[发明专利]煤浆输送管用热轧钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热轧钢板及其制备工艺，尤其涉及一种可用于大口径煤浆等浆体材料输送用焊管的热轧钢板及其制备方法，属于微合金化高强度低合金控轧控冷钢的技术领域。 

背景技术

煤炭是我国主要的基础能源，但其资源分布极不均衡，东少西多，南少北多，60％-70％的储量集中在山西、陕西和内蒙古西部，运输主要依赖铁路和公路。将煤炭转化成水煤浆通过管道输送，既能大大提高运输效率和大幅度降低营运成本，还能有效降低气候等因素对煤炭运输的影响和实现高效环保。与修建同等运力的铁路、公路相比，管道输煤工程的综合投资只有前者的1/3-1/5，运费成本仅相当于铁路的1/2和公路的1/5。美国1973年建成投用的从菲迈莎露天煤矿到莫哈夫电厂的黑迈沙输煤管道，全长440公里，管径450毫米，钢级为X52管线钢，年输煤量500万吨。我国陕西煤业化工集团计划投资70亿建设的神渭煤浆管道全长727公里，设计采用X65Φ610mm×17.5mm的直缝埋弧焊管，最高输送压力13MPa，年输送煤1000万吨。该管道将成为目前世界上跨距最长、钢级最高、管径最大、年运煤最多的煤浆输送管道，其技术要求热轧钢板除具有高强度、高韧性、低屈强比、易焊接性以外，还须具有较高的耐磨性和耐腐蚀性能，但迄今国内外还未有能完全满足前述技术要求的钢种。 

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足提供一种煤浆输送管用热轧钢板，其适用于长距离、高输送压力、中等以上浓度煤浆输送用耐磨损及耐腐蚀直缝埋弧焊管的加工。 

本发明的另一目的在于提供一种制备前述煤浆输送管用热轧钢板的制备方法。 

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案： 

一种煤浆输送管用热轧钢板，包含按重量百分比计算的如下化学组分：碳0.05～0.10％、硅0.20～0.40、锰1.20～1.7％、铝0.015～0.06％、铌0.03～0.06％、钛0.010～0.020％、铜≤0.30％、镍≤0.30％、铬≤0.50％、磷≤0.015％、硫≤0.005％、氮≤0.006％、钒≤0.05％、硼≤≤0.0005％，以及余量的铁和杂质； 

该钢种各主要成分选取依据如下： 

碳(C)：碳是影响管线钢强度、韧性、硬度及焊接性能的主要元素，碳含量的增加，对提高钢的强度和硬度有明显作用。但碳含量的增加会对钢的延性、韧性及焊接性能有负面影响。所以，本发明选择的碳含量为0.06-0.10％，一方面主要是考虑过低的碳会使得钢板的屈强比增高，另一方面主要是考虑钢板的韧性及优良的焊接性能。 

锰(Mn)：固溶强化元素，既可以提高钢的强度和硬度，也能够改善钢的韧性。适度提高钢的淬透性，扩大γ相区，降低钢的γ→α相变温度，有助于获得细小的相变产物。此外，锰还能提高微合金元素铌(Nb)在钢中的溶解度，抑制碳氮化铌的析出。因此，本发明钢采用的锰含量为1.2～1.7％。 

铌(Nb)：铌是有效的晶粒细化元素，能够明显的抑制奥氏体晶粒长大，延迟γ→α转变，从而获得更加细小的组织。在热轧过程中，析出的碳氮化铌可以延迟再结晶及晶粒的长大过程，碳氮化铌通过钉扎位错，使得基体中可以保留更多的位错密度，提高钢的强度和韧性。固溶状态的铌可以延迟γ→α转变，细化铁素体晶粒，提高钢的韧性，在冷却过程中固溶的铌可以继续以Nb(CN)析出，进一步提高钢的强度。本发明钢采用的铌为0.03-0.06％。 

钛(Ti)：钛是强的固氮元素，可以与氮形成TiN颗粒，从而可以在坯料加热过程中抑制奥氏体晶粒的粗化，起到细化晶粒的作用，提高钢的低温韧性；同样，TiN颗粒对焊接热影响区晶粒的长大能够起到很好的抑制作用，改善焊接性能。此外，钛可以与铌复合析出，提高(TiNb)(CN)的热稳定性，对加热过程中坯料奥氏体晶粒的长大及焊接热影响区晶粒的粗化起到很好的抑制作用，改善钢板的韧性，提高钢板的焊接性能。钛的加入量一般不低于氮的3.4倍，本发明钢中钛的加入量为0.010-0.020％。 

钼(Mo)：钼能够提高钢的强度和硬度，钢中添加钼降低相变温度，抑制γ→α相变时先析出铁素体形成，促进贝氏体转变，并使组织细化；另外在含铌钢中添加钼还能提高Nb(C，N)的沉淀强化效果。本发明钢采用了不大于0.2％的加入量。