CN111793776A - 一种抗酸性腐蚀x65ms管线钢热轧卷板及其制备方法 - Google Patents

一种抗酸性腐蚀x65ms管线钢热轧卷板及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种抗酸性腐蚀X65MS管线钢热轧卷板及其制备方法，其中，RH处理后进行钙质处理，增加软吹时间，严格控制钢水中夹杂物；全过程采用保护浇注，中包过热度要求≤30℃；取硫印坯进行低倍检验，加热制度：确保板坯温度1180℃±20℃；中间坯厚度60mm；精轧入口温度≤980℃；精轧出口温度目标820℃；卷取温度目标400℃。通过本工艺生产的X65MS抗酸腐蚀管线钢，在不大量添加耐腐蚀元素的前提下，仍然获得良好的抗腐蚀性能，各项力学性能满足指标达到要求，且抗腐蚀性能试验结果好于国内其它钢厂。

Description

一种抗酸性腐蚀X65MS管线钢热轧卷板及其制备方法
技术领域
本发明涉及钢材制造领域，尤其涉及一种抗酸性腐蚀X65MS管线钢热轧卷板及其制备方法。
背景技术
随着油气资源开发量的增大，世界油气品质在近些年来处于下降趋势，油气中Cl-、SO4 2-等盐含量以及CO2、硫化物等酸性物质含量增大，同时超大管径、高压输送技术的运用，管线钢流体冲刷腐蚀与腐蚀疲劳加剧，这就对管线钢的强度和耐腐蚀性提出了更高的要求。
抗酸腐蚀管线钢主要用于输送富含酸性介质的油气管道，主要需求面向出口和中国西南等地油气田集输管线，对钢材的耐酸腐蚀性能、强韧性、焊接性能要求较高，对钢厂的技术水平、生产设备水平都要求严格，开发难度大。我国耐酸管线钢生产技术与国外知名耐酸管线钢生产企业存在一定差距，近年来国内钢厂加大了研发力度，现国内各大钢厂，仅首钢可批量生产抗酸腐蚀管线钢热轧卷板，而随着国内外酸性油气的开采及输送要求增加，国内外市场对抗酸腐蚀管线钢的需求也日益增加。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种抗酸性腐蚀X65MS管线钢热轧卷板及其制备方法。
本发明一方面提供了一种抗酸性腐蚀X65MS管线钢热轧卷板，化学成分及质量百分比为：C：0.03-0.10％，Mn：1.10-1.40％，Si：0.10-0.20％，Al： 0.010-0.030％，Cr：0.15-0.55％，Mo：0.15-0.45％，Ti：0.005-0.025％，Nb： 0.050-0.080％，V：0.020-0.040％，Ni：0.15-0.30％，B：≤0.0002％，P：≤0.012％， S：≤0.0020％，N：≤0.0060％，O：≤0.0020％，H：≤0.0005％，余量为 Fe及不可避免夹杂物。
本发明另一方面提供了上述应用于环保厨房用钢的制备方法，包括如下步骤：
1)原料工序
预处理入炉S≤0.003％，扒净渣；采用精料废钢；
2)钢包工序
要求红罐受钢；确保钢包透气性、自浇性；钢包清洁无残钢、残渣；钢包使用要考虑喂钙；
3)转炉工序
转炉拉碳一次命中、避免点吹；出钢采用低碳低磷锰铁、硅铁、钼铁、高铬合金化；出钢前钢包氩气吹扫，控制出钢口、避免散流，挡渣出钢，严格控制进入钢包中的渣量；
4)精铸工序
要求LF处理过程保持微正压，严格控制LF增N，要求增N量≤10ppm； LF采用活性石灰、萤石造流动性好的还原渣，严格控制吹氩强度，尽量避免钢液裸露；RH处理后进行钙质处理，增加软吹时间，严格控制钢水中夹杂物；精炼前后取气体样做N、O、H含量分析；
5)连铸工序
全程进行保护浇注，取气体样分析N、O、H，开浇前采用氩气吹扫中包，浇注过程做到无钢液裸露，严格控制水口吸N，控制增N≤5ppm；采用高碱度中包渣，以便钢中夹杂物的去除；浇钢过程投入软压下功能；浇钢过程保持恒拉速；中包按过热度≤30℃控制；铸坯全部下线，采用堆冷，保证铸坯缓慢降温，72小时后过轧制；
6)轧制、卷取部分
板坯出炉温度1160-1200℃。控制加热炉炉膛气氛，减少铸坯氧化铁皮的生成，保证加热温度均匀，荒轧中间坯厚度60mm；做好精轧模型的负荷分配，保证轧制稳定性；精轧入口温度≤980℃；精轧出口温度目标820℃；卷取温度目标400℃，冷却模式采用前5组全部投入的前段连续冷却方式，保证终轧、卷取温度的精确控制。
优选，所述步骤3)中，钢包Als按0.005-0.015％控制，要求钢包N≤ 25ppm。
