一种超低温压力容器用09MnNiDR钢板及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种超低温压力容器用09MnNiDR钢板及其生产方法，通过采用KR铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、真空精炼、浇注、铸坯加热、轧制、缓冷、热处理一系列工艺步骤来完成，生产出的钢板与现有技术相比，能够保证高强度、低温韧性、良好的可焊性等一系列性能，广泛应用于超低温压力容器的制备。

A 09MnNiDR Steel Plate for Ultra-low Temperature Pressure Vessel and Its Production Method

The invention discloses a 09MnNiDR steel plate for ultra-low temperature pressure vessel and its production method, which is completed by adopting a series of technological steps such as KR hot metal pretreatment, converter smelting, LF refining, vacuum refining, pouring, billet heating, rolling, slow cooling and heat treatment. Compared with the existing technology, the produced steel plate can guarantee high strength, low temperature toughness and good weldability. The column performance is widely used in the preparation of ultra-low temperature pressure vessels.

【技术实现步骤摘要】
一种超低温压力容器用09MnNiDR钢板及其生产方法
本专利技术涉及中厚板生产
，具体涉及一种超低温压力容器用09MnNiDR钢板及其生产方法。
技术介绍
09MnNiDR属于国标GB3531-2014中正火或正火+回火状态交货的超低温压力容器用容器钢，09MnNiDR钢因具有很多优点：高的屈服强度和抗拉强度、优良的低温韧性、良好的可焊性以及较低的成本等。因此，它成为-70℃级低温设备和容器的最重要结构材料，广泛用于制造液化天然气储罐;低温压力容器用板用钢板属于高附加值产品的一种，在明确低温压力容器用钢板的用户市场背景、生产与主要企业、钢材质量和新品开发、钢种应用比例、需求流向和预测，以及进出口等相关因素后其应用范围扩大，需求量增加。
技术实现思路
为满足上述需求，本专利技术的目的是提供一种超低温压力容器用09MnNiDR钢板，能够保证高强度、低温韧性、良好的可焊性等一系列性能，广泛应用于超低温压力容器的制备。本专利技术的另一目的是提供一种超低温压力容器用09MnNiDR钢板的生产方法。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种超低温压力容器用09MnNiDR钢板，该钢板的厚度为121mm以下，包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%)：C：≤0.09、Si：0.20～0.40、Mn：1.40～1.55、P：≤0.020、S：≤0.012、Ni:0.30～0.55、Nb:≤0.040、Als：0.015-0.020，其它为Fe和残留元素，碳当量[Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]≤0.45。一种超低温压力容器用09MnNiDR钢板的生产方法，其特征在于包括以下步骤：1）KR铁水预处理工艺：到站铁水必须扒前渣与扒后渣，保证液面渣层厚度≤20mm，铁水经KR搅拌脱硫后保证铁水S≤0.003%，保证脱硫周期≤21min、脱硫温降≤20℃；2）转炉冶炼工艺：入炉铁水S≤0.005%、P≤0.056%，铁水温度≥1620℃，铁水装入量误差按±1t来控制，废钢严格采用优质边角料，造渣碱度R按2.5-4.0控制，出钢碳≥0.05%，出钢P≤0.006%，S≤0.010%；点吹次数不得大于2次，避免出钢过程下渣；3）LF精炼工艺：精炼过程中全程吹氩，吹氩强度根据不同环节需要进行调节，加入精炼渣料，采取大渣量进行造渣，确保白渣保持时间≥20min，离站前加入硅钙线；4）VD精炼工艺：VD真空度必须达到67Pa以下，保压时间必须≥15min，破真空后软吹2-5min或不吹，软吹过程中钢水不得裸露；正常在线包抽真空时间（min）为：抽真空前钢水温度减去目标离站温度得到的温度差除以/1.7；采用覆盖剂，保证铺满钢液面，加覆盖剂前必须关闭氩气，上钢温度1555±15℃；5）模铸工艺：浇模铸浇注温度按照1545-1565℃进行控制；钢水到站后根据温度情况执行软吹氩工艺，吹氩时间最好控制在4-10min；吹氩结束后要求镇静5min后开浇；浇注结束后必须确保帽口保温效果；要求钢锭在脱模后的24h内清理完毕，钢锭在清理完毕后根据生产计划送轧装炉；6）加热工艺:装炉温度＞600～800℃，焖钢时间为3小时；焖钢结束升900～950℃期间，升温速度≥60℃/h，900～950℃保温1小时；保温温度1240-1260℃，保温时间9～12min/cm，其中：900～950℃升1260℃期间，升温速度80～150℃/h；7）控制控冷：结合炼钢化学成分，轧制过程对板坯推钢式加热炉，开坯后进行二次轧制，来保证二次加热轧制时，也能采用“高温低速大压下”方式渗透至钢锭芯部，来“压合”钢锭内部缺陷，通过二次加热冷却对减轻偏析有较好效果，且较大的累计变形量，使奥氏体晶粒充分变形，在晶粒内部形成更多的滑移带，为组织的转变提供更多的形核位置，细化晶粒；二次加热，一阶段采取“高温、低速、大压下”，开轧温度1100℃～1150℃，一阶段终轧温度在950℃～1000℃，粗轧道次压下量不低于20mm，粗轧结束温度＞950℃；，晾钢厚度以及精轧工艺控制如下表所示：根据板厚的不同，采用不同的层流冷却，轧后获得优良的综合力学性能，通过调整冷却集管组数，确保冷却速度控制在10～20℃/S，返红温度在600～650℃之间，然后送往矫直机矫直；8）堆冷工艺：钢板矫直后及时下线堆冷，堆冷温度≥430℃，堆冷时间在36-48h。通过缓冷，以避免内部应力来不及释放产生内裂，同时进一步促使钢板内部有害气体溢出；9）调质工艺：淬火温度910±30℃，保温时间为T=2.2-2.5min/mm，回火温度为630±30℃，保温时间为T=4.5-4.5min/mm，之后得到本专利技术。本专利技术通过上述技术方案，通过合理的化学成分设计，LF+VD工艺来保证钢质的洁净度，并通过加热、轧制及正火处理等工艺有效实施，成功地研制出了厚度在121mm以下的保证钢板性能及钢板厚度1/2位置性能、保探伤超低温压力容器用09MnNiDR钢板，其屈服强度控制在307～388MPa，抗拉强度控制在476～550MPa，；伸长率控制在24%-29%；V型-70℃纵向冲击功控制在200～330J；V型-70℃横向冲击功控制在200-300J；厚度1/2位置性能其屈服强度控制在300～375MPa，抗拉强度控制在465-532MPa，；伸长率控制在25%-30%；V型-70℃横向冲击功控制在168-320J。具体实施方式本专利技术采用KR铁水预处理、转炉冶炼、浇注，3800m宽厚板轧机轧制的方法生产超低温压力容器用钢板。其工艺流程为：KR铁水预处理、顶底复吹转炉、LF炉精炼、真空脱气处理、铸坯堆冷40—72小时、推钢式加热炉/均热炉、3800m轧机、ACC层流控冷、11辊热矫直机、堆冷、热处理、精整、外检、探伤、入库。下面结合实施例，对本专利技术的技术特征作进一步描述。实施例生产一种超低温压力容器用09MnNiDR钢板，包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%)：C：≤0.09、Si：0.20～0.40、Mn：1.40～1.55、P：≤0.020、S：≤0.012、Ni:0.30～0.55、Nb:≤0.040、Als：0.015-0.020，其它为Fe和残留元素。上述钢板的生产方法按照以下步骤来实现：1）KR铁水预处理工艺：到站铁水必须扒前渣与扒后渣，保证液面渣层厚度≤20mm，铁水经KR搅拌脱硫后保证铁水S≤0.003%，保证脱硫周期≤21min、脱硫温降≤20℃；2）转炉冶炼工艺：入炉铁水S≤0.005%、P≤0.056%，铁水温度≥1620℃，铁水装入量误差按±1t来控制，废钢严格采用优质边角料，造渣碱度R按2.5-4.0控制，出钢碳≥0.05%，出钢P≤0.006%，S≤0.010%；点吹次数不得大于2次，避免出钢过程下渣；3）LF精炼工艺：精炼过程中全程吹氩，吹氩强度根据不同环节需要进行调节，加入精炼渣料，采取大渣量进行造渣，确保白渣保持时间≥20min，离站前加入硅钙线；4）VD精炼工艺：VD真空度必须达到67Pa以下，保压时间必须≥15min，破真空后软吹2-5min或不吹，软吹过程中钢水不得裸露；正常在线包抽真空时间（min）为：抽真空前钢水温度减去目标离站温度得到的温度差除以/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超低温压力容器用09MnNiDR钢板，其特征在于：该钢板的厚度为121mm以下，包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%)：C：≤0.09、Si：0.20～0.40、Mn：1.40～1.55、P：≤0.020、S：≤0.012、Ni:0.30～0.55、Nb:≤0.040、Als：0.015‑0.020，其它为Fe和残留元素，碳当量[Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]≤0.45。

