一種130mm～150mm厚度超低溫鋼板及其的生產(chǎn)方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于中厚鋼板生產(chǎn)技術領域，具體涉及到一種130_?150_厚度超低溫鋼板 及其生產(chǎn)方法。
【背景技術】
[0002] 隨著工業(yè)化的發(fā)展，大厚度超低溫鋼板的需求也越來越迫切，傳統(tǒng)的低溫鋼板已 不能滿足一些工業(yè)上設計的需求，這給實際應用造成了極大的不便。

【發(fā)明內容】

[0003] 針對上述問題，本發(fā)明提供一種生產(chǎn)簡便、厚度為130mm?150mm超低溫鋼板及其 生產(chǎn)方法。
[0004] 為達到上述目的，本發(fā)明采取的技術方案中厚度130mm?150mm厚的超低溫鋼板 包含如下質量百分比的化學成分（單位，wt%): C :0· 06 ?0· 09、Si :0· 25 ?0· 40、Mn :1· 60 ?1. 70、P :彡 0· 010、S :彡 0· 003、Nb : 0. 02 ?0. 03、Ni :0. 60 ?0. 70、Als :0. 20 ?0. 40,其它為 Fe 和殘留元素。
[0005] 為得到上述產(chǎn)品，本發(fā)明采取的生產(chǎn)方法包括：轉爐冶煉、LF精煉、VD真空脫氣、 模鑄錠澆注、鋼錠加熱、乳制、緩冷、熱處理；在轉爐冶煉工藝中，按潔凈鋼冶煉工藝標準進 行控制，入爐廢鋼采取邊角料，出鋼碳控制在〇. 035%?0. 055%，出鋼P < 0. 008% ;點吹次 數(shù)不得大于2次，避免出鋼過程下渣，出鋼過程合金化采取低碳錳鐵或金屬錳以減少增C ; 在LF精煉工藝中，精煉一加熱結束爐渣變白或黃白，白渣保持時間多30min，精煉結束的終 渣為流動性良好、粘度合適的泡沫白渣，精煉過程脫氧劑以鋁粒和硅鐵粉為主，控制電石脫 氧劑的加入量以避免增C，精煉總時間控制在50?60min，避免精煉時間過長增C嚴重導 致成分超內控；LF精煉工序對Als成分的微調次數(shù)控制在2次以內；在真空精煉工藝中，在 < 67Pa下的保壓時間按彡22min進行控制，破真空后立即進行Ca處理，對夾雜物進行改 性，軟吹大于5min后吊鋼；在模鑄澆注工藝中，采用銅板結晶器水冷模澆注，錠型選用需保 證成品鋼板壓縮比多4. 0,鑄澆注溫度按照1550?1555°C進行控制，鋼水到站后執(zhí)行軟吹 氬工藝，吹氬時間控制在5?lOmin，吹氬結束后要求鎮(zhèn)靜5min后開澆；在加熱工藝中，鋼 錠裝爐溫度：> 600?800°C，燜鋼時間：3小時，燜鋼結束升900?950°C期間，升溫速度 彡60?80°C /h，900?950°C保溫1小時；最高保溫溫度1260°C，保溫時間11?13小時， 其中：900?950°C升1260°C期間，升溫速度彡80?140°C /h ;在軋制工藝中，采用兩階段軋 制，一階段開軋溫度1050°C?1150°C，道次壓下量40mm?45mm，總壓下率彡50%，晾鋼厚度 300mm ;二階段開軋溫度彡920°C，終軋溫度830?860°C;乳后鋼板通過ACC層流冷卻，返紅 溫度650?680°C ;在緩冷工藝中，入緩冷坑溫度350?400°C，緩冷時間48?72小時；在 熱處理工藝中，采用正火+水冷+回火工藝，鋼板裝爐爐溫< 780°C，爐溫均勻后方可升溫， 正火保溫溫度900?920°C，保溫時2. 0?2. 2mim/mm，正火鋼板出爐后入水冷卻120s，返 紅溫度650?680°C，回火保溫溫度590?610°C，保溫時間3. 8?4. 3min/mm，鋼板出爐后 風冷至常溫。
[0006] 本發(fā)明通過合理的化學成分設計，LF+VD工藝來保證鋼質的潔凈度，并通過加熱、 軋制及正火+回火熱處理等工藝有效實施，成功地開發(fā)出了 130mm?150mm厚-80°C V型 沖擊吸收能量彡70J的特厚超低溫鋼。其屈服強度控制在290?365MPa，抗拉強度控制在 435?545 MPa，伸長率控制在24%?29%，-70°C V型沖擊吸收能控制在157?318 J，-80°C V 型沖擊吸收能控制在多70J。該厚度超低溫鋼板，可用于低溫壓力容器制造、低溫環(huán)境海洋 平臺設備等。
