[发明专利]一种大壁厚X70级抗酸管线钢及其制备方法

说明书

本发明公开了一种大壁厚X70级抗酸管线钢及其制备方法，制备方法包括：分别对铁水进行脱硫、脱磷和脱硅处理；转炉冶炼采取顶吹和底部搅拌同时进行，出钢时采用挡渣操作防止回磷；LF炉精炼，采用硅钙合金粉末以氩气作为载气向钢水底部喷射处理；RH炉精炼；板坯浇注。本发明在保证材料抗HIC性能的前提下大幅降低材料成本。

技术领域

本发明涉及热轧管线钢技术领域，具体涉及一种大壁厚X70级抗酸管线钢及其制备方法。

背景技术

由于我国幅员广阔、资源分布不均，为响应国家提出的节能减排新要求，油气输送正朝着原气原油、高压高速的趋势发展。管线钢作为油气输运的主要载体，势必对管线钢的强度、耐腐蚀性以及抗氢致开裂性能有了更高的要求。因此，开发高钢级耐酸管线钢，提高石油输送效率、保障油气管线服役寿命及安全具有重要的意义。

厚规格高强管线钢的技术难点在于低温韧性，其性能的不达标主要由板厚中心部位与其他部位的组织不均匀所导致。

公开号为CN108570600A，名为“一种大壁厚X80管线钢的生产方法”专利，公开了一种采用模铸锭和通过二火轧制成材的大壁厚管线钢生产方法，获得了较好的低温韧性及低温止裂性能。但其主要通过控制轧制多火加热的方法，其工艺流程复杂，受限于连轧设备状况，且二火轧制将消耗大量能源，不符合低成本高效率工艺原则。

公开号为CN101994059A，名为“一种低成本生产厚壁X70管线钢卷板的方法”专利，公开了一种通过无V微合金化和连铸连轧短流程生产的X70管线钢卷板，其显示出了较好的强度和低温韧性。以及，公开号为CN107442568A，名为“一种大壁厚管线钢的轧制方法”，公开了一种通过控制轧制调整相关轧制工艺参数的方法，获得了具有优良止裂性能的X80级热轧管线钢。但是，上述公开的内容不涉及材料抗氢致开裂性能，在酸性环境下其性能未知。

随着油气资源的不断开采，对管线钢的抗酸性能提出了更高的要求。国外有关技术标准提出，耐酸管线钢应能适用于pH值为2.8～3.0能前酸性环境。目前，我国的X60、X65耐酸管线钢目前主要适用于pH值为5.2的弱酸性环境。更高级别的耐酸管线钢都还处在研发阶段，在管线钢材料的耐酸性方面还有着很大的差距。国内主要生产的是X52、X60级别，所有钢厂的耐酸管线均采用低C、低Mn体系，具有超低S、P含量，同时添加适量Nb、Ti、Ni、Mo等合金元素。超低Mn(≤0.6％)的合金成分设计体系有利于减少MnS夹杂生成，降低材料氢致开裂风险。但是，超低Mn元素添加将导致其他合金元素Nb、Cr、Ti等的消耗，增加了管线钢成本。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种大壁厚X70级抗酸管线钢及其制备方法，旨在保证材料抗HIC性能的前提下大幅降低材料成本。

作为本发明的一种大壁厚X70级抗酸管线钢，包括如下重量百分比的组份，C:0.02～0.06wt％、Si:0.05～0.35wt％、Mn:1.0～1.4wt％、P≤0.018wt％、S≤0.003wt％、Cr:0.10～0.50wt％、Ti:0.005～0.10wt％、Nb:0.005～0.10wt％、V:0.02～0.05wt％、Mg:0.001～0.005wt％，其他为Fe和不可避免的微量杂质。

作为本发明的一种大壁厚X70级抗酸管线钢的制备方法，包括如下步骤：

(1)铁水预处理：分别对铁水进行脱硫、脱磷和脱硅处理，使得铁水中的S含量降低到≤0.05wt％，Si含量降低到≤0.2wt％，P含量降低到≤0.01wt％；

(2)转炉冶炼：转炉冶炼采取顶吹和底部搅拌同时进行，出钢时采用挡渣操作防止回磷，控制C含量0.02wt％～0.03wt％，P含量低于0.005wt％；

(3)LF炉精炼：采用硅钙合金粉末以氩气作为载气向钢水底部喷射处理，保持底部吹氩流量350～550NL/min，吹氩喷粉时间30～40min，降低硫含量至≤0。003wt％；