[發明專利]一種低成本、高韌性大壁厚雙抗管線鋼鋼帶及其生產方法

有效

• 申請號: 201710807415.3
• 申請日: 2017-09-08
• 公開（公告）號: CN107675089B
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 許斌;李冠楠;賈改風;李強;趙林林;張志鴻;孫毅;王朔陽
• 申請（專利權）人: 河鋼股份有限公司邯鄲分公司
• 主分類號: C22C38/04
• 分類號: C22C38/04;C22C38/02;C22C38/06;C22C38/12;C21D8/02
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 李桂琴

本發明公開了一種低成本、高韌性大壁厚雙抗管線鋼鋼帶及其生產方法，其化學成分組成及質量百分含量為：C≤0.05%，Si≤0.15%，Mn：1.20～1.40%，P≤0.015%，S≤0.015%，Als：0.015～0.045%，Nb：0.015～0.035%，Pcm：0.12～0.18%，余量為鐵和不可避免的雜質。所述方法包括轉爐冶煉、精煉、連鑄、鑄坯加熱、軋制、冷卻工序。本發明采取LF?RH的短流程雙聯精煉工藝，低成本短流程的設計給企業帶來了巨大的經濟效益，同時標志著國內企業具備了批量生產大壁厚高低溫韌性要求雙抗管線鋼的能力，開創雙抗管線鋼的國際品牌效應，社會效益顯著。

技術領域

本發明屬于冶金技術領域，具體涉及一種低成本、高韌性大壁厚雙抗管線鋼鋼帶及其生產方法。

背景技術

制造石油、天然氣集輸和長輸管或煤炭、建材漿體輸送管等用的中厚板和帶卷稱為管線鋼，近年來發展迅速。而隨著石油和天然氣工業的發展，一些富含H₂S/CO₂腐蝕介質的天然氣資源被開采出來，腐蝕環境中產生的Ｈ原子向管線鋼中的缺陷位置不斷滲透、積聚，即使在較低輸氣壓力下也會導致鋼的腐蝕開裂，造成經濟損失和環境污染，具有極大的危害性。因此，富含H₂S/CO₂腐蝕介質的油氣輸送應把抗氫致開裂（HIC）和硫化物應力腐蝕開裂（SSCC）性能放在首位。近幾年，天然氣的需求量日漸增加，因而需要開發遙遠地帶或自然環境嚴酷（例如西伯利亞冬季嚴寒的環境）的地區的天然氣資源，這時對于遠距離輸送天然氣的管線鋼，除要求用于提高輸送效率的厚壁之外，還要求能耐受在寒冷地帶中使用的低溫韌性，特別是天然氣管線鋼，由于內壓高，裂紋的傳播速度比破裂后的減壓波的速度更快，因此需要具有優異的防脆性破壞的能力，大壁厚兼顧高韌性，給鋼廠提出了新的難題。

隨著鋼鐵冶煉原材料價格的飛漲、能源物質的短缺以及冶煉技術的不斷創新，鋼鐵企業的競爭日趨激烈。在這種形勢下，低成本生產的優勢就顯得尤為重要。高韌性雙抗管線鋼生產主要難點在低碳的情況下要求硫、磷和雜質含量同時低，在軋制過程中要保證原始奧氏體晶粒盡可能扁平細小、最終產品組織細小彌散。現階段國際通用的生產工藝流程為：轉爐-RH-LF-RH，兩次RH處理分別進行脫碳和脫氣，并通過添加Ni、Cu等高成本合金元素來提高管線鋼的雙抗性能，使得雙抗管線鋼工序復雜及成本消耗極大，不符合競爭激烈的市場環境。

另一方面，各鋼鐵企業在雙抗管線鋼鋼帶的生產過程中，軋制過程通常采用TMCP方法生產，對出爐溫度、粗軋和精軋開軋溫度、終軋溫度、卷取溫度的設定均有比較成熟的工藝設定，粗軋和精軋的壓下量和壓下分配研究較少，20mm以下產品一般可滿足-10℃落錘撕裂試驗（DWTT）合格，但當試驗溫度提高到-20℃、-25℃甚至更低時，其DWTT斷口就會出現大面積脆性斷裂區，出現低溫韌性不合的情況，產品無法應用在高寒、偏遠等特殊氣候和環境條件下，無法滿足工程項目的需要。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種低成本、高韌性大壁厚雙抗管線鋼鋼帶；本發明還提供了一種低成本、高韌性大壁厚雙抗管線鋼鋼帶的生產方法；本發明通過成分優化設計、工藝路線精簡及工序參數調整，提供了一種短流程無Cu、Ni雙抗管線鋼的生產，實現雙抗管線鋼成本的最優控制；通過控制軋制和冷卻工藝，使得管線鋼中得到組織細小的鐵素體+珠光體型組織，使鋼帶具有大壁厚的同時具有良好的低溫韌性，達到低成本、高韌性大壁厚雙抗管線鋼鋼帶的生產。

為解決上述技術問題，本發明采取的技術方案是：一種低成本、高韌性大壁厚雙抗管線鋼鋼帶，所述鋼帶化學成分組成及其質量百分含量為：C≤0.05%，Si≤0.15%，Mn：1.20～1.40%，P≤0.015%，S≤0.015%，Als：0.015～0.045%，Nb：0.015～0.035%，Pcm：0.12～0.18%，余量為鐵和不可避免的雜質；Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B。