一種低溫儲(chǔ)罐用高鎳鋼的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種低溫儲(chǔ)罐用高鎳鋼的制造方法，轉(zhuǎn)爐冶煉過程做到碳溫協(xié)調(diào)，LF+VD復(fù)合精煉，保證了對(duì)鋼成分和氣體含量的準(zhǔn)確控制；相對(duì)于普通板坯，增加緩冷工序，最大程度降低鑄坯內(nèi)部的氣體含量，改善鑄坯內(nèi)部質(zhì)量；板坯噴丸、包鐵皮處理改善了鑄坯的表面質(zhì)量，保證了鑄坯在軋前表面光潔無缺陷，進(jìn)而改善了鋼板的表面質(zhì)量；控制軋制和熱處理工序，是出于對(duì)高鎳鋼板晶粒尺寸和微觀組織的控制考慮，保證了鋼板的強(qiáng)度和低溫韌性。采用本發(fā)明制造的高鎳鋼，其屈服強(qiáng)度≥390MPa，抗拉強(qiáng)度≥530MPa，延伸率≥20%，斷面收縮率≥50%，-120℃?V型沖擊功≥150J，側(cè)膨脹≥2.0。
【專利說明】一種低溫儲(chǔ)罐用高鎳鋼的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高合金鋼制造領(lǐng)域，具體涉及一種建造液化乙烯氣(LEG)儲(chǔ)罐用的高鎳鋼的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全世界范圍內(nèi)對(duì)乙烯使用量的日益擴(kuò)大，對(duì)建造液化乙烯氣(LEG)儲(chǔ)罐用高鎳鋼的需求也日益迫切，高鎳鋼不僅要滿足_120°C低溫環(huán)境下的使用要求，還要求具有高強(qiáng)度。高含量鎳的加入，影響了鋼液的流動(dòng)性，不利于冶煉及連鑄過程中成分的均勻化以及雜質(zhì)和氣體的上浮。高鎳鋼鑄坯表面在加熱過程中極易產(chǎn)生難以去除的氧化鐵皮，進(jìn)而影響到軋后鋼板的表面質(zhì)量。鋼板對(duì)于強(qiáng)度和_120°C沖擊韌性的標(biāo)準(zhǔn)也對(duì)鋼板的組織控制提出了嚴(yán)格的要求。本發(fā)明申請(qǐng)以前，未見相關(guān)專利申請(qǐng)。
[0003]5Ni鋼的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)目前有歐洲的EN10028-4和日本的JIS G 3127，前者對(duì)Ni含量的規(guī)定是4.75飛.25%，后者對(duì)Ni含量的規(guī)定是4.75~6.00%。
[0004]關(guān)于5Ni鋼的論文很少，只有洛陽(yáng)船舶材料研究所的胡素坤在1988年和1989年在《材料科學(xué)進(jìn)展》和《材料開發(fā)與應(yīng)用》上發(fā)表了兩篇5Ni鋼微觀組織與熱處理工藝的文章，但是文章中沒有列出試驗(yàn)鋼的化學(xué)成分，且其鋼板強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)行5Ni鋼國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定，因此，上述文章中提及的5Ni鋼與本發(fā)明并不相符。江南造船廠焊接研究所的趙偉興1994年在《焊接技術(shù)》上發(fā)表題為“防止5Ni鋼弧坑裂紋的工藝措施”的文章，文中并未提及成分及材料來源，且所述內(nèi)容與本發(fā)明不同。1996年，上海交通大學(xué)的徐洲在《熱加工工藝》上發(fā)表題為“Fe-5Ni合金奧氏體高溫變形行為”的文章，合金C含量達(dá)到0.005%,成分與內(nèi)容皆與本發(fā)明所述不同。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于對(duì)上述難點(diǎn)提供一種低溫儲(chǔ)罐用高鎳鋼的制造方法，采用轉(zhuǎn)爐冶煉+精煉(LF+VD)，保證了對(duì)鋼中成分和氣體含量的精確控制；連鑄板坯緩冷，保證鑄坯的內(nèi)部質(zhì)量；鑄坯噴丸、包鐵皮處理改善了鑄坯的表面質(zhì)量；采用控制軋制細(xì)化了鋼板軋態(tài)組織；淬火+回火熱處理保證鋼板的強(qiáng)度和低溫韌性。
[0006]本發(fā)明所涉及的高鎳鋼，其化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為:C:0.0f0.10%,Si:0.10~0.35%, Mn:0.30~0.80%, N1:4.50~6.00%, S:≤ 0.005%, P:≤ 0.008%, Als:
0.015~0.050%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明將Ni含量的下限調(diào)整到4.50%，上限取日本標(biāo)準(zhǔn)。
[0007]上述高鎳鋼的制造技術(shù)方案為:
[0008](I)轉(zhuǎn)爐+精煉(LF+VD):轉(zhuǎn)爐冶煉過程做到碳溫協(xié)調(diào)，LF精煉過程精確控制成分，鋼包保持凈吹氬3-5分鐘，VD精煉過程保證鋼中氣體含量，保壓時(shí)間15-20分鐘，要求[H] ≤ 2ppm, [O]≤20ppm ；
[0009](2)板坯緩冷:連鑄坯進(jìn)行緩冷，使板坯中的氣體得到充分的擴(kuò)散排出，最大程度降低板還氣體含量；
