CN108486471A - 压力容器用正火型A537Cl1钢板及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

一种压力容器用正火型A537Cl1钢板及其生产方法，属于钢铁生产技术领域。所述钢板的成分重量百分比组成：C：0.17～0.24%，Si：0.15～0.50%，Mn：0.7～1.35%，P≤0.010%，S≤0.010%，Mo≤0.08%，Ni：0.14～0.25%，Nb≤0.05%，TAl：0.020～0.050%，余量为Fe和不可避免的杂质。所述生产方法包括冶炼、加热、轧制、正火热处理工序。本发明钢板力学性能稳定，内部质量优良，抗拉强度Rm：485～620MPa，屈服强度Rp0.2≥345MPa，延伸率A50≥22%；‑20℃冲击功大于50J，完全适合于压力容器的生产制造。

Description

压力容器用正火型A537Cl1钢板及其生产方法
技术领域
本发明属于钢铁生产技术领域，具体涉及一种压力容器用正火型A537Cl1钢板及其生产方法。
背景技术
A537Cl1钢板主要用于制造低温 LPG 储罐。LPG 是液化石油气，其主要储存方式有常温高压罐和低温常压罐两种，低温储存系统工作温度从-5℃到-42℃不等，目前国内建造 LPG 低温储罐使用的钢板主要为 ASTM A537。随着石化及天然气行业的迅猛发展，对设备用钢板的需求量也越来越大，同时标准也更加苛刻，对低温韧性的要求越来越高，在目前的市场需求下，压力容器用A537Cl1钢板的成功开发对国内钢铁行业具有重要的意义。
发明内容
本发明的目是提供一种压力容器用正火型A537Cl1钢板，本发明还提供一种压力容器用正火型A537Cl1钢板的生产方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种压力容器用正火型A537Cl1钢板，所述钢板化学成分组成及质量百分含量为：C：0.17～0.24%，Si：0.15～0.50%，Mn：0.7～1.35%，P≤0.010%，S≤0.010%，Mo≤0.08%，Ni：0.14～0.25%，Nb≤0.05%，TAl：0.020～0.050%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明所述钢板厚度为10～25mm。
本发明所述钢板抗拉强度Rm：485～620MPa，屈服强度Rp0.2≥345MPa，延伸率A50≥22%；-20℃冲击功≥50J。
本发明还提供了一种低温压力容器用调质型A537Cl2钢板的生产方法，所述生产方法包括冶炼、加热、轧制、正火热处理工序。
本发明方法所述冶炼工序，LF精炼全程保证吹氩良好，总精炼时间50～65min，白渣保持时间25～35min；VD真空精炼过程中保证真空度≥66Pa，真空保持时间15～25min。
本发明方法所述加热工序在连续炉进行加热处理，最高加热温度1250℃，均热温度1230～1240℃，加热时间系数9～11min/cm。
本发明方法所述所述轧制工序采用Ⅱ型控制，Ⅱ阶段开轧温度880～900℃，终轧温度830～860℃。
本发明方法所述正火热处理工序，正火温度900～920℃，加热时间系数2～2.5min/mm，出炉水冷，即得到所需的钢板。
本发明在现有技术基础上针对C、Mn、Ni元素成分进行了优化，C和Mn作为主要的强化元素，配以微合金元素Ni来保证钢板的低温冲击韧性。同时，在化学成分优化的基础上加强了炼钢工艺的精确控制，采用Ⅱ型控制轧制工艺，保证了钢板内部组织致密度高，质量稳定，并配以正火工艺，加强正火过程中保温温度及保温时间的精准控制，通过炼钢、轧钢及热处理工序的协调控制，保证了钢板良好的综合力学性能。
其中，化学成分中主要元素在本发明中的作用如下所述：
C：主要强化元素，通过固溶强化可显著提高钢板强度；但碳含量过高对钢板的焊接性和韧性影响较大。
