一種高鉻耐腐蝕高強(qiáng)度管線鋼及其制造方法

　　【技術(shù)領(lǐng)域】

　　[0001] 本發(fā)明涉及耐酸腐蝕高強(qiáng)度管線鋼的冶煉制造領(lǐng)域，具體涉及一種高鉻耐腐蝕高 強(qiáng)度管線鋼及其制造方法。

　　【背景技術(shù)】

　　[0002] 隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)對(duì)石油天然氣能源的消耗量和依存度急劇增加。 由于石油和天然氣的產(chǎn)地大都位于偏遠(yuǎn)的山區(qū)、荒漠以及海洋等特殊地區(qū)和交通不便利的 地區(qū)。管道運(yùn)輸是目前油氣輸送最為經(jīng)濟(jì)高效的運(yùn)輸方式，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球陸上70%石油和 99 %天然氣要依靠管道輸送，油氣管道是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的生命線。

　　[0003] 油氣輸送管道朝著大口徑高鋼級(jí)方向發(fā)展。由于管道輸送介質(zhì)中含有水和腐蝕性 氣體，還有一些石油、天然氣產(chǎn)自海洋等酸性腐蝕地區(qū)，對(duì)輸送管道產(chǎn)生腐蝕破壞，輕者影 響管道輸送系統(tǒng)可靠性及使用壽命，嚴(yán)重著不僅會(huì)造成管道穿孔，引起油、氣等輸送物質(zhì)的 泄漏，而且還會(huì)帶來(lái)由于維修所產(chǎn)生的材料和人力上的浪費(fèi)，甚至引起火災(zāi)。尤其是天然氣 管道會(huì)因腐蝕引起爆炸，威脅人身安全，造成環(huán)境污染，后果極其嚴(yán)重。

　　[0004] 管線內(nèi)部的H2S腐蝕是輸氣管線腐蝕的主要形式之一，這種腐蝕破壞主要是氫致 裂紋(Hydrogen Induced Cracking，HIC)。氫致裂紋是指金屬材料處在含H2S的介質(zhì)環(huán)境 中，由于電化學(xué)腐蝕過(guò)程中析出的氫進(jìn)入金屬材料內(nèi)部，產(chǎn)生階梯型裂紋，這些裂紋的形成 與擴(kuò)展最終使材料發(fā)生開(kāi)裂。另一種管道腐蝕為硫化物應(yīng)力腐蝕（Stress Corrosion cracking，SCC)，其腐蝕機(jī)理是管道在H2S等酸性環(huán)境中，氫原子進(jìn)入金屬內(nèi)部，氫原子與金 屬鍵結(jié)合，降低了金屬原子間的結(jié)合能，在應(yīng)力的作用下導(dǎo)致材料發(fā)生脆性斷裂。硫化物應(yīng) 力腐蝕也與材料特性有關(guān)，材料強(qiáng)度越高，硫化物應(yīng)力腐蝕敏感性越強(qiáng)，馬氏體、珠光體等 組織具有較高的氫脆敏感性，特別是高錳、高硫磷含量管線鋼容易在鋼板厚度二分之一處 形成偏析帶狀組織和大量的MnS夾雜物存在都是發(fā)生硫化物應(yīng)力腐蝕的主要因素;硫化物 應(yīng)力腐蝕的另一個(gè)因素是材料必須有應(yīng)力場(chǎng)，包括外加載荷應(yīng)力、內(nèi)在殘余應(yīng)力等。

　　[0005] 因此，為了使管線鋼具有優(yōu)異的抗酸腐蝕性能，國(guó)內(nèi)各大鋼廠生產(chǎn)的耐腐蝕管線 鋼大都采用低碳高錳成分設(shè)計(jì)，在生產(chǎn)工藝上LF+RH精煉工藝，并采用控乳控冷乳制工藝 等。雖然控制了鋼中的碳元素偏析，但高錳成分極易形成偏析帶，特別是錳的偏析帶一旦形 成，很難通過(guò)熱處理等熱加工方式消除，因?yàn)殄i在鋼中的擴(kuò)散速度較低。

　　【發(fā)明內(nèi)容】

　　[0006] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種高鉻耐腐蝕高強(qiáng)度管線鋼及其制造 方法，采用低碳、低錳、高鉻的合金化成分體系，從成分上消除了高錳體系所引起的錳合金 元素偏析問(wèn)題，避免了帶狀偏析組織形成。

　　[0007] 本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

　　[0008] 一種高鉻耐腐蝕高強(qiáng)度管線鋼，按重量百分比包括下述組份:碳0.04~0.08%，硅 0· 15~0.55%，錳0· 15~0.95%，磷 < 0.030%、硫 < 0.006%，鉻0.8~2.0%，銅0· 15~ 0.55%，鈮0.020~0.090%，鈦Ο .008~Ο .035%，氮< 0.010%，余量為鐵和不可避免的雜 質(zhì)。

