[发明专利]一种低温韧性优异的超厚规格管线钢板及制造方法

说明书

技术领域

本发明属于低合金高强度管线钢制造技术领域，涉及到一种低温韧性优异的厚规格管线钢板及其制造方法。

背景技术

随着中国经济快速发展，国家对石油天然气能源需求量越来越大。所以，为提高输送效率，管道输送压力和管径不断增加，同时，为提高管道输送安全性，设计者提高了能源输送管道的壁厚。目前，市场对≥35mm厚规格管线钢需求呈明显上升趋势，特别是随着中石化新粤浙江管线项目和中俄东线管线项目的陆续开工，为提高输气效率和石油输送的安全性能，厚规格高韧性指标等综合性能要求的系列管线钢更是成为国内外专家关注和研究的热点。

管线钢原材料的夏比冲击性能和动态撕裂韧性(DWTT)随壁厚的增加，其夏比冲击性能指标和抗动态止裂韧性能力呈下降趋势，并且，钢板厚度效应对低温夏比冲击功和DWTT性能合格率影响明显，同时，如何降低超厚规格管线钢中的夹杂物和提升管线钢超低P、S钢炼钢水平，提高铸坯心部与边部铸态组织统一性，带动其它高附加值高要求钢的发展，也是国内外钢铁企业和研究机构比较头疼的问题。另外，厚规格管线钢落锤性能对全厚度组织均匀性要求非常高，需要对冶炼工艺、轧制规程和冷却模型一系列关键技术要求严格。本发明针对生产超厚规格管线钢项目中的诸多难题，结合现场的生产实践和工艺装备，综合利用合适的超洁净钢冶炼技术，连铸动态轻压下技术，控轧控冷控制冷却工艺(TMCP工艺)，钢板返红和循环高压水冷却技术和阶梯压下矫直技术和自回火技术，突破了超厚规格(35mm)管线钢止裂韧性性能差等限制国内外管线产品质量等级进一步提高的瓶颈，对企业调整高附加值产品结构和提升产品竞争力有着重要意义。

鉴于厚规格管线钢研究在行业中的重要意义，国内外也有很多专利也从冶炼，控制轧制和控制冷却工艺等不同方面对厚规格管线钢进行了深入研究，其中包括：

1)授权公告号CN102409224B的专利涉及的是低温韧性优异的厚规格海底管线用热轧钢板及其生产方法，其特征在于：轧制过程中连铸坯的加热温度1150～1220℃，加热时间1.0-1.5min/mm，均热段保温时间不小于60min；粗轧阶段采用横纵向轧制，道次压下量不小于15％，横向轧制变形量不小于30％，粗轧末道次变形量不小于20％，粗轧温度1000～1100℃，该粗轧工艺在保证奥氏体再结晶细化的同时，降低纵横向组织的差异，保证良好的纵横向性能，精轧温度770～860℃，精轧阶段累计变形量60％～75％；轧后冷却速度5～35℃/s，终冷温度450～600℃，之后空冷。

2)公告号CN102416406B的专利涉及一种提高大壁厚管线钢边部和心部组织均匀性的方法，工艺为：连铸工序采用厚板坯连铸，连铸坯厚度300～400mm，连铸坯拉速为0.60～0.80m/min，中间包过热度为10～25℃。连铸坯厚度/成品钢板厚度为10.0～13.5，成品钢板宽度/连铸坯宽度为1.0～1.55。热轧工序采用两阶段轧制，粗轧展宽阶段总压下率为0～36％，粗轧展宽后纵轧总压下率为50～75％，粗轧纵轧阶段压下率逐道次增加，粗轧最后一道次压下率为20～30％；精轧阶段总压下率为65～75％，精轧阶段压下率逐道次减少，精轧最后一道次压下率为10～15％。提高了30～40mm壁厚管线钢边部和心部组织均匀性。

3)公布号CN102941226A的专利涉及的是一种保性能特厚板控轧控冷工艺，以解决厚规格钢板以往只能通过热处理工艺或提高合金元素含量来满足产品性能的问题。包括以下步骤：板坯加热、一阶段轧制、待温过程、二阶段轧制、控制冷却。本发明、通过合理调整加热工艺，适度降低板坯炉内加热温度，为后续轧制及表面质量控制提供有利条件，降低二阶段开轧温度及终轧温度，提高待温厚度，增大终轧道次压下量及轧制力，最大程度的获得较高的内部组织晶粒度，同时采用汽雾式大水量快速冷却工艺，提高钢板内部组织均匀性，有效提高钢板综合性能指标。