CN108004465A

CN108004465A - 一种130mm厚低温压力容器用16MnDR钢板及其生产方法

Info

Publication number: CN108004465A
Application number: CN201711182146.2A
Authority: CN
Inventors: 朱书成; 于飒; 许少普; 李忠波; 张涛; 李亮; 康文举; 唐郑磊; 刘庆波; 张占杰; 杨阳; 杨东; 庞百鸣; 董真真; 袁少威; 袁永旗; 袁继恒; 符可义; 朱先兴; 王英杰
Original assignee: Nanyang Hanye Special Steel Co Ltd
Current assignee: Nanyang Hanye Special Steel Co Ltd
Priority date: 2017-11-23
Filing date: 2017-11-23
Publication date: 2018-05-08

Abstract

本发明公开一种节省成本、生产简便、自主研发的一种130mm厚低温压力容器用钢16MnDR钢板包含如下质量百分比的化学成分：C：0.10～0.17、Si：0.20～0.45、Mn：1.30～1.55、P：≤0.015、S：≤0.005、Ni：0.1‑0.25、Als：0.025～0.040，其它为Fe和残留元素。与现有技术相比，本发明制出的钢板其屈服强度控制在310～360MPa，抗拉强度控制在470～520MPa，伸长率控制在24%‑26%；V型横向冲击功控制在150～220 J，钢板性能达到国家标准要求，并且降低生产能耗，大大降低了生产成本。

Description

一种130mm厚低温压力容器用16MnDR钢板及其生产方法

技术领域

本发明涉及中厚钢板生产技术领域，具体涉及到一种130mm低温压力容器用16MnDR钢板及其生产方法。

背景技术

16MnDR是GB3531-2014标准下的正火用低温压力容器用可焊接钢板，16MnDR低温压力容器用钢板具有良好的的韧性和焊接性，已被广泛用于各种液体烯烷用储存容器和输送管道、天然气液化装置、大型液化天然气、石油气的设备和储运设施、输送液化天然气的槽船、加氢反应装置等部位。目前，国内采购的16MnDR特厚钢板由于生产难度极大基本上依赖进口。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种130mm厚低温压力容器用16MnDR钢板，生产简便、自主研发，具有良好的韧性和焊接性，节省成本，解决长期依靠进口的难题。

本发明的另一目的是提供一种130mm厚低温压力容器用16MnDR钢板的生产方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种130mm厚低温压力容器用16MnDR钢板，包含如下质量百分比的化学成分：C：0.10 ～ 0.17%、Si ：0.20 ～ 0.45%、Mn：1.30～ 1.55%、P：≤ 0.015%、S：≤ 0.005%、Ni：0.1-0.2%、Als：0.025～0.040%，其它为Fe和残留元素。

优选的是，所述低温压力容器用钢16MnDR钢板的厚度为130mm。

一种130mm厚低温压力容器用16MnDR钢板的生产方法，其特征在于包括如下步骤：

1）KR 铁水预处理：到站铁水必须扒前渣与扒后渣，保证液面渣层厚度≤ 20mm，铁水经KR 搅拌脱硫后保证铁水 S ≤ 0.003%，保证脱硫周期≤21min、脱硫温降≤20℃；

2）转炉冶炼：采用100/120吨顶底复吹转炉，入炉铁水中按质量百分比含S≤0.005%、

含 P ≤ 0.080%，铁水温度≥ 1270℃，铁水装入量误差按 ±1t 来控制，过程枪位按前期1.0-1.3m、中期 1.2-1.6m、后期 1.0-1.1m 控制，造渣碱度 R 按 2.5-4.0 控制，出钢目标P ≤ 0.015%、C ≥ 0.05%、S ≤ 0.012%，出钢过程中向钢包内加硅铝钡钙、锰铁合金、硅铁合金和石灰、萤石，出钢前用挡渣塞挡前渣出钢，出钢结束前采用挡渣锥挡渣，保证渣层厚度≤ 30mm，转炉出钢过程中要求全程吹氩；

3）吹氩处理：氩站一次性加入铝线，在氩站要求强吹氩 3min，流量 200-500NL/min，钢液面裸眼直径控制在300 ～500mm，离氩站温度不得低于1570℃ ；

d．LF 精炼：精炼过程中全程吹氩，加入渣料，碱度按 4.0-6.0 控制，加入脱氧剂，加热采用电流进行加热，加热时间按两次控制，一加热 7-12min、二加热 6-10min，二加热过程中补加脱氧剂，并要求粘渣次数大于 6 次，离站前加入硅钙线，加硅钙线前必须关闭氩气，不采用真空脱气的上钢温度 1565±15℃，采用真空脱气的上钢温度 1610±15℃ ；

