[发明专利]低合金成本大厚度高低温韧性13MnNi6-3调质容器钢的制备方法

说明书

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种低合金成本大厚度规格高低温韧性13MnNi6‑3调质容器钢的制备方法，通过低碳+低锰+0.5％Ni+0.030％Nb的合金化成分设计，采用铸坯生产并利用合理的控轧控冷、淬火+回火工艺，生产出低合金成本大厚度规格高低温韧性13MnNi6‑3调质容器钢，该方法生产的产品厚度规格覆盖12～90mm，厚度1/4和心部(厚度1/2处)‑70℃低温冲击吸收能KV2≥260J。本发明成分设计合理，合金成本低廉，工艺控制简便易行，获得的钢材具有超高的低温韧性，对以低合金成本生产的大厚度规格、低温超高冲击韧性和高焊接性能产品进行低温压力容器钢市场的开发具有指导意义。

技术领域

本发明属于钢铁冶金技术领域，具体涉及一种低合金成本大厚度规格高低温韧性13MnNi6-3调质容器钢的制备方法。

背景技术

现代化工业科技的飞速发展使人们对于能源的需求越来越大，而传统能源的长期使用造成严重的环境污染，不利于人类的生存。随着人们对于环境保护意识的增强，对清洁能源及可再生能源的呼声越来越大，液化石油气(英文简称LPG)作为最重要的清洁能源之一越来越受到人们的关注。近年来国内外石油化工行业高速发展，各类脱烷塔、吸收塔、闪蒸塔、冷却器以及压缩机机壳、低温储罐等化工设备的制造领域广泛使用到低温、超低温压力容器用钢板，市场前景较大。因为该类设备的工况温度通常都在零下几十度甚至更低，这就要求钢板在低温下具有足够的强度和韧性，若低温韧性不够高，就会为低温储罐的正常服役运行带来影响，严重情况下甚至会造成破坏性的事故。

国内许多钢厂均在进行低成本高强度高低温韧性压力容器用钢的研究，但对于钢板最大厚度达到90mm且-70℃低温冲击韧性≥230J 13MnNi6-3的生产制造方法报道尚未得见。

公开号为CN 103056484 A的一种低温合金钢板的手工电弧焊焊接工艺，采用合理的成分设计，生产38mm厚度钢板，但未公布母材具体的成分设计，力学性能中，冲击温度只到了-60℃且低温冲击功只达到≥190J。

公开号为CN 111270149 A的一种超低温高心部冲击大厚度13MnNi6-3容器钢生产方法，采用合理的包括淬火+回火热处理方式生产工艺生产80mm厚度钢板，采用Nb+V+Ni的合金成分设计，合金成本偏高，厚度只达到80mm，且只针对此一种厚度规格，-80℃冲击温度Akv≥135J。

低温压力用13MnNi6-3钢板的质量难度主要表现在：

1.随着生产钢板的厚度越来越大，钢板中心位置偏析和夹杂会愈发严重，影响钢板质量和使用效果，本发明13MnNi6-3最大厚度为90mm；

2.采用低廉的合金成本达到要求较高的低温冲击韧性，要求厚度1/4和1/2位置-70℃横向冲击吸收能KV2≥260J；

3.各厚度规格钢板各项力学性能满足对钢板的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低合金成本大厚度高低温韧性13MnNi6-3调质容器钢的制备方法，通过低廉的成分设计，合理的工艺优化，将钢板的最大厚度提升到90mm且-70℃厚度1/4和1/2位置横向冲击吸收能KV2≥260J。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：低合金成本大厚度高低温韧性13MnNi6-3调质容器钢的制备方法，包括以下步骤：

1)冶炼：铁水先经KR脱硫，送入转炉冶炼，钢水温度达到1575～1625℃转入LF精炼炉精炼，去除钢水中的氧及夹杂物，转入RH炉进行真空脱气处理，钢水成分均匀并达到要求后进行吊包浇铸；

2)连铸：采用板坯连铸机生产，铸坯低倍达到或优于中心偏析C类0.5、中心疏松0.5级，不得有明显夹杂以及其他内裂纹缺陷存在；