[发明专利]输送煤制天然气用X80管线钢板及其制造方法

说明书

本发明公开输送煤制天然气用X80管线钢板及其制造方法。钢中含有C 0.019％～0.059％，Si 0.15％～0.45％，Mn 0.55％～1.85％，Cu≤0.50％，Cr≤0.50％，Ni≤0.50％，Mo 0.05％～0.35％，Nb 0.03％～0.12％，V 0.01％～0.04％，Ti 0.008％～0.024％，Al 0.01％～0.04％，P≤0.010％，S≤0.005％，且S+P+O+N+H≤0.015％，其余为Fe和不可避免的杂质。钢水过热度15～25℃，轻压下率2％～5％，拉速0.8～2.0m/min；采用二段加热，粗轧开轧温度≥1000℃，精轧开轧温度800～900℃，精轧终轧温度750～850℃；开冷温度710～770℃，终冷温度460～600℃，冷速5～20℃/s。钢板具有优良的强韧性和抗HIC性能。

技术领域

本发明涉及一种钢材产品及其制造方法，尤其涉及一种X80级输送煤制天然气用管线钢板及其制造方法。

背景技术

随着常规石油、天然气资源可开采量的日益减少，作为补充替代资源的非常规页岩气、煤层气以及煤制天然气资源越来越受到人们的关注。特别是煤制天然气商业化规模日渐扩展，产量逐年升高。煤制天然气是煤化工的一项重要商业产品，与煤制油、原煤直接液化、火力发电等煤的利用方式，具有热能利用率高、经济效益好等优点。

煤制天然气与常规天然气相比，含有一定体积分数的H₂。H₂可以通过吸附在钢管内壁，在金属原子的裂解作用下，分解成H原子从而扩散到钢材内部，造成性能恶化甚至失效。在高压输送的条件下，H₂分压亦随之升高，H原子所带来的钢材安全隐患亦随之增加。

目前，考虑H₂分压对管线用钢材性能的影响，从而提出专门的技术方案，仅见少量文献报道。

CN201510702276.9提出了一种适于煤制气输送管道的X80管线钢板带及生产方法，通过添加较高含量的Ni来降低MA组元中的马氏体含量，增加了生产制造成本。

专利US5545270A、US5531842、US5755895A与CN101456034A等提供了X70及其以上级别管线钢的成分与制造方法，但其技术方案均未考虑H₂分压可能对钢材性能带来的影响；在成分方案上，未添加或者添加了超过0.05wt％的V元素，添加适量的V元素，通过其沉淀强化作用，可以弥补粗轧阶段高温轧制造成的强度损失，而添加过量的V，对连铸工序不利。另外，专利US5545270A、US5531842与US5755895A，提出进行三阶段轧制，增加了一次中间坯待温，降低了生产效率；最后轧制需要在两相区间进行，由于轧制温度低，轧制抗力高对轧机要求苛刻。

JFE Technical Report No.12(Oct.2008)公开的论文Development of a high-deformability linepipe with resistance to strain-aged hardening by HOP(heat-treatment on-line process)，涉及到X70管线钢的成分、工艺与性能，其生产工艺中包括HOP工序。工序复杂，增加了制造成本，降低了生产率。

针对这些情况，本发明进行了全新的成分设计和与之匹配的工艺设计，实现了煤制天然气输送用X80钢板的经济高效生产。

发明内容

为了清洁高效的使用劣质煤资源，煤制天然气是最合理的方案之一。煤制天然气与传统天然气相比，含有一定比例的氢气H₂。现有管线钢并没有特别考虑H₂对管道性能的潜在影响，为了克服这一安全隐患，本发明通过合理的成分设计，即适当减少与H结合能较高的Si、Ni、Mn、Cr、Mo等合金元素的含量，并与连铸-控轧控冷等工艺匹配，实现了满足高压输送煤制气管道用X80钢板的开发。

具体的技术方案是：