【技术特征摘要】
1.一种超低温压力容器用09MnNiDR钢板，其特征在于：该钢板的厚度为121mm以下，包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%)：C：≤0.09、Si：0.20～0.40、Mn：1.40～1.55、P：≤0.020、S：≤0.012、Ni:0.30～0.55、Nb:≤0.040、Als：0.015-0.020，其它为Fe和残留元素，碳当量[Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]≤0.45。2.一种超低温压力容器用09MnNiDR钢板的生产方法，其特征在于包括以下步骤：1）KR铁水预处理工艺：到站铁水必须扒前渣与扒后渣，保证液面渣层厚度≤20mm，铁水经KR搅拌脱硫后保证铁水S≤0.003%，保证脱硫周期≤21min、脱硫温降≤20℃；2）转炉冶炼工艺：入炉铁水S≤0.005%、P≤0.056%，铁水温度≥1620℃，铁水装入量误差按±1t来控制，废钢严格采用优质边角料，造渣碱度R按2.5-4.0控制，出钢碳≥0.05%，出钢P≤0.006%，S≤0.010%；点吹次数不得大于2次，避免出钢过程下渣；3）LF精炼工艺：精炼过程中全程吹氩，吹氩强度根据不同环节需要进行调节，加入精炼渣料，采取大渣量进行造渣，确保白渣保持时间≥20min，离站前加入硅钙线；4）VD精炼工艺：VD真空度必须达到67Pa以下，保压时间必须≥15min，破真空后软吹2-5min或不吹，软吹过程中钢水不得裸露；正常在线包抽真空时间（min）为：抽真空前钢水温度减去目标离站温度得到的温度差除以/1.7；采用覆盖剂，保证铺满钢液面，加覆盖剂前必须关闭氩气，上钢温度1555±15℃；5）模铸工艺：浇模铸浇注温度按照1545-1565℃进行控制；钢水到站后根据温度情况...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱书成，杨阳，许少普，李忠波，张涛，刘庆波，唐郑磊，张占杰，康文举，李亮，蒋鹏，王英杰，袁继恒，薛艳生，符可义，袁永旗，于飒，董真真，庞百鸣，郑海明，陈良，全微波，朱先兴，袁高俭，杨春，王勇，白艺博，李嘎子，赵运启，
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