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本文采用低碳高锰,添加微量合金元素Nb、Ti的设计方案,依据标准GB/T9711和API5L石油天然气输送管用规定和用户技术条件,通过双精炼冶炼工艺、真空钙处理技术实现超低硫高纯净度钢的冶炼,基于包钢稀土钢板材厂2250mm生产工艺开发其热轧工艺,最终开发以牌号L245MS(BMS)、L360MS(X52MS)、L390MS(X56MS)为代表的具有优良强韧性和抗H2S腐蚀性的L245390系列热轧管线钢带。分析各微量元素在钢中的作用,本实验优化了不同钢级和不同产品规格的冶炼成分设计和控轧控冷工艺。炼钢双联工艺能够显著降低钢中气体和夹杂物含量,通过研究优化精炼渣系设计,提高了精炼过程炉渣脱硫及吸附夹杂物的能力,开发了超低硫钢冶炼工艺,可以连续生产S含量低于0.002%的钢水。钢水氮含量实现控制在4.0ppm以内,H含量可以稳定控制在2.0ppm以内。钢中各类非金属夹杂物总量小于2.0级,标志着L245390系列抗H2S腐蚀管线钢具备较高的洁净度。经过控制轧制及控制冷却的工艺,本实验开发L245390系列热轧管线钢的微观组织分析表明,其显微组织为铁素体+少量珠光体组织,并具有一定比例的具有良好的抗动态撕裂能力的针状铁素体,晶粒大小99.5级,各项力学性能均满足设计目标范围的要求,同时HIC和SSCC测试结果全部合格,裂纹长度率、裂纹敏感率、裂纹厚度率均为0%。本文通过分析化学元素S在钢中的作用,夹杂物和中心偏析对钢材抗硫化氢性能的影响来阐述抗硫化氢腐蚀性能失效机理和生产过程中控制技术难点,研究了管线钢抗氢致裂纹(HIC)的影响机理,实现了超低硫高纯净度钢的冶炼,实现了钢材抗H2S腐蚀能力的提高;其控制轧制工艺明显改善产品厚度方向的组织一致性,通过控制冷却工艺,提高冷却速率,消除了珠光体带状组织缺陷,提高耐腐蚀性能和抗动态撕裂能力。本实验通过成分设计,设计冶炼工艺及控制轧制控制冷却工艺,成功开发了具有优良强韧性和抗H2S腐蚀性的L245390系列热轧管线钢。