一种低温储罐用高镍钢的制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种低温储罐用高镍钢的制造方法，转炉冶炼过程做到碳温协调，LF+VD复合精炼，保证了对钢成分和气体含量的准确控制；相对于普通板坯，增加缓冷工序，最大程度降低铸坯内部的气体含量，改善铸坯内部质量；板坯喷丸、包铁皮处理改善了铸坯的表面质量，保证了铸坯在轧前表面光洁无缺陷，进而改善了钢板的表面质量；控制轧制和热处理工序，是出于对高镍钢板晶粒尺寸和微观组织的控制考虑，保证了钢板的强度和低温韧性。采用本发明制造的高镍钢，其屈服强度≥390MPa，抗拉强度≥530MPa，延伸率≥20%，断面收缩率≥50%，-120℃?V型冲击功≥150J，侧膨胀≥2.0。
【专利说明】一种低温储罐用高镍钢的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于高合金钢制造领域，具体涉及一种建造液化乙烯气(LEG)储罐用的高镍钢的制造方法。
【背景技术】
[0002]随着全世界范围内对乙烯使用量的日益扩大，对建造液化乙烯气(LEG)储罐用高镍钢的需求也日益迫切，高镍钢不仅要满足_120°C低温环境下的使用要求，还要求具有高强度。高含量镍的加入，影响了钢液的流动性，不利于冶炼及连铸过程中成分的均匀化以及杂质和气体的上浮。高镍钢铸坯表面在加热过程中极易产生难以去除的氧化铁皮，进而影响到轧后钢板的表面质量。钢板对于强度和_120°C冲击韧性的标准也对钢板的组织控制提出了严格的要求。本发明申请以前，未见相关专利申请。
[0003]5Ni钢的国际标准目前有欧洲的EN10028-4和日本的JIS G 3127，前者对Ni含量的规定是4.75飞.25%，后者对Ni含量的规定是4.75~6.00%。
[0004]关于5Ni钢的论文很少，只有洛阳船舶材料研究所的胡素坤在1988年和1989年在《材料科学进展》和《材料开发与应用》上发表了两篇5Ni钢微观组织与热处理工艺的文章，但是文章中没有列出试验钢的化学成分，且其钢板强度远远超过现行5Ni钢国际标准中的规定，因此，上述文章中提及的5Ni钢与本发明并不相符。江南造船厂焊接研究所的赵伟兴1994年在《焊接技术》上发表题为“防止5Ni钢弧坑裂纹的工艺措施”的文章，文中并未提及成分及材料来源，且所述内容与本发明不同。1996年，上海交通大学的徐洲在《热加工工艺》上发表题为“Fe-5Ni合金奥氏体高温变形行为”的文章，合金C含量达到0.005%,成分与内容皆与本发明所述不同。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于对上述难点提供一种低温储罐用高镍钢的制造方法，采用转炉冶炼+精炼(LF+VD)，保证了对钢中成分和气体含量的精确控制；连铸板坯缓冷，保证铸坯的内部质量；铸坯喷丸、包铁皮处理改善了铸坯的表面质量；采用控制轧制细化了钢板轧态组织；淬火+回火热处理保证钢板的强度和低温韧性。
[0006]本发明所涉及的高镍钢，其化学成分按重量百分比计为:C:0.0f0.10%,Si:0.10~0.35%, Mn:0.30~0.80%, N1:4.50~6.00%, S:≤ 0.005%, P:≤ 0.008%, Als:
0.015~0.050%，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明将Ni含量的下限调整到4.50%，上限取日本标准。
[0007]上述高镍钢的制造技术方案为:
[0008](I)转炉+精炼(LF+VD):转炉冶炼过程做到碳温协调，LF精炼过程精确控制成分，钢包保持净吹氩3-5分钟，VD精炼过程保证钢中气体含量，保压时间15-20分钟，要求[H] ≤ 2ppm, [O]≤20ppm ；
[0009](2)板坯缓冷:连铸坯进行缓冷，使板坯中的气体得到充分的扩散排出，最大程度降低板还气体含量；
[0010](3)板坯喷丸、包铁皮:连铸板坯缓冷后进行喷丸处理，去除表面缺陷，若板坯表面在喷丸后出现微裂纹或凹坑，应辅以修磨处理，对凹坑的修磨应保证深宽比1:5的要求。板坯进入加热炉之前在其上下表面覆盖冷轧薄板，减少铸坯上下表面与加热炉中的氧化性气氛的接触空间，从而减轻铸坯上下表面在加热炉中的氧化程度；
