CN104561772B - 一种130mm~150mm厚度超低温钢板及其的生产方法 - Google Patents
一种130mm~150mm厚度超低温钢板及其的生产方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种130mm~150mm厚度超低温钢板及其生产方法,其包含如下质量百分比的化学成分:C:0.06~0.09、Si:0.25~0.40、Mn:1.60~1.70、P:≤0.010、S:≤0.003、Nb:0.02~0.03、Ni:0.60~0.70、Als:0.20~0.40,其它为Fe和残留元素。其采取的生产方法包括:转炉冶炼、LF精炼、VD真空脱气、模铸锭浇注、钢锭加热、轧制、缓冷、热处理。本发明通过合理的化学成分设计,LF+VD工艺来保证钢质的洁净度,其屈服强度控制在290~365MPa,抗拉强度控制在435~545 MPa,伸长率控制在24%~29%,‑70℃V型冲击吸收能控制在157~318 J,‑80℃V型冲击吸收能控制在≥70J。该厚度超低温钢板,可用于低温压力容器制造、低温环境海洋平台设备等。
Description
技术领域
本发明属于中厚钢板生产技术领域,具体涉及到一种130mm~150mm厚度超低温钢板及其生产方法。
背景技术
随着工业化的发展,大厚度超低温钢板的需求也越来越迫切,传统的低温钢板已不能满足一些工业上设计的需求,这给实际应用造成了极大的不便。
发明内容
针对上述问题,本发明提供一种生产简便、厚度为130mm~150mm超低温钢板及其生产方法。
为达到上述目的,本发明采取的技术方案中厚度130mm~150mm厚的超低温钢板包含如下质量百分比的化学成分(单位,wt%):
C:0.06~0.09、Si:0.25~0.40、Mn:1.60~1.70、P:≤0.010、S:≤0.003、Nb:0.02~0.03、Ni:0.60~0.70、Als:0.20~0.40,其它为Fe和残留元素。
为得到上述产品,本发明采取的生产方法包括:转炉冶炼、LF精炼、VD真空脱气、模铸锭浇注、钢锭加热、轧制、缓冷、热处理;在转炉冶炼工艺中,按洁净钢冶炼工艺标准进行控制,入炉废钢采取边角料,出钢碳控制在0.035%~0.055%,出钢P≤0.008%;点吹次数不得大于2次,避免出钢过程下渣,出钢过程合金化采取低碳锰铁或金属锰以减少增C;在LF精炼工艺中,精炼一加热结束炉渣变白或黄白,白渣保持时间≥30min,精炼结束的终渣为流动性良好、粘度合适的泡沫白渣,精炼过程脱氧剂以铝粒和硅铁粉为主,控制电石脱氧剂的加入量以避免增C,精炼总时间控制在50~60min,避免精炼时间过长增C严重导致成分超内控;LF精炼工序对Als成分的微调次数控制在2次以内;在真空精炼工艺中,在≤67Pa下的保压时间按≥22min进行控制,破真空后立即进行Ca处理,对夹杂物进行改性,软吹大于5min后吊钢;在模铸浇注工艺中,采用铜板结晶器水冷模浇注,锭型选用需保证成品钢板压缩比≥4.0,铸浇注温度按照1550~1555℃进行控制,钢水到站后执行软吹氩工艺,吹氩时间控制在5~10min,吹氩结束后要求镇静5min后开浇;在加热工艺中,钢锭装炉温度:>600~800℃,焖钢时间:3小时,焖钢结束升900~950℃期间,升温速度≥60~80℃/h,900~950℃保温1小时;最高保温温度1260℃,保温时间11~13小时,其中:900~950℃升1260℃期间,升温速度≥80~140℃/h;在轧制工艺中,采用两阶段轧制,一阶段开轧温度1050℃~1150℃,道次压下量40mm~45mm,总压下率≥50%,晾钢厚度300mm;二阶段开轧温度≤920℃,终轧温度830~860℃;轧后钢板通过ACC层流冷却,返红温度650~680℃;在缓冷工艺中,入缓冷坑温度350~400℃,缓冷时间48~72小时;在热处理工艺中,采用正火+水冷+回火工艺,钢板装炉炉温≤780℃,炉温均匀后方可升温,正火保温温度900~920℃,保温时2.0 ~2.2mim/mm,正火钢板出炉后入水冷却120s,返红温度650~680℃,回火保温温度590~610℃,保温时间3.8~4.3min/mm,钢板出炉后风冷至常温。
本发明通过合理的化学成分设计,LF+VD工艺来保证钢质的洁净度,并通过加热、轧制及正火+回火热处理等工艺有效实施,成功地开发出了130mm~150mm厚-80℃V型冲击吸收能量≥70J的特厚超低温钢。其屈服强度控制在290~365MPa,抗拉强度控制在435~545 MPa,伸长率控制在24%~29%,-70℃V型冲击吸收能控制在157~318 J,-80℃V型冲击吸收能控制在≥70J。该厚度超低温钢板,可用于低温压力容器制造、低温环境海洋平台设备等。
