CN112239836A - 一种b级抗酸管线钢及其制备方法 - Google Patents

一种b级抗酸管线钢及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种B级抗酸管线钢及其制备方法，属于钢铁冶金技术领域。其化学成分及质量百分含量如下：C：0.02~0.06%，Si：0.10~0.20%，Mn≤0.90%，Al：0.020~0.060%，Nb：0.025~0.040%，Ti≤0.020%，Cr≤0.30%，P≤0.012%，S≤0.002%，N≤0.0080%，B≤0.0005%，其中Mn+Cr≤1.20%，其余为铁及不可避免的杂质元素。针对目前现有的成分设计及制造方法存在成本较高，冶炼难度较大的问题，本发明开发了一种易于冶炼和生产的B级抗酸管线钢的生产制造方法，其对于降低生产制造成本、降低生产难度，提高合格率以及控制性能均匀性，具有重要作用。

Description

一种B级抗酸管线钢及其制备方法
技术领域
本发明涉及钢铁冶金技术领域，具体涉及一种B级抗酸管线钢及其制备方法。
背景技术
随着油气需求的不断增加，油气管线的建设不断增长，非抗酸管道在运行中需要对介质进行去氢处理，即将“酸气”转变为“甜气”，在增加工序的同时也增加了成本。而抗酸设计的管道，则无需去氢工序，既节约成本也可以精简工序，但目前抗酸管线钢总体上属于管线钢应用相对较少的钢种，国内大规模应用的尤其少，而且由于抗酸管线钢对P、S元素的含量要求极高，特别S元素，当S元素的含量超过0.0015%时，通常还要求Ca/S比，故冶炼的难度极高。
而抗酸管线钢通常采用低碳低锰的成分设计，造成碳当量大大低于同钢级的管线钢，要保证强度，则会添加如Cu、Mo等贵重元素，特别是Mo元素，一般加入量较多，造成成本较高。
发明内容
解决的技术问题：针对现有技术中存在成本较高、冶炼难度较大等技术问题，本发明提供一种B级抗酸管线钢及其制备方法，能够降低生产制造成本、降低生产难度、提高合格率以及控制性能均匀等。
技术方案：一种B级抗酸管线钢，其化学成分及质量百分含量如下：C：0.02~0.06%，Si：0.10~0.20%，Mn ≤0.90%，Al：0.020~0.060%，Nb：0.025~0.040%，Ti ≤0.020%， Cr ≤0.30%， P ≤0.012%，S ≤0.002% ，N ≤0.0080%，B ≤0.0005%，其中Mn+Cr≤1.20%，其余为铁及不可避免的杂质元素。
作为优选，C：0.04~0.06%，Si：0.15~0.16%，Mn ：0.75~0.8%，Al：0.029~0.036%，Nb：0.032~0.034%，Ti：0.015~0.016%， Cr：0.023~0.025%， P：0.006~0.01%，S：0.001% ，N：0.0021~0.0023%，B：0.0001~0.0003%，其余为铁及不可避免的杂质元素，Ceq：0.23~0.24%，Pcm：0.11~0.22%。
上述一种B级抗酸管线钢的制备方法，所述方法包括如下步骤：依次包括配制钢种成分、铁水KR预脱硫、转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理、喂线、软搅拌、板坯连铸、板坯再加热、粗轧、中间坯待温冷却、精轧、钢板冷却、钢板矫直、下线堆冷出堆和超声探伤，其中，配制钢种成分时，根据上述成分配制；铁水KR脱硫处理后，控制铁水S含量≤0.010％；LF精炼处理后，控制钢液S含量≤0.005％；RH真空处理后，控制钢中H含量小于2ppm；喂线阶段，喂入纯Ca线150-500 m，并进行软搅拌，时间不小于12 min；板坯连铸阶段采用无氧化保护浇注，其中，中间包过热度控制在25±5℃，拉速1.4~1.6m/min；板坯再加热阶段，温度控制在1120～1220℃；粗轧阶段，粗轧温度控制在≤1100℃；精轧阶段，精轧温度控制在980℃以下，终轧温度为≥820℃，精轧道次控制在5道次以内，并结合3倍尺组板的生产方式；钢板冷却阶段，终冷温度为＞550℃，冷速控制为15-30℃/s；钢板冷却后，冷床上空冷至室温；钢板矫直阶段，采用热矫进行板型矫正。