　　[0009] 進(jìn)一步，碳0.05~0.07%，硅0.15~0.35%，錳0.35~0.85%，磷 <0.010%、硫< 0.003%，鉻0.9~1.6%，銅0.15~0.35%，鈮0.040~0.060%，鈦0.010~0.025%，氮 < 0.008%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。

　　[0010] 進(jìn)一步，碳0.06%，硅0.25%，錳0.40%，磷 < 0.006%、硫 <0.003%，鉻 1.5%，銅 0.25%，鈮0.045%，鈦0.015%，氮< 0.006%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。

　　[0011]高鉻耐腐蝕高強(qiáng)度管線鋼的制造方法，包括下述的步驟：

　　[0012] (a)KR鐵水預(yù)處理脫硫：吹氧時(shí)間為6~7min，供氧強(qiáng)度為20000~24000m3/h，處理 后鐵水中硫含量<0.0030%;

　　[0013] (b)轉(zhuǎn)爐冶煉:采用雙渣操作，轉(zhuǎn)爐底吹采用自動(dòng)模型，當(dāng)碳海量0.20 %時(shí)補(bǔ)吹一 次，終點(diǎn)碳含量目標(biāo)為< 0.02%，磷含量< 0.005%，出鋼溫度為1600-1650°c;采用擋渣塞、 擋渣棒雙擋渣出鋼；出鋼過(guò)程加石灰1150-1250kg和螢石300-350kg造頂渣；

　　[0014] (c)LF+RH精煉工藝：LF造白渣處理，爐渣目標(biāo)成分：CaO 56%，Si028%，Α12〇324%， MgO 5%，F(xiàn)eO+Fe2〇3+MnO < 1 ·0%，真空度< 2mbar;真空處理時(shí)間大于18分鐘；

　　[0015] (d)連鑄工藝:采取套水口開(kāi)澆方式，實(shí)施全程吹氬保護(hù)，防止鋼水二次氧化，控制 連鑄環(huán)節(jié)增氮;采用低碳?jí)A性中包覆蓋劑，鋼水不得裸露，二冷水按照低碳合金鋼配水模 式，選用低碳合金保護(hù)渣。

　　[0016] (e)乳鋼和ACC快冷工序:在加熱爐中進(jìn)行板坯加熱，鋼坯出爐溫度為1150~1180 °C，出爐后進(jìn)行高壓水除鱗，水壓20MPa以上;然后進(jìn)行粗乳，開(kāi)坯厚度60mm，粗乳后進(jìn)行精 乳終乳，冷卻制得高鉻耐腐蝕高強(qiáng)度管線鋼。

　　[0017] 進(jìn)一步，步驟(c)中真空處理結(jié)束喂鈣鐵線，鈣鐵線參考加入量2-5m/噸鋼，加入鈣 鐵線后軟吹時(shí)間大于10分鐘，鋼包采用低碳?jí)A性覆蓋劑。

　　[0018] 進(jìn)一步，步驟(d)連鑄工藝中澆注過(guò)程中間包液面高度不低于28t，換包時(shí)不低于 23t，恒速澆注，拉速波動(dòng)± 0.05m/min，中間包鋼水目標(biāo)過(guò)熱度控制在15-25°C。

　　[0019] 進(jìn)一步，步驟(b)轉(zhuǎn)爐冶煉中采用標(biāo)稱容量200t轉(zhuǎn)爐，礦石的三分之二在脫磷錢(qián)加 入，后三分之一在脫磷后加入。

　　[0020] 進(jìn)一步，步驟(e)乳鋼和ACC快冷工序中，粗乳機(jī)開(kāi)始乳制溫度范圍為1120~1150 °C，單道次壓下量10%以上，開(kāi)坯厚度60mm;精乳終乳制溫度范圍為800~820°C，精乳后進(jìn) 入ACC加速冷卻，開(kāi)冷溫度780°C以上，終冷溫度為580°C~600°C左右，冷卻速度為18~20 °C/s。

　　[0021] 本發(fā)明提供了一種高鉻耐腐蝕高強(qiáng)度管線鋼及其制造方法，高鉻耐腐蝕高強(qiáng)度管 線鋼與通用的低碳高錳成分設(shè)計(jì)不同，而是采用低碳、低錳、高鉻的合金化成分體系，從成 分上消除了高錳體系所引起的錳合金元素偏析問(wèn)題，避免了帶狀偏析組織形成。

