一种130mm～150mm厚度超低温钢板及其的生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于中厚钢板生产技术领域，具体涉及到一种130_?150_厚度超低温钢板 及其生产方法。
【背景技术】
[0002] 随着工业化的发展，大厚度超低温钢板的需求也越来越迫切，传统的低温钢板已 不能满足一些工业上设计的需求，这给实际应用造成了极大的不便。
【发明内容】
[0003] 针对上述问题，本发明提供一种生产简便、厚度为130mm?150mm超低温钢板及其 生产方法。
[0004] 为达到上述目的，本发明采取的技术方案中厚度130mm?150mm厚的超低温钢板 包含如下质量百分比的化学成分（单位，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,其它为 Fe 和残留元素。
[0005] 为得到上述产品，本发明采取的生产方法包括：转炉冶炼、LF精炼、VD真空脱气、 模铸锭浇注、钢锭加热、乳制、缓冷、热处理；在转炉冶炼工艺中，按洁净钢冶炼工艺标准进 行控制，入炉废钢采取边角料，出钢碳控制在〇. 035%?0. 055%，出钢P < 0. 008% ;点吹次 数不得大于2次，避免出钢过程下渣，出钢过程合金化采取低碳锰铁或金属锰以减少增C ; 在LF精炼工艺中，精炼一加热结束炉渣变白或黄白，白渣保持时间多30min，精炼结束的终 渣为流动性良好、粘度合适的泡沫白渣，精炼过程脱氧剂以铝粒和硅铁粉为主，控制电石脱 氧剂的加入量以避免增C，精炼总时间控制在50?60min，避免精炼时间过长增C严重导 致成分超内控；LF精炼工序对Als成分的微调次数控制在2次以内；在真空精炼工艺中，在 < 67Pa下的保压时间按彡22min进行控制，破真空后立即进行Ca处理，对夹杂物进行改 性，软吹大于5min后吊钢；在模铸浇注工艺中，采用铜板结晶器水冷模浇注，锭型选用需保 证成品钢板压缩比多4. 0,铸浇注温度按照1550?1555°C进行控制，钢水到站后执行软吹 氩工艺，吹氩时间控制在5?lOmin，吹氩结束后要求镇静5min后开浇；在加热工艺中，钢 锭装炉温度：> 600?800°C，焖钢时间：3小时，焖钢结束升900?950°C期间，升温速度 彡60?80°C /h，900?950°C保温1小时；最高保温温度1260°C，保温时间11?13小时， 其中：900?950°C升1260°C期间，升温速度彡80?140°C /h ;在轧制工艺中，采用两阶段轧 制，一阶段开轧温度1050°C?1150°C，道次压下量40mm?45mm，总压下率彡50%，晾钢厚度 300mm ;二阶段开轧温度彡920°C，终轧温度830?860°C;乳后钢板通过ACC层流冷却，返红 温度650?680°C ;在缓冷工艺中，入缓冷坑温度350?400°C，缓冷时间48?72小时；在 热处理工艺中，采用正火+水冷+回火工艺，钢板装炉炉温< 780°C，炉温均匀后方可升温， 正火保温温度900?920°C，保温时2. 0?2. 2mim/mm，正火钢板出炉后入水冷却120s，返 红温度650?680°C，回火保温温度590?610°C，保温时间3. 8?4. 3min/mm，钢板出炉后 风冷至常温。
[0006] 本发明通过合理的化学成分设计，LF+VD工艺来保证钢质的洁净度，并通过加热、 轧制及正火+回火热处理等工艺有效实施，成功地开发出了 130mm?150mm厚-80°C V型 冲击吸收能量彡70J的特厚超低温钢。其屈服强度控制在290?365MPa，抗拉强度控制在 435?545 MPa，伸长率控制在24%?29%，-70°C V型冲击吸收能控制在157?318 J，-80°C V 型冲击吸收能控制在多70J。该厚度超低温钢板，可用于低温压力容器制造、低温环境海洋 平台设备等。
