一种深海抗酸管线用钢及其生产方法与流程

1.本发明涉及钢铁生产技术领域，特别是涉及一种深海抗酸管线用钢及其生产方法。


背景技术：

2.随着钢铁工业迅速发展，用户对钢材性能要求愈来愈严格，因此，提升钢材品质是各大钢铁企业亟需解决的问题。石油运输采用价格低廉、安全性高的管道运输越来越多，由于原油中含有酸性气体，对钢材腐蚀速度快，容易在钢板心部产生氢致裂纹导致钢板开裂。同时，抗酸腐蚀管线钢是主要用来制造输送酸性天然气的管道，酸性天然气具有超强的腐蚀性及冲击摩擦力，因此钢板需要具有抗酸耐腐蚀性能，同时需要具有低温抗止裂性能，为了避免制管过程的应力导致开裂，需要保证产品厚度方向的硬度稳定并符合规范要求，因此，深海抗酸管线用钢是石油天然气用钢中生产难度最大的一类。


技术实现要素：

3.本发明针对上述技术问题，克服现有技术的缺点，提供一种深海抗酸管线用钢，其化学成分及质量百分比如下：c：0.010%～0.040%，si：0.10%～0.30%，mn：1.00%～1.40%，p≤0.013%，s≤0.0010%，nb：0.030%～0.070%，v：0.30%～0.70%，ti：0.008%～0.030%，cr：0.10%～0.30%，ni：0.10%～0.30%，mo≤0.50%，cu：0.10%～0.30%，b≤0.0005%，mg：0.0008%～0.0015%，al：0.015%～0.030%，余量为fe和不可避免的杂质。
4.本发明进一步限定的技术方案是：前所述的一种深海抗酸管线用钢，其化学成分及质量百分比如下：c：0.020%～0.035%，si：0.20%～0.23%，mn：1.10%～1.20%，p≤0.012%，s≤0.0010%，nb：0.040%～0.060%，v：0.40%～0.50%，ti：0.010%～0.022%，cr：0.20%～0.25%，ni：0.15%～0.20%，mo≤0.50%，cu：0.20%～0.25%，b≤0.0005%，mg：0.0010%～0.0013%，al：0.015%～0.030%，余量为fe和不可避免的杂质。
5.本发明的另一目的在于提供一种深海抗酸管线用钢生产方法，包括：s1、采用顶底复吹转炉冶炼，转炉出钢温度1680～1720度，出钢氧含量600～1000ppm，出钢加入低碳锰铁、铝块脱氧，出钢后钢水氧含量控制在50ppm～200ppm；s2、钢水到达rh后进行真空脱碳处理，脱碳保证≤0.010%，脱碳结束后送至lf进行脱氧合金化操作，成分满足要求后使用镁铝线进行镁处理，镁处理后钢水静搅15～30min；s3、精炼后钢水送至连铸进行浇铸，浇铸过程热20～30度，采用水平动态轻压下，压下量13～15mm；s4、铸坯分切后送至扩氢炉进行扩氢操作，扩氢温度630～650度，保温时间20～30小时；s5、铸坯扩氢结束后堆冷48小时，表检合格入加热炉加热，加热温度1120～1220度，加热时间9.0～13min/cm；
s6、采用控制轧制工艺，二开温度800～950度，终轧温度780～880度，开冷温度770～830度，返红温度400～600度；s7、钢板剪切、标识、探伤后入库发货。
6.前所述的一种深海抗酸管线用钢生产方法，步骤s1，出钢加入500kg低碳锰铁、30～80kg铝块脱氧。
7.前所述的一种深海抗酸管线用钢生产方法，步骤s2，镁线使用量280～320米，。
8.前所述的一种深海抗酸管线用钢生产方法，成品钢壁厚6～50cm，钢级bmos～x70mos。
9.前所述的一种深海抗酸管线用钢生产方法，本发明的有益效果是：（1）本发明采用低碳、超低磷硫设计，减少了铸坯心部偏析元素聚集，降低锰元素的使用量，同时增加cr、ni、cu的使用量，可以有效细化组织晶粒度，增加铸坯的淬透性，满足了产品的使用性能要求；（2）本发明采用高过热度、大压下技术，可以有效增加铸坯心部的致密度，减轻带状组织的危害，高过热度有利夹杂物在冶炼过程上浮，有效提升钢水纯净度；（3）本发明采用rh先脱碳处理，保证了产品碳含量的稳定，避免了因为碳含量高导致硬相组织生产量，避免了腐蚀性气体的渗透，稳定了抗酸管线hic性能，保证了铁素量的稳定性；（4）本发明采用扩氢技术，有效降低了坯料中气体含量的聚集，减少心部、1/4负偏析带组织的不稳定，解决了心部及1/4处组织间隙不稳性，提高了抗酸性能的稳定性；（5）本发明中镁冶金技术的应用，可以改善硫系夹杂物的球化，生产细小的不大于10μm的夹杂物，并形成原始的奥氏体晶粒的形核质点，可以有效细化轧板的组织晶粒度，改善钢板的韧性与强度，从而提高抗酸管线hic\ctod性能的稳定性。