　　[0022]高鉻耐腐蝕高強(qiáng)度管線鋼制造方法，在鋼水冶煉時(shí)采用KR鐵水預(yù)處理深脫硫、LF+ RH等精煉手段，有效降低了鋼中硫、氧等有害雜質(zhì)元素含量，提高鋼水純凈度，并且采用雙 擋渣法脫磷技術(shù)，有效降低鋼中磷元素含量。采用控乳控冷乳制工藝控制相變溫度，細(xì)化晶 粒組織，保證管線鋼強(qiáng)韌性匹配。該方法生產(chǎn)的高強(qiáng)度耐腐蝕管線鋼具有優(yōu)異的耐腐蝕性 能，并且具有較高的強(qiáng)度和韌性，滿足管線鋼的強(qiáng)度和韌性指標(biāo)。

　　【附圖說(shuō)明】

　　[0023]圖1為本發(fā)明方法的流程圖 [0024]圖2試制鋼板的金相組織照片

　　【具體實(shí)施方式】

　　[0025]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】來(lái)對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明，以便本領(lǐng)域的技術(shù) 人員更了解本發(fā)明，但并不以此限制本發(fā)明。

　　[0026] 高鉻耐腐蝕高強(qiáng)度管線鋼按重量百分比包括下述組份:碳0.04~0.08%，硅0.15 ~0.55%，錳0.15~0.95%，磷 <0.030%、硫 <0.006%，鉻0.8~2.0%，銅0.15~0.55%， 鈮0.020~0.090%，鈦0.008~0.035%，氮<0.010%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。

　　[0027] 進(jìn)一步地，按重量百分比包括下述組份：碳0.05~0.07%，硅0.15~0.35%，錳 0.35~0.85%，磷 < 0.010%、硫 < 0.003%，鉻0.9~1.6%，銅0.15~0.35%，鈮0.040~ 0.060%，鈦0.010~0.025%，氮<0.008%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。

　　[0028] 進(jìn)一步，按重量百分比包括下述組份：碳0.06%，硅0.25%，錳0.40%，磷< 0.006%、硫 <0.003%，鉻 1.5%，銅0.25%，鈮0.045%，鈦0.015%，氮 <0.006%，余量為鐵 和不可避免的雜質(zhì)。

　　[0029] 本發(fā)明的主要生產(chǎn)工藝為:KR鐵水預(yù)處理脫硫-轉(zhuǎn)爐冶煉-CAS工藝精煉-LF爐 -RH精煉-連鑄-鑄還下線-板還加熱-除鱗-粗乳-空冷待溫-精乳-ACC-矯直-切 割-鋼板檢查-標(biāo)記入庫(kù)。

　　[0030] 本發(fā)明采用合金化原理設(shè)計(jì)高鉻耐腐蝕管線鋼的化學(xué)成分，低碳、低錳成分有效 降低碳錳元素偏析，而添加高鉻元素含量以提高管線鋼的強(qiáng)度和耐腐蝕性。本發(fā)明的有益 效果在于，采用本發(fā)明的方法制造高強(qiáng)度管線鋼，組織均勻，無(wú)偏析帶狀缺陷，具有較高的 強(qiáng)度和低溫韌性，其抗拉強(qiáng)度達(dá)到650MPa以上，-20°C下沖擊韌性在330J以上，且具有優(yōu)異 的抗硫化氫應(yīng)力開(kāi)裂(SSCC)和抗HIC腐蝕性能，并且不添加鎳、鉬等昂貴合金元素，成本低 廉。

　　[0031] 參考圖1，以下通過(guò)具體實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明制造方法：

　　[0032] 實(shí)施例1:

　　[0033] 按重量百分比取下述組份：碳0.06%

　　，硅0.25%，錳0.40%，磷< 0.006%、硫< 0.003%，鉻1.5%，銅0.25%，鈮0.045%，鈦0.015%，氮<0.006%，余量為鐵和不可避免的 雜質(zhì)。

　　[0034] a.鐵水預(yù)處理:KR進(jìn)行深脫硫，處理后鐵水中S < 0.0030 %，扒渣干凈，鐵水亮面達(dá) 到90%以上，最大限度減少鐵水帶渣量。

　　[0035] b.轉(zhuǎn)爐冶煉:采用大渣量雙渣操作，轉(zhuǎn)爐底吹采用自動(dòng)模型。拉碳前兩分鐘不得加 入鐵皮、礦石。盡量做到一次拉碳出鋼，避免點(diǎn)吹，防止鋼水過(guò)氧化。出鋼前保證轉(zhuǎn)爐后攪時(shí) 間不小于2分鐘。轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)爐渣二元堿度R 2 3.5，控制出鋼P(yáng) < 0.005%。

　　[0036] c.出鋼及CAS站：出鋼時(shí)間大于4.5分鐘，采取雙擋渣出鋼，嚴(yán)格控制下渣量，出鋼 不得散流。出鋼過(guò)程中加入石灰1200kg、螢石320kg。為降低爐渣氧化性，加入一定量的鋼包 頂渣改質(zhì)劑。出鋼過(guò)程實(shí)施鋼包全程吹氬。合金按中限配加，要求不低于下限，避免精煉大 量補(bǔ)加合金。出鋼過(guò)程用鋁強(qiáng)脫氧，避免硅脫氧形成大顆粒硅酸鹽或Si〇2夾雜。吹氬時(shí)間2 3分鐘，嚴(yán)禁爆吹。吹氬后取樣測(cè)溫，嚴(yán)禁加入酸性覆蓋劑。

