[發明專利]一種超寬規格超大單重管線鋼X80卷板及其生產工藝

有效

• 申請號: 201410048166.0
• 申請日: 2014-02-12
• 公開（公告）號: CN103789705A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 文新理;劉雅政;蔣波;周樂育;張朝磊;趙帆
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C22C38/58
• 分類號: C22C38/58;C22C38/50;C21D8/02
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

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技術領域

本發明屬于鋼鐵材料領域，是一種輸送天然氣用大口徑管線用鋼，具體涉及一種超寬規格超大單重管線鋼X80卷板及其生產工藝。

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背景技術

管線鋼是指用于制造油氣和其他流體輸送管道的工程結構鋼，管線鋼X80是我國目前大批量工程化應用的最高級別管線鋼，被廣泛應用于西氣東輸二線、三線和中緬管線等國家重點工程中。隨著油氣輸送管道向高壓力、大口徑和長距離方向發展，對管線鋼X80卷板的規格和單重也提出了更高要求，超寬規格和超大單重是管線鋼X80的發展趨勢。

目前我國管線鋼X80卷板的目標寬度為1550mm，單重27±0.5噸，每個鋼卷可制成Φ1219mm鋼管4根，每根鋼管焊縫長度30.1m。本發明的超寬規格超大單重管線鋼目標寬度為1650~1750mm，單重34~38噸，可制成Φ1219mm鋼管5~6根。以寬度1650mm、單重34噸為例，同寬度1550mm、單重27噸相比，其優點在于：

1）將焊縫長度從30.1m縮短到27.6m，焊縫越短，鋼管的安全性和可靠性越高；

2）每個鋼卷可制成的鋼管數量提高了一根，使鋼管廠生產效率提高25%，金屬損失降低20%。

3）單重的增加使鋼廠生產效率提高25%，金屬損失降低20%，包裝成本降低20%。

超寬規格超大單重管線鋼X80卷板的開發難度在于寬度增加和單重提高后產品的工藝難度增大、性能降低，因此需要全新的成分和工藝設計，這等同于一種新產品及其生產工藝的開發。

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發明內容

本發明的目的在于提供一種超寬規格超大單重管線鋼X80卷板及其生產工藝，節約生產成本、提高生產效率、提高管道運行的安全性和可靠性。超寬規格超大單重管線鋼X80卷板與普通X80卷板相比生產難度表現在兩方面：一是寬度的增加提高了制造過程軋機的負荷，在原有工藝條件下無法生產；二是單重的增加提高了制造過程中間坯的長度，中間坯進入精軋機組時的頭尾溫差增加，這種溫差導致成品鋼卷頭尾性能的差異，使鋼卷尾部25米長度不合格。因此，超寬規格超大單重管線鋼X80卷板的開發不只是在寬度和單重方面量的提高，也是在成分設計和生產工藝方面質的改變。

在成分設計方面，采用“多合金成分設計”：

與普通X80卷板相比，超寬規格超大單重管線鋼X80卷板采用較多種類和較高含量的合金成分設計，主要合金元素Mo、Nb、Cr、Ni等含量均有一定程度提高，以保證工藝條件變化后產品的力學性能。其中Nb含量的提高是為了進一步抑制形變奧氏體的回復和再結晶，得到形變缺陷較多的奧氏體組織，以提高相變形核率、抑制新相長大，得到細化的針狀鐵素體組織；Mo、Cr、Ni含量的提高是為了進一步穩定奧氏體以提高材料的淬透性，保證在提高加熱溫度和軋制溫度后仍能得到優異的力學性能。

本發明的技術方案是：一種超寬規格超大單重管線鋼X80卷板，其化學成分的重量百分比為：

C??0.02~0.12%

Si??0.10~0.50%

Mn??1.00~2.00%

Nb??0.02~0.10%

V??0.01~0.10%

Ti??0.01~0.08%

Cr??0.20~1.00%

Mo??0.10~0.80%

Ni??0.10~0.80%

P??≤0.02%

S??≤0.01%

其余為Fe和不可避免雜質。?

進一步，本發明的化學成分（重量百分比）優選為：

C??0.03~0.10%

Si??0.15~0.45%

????Mn??1.00~2.00%

Nb??0.03~0.09%

V??0.02~0.08%

Ti??0.02~0.06%

Cr??0.25~0.8%

Mo??0.15~0.60%

Ni??0.15~0.60%

P??≤0.01%

S??≤0.008%

其余為Fe和不可避免雜質。

本發明合金設計的原理如下：

C：0.02~0.12%，優選為0.03~0.10%，為了使鋼板具有良好的焊接性能、冷彎性能和韌性，特別是低溫韌性，必須降低鋼中的含碳量。對于針狀鐵素體管線鋼，C作為對韌性等性能的有害元素，必須降至0.12%以下。