CN112853219A - 一种低温液态烃储罐用13MnNi6钢及其冶炼方法 - Google Patents

一种低温液态烃储罐用13MnNi6钢及其冶炼方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低温液态烃储罐用13MnNi6钢及其冶炼方法，涉及钢铁生产技术领域，其化学成分及质量百分比如下：C：0.10%～0.15%，Si：0.20%～0.40%，Mn：1.30%～1.50%，P≤0.015%，S≤0.0050%，Ni:0.50%～0.80%，Nb：0.015%～0.050%，Ti：0.006%～0.020%，Cr：0.10%～0.30%，Al：0.005%～0.015%，Mg：0.0008%～0.0015%，N≤0.0050%，不添加Ca，余量为Fe和不可避免的杂质。通过微合金化技术，提高钢水洁净度、细化组织晶粒，保证了产品焊接性能的稳定，满足了产品使用需求。

Description

一种低温液态烃储罐用13MnNi6钢及其冶炼方法
技术领域
本发明涉及钢铁生产技术领域，特别是涉及一种低温液态烃储罐用13MnNi6钢及其冶炼方法。
背景技术
随着我国经济不断发展，对资源的依赖程度越来越大，国内石油天然气资源已无法完全满足生产需求，大量的石油天然气资源依靠进口。为了长期储存资源，我国建设了各种类型的液态烃储用罐，其中大容量的低温储罐对钢板性能要求极其严格，目前各国使用的大型储罐材质基本都是9Ni钢储罐，成本压力巨大。
发明内容
本发明针对上述技术问题，克服现有技术的缺点，提供一种低温液态烃储罐用13MnNi6钢，其化学成分及质量百分比如下：C：0.10％～0.15％，Si：0.20％～0.40％，Mn：1.30％～1.50％，P≤0.015％，S≤0.0050％，Ni:0.50％～0.80％，Nb：0.015％～0.050％，Ti：0.006％～0.020％，Cr：0.10％～0.30％，Al：0.005％～0.015％，Mg：0.0008％～0.0015％，N≤0.0050％，不添加Ca，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明进一步限定的技术方案是：
前所述的一种低温液态烃储罐用13MnNi6钢，其化学成分及质量百分比如下：C：0.10％～0.13％，Si：0.20％～0.30％，Mn：1.30％～1.40％，P≤0.013％，S≤0.0030％，Ni:0.50％～0.70％，Nb：0.015％～0.035％，Ti：0.006％～0.015％，Cr：0.10％～0.20％，Al：0.005％～0.013％，Mg：0.0008％～0.0013％，N≤0.0050％，不添加Ca，余量为Fe和不可避免的杂质。
前所述的一种低温液态烃储罐用13MnNi6钢，其化学成分及质量百分比如下：C：0.12％～0.14％，Si：0.25％～0.35％，Mn：1.35％～1.45％，P≤0.012％，S≤0.0040％，Ni:0.60％～0.70％，Nb：0.030％～0.040％，Ti：0.008％～0.018％，Cr：0.15％～0.25％，Al：0.008％～0.013％，Mg：0.0009％～0.0013％，N≤0.0045％，不添加Ca，余量为Fe和不可避免的杂质。
前所述的一种低温液态烃储罐用13MnNi6钢，其化学成分及质量百分比如下：C：0.13％～0.15％，Si：0.30％～0.40％，Mn：1.40％～1.50％，P≤0.013％，S≤0.0040％，Ni:0.70％～0.80％，Nb：0.030％～0.050％，Ti：0.010％～0.020％，Cr：0.20％～0.30％，Al：0.010％～0.015％，Mg：0.0010％～0.0015％，N≤0.0045％，不添加Ca，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明的另一目的在于提供一种低温液态烃储罐用13MnNi6钢的冶炼方法，包括以下步骤：
S1、铁水采用KR发进行脱硫预处理，扒渣后入转炉吹炼，确保入炉铁水硫含量≤0.0020％；
S2、采用顶底复吹方式进行吹炼，使用自产含镍废钢，转炉出钢镍含量0.3％～0.80％，出钢温度1620～1660℃；