【具體實施方式】
[0007] 1、成分設計 C主要與其它元素形成碳化物，起組織強化和析出強化作用，提高鋼板強度，但C含量 增加對韌脆轉變溫度提高有著明顯的影響，故起到強化作用的C含量不宜太高；Mn主要起 固溶強化和降低相變溫度，起提高鋼板強度的作用；S、P等雜質易偏聚于晶界，降低晶界表 面能，降低脆性斷裂應力，影響韌脆轉變溫度，故含量越低越好；Nb、Al可起到細化晶粒，改 善鋼的強韌性；Ni是提高鋼的低溫韌性、降低脆性轉變溫度最有效的元素，Ni含量越高，鋼 在極低溫下的沖擊韌性也就越好。
[0008] 上述厚度130mm?150mm超低溫鋼板包含如下質量百分比的化學成分（單位， wt°/〇)： C :0· 06 ?0· 09、Si :0· 25 ?0· 40、Mn :1. 60 ?1. 70、P :彡 0· 010、S :彡 0· 003、Nb : 0. 02 ?0. 03、Ni :0. 50 ?0. 60、Als :0. 20 ?0. 40,其它為 Fe 和殘留元素。
[0009] 2、工藝控制重點 2. 1轉爐冶煉工藝點要求 按潔凈鋼冶煉工藝標準進行控制，入爐廢鋼采取邊角料，出鋼碳控制在〇. 035%? 0. 055%，出鋼P < 0. 008% ;點吹次數(shù)不得大于2次，避免出鋼過程下渣。出鋼過程合金化 采取低碳錳鐵或金屬錳以減少增C。
[0010] 2. 2 LF精煉工藝點要求 精煉一加熱結束爐渣變白或黃白，白渣保持時間多30min，精煉結束的終渣為流動性良 好、粘度合適的泡沫白渣。精煉過程脫氧劑以鋁粒和硅鐵粉為主，控制電石脫氧劑的加入量 以避免增C，精煉總時間控制在50?60min，避免精煉時間過長增C嚴重導致成分超內控； LF精煉工序對Als成分的微調次數(shù)控制在2次以內。
[0011] 2. 3真空精煉工藝點要求 在< 67Pa下的保壓時間按彡22min進行控制，破真空后立即進行Ca處理，對夾雜物進 行改性，軟吹大于5min后吊鋼。
[0012] 2. 4模鑄澆注 采用銅板結晶器水冷模澆注，錠型選用需保證成品鋼板壓縮比多4.0。鑄澆注溫度按照 1550?1555°C進行控制，鋼水到站后執(zhí)行軟吹氬工藝，吹氬時間控制在5?lOmin，吹氬結 束后要求鎮(zhèn)靜5min后開澆。
[0013] 2. 5加熱工藝要點 鋼錠裝爐溫度：> 600?800°C，燜鋼時間：3小時。燜鋼結束升900?950°C期間，升 溫速度彡60?80°C /h，900?950°C保溫1小時；最高保溫溫度1260°C，保溫時間11?13 小時。其中：900?950°C升1260°C期間，升溫速度彡80?140°C /h。
[0014] 2. 6軋制工藝要點 采用兩階段軋制，一階段開軋溫度1050°C?1150°C，道次壓下量40mm?45mm，總壓下 率彡50%，晾鋼厚度300mm ;二階段開軋溫度< 920°C，終軋溫度830?860°C;乳后鋼板通過 ACC層流冷卻，返紅溫度650?680 °C。
[0015] 2. 7緩冷工藝要點 入緩冷坑溫度350?400°C，緩冷時間48?72小時； 2.8熱處理工藝要點 采用正火+水冷+回火工藝，鋼板裝爐爐溫< 780°C，爐溫均勻后方可升溫。正火保 溫溫度900?920°C，保溫時2. 0?2. 2mim/mm，正火鋼板出爐后入水冷卻120s，返紅溫度 650?680°C?；鼗鸨販囟?90?610°C，保溫時間3. 8?4. 3min/mm，鋼板出爐后風冷至 常溫。 實施例
[0016] 通過轉爐冶煉、LF精煉、真空脫氣、模鑄澆注、鋼錠加熱、乳制、緩冷、熱處理等工 藝，獲得如下表1所述化學成分的130_?150_超低溫成品鋼板，其中各工藝參數(shù)及力學 性能見如下表1、2。
[0017] 表I 130mm?150mm超低溫鋼的化學成分
【主權項】
