[发明专利]一种输气直缝焊管用X70平板及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于低碳微合金钢生产技术领域，主要涉及高压、大口径石油天然气输送管道用高强度超宽X70管线钢热轧平板技术，特别涉及制造Φ1422mm输气直缝焊管用的X70平板及其制造方法。

背景技术

管线运输是长距离输送石油、天然气最经济、最方便、最主要的运输方式。为了降低长距离输送石油和天然气管线的建设投资和运营成本，提高输送效率，长距离油气输送管道向大管径、高压力方向发展; 特别是西气东输一线~七线的规划及可施工线路土地资源的紧张，使得Φ1422mm大口径输气直缝焊管成为发展趋势；X70已是本世纪输气主管线的主导钢材，具有优异的抗延性断裂性能。能够用于制造Φ1422mm输气直缝焊管的X70钢成为未来的发展方向。要制造Φ1422mm口径钢管，钢板宽必须大于4465mm，那么未切边前钢板的宽度至少要保证4750mm以上。但是随着X70钢板宽度的增大，轧制难度大大增加。首先轧机负荷、辊道速度、矫直能力、钢板温度、钢板性能均匀性、板形控制、表面质量、残余应力分布等等都面临着严峻考验。这些性能的提高主要取决于钢中碳、磷、硫等杂质的含量、钢中合金元素的含量以及冶炼、轧制等生产过程工艺参数的控制。

目前，国内外生产超宽X70管线钢的报导甚少。论文“超宽管线钢X70的轧制工艺研究”（《宽厚板》2010.1）中提到的X70是3830mm宽，并且不保证DWTT性能。X70典型化学成分通常采用C-Mn-Mo-Nb系列，Mo的主要作用是扩大γ相区，推迟γ-α的转变温度，促进针状铁素体的形成。但钼属于贵重金属，其价格昂贵，所以采用该种合金化法生产的管线钢成本高，耗费大量的贵重金属资源，同时Mo具有红硬性，提高了钢的高温抗力，不利于超宽板的轧制。

公告号为CN1746326，名称为“具有高止裂韧性的针状铁素体型X70管线钢及其制造方法”的中国专利添加了Mo元素。

公告号为CN1403616，名称为“低碳低合金钢和管”的中国专利成分相对复杂，且加入了B合金元素，炼钢工序复杂，成本高。

公开号为JP11080833，名称为“具有优良抗HIC性能的高强度管线管用钢板产品”的日本专利对P, S等杂质元素含量要求严格，对炼钢要求严，增加了炼钢成本。

公开号为JP 57126959 A，名称为“高强度高韧性具有优良止裂性能的管线钢-C、Mn,、Cu、Ni 、Cr、A1、Ca,、Nb、V、Ti等”的日本专利，其C含量低，需添加更多的Mn，制造成本高，且要求Pcm指数大于0. 16，为此必须添加更多的合金元素，并导致焊接性能降低。

公开号为KR 2003053754 A，名称为“高强度管线钢的制造方法，包括板坯加热、热轧和卷取”的韩国专利涉及具有抗HIC优良性能的高强度管线钢的制造，其为卷板，且对P, S等元素含量要求严格，增加了炼钢生产的难度和制造成本。

公开号为CN101270440A，名称为“一种经济型X70管线钢及其生产”的中国专利为卷板，且含有Mo。

以上专利文献公开的钢和钢管虽然达到了高强度，有的还具有优良的抗HIC性能，但是，它们或者是卷板，或者是生产成本比较高，并且都未提及超宽板。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术所存在的不足，提供一种用于制造Φ1422mm输气X70直缝焊管的超宽平板及其生产方法。无需热处理就能满足超宽X70钢板的技术要求，解决轧制抗力和矫直抗力大等问题，并能保证超宽板的板形和获得超细晶、高强度、高韧性良好的综合性能。

本发明的目的是这样实现的，该用于制造Φ1422mm输气直缝焊管的X70平板的化学成分重量百分比为：C 0.06%～0.10%， Si 0.10%～0.35%， Mn 1.50%～1.80%， P≤0.020%， S≤0.005%， Nb 0.04%～0.07%， Ti 0.008%～0.030%，Als 0.02%～0.045%，Ni ≤0.20%、Cr≤0.20%、Cu ≤0.20%，V 0.020%～0.048%，余量为铁和不可避免的杂质。

本发明平板主要元素的作用如下：

碳：随着碳含量增加，钢的强度增加而韧性、焊接性能降低。但由于控轧控冷工艺和微合金化技术的日趋成熟，同时为改善焊接热影响区（HAZ）的性能，钢中的碳含量逐渐降低，X70钢级管线钢的碳含量应在0.06%～0.10%为宜。