　　[0037] d.LF精煉：采用早期造白渣方式，爐渣目標(biāo)成分（推薦）：CaO 56%，Si028%， Al2〇324%，Mg05%，（FeO+Fe2〇3+Mn〇H 1.0%。釩鐵在LF工序加入，出站溫度 1600-1630°C; RH真空處理真空度不大于1.5mbar，保真空時(shí)間20分鐘;RH后喂鈣鐵線，鋼中硫變性，喂線后 吹氬時(shí)間不小于15分鐘；

　　[0038] e .板坯連鑄:采取套水口開(kāi)澆方式，實(shí)施全程吹氬保護(hù)澆注，防止鋼水二次氧化， 控制連鑄環(huán)節(jié)增氮。使用低碳鋼合金保護(hù)渣。采用低碳?jí)A性中包覆蓋劑，鋼水不得裸露，二 冷水按照低碳合金鋼配水模式，選用低碳合金保護(hù)渣。防止或減少大包下渣。確保大包落到 低位澆注，減少卷渣。正常澆注過(guò)程中間包液面高度不低于28t(換包時(shí)不低于23t)并保持 相對(duì)穩(wěn)定。保持恒速澆注，拉速波動(dòng)± 〇. 〇5m/min。中間包鋼水目標(biāo)過(guò)熱度控制在15°C。浸入 式水口插入深度適當(dāng)增加，減少卷渣。嚴(yán)禁攪動(dòng)結(jié)晶器液面，挑渣條要防止卷渣。鑄坯下線 堆垛緩冷48小時(shí)。

　　[0039] f.板坯再加熱:對(duì)連鑄坯堆垛緩冷48小時(shí)以上，之后在步進(jìn)式加熱爐中進(jìn)行加熱， 加熱時(shí)間按照l(shuí)〇min/mm，加熱后出爐溫度控制在1170°C，保證在爐時(shí)間4h以上。

　　[0040] g.高壓水除磷:連鑄坯加熱后進(jìn)行高壓水除磷，水壓25MPa，保證除鱗后表面質(zhì)量。 [0041 ] h.乳鋼:采用雙軌道乳制，粗乳機(jī)開(kāi)始乳制溫度為1150°C，末道次以前壓下量控制 20%以上，降低末道次壓下量在調(diào)整板型；精乳開(kāi)坯厚度60mm，控制精乳溫度，精乳終乳制 溫度為800°C，精乳后進(jìn)入ACC加速冷卻，開(kāi)冷溫度780°C，終冷溫度為580°C，冷卻速度為18 °C/s。

　　[0042] i .冷矯直:ACC冷卻后直接進(jìn)入矯直機(jī)，進(jìn)行板型矯直，然后冷床冷卻，切割入庫(kù)。 [0043] j .性能檢驗(yàn)：按照管線鋼檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)鋼板頭、中、尾進(jìn)行拉伸性能和沖擊力學(xué)性 能檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1和表2。

　　[0044]表1試制鋼板的拉伸性能

　　[0045]

　　[0046] 表2試制鋼板沖擊韌性試驗(yàn)結(jié)果(_20°C)

　　[0047]

　　[0048] 按照要求取金相樣品進(jìn)行顯微組織檢驗(yàn)，金相組織見(jiàn)圖2;

　　[0049] 應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂試驗(yàn)按照NACE Standard TM 0177-2005標(biāo)準(zhǔn)A法進(jìn)行，1組3件樣品， 試樣采用標(biāo)準(zhǔn)尺寸，加載應(yīng)力為472MPa(85%SMYS)，在H2S飽和溶液(A溶液）中浸泡720小 時(shí)，檢測(cè)設(shè)備為四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)裝置。試驗(yàn)結(jié)果表明經(jīng)H 2S飽和溶液(A溶液)浸泡720小時(shí)，試 件未斷裂，放大10倍觀察工作段無(wú)裂紋。抗HIC試驗(yàn)按照NACE TM0284-2011標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，1組3 件樣品，試樣采用標(biāo)準(zhǔn)尺寸，試樣在H2S飽和溶液(A溶液）中浸泡96小時(shí)，檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。抗 HIC試驗(yàn)結(jié)果表明試件在H2S飽和溶液(A溶液）中浸泡96小時(shí)，試樣表面無(wú)氫鼓泡，剖面金相 觀察無(wú)裂紋

　　[0050] 表3試樣內(nèi)部剖面HIC裂紋率測(cè)量分析結(jié)果

　　[0051]

