一种860MPa级石油储罐用钢板及其生产方法技术

本发明专利技术公开一种860MPa级石油储罐用钢板及其生产方法，属于钢板制备技术领域。本发明专利技术的860MPa级石油储罐用钢板的化学成分按重量百分比计如下：C:0.1％～0.16％、Si:0.08％～0.10％、Mn:0.6％～0.8％、P:≤0.003％、S:≤0.001％、Nb：0.05％～0.055％，Cr：0.2％～0.3％、Cu：0.01％～0.06％，Als:0.002％～0.03％，其余为Fe及不可避免的杂质。本发明专利技术所制备的钢板的厚度60～80mm，抗拉强度800～860MPa，屈服强度550～650MPa，断后延伸率20％～25％，

【技术实现步骤摘要】
一种860MPa级石油储罐用钢板及其生产方法


[0001]本专利技术属于钢板制备
，具体涉及一种860MPa级石油储罐用钢板及其生产方法，特别适用于石油原油输送、石油炼化及石油化工存储用容器。

技术介绍

[0002]根据中国工程院对石油和油品需求总量的预测，结合未来我国能源发展目标和汽车、石化发展的需求，预计未来15年我国石油、石化产品将保持快速增长势头。因此，应用于原料储罐、石油和液化天然气储罐等承压容器储罐方面的需求日益增多。特别是随着经济发展和能源需求的日益增长，作为战略物资的石油天然气储备量成为衡量各国经济持续发展能力的指标之一，我国也在陆续建设大型化、规模化的石油和液化天然气储罐。
[0003]石油储备油罐的制造向高强度，大型化方向发展，要求钢材不但要有高的强度和韧性，还要具有良好的焊接性能。因为在后续储罐生产制造时，目前选用的仍是大线能量焊接的焊接方式，会对钢焊接热影响区的强度和韧性会造成恶化，其强度和韧性随焊接能量的提高而大幅下降。
[0004]专利技术专利CN202110844352.5《一种屈服强度≥550MPa低屈强比大型石油储罐用钢板及其生产方法》公开一种屈服强度≥550MPa低屈强比大型石油储罐用钢板及其生产方法，钢板的成分及重量百分比含量为：C：≤0.10％，Si：0.20％～0.35％，Mn：1.30％～1.50％，P：≤0.012％，S：≤0.003％，Ni：0.15％～0.30％，Nb：0.010％～0.030％，V：≤0.05％，Ti：≤0.030％，Mo：0.08％～0.20％，Al：0.020％～0.050％，N：≤0.003％，As：≤0.0050％，[H]≤0.0002％，[O]≤0.0025％，并控制CEV：≤0.40％，Pcm：≤0.20％，其余为Fe和不可避免的夹杂。仅研究了薄规格(厚度12～34mm)钢板，厚规格钢板未做研究，且抗拉强度和屈服强度均偏低，不能完全满足石化行业大型压力容器的使用要求。
[0005]因此，通过新型成分设计，开发出具有良好综合性能的高强度高韧性低裂纹敏感性石油储罐用钢板成为当前亟待研究的重要课题。

