一种X60/X65级抗酸管线钢及其制备方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，具体涉及一种X60/X65级抗酸管线钢及其制备方法。

背景技术

随着油气需求的不断增加，油气管线的建设不断增长，非抗酸管道在运行中需要对介质进行去氢处理，即将“酸气”转变为“甜气”，在增加工序的同时也增加了成本。而抗酸设计的管道，则无需去氢工序，既节约成本也可以精简工序，但目前抗酸管线钢总体上属于管线钢应用相对较少的钢种，国内大规模应用的尤其少，而且由于抗酸管线钢对P、S元素的含量要求极高，特别S元素，当S元素的含量超过0.0015%时，通常还要求Ca/S比，故冶炼的难度极高。

抗酸管线钢通常采用低碳低锰的成分设计，造成碳当量大大低于同钢级的管线钢，要保证强度，则会添加其他贵重元素，特别是Mo元素，一般加入量较多，造成成本较高，不利于抗酸管线钢的大规模推广及应用。

发明内容

解决的技术问题：针对目前现有的成分设计及制备方法存在成本较高、冶炼难度较大以及抗酸性能不好控制等问题，本发明提供一种X60/X65级抗酸管线钢及其制备方法，能够降低生产制造成本、降低生产难度，提高合格率以及控制性能均匀性。

技术方案：一种X60/X65级抗酸管线钢，其化学成分及质量百分含量如下：C：0.02~0.06%，Si：0.10~0.20%，Mn≤0.90%，Al：0.020~0.050%，Nb：0.060~0.080%，Ti≤0.020%， Cr≤0.30%，Ni≤0.20%，Cu≤0.40%，P≤0.012%，S≤0.002% ，N≤0.0060%，B≤0.0005%，Mn+Cr≤1.2%，其余为铁及不可避免的杂质元素。

作为优选，其化学成分及质量百分含量如下：C：0.04~0.06%，Si：0.15~0.16%，Mn:0.76~0.79%，Al：0.032~0.036%，Nb：0.070~0.074%，Ti：0.015~0.016%， Cr：0.26~0.27%，Ni：0.13~0.14%，Cu：0.28~0.31%，P：0.008~0.010%，S：0.001% ，N：0.0019~0.0023%，B：0.0001%，其余为铁及不可避免的杂质元素，Ceq：0.26~0.27%，Pcm：0.12~0.14%。

上述一种X60/X65级抗酸管线钢的制备方法，所述方法包括如下步骤：依次包括配制钢种成分、铁水KR预脱硫、转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理、喂线、软搅拌、板坯连铸、板坯再加热、粗轧、中间坯待温冷却、精轧、钢板冷却、钢板矫直、下线堆冷出堆和超声探伤，其中，其中，配制钢种成分时，根据权利要求1所述的成分配制；铁水KR脱硫处理后，铁水S含量≤0.010％；LF精炼处理后，钢液S含量≤0.005％；RH真空处理后，钢中H含量小于2ppm；喂线阶段，喂入纯Ca线300-500 m，并进行软搅拌，时间不小于12 min；板坯连铸阶段采用无氧化保护浇注，其中，中间包过热度控制在25±5℃，拉速1.4~1.6 m/min；板坯再加热阶段，温度控制在1120～1220℃，在炉时间不小于1.0 min/mm；粗轧阶段，粗轧温度控制在≤1100℃，粗轧后中间坯厚度大于1.5倍钢板厚度；精轧阶段，精轧温度控制在980℃以下，终轧温度为≥820℃，精轧阶段总压缩比≥40%。

作为优选，铁水KR脱硫处理后，铁水S含量0.005％；LF精炼处理后，钢液S含量0.002％；RH真空处理后，钢中H含量1.4~1.6ppm；喂线阶段，喂入纯Ca线395-452 m，并进行软搅拌，时间13~13.5 min；板坯连铸阶段采用无氧化保护浇注，其中，中间包过热度控制在26~27℃，拉速1.4~1.6 m/min；板坯再加热阶段，温度控制在1178～1195℃，在炉时间不小于1.0 min/mm；粗轧阶段，粗轧温度控制在1045~1055℃，粗轧后中间坯厚度大于1.5倍钢板厚度；精轧阶段，精轧温度控制在968~980℃，终轧温度为835~850℃，精轧阶段总压缩比≥40%。

作为优选，钢板冷却阶段，终冷温度为＜500℃，冷速控制＞30℃/s。

作为优选，钢板冷却阶段，终冷温度为420~480℃，冷速控制30~33℃/s。

作为优选，钢板冷却后，冷床上空冷至室温。

有益效果：1.本发明成分设计不作Ca/S的要求，降低冶炼难度；

2.本发明针对目前现有的成分设计及制造方法存在成本较高，冶炼难度较大的问题，抗酸性能不好控制等问题，开发了一种易于冶炼和生产的X60/X65级抗酸管线钢的生产制造方法，其对于降低生产制造成本、降低生产难度，提高合格率以及控制性能均匀性，具有重要作用。

