[发明专利]抗硫腐蚀钢及其冶炼方法

说明书

技术领域

本发明涉及抗硫腐蚀钢及其冶炼方法。

背景技术

抗H₂S腐蚀无缝管线管是高技术含量的产品，随着石油天然气资源的不断开采，酸性油气田不断增加，H₂S含量越来越高，H₂S不仅导致金属材料突发性的硫化物应力开裂，而且其毒性也威胁着人生安全，对抗H₂S腐蚀无缝管线管要求的钢级亦越来越高，对管线管的抗腐蚀性能提出了更高的要求。

为提高线管用钢的抗H₂S腐蚀性能，通常采用的技术措施有进行成分设计和/或改进冶炼工艺及轧管工艺、热处理工艺等。

在公开号为1351187A、公开日为2002年5月29日、专利号为00123128.6的发明专利说明书中，即公开了一种高洁净度高强韧性输气管线钢的制备方法。该管线钢的化学成份为化学成分为：C 0.066～0.086％，Si 0.139～0.339％，Mn 1.23～1.43％，Ti 0.009～0.029％，Nb 0.03～0.05％，V 0.03～0.05％，S<0.0008％，P<0.0015％，O<15PPm，N<30PPm，其余为铁Fe。相应的热机械控轧工艺制度为1200℃(加热)-1150℃(开轧)-(1000℃～950℃)(轧制)-(900℃～830℃)(终轧)-(500℃～400℃)(终冷)，水冷(15～30℃/s)。显微组织为针状铁素体AF+少量的准多边形铁素体+极少量的珠光体P+M/A组元。由本发明得到的管线钢不但具有更高的强度和很高的低温冲击韧性，而且能具有很好的抗硫化氢应力腐蚀能力。

在公开号为1142309C、授权公告日为2004年3月17日、专利号为00123185.5的发明专利说明书中，公开了一种超低碳高韧性抗硫化氢用X65级输气管线钢，该管线钢的主要化学成分(重量％)为：C 0.02～0.04％，Si 0.15～0.35％，Mn 1.4～1.6％，Nb 0.03～0.05％，V 0.02～0.04％，Mo 0.2～0.4％，S<0.0007％，P<0.0030％，其余为铁Fe，相应的热机械控轧工艺制度(TMCP)为1200℃(加热)-1150℃(开轧)-(1000℃～950℃)(轧制)-(900℃～830℃)(终轧)-(500℃～400℃)(终冷)，水冷(15～30℃/s)。显微组织为针状铁素体AF+少量的准多边形铁素体+M/A组元。由本发明得到的管线钢不但具有更高的强度和极高的低温冲击韧性，而且具有很好的抗硫化氢应力腐蚀能力。

目前，生产的抗H₂S腐蚀管线钢，大多为用于生产抗H2S腐蚀焊管的板材，如上述两种方法均用于生产抗H₂S管线钢板材。而现有抗H₂S腐蚀无缝管线管，大多数钢种不能实现低冷裂纹系数(Pcm≤0.23％)下成分匹配和解决纵、横向高强度的问题。即使有少数钢种实现了在低冷裂纹系数(Pcm≤0.23％)下成分匹配和解决了纵、横向高强度的问题，但是通过配加其它高价格合金元素而实现的，不能经济地生产出抗硫腐蚀钢管线钢。X60级抗H₂S腐蚀无缝管线管用钢目前仍是空白。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是提供一种抗硫腐蚀钢的冶炼方法，用于炼制无缝管线管用钢，具有良好的经济性和优良的焊接性能，可广泛地应用于高酸性油气田的油气输送无缝管线管。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：抗硫腐蚀钢的冶炼方法，其抗硫腐蚀钢的化学成份重量百分比为：C 0.08～0.14％、Si 0.20～0.30％、Mn 1.25～1.45％、Nb 0.03～0.05％、Al 0.02～0.05％、Ti 0.02～0.05％，其余为Fe和杂质；

所述冶炼方法包括如下步骤：

①初炼，钢水终点控制C≥0.05％、P≤0.010％，出钢温度1620-1660℃，出钢过程进行脱氧合金化，BaSiAlCa加入量2.5～3.5kg/t，Al块加入量1.0～1.5kg/t；

②精炼，采用钢包炉进行炉外精炼，精炼过程中喂A1线，将成品中Al含量控制在规定范围内，喂Ca-Si丝0.5～0.7kg/t，出钢温度1595～1610℃。

所述杂质中P≤0.015％、S≤0.005％、N≤0.01％。