[发明专利]一种经济型高强度海底管线钢及生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种管线用钢及生产方法，具体地属于一种经济型高强度海底管线钢及生产方法。

背景技术

随着陆地油气资源的逐步枯竭，新的资源开采向海洋、极地等地质条件恶劣的地区延伸。目前，已探明世界海洋石油资源占世界石油资源总量的34％，而海洋天然气的年产量也达到全球天然气年总产量的32％，全球已有100多个国家在进行海上石油勘探，其中一半以上对深海、超深海海域进行了石油勘探，因此，海洋油气开采用钢，尤其是深海、超深海海域用海底管用钢的开发和应用的重要性日益凸显。

海底管道运行过程中需要承受高的外部海水压力和内部输送压力，同时还需要承受海底低温洋流、涡激等给海底管道造成的频繁冲击，因此需要所采用的管线钢原材料具有高的均质稳定性、良好的抗压溃能力、高强度、优异的低温韧性、抗变形能力和疲劳性能。

近年来，随着钢铁行业产能严重过剩，高端同质化竞争日趋激烈，管线钢系列产品的盈利能力不断降低，为提升市场竞争力，实现规模化稳定生产，必须开发新的经济型生产工艺。

经检索：中国专利申请号为CN201110232809.3的文献，公开了“深海用≥25mm厚的管线钢及其生产方法”，其采用低C、高Mn，较高Nb、Mo，适量加Cu、Ni、Cr、V、Ti等合金元素的成分设计，结合中厚板TMCP工艺生产厚规格海底管线钢板的制造方法。该文献由于Mn、Nb含量高，并添加Ni、Cu等贵重合金元素，生产成本很高，且采用单张钢板轧制的生产方式，生产效率低。

中国专利申请号为CN201410092713.5的文献，公开了“一种经济型X70石油天然气管线钢及其生产方法”，其采用中低C、较高Mn，并添加Cr、Nb、V、Ti等合金元素的成分设计，结合中厚板TMCP工艺生产高强度X70管线钢的制造方法，该文献采用0.10%以上的碳含量设计，Mn含量亦较高（1.25~1.50%），不可避免的会形成较严重的中心偏析和带状组织，导致韧性不足，难以满足海底管线钢高洁净度、高均质化要求，且同上采用单张钢板轧制的生产方式，生产效率低。

中国专利申请号为CN201310001802的文献，公开了一种“经济型高韧性X70管线钢热轧板卷的制备方法”，其用低C、较高Mn、高Nb，适量添加Cr、Ti等合金元素的成分设计，结合热连轧控轧控冷工艺生产X70级管线钢的制造方法，该方法采用较高Mn、高Nb的成分设计，生产成本也较高；再精轧开轧温度高，轧后冷却速率低，使强度难以满足要求。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的强度、韧性不足、生产效率低、制造成本高的不足，提供一种在满足使用性能即屈服强度R_t0.5≥485MPa，抗拉强度R_m≥570MPa，屈强比R_t0.5/R_m≤0.90，延伸率A_50mm≥30%，通卷强度波动≤30MPa的前提下，使生产成本较现有技术降低至少5%的经济型高强度海底管线钢及生产方法。

实现上述目的的措施：

一种经济型高强度海底管线钢，其化学成分及重量百分比为：C：0.050～0.080％、Si：0.10~0.30％、Mn：0.80～1.30％、P：≤0.015％、S≤0.0015％、Cr：0.10～0.30％、Nb：0.015～0.040％、V：0.020~0.045%、Ti：0.010～0.025％、Al：0.010～0.050％、N：≤0.008％，残余元素的重量百分比含量必须满足：As≤0.010，Sn≤0.02，Pb≤0.01，其余为Fe和不可避免的杂质。

一种经济型高强度海底管线钢的生产方法，其步骤：

1）常规冶炼并连铸成坯后，对铸坯加热，加热温度为1150～1200℃；

2）进行粗轧，控制粗轧结束温度在970~1030℃，粗轧累积压下率不低于70%，末两道次道次压下率不低于25%；

3）进行精轧，控制精轧温度在760～960℃，精轧累积压下率不低于70%，并采用恒加速轧制，加速度控制为0.0004~0.010m/s²；

4）进行冷却，控制冷却速率不低于70℃/s，终冷温度300~450℃；

5）进行卷取，控制卷取温度在200~350℃，并控制通卷卷取温度波动≤30℃；

6）自然冷却至室温，待用。

本发明中各元素的作用机理如下：