CN101818309A

CN101818309A - 一种气瓶钢及其制造方法

Info

Publication number: CN101818309A
Application number: CN201010154428A
Authority: CN
Inventors: 孟传峰; 田义
Original assignee: Shanxi Taigang Stainless Steel Co Ltd
Current assignee: Shanxi Taigang Stainless Steel Co Ltd
Priority date: 2010-04-22
Filing date: 2010-04-22
Publication date: 2010-09-01
Anticipated expiration: 2030-04-22
Also published as: CN101818309B

Abstract

本发明涉及一种气瓶钢及其制造方法，气瓶钢的成分为：P：≤0.015C：0.32～0.36％ Si：0.20～0.35％ Mn：0.70～0.90％ Ti：0.01～0.03％ Cr：0.90～1.10％ Mo：0.40～0.50％ S：≤0.010 O：0.0020其余为Fe。制造方法包括下述步骤：I在EBT电炉中冶炼预处理铁水：II进LF炉前喂Al线，精炼时造弱电石渣进行还原，根据成份要求微调钢液成份；III VD真空脱气将钢包吊入真空罐进行真空脱气，并喂Al线、喂Si-Ca线；IV浇注成钢锭；V将钢锭加热到1200±20℃；VI轧制成钢坯；VII将钢坯堆冷到室温；VIII钢坯精整将钢坯修磨，确保钢坯表面无裂纹缺陷。用本发明制的气瓶钢，抗拉强度Rm达1120～1250MPa，并且断后延伸率A达14～18％。

Description

一种气瓶钢及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种气瓶钢及其制造方法。

技术背景

申请人主要生产供国内气瓶厂家抗拉强度要求为≥980Mpa，延伸率≥12％的钢坯。现需要制造一种高强韧气瓶钢的抗拉强度Rm≥1120-1250Mpa，同时要求断后延伸率A≥14％，钢坯出口国外，产品最终在国际上应用。现有的气瓶钢的抗拉强度和断后延伸率都达不到高强韧气瓶钢的要求。

发明内容

为了克服现有气瓶钢的上述不足，本发明提供一种气瓶钢，本发明的气瓶钢抗拉强度Rm达1120～1250Mpa，并且断后延伸率A达14～18％，同时提供该气瓶钢的制造方法。

根据其对材料的高强韧性匹配的要求，考虑工艺性能及适宜的性价比，结合材料设计的基本原理，分析各组成元素对材料强度和韧性的影响规律，要求精确控制化学成份。

本气瓶钢的成分的质量百分配比为：

C：0.32～0.36％ Si：0.20～0.35％ Mn：0.70～0.90％

Ti：0.01～0.03％ Cr：0.90～1.10％ Mo：0.40～0.50％

P：≤0.015％ S：≤0.010％ O：0.0020％

其余为Fe与不可避免的杂质。

随着材料强度及韧性的提高，材料对表面缺陷如裂纹、夹杂及表面加工造成的缺陷显得非常敏感。需采用专备热模，控制好注温、注速，加强钢坯表面清理。降低材料的缺陷敏感性，提高钢的断裂韧性，改善高强度钢的韧性，提高其在工作条件下的安全性和可靠性，就必须提高钢质纯净度，降低有害元素及气体夹杂含量。

本气瓶钢的制造方法的工艺流程是：

EBT电炉冶炼→LF炉精炼→VD脱气处理→浇注→钢锭均热→1000mm初轧机开坯→钢坯冷却→钢坯精整→试样毛坯热处理→力学性能测试→检验交库。

本气瓶钢的制造方法包括下述依次的步骤：

I EBT电炉冶炼

在EBT电炉中，加入P、S与C的质量百分配比达下述要求的预处理铁水：

P 0.05～0.07％ S 0.05～0.08％ C 3.8～4.2％

(铁水比≥50％)，采用熔氧结合法冶炼工艺。要求泡沫渣埋弧操作，以减少钢液吸气。

钢水的C与P的质量百分配比达下述要求时出炉：

C 0.12％～0.20％ P 0.001％～0.013％。

II LF精炼

进LF炉前喂Al线，喂入量为2～3m/吨钢；测得钢水温度1560℃±10℃时再造弱电石渣进行还原，还原10±2分钟取样全分析、测温。根据成份分析结果按内控要求加入铬铁、钼铁、锰铁合金微调钢液成份，使钢水中的成分的质量百分配比达到内控要求，一般为：

