一种超低温压力容器用调质高强度合金钢06Ni9DR钢板及其制备方法技术

一种超低温压力容器用调质高强度合金钢06Ni9DR钢板及其制备方法，所述钢板包括以下质量百分比的化学成分(单位，wt％)：C：0.01‑0.06、Si：0.10‑0.20、Mn：0.50‑0.80、P：≤0.008、S：≤0.002、Ni：8.5‑9.5、Cu≤0.10、Mo≤0.10、V≤0.005、Cr≤0.25、余量为Fe和不可避免的杂质。本发明专利技术的一种超低温压力容器用调质高强度合金钢06Ni9DR钢板通过合理的化学成分设计，RH+LF+RH工艺使得钢质的洁净度协同有效的工艺有效实施，制备的钢板具有高强度、优良的低温韧性、良好的焊后性能等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种压力容器用钢板及其制备方法，尤其是涉及一种超低温压力容器用调质高强度合金钢06Ni9DR钢板及其制备方法。
技术介绍
06Ni9DR钢俗称为9％Ni钢，Ni9钢、9Ni钢等，是含Ni为8.5-9.5％的超低温储罐和压力容器用调质高强度合金钢，是超低温设备和容器的重要结构材料，广泛用于制造或建造液氮和天然气(Liquefied Natural Gas：简称LNG)储罐。如液态天然气的LNG船和存储液态天然气的储罐就要用到大量的低温用钢06Ni9DR。它具有高的屈服强度和抗拉强度、良好的低温韧性和焊接性能等特点，国内使用的低温压力容器用钢因生产难度较大，大部分依赖进口。申请号为CN201510407667.8的中国专利公开了一种-196℃低温条件下压力容器用低镍钢板及其生产方法，所述钢板的组分及重量百分比含量为：C≤0.04，Si≤0.05，Mn：1.60～2.50，P≤0.005，S≤0.003，Alt：0.015～0.050，Ni：6.00～8.00，Cu：0.35～0.50，Cr：0.55～1.00，N≤0.004；此外还含有Mo≤0.35、Nb≤0.05、Ti≤0.025、Ca≤0.005中的一种或者一种以上的组合，余量为Fe及不可避免的夹杂，但该专利Ni含量为6.00～8.00，因此制备的钢板没有充分的强度和韧性，作为超低温储罐和压力容器用钢各项性能不够好。申请号为201210276343.1的中国专利公开了一种低温高镍钢板及其制造方法，所涉及钢具有下列成分及质量百分比为C：0.03～0.05％，Si：0～0.35％，Mn：0.50～0.80％，Ni：11.0～13.0％，P≤0.005％，S≤0.005％，Al：0.01～0.05％，O≤0.0012％，N≤0.0035％，其余为Fe与不可避免的杂质。明显的，该专利制成的钢板的化学成分上Ni含量较高，同时未进行微合金化。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种超低温压力容器用调质高强度合金钢06Ni9DR钢板及其制备方法，解决了国内06Ni9DR钢板生产难度较大，大部分依赖进口的问题。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种超低温压力容器用调质高强度合金钢06Ni9DR钢板，包括以下质量百分比的化学成分(单位，wt％)：C：0.01-0.06、Si：0.10-0.20、Mn：0.50-0.80、P：≤0.008、S：≤0.002、Ni：8.5-9.5、Cu≤0.10、Mo≤0.10、V≤0.005、Cr≤0.25、Als≤0.025％、N≤0.012％，余量为Fe和不可避免的杂质。