附图说明
10.图1为本发明钢板的金相组织图。
实施方式实施例
11.本实施例提供的一种深海抗酸管线用钢，钢级x65mos，化学成分及质量百分比如下：c：0.013%，si：0.15%，mn：1.13%，p：0.008%，s：0.0008%，nb：0.039%，v：0.36%，ti：0.017%，cr：0.19%，ni：0.150%，mo：0.003%，cu：0.16%，b：0.0002%，mg：0.0009%，al：0.027%，余量为fe和不可避免的杂质。
12.生产方法包括：s1、采用顶底复吹转炉冶炼，转炉出钢温度1693度，出钢氧含量850ppm，出钢加入500kg低碳锰铁、60kg铝块脱氧，出钢后钢水氧含量控制在80ppm；s2、钢水到达rh后进行真空脱碳处理，脱碳保证≤0.010%，脱碳结束后送至lf进行脱氧合金化操作，成分满足要求后使用镁铝线进行镁处理，镁线使用量300米，镁处理后钢
水静搅19min；s3、精炼后钢水送至连铸进行浇铸，浇铸过程热26度，采用水平动态轻压下，压下量13mm；s4、铸坯分切后送至扩氢炉进行扩氢操作，扩氢温度645度，保温时间26小时；s5、铸坯扩氢结束后堆冷48小时，表检合格入加热炉加热，加热温度1150度，加热时间11min/cm；s6、采用控制轧制工艺，二开温度850度，终轧温度810度，开冷温度798度，返红温度510度；s7、钢板剪切、标识、探伤后入库发货。
实施例
13.本实施例提供的一种深海抗酸管线用钢，钢级x60mos，化学成分及质量百分比如下：c：0.033%，si：0.26%，mn：1.29%，p：0.011%，s：≤0.0007%，nb：0.063%，v：0.59%，ti：0.017%，cr：0.24%，ni：0.27%，mo：0.0020%，cu：0.27%，b：0.0002%，mg：0.0013%，al：0.027%，余量为fe和不可避免的杂质。
14.生产方法包括：s1、采用顶底复吹转炉冶炼，转炉出钢温度1710度，出钢氧含量760ppm，出钢加入500kg低碳锰铁、50kg铝块脱氧，出钢后钢水氧含量控制在70ppm；s2、钢水到达rh后进行真空脱碳处理，脱碳保证≤0.010%，脱碳结束后送至lf进行脱氧合金化操作，成分满足要求后使用镁铝线进行镁处理，镁线使用量290米，镁处理后钢水静搅17min；s3、精炼后钢水送至连铸进行浇铸，浇铸过程热22度，采用水平动态轻压下，压下量13mm；s4、铸坯分切后送至扩氢炉进行扩氢操作，扩氢温度650度，保温时间21小时；s5、铸坯扩氢结束后堆冷48小时，表检合格入加热炉加热，加热温度1160度，加热时间9.7min/cm；s6、采用控制轧制工艺，二开温度910度，终轧温度870度，开冷温度820度，返红温度560度；s7、钢板剪切、标识、探伤后入库发货。
实施例
15.本实施例提供的一种深海抗酸管线用钢，钢级x65mos，化学成分及质量百分比如下：c：0.033%，si：0.17%，mn：1.19%，p：0.010%，s：≤0.0007%，nb：0.051%，v：0.53%，ti：0.013%，cr：0.17%，ni：0.19%，mo：0.0030%，cu：0.19%，b：0.0001%，mg：0.0014%，al：0.023%，余量为fe和不可避免的杂质。
16.生产方法包括：s1、采用顶底复吹转炉冶炼，转炉出钢温度1681度，出钢氧含量900ppm，出钢加入500kg低碳锰铁、80kg铝块脱氧，出钢后钢水氧含量控制在150ppm；s2、钢水到达rh后进行真空脱碳处理，脱碳保证≤0.010%，脱碳结束后送至lf进行
脱氧合金化操作，成分满足要求后使用镁铝线进行镁处理，镁线使用量320米，镁处理后钢水静搅26min；s3、精炼后钢水送至连铸进行浇铸，浇铸过程热21度，采用水平动态轻压下，压下量15mm；s4、铸坯分切后送至扩氢炉进行扩氢操作，扩氢温度650度，保温时间30小时；s5、铸坯扩氢结束后堆冷48小时，表检合格入加热炉加热，加热温度1210度，加热时间11min/cm；s6、采用控制轧制工艺，二开温度850度，终轧温度810度，开冷温度798度，返红温度468度；s7、钢板剪切、标识、探伤后入库发货。
17.实施例1、2、3钢板力学性能检测如表1，hic/ctod检测如表2：表1
18.表2
19.采用本发明，成功开发并供货了中东深海抗酸管线用钢，同时该方案更适用于陆地用抗酸管线用钢及有低温韧性要求的管线钢板。
20.除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