【具体实施方式】
[0007] 1、成分设计 C主要与其它元素形成碳化物，起组织强化和析出强化作用，提高钢板强度，但C含量 增加对韧脆转变温度提高有着明显的影响，故起到强化作用的C含量不宜太高；Mn主要起 固溶强化和降低相变温度，起提高钢板强度的作用；S、P等杂质易偏聚于晶界，降低晶界表 面能，降低脆性断裂应力，影响韧脆转变温度，故含量越低越好；Nb、Al可起到细化晶粒，改 善钢的强韧性；Ni是提高钢的低温韧性、降低脆性转变温度最有效的元素，Ni含量越高，钢 在极低温下的冲击韧性也就越好。
[0008] 上述厚度130mm?150mm超低温钢板包含如下质量百分比的化学成分（单位， 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,其它为 Fe 和残留元素。
[0009] 2、工艺控制重点 2. 1转炉冶炼工艺点要求 按洁净钢冶炼工艺标准进行控制，入炉废钢采取边角料，出钢碳控制在〇. 035%? 0. 055%，出钢P < 0. 008% ;点吹次数不得大于2次，避免出钢过程下渣。出钢过程合金化 采取低碳锰铁或金属锰以减少增C。
[0010] 2. 2 LF精炼工艺点要求 精炼一加热结束炉渣变白或黄白，白渣保持时间多30min，精炼结束的终渣为流动性良 好、粘度合适的泡沫白渣。精炼过程脱氧剂以铝粒和硅铁粉为主，控制电石脱氧剂的加入量 以避免增C，精炼总时间控制在50?60min，避免精炼时间过长增C严重导致成分超内控； LF精炼工序对Als成分的微调次数控制在2次以内。
[0011] 2. 3真空精炼工艺点要求 在< 67Pa下的保压时间按彡22min进行控制，破真空后立即进行Ca处理，对夹杂物进 行改性，软吹大于5min后吊钢。
[0012] 2. 4模铸浇注 采用铜板结晶器水冷模浇注，锭型选用需保证成品钢板压缩比多4.0。铸浇注温度按照 1550?1555°C进行控制，钢水到站后执行软吹氩工艺，吹氩时间控制在5?lOmin，吹氩结 束后要求镇静5min后开浇。
[0013] 2. 5加热工艺要点 钢锭装炉温度：> 600?800°C，焖钢时间：3小时。焖钢结束升900?950°C期间，升 温速度彡60?80°C /h，900?950°C保温1小时；最高保温温度1260°C，保温时间11?13 小时。其中：900?950°C升1260°C期间，升温速度彡80?140°C /h。
[0014] 2. 6轧制工艺要点 采用两阶段轧制，一阶段开轧温度1050°C?1150°C，道次压下量40mm?45mm，总压下 率彡50%，晾钢厚度300mm ;二阶段开轧温度< 920°C，终轧温度830?860°C;乳后钢板通过 ACC层流冷却，返红温度650?680 °C。
[0015] 2. 7缓冷工艺要点 入缓冷坑温度350?400°C，缓冷时间48?72小时； 2.8热处理工艺要点 采用正火+水冷+回火工艺，钢板装炉炉温< 780°C，炉温均匀后方可升温。正火保 温温度900?920°C，保温时2. 0?2. 2mim/mm，正火钢板出炉后入水冷却120s，返红温度 650?680°C。回火保温温度590?610°C，保温时间3. 8?4. 3min/mm，钢板出炉后风冷至 常温。 实施例
[0016] 通过转炉冶炼、LF精炼、真空脱气、模铸浇注、钢锭加热、乳制、缓冷、热处理等工 艺，获得如下表1所述化学成分的130_?150_超低温成品钢板，其中各工艺参数及力学 性能见如下表1、2。
[0017] 表I 130mm?150mm超低温钢的化学成分
【主权项】