具体实施方式
1、成分设计
C主要与其它元素形成碳化物,起组织强化和析出强化作用,提高钢板强度,但C含量增加对韧脆转变温度提高有着明显的影响,故起到强化作用的C含量不宜太高;Mn主要起固溶强化和降低相变温度,起提高钢板强度的作用;S、P等杂质易偏聚于晶界,降低晶界表面能,降低脆性断裂应力,影响韧脆转变温度,故含量越低越好;Nb、Al可起到细化晶粒,改善钢的强韧性;Ni是提高钢的低温韧性、降低脆性转变温度最有效的元素,Ni含量越高,钢在极低温下的冲击韧性也就越好。
上述厚度130mm~150mm超低温钢板包含如下质量百分比的化学成分(单位,wt%):
C:0.06~0.09、Si:0.25~0.40、Mn:1.60~1.70、P:≤0.010、S:≤0.003、Nb:0.02~0.03、Ni:0.50~0.60、Als:0.20~0.40,其它为Fe和残留元素。
2、工艺控制重点
2.1 转炉冶炼工艺点要求
按洁净钢冶炼工艺标准进行控制,入炉废钢采取边角料,出钢碳控制在0.035%~0.055%,出钢P≤0.008%;点吹次数不得大于2次,避免出钢过程下渣。出钢过程合金化采取低碳锰铁或金属锰以减少增C。
2.2 LF精炼工艺点要求
精炼一加热结束炉渣变白或黄白,白渣保持时间≥30min,精炼结束的终渣为流动性良好、粘度合适的泡沫白渣。精炼过程脱氧剂以铝粒和硅铁粉为主,控制电石脱氧剂的加入量以避免增C,精炼总时间控制在50~60min,避免精炼时间过长增C严重导致成分超内控;LF精炼工序对Als成分的微调次数控制在2次以内。
2.3真空精炼工艺点要求
在≤67Pa下的保压时间按≥22min进行控制,破真空后立即进行Ca处理,对夹杂物进行改性,软吹大于5min后吊钢。
2.4 模铸浇注
采用铜板结晶器水冷模浇注,锭型选用需保证成品钢板压缩比≥4.0。铸浇注温度按照1550~1555℃进行控制,钢水到站后执行软吹氩工艺,吹氩时间控制在5~10min,吹氩结束后要求镇静5min后开浇。
2.5 加热工艺要点
钢锭装炉温度:>600~800℃,焖钢时间:3小时。焖钢结束升900~950℃期间,升温速度≥60~80℃/h,900~950℃保温1小时;最高保温温度1260℃,保温时间11~13小时。其中:900~950℃升1260℃期间,升温速度≥80~140℃/h。
2.6 轧制工艺要点
采用两阶段轧制,一阶段开轧温度1050℃~1150℃,道次压下量40mm~45mm,总压下率≥50%,晾钢厚度300mm;二阶段开轧温度≤920℃,终轧温度830~860℃;轧后钢板通过ACC层流冷却,返红温度650~680℃。
2.7 缓冷工艺要点
入缓冷坑温度350~400℃,缓冷时间48~72小时;
2.8 热处理工艺要点
采用正火+水冷+回火工艺,钢板装炉炉温≤780℃,炉温均匀后方可升温。正火保温温度900~920℃,保温时2.0 ~2.2mim/mm,正火钢板出炉后入水冷却120s,返红温度650~680℃。回火保温温度590~610℃,保温时间3.8~4.3min/mm,钢板出炉后风冷至常温。
实施例
通过转炉冶炼、LF精炼、真空脱气、模铸浇注、钢锭加热、轧制、缓冷、热处理等工艺,获得如下表1所述化学成分的130mm~150mm超低温成品钢板,其中各工艺参数及力学性能见如下表1、2。
表1 130mm~150mm超低温钢的化学成分
表2 130mm~150mm超低温钢的机械力学性能
本次分别试生产130mm、150mm厚超低温钢板各 10批,通过合理的化学成分设计及生产工艺控制,成功地开发出了130mm~150mm厚-80℃V型冲击吸收能量≥70J的特厚超低温钢。其屈服强度控制在290~365MPa,抗拉强度控制在435~545 MPa,伸长率控制在24%~29%,-70℃V型冲击吸收能控制在157~318 J,-80℃V型冲击吸收能控制在≥70J。该厚度超低温钢板,可用于低温压力容器制造、低温环境海洋平台设备等。
Claims (2)