1. 一種130mm?150mm厚度超低溫鋼板，其包含如下質量百分比的化學成分： C :0· 06 ?0· 09、Si :0· 25 ?0· 40、Mn :1· 60 ?1. 70、P :彡 0· 010、S :彡 0· 003、Nb : 0. 02 ?0. 03、Ni :0. 60 ?0. 70、Als :0. 20 ?0. 40,其它為 Fe 和殘留元素。
2. -種如權利要求1所述130mm?150mm厚度超低溫鋼板的生產(chǎn)方法，其生產(chǎn)方法 包括：轉爐冶煉、LF精煉、VD真空脫氣、模鑄錠澆注、鋼錠加熱、乳制、緩冷、熱處理；其特征 在于在轉爐冶煉工藝中，按潔凈鋼冶煉工藝標準進行控制，入爐廢鋼采取邊角料，出鋼碳控 制在0. 035%?0. 055%，出鋼P彡0. 008% ;點吹次數(shù)不得大于2次，避免出鋼過程下渣，出 鋼過程合金化采取低碳錳鐵或金屬錳以減少增C ;在LF精煉工藝中，精煉一加熱結束爐渣 變白或黃白，白渣保持時間多30min，精煉結束的終渣為流動性良好、粘度合適的泡沫白渣， 精煉過程脫氧劑以鋁粒和硅鐵粉為主，控制電石脫氧劑的加入量以避免增C，精煉總時間控 制在50?60min，避免精煉時間過長增C嚴重導致成分超內控；LF精煉工序對Als成分的 微調次數(shù)控制在2次以內；在真空精煉工藝中，在< 67Pa下的保壓時間按多22min進行控 制，破真空后立即進行Ca處理，對夾雜物進行改性，軟吹大于5min后吊鋼；在模鑄澆注工藝 中，采用銅板結晶器水冷模澆注，錠型選用需保證成品鋼板壓縮比多4. 0,鑄澆注溫度按照 1550?1555°C進行控制，鋼水到站后執(zhí)行軟吹氬工藝，吹氬時間控制在5?lOmin，吹氬結 束后要求鎮(zhèn)靜5min后開澆；在加熱工藝中，鋼錠裝爐溫度：> 600?800°C，燜鋼時間：3小 時，燜鋼結束升900?950°C期間，升溫速度彡60?80°C /h，900?950°C保溫1小時；最 高保溫溫度1260°C，保溫時間11?13小時，其中：900?950°C升1260°C期間，升溫速度 彡80?140°C /h ;在軋制工藝中，采用兩階段軋制，一階段開軋溫度1050°C?1150°C，道次 壓下量40mm?45mm，總壓下率彡50%，晾鋼厚度300mm ;二階段開軋溫度< 920°C，終軋溫度 830?860°C ;乳后鋼板通過ACC層流冷卻，返紅溫度650?680°C ;在緩冷工藝中，入緩冷 坑溫度350?400°C，緩冷時間48?72小時；在熱處理工藝中，采用正火+水冷+回火工 藝，鋼板裝爐爐溫< 780°C，爐溫均勻后方可升溫，正火保溫溫度900?920°C，保溫時2. 0 ?2. 2mim/mm，正火鋼板出爐后入水冷卻120s，返紅溫度650?680°C，回火保溫溫度590? 610°C，保溫時間3. 8?4. 3min/mm，鋼板出爐后風冷至常溫。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種130mm～150mm厚度超低溫鋼板及其生產(chǎn)方法，其包含如下質量百分比的化學成分：C：0.06～0.09、Si：0.25～0.40、Mn：1.60～1.70、P：≤0.010、S：≤0.003、Nb：0.02～0.03、Ni：0.60～0.70、Als：0.20～0.40，其它為Fe和殘留元素。其采取的生產(chǎn)方法包括：轉爐冶煉、LF精煉、VD真空脫氣、模鑄錠澆注、鋼錠加熱、軋制、緩冷、熱處理。本發(fā)明通過合理的化學成分設計，LF+VD工藝來保證鋼質的潔凈度，其屈服強度控制在290～365MPa，抗拉強度控制在435～545？MPa，伸長率控制在24%～29%，-70℃V型沖擊吸收能控制在157～318？J，-80℃V型沖擊吸收能控制在≥70J。該厚度超低溫鋼板，可用于低溫壓力容器制造、低溫環(huán)境海洋平臺設備等。
【IPC分類】C22C33-04, C22C38-12
【公開號】CN104561772
【申請?zhí)枴緾N201410823858
【發(fā)明人】朱書成, 許少普, 楊東, 康文舉, 朱先興, 唐鄭磊
【申請人】南陽漢冶特鋼有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月26日