附图说明

图1 为本发明实施例3制得的厚度为18 mmX65MS的近表面金相组织图；

图2为实施例3制得的厚度为18 mmX65MS 的厚度1/4的钢板金相组织图；

图3为实施例3制得的厚度为18 mmX65MS 的厚度1/2的钢板金相组织图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

本实施例中，所述X60/X65级抗酸管线钢，其化学成分及质量百分含量如下： C：0.04%，Si：0.15%，Mn:0.79%，Al：0.032%，Nb：0.071%，Ti：0.015%， Cr：0.27%，Ni：0. 14%，Cu：0.31%，P：0.008%，S：0.001% ，N：0.0023%，B：0.0001%，其余为铁及不可避免的杂质元素，Ceq：0.26%，Pcm：0.12%。

上述X60/X65级抗酸管线钢的制备方法，包括如下步骤：依次包括配制钢种成分、铁水KR预脱硫、转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理、喂线、软搅拌、板坯连铸、板坯再加热、粗轧、中间坯待温冷却、精轧、钢板冷却、钢板矫直、下线堆冷出堆和超声探伤，其中，其中，配制钢种成分时，根据上述的成分配制；铁水KR脱硫处理后，铁水S含量0.005％；LF精炼处理后，钢液S含量0.002％；RH真空处理后，钢中H含量1.6ppm；喂线阶段，喂入纯Ca线421 m，并进行软搅拌，时间13.5 min；板坯连铸阶段采用无氧化保护浇注，其中，中间包过热度控制在26℃，拉速1.4~1.6 m/min；板坯再加热阶段，温度控制在1195℃，在炉时间不小于1.0 min/mm；粗轧阶段，粗轧温度控制在1050℃，粗轧后中间坯厚度大于1.5倍钢板厚度，中间坯厚度为40mm；精轧阶段，精轧温度控制在975℃，终轧温度为835℃，精轧阶段总压缩比≥40%。钢板冷却阶段，终冷温度为480℃，冷速控制30℃/s。钢板冷却后，冷床上空冷至室温。

实施例2

本实施例中，所述X60/X65级抗酸管线钢，其化学成分及质量百分含量如下： C：0.05%，Si：0.16%，Mn: 0.78%，Al：0.034%，Nb：0.074%，Ti：0.015%，Cr：0.26%，Ni：0.14%，Cu：0.30%，P：0.008%，S：0.001% ，N：0.0019%，B：0.0001%，其余为铁及不可避免的杂质元素，Ceq：0.27%，Pcm：0.13%。

上述X60/X65级抗酸管线钢的制备方法，包括如下步骤：依次包括配制钢种成分、铁水KR预脱硫、转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理、喂线、软搅拌、板坯连铸、板坯再加热、粗轧、中间坯待温冷却、精轧、钢板冷却、钢板矫直、下线堆冷出堆和超声探伤，其中，其中，配制钢种成分时，根据上述的成分配制；铁水KR脱硫处理后，铁水S含量0.005％；LF精炼处理后，钢液S含量0.002％；RH真空处理后，钢中H含量1.4 ppm；喂线阶段，喂入纯Ca线395 m，并进行软搅拌，时间13.5 min；板坯连铸阶段采用无氧化保护浇注，其中，中间包过热度控制在26℃，拉速1.4~1.6 m/min；板坯再加热阶段，温度控制在1190℃，在炉时间不小于1.0 min/mm；粗轧阶段，粗轧温度控制在1045℃，粗轧后中间坯厚度大于1.5倍钢板厚度，中间坯厚度为50 mm；精轧阶段，精轧温度控制在980℃，终轧温度为843℃，精轧阶段总压缩比≥40%。钢板冷却阶段，终冷温度为450℃，冷速控制31℃/s。钢板冷却后，冷床上空冷至室温。

实施例3

本实施例中，所述X60/X65级抗酸管线钢，其化学成分及质量百分含量如下：C：0.06%，Si：0.16%，Mn:0.76%，Al：0.036%，Nb：0.070%，Ti：0.016%， Cr：0.26%，Ni：0.13%，Cu：0.28%，P：0.010%，S：0.001% ，N：0.0019%，B：0.0001%，其余为铁及不可避免的杂质元素，Ceq：0.27%，Pcm：0.14%。

上述X60/X65级抗酸管线钢的制备方法，包括如下步骤：依次包括配制钢种成分、铁水KR预脱硫、转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理、喂线、软搅拌、板坯连铸、板坯再加热、粗轧、中间坯待温冷却、精轧、钢板冷却、钢板矫直、下线堆冷出堆和超声探伤，其中，其中，配制钢种成分时，根据上述的成分配制；铁水KR脱硫处理后，铁水S含量0.005％；LF精炼处理后，钢液S含量0.002％；RH真空处理后，钢中H含量1.5 ppm；喂线阶段，喂入纯Ca线452 m，并进行软搅拌，时间13 min；板坯连铸阶段采用无氧化保护浇注，其中，中间包过热度控制在27℃，拉速1.4~1.6 m/min；板坯再加热阶段，温度控制在1178℃，在炉时间不小于1.0 min/mm；粗轧阶段，粗轧温度控制在1055℃，粗轧后中间坯厚度大于1.5倍钢板厚度，中间坯厚度为35mm；精轧阶段，精轧温度控制在968℃，终轧温度为850℃，精轧阶段总压缩比≥40%。钢板冷却阶段，终冷温度为420℃，冷速控制33℃/s。钢板冷却后，冷床上空冷至室温。