1.一种130mm~150mm 厚度超低温钢板,其包含如下质量百分比的化学成分:C:0.06~0.09、Si:0.25~0.40、Mn:1.60~1.70、P :≤0.010、S:≤0.003、Nb:0.02~0.03、Ni:0.60~0.70、Als:0.20~0.40,其余Fe和残留元素;其生产方法包括 :转炉冶炼、LF精炼、VD真空脱气、模铸锭浇注、钢锭加热、轧制、缓冷、热处理;在转炉冶炼工艺中,按洁净钢冶炼工艺标准进行控制,入炉废钢采取边角料,出钢碳控 制在 0.035%~0.055%,出钢 P≤0.008% ;点吹次数不得大于2次 , 避免出钢过程下渣,出钢过程合金化采取低碳锰铁或金属锰以减少增C:在 LF精炼工艺中,精炼加热结束炉渣变白或黄白,白渣保持时间≥30min,精炼结束的终渣为流动性良好、粘度合适的泡沫白渣,精炼过程脱氧剂以铝粒和硅铁粉为主,控制电石脱氧剂的加入量以避免增 C,精炼总时间控制在50~60min,避免精炼时间过长增 C严重导致成分超内控;LF精炼工序对Als成分的 微调次数控制在2次以内:在真空精炼工艺中,在≤67Pa下的保压时间按≥ 22min进行控制,破真空后立即进行Ca处理,对夹杂物进行改性,软吹大于5min后吊钢;在模铸锭浇注工艺中,采用铜板结晶器水冷模浇注,锭型选用需保证成品钢板压缩比≥4.0,浇注温度按照 1550~1555℃进行控制,钢水到站后执行软吹氩工艺,吹氩时间控制在5~10min,吹氩结束后要求镇静5min后开浇;在钢锭加热工艺中,钢锭装炉温度:600~800℃,须高于600℃:焖钢时间:3小时;焖钢结束升900~950℃期间,升温速度60~80℃/h,900~950℃保温1小时;最高保温温度1260℃,保温时间11~13小时;其中:900~950℃升1260℃期间,升温速度80~140℃/h;在轧制工艺中,采用两阶段轧制,一阶段开轧温度1050℃~1150℃,道次 压下量40mm~45mm,总压下率≥50%,晾钢厚度300mm;二阶段开轧温度≤920℃,终轧温度 830~860℃;轧后钢板通过ACC层流冷却,返红温度 650~680℃;在缓冷工艺中,入缓冷坑温度350~400℃,缓冷时间48~72小时;在热处理工艺中,采用正火+水冷+回火工艺,钢板装炉炉温≤780℃,炉温均匀后方可升温,正火保温温度 900~920℃,保温时间2.0~2.2mim/mm,正火钢板出炉后入水冷120s,返红温度650~680℃,回火保温温度590~610℃,保温时间3.8~4.3min/mm,钢板出炉后风冷至常温。
2.一种如权利要求 1所述130mm~150mm 厚度超低温钢板的生产方法,其生产方法包括 :转炉冶炼、LF精炼、VD真空脱气、模铸锭浇注、钢锭加热、轧制、缓冷、热处理;其特征在于在转炉冶炼工艺中,按洁净钢冶炼工艺标准进行控制,入炉废钢采取边角料,出钢碳控制在 0.035%~0.055%,出钢 P≤0.008% ;点吹次数不得大于2次 , 避免出钢过程下渣,出钢过程合金化采取低碳锰铁或金属锰以减少增 C:在 LF精炼工艺中,精炼加热结束炉渣变白或黄白,白渣保持时间≥30min,精炼结束的终渣为流动性良好、粘度合适的泡沫白渣,精炼过程脱氧剂以铝粒和硅铁粉为主,控制电石脱氧剂的加入量以避免增 C,精炼总时间控制在50~60min,避免精炼时间过长增 C严重导致成分超内控;LF精炼工序对Als成分的 微调次数控制在2次以内:在真空精炼工艺中,在≤67Pa下的保压时间按≥ 22min进行控制,破真空后立即进行Ca处理,对夹杂物进行改性,软吹大于5min后吊钢;在模铸锭浇注工艺中,采用铜板结晶器水冷模浇注,锭型选用需保证成品钢板压缩比≥4.0,浇注温度按照1550~1555℃进行控制,钢水到站后执行软吹氩工艺,吹氩时间控制在5~10min,吹氩结束后要求镇静5min后开浇;在钢锭加热工艺中,钢锭装炉温度:600~800℃,须高于600℃:焖钢时间:3小时;焖钢结束升900~950℃期间,升温速度60~80℃/h,900~950℃保温1小时;最高保温温度1260℃,保温时间11~13小时;其中:900~950℃升1260℃期间,升温速度80~140℃/h;在轧制工艺中,采用两阶段轧制,一阶段开轧温度1050℃~1150℃,道次 压下量40mm~45mm,总压下率≥50%,晾钢厚度300mm;二阶段开轧温度≤920℃,终轧温度 830~860℃;轧后钢板通过ACC层流冷却,返红温度 650~680℃;在缓冷工艺中,入缓冷坑温度350~400℃,缓冷时间48~72小时;在热处理工艺中,采用正火+水冷+回火工艺,钢板装炉炉温≤780℃,炉温均匀后方可升温,正火保温温度 900~920℃,保温时间2.0~2.2mim/mm,正火钢板出炉后入水冷120s,返红温度650~680℃,回火保温温度590~610℃,保温时间3.8~4.3min/mm,钢板出炉后风冷至常温。
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---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
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