高强韧性海底管线用钢冶金关键技术开发与应用

海底管线管作为一种输送流体介质的工具，具有连续、快捷、输送量大等诸多优点。海底管线管对钢管的各项技术指标要求极高，不仅要有很高的耐大气腐蚀和耐海水腐蚀性能，还要求高强度、高韧性、易焊接。钢管要在满足高强度指标的基础上，还需确保零下30℃的低温高韧性指标。由于各种原因，中国海底无缝海管开发较晚，开发的钢级较低，主要钢级有X52QO、X60QO，而X65QO及以上钢级仅处于试用阶段，没有大规模使用。

该项目针对高强韧性海底管线用钢质量特点，研究开发出X65QO海底管线管用钢的冶金关键系列技术，有效解决了X65QO的冶炼、连铸和质量控制等难题。主要工作如下：

1. 研究了海底管线用钢的技术要求、成分设计原理。主要开发了X65QO海底管线管。自主设计了X65QO钢的成分及实施窄成分控制技术。控制C≤0.12%，以适量Cr、Ni、Mo元素作为固溶强化元素，以Nb作为微合金细化晶粒强化元素。X65QO钢管实现了高强韧性及良好的焊接性能、抗腐蚀性能，零下30℃冲击值达到300J以上。

2. 研究了深脱硫渣系的发展状况。开发了一种含BaO和Li2O的深脱硫渣系：ω(CaO)45%～55%，ω(SiO2)3%～10%，ω(Al2O3)18%～30%，ω(BaO)5%～12%，ω(Li2O)0.2%～2%，ω(MgO)3%～8%，生产超低硫钢，对冶炼X65QO钢的S含量控制起到了关键作用。

3. 开发了圆坯电磁加速技术，改善了X65QO连铸坯的低倍质量。

4. 研究了钢中夹杂物变化规律。开发了一种精准钙处理技术，ω[Ca]/ω[S]控制在1.5～2.5，进行钙处理，促使钢中夹杂物完成了变性处理。

5. 开发使用超纯净钢控制系列技术，提高了X65QO钢的纯净度。

6. 对管线管钢坯主要质量缺陷进行了研究。

2017-2019年生产出X65QO等海管75107吨，新增销售额56047万元，新增利润15556万元。

该项目获得“一种含BaO、Li2O的深脱硫渣系及采用该渣系生产超低硫钢的方法”、“采用连铸引锭组合件进行连铸的方法及连铸引锭组合件”发明专利以及“中间包整体式水口对中装置”实用新型专利，发表“HSL450S海底管线管的开发”等10篇相关论文。

该项目开发生产的X65QO海底管线管产品实物质量达到了国际先进水平，X65QO海底管线管首次成功使用于国内1500米深海项目，填补了国内技术空白。

海底管线管作为一种输送流体介质的工具，具有连续、快捷、输送量大等诸多优点。海底管线管对钢管的各项技术指标要求极高，不仅要有很高的耐大气腐蚀和耐海水腐蚀性能，还要求高强度、高韧性、易焊接。钢管要在满足高强度指标的基础上，还需确保零下30℃的低温高韧性指标。由于各种原因，中国海底无缝海管开发较晚，开发的钢级较低，主要钢级有X52QO、X60QO，而X65QO及以上钢级仅处于试用阶段，没有大规模使用。 该项目针对高强韧性海底管线用钢质量特点，研究开发出X65QO海底管线管用钢的冶金关键系列技术，有效解决了X65QO的冶炼、连铸和质量控制等难题。主要工作如下： (1)研究了海底管线用钢的技术要求、成分设计原理。主要开发了X65QO海底管线管。自主设计了X65QO钢的成分及实施窄成分控制技术。控制C≤0.12%，以适量Cr、Ni、Mo元素作为固溶强化元素，以Nb作为微合金细化晶粒强化元素。X65QO钢管实现了高强韧性及良好的焊接性能、抗腐蚀性能，零下30℃冲击值达到300J以上。 (2)研究了深脱硫渣系的发展状况。开发了一种含BaO和Li₂O的深脱硫渣系：ω(CaO)45%～55%，ω(SiO₂)3%～10%，ω(Al₂O₃)18%～30%，ω(BaO)5%～12%，ω(Li₂O)0.2%～2%，ω(MgO)3%～8%，生产超低硫钢，对冶炼X65QO钢的S含量控制起到了关键作用。 (3)开发了圆坯电磁加速技术，改善了X65QO连铸坯的低倍质量。 (4)研究了钢中夹杂物变化规律。开发了一种精准钙处理技术，ω[Ca]/ω[S]控制在1.5～2.5，进行钙处理，促使钢中夹杂物完成了变性处理。 (5)开发使用超纯净钢控制系列技术，提高了X65QO钢的纯净度。 (6)对管线管钢坯主要质量缺陷进行了研究。 2017-2019年生产出X65QO等海管75107吨，新增销售额56047万元，新增利润15556万元。 该项目获得“一种含BaO、Li₂O的深脱硫渣系及采用该渣系生产超低硫钢的方法”、“采用连铸引锭组合件进行连铸的方法及连铸引锭组合件”发明专利以及“中间包整体式水口对中装置”实用新型专利，发表“HSL450S海底管线管的开发”等10篇相关论文。 该项目开发生产的X65QO海底管线管产品实物质量达到了国际先进水平，X65QO海底管线管首次成功使用于国内1500米深海项目，填补了国内技术空