[0011](4)轧制:采用两阶段控制轧制，一阶段开轧温度> 1050°C，二阶段开轧温度≥880°C，终轧温度75(T800°C轧后空冷。对于第一阶段高于1050°C的再结晶区轧制，是为了确保奥氏体有足够的延伸，充分发挥控制轧制的强化作用；对于高于880°C的未再结晶区轧制，是为了增大铁素体的有效形核面积，细化铁素体晶粒；终轧温度控制在750°C以上是考虑轧机的轧制能力，控制在800°C以下是为了尽量减小轧后空冷过程中的晶粒长大；
[0012](5)淬火+回火热处理:将室温钢板进加热炉，在80(T85(rC保温2min/mm淬火，在55(T600°C保温4min/mm回火后空冷。高镍钢淬火+回火热处理的目的是得到回火索氏体组织，保证钢板的强度和低温韧性。
[0013]本发明的特点和产生的积极效果是:
[0014](1)采用本技术方案制造的高镍钢，其屈服强度≥390MPa，抗拉强度≥530MPa，延伸率≥20%，断面收缩率≥50%, -120°C V型冲击功≥150J，侧膨胀≥2.0 ；
[0015](2) LF+VD复合精炼，保证了对钢成分和气体含量的精确控制；
[0016](3)相对于普通板坯，增加缓冷工序，最大程度降低铸坯内部的气体含量，改善铸坯内部质量；
[0017](4)板坯喷丸、包铁皮处理改善了铸坯的表面质量，保证了铸坯在轧前表面光洁无缺陷，进而改善了钢板的表面质量；
[0018](5)控制轧制和热处理工序，是出于对高镍钢板晶粒尺寸和微观组织的控制考虑，保证了钢板的强度和低温韧性。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为4%硝酸酒精溶液腐蚀的按实例一方案制造的钢板光学显微镜下的组织照片;
[0020]图2为4%硝酸酒精溶液腐蚀的按实例五方案制造的钢板在扫描电镜下的组织照片。
【具体实施方式】
[0021]高镍钢的化学成分见表1。冶炼、连铸工艺具体为:采用100吨氧气顶吹转炉冶炼，吹炼过程中掌握好枪位，做到碳温协调；LF精炼过程调整成分，钢包保持净吹氩5分钟；VD精炼过程保压15分钟，测定H、0含量，保证[H] ( ( 2ppm, [O] ( 20ppm ;连铸板坯缓冷，缓冷时间48小时。
[0022]表1高镍钢的化学成分wt%
[0023]
【权利要求】
1.一种低温储罐用高镍钢的制造方法，其特征在于包括以下步骤: (1)转炉+精炼:转炉冶炼过程做到碳温协调，LF精炼过程准确控制成分，钢包保持净吹氩3-5分钟，VD精炼过程保证钢中气体含量，保压时间15-20分钟，要求[H]≤ 2ppm,[O]≤20ppm ； (2)板坯缓冷:连铸坯进行缓冷，使板坯中的气体得到充分的扩散排出，最大程度降低板还气体含量； (3)板坯喷丸、包铁皮:连铸板坯缓冷后进行喷丸处理，去除表面缺陷，板坯进入加热炉之前在其上下表面覆盖冷轧薄板，减少铸坯上下表面与加热炉中的氧化性气氛的接触空间，从而减轻铸坯上下表面在加热炉中的氧化程度； (4)轧制:采用两阶段控制轧制，一阶段开轧温度≥1050°C，二阶段开轧温度≥880°C,终轧温度750~800°C轧后空冷； (5)淬火+回火热处理:将室温钢板进加热炉，在800~850℃保温2min/mm淬火，在550~600°C保温4min/mm回火后空冷。
2.根据权利要求1所述的一种低温储罐用高镍钢的制造方法，其特征在于:钢的化学成分按重量百分比计为:c:0.01~0.10%, Si:0.10~0.35%, Mn:0.30~0.80%, N1:4.50~6.00%,S；≤0.005%, P≤0.008%, Als:0.015~0.050%，余量为 Fe 和不可避免的杂质。
【文档编号】C22C38/08GK103509999SQ201210205820
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年6月20日 优先权日:2012年6月20日
【发明者】朱莹光, 侯家平, 敖列哥 申请人:鞍钢股份有限公司