　　[0052]通過(guò)實(shí)施例1，采用本發(fā)明制造的鋼板強(qiáng)度級(jí)別達(dá)到X80耐酸腐蝕管線鋼的各向力 學(xué)性能指標(biāo)，且顯微組織均勻，無(wú)帶狀組織，具有優(yōu)異的低溫沖擊韌性。硫化氫應(yīng)力腐蝕開(kāi) 裂試驗(yàn)(SSCC)和抗HIC試驗(yàn)檢驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明試制管線鋼板具有優(yōu)異的耐腐蝕性能。

　　[0053] 實(shí)施例2:

　　[0054] 按以下質(zhì)量百分比取各組份:碳0.04,硅0.55%，錳0.15,磷0.02%、硫0.003%，鉻 0.8%，銅0.55%，鈮0.020%，鈦0.008%，氮0.010%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。

　　[0055] (a)KR鐵水預(yù)處理脫硫:吹氧時(shí)間為6min，供氧強(qiáng)度為20000m3/h，處理后鐵水中硫 含量 <0.0030%;

　　[0056] (b)轉(zhuǎn)爐冶煉:采用雙渣操作，轉(zhuǎn)爐底吹采用自動(dòng)模型，采用標(biāo)稱容量200t轉(zhuǎn)爐，礦 石的三分之二在脫磷錢(qián)加入，后三分之一在脫磷后加入；當(dāng)碳海量0.20 %時(shí)補(bǔ)吹一次，目標(biāo) 碳含量< 0.02 %，磷含量< 0.005 %，出鋼溫度為1600°C ;采用擋渣塞、擋渣棒雙擋渣出鋼； 出鋼過(guò)程加石灰1200kg和螢石330kg造頂渣；

　　[0057] (c)LF+RH精煉工藝：LF造白渣處理，爐渣目標(biāo)成分：CaO 56%，Si〇28%，Al2〇324%， MgO 5%，F(xiàn)eO+Fe2〇3+MnO < 1.0%，真空度< 2mbar;真空處理時(shí)間20分鐘;真空處理結(jié)束喂鈣 鐵線，鈣鐵線參考加入量2-5m/噸鋼，加入鈣鐵線后軟吹時(shí)間18分鐘，鋼包采用低碳?jí)A性覆 蓋劑；

　　[0058] (d)連鑄工藝:采取套水口開(kāi)澆方式，實(shí)施全程吹氬保護(hù)，防止鋼水二次氧化，控制 連鑄環(huán)節(jié)增氮;采用低碳?jí)A性中包覆蓋劑，鋼水不得裸露，二冷水按照低碳合金鋼配水模 式，選用低碳合金保護(hù)渣；間包液面高度35t，換包時(shí)不低于33t，恒速澆注，拉速波動(dòng)土 0.05m/min，中間包鋼水目標(biāo)過(guò)熱度控制在15-25°C;

　　[0059] (e)乳鋼和ACC快冷工序:在加熱爐中進(jìn)行板坯加熱，鋼坯出爐溫度為1150°C，出爐 后進(jìn)行高壓水除鱗，水壓25MPa;然后進(jìn)行粗乳，粗乳機(jī)開(kāi)始乳制溫度為1120°C，單道次壓下 量10%以上，開(kāi)坯厚度60mm;，粗乳后進(jìn)行精乳終乳，精乳終乳制溫度為800°C，精乳后進(jìn)入 ACC加速冷卻，開(kāi)冷溫度780°C，終冷溫度為580°C左右，冷卻速度為18~20°C/s，制得高鉻耐 腐蝕高強(qiáng)度管線鋼。

　　[0060] 實(shí)施例3:

　　[0061 ] 按以下質(zhì)量百分比取各組份：碳0.08%，硅0.15%，錳0.95%，磷0.010%、硫 0.002%，鉻2.0%，銅0.15%，鈮0.090%，鈦0.035%，氮0.008%，余量為鐵和不可避免的雜 質(zhì)。

　　[0062] (a)KR鐵水預(yù)處理脫硫:吹氧時(shí)間為7min，供氧強(qiáng)度為24000m3/h，處理后鐵水中硫 含量 <0.0030%;

　　[0063] (b)轉(zhuǎn)爐冶煉:采用雙渣操作，轉(zhuǎn)爐底吹采用自動(dòng)模型，采用標(biāo)稱容量200t轉(zhuǎn)爐，礦 石的三分之二在脫磷錢(qián)加入，后三分之一在脫磷后加入；當(dāng)碳海量0.20 %時(shí)補(bǔ)吹一次，目標(biāo) 碳含量< 0.02 %，磷含量< 0.005 %，出鋼溫度為1650°C ;采用擋渣塞、擋渣棒雙擋渣出鋼； 出鋼過(guò)程加石灰1200kg和螢石320kg造頂渣；

