CN109440009A - 一种tmcp态船舶voc储罐用低温钢板及制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种TMCP态船舶VOC储罐用低温钢板，涉及冶金技术领域，其化学成分及质量百分比如下：C：0.04%～0.09%，Si：0.15%～0.50%，Mn：1.20%～1.60%，P≤0.010%，S≤0.002%，Alt：0.025%～0.070%，N≤0.0040%，Ni≤0.40%，Nb+V+Ti≤0.050%，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明成分设计和生产工艺简单，组织均匀，综合性能优异，满足船舶VOC储罐用钢的要求，有利于简化工艺，降低成本，有利于批量生产。

Description

一种TMCP态船舶VOC储罐用低温钢板及制造方法
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，特别是涉及一种TMCP态船舶VOC储罐用低温钢板及制造方法。
背景技术
船舶VOC系统全称为“挥发性有机化合物回收系统”，是一项用于制造液化天然气和回收挥发性有机化合物混合燃料的开拓性技术，该系统将从油仓蒸发出来的气体回收，与LNG(液化天然气)混合作为船舶燃料使用，从而降低船舶的燃料加注需求。该系统不但有效减少CO2排放，而且大幅降低燃料需求，具有显著的节能和环保效益。VOC烟气回收系统采用低温压力设计，要求钢板不但具有高强度、优异的低温韧性、良好的强韧性匹配综合力学性能，而且要易焊接、易成形、低应力等。
对于低温韧性要求较高的压力容器用钢，一般采用淬火加回火工艺生产，为提高低温韧性需要添加Ni、Cr、Mo的方法，这样一来会使合金成本大幅度提高，不利于大批量低成本制造。如：
现有专利CN104831181A号“一种LPG船用储罐用钢板及其制造方法”，该钢板化学成分及质量百分比为：C:0.05～0.095％，Si≤0.30％，Mn:0.70～1.35％，P≤0.015％，S≤0.008％，Alt:0.020～0.060％，Cu:0.15～0.30％，Ni:0.15～0.80％，Cr:0.05～0.35％，Mo:0.15～0.35％，Ti:0.008～0.020％，以及元素Nb、V、B三种中的一种或多种，Nb:0.015～0.065％或V：0.030～0.060％或B：0.0005～0.0020％，其余为Fe及不可避免的杂质。其储罐用钢板具备低焊接裂纹敏感性，焊接性能优异，且具有高强度、很好的低温韧性和抗冲击载荷能力，但是其采用淬火加回火工艺生产，为了提高低温韧性采用添加Ni、Cr、Mo的成份设计，增加了钢板的工序成本和合金成本。
现有专利CN104674110号“一种压力容器用低温钢板”，该钢板化学成分及质量百分比为：C：0.03～0.07％，Si：0.15～0.3％，Ni：6.8～8.0％，Mn：0.6～0.9％，P≤0.005％，S≤0.005％，Al：0.02％～0.04％，Mo：0.01～0.2％，Nb：0.01％～0.09％，其余为Fe和不可避免的杂质，该钢板为提高强韧性添加了高含量的Ni元素，造成合金成本的升高。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提供一种TMCP态船舶VOC储罐用低温钢板，其化学成分及质量百分比如下：C：0.04％～0.09％，Si：0.15％～0.50％，Mn：1.20％～1.60％，P≤0.010％，S≤0.002％，Alt：0.025％～0.070％，N≤0.0040％，Ni≤0.40％，Nb+V+Ti≤0.050％，余量为Fe和不可避免的杂质。
技术效果：本发明采用TMCP工艺生产低温韧性、焊接性能优异的VOC储罐用低温钢板，在不添加Ni、Mo、Cr等合金元素的情况下，得到的产品综合性能良好。
本发明进一步限定的技术方案是：
前所述的一种TMCP态船舶VOC储罐用低温钢板，其化学成分及质量百分比如下：C：0.082％，Si：0.30％，Mn：1.52％，P:0.008％，S:0.0010％，Alt：0.058％，N：0.0033％，Ni≤0.40％，Nb:0.012％，Ti：0.014％，余量为Fe和不可避免的杂质。
