[发明专利]厚规格含钒管线钢及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及厚规格含钒管线钢及其生产方法，属于管线钢技术领域。

背景技术

管线用钢主要用于原油、成品油、天然气及水煤浆等流体物质的输送。国际平均能源消费结构中，天然气占总能源消费量的23％，而我国目前天然气消费只占总能源的2.1％；在铁路、公路、航空、水运和管道5种运输方式中，管道运输是一种经济、安全不间断的运输方式。美国采用管道输送物流占总运输量的16％左右，而我国仅占3～4％，国际上通过管道运输的物质占运输总量的20％，而我国不到2％。目前，全球油气管道总长已超过260万公里，仅俄罗斯就有21万公里，而我国干线管线只有约8.2万公里。

石油、天然气输送管线分为长输管线和油田内部的集输管线两部分。长输管线为了提高输送效率，主干线输送压力较高，要求选用较高强度级别的钢种，如X70、X80级别；集输管线、支线和一些输量较小的管线输送压力较低，一般选用强度较低的钢种，如X42、X46、X52级别。

目前，国内L360/X52级管线钢一般采用Nb、Ti微合金化方式生产。如专利CN101928884A公开了一种X52管线钢的生产方法，该管线钢中化学成分为：C：0.07～0.09％、Si：0.15～0.30％，Mn：1.10～1.30％，Nb：0.020～.040％，Ti：0.010～0.020％，Als：0.010～0.040％。沙钢集团生产的X52化学成分为：C：0.08～0.10％、Si：0.22～0.33％，Mn：1.21～1.33％，Nb：0.037～0.055％，Ti：0.014～0.018％。酒钢生产的L360化学成分为：C：0.08～0.12％、Si：0.10～0.25％，Mn：1.10～1.30％，Nb：0.03～0.05％。

可见，国内生产的L360/X52级管线钢基本添加了微合金元素Nb。Nb最重要的作用是阻止形变奥氏体的再结晶，获得极度拉长的形变储能很高的扁平状奥氏体晶粒，同时还可阻止铁素体晶粒长大，得到更为细小的铁素体晶粒。然而，合金元素Nb价格昂贵，增加了企业的生产成本。随着企业对节能降耗要求的提高，正在寻求管线钢中不添加Nb，却可获得同等性能的X52管线钢。

本发明的发明人长期致力于管线钢的研究，其专利CN103572025A公开了一种低成本X52管线钢的生产方法，所述X52管线钢的化学成分重量百分比为：C：0.08～0.12wt％，Si：≤0.35wt％，Mn：1.10～1.40wt％，P：≤0.025wt％，S：≤0.025wt％，Ti：0.010～0.020wt％，其余为Fe和不可避免杂质。采用该成分的钢，配合相应的轧制工序，能够降低管线钢的成本，但是，该管线钢在焊接时，受焊接过程的影响，焊接热影响区的性能不佳，有待进一步的提高。

焊接热影响区是在焊接热循环的作用下，焊缝两侧处于固态的母材发生明显的组织和性能变化的区域。与焊缝不同，焊缝可以通过焊条的化学成分的调整，再配合适当的焊接工艺来保证性能的要求，而热影响区化学成分与母材相同，是在热循环作用下才产生的组织分布不均匀性问题。

专利CN105063494A公开了一种厚规格X60管线钢的生产方法，包括如下步骤：板坯加热到1185～1220℃均热后进行粗轧；再进行精轧，精轧入口温度为960～1000℃，终轧温度为,830～870℃，15～40℃/s的冷却速度冷却至比卷取温度高10～30℃，空冷4～6s后再以5～15℃/s的冷却速度冷却至560～630℃的温度范围内卷取即得。该方法适用于特定成分的X60级别的管线钢的生产，对于其他化学成分和等级的钢，特别是X52管线钢，采用该方法生产的话，其力学性能较差。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种低成本的、焊接热影响区性能优良的厚规格含钒管线钢的生产方法。

本发明厚规格含钒管线钢的生产方法，包括如下步骤：板坯在1210～1240℃均热后，采用3～7道次进行粗轧；再经4～7机架进行精轧，终轧温度为830～870℃，10～30℃/s的冷却速度冷却至700～760℃，空冷1～5s后再以30～60℃/s的冷却速度冷却至660～680℃再以5～15℃/s冷却至580～620℃的温度范围内卷取，即得厚规格含钒管线钢其中，所述管线钢的化学成分由以下质量百分比的组分组成：C：0.07～0.12％，Si：≤0.35％，Mn：0.90～1.30％，P：≤0.025％，S：≤0.025％，V：0.05～0.10％，余量为Fe和不可避免杂质元素。