CN114381664A - 一种耐腐蚀管线用厚规格x80ms钢板的生产方法 - Google Patents

一种耐腐蚀管线用厚规格x80ms钢板的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种耐腐蚀管线用厚规格X80MS钢板的生产方法，该方法通过洁净钢冶炼、连铸、加热、控制控冷及堆冷工艺，突破了40mm以上管线钢内部组织和力学性能无法满足要求的瓶颈，同时在行业内首次采用控制轧制生产出厚度＞40mm～60mm的满足耐腐蚀管线钢，获得的钢板内部组织为85～95针状铁素体+5～15贝氏体，屈服强度570～640MPa，抗拉强度642～813MPa，伸长率23～33，V型‑30℃纵向冲击功171～295J，‑15℃落锤撕裂实验平均值92，焊接裂纹敏感系数Pcm≤0.23，耐候指数≥6.0，可满足厚规格管线钢对低温韧性、加工性能及焊接性能的要求，具有良好的应用前景。

Description

一种耐腐蚀管线用厚规格X80MS钢板的生产方法
技术领域
本发明涉及到中厚板领域，具体涉及到一种耐腐蚀管线用厚规格X80MS钢板的生产方法。
背景技术
X80MS属于美标API 5L中管线钢，其具有低温韧性优良、加工性能和焊接性能好等特点。随着石油、天然气需求量大幅度增长，输送能力有了长足发展，对管线钢的质量提出了更高的要求，如耐候性能、使用寿命等。
CN 103225047 B公开了一种厚度≥26.5mm的X80管线用钢及其生产方法，采用两段粗轧、精轧、快速冷却、矫直的工艺获得了厚度≥26.5mm；CN 110656228 A公开了厚规格X80管线钢的生产方法，获得的钢板厚度≥18mm。
但上述方案获得的钢板，均未突破40mm以上管线钢对内部组织及力学性能达到使用需求的瓶颈，无法满足恶劣环境下厚壁化的要求。
发明内容
为解决上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种耐腐蚀管线用厚规格X80MS钢板的生产方法，通过该方法生产出的钢板能够突破40mm以上管线钢对内部组织及力学性能达到使用需求的瓶颈，能够满足满足恶劣环境下厚壁化的要求。
为达到上述目的，本发明采取的技术方案如下：一种耐腐蚀管线用厚规格X80MS钢板的生产方法，通过该生产方法生产出的钢板厚度为40＜δ≤60mm，包括如下质量百分比的化学成分(单位，wt％)：C:0.07～0.13、Si:0.10～0.55、Mn:1.35～1.70、Nb:0.040～0.060、V:0.05～0.06、Ni:0.25～0.35、Cr:0.80～0.95、Cu:0.25～0.70、Mo:0.205～0.35、Als:≤0.05、P:≤0.008、S:≤0.002，其它为Fe和残留元素；
上述耐腐蚀管线用厚规格X80MS钢板的生产方法包括洁净钢冶炼、连铸、加热、控轧控冷及堆冷，具体为：
1)洁净钢冶炼：铁水脱硫后转炉冶炼，入炉铁水S≤0.005、P≤0.050，冶炼过程控制炉渣碱度R按2.5～4.0，之后采用LF+VD精炼，其中VD保压时间≥25min，钢水离站温度1540-1575℃；
2)连铸：中包过热度15±10℃，采用电磁搅拌，全程保护浇铸，保持结晶器液面稳定，铸坯下线后要求堆冷≥24h；
3)加热：预热段温度≤1000℃，加热段温度1220～1240℃，保温段温度1200～1220℃，保温段时间＞40min，整体加热时间10～13min/cm；
4)控轧控冷：开轧温度1000℃～1100℃，单道次压下量控制在35～45mm，轧制过程中每间隔一道打一次高压水，终轧温度880℃～930℃，轧制结束，钢板通过ACC快速冷却，冷却速度控制在8～15℃/S，返红温度500～600℃。需要说明的是，通过此轧制工艺，一方面可促使铸坯充分变形再结晶，达到内部晶粒不断破碎、细化和再结晶的目的，为最终钢板内部细小的晶粒度创造条件，另一方面，可促进铸坯内部缺陷的压合，达到内部组织致密，解决压缩比不足造成的内部疏松问题。此外，若冷速过低，钢板内部得到的组织主要是铁素体和珠光体，而冷速过大时，钢板内部主要以贝氏组织为主，仅存在少量铁素体、珠光体甚至没有，而对于管线钢，为同时保证钢板的强度及韧性，必须控制合理的冷却速度。
5)堆冷：钢板矫直后直接下线堆冷，堆冷温度≥400℃，堆冷时间≥24h。通过缓冷，以避免内部应力来不及释放产生内裂，同时进一步促使钢板内部有害气体溢出。
通过上述生产工艺获得的钢板，其内部组织为85～95针状铁素体+5～15贝氏体，屈服强度570～640MPa，抗拉强度642～813MPa，伸长率23～33，V型-30℃纵向冲击功171～295J，-15℃落锤撕裂实验平均值92，焊接裂纹敏感系数Pcm≤0.23，耐候指数≥6.0，突破了40mm以上管线钢内部组织和力学性能无法满足要求的瓶颈，同时在行业内首次采用控制轧制生产出厚度＞40mm～60mm的满足耐腐蚀管线钢。
附图说明
下面结合附图及实施例，对本发明的技术特征作进一步描述。
图1为本发明制得钢板头部厚度1/2部位的金相组织(金相显微镜，×500)。
具体实施方式
实施例
