CN102719733B

CN102719733B - 一种高镍钢的制造方法

Info

Publication number: CN102719733B
Application number: CN201110077812.2A
Authority: CN
Inventors: 朱莹光; 侯家平; 董恩龙; 马成; 丛津功; 周丹
Original assignee: Angang Steel Co Ltd
Current assignee: Angang Steel Co Ltd
Priority date: 2011-03-29
Filing date: 2011-03-29
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2031-03-29
Also published as: CN102719733A

Abstract

本发明公开了一种高镍钢的制造方法，包括如下步骤：a转炉+LF+VD精炼：转炉冶炼后的钢水通过LF炉造还原渣脱硫，减少夹杂，调整成分；然后，钢液在VD真空炉内脱气，VD炉的保压时间为15-20min，保证[H]≤2ppm，[O]≤20ppm；b连铸：采用保护渣进行全程保护浇注；c板坯缓冷：连铸坯进缓冷坑缓冷；d抢温清理：板坯缓冷后需抢温清理，清理温度≥150℃；e轧制：采用两阶段控制轧制，一阶段开轧温度≥1050℃，二阶段开轧温度≥900℃，轧后空冷；f离线淬火+离线淬火+回火空冷：将室温钢板进加热炉，在800～850℃保温2min/mm淬火，在630～700℃保温2min/mm淬火，在550～600℃保温4min/mm回火后空冷。

Description

一种高镍钢的制造方法

技术领域

本发明属于高合金钢制造领域，尤其涉及一种高镍钢的制造方法。

背景技术

随着全世界范围内对天然气使用量的日益扩大，对建造液化天然气（LNG）储罐用高镍钢的需求也日益迫切，高镍钢不仅要满足-196℃低温环境下的使用要求，还要具有高强度和优异的可焊接性能。本发明申请以前，高镍钢的冶炼采用的是转炉+VOD精炼后连铸，冶炼过程中没有经过LF精炼炉的成分调整过程，如公开号CN101121988 “低温压力容器用钢的冶炼方法”发明专利，且只提及了冶炼方法，未提及后续的轧制即热处理工艺；而公开号CN101215668“一种低碳9Ni钢厚板的制造方法”发明专利是在实验室的工作，其在线淬火工艺在工业化大生产条件下效果难以保证，其回火水冷工艺也不适用于工业化大生产。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种满足建造LNG储罐用的高镍钢在工业化大生产条件下的制造方法。

本发明的技术方案是：

本发明中高镍钢的冶炼采用转炉+LF+VD精炼，保证了对钢成分

和钢中气体含量的精确控制；连铸过程全程保护浇注和板坯缓冷，保证了铸坯的内部质量；抢温清理保证了铸坯的表面质量；同时轧后离线淬火+回火空冷工艺可以克服在线淬火+回火水冷工艺的不足，完全适合于工业化条件下的大生产。

本发明所涉及的高镍钢，其化学成分按重量百分比计为：C：0.01~0.10%，Si：0.10~0.35%，Mn：0.30~0.80%，Ni：8.50~9.50%，S：≤0.005%，P：≤0.008%，Als：≥0.015%，余量为Fe和杂质；

上述高镍钢的冶炼、连铸及轧制技术方案为：

（1）转炉+LF+VD精炼：转炉冶炼后的钢水通过LF炉造还原渣脱硫，减少夹杂，调整成分。然后，钢液在VD真空炉内脱气，保证VD炉的保压时间为15-20min。测定H、O含量，保证[H]≤2ppm，[O]≤20ppm；

（2）连铸：选用保护渣进行全程保护浇注，减少连铸过程的二次氧化，降低钢中的夹杂物含量，提高钢的纯净度；

（3）板坯缓冷：连铸坯进缓冷坑缓冷，使铸坯中的气体得到充分的扩散排出，最大程度降低铸坯气体含量；

（4）抢温清理：板坯缓冷后需抢温清理，清理温度≥150℃，铸坯冷却后再清理会在表面与内部间形成温差，高合金钢的铸坯表面此时容易产生微裂纹，抢温清理是防止铸坯表面产生微裂纹；

（5）轧制：采用两阶段控制轧制，一阶段开轧温度≥1050℃，二阶段开轧温度≥900℃，轧后空冷。对于第一阶段高于1050℃的再结晶区轧制，是为了确保奥氏体有足够的延伸，充分发挥控制轧制的