4）VD 精炼：VD 真空度必须达到 67Pa 以下，保压时间必须≥ 15min，破真空后软吹2-5min 或不吹，软吹过程中钢水不得裸露，在线包抽真空时间 1.7min，覆盖剂保证铺满钢液面，加覆盖剂前必须关闭氩气，上钢温度 1565±15℃ ；

5）连铸：浇钢前保证铸机设备状况良好，中包过热度15±5℃，拉速：0.7m/min，比水量：0.80L/㎏，电搅：900A、5Hz、30s-3-30s，连铸浇钢要求全程保护浇铸，大包开浇后1min内必须套保护管，中包浇注过程中必须保证钢液面不见红。浇钢过程中合理控制塞棒吹氩量，保证结晶器液面波动轻微。

6）加热：铸坯加热严格按照Ⅲ组钢加热工艺进行控制，，最高加热温度为1260℃。；

7）控轧控冷：采用两阶段轧制，一阶段开轧温度1050℃～1150℃，道次压下量为35～45mm，二阶段开轧温度≤900℃，终轧温度830～850℃，ACC层流冷却，返红温度680～700℃。

8）堆冷：堆垛缓冷温度不低于500℃，堆冷时间≥24小时；

9）正火：正火温度910-930℃，保温时间1.8-2.2min/mm。

由于本发明通过 KR 铁水预处理、转炉冶炼、吹氩处理、LF 精炼、VD 精炼、连铸、加热、控轧控冷、堆冷及正火等一系列工艺，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、轧制及正火处理等工艺有效实施，成功地开发出了 130mm 厚度低温压力容器用钢 16MnDR 钢板，其屈服强度控制在 310 ～ 360MPa，抗拉强度控制在470 ～ 520 MPa，伸长率控制在24%-26%；V型横向冲击功控制在150～220 J，钢板性能达到国家标准要求，并且降低生产能耗 , 大大降低了生产成本。

附图说明

下面结合附图及实施例，对本发明的技术特征作进一步描述。

图1是本发明实施例1中钢板金相组织的形貌示意图。

图2是本发明实施例2中钢板金相组织的形貌示意图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的技术特征作进一步描述。

本发明的实施例是生产一种130mm厚低温压力容器用16MnDR 钢板，包含如下质量百分比的化学成分：C：0.10 ～ 0.17%、Si ：0.20 ～ 0.45%、Mn：1.30 ～ 1.55%、P：≤0.015%、S：≤ 0.005%、Ni：0.1-0.2%、Als：0.025～0.040%，其它为Fe和残留元素。

上述实施例的具体工艺流程为：KR 铁水预处理、转炉冶炼、吹氩处理、LF 精炼、VD精炼、连铸、加热、控轧控冷、堆冷、正火；

在所述 KR 铁水预处理中，到站铁水必须扒前渣与扒后渣，保证液面渣层厚度≤20mm，铁水经 KR 搅拌脱硫后保证铁水 S ≤ 0.005%，保证脱硫周期≤ 21min、脱硫温降≤20℃；

在所述转炉冶炼中，入炉铁水S≤0.005%、P≤0.080%，铁水温度≥1270℃，铁水装入量误差按±1t来控制，废钢严格采用优质边角料，过程枪位按前期1.0-1.3m、中期1.2-1.6m、后期1.0-1.1m控制，造渣碱度R按2.5-4.0控制，出钢目标P≤0.015%、C≥0.05%、S≤0.012%，出钢过程中向钢包内硅铝钡钙、锰铁合金、硅铁合金和石灰、萤石，出钢前用挡渣塞挡前渣出钢，出钢结束前采用挡渣锥挡渣，保证渣层厚度≤ 30mm，转炉出钢过程中要求全程吹氩；

在所述吹氩处理中，氩站一次性加入铝线，在氩站要求强吹氩 3min，流量 200-500NL/min，钢液面裸眼直径控制在 300 ～500mm，离氩站温度不得低于 1570℃；

在所述 LF 精炼中，精炼过程中全程吹氩，吹氩强度根据不同环节需要进行调节，加入精炼渣料，碱度按 4.0-6.0 控制，精炼脱氧剂以电石、铝粒、硅铁粉为主，加入量根据钢水中氧含量及造白渣情况适量加入，加热过程根据节奏富余和温度情况选择适当电流进行加热，加热时间按两次控制，一加热 7-12min、二加热 6-10min，二加热过程中要求根据造渣情况，补加脱氧剂，并要求粘渣次数大于 6 次，离站前加入硅钙线，加硅钙线前必须关闭氩气，上钢温度 1565±15℃（不采用真空脱气）/1610±15℃（采用真空脱气）；

在所述VD 精炼中，VD真空度必须达到67Pa以下，保压时间必须≥ 15min，破真空后软吹 2-5min 或不吹，软吹过程中钢水不得裸露，正常在线包抽真空时间：（抽真空前钢水温度—目标离站温度）/1.7min，覆盖剂，保证铺满钢液面，加覆盖剂前必须关闭氩气，上钢温度 1565±15℃；