1. 一种130mm?150mm厚度超低温钢板，其包含如下质量百分比的化学成分： 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,其它为 Fe 和残留元素。
2. -种如权利要求1所述130mm?150mm厚度超低温钢板的生产方法，其生产方法 包括：转炉冶炼、LF精炼、VD真空脱气、模铸锭浇注、钢锭加热、乳制、缓冷、热处理；其特征 在于在转炉冶炼工艺中，按洁净钢冶炼工艺标准进行控制，入炉废钢采取边角料，出钢碳控 制在0. 035%?0. 055%，出钢P彡0. 008% ;点吹次数不得大于2次，避免出钢过程下渣，出 钢过程合金化采取低碳锰铁或金属锰以减少增C ;在LF精炼工艺中，精炼一加热结束炉渣 变白或黄白，白渣保持时间多30min，精炼结束的终渣为流动性良好、粘度合适的泡沫白渣， 精炼过程脱氧剂以铝粒和硅铁粉为主，控制电石脱氧剂的加入量以避免增C，精炼总时间控 制在50?60min，避免精炼时间过长增C严重导致成分超内控；LF精炼工序对Als成分的 微调次数控制在2次以内；在真空精炼工艺中，在< 67Pa下的保压时间按多22min进行控 制，破真空后立即进行Ca处理，对夹杂物进行改性，软吹大于5min后吊钢；在模铸浇注工艺 中，采用铜板结晶器水冷模浇注，锭型选用需保证成品钢板压缩比多4. 0,铸浇注温度按照 1550?1555°C进行控制，钢水到站后执行软吹氩工艺，吹氩时间控制在5?lOmin，吹氩结 束后要求镇静5min后开浇；在加热工艺中，钢锭装炉温度：> 600?800°C，焖钢时间：3小 时，焖钢结束升900?950°C期间，升温速度彡60?80°C /h，900?950°C保温1小时；最 高保温温度1260°C，保温时间11?13小时，其中：900?950°C升1260°C期间，升温速度 彡80?140°C /h ;在轧制工艺中，采用两阶段轧制，一阶段开轧温度1050°C?1150°C，道次 压下量40mm?45mm，总压下率彡50%，晾钢厚度300mm ;二阶段开轧温度< 920°C，终轧温度 830?860°C ;乳后钢板通过ACC层流冷却，返红温度650?680°C ;在缓冷工艺中，入缓冷 坑温度350?400°C，缓冷时间48?72小时；在热处理工艺中，采用正火+水冷+回火工 艺，钢板装炉炉温< 780°C，炉温均匀后方可升温，正火保温温度900?920°C，保温时2. 0 ?2. 2mim/mm，正火钢板出炉后入水冷却120s，返红温度650?680°C，回火保温温度590? 610°C，保温时间3. 8?4. 3min/mm，钢板出炉后风冷至常温。
【专利摘要】本发明公开了一种130mm～150mm厚度超低温钢板及其生产方法，其包含如下质量百分比的化学成分：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，其它为Fe和残留元素。其采取的生产方法包括：转炉冶炼、LF精炼、VD真空脱气、模铸锭浇注、钢锭加热、轧制、缓冷、热处理。本发明通过合理的化学成分设计，LF+VD工艺来保证钢质的洁净度，其屈服强度控制在290～365MPa，抗拉强度控制在435～545？MPa，伸长率控制在24%～29%，-70℃V型冲击吸收能控制在157～318？J，-80℃V型冲击吸收能控制在≥70J。该厚度超低温钢板，可用于低温压力容器制造、低温环境海洋平台设备等。
【IPC分类】C22C33-04, C22C38-12
【公开号】CN104561772
【申请号】CN201410823858
【发明人】朱书成, 许少普, 杨东, 康文举, 朱先兴, 唐郑磊
【申请人】南阳汉冶特钢有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月26日