技术实现思路

[0006]鉴于此，本专利技术的目的是提供了一种良好综合性能的高强度高韧性低裂纹敏感性的860MPa级石油储罐用钢板。
[0007]本专利技术目的是通过以下方式实现：
[0008]本专利技术提供一种860MPa级石油储罐用钢板，所述钢板的化学成分按重量百分比计如下：C:0.1％～0.16％、Si:0.08％～0.10％、Mn:0.6％～0.8％、P:≤0.003％、S:≤0.001％、Nb：0.05％～0.055％，Cr：0.2％～0.3％、Cu：0.01％～0.06％，Als:0.002％～0.03％，其余为Fe及不可避免的杂质。
[0009]上述化学元素的作用机理如下：
[0010]C：在钢中常与其他合金元素形成碳化物起到强化作用，保证钢板强度维持在较高水平。但较高的C含量容易在钢内产生偏析，造成钢板韧塑性能的明显下降，不利于保证钢
板的低焊接裂纹敏感性。针对此问题本专利技术采用TiC细化晶粒予以解决。因此在保证钢板强度的前提下，控制C含量在0.1％～0.16％。
[0011]Si：在钢中具有脱氧和脱硫作用且通过固溶强化能提高钢板强度。Si采购成本低，而且在钢中添加适当含量的Si，能够保证钢中铁素体硬度和强度在较高水平，且可改善钢板局部腐蚀抗力。但如果Si含量较高，钢板热影响区低温冲击吸收功降低，因此设计钢Si中含量不宜大于0.1％，因此将Si含量限定在0.08％～0.10％。
[0012]Mn：元素是钢中是常用的脱硫剂，且Mn易与S形成硫化物夹杂。过高含量的Mn易偏析产生硬纸相，降低钢板焊接性能，升高钢板焊接裂纹敏感性。考虑保证钢板强度韧性和焊接性能等方面因素考虑，在成分设计时，将Mn含量设定在0.6％～0.8％范围内。
[0013]P、S是钢中的脆化元素，同时也是极易偏析元素，故其含量越低越好，二者对钢的低温韧性也具有很大的损害，但考虑到炼钢可操作性、炼钢成本以及满足使用需求等因素，将P、S的含量分别控制在0.003％以下和0.001％以下。
[0014]Nb：作为本专利钢板的重要元素，是强碳化物形成元素，易与C结合，形成的NbC在热轧过程中阻碍形变奥氏体的回复、再结晶，促进非再结晶区轧制的变形奥氏体组织在相变时转变为细小的相变产物，进而达到细化组织的目的，因此会对钢板强度和韧性产生积极影响。因此本专利技术将Nb含量设定为0.05％～0.055％
[0015]Cr：作为本专利钢板的重要元素，是强碳氮化物形成元素，一方面，在与C结合方面，形成的碳化铬稳定，在加热时起到抑制晶界扩展的作用，降低奥氏体晶粒尺寸、提高铁素体的形核率，并能降低钢板在热处理时过热机率；另一方面，碳化铬的形成，能起到固C的目的，减少了与钢中游离C与H的反应，减少甲烷等危害物质的产生，降低钢板脱碳、鼓包以及开裂倾向。但含量也并非越高越好，研究表明过量的Cr会造成晶粒发生异常长大产生混晶现象，不利于钢板的低温韧性和焊接性能，因此将Cr的含量控制在0.2％～0.3％范围内。
[0016]Cu：在钢中通过固溶强化作用提高钢的强度，同时保证钢板淬透性，但过量的Cu不利于钢板的焊接性能，因此本专利技术将Cu含量限定在0.01％～0.06％。
[0017]Als：作为钢中脱氧元素，在钢中可有效细化晶粒，含量在0.002％～0.03％较为合适。
[0018]基于上述技术方案，进一步地，所述钢板的厚度60～80mm，抗拉强度800～890MPa，屈服强度550～650MPa，断后延伸率20％～25％，
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20℃冲击功190～260J；模焊态的力学性能：抗拉强度850～880MPa，屈服强度580～600MPa，断后延伸率20％～30％，
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20℃冲击功210～270J。
[0019]本专利技术另一方面提供上述860MPa级石油储罐用钢板的生产方法，主要包括以下步骤：
[0020](1)连铸坯的加热：连铸坯加热温度为1220～1250℃，均热时间1～2h，加热温度低于1220℃时，连铸坯初始析出相未完全分解，对后续奥氏体化进程产生消极影响，对钢板晶粒度产生不利影响，无法有效达到粗轧开轧及终轧温度；
[0021](2)连铸坯的轧制：粗轧开轧温度≥1180℃，单道次压下率9～11％，在此阶段采用大变形量进行快速轧制，确保钢板近表面发生动态再结晶进程完全；精轧开轧温度≥1080℃，终轧温度≥850℃，单道次压下率5～7％，此阶段采用小变形量进行快速轧制，确保钢板近表面无再结晶发生；
[0022](3)回火处理：回火温度控制在620～650℃，在炉时间1～3h。
[0023]基于上述技术方案，进一步地，步骤(1)中连铸坯加热温度为1220～1240℃。
[0024]基于上述技术方案，进一步地，步骤(2)中粗轧开轧温度118本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种860MPa级石油储罐用钢板，其特征在于，所述钢板的化学成分按重量百分比计如下：C:0.1％～0.16％、Si:0.08％～0.10％、Mn:0.6％～0.8％、P:≤0.003％、S:≤0.001％、Nb：0.05％～0.055％，Cr：0.2％～0.3％、Cu：0.01％～0.06％，Als:0.002％～0.03％，其余为Fe及不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的860MPa级石油储罐用钢板，其特征在于，所述钢板的厚度60～80mm，抗拉强度800～890MPa，屈服强度550～650MPa，断后延伸率20％～25％，
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20℃冲击功190～260J；模焊态的力学性能：抗拉强度850～880MPa，屈服强度580～600MPa，断后延伸率20％～30％，
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20℃冲击功210～270J。3.权利要求1或2所述的860MPa级石油储罐用钢板的生产方法，其特征在于，主要包括以下步骤：(1)连铸坯的加热：连铸坯加热温度为1220～1250℃，均热时间1～2h；(2)连铸坯的轧制：粗轧开轧温度≥1180℃，单道次压下率9～11％；精轧开轧温度≥1080...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢梦楠，胡昕明，王储，欧阳鑫，刘晨希，王勇，孙殿东，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：