[发明专利]一种气瓶用钢锭的制造方法

说明书

技术领域

本发明属于钢锭的制造技术领域，具体涉及一种气瓶用钢锭的制造方法。 

背景技术

国内气瓶生产起步于上世纪60年代，开始用35钢和45钢；70年代普遍采用DZ40钢；到80年代初，已大量生产锰钢气瓶用钢管，代表钢号有40Mn2，42Mn2，40Mn2V等，少量用30CrMoA，35CrMoA，30CrMnSiA等钢管制造气瓶。80年代中期至90年代中期，随着国家气瓶标准的建立、修改和气瓶使用范围的扩大，为改善低温冲击韧性，并尽快与国际标准接轨，对锰钢气瓶中C含量进行两次下调，最后已从≤0.44%降至≤0.40%，提高了Mn/C比，使用较多的代表钢号为34Mn2V，37Mn；并且市场普遍开始需要容重比大，工作压力高、安全耐用，无应力腐蚀或氢脆的轻型气瓶，故以Cr-Mo钢为代表的Cr-Mn-Si，Cr-Ni-Mo-V钢等气瓶也很快发展起来，采用较多的是30CrMoA，35CrMoA钢，它比锰钢气瓶的屈服强度提高了60%，节约了充填空间30%，重量减少了25%以上，并且这些钢中也被大量地应用于20MPa、25MPa压缩天然气用气瓶的制造中。为了进一步提高气瓶的容重比，现在正在研制25MPa以上压缩天然气用气瓶。随着使用压力的提高，原有的气瓶钢由于强度不足而无法使用，而强度的提高意味着韧性和塑性的降低，同时降低气瓶的安全性，因此得到强韧性优异的气瓶用钢显得至关重要。国内关于25MPa以上气瓶用钢的冶炼和研究尚处于起步阶段，主要问题是气瓶用钢成份的控制及钢锭中夹杂物含量及形态控制的稳定性较差，导致材料的强韧性分散较大。 

发明内容

本发明的目的是提出一种气瓶用钢锭的制造方法，该制造方法通过控制钢锭中夹杂物的数量达到控制钢锭成份的目的，最终得到优异强韧性的气瓶用钢锭，从而提高气瓶用钢锭的工作压力和安全性。 

本发明为完成上述目的采用如下技术方案： 

一种气瓶用钢锭的制造方法，所述制造方法的具体步骤如下：

（1）、原料：含C量为≥4wt%、温度为≥1200℃   的高炉铁水；当高炉铁水中P含量＞0.015wt%时，应在高炉铁水中加入碱度R≥2.5的渣料进行预脱P处理，直到高炉铁水中P含量≤0.015wt％；

（2）、转炉熔炼：将步骤（1）中得到的含C量为≥4wt%、P含量≤0.015wt％、温度为≥1200℃   的高炉铁水加入转炉中，然后吹入氧气进行熔炼制得钢水，氧气与C、Si、Mn进行化学反应，放出热量，提高钢水温度，降低钢水中的C、Si、Mn含量，同时氧气与钢水中的其它化学元素产生化学反应，使S≤0.04wt％、P≤0.015wt％，当钢水中C的含量在0.2~0.4wt%时，停止熔炼；

（3）、加入合金：将步骤（2）得到的钢水倒入钢包中；在钢水倒入过程中，向钢包中加入Ni含量≥75wt%镍铁合金、Si含量≥75wt%硅铁合金、Mn含量≥80wt%的锰铁合金、V含量≥80wt%的钒铁合金、Mo含量≥85wt%的钼铁合金、C含量≥99wt%的碳粉； 80~120重量份钢水，加入3~5重量份Ni含量≥75wt%镍铁合金、0.8~1.2重量份Si含量≥75wt%硅铁合金、1.2~1.8重量份Mn含量≥80wt%的锰铁合金、0.8~1.5重量份V含量≥80wt%的钒铁合金、1~1.6重量份Mo含量≥85wt%的钼铁合金、0.5~0.8重量份C含量≥99wt%的碳粉；其中所述的镍铁合金、硅铁合金、锰铁合金、钒铁合金、钼铁合金均为粉状；

（4）、LF钢包精炼：采用无铝脱氧工艺对钢水进行一次精炼，即在步骤（3）加入合金后的钢包中加入0.8~1.2重量份的渣料，并从钢包底部向钢水中吹入流量为10~15Nm³/h的氩气，同时将钢水温度升高到1600~1640℃，其中所述渣料包括有以下成份：35%~40%CaO、35%~45%SiO₂及其它不可避免的成分；由于所加入的渣料中没有AL₂O₃或者说含有少量（＜10wt%）的AL₂O₃，因此可以降低AL₂O₃型夹杂物的数量；将钢水加热到1600~1640℃的目的是加快夹杂物的上浮速度；向钢水中吹入一定量的氩气的目的是使钢水中的夹杂物碰撞长大更均匀的上浮；加入渣料后，使上浮的夹杂物固定住，防止夹杂物回流到钢水中；该步骤有效地降低氧化物类及硅酸盐类夹杂的数量，从而提高钢材的纯净度；