专利名称：一种抗大变形油气输送管用钢板及其生产方法
技术领域：
本发明属于钢材冶炼加工エ艺领域，尤其涉及一种用于加工抗大变形油气输送管道所用钢板及其生产方法。
背景技术：
抵抗大变形油气输送管用钢板主要是基于中緬油气管道工程所需而研制的，包括原油和天然气两条管道。管道起于緬甸西海岸的皎漂，从云南省瑞丽市入境，入境后经云南、贵州、重庆、广西三省一市。由于中緬油气管道的自然环境恶劣，地形、地质条件复杂，山高坡陡，属于地震多发带，地表灾害严重，采空区分布广，岩溶塌陷多的地区，这些地区铺设的管道需要采用基于应变方法进行设计，从而要求制作油气输送管所用的钢板必须具备抵抗地震、滑坡、塌陷等自然灾害的能力。迄今为止，国内的管线用钢尚未碰到过对于油气输送用钢板除要求横向性能外，对纵向性能、横纵向时效性能和组织比例提出明确要求，并且要求其具有均匀的延伸率和钢板需要具有圆屋顶型连续屈服的曲线形状，以及纵向屈強比小于O. 80。目前，国内管线用钢板多数采用层流冷却エ艺，层流冷却エ艺由于瞬时冷却速度低，晶粒细化程度慢，一般通过增加合金元素的方法提高强度，难以降低生产成本，且由于层流冷却各集管水嘴之间存在空隙，难以保证冷却均匀性，控制钢板板形变得较为不易。针对此类抗大变形油气输送用钢板国内既没有合适的产品技术条件，也没有成熟的生产方法，因此在此背景条件下，提供ー种抵抗大变形油气输送管用钢板就显得尤为重要。
发明内容
本发明g在提供ー种具有良好的纵向、横向性能及均匀的延伸率，外观质量和内在质量均符合要求的抗大变形油气输送管用钢板及其生产方法。为此，本发明所采取的解决方案是
一种抗大变形油气输送管用钢板，其化学成分及重量百分比含量为
C O. 04 O. 08%, Si O. 20 O. 35%, Mn I. 60 I. 80%, P ≤ O. 018%, S ≤ O. 003%, AlsO. 015 O. 045%, Cr O. 15 O. 25%, Nb O. 02 O. 05%, Ti O. 005 O. 02%, Cu O. 2 O. 5%,Ni O. 2 O. 5% ;其余为Fe及微量杂质。—种抗大变形油气输送管用钢板的生产方法，其具体方法及エ艺參数为
1、钢坯加热エ艺制度
加热炉温度控制上均热段温度为1150-1200°C，下均热段温度为1050-1170°C ，第一上加热段温度为1200-1250°C，第一下加热段温度为1100-1180°C，第二上加热段温度为1050-1200°C，第二下加热段温度为 1000-1120°C ；
出炉温度控制在1050-1150°C ；
加热速度控制在8-10min/mm ；
2、钢板轧制エ艺制度产品厚度为12-30 mm；
粗轧开轧温度> 1000°C，粗轧累积变形率68-72%，在奥氏体区间，完成连续大变形和应变积累，得到硬化的奥氏体组织；
精轧开轧温度850-870°C，精轧终轧温度790-850°C ；
3、钢板冷却エ艺制度
产品厚度为12-30 mm；
采用超快速冷却与层流冷却结合的冷却制度，开冷温度> 6500C ；
采用超快速冷却至470-530°C，超快速冷却速度控制在20-50°C /s ;然后使用层流将钢板冷却至300-400°C，层流冷却速度控制在10-20°C /s ;返红温度(指冷却后钢板厚度方向上的均匀温度)控制在370-430°C。 本发明的有益效果为
I、按照本发明方法生产的钢板，经实际检测，各项性能指标均值为
横向性能指标:屈服強度(Rta5) 514MPa，抗拉强度(Rm) 723MPa，屈強比(Rt(l. 5/ Rm)为
O.71，伸长率(A5tlmm) 28%，冲击吸收能量275J。纵向性能指标屈服強度(RtQ.5)491MPa，抗拉强度(Rm) 692MPa，屈強比(Rta5/ Rm)为 O. 71，伸长率(A5tlnm) 38%。2、外观质量良好，钢板不平度和表面质量达到客户使用条件要求。3、采用超快速冷却和层流冷却的冷却路径控制技术，可提高生产效率20%。4、可有效降低合金元素和碳当量，在減少生产成本的同时提高钢板野外焊接性能，并保证钢板在地震带具备良好的抵抗横纵向变形能力和止裂性能。5、一次性能合格率可达到90%以上。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进ー步说明。エ艺路线为冶炼一板还连铸一板还加热一除鳞一轧制一冷却一矫直一切定尺一标识一检查、检验一入库。实施例I :