提供一种耐腐蚀管线用厚规格X80MS钢板的生产方法，通过该生产方法生产出的钢板厚度为40＜δ≤60mm，包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt)：C:0.07～0.13、Si:0.10～0.55、Mn:1.35～1.70、Nb:0.040～0.060、V:0.05～0.06、Ni:0.25～0.35、Cr:0.80～0.95、Cu:0.25～0.70、Mo:0.205～0.35、Als:≤0.05、P:≤0.008、S:≤0.002，其它为Fe和残留元素。
其生产方法包括：KR铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、VD精炼、连铸、加热、控轧控冷、堆冷；
1)KR铁水预处理工艺：利用KR对铁水进行搅拌脱硫等预处理；
2)转炉冶炼工艺：入炉铁水S≤0.005、P≤0.050，采用优质废钢，冶炼过程控制炉渣碱度R按2.5～4.0，出钢过程采用留钢法(即：保留少部分钢水留在转炉中)，避免冶炼过程中的渣、有害物质再次进入钢水，同时出钢过程加入脱氧剂，并采取吹氩搅拌措施；
3)LF精炼工艺：精炼过程吹氩搅拌，加入精炼渣料，造白渣，离站前加入钙线；
4)VD精炼工艺：VD高真空度保压≥25min，VD过程采用微吹氩，VD结束，钢水离站温度控制在1540-1575℃；
5)连铸工艺：浇钢前保证铸机设备状况良好，中包过热度15±10℃，采用电磁搅拌，全程保护浇铸，保证结晶器液面稳定，铸坯下线后要求堆冷≥24h；
6)加热工艺:预热段温度≤1000℃，加热段温度1220～1240℃，保温段温度1200～1220℃，保温段时间＞40min，整体加热速度10～13min/cm；
7)控轧控冷：轧制过程采用一阶段“高温、低速、大压下”的轧制工艺，开轧温度1000℃～1100℃，单道次压下量控制在35～45mm，同时轧制过程中每间隔一道打一次高压水，保证表面质量和轧制温度温度，终轧温度在880℃～930℃；轧制结束，钢板进入ACC进行快速冷却，冷却速度控制在8～15℃/S，返红温度500～600℃；
8)堆冷工艺：钢板矫直后及时下线堆冷，堆冷温度≥400℃，堆冷时间≥24h。
本次试生产的60批45-60mm厚X80MS钢板，按GB/T 13299《钢的显微组织评定办法》对钢板的内部组织金相分析，如图1所示，具有85～95针状铁素体+5～15贝氏体。
其机械力学性能按《GB/T21237-2018石油天然气输送管用宽厚钢板》检测，具体指标如下：
Figure BDA0003426569590000041
其中，屈服强度控制在570～640MPa，抗拉强度控制在642～813MPa；伸长率控制在23-33；V型-30℃纵向冲击功控制在171～295J，-15℃落锤撕裂实验平均值92，完全达到X80标准要求，焊接裂纹敏感系数Pcm≤0.23，耐候指数≥6.0，同时HIC和SSCC试验均通过测试合格。
-15℃落锤撕裂实验平均值92，完全达到X80标准要求。
外检及探伤
所研制的钢板外检严格按照，正品率100，按EN 10160进行探伤，其中达到S2/E3标准的比例为90，达到S1/E1标准的比例为100，达到了预期效果。
以上所描述的仅为本发明的较佳实施例，上述具体实施例不是对本发明的限制，凡本领域的普通技术人员根据以上描述所做的润饰、修改或等同替换，均属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种耐腐蚀管线用厚规格X80MS钢板的生产方法，通过该生产方法生产出的钢板厚度为40＜δ≤60mm，包括如下质量百分比的化学成分(单位，wt％)：C:0.07～0.13、Si:0.10～0.55、Mn:1.35～1.70、Nb:0.040～0.060、V:0.05～0.06、Ni:0.25～0.35、Cr:0.80～0.95、Cu:0.25～0.70、Mo:0.205～0.35、Als:≤0.05、P:≤0.008、S:≤0.002，其它为Fe和残留元素；该钢板内部组织为85～95针状铁素体+5～15贝氏体，屈服强度570～640MPa，抗拉强度642～813MPa，伸长率23～33，V型-30℃纵向冲击功171～295J，焊接裂纹敏感系数Pcm≤0.23，耐候指数≥6.0；
上述耐腐蚀管线用厚规格X80MS钢板的生产方法包括洁净钢冶炼、连铸、加热控轧控冷及堆冷，具体为：
1)洁净钢冶炼：铁水脱硫后转炉冶炼，入炉铁水S≤0.005、P≤0.050，冶炼过程控制炉渣碱度R按2.5～4.0，之后采用LF+VD精炼，其中VD保压时间≥25min，钢水离站温度1540-1575℃；
2)连铸：中包过热度15±10℃，采用电磁搅拌，全程保护浇铸，保持结晶器液面稳定，铸坯下线后要求堆冷≥24h；
3)加热：预热段温度≤1000℃，加热段温度1220～1240℃，保温段温度1200～1220℃，保温段时间＞40min，整体加热时间10～13min/cm；
4)控轧控冷：开轧温度1000℃～1100℃，单道次压下量控制在35～45mm，轧制过程中每间隔一道打一次高压水，终轧温度880℃～930℃，轧制结束，钢板通过ACC快速冷却，冷却速度控制在8～15℃/S，返红温度500～600℃；
5)堆冷：钢板矫直后直接下线堆冷，堆冷温度≥400℃，堆冷时间≥24h。
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