Mn：能提高钢的强度和淬透性，改善钢的热加工性能，同时，Mn能消除S的影响，而Mn含量过高又会造成钢的塑性以及焊接性能下降。
Ni:主要作用是增大奥氏体的过冷度，从而细化组织，取得强化效果；另外还能增加钢的耐大气腐蚀能力，提高低温冲击韧性和降低冷脆转变温度。
采用本发明方法生产的钢板力学性能稳定，内部质量优良，抗拉强度Rm：485～620MPa，屈服强度Rp0.2≥345MPa，延伸率A50≥22%；-20℃冲击功大于50J，完全适合于压力容器的生产制造。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
本压力容器用正火型A537Cl1钢板厚度为10mm，由以下重量百分比的成分组成：C：0.24%，Si：0.15%，Mn：0.7%，P：0.010%，S：0.003%，Mo:0.009%，Ni:0.25%，Nb:0.015%，TAl:0.035%，其余为Fe和不可避免的杂质。
其生产工艺如下所述：
（1）冶炼工序：LF精炼全程保证吹氩良好，精炼白渣保持时间25min，LF总精炼时间50min，确保精炼效果，有效去除夹杂物；VD真空精炼过程中保持真空度66Pa，真空保持时间15min；
（2）加热工序：钢坯在连续炉进行加热处理，最高加热温度1250℃，均热温度1230℃，加热时间系数11min/cm，保证加热充分；
（3）轧制工序：采用Ⅱ型控制轧制工艺，Ⅱ阶段开轧温度900℃，终轧温度860℃；
（4）正火热处理工序：正火温度900℃，加热时间系数2.5min/mm，出炉水冷加速冷却，即得到所需的钢板。
所得钢板的力学性能见表1。
实施例2
本压力容器用正火型A537Cl1钢板厚度为14mm，由以下重量百分比的成分组成：C:0.19%，Si：0.50%，Mn：1.35%，P:0.008%，S≤0.003%，Mo:0.08%，Ni:0.23%，Nb:0.05%，TAl:0.020%，余量为Fe和不可避免的杂质。
其生产工艺如下所述：
（1）冶炼工序：LF精炼全程保证吹氩良好，精炼白渣保持时间27min，LF总精炼时间52min，确保精炼效果，有效去除夹杂物，VD真空精炼过程中保持真空度67Pa，真空保持时间17min；
（2）加热工序：钢坯在连续炉进行加热处理，最高加热温度1250℃，均热温度1240℃，加热时间系数9min/cm，保证加热充分；
（3）轧制工序：采用Ⅱ型控制轧制工艺，Ⅱ阶段开轧温度890℃，终轧温度840℃；
（4）正火热处理工序：正火温度920℃，加热时间系数2min/mm，出炉水冷加速冷却，即得到所需的钢板。
所得钢板的力学性能见表1。
实施例3
本压力容器用正火型A537Cl1钢板厚度为20mm，由以下重量百分比的成分组成：C:0.18%，Si：0.25%，Mn：1.30%，P:0.007%，S≤0.003%，Mo:0.011%，Ni:0.22%，Nb:0.05%，TAl:0.036%，余量为Fe和不可避免的杂质。
其生产工艺如下所述：
（1）冶炼工序：LF精炼全程保证吹氩良好，精炼白渣保持时间28min，LF总精炼时间58min，确保精炼效果，有效去除夹杂物；VD真空精炼过程中保持真空度67Pa，真空保持时间17min。
（2）加热工序：钢坯在连续炉进行加热处理，最高加热温度1250℃，均热温度1235℃，加热时间系数10min/cm，保证加热充分。
（3）轧制工序：采用Ⅱ型控制轧制工艺，Ⅱ阶段开轧温度880℃，终轧温度830℃。
（4）正火热处理工序：正火温度915℃，加热时间系数2.2min/mm，出炉水冷加速冷却，即得到所需的钢板。
所得钢板的力学性能见表1。
实施例4
本压力容器用正火型A537Cl1钢板厚度为25mm，由以下重量百分比的成分组成：C:0.19%，Si：0.24%，Mn：1.31%，P:0.008%，S≤0.003%，Mo:0.010%，Ni:0.23%，Nb:0.016%，TAl:0.030%，余量为Fe和不可避免的杂质。
其生产工艺如下所述：
