一种船储罐用低屈强比型钢板及其制造方法与流程

文档序号:31850220发布日期:2022-10-19 00:54阅读:43来源:国知局

1.本发明涉及钢铁生产技术领域,特别是涉及一种船储罐用低屈强比型钢板及其制造方法。


背景技术:

2.液化石油气主要组成成分是丙烷和丁烷,其液化温度在-40℃以下,而且膨胀系数高,目前主要通过海运来完成。为了保证更大的运载量,lpg船用储罐朝着大型化、高强化的方向发展,同时又对储罐用钢板的低温韧性、焊接性要求增高。
3.目前,国内储罐设计最高钢级为610mpa级别,国外最高钢级为en10028-6标准淬火加回火的可焊接细晶粒钢p690ql1,具有强度高、低温韧性好、易于焊接等优点,越来越多应用到大型lpg储罐制造。为进一步提高大型承压容器设备的安全系数,lpg船用储罐设计还提出了屈强比≤0.90的苛刻要求。由于采用淬火+回火工艺,生产的高强钢板屈强比偏高,不能满足船用储罐大型化建造的高安全系数要求。也有通过高nb、ni贵重合金设计,采用钢锭开坯轧制、大压缩比要求进行钢板生产,工艺流程复杂、生产成本高。
4.申请号201910547032.6的“一种船用储罐p690ql1钢板及制造方法”,该发明成分设计c含量偏高,其中c:0.14%~0.18%,采用常规淬火+回火工艺生产,p690ql1钢板不能满足屈强比≤0.90的技术要求。
5.申请号:202010609475.6的“一种冲击韧性高于lpg船储罐用p690ql2钢板的新型钢板及其生产方法”,该发明成分设计贵重合金含量高,如nb:0.030%~0.060%、ni:0.30%~1.50%,采用钢锭加热、开坯轧制后,再进行加热、控制轧制,生产工艺流程复杂、生产成本高,另外生产要求钢板压缩比≥6,通过较大的压缩比轧制获得细化的回火贝氏体+索氏体组织,一般采用连铸坯难以满足该发明厚板轧制要求。


技术实现要素:

