，Nb≤0.06%,Ti ≤ 0.025%,V ≤ 0.06%,Mo ≤ 0.20%,Cu≤ 0.25%,Ni:0.10%~0.30%，Cr ≤ 0.25%, N≤0.008%, Al:0.010%~0.040%, A1/N ≤ 2，生产钢板厚度为 28_36臟，但Mo、Ni合金较高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，采用连铸坯无Mo化生产。通过合理的成分设计及轧制工艺，使用300、400mm连铸坯生产大壁厚海底管线钢用热轧平板，不仅产品综合性能足要求，而且具有优良的低温韧性和抗腐蚀性能。本专利技术的钢板的成分(按重量百分比计)为:C:0.025-0.045 %, Si:0.10-0.35 %, Mn:1.10-1.40 %, P≤ 0.015 %, S:≤0.003 %, Nb:0.04-0.07 %, V≤ 0.06 %, Ti:0.010-0.020 %, Ni:0.15-0.40 %, Cr:≤0.20%, Mo:≤ 0.08%, Al:0.010-0.040%, A1/N ≥ 2，余量为 Fe 及不可避免的杂质。本专利技术成分设计基于以下认识:C是保证钢板淬透性的重要非合金元素，也是决定碳当量的重要因素，对钢的强度、韧性、塑性及焊接性均有较大影响。碳含量过高，影响钢板焊接性能。Si是有效的脱氧元素，还可以起到强化作用，但Si含量过高会使钢的塑性和韧性降低，因此设定其范围是0.15%~0.40%。Mn是钢中重要的固溶强化元素，可降低相变温度，细化组织亚结构，在强化钢板的同时改善韧性；同时，可提高淬透性。若锰含量过高，对焊接及韧性不利。P、S为有害杂质元素，本专利技术采用纯净钢生产技术，尽量减少磷、硫元素对韧性有不利影响。Nb、Ti即是固溶强化元素，又是碳氮化物形成元素，在钢坯加热及轧制过程中，钉扎奥氏体晶界并阻止奥氏体晶粒过度长大，但其含量过高会影响韧性和焊接性，同时，碳氮化物析出增多对抗HIC性能也有害。Cr可以有效增加钢的淬透性，改善力学性能，但含量过高对材料焊接性有不利影响。N1、Cu起固溶强化作用,还能改善耐蚀性，Ni同时还能改善钢的低温韧性。N的存在会恶化母材和焊接热影响区的韧性，其含量不超过0.006%为宜。Al是脱氧元素，但Al含量过高会使钢中的夹杂物增加，因此，Als的含量控制在0.010%~0.040%为宜。A1/N≥2可以有效保证脱氧效果和Al-T1-Mn复合化物的形成，有利于提高洁净度。本专利技术的钢板的生产包括:高炉铁水一铁水预脱硫一转炉冶炼一LF+RH精炼一板还连铸一板还加热一4300轧机轧制一ACC快速冷却一堆冷一取样、检验一入库、发运。在板坯浇铸+控制轧制控制冷却工艺过程中控制参数为:(I)将按钢板的化学成分冶炼钢水浇注成300、400mm厚连铸坯；(2)通过步进梁式加热炉将钢坯加热至设定温度1170~1220°C，加热时间280-450min，保证钢坯充分奥氏体化；(3)钢坯出炉后进入4300_轧机轧制，轧制时采用再结晶区+未再结晶区两阶段轧制，控温厚度为成品厚度的3-4倍，粗轧阶段与精轧阶段参数如下:粗轧阶段:开轧温度:1000-1100 °C，轧制速度:1.0-4.5m/s,轧制力矩:2000-3200kNm ；精轧阶段:开轧温度:760-820°C，终轧温度:750-800°C，轧制速度:2.0-5.0m/s。(4)轧后钢板进入ACC层流冷却，开始冷却温度控制在740_790°C，终冷温度控制在400-500°C，冷却速率控制在7-20°C /s ；(5)钢板冷却后堆垛缓冷，堆冷时间12-24小时。通过上述工序所生产的低成本大壁厚海底管线钢中厚板，厚度规格覆盖20mm~33mm ;力学性能指标稳定，塑性、韧性匹配较好，具有优良的抗腐蚀能力。【附图说明】图1为大壁厚海底管线钢钢板典型金相组织。【具体实施方式】根据本专利技术提供的成分设计及生产方法，在100吨转炉上冶炼300、400mm连铸坯，在4300mm宽厚板乳机上分别乳制20~33mm钢板，其化学成分见表1，乳制工艺参数见表2，热乳钢板性能情况见表3，钢板CTOD及抗酸检验结果分别见表4和表5。表1大壁厚海底管线钢板化学成分Wt %本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大壁厚海底管线钢用中厚板，其特征在于，该中厚板成分重量百分数为：C：0.025‑0.045％，Si：0.10‑0.35％，Mn：1.10‑1.40％，P≤0.015％，S：≤0.003％，Nb：0.04‑0.07％，V：≤0.06％，Ti：0.010‑0.020％，Ni：0.15‑0.40％，Cr：≤0.20％，Mo：≤0.08％，Al：0.010‑0.040％，Al/N≥2,余量为Fe及不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种大壁厚海底管线钢用中厚板，其特征在于，该中厚板成分重量百分数为:C:0.025-0.045%, Si:0.10-0.35%, Mn:1.10-1.40%, P ≤ 0.015%, S..( 0.003%,Nb:0.04-0.07%, V≤ 0.06%, T1:0.010-0.020%, N1:0.15-0.40%, Cr..( 0.20%, Mo:(0.08%, Al:0.010-0.040%, A1/N≥2，余量为Fe及不可避免的杂质。2.—种权利要求1所述的中厚板的身长方法，包括:高炉铁水一铁水预脱硫一转炉冶炼一LF+RH精炼一板坯连铸一板坯加热一4300轧机轧制一ACC快速冷却一堆冷一取样、检验一入库、发运；其特征在于，在板坯浇铸+控制轧制控制冷却工艺过程中控制参数为: (1)将按钢板的化学成分冶炼钢水浇注成300、400mm厚连铸坯...

【专利技术属性】
技术研发人员：谌铁强，丁文华，张国栋，李少坡，周希楠，万潇，白松莲，查春和，李家鼎，白学军，周德光，赵久梁，李涛，
申请(专利权)人：秦皇岛首秦金属材料有限公司，首钢总公司，
类型：发明
国别省市：河北;13