专利名称：一种lpg船储罐用钢板及其生产方法
技术领域：
本发明涉及钢冶炼技术领域，具体涉及ー种LPG船储罐用钢板及其生产方法。
背景技术：
随着国民经济建设的发展，市场对高屈服強度如590MPa以上级别的调质高強度钢需求量日益増大，特别是LPG船储罐等行业对钢板的力学性能、焊接性能提出了很高的要求。LPG船储罐用钢是ー种调质型高强度钢。储罐的适装货种丙烷、丙烯、丙烷/ 丁烷混合气、正丁烷、异丁烷、丁烯、丁ニ烯、氯こ烯单体、异戊ニ烯、戊烷、戊烯、ニ甲醚等产品。货物中可能的H2S含量H2S< IOppmo不装载可能产生应力腐蚀的货品，如无水氨(NH3)等。
发明内容
本发明的目的是提供ー种LPG船储罐用钢板，同时还涉及一种该钢板的生产方法。为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是，ー种LPG船储罐用钢板是由以下重量百分含量的组分组成C :0. 14% 0. 16%, Si :0. 20% 0. 40%, Mn :1. 05% 1. 10%,P 彡 0. 012%, S 彡 0. 005%, Cr :0. 30% 0. 35%, Ni :0. 40% 0. 45%, Mo :0. 25% 0. 30%, Nb
0.02% 0. 03%, V :0. 0359T0. 040%, Ti :0. 01% 0. 02%, B :0. 0015% 0. 0020%, N 彡 0. 010%,Cu彡0. 20%, Al总:0. 02% 0. 05%，余量为Fe和不可避免的杂质。所述的LPG船储罐用钢板的厚度为8 50mm。本发明的目的还在于提供了ー种LPG船储罐用钢板的生产方法，以得到高強度，高低温韧性、抗层状撕裂性能好的LPG船储罐用钢板。本发明采用了ー种LPG船储罐用钢板的生产方法，具体步骤如下
(1)冶炼将含有以下重量百分比C :0. 14% 0. 16%, Si :0. 20% 0. 40%, Mn
1.05% 1. 10%, P^O. 012%, S^O. 005%, Cr 0. 30%"0. 35%, Ni 0. 40%"0. 45%, Mo
0.259T0. 30%, Nb :0. 029^0. 03%, V :0. 0359^0. 040%, Ti :0. OP/TO. 02%, B :0. 00159^0. 0020%,N彡0. 010%, Cu ( 0. 20%, Al总0. 02% 0. 05%组分的钢水先经电弧炉冶炼，然后送入LF精炼炉精炼并调整成分，精炼过程中保证精炼渣白，以保证脱氧效果，最后转入VD真空脱气炉真空处理；
(2)浇铸冶炼后的钢水进行浇铸，得到铸坯，所述铸坯为连铸坯；
(3)加热所述的连铸坯在连续炉内加热，最高加热温度为122(Tl240°C，总加热时间为タ 12min/mm ；
(4)轧制采用II型控轧エ艺，分两个阶段进行轧制，第一阶段为奥氏体再结晶阶段，轧制温度为1050 1100で，道次压下率彡10%，累计压下率为30飞0%;第二阶段为奥氏体非再结晶阶段，开轧温度彡920°C，累计压下率为5(T70%，轧制后得到半成品钢板；
(5)冷却半成品钢板采用水冷，返红温度为700±10°C；(6)调质采用淬火+回火方式进行调整，淬火温度为890±10°C，保温时间2. Omin/mm，辊速3 7m/min ;淬火后再经过回火，回火温度为640 660で，保温时间为5. 5 7. 5min/mm，得到成品钢板。步骤⑴中所述的在精炼时向钢液中加入Al线，真空处理的真空度为彡66Pa，真空保持时间为15min。
步骤⑵中所述的浇铸采用连铸エ艺，过热度为1(T25°C，拉坯速率为
0.80^1. 10m/min。步骤(6)中所述的淬火介质为水。本发明的LPG船储罐用钢板中的各组分的作用为
