一种07MnNiMoDR钢制球罐用焊条及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高效率高抗裂性的07MnNiMoDR钢制球罐用高强度焊条，其药皮的组分包括碳酸钙、碳酸镁、萤石、氟化铈、钛白粉、石英粉、电解锰、45

【技术实现步骤摘要】
一种07MnNiMoDR钢制球罐用焊条及其制备方法


[0001]本专利技术属于焊接材料领域，特别涉及一种应用于石化乙烯/丙烯储罐的07MnNiMoDR钢用高强度焊条及其制备方法。

技术介绍

[0002]‑
50℃低温球罐是乙烯/丙烯装置关键的存储设备，由于设计压力高、温度低、易燃易爆，技术指标要求高，低温乙烯/丙烯球罐的建造水平基本上代表了一个国家或地区球罐建造的最高水平。
[0003]21世纪初，随着我国钢铁水平的提升，2008年在天津石化大乙烯工程中，
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50℃低温乙烯/丙烯球罐采用国产07MnNiMoDR钢板取代了进口日本JFE
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HITEN610U2L钢板。但07MnNiMoDR钢制球罐配套用焊条由于受到国内焊接材料厂水平限制，到目前为止仍然依赖进口日本神钢的LB
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65L焊条，进口焊材价格高、周期长，造成了球罐造价高，工期也完全受制于人。因此本申请人率先开展了07MnNiMoDR钢制
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50℃低温球罐用焊条国产化研究并成功推进了国内07MnNiMoDR钢制乙烯球罐的国产化进程，且广泛应用于国内各大乙烯/丙烯储罐项目，成功打破了神钢LB
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65L的垄断。
[0004]在与国产07MnNiMoDR钢板研究的同时，国内很多著名的焊接材料厂家也进行了配套焊条的研发，但是很多都局限于低温钢小热输入的焊接限制，较大限度的影响了工程进度且长时间热处理后低温冲击韧性恶化，尤其是立焊接头焊缝金属甚至不能满足/>‑
50℃KV2≥47J的要求，且接头弯曲和抗裂性是限制国产07MnNiMoDR钢配套焊条大规模应用推广的瓶颈。因钢板和焊接材料都具有高强度，焊材与母材07MnNiMoDR钢板匹配接头的冲击韧性、抗裂性和CTOD值，是评定焊材能否成功应用于石化储罐项目的关键技术指标。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种高效率高抗裂性的球罐用高强度焊条及其制备方法，本专利技术焊条可耐长时间热处理，可超大热输入量焊接，焊缝金属熔敷效率高达120％且熔化系数＞11g/A.h，熔敷金属具有高强度、高韧性和超低扩散氢，抗裂性优异。
[0006]为实现以上技术目的，本专利技术的技术方案是：一种07MnNiMoDR钢制球罐用焊条，由焊芯和药皮构成，焊芯为高品质超低P、S碳钢H08E焊芯，药皮涂敷于焊芯外壁，药皮占焊条总重量系数的0.55～0.65；
[0007](a)以焊芯总重量为基准，按重量百分比计，所述焊芯的组分如下：C：≤0.08％；Si：≤0.10％；Mn：0.40～0.65％；P：≤0.005％；S：≤0.003％；P+S≤0.008％；Fe：余量；
[0008](b)药皮组成采用高效铁粉低氢型渣系，以焊药总重量为基准，按重量百分比计，所述药皮的组分如下：碳酸钙：25～30％；碳酸镁：1～3％；萤石：6～14％；氟化铈：3～6％；钛白粉：0.5～2％；石英粉：3～5％；电解锰：3～5％；45
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硅铁：3～8％；钼铁：≤1％；金属镍：4～6％％；钛铁：2.2～4.8％；硼铁：0.18～0.60；雾化铁粉：30～35％；稀土合金：≤1.5％；藻酸盐：0.5％～1％；粘结剂：0.5～1％。
[0009]其中，以重量百分比计，所述07MnNiMoDR钢制球罐用焊条的熔敷金属的组分包括：C：0.05～0.08％，Mn：0.6～1.20％，Si：0.15～0.30％，P：≤0.008％，S：≤0.003％，P+S≤0.010％，Ni：2.00～2.75％，Mo：0.10～0.30％，Ti：0.012～0.025％，B：0.0013～0.0035％，RE≤0.0050％。
[0010]优选的，所述H08E焊芯的组分如下：0.064％≤C≤0.073％；0.03％≤Si≤0.06％；Mn：0.42～0.61％；P：≤0.005％；S：≤0.003％；P+S≤0.007％；Fe：余量。
[0011]优选的，以焊药总重量为基准，按重量百分比计，所述药皮的组分如下：碳酸钙：30％；碳酸镁：3％；萤石：6％；氟化铈：5％；钛白粉：0.5％；石英粉：4.6％；电解锰：5％；45