前所述的一种TMCP态船舶VOC储罐用低温钢板，其化学成分及质量百分比如下：C：0.065％，Si：0.21％，Mn：1.60％，P:0.006％，S:0.0019％，Alt：0.055％，N：0.0037％，Ni≤0.40％，Nb:0.025％，Ti：0.011％，余量为Fe和不可避免的杂质。
前所述的一种TMCP态船舶VOC储罐用低温钢板，其化学成分及质量百分比如下：C：0.090％，Si：0.24％，Mn：1.35％，P:0.005％，S:0.0015％，Alt：0.035％，N：0.0038％，Ni≤0.40％，Nb:0.015％，Ti：0.018％，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明提供一种TMCP态船舶VOC储罐用低温钢板制造方法，包括铁水脱硫预处理、转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理、连铸、铸坯加热、控制轧制以及轧后控制冷却，
铸坯加热温度为1120～1150℃，坯料加热时间为25～45min；
控制轧制采用二阶段控制轧制，包括再结晶区轧制和未再结晶区轧制，粗轧轧制累积压下率≥50％，精轧轧制单道次压下率≥10％，终轧温度在760～820℃；轧后采用ACC加速冷却，入水温度730～770℃，返红温度540～580℃；
钢板经加速冷却后，经预矫直机矫直1～5道，然后空冷至室温。
本发明的有益效果是：
(1)本发明采用TMCP工艺生产，工序成本明显低于传统正火和调质工艺生产的钢板；
(2)本发明采用二阶段控制轧制，轧后采用ACC控制冷却，组织为细化的铁素体+珠光体+少量低碳贝氏体，其中贝氏体含量≤10％，铁素体晶粒度为10.0～13.5级，钢板低温韧性优异，屈强比低，综合性能良好；
(3)本发明钢板低温韧性优异，经消应力热处理后，依然保持良好的强韧性匹配；
(4)本发明有利于简化工艺、降低成本，有利于批量生产。
附图说明
图1为实施例1的金相组织图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的一种TMCP态船舶VOC储罐用低温钢板及制造方法，其化学成分及质量百分比如下：C：0.082％，Si：0.30％，Mn：1.52％，P:0.008％，S:0.0010％，Alt：0.058％，N：0.0033％，Ni≤0.40％，Nb:0.012％，Ti：0.014％，余量为Fe和不可避免的杂质。
其制造方法，包括铁水脱硫预处理、转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理、连铸、铸坯加热、控制轧制以及轧后控制冷却：
铸坯加热温度为1130℃，坯料加热时间为25～45min；
控制轧制采用二阶段控制轧制，包括再结晶区轧制和未再结晶区轧制，粗轧轧制累积压下率≥50％，精轧轧制开轧温度876℃，单道次压下率≥10％，终轧温度在806℃；
轧后采用ACC加速冷却，入水温度753℃，返红温度550℃；
钢板经加速冷却后，经预矫直机矫直1～5道，然后空冷至室温。
实施例2
本实施例提供的一种TMCP态船舶VOC储罐用低温钢板及制造方法，其化学成分及质量百分比如下：C：0.065％，Si：0.21％，Mn：1.60％，P:0.006％，S:0.0019％，Alt：0.055％，N：0.0037％，Ni≤0.40％，Nb:0.025％，Ti：0.011％，余量为Fe和不可避免的杂质。
其制造方法，包括铁水脱硫预处理、转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理、连铸、铸坯加热、控制轧制以及轧后控制冷却：
铸坯加热温度为1150℃，坯料加热时间为25～45min；
控制轧制采用二阶段控制轧制，包括再结晶区轧制和未再结晶区轧制，粗轧轧制累积压下率≥50％，精轧轧制开轧温度842℃，单道次压下率≥10％，终轧温度在815℃；
轧后采用ACC加速冷却，入水温度768℃，返红温度580℃；
