一種液化石油氣儲罐用低溫鋼筋及其生產(chǎn)工藝的制作方法
【專利摘要】一種液化石油氣儲罐用低溫鋼筋及其生產(chǎn)工藝，屬于石油儲罐用鋼【技術(shù)領(lǐng)域】。該鋼筋化學(xué)成分按照重量百分比計(jì)為：C：≤0.25%，Si：0.15～0.40%，Mn：1.20～1.60，P≤0.010%，S≤0.010%，Ni：0.3～1.0%，Nb：0.01～0.05%，V：0～0.10%，其余為Fe和雜質(zhì)元素。在工藝中控制的技術(shù)參數(shù)為：加熱溫度1100℃～1200℃，開軋溫度900～950℃，控制軋制的溫度在800～900℃，終軋溫度700～800℃，上冷床溫度450～700℃；鋼筋在冷床上自然冷卻后打捆、堆放。優(yōu)點(diǎn)在于，鋼筋在低溫-105℃的性能優(yōu)良。
【專利說明】一種液化石油氣儲罐用低溫鋼筋及其生產(chǎn)工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于石油儲罐用鋼【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種液化石油氣儲罐用低溫鋼筋及其生產(chǎn)工藝，按照此工藝生產(chǎn)的鋼筋在低溫-105°C的性能優(yōu)良。
【背景技術(shù)】
[0002]液化石油氣(LPG)作為重要能源被廣泛使用，其儲存的安全性至關(guān)重要。對于大型固定式儲罐，采用單層罐+外層水泥罐作為保冷保護(hù)罐是比較經(jīng)濟(jì)的方法。建造水泥罐內(nèi)層的熱軋帶肋鋼筋不僅要求滿足常規(guī)熱軋鋼筋的性能指標(biāo)，還應(yīng)具備良好的低溫性能。
[0003]根據(jù)成分和組織，低溫鋼可分為低合金鋼、6%Ni鋼、9%Ni鋼、Cr-Mn或Cr-Mn-Ni奧氏體不銹鋼以及Cr-Ni奧氏體不銹鋼。鋼中加入Ni，其低溫脆性的臨界溫度將隨著Ni含量的增加而降低。通常認(rèn)為:加入2%~2.5%的Ni鋼臨界溫度是-600C，3.5%的Ni鋼的臨界溫度為_100°C，加入9%的Ni，鋼的臨界溫度將到達(dá)-196°C。
[0004]已公開的專利:“一種高韌性-110 0C低溫鋼及其制造方法”(專利號:200810046958.9)，其中Ni含量范圍(重量百分比):3.2~3.8%，Ni含量高，工藝上采用軋制后正火+回火的熱處理工藝，鋼材的屈服強(qiáng)度低于500MPa，并且低溫性能用沖擊韌性指標(biāo)衡量，沒有針對低溫鋼筋的缺口敏感性(NSR)和最大力下總延伸(Agt)的指標(biāo)要求，不適用于液化石油氣儲罐用低溫鋼筋的生產(chǎn)加工。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種液化石油氣儲罐用低溫鋼筋及其生產(chǎn)工藝，減少合金元素Ni用量、通過成分和變形工藝控制生產(chǎn)液化石油氣儲罐用低溫鋼筋。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0007]本發(fā)明的液化石油氣用低溫鋼筋的化學(xué)成分配比，按照重量百分比計(jì)為:C:(0.25%, Si:0.15 ~0.40%, Mn:1.20 ~1.60，P ≤ 0.010%, S ≤ 0.010%, Ni:0.3 ~1.0%,Nb:0.01~0.05%, V:0~0.10%，其余為Fe和雜質(zhì)元素。
[0008]其中:
[0009]C:本發(fā)明中碳含量范圍同于一般熱軋鋼筋的C含量:≤0.25%。當(dāng)采用焊接工藝時(shí)，根據(jù)需要可適當(dāng)降低C含量。
[0010]Si =Si以固溶體形態(tài)存在于鐵素體或奧氏體中，有較強(qiáng)的固溶強(qiáng)化作用，提高鋼的強(qiáng)度。本發(fā)明優(yōu)選Si含量控制范圍S1:0.15~0.40%。
[0011]Mn:Mn是良好的脫氧劑和脫硫劑。鋼中加入Mn能消除或減弱由于硫所引起的鋼的熱脆性，從而改善鋼的熱加工性能。錳和鐵形成固溶體，提高鋼中鐵素體和奧氏體的硬度和強(qiáng)度；同時(shí)又是碳化物形成元素，進(jìn)入滲碳體中取代一部分鐵原子。錳在鋼中起到細(xì)化珠光體的作用。錳穩(wěn)定奧氏體組織的能力僅次于鎳，也強(qiáng)烈增加鋼的淬透性。本發(fā)明中Mn含量優(yōu)選范圍:1.2~1.6%。
[0012]P、S:P、S在鋼中被認(rèn)為是雜質(zhì)元素，鋼質(zhì)潔凈化將有效降低P、S含量，但是會增加煉鋼成本，因此，本發(fā)明中P、S含量范圍:P ( 0.010%, S≤0.010%。[0013]N1:可提高鋼的強(qiáng)度而不顯著降低其韌性?？山档弯摰拇嘈赞D(zhuǎn)變溫度，即可提高鋼的低溫韌性，改善鋼的加工性和可焊性。鎳可以提高鋼的抗腐蝕能力，不僅能耐酸，而且能抗堿和大氣的腐蝕。本發(fā)明中Ni含量范圍:0.3~1.0%。