C：0.33～0.36％ Si：0.25～0.35％ Mn：0.75～0.85％

Ti：0.01～0.03％ Cr：0.95～1.10％ Mo：0.40～0.50％

P：≤0.010％ S：≤0.008％

钢水温度达到T＝1630℃～1650℃，出LF工序，吊钢包进VD工序。

III VD真空脱气

将钢包吊入真空罐进行真空脱气，抽真空时间28±2min，确保[H]≤1.5ppm。抽真空结束，破真空后喂Al线，喂入量为1～2m/吨钢，保证钢中Al含量0.02％～0.05％)，喂Si-Ca线，喂入量为2～3m/吨钢。软搅拌时间10±2分钟。软搅时要求渣面明显蠕动而钢液不裸露。(氩气流量为50～100L/Min)

钢水温度1560±5℃。

IV浇注

将钢包送到浇注工序进行模铸成钢锭，采用复合渣保护浇注，氩封保护浇注，要求氩封圈通气孔畅通，连接处不漏气。帽口浇注至300～400mm时，一般2/3时轻轻加入发热剂，加入量6～9Kg/支(发热剂)。钢锭在模内自然冷却，冷却温度不高于120℃，从锭模中取出钢锭。

V钢锭均热

将钢锭在加热炉加热到1200±20℃。

VI初轧机开坯

轧制采用1000mm初轧机，初轧温度1050±20℃，终轧温度850±20℃，轧制成外形尺寸长6000±500mm，宽230±4mm，厚230±4mm的钢坯。

VII钢坯冷却

将热轧后的钢坯采用堆冷，自然冷却到室温。冷却后的钢坯[H]≤1.8PPm；

VIII钢坯精整

将冷却后的钢坯经砂轮机修磨，确保钢坯表面无裂纹缺陷。

经上述步骤，制成本发明的气瓶钢。

为了检测本发明的效果，这也是用户及标准要求的检验项目，还应当从钢坯上切取毛坯试样进行热处理并进行力学性能测试。

IX毛坯试样调质热处理

a淬火

从钢坯上切取毛坯试样，一般取φ25mm，在加热炉内加热，将试样加热到850-900℃保温30～40分钟，将试样取出炉在机油内冷却进行淬火处理。

b回火处理

将淬火后的试样在加热炉内加热，将钢坯加热到600～650℃保温30～40分钟，取出试样在空气中自然冷却到室温。

X力学性能测试

将毛坯试样加工成拉伸和冲击试样，进行力学性能测试。

本高强韧气瓶钢制造方法制的气瓶钢钢板强度力学性能达到Rm≥1120-1250Mpa，延伸率14～18％，常温冲击功Ak_U≥63J。表面质量良好，各项指标满足申请人的企业标准及用户使用要求。

具体实施方式

下面结合实施例详细说明本高强韧气瓶钢及其制造方法的具体实施方式，但本发明的具体实施方式不局限于下述的实施例。

气瓶钢实施例

本气瓶钢的实施例的成分的质量百分配比为：

C：0.34％ Si：0.28％ Mn：0.80％ Ti：0.02％ Cr：1.00％

Mo：0.45％ P：0.008％ S：0.005％ O：0.0010％

其余为Fe与不可避免的杂质。

制造方法实施例

本气瓶钢制造方法实施例制造的是上述气瓶钢实施例的钢种，它为下述依次的步骤：

I EBT电炉冶炼

在公称容量为60吨的EBT电炉中，加入P 0.05-0.07％，S 0.05-0.08％C 3.8-4.2％的预处理铁水35吨，(铁水比≥50％)，采用熔氧结合法冶炼工艺。要求泡沫渣埋弧操作，以减少钢液吸气。钢水的C 0.14％，P 0.012％时出炉。

II LF精炼

进LF炉前喂Al线3m/吨钢；测得钢水温度1560℃时再造弱电石渣进行还原，还原10分钟取样全分析、测温。根据成份分析结果按内控要求加入铬铁、钼铁、锰铁合金微调钢液成份，当钢水中的成分达到内控要求，本实施例的要求为：

C：0.34％ Si：0.28％ Mn：0.78％ Ti：0.02％

Cr：0.99％ Mo：0.44％ P：0.008％ S：0.004％

钢水温度达到T＝1630℃--1650℃，出LF工序，吊钢包进VD工序。

III VD真空脱气

将钢包吊入真空罐进行真空脱气，抽真空时间28min，[H]含量为1.1ppm。抽真空结束，破真空后喂Al线1.5m/吨钢，，喂Si-Ca线2.5m/吨钢。软搅拌时间10分钟。软搅时要求渣面明显蠕动而钢液不裸露。(氩气流量为50-100L/Min，本实施例为80L/Min)

钢水成分的质量百分配比为：

C：0.34％ Si：0.28％ Mn：0.80％ Ti：0.02％ Cr：1.00％

Mo：0.45％ P：0.008％ S：0.005 O：0.0010

其余为Fe与不可避免的杂质。

钢水温度1560℃。

IV浇注

将钢包送到浇注工序进行模铸成钢锭，采用复合渣保护浇注，氩封保护浇注，要求氩封圈通气孔畅通，连接处不漏气。帽口浇注至2/3时轻轻加入9Kg/支发热剂。钢锭在模内自然冷却，冷却温度为120℃.从锭模中取出钢锭，钢锭的外形尺寸：长1950mm，头部宽715×620mm²，尾部宽662×512mm²。

