[发明专利]耐腐蚀高Mn钢专用连铸结晶器保护材料

说明书

本申请是针对申请号为201310310592.2，申请日为2013年7月23日，名称为“石油平台用耐腐蚀高Mn钢专用连铸结晶器保护材料”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明属于冶金辅料技术领域，特别是一种耐腐蚀高Mn钢专用连铸结晶器保护材料。

背景技术

随着石油资源的短缺和油价的不断上涨，海洋资源开发显得日益重要，海洋平台用钢需求量和性能要求也不断提高。下面介绍了海洋平台用钢的分类、使用及生产现状，指出了海洋平台用钢的发展趋势：其强度要求不断提高，已由355MPa和420MPa增至500MPa，厚度规格也不断提高，低温韧性向F级发展，而且更加重视海洋平台用钢的耐腐蚀性能。

海洋平台是人类用于开发海洋资源的重要超大型焊接钢结构，支撑着总质量超过数百吨的各种设备。这些使用特征决定了海洋平台用钢板必须具有高强度、高韧性、抗疲劳、抗层状撕裂、良好的焊接性、耐海水腐蚀以及好的冷加工性等性能。这对保证操作人员的安全、提高海洋平台的使用寿命及开发海洋资源具有重要意义。我国周边国家对海洋资源开采给予高度重视。鉴于我国当前对能源战略储备的迫切需要，研发拥有自主知识产权的高强度、高韧性、具有一定耐腐蚀能力的海洋平台用钢板，对完善我国能源体系、充分利用我国的海域资源、实现国家的能源战略具有重要的意义。

海洋平台的分类及用钢性能要求：①海洋平台的分类：海洋平台用于海上油气资源的勘探与开发，按功能划分为钻井平台和生产平台两大类，在钻井平台上有钻井设备，在生产平台上有采油设备。按结构形式及特点可分为三类：固定式平台、移动式平台和顺应式平台，固定式又分为桩式和重力式平台，移动式又分为坐底式、自升式、钻井船和半潜式平台，顺应式又分为张力腿和牵索塔式平台。②海洋平台用钢性能要求：海洋平台通常是指海上石油天然气钻采平台，其用钢以前多数借用高强度造船用钢，即使是许多现代化平台选用的新型平台用钢，依然执行船舶检验局的有关钢质船舶建造规范的规定。但海洋平台用钢又不同于造船用钢，还要求具有抗层状撕裂等方面的性能。固定式采油平台的上部焊接结构承受静载荷，主要采用屈服强度500MPa左右的高强度钢，目前大量采用屈服强度为420MPa的钢种。由于海面至飞溅带的钢材主要遭受到风流冲击，承受疲劳应力，而海面以下部分则在承受静负荷的同时还经受疲劳应力。这两个部分大量使用屈服强度为220~350MPa的正火钢。鉴于海洋平台用钢的重要性和其使用环境的恶劣性，我国对海洋平台钢板的内在质量要求很高，产品必须做到高强度、高纯净度(低磷、低硫、低夹杂)，z向抗层状撕裂性能达到35%，并需要有良好的焊接性能。由于海洋平台尺寸大、焊接部位多，而且海洋平台用钢一般较厚，焊接接头的焊接缺陷如微裂纹、气孔、夹渣、未熔合等更易发生，致使韧性降低,因此具有良好的焊接性能对于海洋平台用钢是必须的，尽量免除焊后热处理，这对于缩短海洋平台的制造周期和降低成本具有重要意义。由于夏比冲击韧性的局限性，目前评价海洋平台用钢板焊接接头的韧性多采用CTOD（裂纹尖端张开位移）断裂韧度试验，它是评价钢材焊接接头抗脆断特性的重要参数，国际通行的主要是英国标准BS7448和DNV2OS2C401。

海洋平台用钢使用及生产现状：目前国际海洋平台用钢主要由德国的迪林根和日本的新日铁、JFE和住友金属公司生产。主要级别为355、420、460MPa(屈服强度),主要牌号有350MPa级的En10225的S355、API的API2w250、API2H250、BS7191的350EM、船标的E36；420MPa级别的En10225的S420、API的API2w260、API2Y260、船标的E40、E420等；460MPa级的En10225的S460、船标的E460。国内海洋平台用钢主要由上海宝钢集团浦钢公司和邯钢集团舞阳钢铁公司生产。随着我国海洋开发的不断发展，对海洋平台用钢的需求量进一步加大。因此进一步提高海洋平台用钢板的强度级别，对于提高海洋平台的承载能力、延长平台使用寿命和维修间隔具有重要作用。

目前我国海洋平台用钢强度不高、规格不全、耐腐蚀性能较差，这限制了我国自主开采海洋资源的能力，使我国能源发展受到了制约。因此，高强度、厚规格及耐腐蚀性能好的海洋平台用钢的开发是我国今后的主要发展方向。

发明内容

本发明提供一种铺展性熔化性良好、渣面活跃、产生的渣圈少的石油平台用耐腐蚀高Mn钢专用连铸结晶器保护材料。