本发明涉及钢铁冶金领域中钢铁的冶炼与控轧领域,具体地说是一种高韧性低温压力容器用钢板及其制备方法。
背景技术:
1、近年来,随着我国低温技术的发展,低温容器钢广泛应用石油化工、天然气开采行业低温压力容器储罐制造中,用于储存液态的天然气、氨气和氮气及石化行业副产品等。低温钢可分为二大系列:一是服役在高于-40℃(或-45℃)的铝镇静c-mn钢和调质型高强度钢;二是在低于-40℃(或-45℃)至-196℃使用的含ni系列低温钢。此类低温钢主要特点是:低的韧脆性转变、组织结构稳定、止裂能力强。通常要求正火交货,并随着温度降低,添加一定量的贵重金属ni。
技术实现思路
1、本发明提供一种高韧性低温压力容器用钢板及其制备方法,用以解决现有工艺技术中的不足,缩短工序时间,降低生产成本。
2、本发明通过以下技术方案予以实现:
3、一种高韧性低温压力容器用钢板,包括如下重量百分比的物质:c0.14-0.17%;si0.15-0.30%;mn1.35-1.50%;p≤0.016%,s≤0.003%,alt0.020-0.045%;cev≤0.44%;其余成分为fe。
4、一种高韧性低温压力容器用钢板的制备方法,包括如下步骤:
5、步骤一:冶炼铁水预处理,按照合金配比进行铁水冶炼,然后对冶炼铁水进行预脱硫工序,铁水脱硫保证[s]≤0.003%;扒渣干净,要求铁水亮面≥95%;
6、步骤二:冶炼铁水转炉,对转炉的工序的要求:终点[c]0.05-0.09%,[p]≤0.012%,终点温度控制:1620-1680℃,出钢采用双挡渣出钢,出钢过程底吹氩,出钢时间≥200秒;
7、步骤三:lf精炼,钢水转炉到lf炉后温度控制在1550-1580℃化渣,并在最短的时间内造白渣,且白渣保持时间不低于20min;
8、步骤四:rh精炼,lf精炼后转炉至rh炉,温度控制在1630-1670℃,真空总循环时间≥20min;纯真空保持时间≥10min以上;净循环时间3min以上;钙处理后软吹氩时间:8-10min;
9、步骤五:板坯连铸,rh精炼后进行板坯连铸,过程无氧化保护浇铸,板坯拉速0.9-1.25m/min;
10、步骤六:板坯轧制,板坯加热后经过tmcp工艺的粗轧和精轧后层流冷却后钢板堆冷得到低温压力容器用钢。
11、如上所述的一种高韧性低温压力容器用钢板的方法,所述的步骤二中铁水转炉过程中保证出钢口形状规则,避免钢渣混出,严格控制下渣量,渣层厚度不大于50mm,确保回p≤0.002%,严禁兑钢和回收浇余。
12、如上所述的一种高韧性低温压力容器用钢板的方法,所述的步骤三中lf精炼过程中全程控铝,保证全程[alt]≥0.020%,钢包进入lf炉工位后视钢中铝含量进行喂铝操作,原则上铝一次喂够,避免中后期喂铝;lf精炼脱硫完成后微调成分,确保目标成分到位,除同牌号外,严禁兑钢和回收浇余。
13、如上所述的一种高韧性低温压力容器用钢板的方法,所述的步骤五中板坯连铸下线后应避风48小时堆冷时效扩氢处理,所述的板坯厚度为220mm。
14、如上所述的一种高韧性低温压力容器用钢板的方法,所述的步骤六中板坯加热操作为双炉加热或三炉加热,加热时间为210-240min,加热状态为冷装;所述的双炉加热的ⅰ加热段温度为1000-1080℃,ⅱ加热段温度1210-1260℃,均热段温度1220-1250℃;所述的三炉加热ⅰ加热段温度为1000-1080℃,ⅱ加热段温度1200-1250℃,均热段温度1210-1240℃。
15、如上所述的一种高韧性低温压力容器用钢板的方法,所述的步骤六中的tmcp工艺的粗轧操作的开轧温度控制在1050℃以上,单道次压下率为12-25%,轧制6-10道次进行再结晶,得到细化高温奥氏体晶粒,终轧温度控制在1000℃以上,粗轧得到的中间坯厚度为成品厚度的2.5-4倍。
16、如上所述的一种高韧性低温压力容器用钢板的方法,所述的步骤六中的tmcp工艺的精轧根据成品板材厚度的具体操作为:
17、所述的成品板材厚度为10-12mm时,精轧开轧温度≤920℃,轧制6-9道次,中间坯厚度40~50mm,终轧≤790℃;
18、所述的成品板材厚度为13-16mm时,精轧开轧温度≤900℃,轧制6-9道次,中间坯厚度45~55mm,终轧≤790℃;