　　[0064] (c)LF+RH精煉工藝：LF造白渣處理，爐渣目標(biāo)成分：CaO 56%，Si028%，Α12〇324%， MgO 5%，F(xiàn)eO+Fe2〇3+MnCK 1.0%，真空度< 2mbar;真空處理時(shí)間大于25分鐘;真空處理結(jié)束 喂鈣鐵線，鈣鐵線參考加入量2-5m/噸鋼，加入鈣鐵線后軟吹時(shí)間15分鐘，鋼包采用低碳?jí)A 性覆蓋劑；

　　[0065] (d)連鑄工藝:采取套水口開(kāi)澆方式，實(shí)施全程吹氬保護(hù)，防止鋼水二次氧化，控制 連鑄環(huán)節(jié)增氮;采用低碳?jí)A性中包覆蓋劑，鋼水不得裸露，二冷水按照低碳合金鋼配水模 式，選用低碳合金保護(hù)渣；間包液面高度不低于30t，換包時(shí)不低于28t，恒速澆注，拉速波動(dòng) ±0.05m/min，中間包鋼水目標(biāo)過(guò)熱度控制在15-25°C;

　　[0066] (e)乳鋼和ACC快冷工序:在加熱爐中進(jìn)行板坯加熱，鋼坯出爐溫度為1180°C，出爐 后進(jìn)行高壓水除鱗，水壓28MPa以上;然后進(jìn)行粗乳，粗乳機(jī)開(kāi)始乳制溫度為1150°C，單道次 壓下量10%以上，開(kāi)坯厚度6〇 mm;，粗乳后進(jìn)行精乳終乳，精乳終乳制溫度為820°C，精乳后 進(jìn)入ACC加速冷卻，開(kāi)冷溫度800°C以上，終冷溫度為600°C左右，冷卻速度為18~20°C/s，制 得高鉻耐腐蝕高強(qiáng)度管線鋼。

　　[0067] 實(shí)施例4:

　　[0068] 按以下質(zhì)量百分比取各組份：碳0.05%，硅0.35%，錳0.85%，磷0.030%、硫 0.006%，鉻0.9%，銅0.35%，鈮0.040%，鈦0.025%，氮0.007%，余量為鐵和不可避免的雜 質(zhì)。

　　[0069] (a)KR鐵水預(yù)處理脫硫：吹氧時(shí)間為6.5min，供氧強(qiáng)度為22000m3/h，處

　　理后鐵水中 硫含量<0.0030%;

　　[0070] (b)轉(zhuǎn)爐冶煉:采用雙渣操作，轉(zhuǎn)爐底吹采用自動(dòng)模型，采用標(biāo)稱容量200t轉(zhuǎn)爐，礦 石的三分之二在脫磷錢(qián)加入，后三分之一在脫磷后加入；當(dāng)碳海量0.20 %時(shí)補(bǔ)吹一次，目標(biāo) 碳含量< 0.02 %，磷含量< 0.005 %，出鋼溫度為1630°C ;采用擋渣塞、擋渣棒雙擋渣出鋼； 出鋼過(guò)程加石灰1250kg和螢石350kg造頂渣；

　　[0071] (c)LF+RH精煉工藝：LF造白渣處理，爐渣目標(biāo)成分：CaO 56%，Si028%，Al2〇324%， MgO 5%，F(xiàn)eO+Fe2〇3+MnCK 1.0%，真空度< 2mbar;真空處理時(shí)間大于21分鐘;真空處理結(jié)束 喂鈣鐵線，鈣鐵線參考加入量2-5m/噸鋼，加入鈣鐵線后軟吹時(shí)間12分鐘，鋼包采用低碳?jí)A 性覆蓋劑；

　　[0072] (d)連鑄工藝:采取套水口開(kāi)澆方式，實(shí)施全程吹氬保護(hù)，防止鋼水二次氧化，控制 連鑄環(huán)節(jié)增氮;采用低碳?jí)A性中包覆蓋劑，鋼水不得裸露，二冷水按照低碳合金鋼配水模 式，選用低碳合金保護(hù)渣；間包液面高度不低于30t，換包時(shí)不低于25t，恒速澆注，拉速波動(dòng) ±0.05m/min，中間包鋼水目標(biāo)過(guò)熱度控制在15-25°C;

　　[0073] (e)乳鋼和ACC快冷工序:在加熱爐中進(jìn)行板坯加熱，鋼坯出爐溫度為1160°C，出爐 后進(jìn)行高壓水除鱗，水壓22MPa以上;然后進(jìn)行粗乳，粗乳機(jī)開(kāi)始乳制溫度1130°C，單道次壓 下量10%以上，開(kāi)坯厚度6〇mm;，粗乳后進(jìn)行精乳終乳，精乳終乳制溫度810°C，精乳后進(jìn)入 ACC加速冷卻，開(kāi)冷溫度815°C以上，終冷溫度為590°C左右，冷卻速度為18~20°C/s，制得高 鉻耐腐蝕高強(qiáng)度管線鋼。