进一步地，所述钢板包括以下质量百分比的化学成分(单位，wt％)：C：0.02-0.04、Si：0.13-0.16、Mn：0.65-0.75、P：≤0.006、S：≤0.002、Ni：8.6-9.4、Cu≤0.08、Mo≤0.60、V≤0.003、Cr≤0.18、Als≤0.015％、N≤0.009％，余量为Fe和不可避免的杂质。进一步地，所述钢板的碳当量[Ceq＝C+Mn/6+(Cr+V+Mo)/5+(Cu+Ni)/15]≤0.50％。进一步地，所述钢板的厚度为12mm-50mm。其制备方法，包括如下步骤：(1)KR铁水预处理：用钢包承装铁水，到站铁水扒前渣，控制铁水中P、S含量，铁水经KR搅拌脱硫后铁水P≤0.1％，S≤0.004％，脱硫周期≤25min，脱硫温降≤20℃；脱S结束扒尽后渣，液面渣层厚度≤20mm；(2)转炉冶炼：在150吨转炉中进行，冶炼配料按照废钢4.5-4.8t、Ni板13-14t、铁水149-151t、总配料165-170t来控制，所述铁水中S≤0.0030％、P≤0.080％，Si≤0.45、C≤0.04％、Mn≤0.7，铁水温度≥1270℃，铁水装入量按±1t来控制；所述废钢采用边角料；出钢前用挡渣塞挡前渣出钢，出钢结束前采用挡渣锥挡渣，渣层厚度≤20mm，转炉出钢过程中全程吹氩；(3)RH真空冶炼与扒渣：进RH真空处理工位真空冶炼，处理周期为20-30min，当钢水中氢含量小于2.0ppm时出工位，RH真空冶炼中钢包使用无碳覆盖剂，RH真空冶炼结束时钢水温度为1570-1580℃，RH真空冶炼结束后用扒渣机拔除钢水表面的浮渣；(4)LF精炼：精炼过程全程吹氩，其中Al前期控制在0.05-0.06％，精炼结束时控制在0.03-0.04％；S精炼终点控制在8ppm以下；精炼结束时控制钢水
温度1635-1645℃，软吹时间≥2min；(5)RH真空冶炼：进RH真空处理工位真空冶炼，处理周期为18-22min，当钢水中氢含量小于2.0ppm时出工位，RH真空冶炼中钢包使用无碳覆盖剂，RH真空冶炼结束时钢水温度为1570-1580℃，RH真空冶炼结束后用扒渣机拔除钢水表面的浮渣；(6)钢包喂丝：进喂丝工位，加入Al线及Ca-Si线；(7)连铸浇注：进连铸浇注工位，浇注过程中包过热度15±10℃，拉速：0.7-1.0m/min，连铸浇钢全程吹氩保护浇铸，中包浇注过程中保持钢液面不见红；浇钢过程中控制塞棒吹氩量，结晶器液面波动轻微；(8)开坯、清理、加热、轧制：将铸坯表面打磨清理，并开坯至厚度140mm左右，对表面进行清理，清理温度>250℃；将自开坯在连续炉加热，总加热时间≥3h，最高加热温度≤1200℃；均热温度1150-1160℃；然后在3800mm轧机进行钢板的轧制；(9)轧后缓冷工艺：根据钢板厚度的不同，轧后采用不同的层流冷却，通过调整冷却集管组数，控制返红温度a：厚度12-35mm的返红温度在650-750℃之间，b：厚度35-50mm的返红温度在650-690℃之间；(10)超声波探伤：采用超声波探伤仪对钢板进行检测；(11)热处理工艺：检测合格的钢板，根据不同的钢板厚度，进行相应热处理，钢板厚度≤12mm，采用两次正火+回火工艺；钢板厚度>12mm，采用两次淬火+回火工艺。进一步地，步骤(1)中所述钢包为使用包龄在3-l5次的前期包。进一步地，步骤(11)热处理工艺中所述回火工艺的回火温度控制在560-580℃。本专利技术的有益效果是：本专利技术的一种超低温压力容器用调质高强度合金钢06Ni9DR钢板通过合理的化学成分设计，RH+LF+RH工艺来钢质的洁净度协同有效的工艺有效实施，成功地研制出了不大于50mm厚低温压力容器用06Ni9DR钢板，制备的钢板不仅能