作为优选，铁水KR脱硫处理后，控制铁水S含量0.005％；LF精炼处理后，控制钢液S含量0.002％；RH真空处理后，控制钢中H含量1.4~1.6 ppm；喂线阶段，喂入纯Ca线368-405m，并进行软搅拌，时间不小于13~13.5 min；板坯连铸阶段采用无氧化保护浇注，其中，中间包过热度控制在25~27℃，拉速1.4~1.6m/min；板坯再加热阶段，温度控制在1180℃；粗轧阶段，粗轧温度控制在1035~1062℃；精轧阶段，精轧温度控制在968~975℃，终轧温度为826~922℃，精轧道次控制在5道次以内，并结合3倍尺组板的生产方式；钢板冷却阶段，终冷温度为586~612℃，冷速控制为19~21℃/s。
作为优选，粗轧阶段后中间坯厚度大于1.5倍钢板厚度。
作为优选，精轧阶段总压缩比≥40%。
有益效果：1.本发明成分设计不作Ca/S的要求，能够降低冶炼难度。
2.目前现有的成分设计及制造方法存在成本较高，冶炼难度较大的问题，本发明开发了一种易于冶炼和生产的B级抗酸管线钢的生产制造方法，其对于降低生产制造成本、降低生产难度，提高合格率以及控制性能均匀性，具有重要作用。
附图说明
图1 为本发明实施例2制得的产品近表面钢板组织图；
图2为实施例2制得的产品厚度为1/4时钢板组织图；
图3为实施例2制得的产品厚度为1/2时钢板组织图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
本实施例中，所述B级抗酸管线钢，其化学成分及质量百分含量如下：C：0.06%，Si：0.16%，Mn：0.78%，Al：0.036%，Nb：0.032%，Ti ：0.016%， Cr ：0.23%， P :0.008%，S ：0.001%，N :0.0022%，B ：0.0003%，其余为铁及不可避免的杂质元素，Ceq：0.24%，Pcm：0.12%。
上述B级抗酸管线钢的制备方法，步骤如下：按上述成分配制钢种成分、铁水KR预脱硫、转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理、喂线、软搅拌、板坯连铸、板坯再加热、粗轧、中间坯待温冷却、精轧、钢板快速冷却、钢板热矫直、下线堆冷出堆、超声探伤、剪切、入库。铁水KR脱硫处理后，控制铁水S含量0.005%；LF精炼处理后，控制钢液S含量0.002%；RH真空处理后，控制钢中H含量小于1.5 ppm；喂线阶段，喂入纯Ca线368 m，并进行软搅拌，时间13.5 min；板坯连铸阶段采用无氧化保护浇注，其中，中间包过热度控制在25℃，拉速1.4~1.6m/min；板坯再加热阶段，温度控制在1180℃；粗轧阶段，粗轧温度控制在1035℃；中间坯待温冷却厚度为40mm；精轧阶段，精轧温度控制在968℃，终轧温度为835℃，精轧道次控制在5道次以内，并结合3倍尺组板的生产方式；钢板冷却阶段，终冷温度为586℃，冷速控制为20℃/s；钢板冷却后，冷床上空冷至室温；钢板矫直阶段，采用热矫进行板型矫正。精轧阶段总压缩比≥40%。
实施例2
本实施例中，所述B级抗酸管线钢，其化学成分及质量百分含量如下：C：0.05%，Si：0.15%，Mn：0.75%，Al：0.029%，Nb：0.033%，Ti ：0.016%， Cr ：0.25%， P :0.010%，S ：0.001%，N :0.0023%，B ：0.0001%，其余为铁及不可避免的杂质元素，Ceq：0.23%，Pcm：0.11%。
上述B级抗酸管线钢的制备方法，步骤如下：按上述成分配制钢种成分、铁水KR预脱硫、转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理、喂线、软搅拌、板坯连铸、板坯再加热、粗轧、中间坯待温冷却、精轧、钢板快速冷却、钢板热矫直、下线堆冷出堆、超声探伤、剪切、入库。铁水KR脱硫处理后，控制铁水S含量0.005%；LF精炼处理后，控制钢液S含量0.002%；RH真空处理后，控制钢中H含量小于1.6 ppm；喂线阶段，喂入纯Ca线392 m，并进行软搅拌，时间13 min；板坯连铸阶段采用无氧化保护浇注，其中，中间包过热度控制在25℃，拉速1.4~1.6m/min；板坯再加热阶段，温度控制在1180℃；粗轧阶段，粗轧温度控制在1050℃；中间坯待温冷却厚度为35 mm；精轧阶段，精轧温度控制在972℃，终轧温度为826℃，精轧道次控制在5道次以内，并结合3倍尺组板的生产方式；钢板冷却阶段，终冷温度为590℃，冷速控制为21℃/s；钢板冷却后，冷床上空冷至室温；钢板矫直阶段，采用热矫进行板型矫正。精轧阶段总压缩比≥40%。
实施例3
本实施例中，所述B级抗酸管线钢，其化学成分及质量百分含量如下：C：0.04%，Si：0.16%，Mn：0.80%，Al：0.033%，Nb：0.034%，Ti ：0.015%， Cr ：0.23%， P :0.006%，S ：0.001%，N :0.0021%，B ：0.0001%，其余为铁及不可避免的杂质元素，Ceq：0.23%，Pcm：0.11%。