S3、钢水吊运LF炉后升温化渣处理，加入石灰、铝丝造白渣，合金化后进行定氧操作，氧含量＜8ppm后加入镁铝合金进行微合金化处理；
S4、钢水到达RH进行真空处理，真空保持时间≥15min，真空结束后镇静时间≥12min；
S5、钢水静搅后吊运至连铸进行浇铸，采用透气水口，保证浇铸顺利，采用电磁搅拌及动态轻压下工艺，坯料堆冷48小时后检查表面质量并进行处理保证符合要求。
前所述的一种低温液态烃储罐用13MnNi6钢的冶炼方法，步骤S3中，镁铝合金镁含量为20～30％，镁处理结束后镁含量0.0010～0.0020％。
本发明的有益效果是：
(1)本发明采用吹氧转炉冶炼并经LF精炼处理，脱氧合金化后采用镁铝合金进行微合金化处理，处理后吊运至RH进行真空后处理，真空结束后钢水镇静不低于12min，经板坯连铸浇铸获得洁净度高的铸坯，通过镁铝合金处理有效降低了钢水内部夹杂物的尺寸，减少了钢水中硫化的数量，经过连铸浇铸，铸坯的中原始的奥氏体晶粒有效细化，降低了焊接过程热影响区粗大及夹杂物再次聚集长大的危害，满足了客户要求；
(2)本发明采用KR法工艺及转炉冶炼方法，有效控制了硫含量，转炉对锰镍合金化，稳定了精炼的温度及节奏；
(3)本发明中LF合金化后进行定氧操作，在氧低于8ppm的情况下进行镁微合金化，利用镁的活度促进了钙铝酸盐的变性分解及硫化物的夹杂的改性，生产细小的镁系夹杂，提高了钢水的纯净度；
(4)本发明中高真空条件促进了夹杂物变性的方向反应，降低了了钢水中游离气体含量，通过镁微合金化处理过的钢水，获得了大多数小于10μm的夹杂物，夹杂物在钢中变害为益；
(5)本发明采用镁系成分的钢板，在组织转化过程中，镁质改质的析出物，成为了非均质形核核心，分割晶粒、细化组织、改善性能；
(6)本发明镁处理后，钢中溶解氧含量得到明显降低，与铝系夹杂形成镁铝尖晶石类夹杂物，细小弥散在钢的基体中，提升钢的强度与质量，镁与硫结合形成MgS夹杂物，有效球化了A类夹杂物，改善了MnS夹杂物对钢材性能的危害。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的一种低温液态烃储罐用13MnNi6钢，其化学成分及质量百分比如下：C：0.12％，Si：0.23％，Mn：1.33％，P≤0.012％，S≤0.0030％，Ni:0.59％，Nb：0.029％，Ti：0.012％，Cr：0.13％，Al：0.011％，Mg：0.00125％，N≤0.0031％，不添加Ca，余量为Fe和不可避免的杂质。
冶炼方法包括以下步骤：
S1、铁水采用KR发进行脱硫预处理，扒渣后入转炉吹炼，确保入炉铁水硫含量≤0.0020％；
S2、采用顶底复吹方式进行吹炼，使用自产含镍废钢，转炉出钢镍含量0.3％～0.80％，出钢温度1620～1660℃；
S3、钢水吊运LF炉后升温化渣处理，加入石灰、铝丝造白渣，合金化后进行定氧操作，氧含量＜8ppm后加入镁铝合金进行微合金化处理，镁铝合金镁含量为20～30％，，镁处理结束后镁含量0.0010～0.0020％；
S4、钢水到达RH进行真空处理，真空保持时间≥15min，真空结束后镇静时间≥12min；
S5、钢水静搅后吊运至连铸进行浇铸，采用透气水口，保证浇铸顺利，采用电磁搅拌及动态轻压下工艺，坯料堆冷48小时后检查表面质量并进行处理保证符合要求。
实施例2
本实施例提供的一种低温液态烃储罐用13MnNi6钢，与实施例1的区别在于，其化学成分及质量百分比如下：C：0.14％，Si：0.33％，Mn：1.45％，P≤0.011％，S≤0.0020％，Ni:0.77％，Nb：0.044％，Ti：0.016％，Cr：0.23％，Al：0.011％，Mg：0.0013％，N≤0.0029％，不添加Ca，余量为Fe和不可避免的杂质。
实施例3
本实施例提供的一种低温液态烃储罐用13MnNi6钢，与实施例1的区别在于，其化学成分及质量百分比如下：C：0.13％，Si：0.29％，Mn：1.39％，P≤0.011％，S≤0.0020％，Ni:0.66％，Nb：0.031％，Ti：0.017％，Cr：0.22％，Al：0.009％，Mg：0.0010％，N≤0.0026％，不添加Ca，余量为Fe和不可避免的杂质。
实施例1-3钢板的夹杂物情况如下表1：
表1各实施例产品夹杂物情况
编号 A类 B类 C类 D类 晶粒度
