一种厚度制造技术

本发明专利技术公开了一种厚度

【技术实现步骤摘要】
一种厚度10
‑
50mm的690MPa级大型低温球罐用高强度钢板


[0001]本专利技术涉及压力容器钢板的制造
，尤其涉及一种厚度
10
‑
50mm
的
690MPa
级大型低温球罐用高强度钢板
。

技术介绍

[0002]大型低温球罐一般用于储存天然气
、
氮气等介质，属于特种设备，要确保球罐绝对安全运行
。
介质中会有少量硫化氢等有害气体，高强度球罐用钢是制造大型球罐的材料，目前使用的主要是抗拉强度达
610MPa
级的低焊接裂纹敏感性高强度钢板要求钢板具有高强度
、
良好的低温韧性和止裂能力，能够满足
‑
50
～
100℃
范围内安全运行
。
同时，球罐的制造工艺复杂，主要工艺流程为：切割下料
—
弯曲冷变形
—
焊接
—
拼接
—
应力消除热处理
。
因此，球罐钢板应具有良好的弯曲性能
、
应变时效性能
、
焊接性能
(
包括低焊接裂纹敏感性和再热裂纹敏感性
)
，应力消除热处理后钢板仍需具备良好的各种性能
。
近年来，随着我国能源需求的日益增加，球罐用钢需求逐渐增加，抗拉强度
610MPa
的球罐用钢已不能满足要求，
2021<br/>年抗拉强度
690MPa
级大型低温球罐用钢已经列入工信部重点新材料首批次应用示范指导目录
。
[0003]中国专利
CN115948699 A
公开了“一种抗应力腐蚀球罐用
800MPa
级高强度钢板的制造方法”，采用低碳
(≤0.12
％
)、
低锰
、
高
Cr
成分设计，适量
Mo
元素提高钢的淬透性，适量
Ni
元素提高低温韧性，采用控制轧制
、
淬火和回火技术等，开发出一种抗应力腐蚀球罐用高强钢，钢板最大厚度
80mm
，钢板屈服强度
≥690MPa
，抗拉强度
780
～
940MPa
，断后伸长率
≥15
％
,
‑
40℃
低温冲击功
≥100J
，焊后热处理后
‑
40℃
低温冲击功
≥80J
；按照
NACE 0177
‑
2005
标准，采用
A
法在加载
80
％名义屈服强度的载荷下试样，所述抗硫化氢应力腐蚀经过
720
小时不开裂，满足抗应力腐蚀大型球罐建造要求
。
不足之处是成分中添加了
Mo、Cu
贵金属，增加了生产成本
。
抗拉强度为
780
～
940MPa
，与本专利技术完全不同
。
[0004]中国专利
CN103540842 A
公开了“一种球罐用无
Cr
高强钢调质钢板的生产方法”，采用低碳，
Nb
‑
V
‑
Ti
‑
Ni
‑
Mo
‑
B
成分体系，
Pcm≤0.21
％，钢板的抗拉强达到
690MPa
，
‑
20℃
冲击功
≥100J
，满足大型球罐用钢要求
。
不足之处一是贵重金属
Mo
含量较高，大大增加了制造成本
。
二是使用温度为
‑
20℃
，不能满足更低温度要求
。
[0005]中国专利
CN102888571 A
公开了“一种
690MPa
低焊接裂纹敏感性钢及其制造方法”。
采用低碳设计，
Nb
‑
V
‑
Ti
‑
Cr
‑
Ni
‑
Mo
‑
Al
成分体系，
Pcm≤0.20
％，采用控轧控冷
+
回火工艺生产出厚度
15
‑
30mm
的钢板，抗拉强达到
690MPa
，
‑
20℃
冲击功
≥47J
，满足大型球罐用钢要求
。
不足之处一是采用控轧控冷
+
回火工艺，对冷区设备的冷却能力要求很高，同时容易带来板形不良的问题，不适用于所有钢厂
。
二是只是用于生产厚度
15
‑
30mm
的钢板
。
三是使用温度为
‑
20℃
，不能满足更低温度要求
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种厚度
10
‑
50mm
的
690MPa
级大型低温球罐用高强度钢板，
钢板的金相组织为回火索氏体
+
回火贝氏体，屈服强度＞
700MPa、
抗拉强度＞
740MPa
，断后伸长率
≥17.5
％，
‑
50℃
横向冲击功＞
240J
，同时具有良好的焊接性能，冷弯性能
、
模拟焊后热处理性能
(PWHT)
以及耐酸性能
。
满足大型低温球罐用钢要求