V钢锭均热

将钢锭在加热炉加热到1200℃。

VI初轧机开坯

轧制采用1000mm初轧机，初轧温度1050℃，终轧温度850℃，轧制成外形尺寸长6000mm，宽230mm，厚230mm的钢坯。轧制时严格控制钢坯规格尺寸及外形。

VII钢坯冷却

将热轧后的钢坯采用堆冷，自然冷却到室温。冷却后的钢坯[H]含量为1.0PPm；

VIII钢坯精整

将冷却后的钢坯经砂轮机修磨，确保钢坯表面无裂纹缺陷。

IX热处理

a淬火

从钢坯上切取毛坯试样(φ25mm)，在加热炉内加热，将试样加热到850～900℃保温30～40分钟，将试样取出炉在机油内冷却进行淬火处理。

b调质处理

将淬火后的试样在加热炉内加热，将钢坯加热到620～650℃保温30分钟，取出试样在空气中自然冷却到室温。

X力学性能测试

将毛坯试样(淬火前在钢坏上切取的毛坯试样)加工成拉伸试棒和冲击功试样进行力学性能测试(试样材料是经过淬火和调质后的)。本实施例的抗拉强度Rm达到1160Mpa，延伸率达到18％，冲击功AK_U达到110J.注：

本申请文件的EBT即偏心底出钢法，简称“EBT”，LF精炼指钢包精炼炉法。

Claims

1.一种气瓶钢，它的成分的质量百分配比为：

C：0.32～0.36％ Si：0.20～0.35％ Mn：0.70～0.90％

Ti：0.01～0.03％ Cr：0.90～1.10％ Mo：0.40～0.50％

P：≤0.015％ S：≤0.010％ O：0.0020％

其余为Fe与不可避免的杂质。

2.权利要求1所述的气瓶钢的制造方法，它包括下述依次的步骤：

I EBT电炉冶炼

P 0.05～0.07％ S 0.05～0.08％ C 3.8～4.2％

要求泡沫渣埋弧操作，以减少钢液吸气；

钢水的C与P的质量百分配比达下述要求时出炉：

C 0.12％～0.20％ P 0.001％～0.013％；

II LF精炼

进LF炉前喂Al线，喂入量为2～3m/吨钢；测得钢水温度1560℃±10℃时再造弱电石渣进行还原，还原10±2分钟取样全分析、测温；根据成份分析结果按内控要求加入铬铁、钼铁、锰铁合金微调钢液成份，使钢水中的成分的质量百分配比达到内控要求；钢水温度达到T＝1630℃～1650℃，出LF工序，吊钢包进VD工序；

III VD真空脱气

将钢包吊入真空罐进行真空脱气，抽真空时间28±2min，确保[H]≤1.5ppm；抽真空结束，破真空后喂Al线，喂入量为1～2m/吨钢，喂Si-Ca线，喂入量为2～3m/吨钢；软搅拌时间10±2分钟，钢水温度1560±5℃；

IV浇注

将钢包送到浇注工序进行模铸成钢锭，采用复合渣保护浇注，氩封保护浇注，要求氩封圈通气孔畅通，连接处不漏气；帽口浇注至300～400mm时加入发热剂，加入量6～9Kg/支，钢锭在模内自然冷却，冷却温度不高于120℃，从锭模中取出钢锭；

V钢锭均热

将钢锭在加热炉加热到1200±20℃；

VI初轧机开坯

初轧温度1050±20℃，终轧温度850±20℃，轧制成外形尺寸长6000±500mm，宽230±4mm，厚230±4mm的钢坯；

VII钢坯冷却

将热轧后的钢坯采用堆冷，自然冷却到室温，冷却后的钢坯[H]≤1.8PPm；

VIII钢坯精整

将冷却后的钢坯经砂轮机修磨，确保钢坯表面无裂纹缺陷。

3.根据权利要求2所述的气瓶钢的制造方法，其特征是在钢坯精整后，进行毛坯试样热处理与力学性能测试：

毛坯试样热处理

a淬火

从钢坯上切取毛坯试样，在加热炉内加热，将试样加热到850-900℃保温30～40分钟，将试样取出炉在机油内冷却进行淬火处理；

b回火处理

将淬火后的试样在加热炉内加热，将钢坯加热到600～650℃保温30～40分钟，取出试样在空气中自然冷却到室温；

力学性能测试

将毛坯试样加工成拉伸和冲击试样，进行力学性能测试。