一种连铸坯大壁厚深海管线用热轧钢板及其生产方法，属于管线钢技术领域。热轧钢板化学成份重量百分比为：C：0.03～0.06％，Si：0.15～0.30％，Mn：1.20～1.35％，P：≤0.010％，S：≤0.0012％，Alt：0.01～0.05％，Nb：0.03～0.05％，V：0.00～0.05％，Ti：0.005～0.016％，Ni：0.25～0.40％，Cr：0.00～0.30％，Cu：0.00～0.20％，Mo：0.00～0.15％，余量为Fe和不可避免杂质元素；使用400mm厚度连铸坯，生产41～48mm厚度钢板。优点在于，获得了良好的金相组织，解决了大壁厚深海管线用热轧钢板－20℃夏比冲击韧性、－20℃落锤韧性、低屈强比、高均匀延伸率、抗断裂韧性CTOD、A溶液抗酸性能HIC和SSCC等，以满足深海油气田输送管线的建设。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于管线钢
，特别涉及一种连铸坯大壁厚深海管线用热轧钢板及其生产方法。产品具有低屈强比、高均匀延伸率、优良的低温韧性、断裂韧性，以及抗酸性能，适用于深海油气田用输送管线的建设。
技术介绍
伴随着国家海洋战略强国的实施，油气资源开采开始向海洋延伸，尤其是深海地区。据统计，在水深小于200m的水域只有280亿t的石油储量，而大于200m深的深海水域，估计石油蕴藏量达3000亿t。截止到2015年，深海油田产量已达到所有海上产量的25％，海洋天然气的产量到2020年仍将继续增大，最终将接近全球天然气产量的一半左右，这必将引起在天然气基础设施上的投资增加，天然气基础设施建设需要大量的海底管线，尤其是大壁厚深海管线。与陆上管线不同，海底高压、浪涌、涡激等恶劣的环境条件对海底管线提出了比陆上管线更严格的质量要求，要求材料具有高强度、低屈强比、高韧性、抗断裂、抗变形、耐腐蚀等。以某个世界级深水天然气项目为例，项目对管材的断裂韧性要求很高，-20℃的CVN值要求≥160J，-20℃的DWTT要求≥85％，-20℃的CTOD指标要求≥0.2mm，A溶液抗酸性能HIC和SSCC，还要求管材具有抗变形性能。当前世界范围内已开发的深海油气田普遍是在水深1500-2500m的水域，而目前世界范围内正在规划的深海项目最大深度达到了3500m，需要的管线钢壁厚最大达到了41-48mm。但随着钢板厚度的增加，导致总压缩比减少、心部变形渗透难，钢板表面和心部的组织不均匀性增加，对管材提出的断裂韧性指标和耐腐蚀指标很难达到标准要求，因此，大壁厚深海管线的是制约深海油气管道建设的一大瓶颈。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种连铸坯大壁厚深海管线用热轧钢板及其生产方法，解决了大壁厚深海管线用热轧钢板－20℃夏比冲击韧性、－20℃落锤DWTT韧性、低屈强比、高均匀延伸率、抗断裂韧性CTOD、A溶液抗酸性能HIC和SSCC等，以满足深海油气田输送管线的建设。本专利技术的连铸坯大壁厚深海管线用热轧钢板化学成份重量百分比为：C：0.03～0.06％，Si：0.15～0.30％，Mn：1.20～1.35％，P：≤0.010％，S：≤0.0012％，Alt：0.01～0.05％，Nb：0.03～0.05％，V：0.00～0.05％，Ti：0.005～0.016％，Ni：0.25～0.40％，Cr：0.00～0.30％，Cu：0.00～0.20％，Mo：0.00～0.15％，余量为Fe和不可避免杂质元素；使用400mm厚度连铸坯，生产41～48mm厚度钢板；该钢力学性能为：横向和纵向拉伸性能的屈强比≤0.80，均匀延伸率UEL≥7％；横向-20℃夏比冲击功达到400J以上，-37℃减薄落锤DWTT试样剪切面积达到85％以上；-20℃时CTOD值在0.2mm以上；A溶液条件下抗酸裂纹长度率CLR≤15％，裂纹厚度率CTR≤5％，裂纹敏感率CSR≤2％，表面无SSCC裂纹。本专利技术连铸坯大壁厚深海管线用热轧钢板的生产方法的工艺步骤及控制的技术参数如下：1)连铸工序采用厚板坯连铸，连铸成厚度为400mm的钢坯，连铸坯拉速为0.60～0.75m/min，成品钢板宽度/连铸坯宽度为1.0～1.2；2)钢坯经过1140～1170℃的再加热，钢坯总加热时间6～8小时，钢坯均热时间40～70min；3)然后进行两阶段控轧和控冷，粗轧展宽阶段总压下率为0～18％，粗轧纵轧阶段总压下率为54～65％，粗轧纵轧阶段压下率逐道次增加，粗轧最后一道次压下率为20～25％，精轧阶段的终轧温度为800～830℃；终冷温度为300～400℃；4)钢板冷却后进行堆垛缓冷，堆冷时间8-12小时。本
技术实现思路
