[发明专利]一种经济型管线钢的制造方法

说明书

本发明涉及一种经济型管线钢的制造方法，所涉及管线钢的元素组合按wt％计量为C 0.075‑0.090，Si 0.3‑0.4，Mn 1.75‑1.90，Al 0.02‑0.04，Nb 0.01‑0.025，Ti 0.02‑0.03，[N]0.004‑0.007，S≤0.003，P≤0.015，余量为Fe及不可避免的杂质元素。制造方法包括BOF转炉冶炼—RH/VD真空脱气—150mm连铸坯—连铸坯检查清理热送加热炉—铸坯加热(保证待温时间)—高压水除鳞—轧制—ACC冷却等。本发明能够获得针状铁素体+多边形铁素体混合组织，屈服强度≥485MPa，抗拉强度≥570MPa，延伸率≥30％，‑40℃冲击功≥200J。

技术领域

本发明属于铁基合金钢技术领域，具体涉及管线钢的制造方法。

背景技术

管线钢板主要用于生产长输管线项目或城市管网项目中输油输气输水用管道用钢管，根据项目不同所需的材料不同，通常需要良好低温韧性、较高的强度和可焊性。目前，管线钢板的主流设计为低碳加Nb、V、Ti、Cr、Ni、Mo等微合金化元素，通过BOF+LF+RH精炼得到高纯净钢水，为保证压缩比，连铸坯厚度尺寸通常在200-300mm之间；连铸坯一般进行堆缓冷扩氢处理后，进行冷坯装炉加热，加热时间一般在10-11min×连铸坯厚度；然后进行轧制、检验和入库。传统方法中没有区分具体工程需求，过分考虑质量富余量，导致生产成本过高，质量富余量过大，经济性较差。

专利公告号CN105132833B中提出一种经济型高强度海底管线钢及生产方法，通过去掉少量的Mo降低生产成本，但是采用了较高的Nb含量，达到0.05-0.07％，成本依旧很高；同时降低了Mn含量，综合合金成本仍旧很高。同时，冶炼工艺采用BOF+LF+RH，轧制上并未说明热送，加热时间也过长。

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，微合金元素含量仍较高，同时Mn元素的范围较低，综合合金成本较高。

发明内容

本发明的目的在于通过钢板制造流程进行重新设计，提供一种经济型管线钢板的制造方法，其中经济型主要是通过制造方法的调整来降低钢板的合金原料成本。

本发明的经济型管线钢的元素组合按wt％计量为C 0.075-0.090，Si 0.3-0.4，Mn1.75-1.90，Al 0.02-0.04，Nb 0.01-0.025，Ti 0.02-0.03，[N]0.004-0.007，S≤0.003，P≤0.015，余量为Fe及不可避免的杂质元素。最终，成品钢板的金相组织应为多边形铁素体和或针状铁素体。

本发明管线钢所含有元素的作用及其含量设置依据具体说明如下：

C：控轧控冷工艺中影响相变的关键因素，对强度贡献明显，经济性强，但是过高会导致中心偏析严重，韧性下降明显；过低导致强度低，需要添加更多的合金元素弥补强度影响；综合考虑经济性与性能之间的平衡关系，C含量选择范围为0.075-0.090％。

Si：主要脱氧元素，以固溶强化形式提高钢的强度，过低则影响脱氧效果，过高会对表面质量、韧性及焊接性能产生不利影响，综合考虑，本发明Si含量选择范围为0.3-0.4％。

Mn：经济性最好的合金元素，以固溶强化形式提高钢的强度和韧性，Mn过高时需要防止Mn偏析，形成MnS而损害低温冲击韧性，本发明中重点利用Mn的强化作用来抵消贵重合金元素含量降低导致的性能下降，因此Mn的范围为1.75-1.90％；

Al：起脱氧和固氮的作用，并通过形成AlN起到细化晶粒的作用。本发明Al含量的选择范围为0.02-0.04％。