19、所述的成品板材厚度为17-28mm时,精轧开轧温度≤860℃,中间坯厚度50~70mm,轧制6-9道次,终轧≤790℃;
20、所述的成品板材厚度为29-32mm时,精轧开轧温度≤830℃,中间坯厚度70~80mm,轧制6-9道次,终轧≤800℃;
21、所述的成品板材厚度为33-40mm时,精轧开轧温度≤810℃,中间坯厚度85~100mm,轧制6-9道次,终轧≤800℃。
22、如上所述的一种高韧性低温压力容器用钢板的方法,所述的步骤六中精轧后层流冷却根据成品板材厚度的具体操作为:
23、所述的成品板材厚度为10-12mm时,轧后不出水;
24、所述的成品板材厚度为13-16mm时,轧后分散出水2-3组,返红温度控制在680-710℃;
25、所述的成品板材厚度为17-28mm时,轧后分散出水3-5组,返红温度控制在650-690℃;
26、所述的成品板材厚度为29-32mm时,轧后分散出水5-6组,返红温度控制在650-680℃;
27、所述的成品板材厚度为33-40mm时,轧后分散出水6-7组,返红温度控制在650-680℃。
28、如上所述的一种高韧性低温压力容器用钢板的方法,所述的步骤六中层流冷却后厚度为16-40mm的板材应快速下冷床避风进行堆冷:堆冷温度300-500℃,以扩氢、消除应力处理。
29、本发明的优点是:本发明采用tmcp工艺的钢的强度、塑性和低温冲击指标达到要求,工序时间短,生产效率高,形成了一种成熟的经济型普通强度低温压力容器用钢的生产方法,实现tmcp工艺替代正火。同时,化学成分不添加贵重金属ni,不添加nb+v+ti强化微合金化元素,合金成本较低;同时本发明能够有效提高低温压力容器用钢板的低温冲击性能实物水平,且得到的低温容器板性能合格率稳定,强度高、低温韧性好,表面和板形质量优,焊接性能良好。
1.一种高韧性低温压力容器用钢板,其特征在于:包括如下重量百分比的物质:c0.14-0.17%;si0.15-0.30%;mn1.35-1.50%;p≤0.016%,s≤0.003%,alt0.020-0.045%;cev≤0.44%;其余成分为fe。
2.一种高韧性低温压力容器用钢板的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
3.根据权利要求2所述的一种高韧性低温压力容器用钢板的方法,其特征在于:所述的步骤二中铁水转炉过程中保证出钢口形状规则,避免钢渣混出,严格控制下渣量,渣层厚度不大于50mm,确保回p≤0.002%,严禁兑钢和回收浇余。
4.根据权利要求2所述的一种高韧性低温压力容器用钢板的方法,其特征在于:所述的步骤三中lf精炼过程中全程控铝,保证全程[alt]≥0.020%,严禁兑钢和回收浇余。
5.根据权利要求2所述的一种高韧性低温压力容器用钢板的方法,其特征在于:所述的步骤五中板坯连铸下线后应避风48小时堆冷时效扩氢处理。
6.根据权利要求2所述的一种高韧性低温压力容器用钢板的方法,其特征在于:所述的步骤六中板坯加热操作为双炉或三炉加热,加热时间为210-240min,加热状态为冷装;所述的双炉加热的ⅰ加热段温度为1000-1080℃,ⅱ加热段温度1210-1260℃,均热段温度1220-1250℃;所述的三炉加热ⅰ加热段温度为1000-1080℃,ⅱ加热段温度1200-1250℃,均热段温度1210-1240℃。
7.根据权利要求2所述的一种高韧性低温压力容器用钢板的方法,其特征在于:所述的步骤六中的tmcp工艺的粗轧操作的开轧温度控制在1050℃以上,单道次压下率为12-25%,轧制6-10道次进行再结晶,得到细化高温奥氏体晶粒,终轧温度控制在1000℃以上,粗轧得到的中间坯厚度为成品厚度的2.5-4倍。
8.根据权利要求2所述的一种高韧性低温压力容器用钢板的方法,其特征在于:所述的步骤六中的tmcp工艺的精轧根据成品板材厚度的具体操作为:
9.根据权利要求2所述的一种高韧性低温压力容器用钢板的方法,其特征在于:所述的步骤六中精轧后层流冷却根据成品板材厚度的具体操作为:
10.根据权利要求2所述的一种高韧性低温压力容器用钢板的方法,其特征在于:所述的步骤六中层流冷却后厚度为16-40mm的板材应快速下冷床避风进行堆冷:堆冷温度300-500℃,以扩氢、消除应力处理。