的构成要点立足于以下认识：C元素对材料的低温韧性和抗酸性能影响很大，在本专利技术中进行了大量试验，发现：当C含量大于0.06％时，C的偏析会导致连铸坯中心偏析严重，影响钢板的低温韧性和抗酸性能；但当C含量小于0.03％时，强度性能水平又偏低。因此本专利技术中C含量控制在0.03～0.06％范围内。Mn元素是易偏析元素，Mn含量太高，会加剧连铸坯的中心偏析，严重影响低温韧性和抗酸性能，Mn含量太低，材料的抗拉强度不够，屈强比偏高。因此，本专利技术经过大量试验得出，Mn控制在1.20～1.35％范围，可以保证连铸坯良好的中心偏析水平，对抗酸性能HIC有利，同时保证材料的强度水平。P、S元素是钢中杂质元素，且易偏析，影响连铸坯内部质量，P、S含量越低越好，为了获得良好的低温韧性和抗酸性能，本专利技术进行了大量试验，发现杂质元素控制在P：≤0.010％，S：≤0.0012％，对产品的低温韧性、可焊性，尤其是抗酸性能有益，过高的P、S含量会加剧中心偏析，严重影响低温韧性DWTT、CTOD和抗酸性能HIC，因此，必须严格控制P、S含量。Nb元素在本专利技术中进行了大量试验，发现：当Nb含量大于0.05％时，由于细晶强化和析出强化，屈服强度太高，会使管线钢板的屈强比偏高，无法达到≤0.80的要求，而且用户在焊接过程中，会出现焊缝和热影响区的低温韧性波动问题。因此本专利技术中Nb含量控制在0.03～0.05％范围内。Ti元素在本专利技术中进行了大量试验，发现：当Ti含量大于0.016％时，颗粒尺寸较大的TiN粒子会影响材料的低温韧性DWTT和CTOD，以及抗酸性能HIC等。因此本专利技术中Ti含量控制在0.005～0.016％范围内。Ni元素是奥氏体稳定性元素，能降低γ→α转变温度，能有效提高管线钢的低温韧性。Ni可通过固溶强化作用提高钢的强度，弥补厚规格钢材中因厚度的增加引起的强度下降，本专利技术进行了大量试验，发现当Ni含量大于0.25％时，其－20℃低温落锤性能和－20℃断裂韧性CTOD性能良好，Ni一般控制在0.25～0.40％范围内。Cr元素对提高管线钢的抗拉强度是有效的，可显著降低材料的屈强比。但较高的Cr含量会对低温韧性不利。因此Cr含量控制在0.00～0.30％范围内。Cu元素对提高管线钢的抗拉强度是有效的，可显著降低材料的屈强比。但较高的Cu含量会影响焊接性能。因此Cu含量控制在0.00～0.20％范围内。Mo元素对提高管线钢的抗拉强度是有效的，可显著降低材料的屈强比。但较高的Mo含量会影响抗酸性能。因此Mo含量控制在0.00～0.15％范围内。本专利技术采用该生产方法的依据是：采用连铸成厚度为400mm的钢坯，可提高总压缩比，控制连铸坯拉速为0.60～0.75m/min，可提高连铸坯内部质量，中心偏析良好，为后续钢板的低温落锤性能、CTOD性能和抗酸性能奠定基础，控制成品钢板宽度/连铸坯宽度为1.0～1.2，可以减少粗轧展宽道次，提高粗轧纵轧阶段的总压下率，细化心部晶粒，改善厚度方向组织均匀性，提高钢板的低温落锤性能、CTOD性能和抗酸性能等；钢坯经过1140～1170℃的再加热，钢坯总加热时间6～8小时，钢坯均热时间40～70min，可保证钢坯加热均匀，同时控制奥氏体晶粒尺寸；然后进行两阶段控轧和控冷，粗轧展宽阶段总压下率为0～18％，粗轧纵轧阶段总压下率为54～65％，粗轧纵轧阶段压下率逐道次增加，粗轧最后一道次压下率为20～25％，细化心部晶粒，提高厚度方向组织均匀性，提高钢板的低温落锤性本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种连铸坯生产大壁厚深海管线用热轧钢板，其特征在于，化学成份重量百分比为：C：0.03～0.06％，Si：0.15～0.30％，Mn：1.20～1.35％，P：≤0.010％，S：≤0.0012％，Alt：0.01～0.05％，Nb：0.03～0.05％，V：0.00～0.05％，Ti：0.005～0.016％，Ni：0.25～0.40％，Cr：0.00～0.30％，Cu：0.00～0.20％，Mo：0.00～0.15％，余量为Fe和不可避免杂质元素；使用400mm厚度连铸坯，生产41～48mm厚度钢板；该钢力学性能为：横向和纵向拉伸性能的屈强比≤0.80，均匀延伸率UEL≥7％；横向‑20℃夏比冲击功达到400J以上，‑37℃减薄落锤DWTT试样剪切面积达到85％以上；‑20℃时CTOD值在0.2mm以上；A溶液条件下，HIC裂纹长度率CLR≤15％，裂纹厚度率CTR≤5％，裂纹敏感率CSR≤2％，无SSCC裂纹。
【技术特征摘要】
1.一种连铸坯生产大壁厚深海管线用热轧钢板，其特征在于，化学成份重量百分比为：C：0.03～0.06％，Si：0.15～0.30％，Mn：1.20～1.35％，P：≤0.010％，S：≤0.0012％，Alt：0.01～0.05％，Nb：0.03～0.05％，V：0.00～0.05％，Ti：0.005～0.016％，Ni：0.25～0.40％，Cr：0.00～0.30％，Cu：0.00～0.20％，Mo：0.00～0.15％，余量为Fe和不可避免杂质元素；使用400mm厚度连铸坯，生产41～48mm厚度钢板；该钢力学性能为：横向和纵向拉伸性能的屈强比≤0.80，均匀延伸率UEL≥7％；横向-20℃夏比冲击功达到400J以上，-37℃减薄落锤DWTT试样剪切面积达到85％以上；-20℃时CTOD值在0.2mm以上；A...
【专利技术属性】
技术研发人员：李少坡，丁文华，谌铁强，李群，张海，马长文，白学军，隋鹤龙，刘建明，周德光，王立峰，
申请(专利权)人：首钢总公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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