鞍钢5500厚板线管线钢生产实践

鞍钢5500厚板线管线钢生产实践

管线运输是长距离输送石油和天然气最经济、合理的运输方式，由于其工作环境的特殊性，要求其具有高强度、高的低温止裂韧性和良好的焊接性，对特殊地区的管线钢还要求具有抗H2S腐蚀和抗大应变的能力。鞍钢鲅鱼圈厚板部5500生产线自2008年建成投产以来，一直以生产品种全覆盖为目标，重点发展高附加值、高技术难度产品，先后成功开发并部分供货核电钢16MnD5、海底管线X65、抗大变形管线X80等国产厚板高端产品，为我国厚板产品自立自强打下了良好的基础。

鞍钢鲅鱼圈厚板5500生产线采用传统的低温控制+在线ACC控冷的模式生产各级别管线钢，合金元素以C、Mn、Nb、V、Ni、Ti、Cr为主，通过高温加热保温，控制固溶—析出过程，在未再结晶区轧制，达到析出强化、细晶强化的目的；通过控制加热时间和温度，轧后弛豫的方式保证产品韧性，达到控制产品“强度—韧性”的目的。该线成功生产出高强度、低屈强比的系列管线钢。表1为部分典型产品（钢板）的各项性能指标典型值。

技术人员通过多次的实践发现，加热温度和时间对钢板强度抗拉强度影响明显，入水温度和弛豫时间对钢板屈服强度影响显著，终轧温度、弛豫时间和返红温度对钢板屈强比和DWTT值影响显著。

加热温度和时间的控制

现场生产中常以出炉温度和高温段加热时间为第一个控制点，控制固溶强化，这是控制强度值的有效手段。

现场生产中常因为一些原因采用单炉、双炉生产，由于与加热效果存在明显差异，经大量试验数据表明，单炉生产时加热效果较双炉效果差，采用提高出炉温度的方法，可有效避免加热效果差异导致的性能波动。在单炉生产实践中，采用出炉温度高于双炉10℃左右并保证高温段加热时间的措施，可有效解决加热效果差异带来的性能波动问题。图1为单炉生产、出炉温度为1200℃时，高温段加热时间与抗拉强度值之间的关系图（以管线钢X70为例）。

从图中可以看出，高温段时间在2小时~3小时强度值适中，且波动幅度较小；超过3小时候后，抗拉强度随保温时间的增加上升明显。现场生产中，高温加热时间为2小时~3小时，可有效提高工艺稳定性，保证产品的抗拉强度值。

入水温度和轧后弛豫时间的控制

管线钢不同于其他品种的一个明显区别在于，其要求进行“强度—韧性”指标检验，包括屈强比和DWTT值。采用传统控轧+ACC控冷的工艺生产，常出现屈强比偏高、DWTT值偏低甚至不合格的现象。后经修改工艺，采用轧后弛豫的方法可有效控制钢板显微组织中铁素体含量所占百分比。以入水温度为目标值调整弛豫时间，控制入水温度，可明显降低钢板屈强比，提高DWTT值。表2是工艺改变前后性能对比情况（以X70为例）。

通过表3可以看出，未采用弛豫方法前，钢板屈服及屈强比明显偏高，落锤值偏低；经过轧后弛豫后，屈服强度明显下降，平均下降35MPa，抗拉强度有所下降，但幅度较小，DWTT值上升明显，“强度—韧性”指标搭配理想。

冬夏两季生产工艺的控制

鞍钢鲅鱼圈厚板5500生产线地处海边，属海洋性气候，冬、夏两季气候差异明显，采用同种生产工艺，性能结果差异明显。其主要表现在：冬季生产采用夏季同种工艺，屈服强度及屈强比小幅上升，DWTT值下降明显，合格率急剧下降。

通过分析发现，这主要是冬季温降快，轧制时钢板各处温度不均匀所导致。后来该生产线采用区别性生产工艺，冬季生产时，提高出炉温度10℃，有效减慢轧制过程中的温降速度，并延长轧后弛豫时间，以达到降低入水温度、增加铁素体含量的目的。表3是冬季更改工艺前后性能对比情况（以X70为例）。

综上所述，鞍钢鲅鱼圈5500生产线作为国内领先的宽厚板生产线，通过从开工到现在的生产经验看，其已具备全天候生产各级别管线钢的完善工艺。生产采用控制轧后弛豫时间的方式，控制管线钢的“强度—韧性”配比，可有效降低屈强比，提高DWTT值；单炉生产时，采用提高出炉温度10℃、保证高温段加热时间2小时~3小时的方式，保证钢板的强度值。冬、夏两季采用不同的生产工艺进行生产，冬季采用提高出炉温度、延长轧后弛豫时间的方式，降低屈强比，提高DWTT值。