[0010](3)板坯噴丸、包鐵皮:連鑄板坯緩冷后進(jìn)行噴丸處理，去除表面缺陷，若板坯表面在噴丸后出現(xiàn)微裂紋或凹坑，應(yīng)輔以修磨處理，對(duì)凹坑的修磨應(yīng)保證深寬比1:5的要求。板坯進(jìn)入加熱爐之前在其上下表面覆蓋冷軋薄板，減少鑄坯上下表面與加熱爐中的氧化性氣氛的接觸空間，從而減輕鑄坯上下表面在加熱爐中的氧化程度；
[0011](4)軋制:采用兩階段控制軋制，一階段開軋溫度> 1050°C，二階段開軋溫度≥880°C，終軋溫度75(T800°C軋后空冷。對(duì)于第一階段高于1050°C的再結(jié)晶區(qū)軋制，是為了確保奧氏體有足夠的延伸，充分發(fā)揮控制軋制的強(qiáng)化作用；對(duì)于高于880°C的未再結(jié)晶區(qū)軋制，是為了增大鐵素體的有效形核面積，細(xì)化鐵素體晶粒；終軋溫度控制在750°C以上是考慮軋機(jī)的軋制能力，控制在800°C以下是為了盡量減小軋后空冷過程中的晶粒長(zhǎng)大；
[0012](5)淬火+回火熱處理:將室溫鋼板進(jìn)加熱爐，在80(T85(rC保溫2min/mm淬火，在55(T600°C保溫4min/mm回火后空冷。高鎳鋼淬火+回火熱處理的目的是得到回火索氏體組織，保證鋼板的強(qiáng)度和低溫韌性。
[0013]本發(fā)明的特點(diǎn)和產(chǎn)生的積極效果是:
[0014](1)采用本技術(shù)方案制造的高鎳鋼，其屈服強(qiáng)度≥390MPa，抗拉強(qiáng)度≥530MPa，延伸率≥20%，斷面收縮率≥50%, -120°C V型沖擊功≥150J，側(cè)膨脹≥2.0 ；
[0015](2) LF+VD復(fù)合精煉，保證了對(duì)鋼成分和氣體含量的精確控制；
[0016](3)相對(duì)于普通板坯，增加緩冷工序，最大程度降低鑄坯內(nèi)部的氣體含量，改善鑄坯內(nèi)部質(zhì)量；
[0017](4)板坯噴丸、包鐵皮處理改善了鑄坯的表面質(zhì)量，保證了鑄坯在軋前表面光潔無缺陷，進(jìn)而改善了鋼板的表面質(zhì)量；
[0018](5)控制軋制和熱處理工序，是出于對(duì)高鎳鋼板晶粒尺寸和微觀組織的控制考慮，保證了鋼板的強(qiáng)度和低溫韌性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為4%硝酸酒精溶液腐蝕的按實(shí)例一方案制造的鋼板光學(xué)顯微鏡下的組織照片;
[0020]圖2為4%硝酸酒精溶液腐蝕的按實(shí)例五方案制造的鋼板在掃描電鏡下的組織照片。
【具體實(shí)施方式】
[0021]高鎳鋼的化學(xué)成分見表1。冶煉、連鑄工藝具體為:采用100噸氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉，吹煉過程中掌握好槍位，做到碳溫協(xié)調(diào)；LF精煉過程調(diào)整成分，鋼包保持凈吹氬5分鐘；VD精煉過程保壓15分鐘，測(cè)定H、0含量，保證[H] ( ( 2ppm, [O] ( 20ppm ;連鑄板坯緩冷，緩冷時(shí)間48小時(shí)。
[0022]表1高鎳鋼的化學(xué)成分wt%
[0023]
【權(quán)利要求】
1.一種低溫儲(chǔ)罐用高鎳鋼的制造方法，其特征在于包括以下步驟: (1)轉(zhuǎn)爐+精煉:轉(zhuǎn)爐冶煉過程做到碳溫協(xié)調(diào)，LF精煉過程準(zhǔn)確控制成分，鋼包保持凈吹氬3-5分鐘，VD精煉過程保證鋼中氣體含量，保壓時(shí)間15-20分鐘，要求[H]≤ 2ppm,[O]≤20ppm ； (2)板坯緩冷:連鑄坯進(jìn)行緩冷，使板坯中的氣體得到充分的擴(kuò)散排出，最大程度降低板還氣體含量； (3)板坯噴丸、包鐵皮:連鑄板坯緩冷后進(jìn)行噴丸處理，去除表面缺陷，板坯進(jìn)入加熱爐之前在其上下表面覆蓋冷軋薄板，減少鑄坯上下表面與加熱爐中的氧化性氣氛的接觸空間，從而減輕鑄坯上下表面在加熱爐中的氧化程度； (4)軋制:采用兩階段控制軋制，一階段開軋溫度≥1050°C，二階段開軋溫度≥880°C,終軋溫度750~800°C軋后空冷； (5)淬火+回火熱處理:將室溫鋼板進(jìn)加熱爐，在800~850℃保溫2min/mm淬火，在550~600°C保溫4min/mm回火后空冷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫儲(chǔ)罐用高鎳鋼的制造方法，其特征在于:鋼的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為:c:0.01~0.10%, Si:0.10~0.35%, Mn:0.30~0.80%, N1:4.50~6.00%,S；≤0.005%, P≤0.008%, Als:0.015~0.050%，余量為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。
【文檔編號(hào)】C22C38/08GK103509999SQ201210205820
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月20日
【發(fā)明者】朱瑩光, 侯家平, 敖列哥 申請(qǐng)人:鞍鋼股份有限公司