抗大变形油气输送管用钢板的化学成分及重量百分比含量为
C O. 06%, Si O. 30%, Mn I. 70%, P 彡 O. 012%, S 彡 O. 002%, Als O. 030%, Cr O. 20%, Nb
O.04%, Ti O. 012%, Cu O. 35%, Ni O. 35% ;其余为 Fe 及微量杂质。抗大变形油气输送管用钢板的生产方法及エ艺參数为
I、钢坯加热エ艺制度
加热炉温度控制上均热段温度为1180°C，下均热段温度为1060°C ;第一上加热段温度为1225°C，第一下加热段温度为1140°C，第二上加热段温度为1150°C，第二下加热段温度为 1060。。。出炉温度控制在1070°C ;
加热速度控制在9min/mm。2、钢板轧制エ艺制度
产品厚度为18 mm；粗轧开轧温度1020°C，粗轧累积变形率70%，在奥氏体区间，完成连续大变形和应变积累，得到硬化的奥氏体组织。精轧开轧温度860 V，精轧终轧温度800 V ；
3、钢板冷却エ艺制度
产品厚度为18mm;
采用超快速冷却与层流冷却结合的冷却制度，开冷温度680°C ； 超快速冷却采用斜喷技术，冷却水水平分力除去钢板表面水膜，以28°C /s的冷却速度将钢板温度超快速冷却至500°C，从而避开冷却的过渡沸腾区域，迅速通过奥氏体相区，保持钢板处于奥氏体硬化状态，在达到最大冷却效率的同时，保证钢板的纵横向性能均匀稳定。然后使用层流将钢板冷却至350°C，层流冷却速度控制在15°C /s，在奥氏体向铁素体相变的动态相变点終止冷却，得到均匀的组织和碳化物析出。返红温度控制在400°C，从而获得沿钢板厚度方向较为均匀的粒状贝氏体和针状铁素体组织。实施例2:
抗大变形油气输送管用钢板的化学成分及重量百分比含量为
C O. 04%, Si O. 22%, Mn I. 80%, P 彡 O. 016%, S 彡 O. 0025%, Als O. 040%, Cr O. 15%, NbO. 05%, Ti O. 007%, Cu O. 50%, Ni O. 25% ;其余为 Fe 及微量杂质。抗大变形油气输送管用钢板的生产方法及エ艺參数为
I、钢坯加热エ艺制度
加热炉温度控制上均热段温度为1160°C，下均热段温度为1100°C ;第一上加热段温度为1205°C，第一下加热段温度为1110°C，第二上加热段温度为1080°C，第二下加热段温度为 IOOO0Co出炉温度控制在1050°C ；
加热速度控制在8min/mm。2、钢板轧制エ艺制度
产品厚度为26.4 mm;
粗轧开轧温度1000°C，粗轧累积变形率72%，在奥氏体区间，完成连续大变形和应变积累，得到硬化的奥氏体组织。精轧开轧温度850°C，精轧终轧温度800V ；
3、钢板冷却エ艺制度
产品厚度为26. 4mm；
采用超快速冷却与层流冷却结合的冷却制度，开冷温度670°C ；
超快速冷却采用斜喷技术，冷却水水平分力除去钢板表面水膜，以50°C /s的冷却速度将钢板温度超快速冷却至530°C，从而避开冷却的过渡沸腾区域，迅速通过奥氏体相区，保持钢板处于奥氏体硬化状态，在达到最大冷却效率的同时，保证钢板的纵横向性能均匀稳定。然后使用层流将钢板冷却至380°C，层流冷却速度控制在12°C /s，在奥氏体向铁素体相变的动态相变点終止冷却，得到均匀的组织和碳化物析出。返红温度控制在430°C，从而获得沿钢板厚度方向较为均匀的粒状贝氏体和针状铁素体组织。实施例3
抗大变形油气输送管用钢板的化学成分及重量百分比含量为C O. 08%, Si O. 32%, Mn I. 60%, P 彡 O. 014%, S 彡 O. 0015%, Als O. 015%, Cr O. 23%, NbO. 02%, Ti O. 02%, Cu O. 20%, Ni O. 48% ;其余为 Fe 及微量杂质。—种抗大变形油气输送管用钢板的生产方法，其具体方法及エ艺參数为