上述B级抗酸管线钢的制备方法，步骤如下：按上述成分配制钢种成分、铁水KR预脱硫、转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理、喂线、软搅拌、板坯连铸、板坯再加热、粗轧、中间坯待温冷却、精轧、钢板快速冷却、钢板热矫直、下线堆冷出堆、超声探伤、剪切、入库。铁水KR脱硫处理后，控制铁水S含量0.005%；LF精炼处理后，控制钢液S含量0.002%；RH真空处理后，控制钢中H含量小于1.4 ppm；喂线阶段，喂入纯Ca线405 m，并进行软搅拌，时间13.5 min；板坯连铸阶段采用无氧化保护浇注，其中，中间包过热度控制在27℃，拉速1.4~1.6m/min；板坯再加热阶段，温度控制在1180℃；粗轧阶段，粗轧温度控制在1062℃；中间坯待温冷却厚度为30mm；精轧阶段，精轧温度控制在975℃，终轧温度为922℃，精轧道次控制在5道次以内，并结合3倍尺组板的生产方式；钢板冷却阶段，终冷温度为612℃，冷速控制为19℃/s；钢板冷却后，冷床上空冷至室温；钢板矫直阶段，采用热矫进行板型矫正。精轧阶段总压缩比≥40%。
实施例4
本实施例中，所述B级抗酸管线钢，其化学成分及质量百分含量如下：C：0.02%，Si：0.10%，Mn ≤0.90%，Al：0.020%，Nb：0.025%，Ti ≤0.020%， Cr ≤0.30%， P ≤0.012%，S ≤0.002% ，N ≤0.0080%，B ≤0.0005%，其中Mn+Cr≤1.20%，其余为铁及不可避免的杂质元素。
上述B级抗酸管线钢的制备方法，步骤如下：按上述成分配制钢种成分、铁水KR预脱硫、转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理、喂线、软搅拌、板坯连铸、板坯再加热、粗轧、中间坯待温冷却、精轧、钢板快速冷却、钢板热矫直、下线堆冷出堆、超声探伤、剪切、入库。铁水KR脱硫处理后，控制铁水S含量≤0.010％；LF精炼处理后，控制钢液S含量≤0.005％；RH真空处理后，控制钢中H含量小于2ppm；喂线阶段，喂入纯Ca线500 m，并进行软搅拌，时间13.5min；板坯连铸阶段采用无氧化保护浇注，其中，中间包过热度控制在20℃，拉速1.4 m/min；板坯再加热阶段，温度控制在1120℃；粗轧阶段，粗轧温度控制在≤1100℃；精轧阶段，精轧温度控制在980℃以下，终轧温度为≥820℃，精轧道次控制在5道次以内，并结合3倍尺组板的生产方式；钢板冷却阶段，终冷温度为＞550℃，冷速控制为15℃/s；钢板冷却后，冷床上空冷至室温；钢板矫直阶段，采用热矫进行板型矫正。粗轧阶段后中间坯厚度大于1.5倍钢板厚度。精轧阶段总压缩比≥40%。
实施例5
本实施例中，所述B级抗酸管线钢，其化学成分及质量百分含量如下：C：0.06%，Si：0.20%，Mn ≤0.90%，Al：0.060%，Nb：0.040%，Ti ≤0.020%， Cr ≤0.30%， P ≤0.012%，S ≤0.002% ，N ≤0.0080%，B ≤0.0005%，其中Mn+Cr≤1.20%，其余为铁及不可避免的杂质元素。
上述B级抗酸管线钢的制备方法，步骤如下：依次包括配制钢种成分、铁水KR预脱硫、转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理、喂线、软搅拌、板坯连铸、板坯再加热、粗轧、中间坯待温冷却、精轧、钢板冷却、钢板矫直、下线堆冷出堆和超声探伤，其中，配制钢种成分时，根据上述成分配制；铁水KR脱硫处理后，控制铁水S含量≤0.010％；LF精炼处理后，控制钢液S含量≤0.005％；RH真空处理后，控制钢中H含量小于2ppm；喂线阶段，喂入纯Ca线150 m，并进行软搅拌，时间不小于12 min；板坯连铸阶段采用无氧化保护浇注，其中，中间包过热度控制在30℃，拉速1.6m/min；板坯再加热阶段，温度控制在1220℃；粗轧阶段，粗轧温度控制在≤1100℃；精轧阶段，精轧温度控制在980℃以下，终轧温度为≥820℃，精轧道次控制在5道次以内，并结合3倍尺组板的生产方式；钢板冷却阶段，终冷温度为＞550℃，冷速控制为30℃/s；钢板冷却后，冷床上空冷至室温；钢板矫直阶段，采用热矫进行板型矫正。粗轧阶段后中间坯厚度大于1.5倍钢板厚度。精轧阶段总压缩比≥40%。
