[发明专利]连铸坯生产大壁厚超低温管件用钢板及其制备方法

说明书

一种连铸坯生产大壁厚超低温管件用钢板及其制备方法，属于管线钢技术领域。其化学成份重量百分比为：C：0.06～0.09％，Si：0.15～0.30％，Mn：1.40～1.60％，P：≤0.010％，V：0.02～0.05％，Ti：0.005～0.016％，Ni：0.40～0.70％等；首先连铸工序采用厚板坯连铸，钢坯经过1180～1200℃的再加热后进行两阶段控轧，精轧阶段开轧温度为830～860℃，终冷温度为550～600℃，获得金相组织；冷却后堆垛缓冷。优点在于，大壁厚、高强度、低屈强比及优异低温韧性，降低大壁厚低温管件发生低温脆断的风险。

技术领域

本发明属于管线钢技术领域，特别涉及一种连铸坯生产大壁厚超低温管件用钢板及其制备方法。适用于石油天然气输送工程地面裸露站场和阀室的建设。产品具有高强度、低屈强比、优良的断后伸长率和均匀延伸率，以及优异的低温韧性。

背景技术

中俄东线是中国的战略能源通道之一，2018年俄罗斯将通过中俄东线向中国供气，气量逐年增长，最终达到380×10⁸m3，累计合同期30年。俄罗斯天然气公司负责气田开发、天然气处理厂和俄罗斯境内管道的建设。中石油负责中国境内输气管道和储气库等配套设施建设。中俄东线途经黑龙江、吉林、辽宁，冬季漫长而寒冷，地面裸露站场位置的冬季环境温度在-39.8～-44.5℃，极端最低温度-48.1℃，因此，寒冷地区裸露站场和阀室用管件的设计温度将达到-45℃，甚至-60℃，而国内管径1016mm以上的X80、X70站场和阀室用低温管件还达不到-45℃的要求，无法满足中俄东线管道的供货需求。因此，中俄东线的管道建设瓶颈在于大壁厚超低温管件能否成功开发。

目前我国已建的西二线、西三线西段工程部分站场和阀室环境温度也低于-45℃，但都采取了保温伴热措施来解决环境温度的影响。俄罗斯境内寒冷地区站场钢管及设备大多也采用了保温伴热措施。保温伴热措施是因为材料无法保证而不得已的办法，采取保温伴热措施一方面能耗高，另一方面需要经常巡检和维护，且本身存在很大安全隐患，因此，开发寒冷地区不采用保温伴热方式地面裸露站场和阀室用低温管件成为亟待解决的技术难题。

管件用热轧钢板在用户使用过程中需要进行多次热加工成型，以及最终的调质热处理，因此，适用于多次热循环加热工艺的母材成分设计是超低温管件产品研发的基础，足够数量的强淬透性元素可以确保管件调质处理后达到高的强度，但合金元素的增加会使材料焊接性和低温抗脆性起裂能力显著下降，因此，必须结合高强度管件热成型特点和现场焊接施工需要，在确保管件焊接性的同时，对材料中C、Mn、Nb、V、Ti、Mo、Ni、Cr、Cu等元素种类及数量进行合理控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种连铸坯生产大壁厚超低温管件用钢板及其制备方法，解决了40～62mm大壁厚钢板获得高强度、低屈强比、良好的断后伸长率、均匀延伸率以及优异低温韧性的问题。实现了材料自身具有超低温止裂韧性的能力的同时，生产成本与传统的管件用钢相比没有明显增加。适用于寒冷地区不采用保温伴热方式地面裸露站场和阀室的建设，大幅降低了低温管件发生低温脆断的风险。

一种连铸坯生产大壁厚超低温管件用钢板，其化学成份重量百分比为：C：0.06～0.09％，Si：0.15～0.30％，Mn：1.40～1.60％，P：≤0.010％，S：≤0.0015％，Alt：0.01～0.05％，Nb：0.02～0.05％，V：0.02～0.05％，Ti：0.005～0.016％，Ni：0.40～0.70％，Mo：0.15～0.50％，余量为Fe和不可避免杂质元素。

钢板厚度规格为40～62mm。

一种连铸坯生产大壁厚超低温管件用钢板的制备方法，包括连铸、加热、两阶段控轧、冷却、堆冷等工艺；具体步骤及参数如下：