I、钢坯加热エ艺制度
加热炉温度控制上均热段温度为1200°C，下均热段温度为1170°C ;第一上加热段温度为1245°C，第一下加热段温度为1170°C，第二上加热段温度为1200°C，第二下加热段温度为 IllO0Co
出炉温度控制在1100°C ;
加热速度控制在10min/mm。2、钢板轧制エ艺制度
产品厚度为13 mm；
粗轧开轧温度1050°C，粗轧累积变形率68%，在奥氏体区间，完成连续大变形和应变积累，得到硬化的奥氏体组织。精轧开轧温度870°C，精轧终轧温度800V ；
3、钢板冷却エ艺制度
产品厚度为13mm;
采用超快速冷却与层流冷却结合的冷却制度，开冷温度690°C ；
超快速冷却采用斜喷技术，冷却水水平分力除去钢板表面水膜，以50°C /s的冷却速度将钢板温度超快速冷却至520°C，从而避开冷却的过渡沸腾区域，迅速通过奥氏体相区，保持钢板处于奥氏体硬化状态，在达到最大冷却效率的同时，保证钢板的纵横向性能均匀稳定。然后使用层流将钢板冷却至400°C，层流冷却速度控制在18°C /s，在奥氏体向铁素体相变的动态相变点終止冷却，得到均匀的组织和碳化物析出。返红温度控制在400°C，从而获得沿钢板厚度方向较为均匀的粒状贝氏体和针状铁素体组织。
权利要求
1.一种抗大变形油气输送管用钢板，其特征在于，其化学成分及重量百分比含量为C O. 04 O. 08%, Si O. 20 O. 35%, Mn I. 60 I. 80%, P 彡 O. 018%, S 彡 O. 003%, AlsO. 015 O. 045%, Cr O. 15 O. 25%, Nb O. 02 O. 05%, Ti O. 005 O. 02%, Cu O. 2 O. 5%,Ni O. 2 O. 5% ;其余为Fe及微量杂质。
2.一种如权利要求I所述抗大变形油气输送管用钢板的生产方法，其特征在于，具体方法及エ艺參数为 (1)、钢坯加热エ艺制度 加热炉温度控制上均热段温度为1150-1200°C，下均热段温度为1050-1170°C ;第一上加热段温度为1200-1250°C，第一下加热段温度为1100-1180°C，第二上加热段温度为1050-1200°C，第二下加热段温度为 1000-1120°C ； 出炉温度控制在1050-1150°C ； 加热速度控制在8-10min/mm ； (2)、钢板轧制エ艺制度 产品厚度为12-30 mm； 粗轧开轧温度> 1000°C，粗轧累积变形率68-72%，在奥氏体区间，完成连续大变形和应变积累，得到硬化的奥氏体组织； 精轧开轧温度850-870°C，精轧终轧温度790-850°C ； (3)、钢板冷却エ艺制度 产品厚度为12-30 mm； 采用超快速冷却与层流冷却结合的冷却制度，开冷温度> 6500C ； 采用超快速冷却至470-530°C，超快速冷却速度控制在20-50°C /s ;然后使用层流将钢板冷却至300-400°C，层流冷却速度控制在10-20°C /s ;返红温度控制在370_430°C。
全文摘要
本发明提供一种抗大变形油气输送管用钢板及其生产方法，其成分组成为C0.04～0.08%，Si0.20～0.35%，Mn1.60～1.80%，P≤0.018%，S≤0.003%，Als0.015～0.045%，Cr0.15～0.25%，Nb0.02～0.05%，Ti0.005～0.02%，Cu0.2～0.5%，Ni0.2～0.5%。通过控制钢坯加热制度、控制轧制和采用快速冷却技术，控制钢中的铁素体与马氏体尺寸和数量，控制屈服强度，降低屈强比，保证钢板的纵、横向性能、时效性能及优良的低温韧性。本发明一次性能合格率可达到90%以上，钢板不平度和表面质量均达到质量要求，可在减少生产成本的同时提高钢板野外焊接性能，并提高生产效率20%。
文档编号C22C38/58GK102676952SQ20121019421
公开日2012年9月19日 申请日期2012年6月13日 优先权日2012年6月13日
发明者乔馨, 刘文岳, 张朝峰, 张禄林, 曲圣昱, 李凡, 王小强, 陈军平 申请人:鞍钢股份有限公司