实施例1~3冶炼炉次及母板轧制工艺过程控制参数参见表1，冶炼炉次熔炼成分参见表2，热轧母板的力学性能参见表3，实施例1~3制备的钢板的规格尺寸参见见表4。
表1：实施例冶炼炉次及母板轧制工艺过程控制参数
Figure DEST_PATH_IMAGE001
表2：实施例冶炼炉次熔炼成分
Figure 229711DEST_PATH_IMAGE002
表3：实施例热轧母板的力学性能：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
表4：实施例的钢板尺寸规格
Figure 877117DEST_PATH_IMAGE004
实施例2制备的钢板组织照片参见图1-3，图1为近表面钢板组织照片，图2为厚度为1/4时钢板组织照片，图3为厚度为1/2时钢板组织照片，从图中可以看出，实施例获得主要组织为准多边形铁素体+少量的贫珠光体，厚度截面的组织均匀，没有明显的偏析条带及明显的珠光体带，可良好的避免氢原子的富集而导致应力集中开裂，因而具有良好的抗酸性能及常规力学性能。

Claims (6)

1.一种B级抗酸管线钢，其特征在于，其化学成分及质量百分含量如下：C：0.02~0.06%，Si：0.10~0.20%，Mn ≤0.90%，Al：0.020~0.060%，Nb：0.025~0.040%，Ti ≤0.020%， Cr ≤0.30%， P ≤0.012%，S ≤0.002% ，N ≤0.0080%，B ≤0.0005%，其中Mn+Cr≤1.20%，其余为铁及不可避免的杂质元素。
2.根据权利要求1所述的一种B级抗酸管线钢，其特征在于，C：0.04~0.06%，Si：0.15~0.16%，Mn ：0.75~0.8%，Al：0.029~0.036%，Nb：0.032~0.034%，Ti：0.015~0.016%， Cr：0.023~0.025%， P：0.006~0.01%，S：0.001% ，N：0.0021~0.0023%，B：0.0001~0.0003%，其余为铁及不可避免的杂质元素，Ceq：0.23~0.24%，Pcm：0.11~0.22%。
3.基于权利要求1所述的一种B级抗酸管线钢的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：依次包括配制钢种成分、铁水KR预脱硫、转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理、喂线、软搅拌、板坯连铸、板坯再加热、粗轧、中间坯待温冷却、精轧、钢板冷却、钢板矫直、下线堆冷出堆和超声探伤，其中，配制钢种成分时，根据权利要求1所述的成分配制；铁水KR脱硫处理后，控制铁水S含量≤0.010％；LF精炼处理后，控制钢液S含量≤0.005％；RH真空处理后，控制钢中H含量小于2ppm；喂线阶段，喂入纯Ca线150-500 m，并进行软搅拌，时间不小于12min；板坯连铸阶段采用无氧化保护浇注，其中，中间包过热度控制在25±5℃，拉速1.4~1.6m/min；板坯再加热阶段，温度控制在1120～1220℃；粗轧阶段，粗轧温度控制在≤1100℃；精轧阶段，精轧温度控制在980℃以下，终轧温度为≥820℃，精轧道次控制在5道次以内，并结合3倍尺组板的生产方式；钢板冷却阶段，终冷温度为＞550℃，冷速控制为15-30℃/s；钢板冷却后，冷床上空冷至室温；钢板矫直阶段，采用热矫进行板型矫正。
4.根据权利要求3所述的一种B级抗酸管线钢的制备方法，其特征在于，铁水KR脱硫处理后，控制铁水S含量0.005％；LF精炼处理后，控制钢液S含量0.002％；RH真空处理后，控制钢中H含量1.4~1.6 ppm；喂线阶段，喂入纯Ca线368-405 m，并进行软搅拌，时间不小于13~13.5 min；板坯连铸阶段采用无氧化保护浇注，其中，中间包过热度控制在25~27℃，拉速1.4~1.6m/min；板坯再加热阶段，温度控制在1180℃；粗轧阶段，粗轧温度控制在1035~1062℃；精轧阶段，精轧温度控制在968~975℃，终轧温度为826~922℃，精轧道次控制在5道次以内，并结合3倍尺组板的生产方式；钢板冷却阶段，终冷温度为586~612℃，冷速控制为19~21℃/s。
5.根据权利要求3所述的一种B级抗酸管线钢的制备方法，其特征在于，粗轧阶段后中间坯厚度大于1.5倍钢板厚度。
6.根据权利要求3所述的一种B级抗酸管线钢的制备方法，其特征在于，精轧阶段总压缩比≥40%。
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