实施例4

本实施例中，所述X60/X65级抗酸管线钢，其化学成分及质量百分含量如下：C：0.02%，Si：0.10%，Mn≤0.90%，Al：0.020%，Nb：0.060%，Ti≤0.020%， Cr≤0.30%，Ni≤0.20%，Cu≤0.40%，P≤0.012%，S≤0.002% ，N≤0.0060%，B≤0.0005%，Mn+Cr≤1.2%，其余为铁及不可避免的杂质元素。

上述X60/X65级抗酸管线钢的制备方法，包括如下步骤：依次包括配制钢种成分、铁水KR预脱硫、转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理、喂线、软搅拌、板坯连铸、板坯再加热、粗轧、中间坯待温冷却、精轧、钢板冷却、钢板矫直、下线堆冷出堆和超声探伤，其中，其中，配制钢种成分时，根据上述的成分配制；铁水KR脱硫处理后，铁水S含量≤0.010％；LF精炼处理后，钢液S含量≤0.005％；RH真空处理后，钢中H含量小于2ppm；喂线阶段，喂入纯Ca线300 m，并进行软搅拌，时间不小于12 min；板坯连铸阶段采用无氧化保护浇注，其中，中间包过热度控制在20℃，拉速1.4 m/min；板坯再加热阶段，温度控制在1120℃，在炉时间不小于1.0min/mm；粗轧阶段，粗轧温度控制在≤1100℃，粗轧后中间坯厚度大于1.5倍钢板厚度；精轧阶段，精轧温度控制在980℃以下，终轧温度为≥820℃，精轧阶段总压缩比≥40%。钢板冷却阶段，终冷温度为＜500℃，冷速控制＞30℃/s。

实施例5

本实施例中，所述X60/X65级抗酸管线钢，其化学成分及质量百分含量如下：C：0.06%，Si：0.20%，Mn≤0.90%，Al：0.050%，Nb：0.080%，Ti≤0.020%， Cr≤0.30%，Ni≤0.20%，Cu≤0.40%，P≤0.012%，S≤0.002% ，N≤0.0060%，B≤0.0005%，Mn+Cr≤1.2%，其余为铁及不可避免的杂质元素。

上述X60/X65级抗酸管线钢的制备方法，包括如下步骤：依次包括配制钢种成分、铁水KR预脱硫、转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理、喂线、软搅拌、板坯连铸、板坯再加热、粗轧、中间坯待温冷却、精轧、钢板冷却、钢板矫直、下线堆冷出堆和超声探伤，其中，其中，配制钢种成分时，根据上述的成分配制；铁水KR脱硫处理后，铁水S含量≤0.010％；LF精炼处理后，钢液S含量≤0.005％；RH真空处理后，钢中H含量小于2ppm；喂线阶段，喂入纯Ca线500 m，并进行软搅拌，时间不小于12 min；板坯连铸阶段采用无氧化保护浇注，其中，中间包过热度控制在30℃，拉速1.6 m/min；板坯再加热阶段，温度控制在1220℃，在炉时间不小于1.0min/mm；粗轧阶段，粗轧温度控制在≤1100℃，粗轧后中间坯厚度大于1.5倍钢板厚度；精轧阶段，精轧温度控制在980℃以下，终轧温度为≥820℃，精轧阶段总压缩比≥40%。钢板冷却阶段，终冷温度为＜500℃，冷速控制＞30℃/s。

实施例1~3冶炼炉次及母板轧制工艺过程控制参数参见表1，冶炼炉次熔炼成分参见表2，热轧母板的力学性能参见表3，实施例1~3制备的钢板的规格尺寸参见见表4。

表1：实施例1~3冶炼炉次及母板轧制工艺过程控制参数

表2：实施例1~3冶炼炉次熔炼成分

注：表中少量V、Mo默认为杂质

表3：实施例1~3热轧母板的力学性能：

表4：实施例1~3的钢板尺寸规格

实施例3制备的钢板组织照片参见图1-3，图1为近表面钢板组织照片，图2为厚度为1/4时钢板组织照片，图3为厚度为1/2时钢板组织照片，从图中可以看出实施例获得以少量块状铁素体+针状铁素体为主的单相组织，没有明显的组织偏析带及硬相组织，具有良好的组织均匀性，可避免氢原子在集体中的富集，因而具有良好的抗酸性能。