强化作用；对于高于900℃的未再结晶区轧制，是为了增大铁素体的有效形核面积，细化铁素体晶粒。

（6）离线淬火+离线淬火+回火空冷技术方案为：

将室温钢板进加热炉，在800~850℃保温2min/mm淬火，在630~700℃保温2min/mm淬火，在550~600℃保温4min/mm回火后空冷。高镍钢第一次淬火的目的是获得马氏体组织，由于高镍钢的马氏体转变温度较低，所以在淬火后的组织中有一部分奥氏体组织存在。第二次淬火的温度下，高镍钢为铁素体＋奥氏体的双相组织，其目的是通过相变再结晶使钢的组织进一步细化。回火的目的是得到以回火索氏体为主的组织，并通过马氏体的逆转变使钢中奥氏体的量增多，进一步使钢的韧性增加。

本发明可实现工业化大生产，完全满足液化天然气（LNG）储罐用高镍钢的要求，屈服强度可＞600Mpa，抗拉强度可达到680-800Mpa，延伸率可＞25%，断面收缩率可＞70%，-196℃V型冲击功可＞150J，侧膨胀可＞1.0。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进一步说明：

实施例1

高镍钢按重量百分比计的实际成分为：C：0.050%，Si：0.20%，Mn：0.65%，Ni：9.00%，S：0.0015%，P：0.0050%，Als：0.020%，H：0.0001%，O：0.0017%，N：0.010%，余量为Fe和杂质。

生产工艺包括转炉冶炼、LF+VD精炼、连铸、板坯缓冷、抢温清理、控制轧制、离线热处理，具体为：

采用100吨氧气顶吹转炉冶炼，吹炼过程中掌握好枪位，做到过程渣化好，碳温协调；

LF炉造还原渣脱硫，减少夹杂，调整成分。VD炉的保压时间为15-20min。测定H、O含量，保证[H]≤2ppm，[O]≤20ppm；

连铸采用保护渣，全程保护浇注，铸坯规格230mm；

板坯进缓冷坑缓冷，缓冷后抢温清理，清理温度200℃；

两阶段控制轧制，一阶段开轧温度1080℃，二阶段开轧温度920℃，轧后空冷；

离线热处理，将室温钢板进加热炉，在850℃保温2min/mm淬火，在670℃保温2min/mm淬火，在580℃保温4min/mm回火后空冷。

成品钢板的屈服强度为670Mpa，抗拉强度为710 Mpa，延伸率30.0%，断面收缩率83.0%，-196℃V型冲击功238J，侧膨胀2.10。

实施例2

高镍钢按重量百分比计的实际成分为：C：0. 052%，Si：0.22%，Mn：0.63%，Ni：9.06%，S：0.0010%，P：0.0040%，Als：0.018%，H：0.0001%，O：0.0022%，N：0.013%，余量为Fe和杂质。

生产工艺包括转炉冶炼、LF+VD 精炼、连铸、板坯缓冷、抢温清理、控制轧制、离线热处理，具体为：

采用150吨氧气顶吹转炉冶炼，吹炼过程中掌握好枪位，做到过程渣化好，碳温协调；

连铸采用保护渣，全程保护浇注，铸坯规格300mm；

板坯进缓冷坑缓冷，缓冷后抢温清理，清理温度180℃；

两阶段控制轧制，一阶段开轧温度1100℃，二阶段开轧温度900℃，轧后空冷；

离线热处理，将室温钢板进加热炉，在830℃保温2min/mm淬火，在650℃保温2min/mm淬火，在600℃保温4min/mm回火后空冷。

成品钢板的屈服强度为660Mpa，抗拉强度为710 Mpa，延伸率31.0%，断面收缩率81.5%，-196℃V型冲击功230J，侧膨胀2.15。

Claims

1.一种高镍钢的制造方法，其化学成分按重量百分比计为：C：0.01～0.10%，Si：0.10～0.35%，Mn：0.30～0.80%，Ni：8.50～9.50%，S：≤0.005%，P：≤0.008%，Als：≥0.015%，余量为Fe和杂质；其特征在于包括如下步骤：

a转炉冶炼、LF+VD精炼：转炉冶炼后的钢水通过LF炉造还原渣脱硫，减少夹杂，调整成分；然后，钢液在VD真空炉内脱气，VD真空炉的保压时间为15-20min，保证[H]≤2ppm，[O]≤20ppm；

b连铸：采用保护渣进行全程保护浇注；

c板坯缓冷：连铸坯进缓冷坑缓冷；

d抢温清理：板坯缓冷后需抢温清理，清理温度≥150℃；

e轧制：采用两阶段控制轧制，一阶段开轧温度≥1050℃，二阶段开轧温度≥900℃，轧后空冷；

f离线淬火+回火空冷：将室温钢板进加热炉，在800～850℃保温2min/mm淬火，在630～700℃保温2min/mm淬火，在550～600℃保温4min/mm回火后空冷。