一种高强度低温韧性管件钢的生产方法技术

技术编号:39823858 阅读:23 留言:0更新日期:2023-12-22 19:44
本发明专利技术公开了一种高强度低温韧性管件钢的生产方法,工艺流程包括转炉冶炼

【技术实现步骤摘要】
一种高强度低温韧性管件钢的生产方法


[0001]本专利技术属于冶金
,涉及一种具有良好焊接性能的高强韧性和良好的调质性能的高强度管件钢的生产方法


技术介绍

[0002]随着能源结构的变化以及对能源需求的增长,内陆能源逐渐减少,各国对于能源的开采也逐渐由内陆向海洋

极地延伸

这就极大地促进了长距离输送管线的发展

海洋

极地自然条件较为恶劣,洋流

冻土

地震

低温大大提升了材料被破坏的风险,因而对材料提出更高的要求

为了提高输送效率,降低工程成本,促使长距离石油天然气输送管线用钢向高钢级

大直径

大壁厚

低温韧性方向发展,产生了对高强度低温韧性钢的需求

[0003]高强度低温韧性钢是一个高技术含量

高附加值的新钢种,它除有较高的屈服强度

抗拉强度外,还有良好的延伸性能

冷弯性能

焊接性能和低温止裂性能

高强度低温韧性管道钢用于制造天然气输送弯头

异径接头

三通

四通

管帽等管件,以适应更为复杂的服役环境,有效抵抗滑坡

地震

断层

温环境带来的材料的破坏,提高钢材使用寿命,增加工程安全系数,也节约资源


技术实现思路

[0004]本专利技术旨在提供提供一种高强度低温韧性好的石油天然气管道用钢的生产方法,生产的钢具有强度高

韧性好

优良的低温韧性

优秀的加工性能及优良的焊接性能,钢的屈服强度
485~630Mpa
,抗拉强度
570~730Mpa
,屈强比
≤0.88
,板厚
1/2
低温冲击韧性

40℃

Akv≥300J。
夹杂物
A
类粗系
/
细系
≤0.5
级;
B
类粗系
/
细系
≤0.5
级;
C
类粗系
/
细系
≤0.5
级;
D
类粗系
/
细系
≤1.0


[0005]本专利技术通过下述技术方案予以实现:一种高强度低温韧性管件钢的生产方法,工艺流程包括转炉冶炼

精炼

连铸

加热轧制

冷却

检查入库,
C=0.07~0.08

Si=0.15~0.30

Mn=1.40~1.60

P≤0.012

S≤0.002

Nb=0.035~0.045

Ti=0.015~0.02

Al≤0.005

Ni=0.12~0.20

Cr=0.15~0.20

Mo=0.16~0.20

V=0.045~0.055
, Ca/S=0.6~2.1
,其余为
Fe
与不可避免的杂质;关键工艺步骤包括:
(1)
转炉:转炉控制氧
≥400ppm
,采用滑板装置,炉后加入石灰与
Al2O3进行渣处理,无铝脱氧;炉后采用大氩气搅拌
4~8min
进行充分碳氧反应,终点碳含量
≤0.045
;(2)精炼:加入石灰与精炼渣料脱氧

硫,精炼渣碱度
CaO/SiO2≤4.5~6.0
,全程控制钢水中铝含量小于
0.008%
,避免
Al2O3
夹杂物的生成;在
0.5tor
真空度条件下保持真空时间
18
分钟以上;对钢水进行脱氮



氧处理,控制
H≤1.5、O≤13ppm
;(3)连铸:全程低过热度保护浇铸,浇铸温度
≤1534℃
,控制过热度
8~12℃
,二次冷却采用动态配比水的方法,比水量
0.25~0.45L/kg
,动态轻压下技术铸坯压下量
6~8mm
,破坯凝固过程中的搭桥行为,减轻铸坯中心偏析与疏松,铸坯火焰切割后采用铸坯淬火装置激冷至
≤600℃
,铸坯下线进保温装置缓冷至
≤350℃
装炉轧制;
(4)轧制:加热温度
1150~1180℃
,加热时间
280~320min
,待温坯厚度>
3h
,开轧温度
840~930℃
,终轧温度
770~810℃
,采用在线淬火,开始冷却温度
780~820℃
,终冷温度
240~320℃
,冷却速率
25~35℃/s
,得到屈服强度
550~650Mpa
,抗拉强度
630~730Mpa
,屈强比
≤0.88
,厚度
1/2
低温冲击韧性

40℃

Akv≥300J
的低温管件钢

[0006]本专利技术的原理:关于步骤(1),利用大氧气射流搅拌熔池,造高碱度渣,使得出钢氧含量
≥400ppm
,碳氧积=
0.0023%

P≤0.010%
,采用滑板挡渣出钢,减少高氧化渣的混出,不脱氧合金化,保持钢水的高氧含量,炉后大氩气搅拌
4~8min
,使得碳氧反应进一步发生,生产成
CO2排出,进一步降低钢水的碳含量,不采用铝脱氧,使钢水中不产生
Al2O3夹杂物,稳定控制碳含量
≤0.04%
,为后续精炼创造条件

[0007]关于步骤(2),采用石灰和精炼渣料脱氧

硫,造高碱度流动性渣,精炼渣碱度
CaO/SiO2:
4.5~6.0
,全程不加入含铝材料,避免
Al2O3夹杂物的产生,便于
CaO

AL2O3‑
SiO2‑
MgO
复合夹杂物转变,利于夹杂物上浮与排除,夹杂物稳定控制
A...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高强度低温韧性管件钢的生产方法,其特征在于:钢的化学组成质量百分比为
C=0.07~0.08

Si=0.15~0.30

Mn=1.40~1.60

P≤0.012

S≤0.002

Nb=0.035~0.045

Ti=0.015~0.02

Al≤0.005

Ni=0.12~0.20

Cr=0.15~0.20

Mo=0.16~0.20

V=0.045~0.055
, Ca/S=0.6~2.1
,其余为
Fe
与不可避免的杂质;关键工艺步骤包括:(1)转炉:转炉控制氧
≥400ppm
,采用滑板装置,炉后加入石灰与
Al2O3进行渣处理,无铝脱氧;炉后采用大氩气搅拌
4~8min
进行充分碳氧反应,终点碳含量
≤0.045
;(2)精炼:加入石灰与精炼渣料脱氧

硫,精炼渣碱度
CaO/SiO2≤4.5~6.0
,全程控制钢水中铝含量小于
0.008%
,避免
Al2O3
夹杂物的生成;在
0.5tor
真空度条件下保持真空时间
18
...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈奇明高擎罗登史术华熊祥江李中平范明彭宁琦张勇伟
申请(专利权)人:湖南华菱湘潭钢铁有限公司
类型:发明
国别省市:

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