够满足国标的要求，而且较国标有很大的富裕量，具有高强度、优良的低温韧性、良好的焊后性能等特点，钢板剩磁值均小于l0Cs，可满足现场施工、避免产生焊接磁偏吹的要求，钢板质量达到、甚至超过了国内外同类产品的先进实物水平，具体来说有以下几点：(1)本专利技术一种超低温压力容器用调质高强度合金钢06Ni9DR钢板，其化学成分中Ni的质量百分比为8.5-9.5％，分析低温压力钢板的化学成分可知，Ni是同时提高钢板强度和韧度的元素，经过本申请人于实验室中的大量实验摸索及实践生产验证，发现当低温压力钢板中Ni含量达不到8.5％时，制备的钢板其强度和韧性不够充分，当低温压力钢板中Ni含量超过9.5％后，Ni本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超低温压力容器用调质高强度合金钢06Ni9DR钢板，其特征在于：包括以下质量百分比的化学成分(单位，wt％)：C：0.01‑0.06、Si：0.10‑0.20、Mn：0.50‑0.80、P：≤0.008、S：≤0.002、Ni：8.5‑9.5、Cu≤0.10、Mo≤0.10、V≤0.005、Cr≤0.25、Als≤0.025％、N≤0.012％，余量为Fe和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种超低温压力容器用调质高强度合金钢06Ni9DR钢板，其特征在于：包括以下质量百分比的化学成分(单位，wt％)：C：0.01-0.06、Si：0.10-0.20、Mn：0.50-0.80、P：≤0.008、S：≤0.002、Ni：8.5-9.5、Cu≤0.10、Mo≤0.10、V≤0.005、Cr≤0.25、Als≤0.025％、N≤0.012％，余量为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的一种超低温压力容器用调质高强度合金钢06Ni9DR钢板，其特征在于：包括以下质量百分比的化学成分(单位，wt％)：C：0.02-0.04、Si：0.13-0.16、Mn：0.65-0.75、P：≤0.006、S：≤0.002、Ni：8.6-9.4、Cu≤0.08、Mo≤0.60、V≤0.003、Cr≤0.18、Als≤0.015％、N≤0.009％，余量为Fe和不可避免的杂质。3.根据权利要求1或2所述的一种超低温压力容器用调质高强度合金钢06Ni9DR钢板，其特征在于：所述钢板的碳当量[Ceq＝C+Mn/6+(Cr+V+Mo)/5+(Cu+Ni)/15]≤0.50％。4.根据权利要求1或2所述的一种超低温压力容器用调质高强度合金钢06Ni9DR钢板，其特征在于：所述钢板的厚度为12mm-50mm。5.一种如权利要求1-4任一项所述的超低温压力容器用调质高强度合金钢06Ni9DR钢板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)KR铁水预处理：用钢包承装铁水，到站铁水扒前渣，控制铁水中P、S含量，铁水经KR搅拌脱硫后铁水P≤0.1％，S≤0.004％，脱硫周期≤25min，脱硫温降≤20℃；脱S结束扒尽后渣，液面渣层厚度≤20mm；(2)转炉冶炼：在150吨转炉中进行，冶炼配料按照废钢4.5-4.8t、Ni板13-14t、铁水149-151t、总配料165-170t来控制，所述铁水中S≤0.0030％、P≤0.080％，Si≤0.45、C≤0.04％、Mn≤0.7，铁水温度≥1270℃，铁水装入量按±1t来控制；所述废钢采用边角料；出钢前用挡渣塞挡前渣出钢，出钢结束前采用挡渣锥挡渣，渣层厚度≤20mm，转炉出钢过程中全程吹氩；(3)RH真空冶炼与扒渣：进RH真空处理工位真空冶炼，处...

【专利技术属性】
技术研发人员：康文举，
申请(专利权)人：南阳汉冶特钢有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41