石油天然气工业用新钢板.pdfVIP

6 钢 铁 译 文 集 2007年第2期 石油天然气工业用新钢板 Norbert Bannenberg等 摘 要 今后几十年能源供应安全将成为一个主要的问题，使用可靠的材料建造地面和海底 管线为能源供应提供保障。石油和天然气工业需要具有上乘性能的钢材。本文介绍了适用于恶 劣条件的现代厚板的设计和生产方法。为了生产机械与焊接性能俱佳且平衡的钢板，以系统的研 究和设计工作为基础，对炼钢厂与钢板厂现代化设备的潜力进行了挖掘。尤其是二次冶炼和热机 械轧制技术的进步，使适应全球石油与天然气工程需要的新钢种问世。世界能源消费在稳定地增 加，一项预测显示，从2000年到2050年世界能源消费将翻番。未来能耗的增长主要是天然气，天 然气的开采和运输条件将越来越恶劣，如北极地区或深海海底。对于管线钢、海洋结构、船舶等的 材料设计和生产，这也是个极大的挑战。钢板生产必须满足新的要求。 关键词 热机械轧制 微合金化钢 ACC一温度分布图 1 现代板材钢的冶金学 段激活。图2显示了影响钢板性能的手段和 复杂的钢板生产的第一步是炼钢工艺， 机理。 炼钢厂中的工序有铁水脱硫、BOF工艺、二 次冶炼和浇铸等。图1示出了炼钢过程中 硫、磷、氮含量的演变以及能够达到的终点全 氧和氢含量。脱鳞在BOF冶炼过程中实施， 脱硫主要在铁水预处理和二次冶炼期间进 行。板坯中可达到的典型含量水平是：硫≤ lOppm，磷≤100ppm，氮≤50ppm，全氧≤ 15ppm，氢≤4ppm。 H含量。ppm 图2 影响钢板性能的工具和机理 ≤1．5≤2．5≤3 5≤4 5 l0o0 S P { 500 ‘ 100 ＼ { 籁 在不同的工艺阶段可对晶粒尺寸施加影 啦 50 N L T 、． 响。晶粒细化可同时提高强度和韧性，所以 、 l／ I 磔 是一个关键问题。铁素体晶粒尺寸的细化受 Z lO {． -_ !聿 一 限于一个特定的范围，但是用铁素体显微组 脱 脱 BOF真空真空结晶 O±含量，ppm 织仍能获得 API 5L—XTO(屈服强度≥ 硫 硫 处理处理器试 前 后 前 后 样 483MPa的钢种)的性能L1]。对于高端性能 图1 炼钢工艺阶段杂质元素含量的演变 要求(如高强度或高韧性)，必须采用贝氏体 显微组织或组元[2 ]。这类钢种的特点是高 获得所需的机械性能和技术特性的冶金 强度与高韧性的合理平衡和有限的合金化， 机理，必须通过合金化在钢板制造的不同阶 以确保足够的焊接性能，满足了用户对钢材 2007年第2期 钢 铁 译 文 集 7 性能越来越高的要求。 N～与TM一加工变量的比较。为了说 不同工艺变量的温度一时间方案。前述 明与传统的轧制后热处理炉中正火相比通过 冶金技术允许根据特定需要使用量身定做的 TMCP一变量获得的产品性能，图4对屈服 工艺变量。最重要的变量在图3的温度一时 强度(YS)、抗拉强度(TS)和显微组织进行 间示意图中进