C :0. 14% 0. 16%，碳对钢的強度、低温冲击韧性、焊接性能产生显著影响；碳含量过高，则会影响钢的焊接性能以及耐大气腐蚀能力，过低则降低钢的淬透性。Si :0. 20% 0. 40%，硅在炼钢过程中作为还原剂和脱氧剂，硅和钥、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用；当硅含量过高时，会造成钢的韧性下降，降低钢的焊接性倉^:。Mn :1. 05% I. 10%，锰成本低廉，能增加钢的韧性、强度和硬度，提高钢的淬透性，改善钢的热加工性能；但锰量过高，则会减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。P彡0. 012%、S彡0. 005% :在一般情况下，磷和硫都是钢中有害元素，增加钢的脆性；磷使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏；硫降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹；因此应尽量减少磷和硫在钢中的含量。Ni :0. 40% 0. 45%，镍能提高钢的强度，提高低温冲击韧性和降低冷脆转变温度；镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力；镍能够增加奥氏体的过冷度，从而细化组织，取得強化效果；但镍属于贵重金属，用量应在性能和成本间取ー个良好的平衡点。Cr :0. 30% 0. 35%，铬能显著提高钢的强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。V :0. 035% 0. 040%，钒是钢的优良脱氧剂；钢中加钒可细化组织晶粒，提高强度和韧性；钒与碳形成的碳化物，在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。Nb :0. 020% 0. 030%,铌的加入是为了促进钢轧制显微组织的晶粒细化,可同时提高强度和韧性，在钥存在条件下，铌可在控轧过程中通过抑制奥氏体再结晶有效的细化显微组织，并通过析出強化来提高淬透性；铌可降低钢的过热敏感性及回火脆性；焊接过程中，铌、硼原子的偏聚及析出可以阻碍加热时奥氏体晶粒的粗化，并保证焊接后得到比较细小的热影响区组织，改善焊接性能。Ti :0. 010% 0. 020%，可形成细小的钛的碳、氮氧化物颗粒，在板坯再加热过程中可通过阻止奥氏体晶粒的粗化而得到较为细小的奥氏体显微组织；钛的氮化物颗粒的存在可抑制焊接热影响区的晶粒粗化；钛可同时提高基体金属和焊接热影响区的低温韧性，阻止游离氮对钢的淬透性产生的不利影响。B :0. 0015% 0. 0020%，钢中加入微量的硼可改善钢的致密性和热轧性能，提高强度。Mo :0. 25% 0. 30%，在含硼钢中，钥对淬透性的影响尤为显著。当钥与铌同时加入吋，钥在控制轧制过程中可增大对奥氏体再结晶的抑制作用，进而促进奥氏体显微组织的细化；但过多的钥会损害焊接时形成的热影响区的韧性，降低钢的可焊性且成本高。Al :0. 020% 0. 050%,铝是钢中常用的脱氧剂，且钢中加入少量的铝，可细化晶粒，提高冲击韧性；铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能，铝与铬、硅合用，可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力，但过高则影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性倉^:。Cu ^ 0. 20% :铜对钢板的耐腐蚀性、耐候性有一定的贡献，但还会引起蓝脆现象，此处作为杂质元素进行上限限制，防止蓝脆现象产生。N^O. 010% :氮含量有上限要求下限不做限制，在エ艺设备能力下尽可能降低，以达到钢质纯净、力学性能均匀的目的。本发明的交货状态为淬火加回火，采用淬火加回火エ艺生产的8 50mm厚的LPG船 储罐用钢板的强韧性明显提高；由于采用II型控轧エ艺，分为两个阶段分别进行轧制，解决了轧机轧制压力不足而造成的晶粒粗大不均、冲击韧性减低现象，且增大了钢板的厚度规格。本发明的LPG船储罐用钢板具有以下优点(I)强韧性匹配良好，屈服強度彡690Mpa，抗拉强度为770 940Mpa，A彡14%，_20°C横向冲击功彡100J，冷弯试验(D=3a，180。)结果完好；(2)抗层状撕裂性能好，Z彡35% ； (3)钢质纯净，P彡0. 012%, S^O. 005% ；
(4)钢板内部致密，可以满足JB/T4730. 3-2005 I级探伤标准的要求。