　　[0074] 實(shí)施例5:

　　[0075] 按以下質(zhì)量百分比取各組份：碳0.07%，硅0.15%，錳0.35%，磷0.0060%、硫 0.004%，鉻1.6%，銅0.15%，鈮0.060%，鈦0.010%，氮0.007%，余量為鐵和不可避免的雜 質(zhì)。

　　[0076] (a)KR鐵水預(yù)處理脫硫:吹氧時(shí)間為6min，供氧強(qiáng)度為23000m3/h，處理后鐵水中硫 含量 <0.0030%;

　　[0077] (b)轉(zhuǎn)爐冶煉:采用雙渣操作，轉(zhuǎn)爐底吹采用自動(dòng)模型，采用標(biāo)稱容量200t轉(zhuǎn)爐，礦 石的三分之二在脫磷錢(qián)加入，后三分之一在脫磷后加入；當(dāng)碳海量0.20 %時(shí)補(bǔ)吹一次，目標(biāo) 碳含量< 0.02 %，磷含量< 0.005 %，出鋼溫度為1620°C ;采用擋渣塞、擋渣棒雙擋渣出鋼； 出鋼過(guò)程加石灰1150kg和螢石300kg造頂渣；

　　[0078] (c)LF+RH精煉工藝：LF造白渣處理，爐渣目標(biāo)成分：CaO 56%，Si028%，Α12〇324%， MgO 5%，F(xiàn)eO+Fe2〇3+MnCK 1.0%，真空度< 2mbar;真空處理時(shí)間大于19分鐘;真空處理結(jié)束 喂鈣鐵線，鈣鐵線參考加入量2-5m/噸鋼，加入鈣鐵線后軟吹時(shí)間11分鐘，鋼包采用低碳?jí)A 性覆蓋劑；

　　[0079] (d)連鑄工藝:采取套水口開(kāi)澆方式，實(shí)施全程吹氬保護(hù)，防止鋼水二次氧化，控制 連鑄環(huán)節(jié)增氮;采用低碳?jí)A性中包覆蓋劑，鋼水不得裸露，二冷水按照低碳合金鋼配水模 式，選用低碳合金保護(hù)渣；間包液面高度不低于31t，換包時(shí)不低于26t，恒速澆注，拉速波動(dòng) ±0.05m/min，中間包鋼水目標(biāo)過(guò)熱度控制在15-25°C;

　　[0080] (e)乳鋼和ACC快冷工序:在加熱爐中進(jìn)行板坯加熱，鋼坯出爐溫度為1170°C，出爐 后進(jìn)行高壓水除鱗，水壓25MPa以上;然后進(jìn)行粗乳，粗乳機(jī)開(kāi)始乳制溫度1140°C，單道次壓 下量10%以上，開(kāi)坯厚度6〇 mm;，粗乳后進(jìn)行精乳終乳，精乳終乳制溫度810°C，精乳后進(jìn)入 ACC加速冷卻，開(kāi)冷溫度780°C以上，終冷溫度為585°C左右，冷卻速度為18~20°C/s，制得高 鉻耐腐蝕高強(qiáng)度管線鋼。

　　[0081] 最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本材料的技術(shù)實(shí)施方案而非限制，盡 管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本 發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng) 涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。