进一步优选，所述步骤5)中，中包按过热度≤30℃控制。
进一步优选，所述步骤6)中，所述加热制度为：确保板坯温度1180℃±20℃；中间坯厚度60mm；精轧入口温度≤980℃；精轧出口温度目标820℃；卷取温度目标400℃。
本生产工艺生产出的高级别抗酸腐蚀管线钢X65MS产品成分及力学性能符合API5L标准、耐酸性腐蚀性能满足国际上抗HIC和抗SSCC相关标准要求，并具有良好的焊接工艺性能，满足石油天然气管道制造用材要求，其中主要技术。
本发明的有益效果如下：
(1)成分设计上，相比于同等级别的普通管线钢，采用低C、低Mn、无Cu的设计，并添加少量的Cr、Mo、Ni合金元素，力学性能上各项指标达到要求；
(2)在不大量添加耐腐蚀元素的前提下，通过控制钢液的纯净度，减少钢材内部的偏析，获得了良好的抗HIC和抗SSCC性能，且抗腐蚀性能试验结果好于国内其它钢厂；
(3)通过本工艺生产的X65MS抗酸腐蚀管线钢，各项力学性能满足指标达到要求，且抗腐蚀性能试验结果好于国内其它钢厂；
(4)本次开发的抗酸腐蚀管线钢，在不大量添加耐腐蚀元素的前提下，仍然获得良好的抗腐蚀性能，产品竞争力较高，具有很好的经济效益。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本实施方案提供了一种抗酸性腐蚀X65MS管线钢热轧卷板，化学成分及质量百分比为：C：0.03-0.10％，Mn：1.10-1.40％，Si：0.10-0.20％，Al： 0.010-0.030％，Cr：0.15-0.55％，Mo：0.15-0.45％，Ti：0.005-0.025％，Nb： 0.050-0.080％，V：0.020-0.040％，Ni：0.15-0.30％，B：≤0.0002％，P：≤0.012％， S：≤0.0020％，N：≤0.0060％，O：≤0.0020％，H：≤0.0005％，余量为 Fe及不可避免夹杂物。
本发明还提供了上述抗酸性腐蚀X65MS管线钢热轧卷板的制备方法，包括如下步骤：
1)原料工序
预处理入炉S≤0.003％，扒净渣；采用精料废钢；
2)钢包工序
要求红罐受钢；确保钢包透气性、自浇性；钢包清洁无残钢、残渣；钢包使用要考虑喂钙；
3)转炉工序
转炉拉碳一次命中、避免点吹；出钢采用低碳低磷锰铁、硅铁、钼铁、高铬合金化；出钢前钢包氩气吹扫，控制出钢口、避免散流，钢包Als按 0.005～0.015％控制；要求钢包N≤25ppm，挡渣出钢，严格控制进入钢包中的渣量；
4)精铸工序
要求LF处理过程保持微正压，严格控制LF增N，要求增N量≤10ppm； LF采用活性石灰、萤石造流动性好的还原渣，严格控制吹氩强度，尽量避免钢液裸露；RH处理后进行钙质处理，增加软吹时间，严格控制钢水中夹杂物；精炼前后取气体样做N、O、H含量分析；
5)连铸工序
全程进行保护浇注，取气体样分析N、O、H，开浇前采用氩气吹扫中包，浇注过程做到无钢液裸露，严格控制水口吸N，控制增N≤5ppm；采用高碱度中包渣，以便钢中夹杂物的去除；浇钢过程投入软压下功能；浇钢过程保持恒拉速；中包按过热度≤30℃控制；铸坯全部下线，采用堆冷，保证铸坯缓慢降温，72小时后过轧制；
6)轧制、卷取部分
板坯出炉温度1160～1200℃，控制加热炉炉膛气氛，减少铸坯氧化铁皮的生成，保证加热温度均匀，荒轧中间坯厚度60mm；做好精轧模型的负荷分配，保证轧制稳定性；精轧入口温度≤980℃；精轧出口温度目标820℃；卷取温度目标400℃，冷却模式采用前5组全部投入的前段连续冷却方式，保证终轧、卷取温度的精确控制。
下面对利用上述实施例提供的方法制得的钢板和其他工艺所制得的钢板进行性能测试，结果如表1所示：
表1性能测试结果
Figure RE-GDA0002670738890000051
结论：目前，本钢研发的X65MS抗酸腐蚀管线钢已进行3炉单炉试制，各项性能指标都满足技术标准要求，特别是抗酸腐蚀性能优良，远远优于普通X65和其他钢厂X65MS产品，裂纹长度率(CLR)、裂纹敏感率(CSR)、裂纹厚度率(CTR)标准要求越低越好，首钢三项指标远远高于本钢，本钢全部为0。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由权利要求指出。

