X52管線鋼的開(kāi)發(fā)

摘 要：本文介紹了天鐵集團(tuán)結(jié)合自身特點(diǎn)，根據(jù)市場(chǎng)需求，研發(fā)軋制出石油管線鋼X52，具有很高的技術(shù)含量和附加值。通過(guò)X52管線鋼的開(kāi)發(fā)，使天鐵集團(tuán)具備了生產(chǎn)高端管線鋼的技術(shù)，并積累了經(jīng)驗(yàn)。相繼開(kāi)發(fā)了X60、X70、等鋼種進(jìn)一步開(kāi)拓市場(chǎng)，提高市場(chǎng)份額。

關(guān)鍵詞：X52；管線鋼；軋制

中圖分類(lèi)號(hào)：TG335.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）15-0215-01

1 前 言

由于我國(guó)油汽資源具有埋藏深，地質(zhì)條件復(fù)雜，油汽管道的輸送壓力和管徑也不斷地增大，以增加其輸送效率。為提高輸送效率，降低能耗，減少投資和降低管線運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。長(zhǎng)輸管線向高壓，大口徑發(fā)展已成趨勢(shì)，這樣采用高強(qiáng)度管線鋼將更經(jīng)濟(jì)，同時(shí)由于管線鋼途徑的地理環(huán)境惡劣，對(duì)安全性要求高，需要采用焊接方式制管和施工。因而對(duì)管線鋼在強(qiáng)度，韌性，焊接性和抗腐蝕性等方面不斷提出更高的嚴(yán)格要求。

天鐵1750mm熱軋生產(chǎn)線于2007年8月5日全線投產(chǎn)，采用了“國(guó)內(nèi)技術(shù)總負(fù)責(zé)，點(diǎn)菜式引進(jìn)”方式，即：核心技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備由國(guó)外引進(jìn)，國(guó)內(nèi)部分均為國(guó)內(nèi)知名品牌，整個(gè)技術(shù)裝備水平達(dá)到國(guó)際同行業(yè)先進(jìn)水平。目前能生產(chǎn)出多品種，多規(guī)格的產(chǎn)品，為了提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，充分發(fā)揮設(shè)備潛能，提高產(chǎn)品研發(fā)水平，生產(chǎn)出了X52，X60、X70、高性能的管線鋼。

2 技術(shù)要求

管線鋼主要用于輸油氣管道，在使用過(guò)程中，受力狀態(tài)復(fù)雜，拉、壓、彎、扭應(yīng)力綜合作用于管體，這對(duì)鋼卷本身的質(zhì)量提出了較高的要求。要求高強(qiáng)度、高沖擊韌性、高連接強(qiáng)度和高抗擠毀性。此外鋼的成分要求穩(wěn)定、均勻，夾雜物、五害元素和氣體含量低。

天鐵根據(jù)管線鋼標(biāo)準(zhǔn)以及下游客戶(hù)需求，為了保證成品鋼管的性能，對(duì)鋼的化學(xué)成分做了嚴(yán)格要求。最終確定了X52鋼的成分見(jiàn)表1。

3 工藝簡(jiǎn)介

天鐵生產(chǎn)X52鋼采用鐵水預(yù)處理→轉(zhuǎn)爐→LF精煉爐→板坯連鑄→加熱爐→軋線→產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)→出廠[2]。

3.1 轉(zhuǎn)爐冶煉操作

冶煉條件：鐵水[S]<0.035%，Sn、As、Sb、Pb、Bi五元素含量要低；廢鋼純凈，不得含有鎳、銅、鉛等有色金屬；裝入量為46±1t。為保證鋼水磷含量達(dá)到0.020%以下的控制要求，采取了雙渣法造渣，第1批加入石灰1000kg，白云石500kg，吹煉約4min，倒掉前期渣后，加入第2批料，1600～1900kg石灰，900kg白云石。全程化渣，終渣流動(dòng)性良好，終渣堿度控制在3.0～3.5。終點(diǎn)成分控制在[C]0.05～0.08%，[P]≤0.015%，[S]≤0.030%，出鋼溫度控制在1635～1650℃。出鋼時(shí)間在2′50″以上，使用擋渣標(biāo)、擋渣球雙擋渣出鋼，杜絕大口下渣。鋼包采用磚砌精煉專(zhuān)用鋼包充分預(yù)熱，底吹通暢。

