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