（1）冶炼工序：LF精炼全程保证吹氩良好，精炼白渣保持时间26min，LF总精炼时间51min，确保精炼效果，有效去除夹杂物，VD真空精炼过程中保持真空度68Pa，真空保持时间17min。
（2）加热工序：钢坯在连续炉进行加热处理，最高加热温度1250℃，均热温度1237℃，加热时间系数10min/cm，保证加热充分。
（3）轧制工序：采用Ⅱ型控制轧制工艺，Ⅱ阶段开轧温度880℃，终轧温度830℃。
（4）正火热处理工序：正火温度915℃，加热时间系数2.4min/mm，出炉水冷加速冷却，即得到所需的钢板。
所得钢板的力学性能见表1。
实施例5
本压力容器用正火型A537Cl1钢板厚度为15mm，由以下重量百分比的成分组成：C:0.17%，Si：0.48%，Mn：0.75%，P:0.003%，S:0.008%，Mo:0.075%，Ni:0.14%，Nb:0.045%，TAl:0.020%，余量为Fe和不可避免的杂质。
其生产工艺如下所述：
（1）冶炼工序：LF精炼全程保证吹氩良好，精炼白渣保持时间30min，LF总精炼时间50min，确保精炼效果，有效去除夹杂物；VD真空精炼过程中保持真空度70Pa，真空保持时间20min。
（2）加热工序：钢坯在连续炉进行加热处理，最高加热温度1250℃，均热温度1235℃，加热时间系数10.7min/cm，保证加热充分。
（3）轧制工序：采用Ⅱ型控制轧制工艺，Ⅱ阶段开轧温度885℃，终轧温度850℃。
（4）正火热处理工序：正火温度900℃，加热时间系数2.1min/mm，出炉水冷加速冷却，即得到所需的钢板。
实施例6
本压力容器用正火型A537Cl1钢板厚度为22mm，由以下重量百分比的成分组成：C:0.17%，Si：0.15%，Mn：1.20%，P:0.005%，S:0.005%，Mo:0.025%，Ni:0.25%，Nb:0.01%，TAl:0.050%，余量为Fe和不可避免的杂质。
其生产工艺如下所述：
（1）冶炼工序：LF精炼全程保证吹氩良好，精炼白渣保持时间35min，LF总精炼时间55min，确保精炼效果，有效去除夹杂物；VD真空精炼过程中保持真空度72Pa，真空保持时间22min。
（2）加热工序：钢坯在连续炉进行加热处理，最高加热温度1250℃，均热温度1232℃，加热时间系数10.5min/cm，保证加热充分。
（3）轧制工序：采用Ⅱ型控制轧制工艺，Ⅱ阶段开轧温度895℃，终轧温度855℃。
（4）正火热处理工序：正火温度905℃，加热时间系数2.0min/mm，出炉水冷加速冷却，即得到所需的钢板。
实施例7
本压力容器用正火型A537Cl1钢板厚度为18mm，由以下重量百分比的成分组成：C:0.20%，Si：0.17%，Mn：0.90%，P:0.009%，S:0.010%，Mo:0.060%，Ni:0.18%，Nb:0.03%，TAl:0.025%，余量为Fe和不可避免的杂质。
其生产工艺如下所述：
（1）冶炼工序：LF精炼全程保证吹氩良好，精炼白渣保持时间40min，LF总精炼时间65min，确保精炼效果，有效去除夹杂物；VD真空精炼过程中保持真空度66Pa，真空保持时间25min。
（2）加热工序：钢坯在连续炉进行加热处理，最高加热温度1250℃，均热温度1238℃，加热时间系数9.5min/cm，保证加热充分。
（3）轧制工序：采用Ⅱ型控制轧制工艺，Ⅱ阶段开轧温度890℃，终轧温度835℃。
（4）正火热处理工序：正火温度910℃，加热时间系数2.3min/mm，出炉水冷加速冷却，即得到所需的钢板。
实施例8
本压力容器用正火型A537Cl1钢板厚度为12mm，由以下重量百分比的成分组成：C:0.23%，Si：0.40%，Mn：1.00%，P:0.003%，S:0.007%，Mo:0.08%，Ni:0.16%，Nb:0.04%，TAl:0.045%，余量为Fe和不可避免的杂质。
其生产工艺如下所述：