技术特征：
1.一种深海抗酸管线用钢，其特征在于：其化学成分及质量百分比如下：c：0.010%～0.040%，si：0.10%～0.30%，mn：1.00%～1.40%，p≤0.013%，s≤0.0010%，nb：0.030%～0.070%，v：0.30%～0.70%，ti：0.008%～0.030%，cr：0.10%～0.30%，ni：0.10%～0.30%，mo≤0.50%，cu：0.10%～0.30%，b≤0.0005%，mg：0.0008%～0.0015%，al：0.015%～0.030%，余量为fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的一种深海抗酸管线用钢，其特征在于：其化学成分及质量百分比如下：c：0.020%～0.035%，si：0.20%～0.23%，mn：1.10%～1.20%，p≤0.012%，s≤0.0010%，nb：0.040%～0.060%，v：0.40%～0.50%，ti：0.010%～0.022%，cr：0.20%～0.25%，ni：0.15%～0.20%，mo≤0.50%，cu：0.20%～0.25%，b≤0.0005%，mg：0.0010%～0.0013%，al：0.015%～0.030%，余量为fe和不可避免的杂质。3.一种深海抗酸管线用钢生产方法，其特征在于：应用于权利要求1-2任意一项，包括：s1、采用顶底复吹转炉冶炼，转炉出钢温度1680～1720度，出钢氧含量600～1000ppm，出钢加入低碳锰铁、铝块脱氧，出钢后钢水氧含量控制在50ppm～200ppm；s2、钢水到达rh后进行真空脱碳处理，脱碳保证≤0.010%，脱碳结束后送至lf进行脱氧合金化操作，成分满足要求后使用镁铝线进行镁处理，镁处理后钢水静搅15～30min；s3、精炼后钢水送至连铸进行浇铸，浇铸过程热20～30度，采用水平动态轻压下，压下量13～15mm；s4、铸坯分切后送至扩氢炉进行扩氢操作，扩氢温度630～650度，保温时间20～30小时；s5、铸坯扩氢结束后堆冷48小时，表检合格入加热炉加热，加热温度1120～1220度，加热时间9.0～13min/cm；s6、采用控制轧制工艺，二开温度800～950度，终轧温度780～880度，开冷温度770～830度，返红温度400～600度；s7、钢板剪切、标识、探伤后入库发货。4.根据权利要求3所述的一种深海抗酸管线用钢生产方法，其特征在于：所述步骤s1，出钢加入500kg低碳锰铁、30～80kg铝块脱氧。5.根据权利要求3所述的一种深海抗酸管线用钢生产方法，其特征在于：所述步骤s2，镁线使用量280～320米。6.根据权利要求1所述的一种深海抗酸管线用钢生产方法，其特征在于：成品钢壁厚6～50cm，钢级bmos～x70mos。

技术总结
本发明公开了一种深海抗酸管线用钢及其生产方法，涉及钢铁生产技术领域，其化学成分及质量百分比如下：C：0.010%～0.040%，Si：0.10%～0.30%，Mn：1.00%～1.40%，P≤0.013%，S≤0.0010%，Nb：0.030%～0.070%，V：0.30%～0.70%，Ti：0.008%～0.030%，Cr：0.10%～0.30%，Ni：0.10%～0.30%，Mo≤0.50%，Cu：0.10%～0.30%，B≤0.0005%，Mg：0.0008%～0.0015%，Al：0.015%～0.030%，余量为Fe和不可避免的杂质。采用顶底复吹、转炉冶炼、真空脱气获得高洁净度钢水，使用连铸大压下技术、控制轧制工艺获得以块状铁素体为主的组织类型，满足深海抗酸性服役用管线钢。性服役用管线钢。性服役用管线钢。


技术研发人员：翟冬雨 王凡 谯明亮 樊海 洪君 姜金星 杜海军 刘帅 殷杰
受保护的技术使用者：南京钢铁股份有限公司
技术研发日：2023.05.31
技术公布日：2023/8/4