　　【主權(quán)項(xiàng)】

　　1. 一種高鉻耐腐蝕高強(qiáng)度管線鋼，其特征在于，按重量百分比包括下述組份:碳ο. 04~ 0.08%，硅0.15~0.55%，錳0.15~0.95%，磷 <0.030%、硫 <0.006%，鉻0.8~2.0%，銅 0.15~0·55%，鈮0.020~0.090%，鈦0.008~0.035%，氮<0.010%，余量為鐵和不可避免 的雜質(zhì)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鉻耐腐蝕高強(qiáng)度管線鋼，其特征在于，碳0.05~0.07%，硅 0· 15~0.35%，錳0.35~0.85%，磷 < 0.010%、硫 < 0.003%，鉻0.9~1.6%，銅0· 15~ 0.35%，鈮0.040~0.060%，鈦0.010~0.025%，氮< 0.008%，余量為鐵和不可避免的雜 質(zhì)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鉻耐腐蝕高強(qiáng)度管線鋼，其特征在于，碳0.06%，硅0.25%， 錳0 · 40 %，磷 < 0 · 006 %、硫 < 0 · 003 %，鉻1 · 5 %，銅0 · 25 %，鈮0 · 045 %，鈦0 · 015 %，氮 < 0.006%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。4. 一種根據(jù)權(quán)利1所述的高鉻耐腐蝕高強(qiáng)度管線鋼的制造方法，其特征在于包括下述 的步驟： (a)KR鐵水預(yù)處理脫硫:吹氧時(shí)間為6~7min，供氧強(qiáng)度為20000~24000m3/h，處理后鐵 水中硫含量<0.0030%; (b) 轉(zhuǎn)爐冶煉:采用雙渣操作，轉(zhuǎn)爐底吹采用自動(dòng)模型，當(dāng)碳海量0.20 %時(shí)補(bǔ)吹一次，碳 含量目標(biāo)< 〇. 02%，磷含量< 0.005 %，出鋼溫度為1600-1650°C;采用擋渣塞、擋渣棒雙擋 渣出鋼；出鋼過(guò)程加石灰1150-1250kg和螢石300-350kg造頂渣； (c)LF+RH精煉工藝：LF造白渣處理，爐渣目標(biāo)成分：CaO56 %，Si028 %，Al2〇324%，MgO 5%，F(xiàn)eO+Fe2〇3+MnO< 1·0%，真空度< 2mbar;真空處理時(shí)間大于18分鐘； (d) 連鑄工藝:采取套水口開(kāi)澆方式，實(shí)施全程吹氬保護(hù)，防止鋼水二次氧化，控制連鑄 環(huán)節(jié)增氮;采用低碳?jí)A性中包覆蓋劑，鋼水不得裸露，二冷水按照低碳合金鋼配水模式，選 用低碳合金保護(hù)渣； (e) 乳鋼和ACC快冷工序:在加熱爐中進(jìn)行板坯加熱，鋼坯出爐溫度為1150~1180°C，出 爐后進(jìn)行高壓水除鱗，水壓20MPa以上；然后進(jìn)行粗乳，開(kāi)坯厚度60mm，粗乳后進(jìn)行精乳終 車L，冷卻制得高鉻耐腐蝕高強(qiáng)度管線鋼。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造方法，其特征在于，步驟(c)中真空處理結(jié)束喂鈣鐵線，鈣 鐵線參考加入量2_5m/噸鋼，加入鈣鐵線后軟吹時(shí)間大于10分鐘，鋼包采用低碳?jí)A性覆蓋 劑。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造方法，其特征在于，步驟(d)連鑄工藝中澆注過(guò)程中間包 液面高度不低于28t，換包時(shí)不低于23t，恒速澆注，拉速波動(dòng)± 0.05m/min，中間包鋼水目標(biāo) 過(guò)熱度控制在15_25°C。7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造方法，其特征在于，步驟（b)轉(zhuǎn)爐冶煉中采用標(biāo)稱容量 200t轉(zhuǎn)爐，礦石的三分之二在脫磷錢(qián)加入，后三分之一在脫磷后加入。8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造方法，其特征在于，步驟(e)乳鋼和ACC快冷工序中，粗乳 機(jī)開(kāi)始乳制溫度范圍為1120~1150°C，單道次壓下量10%以上，開(kāi)坯厚度60mm;精乳終乳制 溫度范圍為800~820°C，精乳后進(jìn)入ACC加速冷卻，開(kāi)冷溫度780°C以上，終冷溫度為580°C ~600°C，冷卻速度為18~20°C/s。

　　【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高鉻耐腐蝕高強(qiáng)度管線鋼及其制造方法，按重量百分比包括下述組份：碳0.04～0.08％，硅0.15～0.55％，錳0.15～0.95％，磷≤0.030％、硫≤0.006％，鉻0.8～2.0％，銅0.15～0.55％，鈮0.020～0.090％，鈦0.008～0.035％，氮≤0.010％，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)；高鉻耐腐蝕高強(qiáng)度管線鋼與通用的低碳高錳成分設(shè)計(jì)不同，而是采用低碳、低錳、高鉻的合金化成分體系，從成分上消除了高錳體系所引起的錳合金元素偏析問(wèn)題，避免了帶狀偏析組織形成；在鋼水冶煉時(shí)采用KR鐵水預(yù)處理深脫硫、LF+RH等精煉手段，采用雙擋渣法脫磷技術(shù)，采用控軋控冷軋制工藝控制相變溫度，細(xì)化晶粒組織，保證管線鋼強(qiáng)韌性匹配，生產(chǎn)的管線鋼具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，并且具有較高的強(qiáng)度和韌性。

　　【IPC分類】C21C7/076, C21D8/02, C21C5/28, C22C38/02, C22C38/04, C22C38/14, C22C38/12, C21C1/02, C22C38/16, C22C38/18, B21C37/02

　　【公開(kāi)號(hào)】CN105483521

　　【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510969736

　　【發(fā)明人】張繼明, 楊放, 池強(qiáng), 吉玲康, 陳宏遠(yuǎn), 齊麗華, 霍春勇, 馬秋榮, 楊坤, 封輝

　　【申請(qǐng)人】中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司, 中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司管材研究所

　　【公開(kāi)日】2016年4月13日

　　【申請(qǐng)日】2015年12月21日