[发明专利]一种低成本抗酸性管线钢热轧卷板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高强度低合金钢，具体涉及一种低成本抗酸性管线钢及其热轧卷板制造方法。

背景技术

管道输送是长距离输送石油、天然气最经济、安全、高效和环保的运输方式，在石油天然气输送中，从气井到集气站之间的原气输送H₂S含量较高，输气管道长期处在酸性环境中，普通管线钢管不具备抗HIC和抗SSCC能力，国内外含H₂S较高的输气管线，特别是油气田集气管线基本上都采用专用抗酸性管线钢钢管，以保证输气管线的运行安全。

抗酸性管线钢钢管普遍遵循美国石油协会API SPEC 5L规范第44版(ISO 3183-2007)附录H要求，为满足抗酸性相关要求，除了常规管线钢要求的高强度、高韧性和可焊性外，还对抗HIC和SSCC能力提出了单独要求，因此抗酸性管线钢必须降低P、S等有害元素含量，控制夹杂物形态，同时还要保证组织均匀性。

与本发明较为接近的发明专利有：1)中国专利，公开号CN1811002A，“酸性环境用X65管线钢及其制造方法”；2)中国专利，公开号CN 1914341A，“抗HIC性优良的管线钢及用该钢材制造出的管线管”；3)中国专利，公开号CN 1715435A，“具有抗HIC性能X80管线钢及其热轧板制造方法”；4)中国专利，公开号CN1948538A，“抗硫化氢应力腐蚀的石油钢管及其制造方法”；5)中国专利，公开号CN 1351189A，“一种超低碳高韧性抗硫化氢用输气管线钢”；6)中国专利，公开号CN 101418421A，“一种抗硫化氢腐蚀高强度油套管及其制造方法”；7)日本专利，特开平2006-274338，“抗酸性高强电焊钢管用钢卷及其制造方法”；8)日本专利，特开平2002-327212，“制管用管线钢卷及其制造方法”；9)日本专利，特开平2005-240051，“电阻焊管用抗酸性高韧性热轧钢板及其制造方法”。

以上专利文献公开的抗酸性管线钢部分为无缝钢管或热轧钢板，其余部分是卷板但不能同时具备抗HIC和抗SSCC性能，同时还需要添加Ni、Cu、Mo等贵重合金元素，成本高；其连铸板坯需下线清理后再进行加热轧制生产，热能损耗大，生产周期长，生产成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种低成本合金设计，并且有效地控制钢中的夹杂物和带状组织，同时采用连铸连轧等先进生产工艺、更加经济地生产制造具有抗HIC和抗SSCC能力的抗酸性管线钢热轧卷板及其制造方法。

本发明的技术方案是，提出一种微Ti处理C-Mn-Nb成分设计，其组织为细小铁素体+少量珠光体组织的的管线钢，其组成成分的重量百分比(％)为：C：0.04-0.10、Si：0.05-0.50、Mn：1.00-1.70、P≤0.015、S≤0.002、Nb≤0.08、Ti：0.005-0.030、Als：0.010-0.050、Ca：0.0010-0.0040、N≤0.0060、H≤0.0002、O≤0.0010，余量为Fe和不可避免杂质。

低成本抗酸性管线钢的成分设计思想是采用微Ti处理的C-Mn-Nb系合金体系，采用纯净钢冶炼技术有效降低P、S等有害元素，通过Ca处理工艺改变夹杂物形态，热机械轧制工艺获得均匀的细小铁素体+少量珠光体组织，并有效地控制带状组织的产生，以保证抗酸性管线钢在具有高强度高韧性的同时，具有良好的抗HIC和抗SSCC性能，其主要元素、非金属夹杂和带状组织选择控制理由如下：

C：0.04％-0.10％；

C是最有效、最经济的强化元素，随着C的质量分数增加，强度、硬度随之增加，但对H₂S敏感性也随之增加，很容易引起HIC和SSCC。因此C的上限为0.10％。最好C含量为0.05％-0.08％。

Mn：1.00％-1.70％；

Mn是有效的强化元素，可以提高钢的淬透性，引起固溶强化，弥补低碳或者超低碳钢造成的强度下降。但Mn元素过量时，容易发生成分偏析，在板厚中心形成珠光体条带，当带状组织≥2.0％时，一般不能通过HIC和SSCC试验。因此Mn含量的上限为1.70％，最好的Mn含量为1.20％-1.60％。

P：≤0.015％；