Claims (5)

1.一种抗酸性腐蚀X65MS管线钢热轧卷板，其特征在于，化学成分及质量百分比为：C：0.03-0.10％，Mn：1.10-1.40％，Si：0.10-0.20％，Al：0.010-0.030％，Cr：0.15-0.55％，Mo：0.15-0.45％，Ti：0.005-0.025％，Nb：0.050-0.080％，V：0.020-0.040％，Ni：0.15-0.30％，B：≤0.0002％，P：≤0.012％，S：≤0.0020％，N：≤0.0060％，O：≤0.0020％，H：≤0.0005％，余量为Fe及不可避免夹杂物。
2.权利要求1所述的一种抗酸性腐蚀X65MS管线钢热轧卷板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)原料工序
预处理入炉S≤0.003％，扒净渣；采用精料废钢；
2)钢包工序
要求红罐受钢；确保钢包透气性、自浇性；钢包清洁无残钢、残渣；钢包使用要考虑喂钙；
3)转炉工序
转炉拉碳一次命中、避免点吹；出钢采用低碳低磷锰铁、硅铁、钼铁、高铬合金化；出钢前钢包氩气吹扫，控制出钢口、避免散流，挡渣出钢，严格控制进入钢包中的渣量；
4)精铸工序
要求LF处理过程保持微正压，严格控制LF增N，要求增N量≤10ppm；LF采用活性石灰、萤石造流动性好的还原渣，严格控制吹氩强度，尽量避免钢液裸露；RH处理后进行钙质处理，增加软吹时间，严格控制钢水中夹杂物；精炼前后取气体样做N、O、H含量分析；
5)连铸工序
全程进行保护浇注，取气体样分析N、O、H，开浇前采用氩气吹扫中包，浇注过程做到无钢液裸露，严格控制水口吸N，控制增N≤5ppm；采用高碱度中包渣，以便钢中夹杂物的去除；浇钢过程投入软压下功能；浇钢过程保持恒拉速；铸坯全部下线，采用堆冷，保证铸坯缓慢降温，72小时后过轧制；
6)轧制、卷取部分
板坯出炉，控制加热炉炉膛气氛，减少铸坯氧化铁皮的生成，保证加热温度均匀，做好精轧模型的负荷分配，保证轧制稳定性，冷却模式采用前5组全部投入的前段连续冷却方式，保证终轧、卷取温度的精确控制。
3.根据权利要求2所述的一种抗酸性腐蚀X65MS管线钢热轧卷板的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中，钢包Als按0.005-0.015％控制，要求钢包N≤25ppm。
4.根据权利要求2所述的一种抗酸性腐蚀X65MS管线钢热轧卷板的制备方法，其特征在于，所述步骤5)中，中包按过热度≤30℃控制。
5.根据权利要求2所述的一种抗酸性腐蚀X65MS管线钢热轧卷板的制备方法，其特征在于，所述步骤6)中，所述加热制度为：确保板坯温度1180℃±20℃；中间坯厚度60mm；精轧入口温度≤980℃；精轧出口温度目标820℃；卷取温度目标400℃。
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