具体实施例方式实施例I
本实施例的LPG船储罐用钢板由以下重量百分含量的组分组成C 0. 15%，Si 0. 24%，Mn 1. 06%, P 0. 009%, S :0. 003 %, Mo :0. 26%, Ni :0. 41%, Cr :0. 32%, Nb :0. 023%, Ti :0. 016%,Al 总:0. 047%, V :0. 039%, B :0. 0019%, Cu :0. 07%, N :0. 0065%，余量为 Fe 及不可避免的夹杂。
本实施例的LPG船储罐用钢板的Ceq为0. 48%，钢板的厚度为42mm。本实施例的LPG船储罐用钢板的生产方法，具体步骤为
(1)冶炼将含有上述各重量百分含量化学成份的钢水先在90吨UHP电炉中冶炼，然后送入LF精炼炉精炼，喂Al线450米，精炼过程保证精炼渣白，以保证脱氧效果；精炼完毕后吊包VD炉真空处理，真空度为65Pa，保持时间为15min ；
(2)浇铸冶炼后的钢水进行浇铸，采用连铸エ艺，过热度为10°C，拉坯速率为I.05m/min,得到连铸还；
(3)加热连铸坯放入连续炉内加热，最高加热温度为1240°C，总加热时间为12min/
mm ；
(4)轧制采用II型控轧エ艺，分为两个阶段进行轧制，第一阶段为奥氏体再结晶阶段，轧制温度为1050°C，道次压下率10%，累计压下率为30%;第二阶段为奥氏体非再结晶阶段，轧制温度为910°C，累计压下率为50%，轧制后得到半成品钢板；
(5)冷却半成品钢板采用水冷，返红温度为708°C；
(6)调质采用淬火+回火方式进行调质,淬火的冷却介质为水,淬火温度为890°C，保温时间为2. Omin/mm，辊速4m/min ;淬火后再经过回火，回火温度为640°C，保温时间为5.5min/mm,得钢板成品。本实施例钢板的力学性能屈服强度779MPa，抗拉强度831MPa，A为19% ;_20°C冲击功 AKV (横向)139J、129J、134J，冷弯试验(D=3a, 180° )结果完好；Z :67%、71%、72%。实施例2
本实施例的LPG船储罐用钢板由以下重量百分含量的组分组成C 0. 16%，Si 0. 26%，Mn 1. 06%, P 0. 010%, S :0. 002 %, Mo :0. 27%, Ni :0. 41%, Cr :0. 32%, Nb :0. 023%, Ti :0. 016%,Al 总:0. 040%, V :0. 038%, B :0. 0019%, Cu :0. 08%, N :0. 0062%，余量为 Fe 及不可避免的夹杂。本实施例的LPG船储罐用钢板的Ceq为0. 49%，钢板的厚度为50mm。本实施例的LPG船储罐用钢板的生产方法，具体步骤为
(1)冶炼将含有上述各重量百分含量化学成份的钢水先在90吨UHP电炉中冶炼，然后送入LF精炼炉精炼，喂Al线500米，精炼过程保证精炼渣白，以保证脱氧效果；精炼完毕 后吊包VD炉真空处理，真空度为64Pa，保持时间为20min ；
(2)浇铸冶炼后的钢水进行浇铸，采用连铸エ艺，过热度为15°C，拉坯速率为I.05m/min,得到连铸还；
(3)加热连铸坯放入连续炉内加热，最高加热温度为1240°C，总加热时间为Ilmin/
mm ；
(4)轧制采用II型控轧エ艺，分为两个阶段进行轧制，第一阶段为奥氏体再结晶阶段，轧制温度为1050°C，道次压下率10%，累计压下率为30% ;第二阶段为奥氏体非再结晶阶段，轧制温度为915°C，累计压下率为50%，轧制后得到半成品钢板；
(5)冷却半成品钢板采用水冷，返红温度为702°C；
(6)调质采用淬火+回火方式进行调质,淬火的冷却介质为水,淬火温度为890°C，保温时间为2. Omin/mm，辊速3m/min，淬火后再经过回火，回火温度为640°C，保温时间为
4.5min/mm,得钢板成品。
本实施例钢板的力学性能屈服强度777MPa，抗拉强度829MPa，A为17% ;_20°C冲击功 AKV(横向)131J、118J、142J，冷弯试验(D=3a, 180° )结果完好；Z :65%、70%、72%。
权利要求