（1）冶炼工序：LF精炼全程保证吹氩良好，精炼白渣保持时间35min，LF总精炼时间55min，确保精炼效果，有效去除夹杂物；VD真空精炼过程中保持真空度70Pa，真空保持时间16min。
（2）加热工序：钢坯在连续炉进行加热处理，最高加热温度1250℃，均热温度1230℃，加热时间系数9min/cm，保证加热充分。
（3）轧制工序：采用Ⅱ型控制轧制工艺，Ⅱ阶段开轧温度886℃，终轧温度845℃。
（4）正火热处理工序：正火温度920℃，加热时间系数2.2min/mm，出炉水冷加速冷却，即得到所需的钢板。
实施例9
本压力容器用正火型A537Cl1钢板厚度为20mm，由以下重量百分比的成分组成：C:0.22%，Si：0.30%，Mn：1.10%，P:0.01%，S:0.005%，Mo:0.05%，Ni:0.20%，Nb:0.02%，TAl:0.040%，余量为Fe和不可避免的杂质。
其生产工艺如下所述：
（1）冶炼工序：LF精炼全程保证吹氩良好，精炼白渣保持时间33min，LF总精炼时间62min，确保精炼效果，有效去除夹杂物；VD真空精炼过程中保持真空度71Pa，真空保持时间15min。
（2）加热工序：钢坯在连续炉进行加热处理，最高加热温度1250℃，均热温度1233℃，加热时间系数11min/cm，保证加热充分。
（3）轧制工序：采用Ⅱ型控制轧制工艺，Ⅱ阶段开轧温度890℃，终轧温度850℃。
（4）正火热处理工序：正火温度910℃，加热时间系数2.4min/mm，出炉水冷加速冷却，即得到所需的钢板。
表1 .实施例1-9 A537Cl1钢板的力学性能
实验证明：采用此方法生产的钢板力学性能稳定，内部质量优良，完全适合于压力容器的生产使用。

Claims (9)

1.一种压力容器用正火型A537Cl1钢板，其特征在于，所述钢板化学成分组成及质量百分含量为：C：0.17～0.24%，Si：0.15～0.50%，Mn：0.7～1.35%，P≤0.010%，S≤0.010%，Mo≤0.08%，Ni：0.14～0.25%，Nb≤0.05%，TAl：0.020～0.050%，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的压力容器用正火型A537Cl1钢板，其特征在于，所述钢板厚度为10～25mm。
3.根据权利要求1所述的压力容器用正火型A537Cl1钢板，其特征在于，所述钢板抗拉强度Rm：485～620MPa，屈服强度Rp0.2≥345MPa，延伸率A50≥22%；-20℃冲击功≥50J。
4.如权利要求1-3任意一项所述的一种压力容器用正火型A537Cl1钢板的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括冶炼、加热、轧制、正火热处理工序。
5.根据权利要求4所述的压力容器用正火型A537Cl1钢板的生产方法，其特征在于，所述冶炼工序，LF精炼全程保证吹氩良好，总精炼时间50～65min，白渣保持时间25～35min。
6.根据权利要求5所述的压力容器用正火型A537Cl1钢板的生产方法，其特征在于，所述冶炼工序，VD真空精炼过程中保持真空度≥66Pa，真空保持时间15～25min。
7.根据权利要求6所述的压力容器用正火型A537Cl1钢板的生产方法，其特征在于，所述加热工序在连续炉进行加热处理，最高加热温度1250℃，均热温度1230～1240℃，加热时间系数9～11min/cm。
8.根据权利要求5-7任意一项所述的压力容器用正火型A537Cl1钢板的生产方法，其特征在于，所述所述轧制工序采用Ⅱ型控制，Ⅱ阶段开轧温度880～900℃，终轧温度830～860℃。
9.根据权利要求5-7任意一项所述的压力容器用正火型A537Cl1钢板的生产方法，其特征在于，所述正火热处理工序，正火温度900～920℃，加热时间系数2～2.5min/mm，出炉水冷，即得到所需的钢板。
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