°
硅铁：3.3％；钼铁：0.74％；金属镍：4％；钛铁：2.2％；硼铁：0.52％；雾化铁粉：30％；稀土合金：1.24％；藻酸盐：0.5％；粘结剂：1％。
[0012]优选的，所述焊条熔敷金属中Ti/B比为4～8之间。
[0013]其中，所述粘结剂采用模数为2.75～3.30、浓度为37～45Be的钾钠混合水玻璃，无机聚合高分子粘结剂以0.5～1％比例加入所述钾钠混合水玻璃溶解，并以高速搅拌机分散30分钟后得到。
[0014]本专利技术还提供07MnNiMoDR钢制球罐用焊条的制备方法，包括以下步骤：
[0015]1)、将硅酸盐矿物先经800℃烘干，去除矿物中的结晶水及杂质；
[0016]2)、按所述含量比例将药皮各组分混合均匀；
[0017]3)、加入药皮总成分重量15～30％的粘结剂，搅拌混合均匀后，以油压式涂装机以10～15Mpa的压力将药粉均匀涂覆于焊芯上；
[0018]4)、经低温烘焙，烘焙温度为60～100℃*2h，再经高温烘焙，温度为300～400℃*1h，得到07MnNiMoDR钢制球罐用焊条。
[0019]优选的，所述粘结剂采用钾钠混合水玻璃(模数为2.75～3.30，浓度为37～45Be)+无机聚合高分子粘结剂(以0.5～1％比例加入钾钠混合水玻璃溶解)，并以高速搅拌机分散30分钟，然后再罐装密封备用。该粘结剂较传统水玻璃粘结剂具有更高的粘度和滑度，且焊条经烘干后会在表面具有一层致密光滑的保护膜，因而较普通焊条在焊条外观和耐吸潮性方面明显改善。
[0020]本专利技术使用高品质超低P、S碳钢焊芯(C：≤0.08％；P：≤0.005％；S：≤0.003％；P+S≤0.008％)，熔敷金属合金元素主要由药皮过渡，一方面相比于针对性冶炼耐蚀合金焊芯，具有显著的经济效益，且药皮的机动性控制能更精准控制焊条扩散氢含量、熔敷金属杂质含量及微量合金元素含量如Ti/B和RE等，确保焊条熔敷金属具有高的强度、韧性，另一方面超低P、S成分设计是保障焊缝金属具有优异的抗裂性和高韧性的前提。
[0021]本专利技术采用高效铁粉低氢渣系，一方面确保了优异的焊缝质量(低氢渣系焊缝具有低的扩散氢和氧含量，系焊缝金属高抗裂和高韧性的基础保障)，另一方面，高铁粉含量会显著提高熔敷效率和焊条引弧及再引弧性能，还能提高焊接时的电弧稳定性，且本专利技术中焊条药皮中的硅酸盐采用800℃高温烘干以去除矿物中的结晶水及杂质，氟化物经反复试验以萤石+氟化稀土混合搭配，除了其中的F
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能够除氢外，焊接过程电离出的稀土阳离子也具有很强的脱氧和除氢以及净化焊缝、除杂等作用，奠定了本专利技术焊条熔敷金属具有极低扩散氢(扩散氢含量H≤2.5m本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种07MnNiMoDR钢制球罐用焊条，由焊芯和药皮构成，焊芯为H08E焊芯，药皮涂敷于焊芯外壁，药皮占焊条总重量系数的0.55～0.65；其特征在于，(a)以焊芯总重量为基准，按重量百分比计，所述H08E焊芯的组分如下：C：≤0.08％；Si：≤0.10％；Mn：0.40～0.65％；P：≤0.005％；S：≤0.003％；P+S≤0.008％；Fe：余量；(b)以焊药总重量为基准，按重量百分比计，所述药皮的组分如下：碳酸钙：25～30％；碳酸镁：1～3％；萤石：6～14％；氟化铈：3～6％；钛白粉：0.5～2％；石英粉：3～5％；电解锰：3～5％；45
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硅铁：3～8％；钼铁：≤1％；金属镍：4～6％％；钛铁：2.2～4.8％；硼铁：0.18～0.60；雾化铁粉：30～35％；稀土合金：≤1.5％；藻酸盐：0.5％～1％；粘结剂：0.5～1％。2.根据权利要求1所述的07MnNiMoDR钢制球罐用焊条，其特征在于，以重量百分比计，所述焊条的熔敷金属的组分包括：C：0.05～0.08％，Mn：0.6～1.20％，Si：0.15～0.30％，P：≤0.008％，S：≤0.003％，P+S≤0.010％，Ni：2.00～2.75％，Mo：0.10～0.30％，Ti：0.012～0.025％，B：0.0013～0.0035％，RE≤0.0050％。3.根据权利要求1所述的07MnNiMoDR钢制球罐用焊条，其特征在于，所述H08E焊芯的组分如下：0.064％≤C≤0.073％；0.03％≤Si≤0.06％；Mn：0.42～0.61％；P：≤0.005％；S：≤0.003％；P+S≤0.007％；Fe：余量。4.根据权利要求1所述的07MnNiMo...

【专利技术属性】
技术研发人员：周峙宏，程浩，王登峰，成双，
申请(专利权)人：昆山京群焊材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：