[发明专利]气瓶用热轧型钢及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金领域，具体涉及一种气瓶用热轧型钢及其生产方法。

背景技术

钢质无缝气瓶广泛应用于化工、冶金、机械、医疗、建筑、军工、汽车等行业，尤其是军工、汽车等行业气瓶的服役条件恶劣，其基准工作压力达20Mpa以上，在-50～60℃温度区间工作，频繁充装各种气体及移动，安全性要求极高。采用一般的CrMo钢制造的钢瓶，钢的强度勉强满足气瓶的使用要求，但是冲击韧性尤其是低温冲击性能偏低，波动大，严重危害气瓶的使用安全。

GB24160《钢内胆环向缠绕玻璃纤维复合材料车用压缩天然气气瓶》规定CNG气瓶应采用优质铬钼钢制造，钢的化学成分为：C≤0.37％、Si 0.15％-0.37％、Mn 0.40％-0.90％、Cr0.80％-1.20％、Mo 0.15％-0.35％、P≤0.020％、S≤0.020％、P+S≤0.030％、Cu≤0.20％。该标准是根据CNG汽车的不同使用要求确定的成分，范围较宽，实际生产中既要保证钢的强度，又要保证钢的冲击性能尤其是低温冲击韧性，控制起来较难。要提高CNG钢瓶强度和低温冲击韧性，一方面要保证钢中C、Si、Mn、Cr、Mo有一定的含量，另一方面降低P、S含量，提高钢的洁净度。

采用现有技术生产的30CrMo气瓶钢，钢的P、S有害元素含量及非金属夹杂含量较高，钢的强度高，但是塑性、冲击性能偏低，波动大，尤其是低温冲击性能低，难于满足高压气瓶的使用条件。

CN101818309A公开了一种气瓶钢及其制造方法，气瓶钢的成分为：C 0.32-0.36％、Si0.20-0.35％、Mn 0.70-0.90％、Cr 0.90-1.10％、Mo 0.40-0.50％、Ti 0.01-0.03％、P≤0.015、S≤0.010、O 0.0020％，其余为Fe。制造方法包括下述步骤：(1)在EBT电炉中冶炼预处理铁水；(2)进LF炉前喂Al线，精炼时造弱电石渣进行还原，根据成份要求微调钢液成份；(3)VD真空脱气将钢包吊入真空罐进行真空脱气，并喂Al线、喂Si-Ca线；(4)浇注成钢锭；(5)将钢锭加热到1200±20℃；(6)轧制成钢坯；(7)将钢坯堆冷到室温；(8)钢坯精整将钢坯修磨，确保钢坯表面无裂纹缺陷。用本发明制的气瓶钢，抗拉强度Rm达1120-1250MPa，并且断后延伸率A达14～18％。该专利公布的钢的C、Si、Mn、Cr、Mo、P、S与本发明完全不同，，且该发明还加入了0.01-0.03％的Ti，采用电炉冶炼，效率低，成本高。

CN101701277A公开了一种用转炉工艺冶炼气瓶钢圆坯的方法，主要为解决电弧炉工艺冶炼气瓶钢的不足，提供一种用高炉炼铁→转炉→LF精炼→VD真空精炼→连铸工艺冶炼30CrMo气瓶用无缝钢管用圆坯的方法。具体包括，铁水采用喷吹颗粒镁工艺进行脱硫预处理，转炉采用顶底复吹，用低氧压、大流量供氧制度；LF精炼采用高碱度白渣精炼工艺，白渣精炼20-30分钟，LF精炼处理在35-45分钟，到VD精炼站的温度为1615±5℃；在VD精炼中，使用≤67Pa真空度下保持10-15分钟，同时采用软吹氩搅拌，使钢水出VD站氢含量控制在0-2ppm，钢水到达连铸台的温度为1570±5℃；连铸采取保护浇注，钢水过热度控制在20-40℃，拉速为1.5-3.2m/min，同时使用结晶器电磁搅拌技术。采用本发明工艺生产的管坯，提高了钢水的纯净度，减轻微量残余元素带来的危害，提高了气瓶钢的性能。该发明生产的气瓶钢的化学成分与本发明相当，但是生产工艺略有不同，该发明采用的是VD真空精炼和圆坯连铸，而本发明采用的是RH真空精炼和大方坯连铸，在钢材洁净度控制及生产效率方面大大优于该发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提高气瓶钢的质量及综合力学性能，确保气瓶使用过程的安全。

本发明解决上述技术问题的技术方案是提供一种气瓶用热轧型钢，其重量百分比组成为：C 0.25-0.32％、Si 0.15-0.35％、Mn 0.40-0.60％、Cr 0.80-1.05％、Mo 0.15-0.25％、Al 0.02-0.04％、P≤0.015％、S≤0.015％、P+S≤0.020％、Ni≤0.2％、Cu≤0.15％、Sn≤0.015％、As≤0.015％、H≤0.0002％，N≤0.009％，T[O]≤0.0020％，余量为铁。