浇钢前保证铸机设备状况良好，中包过热度15±5℃，拉速：0.7m/min，比水量：0.80L/㎏，电搅：900A、5Hz、30s-3-30s，连铸浇钢要求全程保护浇铸，大包开浇后1min内必须套保护管，中包浇注过程中必须保证钢液面不见红；

浇钢过程中合理控制塞棒吹氩量，保证结晶器液面波动轻微，铸坯加热严格按照Ⅲ组钢加热工艺进行控制，最高加热温度为1260℃；

采用两阶段轧制，一阶段开轧温度1050℃～1150℃，道次压下量为35～45mm，二阶段开轧温度≤900℃，终轧温度830～850℃，ACC层流冷却，返红温度680～700℃；堆垛缓冷温度不低于500℃，堆冷时间≥24小时；正火温度910-930℃，保温时间1.8-2.2min/mm。

下面根据两具体实施例来对本发明作进一步描述。

实施例1：通过 KR 铁水预处理、转炉冶炼、吹氩处理、LF 精炼、VD 精炼、连铸、加热、控轧控冷、堆冷、正火工艺，获得一种低温压力容器用钢 16MnDR 钢板，它包含如下质量百分比的化学成分 ( 单位，wt%)：C：0.14、Si ：0.28、Mn：1.50、P： 0.010、S ：0.001、Ni：0.2、Als：0.036，其它为Fe和残留元素。

实施例2：通过 KR 铁水预处理、转炉冶炼、吹氩处理、LF 精炼、VD 精炼、连铸、加热、控轧控冷、堆冷、正火工艺，获得一种低温压力容器用钢 16MnDR 钢板，它包含如下质量百分比的化学成分 ( 单位，wt%) ：C ：0.16、Si ：0.40、Mn ：1.48、P ：0.006、S ：0.001、Ni：0.25、Als：0.050，其它为Fe和残留元素。

对上述实施例1和实施例2制得的钢板质量检验结果如下：

1）探伤检验：按照NB/T 47013.3-2015《承压设备无损检测第三部分：超声波检测》标准进行无损探伤检验，合Ⅰ级；

2）组织形貌：按GB/T 13299《钢的显微组织评定办法》和GB/T 6394《金属平均晶粒度的测定法》标准对金相组织进行评定，基体组织为回火铁素体和回火珠光体，晶粒度达到11级，形貌如附图1、附图2所示；

3）机械力学性能：成份及机械力学性能按 GB3531-2014，机械力学性能具体见下表1，

表 1 130mm厚低温压力容器用16MnDR 钢板机械力学性能

通过实施例1和实施例2分别试生产130mm厚度 16MnDR 各 18批，通过合理的化学成分设计及生产工艺控制，成功地开发出了低温压力容器用钢 16MnDR 钢板，其屈服强度控制在310 ～ 360MPa，抗拉强度控制在 470 ～ 520 MPa，伸长率控制在24%-26%，冲击功控制在150～220 J，钢板性能达到国家标准要求，并且降低生产能耗 , 大大降低了生产成本。

以上所描述的仅为本发明的较佳实施例，上述具体实施例不是对本发明的限制，凡本领域的普通技术人员根据以上描述所做的润饰、修改或等同替换，均属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种130mm厚低温压力容器用16MnDR 钢板，其特征在于：包含如下质量百分比的化学成分：C：0.10 ～ 0.17%、Si ：0.20 ～ 0.45%、Mn：1.30 ～ 1.55%、P：≤ 0.015%、S：≤0.005%、Ni：0.1-0.2%、Als：0.025～0.040%，其它为Fe和残留元素。

2.根据权利要求1所述的低温压力容器用16MnDR 钢板，其特征在于：所述低温压力容器用钢16MnDR钢板的厚度为130mm。

3.一种130mm厚低温压力容器用16MnDR钢板的生产方法，其特征在于包括如下步骤：

5）连铸：浇钢前保证铸机设备状况良好，中包过热度15±5℃，拉速：0.7m/min，比水量：0.80L/㎏，电搅：900A、5Hz、30s-3-30s，连铸浇钢要求全程保护浇铸，大包开浇后1min内必须套保护管，中包浇注过程中必须保证钢液面不见红，浇钢过程中合理控制塞棒吹氩量，保证结晶器液面波动轻微；

6）加热：铸坯加热严格按照Ⅲ组钢加热工艺进行控制，，最高加热温度为1260℃；

7）控轧控冷：采用两阶段轧制，一阶段开轧温度1050℃～1150℃，道次压下量为35～45mm，二阶段开轧温度≤900℃，终轧温度830～850℃，ACC层流冷却，返红温度680～700℃；

8）堆冷：堆垛缓冷温度不低于500℃，堆冷时间≥24小时；

9）正火：正火温度910-930℃，保温时间1.8-2.2min/mm。