3.2 板坯連鑄機(jī)操作

中間包烘烤溫度大于1250℃，中包水口周?chē)愇锉仨毲謇砀蓛?。大包保護(hù)使用鋁碳質(zhì)水口，加密封墊并使用氬氣密封。中包保護(hù)使用整體式鋁碳質(zhì)浸入式水口，結(jié)晶器使用專(zhuān)用保護(hù)渣。

拉速的提高，將導(dǎo)致板坯熱流密度增加，坯殼表面平均溫度升高，結(jié)晶器內(nèi)初生坯殼薄弱。在一定過(guò)熱度下采用恒拉速，低拉速操作，對(duì)于改善板坯質(zhì)量，減小熱應(yīng)力，提高板坯對(duì)應(yīng)力的抵抗力效果明顯。

3.3 精軋操作

合理編排軋制計(jì)劃，保證不同規(guī)格帶鋼合理過(guò)渡，合理分配各機(jī)架的壓下量?，F(xiàn)階段要求在軋鋼需要改規(guī)格時(shí)，提前通知自動(dòng)化2級(jí)人員，對(duì)中間坯進(jìn)行強(qiáng)制修改，從而保證精軋各項(xiàng)參數(shù)分配均勻。

在軋制計(jì)劃安排中將軋制工況要求較高的品種鋼作為主體材軋制，精軋支持輥換輥前后，盡量不軋制表面質(zhì)量要求高的鋼種，第一個(gè)單位為厚單位，之后不能連續(xù)軋制三個(gè)薄單位。軋制計(jì)劃編排過(guò)程中應(yīng)注意，帶鋼厚度跳躍應(yīng)小于前一厚度的30%，主體材硬度跳躍應(yīng)先軟后硬，相鄰鋼種抗拉強(qiáng)度跳躍不超過(guò)100MPa。通過(guò)軋制規(guī)程的優(yōu)化，保證變規(guī)格與變鋼種時(shí)的穩(wěn)定軋制。

4 結(jié)果分析

4.1 成分分析

首批天鐵生產(chǎn)5卷X52鋼卷共計(jì)130t，其主要化學(xué)成分見(jiàn)表2。

由表2可見(jiàn)鋼水成分控制很好，碳的波動(dòng)范圍小于0.03%，P含量均控制在0.015%以下，S控制在0.005%以下，Cr、Mo的控制水平總體穩(wěn)定，氣體元素含量控制穩(wěn)定，其含量達(dá)到技術(shù)要求。鋼水質(zhì)量能夠滿(mǎn)足鋼卷的性能要求，從而得到性能穩(wěn)定的最終產(chǎn)品。

4.2 力學(xué)性能分析

X52力學(xué)性能均達(dá)到了技術(shù)要求。過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度均在設(shè)計(jì)指標(biāo)范圍內(nèi)，延伸率均高出設(shè)計(jì)指標(biāo)45%以上，沖擊值更是達(dá)到設(shè)計(jì)范圍3倍以上，冷彎試驗(yàn)未出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象。

4.3 金相分析

通過(guò)抽取114861這個(gè)試驗(yàn)材號(hào)，做了金相分析，通過(guò)高倍顯微鏡分析，抽檢結(jié)果晶粒度為9.5，帶狀為2A，合格。符合性能要求。

5 結(jié)束語(yǔ)

天鐵1750mm熱軋生產(chǎn)線通過(guò)保持軋件對(duì)中、良好的軋輥冷卻制度和合理的機(jī)架壓下量等，經(jīng)軋制后其性能都達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)要求。X52的生產(chǎn)實(shí)踐，解決了雙渣法冶煉低磷鋼的問(wèn)題，以及X52鋼生產(chǎn)過(guò)程中合金加入時(shí)機(jī)的問(wèn)題。X52的開(kāi)發(fā)，使天鐵集團(tuán)具備了生產(chǎn)高端管線鋼的技術(shù)，并積累了經(jīng)驗(yàn)，并在短時(shí)間內(nèi)相繼開(kāi)發(fā)了X60，X70等鋼種。

參考文獻(xiàn)

[1]《石油天然氣輸送管用熱連軋鋼帶》（TT013-2008）.

[2]GB/T709-2006國(guó)標(biāo).

[3]項(xiàng)程云.合金結(jié)構(gòu)鋼.北京：冶金工業(yè)出版社，1983：89～90.

收稿日期：2018-4-23