。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]本专利技术一种厚度
10
‑
50mm
的
690MPa
级大型低温球罐用高强度钢板，所述钢板的化学成分按重量百分比为
C
：
0.07
～
0.09
％
、Si
：
0.25
～
0.35
％
、Mn
：
1.45
～
1.60
％
、P
：
≤0.010
％
、S
：
≤0.004
％
、Nb:0.015
～
0.025
％
、V
：
0.03
～
0.04
％
、Ti:0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种厚度
10
‑
50mm
的
690MPa
级大型低温球罐用高强度钢板，其特征在于，所述钢板的化学成分按重量百分比为
C
：
0.07
～
0.09
％
、Si
：
0.25
～
0.35
％
、Mn
：
1.45
～
1.60
％
、P
：
≤0.010
％
、S
：
≤0.004
％
、Nb:0.015
～
0.025
％
、V
：
0.03
～
0.04
％
、Ti:0.010
～
0.020
％
、Cr:0.1
～
0.2
％
、Ni:0.15
～
0.25
％
、Mo
：
0.20
～
0.30
％
、B
：
0.0010
～
0.0015
％，
Pcm≤0.20
％，余量为
Fe
和不可避免的杂质；其制备步骤及工艺参数如下：
S1.
铁水预处理：铁水经
KR
搅拌法脱硫脱磷后，保证铁水中
S≤0.005
％，
P≤0.015
％；
S2.
转炉冶炼：转炉冶炼阶段采用经过脱硫预处理的铁水和优质废钢作为原料，铁水温度
≥1260℃
，经过高效顶底复吹
、
炉气自动分析
、
动静态自动炼钢三项技术降低磷和碳含量，确保钢水
P≤0.010
％，
S≤0.004
％；
S3.LF
炉外精炼：炉外精炼阶段精确控制钢水成分，脱氧合金化，进一步降低钢水中的非金属夹杂物及有害杂质，
S≤0.004
％，获得洁净钢水；
S4.RH
真空处理：真空时间保持
20
分以上，纯脱气时间大于
15
分，软吹时间大于
15
分；
S5.
板坯连铸：采用凝固末端动态轻压下
、
电磁搅拌
、
二冷段弱冷及矫正技术，拉坯速度控制在
0.8
～
1.0m/min、
过热度
15
～
28℃
，得到厚度
250mm
优质板坯；
S6.
加热：在步进式加热炉中对板坯加热，严格控制炉内气氛，加热温度控制在
1200℃
～
1240℃
，总在炉时间大于
270min
，保证合金元素的充分固溶，板坯温度均匀；
S7.
轧制和冷却：轧制采用两阶段控制轧制
,
通常称粗轧阶段和精轧阶段，粗轧在
3800mm
粗轧机进行，开轧温度为
1160
～
1200℃
，单道次相对压下率至少有两道次以上控制在
14
％以上；精轧时严格控制各道次变形量，精轧开轧温度
≤950℃
，终轧温度
800
‑
860℃
；轧后钢板采用控制冷却，终冷温度
≤680℃
；
S8.
调质热处理：钢板抛丸处理后进行淬火处理，淬火加热温度为
890℃
～
910℃
，在炉时间为
20min+t
×
1.4min/mm
；回火温度为
620℃
～
640℃
，在炉时间为
30min+t
×
3.2min/mm
其中
t
为钢板厚度，单位为
mm。2.
根据权利要求1所述的厚度
10
‑
50mm
的
690MPa
级大型低温球罐用高强度钢板，其特征在于，所述钢板的金相组织为回火索氏体
+
回火贝氏体，屈服强度＞
700MPa、
抗拉强度＞
740MPa
，断后伸长率
≥17.5
％，
‑
50℃
横向冲击功＞
240J。3.
根据权利要求1所述的厚度
10
‑
50mm
的
690MPa
级大型低温球罐用高强度钢板，其特征在于，所述钢板的化学成分按重量百分比为
C
：
0.07
％
、Si
：
0.26
％
、Mn
：
1.50
％
、P
：
0.010
％

【专利技术属性】
技术研发人员：杨雄，卢晓禹，白海瑞，李鹏，王少炳，黄利，杨源远，魏慧慧，
申请(专利权)人：包头钢铁集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：