钢板经加速冷却后，经预矫直机矫直1～5道，然后空冷至室温。
实施例3
本实施例提供的一种TMCP态船舶VOC储罐用低温钢板及制造方法，其化学成分及质量百分比如下：C：0.090％，Si：0.24％，Mn：1.35％，P:0.005％，S:0.0015％，Alt：0.035％，N：0.0038％，Ni≤0.40％，Nb:0.015％，Ti：0.018％，余量为Fe和不可避免的杂质。
其制造方法，包括铁水脱硫预处理、转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理、连铸、铸坯加热、控制轧制以及轧后控制冷却：
铸坯加热温度为1120℃，坯料加热时间为25～45min；
控制轧制采用二阶段控制轧制，包括再结晶区轧制和未再结晶区轧制，粗轧轧制累积压下率≥50％，精轧轧制开轧温度847℃，单道次压下率≥10％，终轧温度在793℃；
轧后采用ACC加速冷却，入水温度759℃，返红温度540℃；
钢板经加速冷却后，经预矫直机矫直1～5道，然后空冷至室温。
实施例1～3所得钢板的力学性能如表1所示：
表1 VOC储罐用低温钢板的力学性能
为消除钢板内应力，实施例1进行回火热处理，消应力处理后钢板的性能如表2所示：
表2 VOC储罐用低温钢板消应力处理工艺
如图1所示，本发明所得钢板的组织为细化的铁素体+珠光体+少量低碳贝氏体，其中贝氏体含量≤10％，铁素体晶粒度为10.0～13.5级，钢板低温韧性优异，屈强比低，综合性能良好。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种TMCP态船舶VOC储罐用低温钢板，其特征在于，其化学成分及质量百分比如下：C：0.04%～0.09%，Si：0.15%～0.50%，Mn：1.20%～1.60%，P≤0.010%，S≤0.002%，Alt：0.025%～0.070%，N≤0.0040%，Ni≤0.40%，Nb+V+Ti≤0.050%，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种TMCP态船舶VOC储罐用低温钢板，其特征在于，其化学成分及质量百分比如下：C：0.082%，Si：0.30%，Mn：1.52%，P:0.008%，S:0.0010%，Alt：0.058%，N：0.0033%，Ni≤0.40%，Nb:0.012%，Ti：0.014%，余量为Fe和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的一种TMCP态船舶VOC储罐用低温钢板，其特征在于，其化学成分及质量百分比如下：C：0.065%，Si：0.21%，Mn：1.60%，P:0.006%，S:0.0019%，Alt：0.055%，N：0.0037%，Ni≤0.40%，Nb:0.025%，Ti：0.011%，余量为Fe和不可避免的杂质。
4.根据权利要求1所述的一种TMCP态船舶VOC储罐用低温钢板，其特征在于，其化学成分及质量百分比如下：C：0.090%，Si：0.24%，Mn：1.35%，P:0.005%，S:0.0015%，Alt：0.035%，N：0.0038%，Ni≤0.40%，Nb:0.015%，Ti：0.018%，余量为Fe和不可避免的杂质。
5.一种TMCP态船舶VOC储罐用低温钢板制造方法，其特征在于：包括铁水脱硫预处理、转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理、连铸、铸坯加热、控制轧制以及轧后控制冷却，
铸坯加热温度为1120～1150℃，坯料加热时间为25～45min；
控制轧制采用二阶段控制轧制，包括再结晶区轧制和未再结晶区轧制，粗轧轧制累积压下率≥50%，精轧轧制单道次压下率≥10%，终轧温度在760～820℃；
轧后采用ACC加速冷却，入水温度730～770℃，返红温度540～580℃；
钢板经加速冷却后，经预矫直机矫直1～5道，然后空冷至室温。
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