6.本发明针对上述技术问题,克服现有技术的缺点,提供一种船储罐用低屈强比型钢板,其化学成分按重量百分比计为:c:0.08%~0.12%,mn:1.00%~1.50%,si:0.10%~0.50%,p≤0.015%,s≤0.005%,nb≤0.029%,ti≤0.02%,cr:0.20%~0.50%,mo:0.20%~0.50%,ni:0.10%~0.29%,alt:0.020%~0.060%,b:0.001%~0.002%,pcm≤0.23%,其余部分为fe和杂质。
7.本发明进一步限定的技术方案是:前所述的一种船储罐用低屈强比型钢板,其化学成分按重量百分比计为:c:0.08%~0.10%,mn:1.20%~1.50%,si:0.10%~0.40%,p≤0.015%,s≤0.005%,nb≤0.029%,ti≤0.02%,cr:0.20%~0.40%,mo:0.20%~0.40%,ni:0.10%~0.21%,alt:0.020%~0.060%,b:0.001%~0.002%,pcm≤0.22%,其余部分为fe和杂质。
8.前所述的一种船储罐用低屈强比型钢板,其化学成分按重量百分比计为:c:0.10%~0.12%,mn:1.00%~1.20%,si:0.20%~0.50%,p≤0.015%,s≤0.005%,nb≤0.020%,ti≤
0.02%,cr:0.30%~0.50%,mo:0.30%~0.50%,ni:0.20%~0.29%,alt:0.020%~0.060%,b:0.001%~0.002%,pcm≤0.23%,其余部分为fe和杂质。
9.本发明的另一目的在于提高一种船储罐用低屈强比型钢板制造方法,包括以下步骤:炼钢:钢板化学成分按重量百分比所前所述;铸坯加热:连铸坯入加热炉加热,加热温度1180~1220℃,加热系数10.0~14.0 min/cm;控制轧制:采用2阶段控轧工艺,第一阶段粗轧轧制终了温度≥1000℃,最后2道次压下率≥15%;第二阶段开轧温度840~880℃,终轧温度800~840℃;控制冷却:轧制后的钢板入超快冷系统进行快速冷却至室温,超快冷共12组水,前4组按最大流量冷却,流量300~350m3/h;热处理:包括临界区淬火+回火,其中钢板淬火温度825~845℃,在炉时间(1.5*h+30)~(1.5*h+50)分钟;钢板回火温度550~600℃,在炉时间(2.5*h+20)~(2.5*h+60)分钟,h为钢板厚度,单位mm。
10.前所述的一种船储罐用低屈强比型钢板制造方法,钢板最大厚度为80mm。
11.前所述的一种船储罐用低屈强比型钢板制造方法,钢板屈服强度≥690mpa,抗拉强度≥780mpa,-40℃低温冲击功≥100j,屈强比≤0.90。
12.本发明的有益效果是:(1)本发明采用低碳(≤0.12%)、低pcm成分设计,适量cr、mo元素提高钢的淬透性,通过连铸坯轧制、轧后在线淬火和离线临界区淬火+回火技术等,提高钢板的低温冲击性能和伸长率,同时还能够获得较低的屈强比,开发出一种船储罐用低屈强比型p690ql1钢板;(2)本发明钢板最大厚度80mm,钢板-40℃低温冲击功≥100j,屈强比≤0.90,满足船用储罐大型化建造的高安全系数要求,综合力学性能指标高于国内外同类钢材水平;(3)本发明在较低ni、nb合金含量,且无需大压缩比≥6倍的条件下,通过在线淬火的晶粒细化、析出强化、位错强化作用来提高强度,由于在未完全奥氏体化温度临界区淬火,保留了一定含量的原始组织,经离线淬火+回火后获得软硬相匹配的组织,大幅度提高钢板的低温冲击性能和伸长率,同时还能够获得较低的屈强比;(4)本发明钢板加工、焊接性能优异,lpg船用储罐市场需求量很大。
具体实施方式
13.实施例1本实施例提供的一种船储罐用低屈强比型钢板,钢板厚度为80mm,制造方法包括以下步骤:炼钢:成分含量(wt)为:c:0.10%、si:0.26%、mn:1.22%、p:0.008%、s:0.002%、alt:0.034%、nb:0.028%、v:0.047%、ti:0.015%、cr:0.43%、mo:0.37%、ni:0.27%、b:0.0014%、pcm:0.22%,其余为fe和杂质;铸坯加热:320mm铸坯入加热炉加热加热温度1214℃,加热系数10.7 min/cm,确保了铸坯表面、芯部温度均匀,有效控制了原始晶粒度的尺寸;控制轧制:采用2阶段控轧工艺,第一阶段粗轧轧制终了温度1018℃,最后2道次压
下率19%、17%;第二阶段开轧温度844℃,终轧温度827℃;控制冷却:轧制后的钢板入超快冷系统进行快速冷却至室温,超快冷共12组水,前4组按最大流量冷却,流量348m3/h;热处理:钢板淬火温度845℃,在炉时间150分钟;钢板回火温度560℃,在炉时间240分钟。
14.本规格钢板力学性能为:屈服强度718mpa,抗拉强度835mpa,断后伸长率21.5%,-40℃冲击功akv:119j、121j、145j,屈强比0.86。
15.实施例2本实施例提供的一种船储罐用低屈强比型钢板,钢板厚度为60mm,制造方法包括以下步骤:炼钢:成分含量(wt)为:c:0.09%、si:0.29%、mn:1.24%、p:0.010%、s:0.003%、alt:0.032%、nb:0.025%、v:0.045%、ti:0.012%、cr:0.33%、mo:0.31%、ni:0.25%、b:0.0015%、pcm:0.21%,其余为fe和杂质;铸坯加热:260mm铸坯入加热炉加热,加热温度1203℃,加热系数10.8 min/cm,确保了铸坯表面、芯部温度均匀,有效控制了原始晶粒度的尺寸;控制轧制:采用2阶段控轧工艺,第一阶段粗轧轧制终了温度1009℃,最后2道次压下率20%、18%;第二阶段开轧温度841℃,终轧温度812℃;控制冷却:轧制后的钢板入超快冷系统进行快速冷却至室温,超快冷共12组水,前4组按最大流量冷却,流量342m3/h;热处理:钢板淬火温度838℃,在炉时间120分钟;钢板回火温度570℃,在炉时间190分钟。
16.本规格钢板力学性能为:屈服强度733mpa,抗拉强度843mpa,断后伸长率21%,-40℃冲击功akv:136j、138j、148j,屈强比0.87。
17.实施例3本实施例提供的一种船储罐用低屈强比型钢板,钢板厚度为50mm,制造方法包括以下步骤:炼钢:成分含量(wt)为::c:0.08%、si:0.22%、mn:1.37%、p:0.011%、s:0.002%、alt:0.035%、nb:0.022%、v:0.041%、ti:0.016%、cr:0.32%、mo:0.23%、ni:0.19%、b:0.0016%、pcm:0.20%,其余为fe和杂质;铸坯加热:260mm铸坯入加热炉加热,加热温度1189℃,加热系数11.9 min/cm,确保了铸坯表面、芯部温度均匀,有效控制了原始晶粒度的尺寸;控制轧制:采用2阶段控轧工艺,第一阶段粗轧轧制终了温度1007℃,最后2道次压下率21%、19%;第二阶段开轧温度865℃,终轧温度833℃;控制冷却:轧制后的钢板入超快冷系统进行快速冷却至室温,超快冷共12组水,前4组按最大流量冷却,流量336m3/h;热处理:钢板淬火温度832℃,在炉时间110分钟;钢板回火温度580℃,在炉时间170分钟。
18.本规格钢板力学性能为:屈服强度726mpa,抗拉强度825mpa,断后伸长率20.5%,-40℃冲击功akv:159j、171j、141j,屈强比0.88。
19.除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。
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