1.ー种LPG船储罐用钢板，其特征在干，由以下重量百分含量的组分组成C:0. 14% 0. 16%, Si 0. 20%"0. 40%, Mn :1. 05%"I. 10%, P^O. 012%, S^O. 005%, Cr 0. 309T0. 35%, Ni :0. 409^0. 45%, Mo :0. 25%"0. 30%, Nb :0. 02%"0. 03%, V :0. 035%"0. 040%, Ti 0.01% 0. 02%, B 0. 0015% 0. 0020%, N ^ 0. 010%, Cu く 0. 20%，Al 总:0. 02% 0. 05%，余量为 Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求I所述的LPG船储罐用钢板，其特征在于，所述的钢板的厚度为8 60mmo
3.—种如权利要求I所述的LPG船储罐用钢板的生产方法，其特征在于，所述的具体步骤如下 (1)冶炼将含有以下重量百分比C :0. 14% 0. 16%, Si :0. 20% 0. 40%, Mn 1.05% 1. 10%, P^O. 012%, S^O. 005%, Cr 0.30%"0.35%, Ni 0.40%"0.45%, Mo 0. 259T0. 30%, Nb :0. 029^0. 03%, V :0. 0359^0. 040%, Ti :0. OP/TO. 02%, B :0. 00159^0. 0020%,N彡0. 010%, Cu ( 0. 20%, Al总0. 02% 0. 05%组分的钢水先经电弧炉冶炼，然后送入LF精炼炉精炼并调整成分，最后转入VD真空脱气炉真空处理； (2)浇铸冶炼后的钢水进行浇铸，得到铸坯； (3)加热所述的铸坯在连续炉内加热，最高加热温度为122(Tl240°C，总加热时间为^ 12mi n/mm ； (4)轧制采用II型控轧エ艺，分两个阶段进行轧制，第一阶段为奥氏体再结晶阶段，轧制温度为105(T110(TC，道次压下率彡10%，累计压下率为30飞0%;第二阶段为奥氏体非再结晶阶段，开轧温度彡920°C，累计压下率为5(T70%，轧制后得到半成品钢板； (5)冷却半成品钢板采用水冷，返红温度为700±10°C； (6)调质采用淬火+回火方式进行调整，淬火温度为890±10°C，保温时间2.Omin/mm，辊速3 7m/min ;淬火后再经过回火，回火温度为640 660で，保温时间为5. 5 7. 5min/mm，得到成品钢板。
4.根据权利要求3所述的LPG船储罐用钢板的生产方法，其特征在于，步骤(I)中所述的在精炼时向钢液中加入Al线，真空处理的真空度为< 66Pa，真空保持时间为15min。
5.根据权利要求3所述的LPG船储罐用钢板的生产方法，其特征在于，步骤(2)中所述的浇铸采用连铸エ艺，过热度为1(T25°C，拉坯速率为0. 8(Tl. 10m/min。
6.根据权利要求3所述的LPG船储罐用钢板的生产方法，其特征在于，步骤(6)中所述的淬火介质为水。
全文摘要
本发明公开了一种LPG(液化石油气)船储罐用钢板，同时，还公开了一种该钢板的生产方法。本发明的LPG船储罐用钢板，是由以下重量百分含量的组分组成C0.14%~0.16%，Si0.20%~0.40%，Mn1.05%~1.10%，P≤0.012%，S≤0.005%，Cr0.30%~0.35%，Ni0.40%~0.45%，Mo0.25%~0.30%，Nb0.02%~0.03%，V0.035%~0.040%，Ti0.01%~0.02%，B0.0015%~0.0020%，N≤0.010%，Cu≤0.20%，Al总0.02%~0.05%，余量为Fe和不可避免的杂质。该钢板的生产方法包括以下步骤冶炼→LF/VD精炼→浇铸→加热→轧制→冷却→调质→成品钢板。本发明的LPG船储罐用钢板的厚度为8~50mm，该钢板的致密性高，强度高，低温冲击韧性好，抗层状撕裂性能良好，能够满足LPG船储罐的要求，用于储存LPG等介质。
文档编号B21B37/74GK102653845SQ201210121739
公开日2012年9月5日 申请日期2012年4月24日 优先权日2012年4月24日
发明者刘生, 吴天育, 吴涛, 宋向前, 庞辉勇, 张萌, 牛红星, 王全胜, 莫德敏, 袁忠业, 赵文忠, 车金锋 申请人:河北钢铁集团有限公司, 舞阳钢铁有限责任公司