1 0 0.5 0 0.5 11
2 0 0.5 0 0.5 11
3 0 0.5 0 0.5 11
由此可见，本发明按照API、EN4620等标准进行了深入研究，设计开发了0.5％Ni含量的低成本高效益制造材料，并对标国际先进产品，采用镁微合金化技术，改善内生夹杂物的形态，从而提高产品的内部质量，改善奥氏体形核机理，有效细化组织晶粒度，通过TMCP轧制工艺及正火处理后进行高温回火，得到低温碳锰细晶钢，并通过焊接试验检测，有效提高了产品性能，满足了国家重点工程项目的标准要求，成为全球首家设计开发0.5％Ni低成本大容量低温液态烃储罐用钢的企业。
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 (6)

1.一种低温液态烃储罐用13MnNi6钢，其特征在于：其化学成分及质量百分比如下：C：0.10%～0.15%，Si：0.20%～0.40%，Mn：1.30%～1.50%，P≤0.015%，S≤0.0050%，Ni:0.50%～0.80%，Nb：0.015%～0.050%，Ti：0.006%～0.020%，Cr：0.10%～0.30%，Al：0.005%～0.015%，Mg：0.0008%～0.0015%，N≤0.0050%，不添加Ca，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种低温液态烃储罐用13MnNi6钢，其特征在于：其化学成分及质量百分比如下：C：0.10%～0.13%，Si：0.20%～0.30%，Mn：1.30%～1.40%，P≤0.013%，S≤0.0030%，Ni:0.50%～0.70%，Nb：0.015%～0.035%，Ti：0.006%～0.015%，Cr：0.10%～0.20%，Al：0.005%～0.013%，Mg：0.0008%～0.0013%，N≤0.0050%，不添加Ca，余量为Fe和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的一种低温液态烃储罐用13MnNi6钢，其特征在于：其化学成分及质量百分比如下：C：0.12%～0.14%，Si：0.25%～0.35%，Mn：1.35%～1.45%，P≤0.012%，S≤0.0040%，Ni:0.60%～0.70%，Nb：0.030%～0.040%，Ti：0.008%～0.018%，Cr：0.15%～0.25%，Al：0.008%～0.013%，Mg：0.0009%～0.0013%，N≤0.0045%，不添加Ca，余量为Fe和不可避免的杂质。
4.根据权利要求1所述的一种低温液态烃储罐用13MnNi6钢，其特征在于：其化学成分及质量百分比如下：C：0.13%～0.15%，Si：0.30%～0.40%，Mn：1.40%～1.50%，P≤0.013%，S≤0.0040%，Ni:0.70%～0.80%，Nb：0.030%～0.050%，Ti：0.010%～0.020%，Cr：0.20%～0.30%，Al：0.010%～0.015%，Mg：0.0010%～0.0015%，N≤0.0045%，不添加Ca，余量为Fe和不可避免的杂质。
5.一种低温液态烃储罐用13MnNi6钢的冶炼方法，其特征在于：应用于权利要求1-4任意一项，包括以下步骤：
S1、铁水采用KR发进行脱硫预处理，扒渣后入转炉吹炼，确保入炉铁水硫含量≤0.0020%；
S2、采用顶底复吹方式进行吹炼，使用自产含镍废钢，转炉出钢镍含量0.3%～0.80%，出钢温度1620～1660℃；
S3、钢水吊运LF炉后升温化渣处理，加入石灰、铝丝造白渣，合金化后进行定氧操作，氧含量＜8 ppm后加入镁铝合金进行微合金化处理；
S4、钢水到达RH进行真空处理，真空保持时间≥15min，真空结束后镇静时间≥12min；
S5、钢水静搅后吊运至连铸进行浇铸，采用透气水口，保证浇铸顺利，采用电磁搅拌及动态轻压下工艺，坯料堆冷48小时后检查表面质量并进行处理保证符合要求。
6.根据权利要求5所述的一种低温液态烃储罐用13MnNi6钢的冶炼方法，其特征在于：所述步骤S3中，所述镁铝合金镁含量为20～30%，镁处理结束后镁含量0.0010～0.0020%。
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