[0014]Nb:Nb和碳、氮、氧都有極強(qiáng)的結(jié)合力，并與之形成相應(yīng)的極為穩(wěn)定的化合物，細(xì)化晶粒，降低鋼的過熱敏感性和回火脆性。本發(fā)明中Nb含量范圍:Nb:0.01~0.05%。
[0015]V:釩是強(qiáng)碳化物形成元素，與碳的結(jié)合力極強(qiáng)，形成穩(wěn)定的VC，可細(xì)化組織晶粒，提高強(qiáng)度和韌性。本發(fā)明中V含量范圍:v:0~0.10%。
[0016]本發(fā)明低溫鋼筋的生產(chǎn)工藝在于充分利用低合金鋼在奧氏體未再結(jié)晶區(qū)變形+臨界奧氏體溫區(qū)的形變誘導(dǎo)相變機(jī)制細(xì)化晶粒，達(dá)到提高鋼筋強(qiáng)度和低溫韌性的目的。在工藝中控制的技術(shù)參數(shù)為:加熱溫度1100°C~1200°C，開軋溫度900°C~950°C，控制軋制的溫度在800°C~900°C，終軋溫度700°C~800°C，上冷床溫度450°C~700°C。鋼筋在冷床上自然冷卻后打捆、堆放。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:采用上述工藝生產(chǎn)的低溫鋼筋能夠滿足_105°C的低溫使用要求；本發(fā)明所述的低溫鋼筋的室溫性能:屈服強(qiáng)度Rpa2≥500MPa，抗拉強(qiáng)度^≥550MPa,均勻延伸率Agt≥5% ;_105°C低溫性能達(dá)到:非缺口鋼筋的屈服強(qiáng)度Rpa2≥1.15設(shè)計(jì)屈服強(qiáng)度(即575MPa)，無缺口鋼筋的均勻延伸率Ag≥3%，帶缺口鋼筋的均勻延伸率Agt≥1%，且鋼筋的缺口敏感系數(shù)NSRVI。
【具體實(shí)施方式】
[0018]實(shí)施例1
[0019]化學(xué)成分配比，按重量百分比計(jì):C:0.22，Si:0.17，Mn:1.42，P:0.008，S:0.007，Ni:0.32，Nb:0.028，V:0.02，其他為 Fe。
[0020]軋制規(guī)格Φ 12mm的螺紋鋼筋，所用鋼坯尺寸160X160方坯。該規(guī)格低溫鋼筋的生產(chǎn)工藝參數(shù):鋼坯加熱溫度1150°C，開軋溫度900~920°C，控制軋制的溫度830°C~850°C，上冷床溫度500~560°C，鋼筋在冷床上自然冷卻后打捆、堆放。
[0021]實(shí)施例2
[0022]化學(xué)成分配比，按重量百分比計(jì):C:0.22，Si0.17，Mn:1.42，P:0.008，S:0.007，Ni:0.32，Nb:0.028，V:0.02，其他為 Fe。
[0023]軋制規(guī)格Φ 16mm的螺紋鋼筋，所用鋼坯尺寸160X160方坯。該規(guī)格低溫鋼筋的生產(chǎn)工藝參數(shù):鋼坯加熱溫度1150°C，開軋溫度900~920°C，控制軋制的溫度830°C~850°C，上冷床溫度610~650°C，鋼筋在冷床上自然冷卻后打捆、堆放。
[0024]實(shí)施例3
[0025]化學(xué)成分配比，按重量百分比計(jì):C:0.22，Si0.17，Mn:1.42，P:0.008，S:0.007，Ni:0.32，Nb:0.028，V:0.02，其他為 Fe。
[0026]軋制規(guī)格Φ 14mm的螺紋鋼筋，所用鋼坯尺寸160X160方坯。該規(guī)格低溫鋼筋的生產(chǎn)工藝參數(shù):鋼坯加熱溫度1150°C，開軋溫度900~920°C，控制軋制的溫度800°C~830°C，上冷床溫度530~570°C，鋼筋在冷床上自然冷卻后打捆、堆放。
[0027]實(shí)施例4[0028]化學(xué)成分配比，按重量百分比計(jì):C:0.20，Si0.23，Mn:1.36，P:0.010，S:0.007，Ni:0.32，Nb:0.028，V:0.02，其他為 Fe。
[0029]軋制規(guī)格Φ18πιπι的螺紋鋼筋，所用鋼坯尺寸160X160方坯。該規(guī)格低溫鋼筋的生產(chǎn)工藝參數(shù):鋼坯加熱溫度1150°C，開軋溫度900~920°C，控制軋制的溫度800°C~830°C，上冷床溫度580~620°C，鋼筋在冷床上自然冷卻后打捆、堆放。
[0030]實(shí)施例5
[0031]化學(xué)成分配比，按重量百分比計(jì):C:0.20，Si0.23，Mn:1.36，P:0.010，S:0.007，Ni:0.32，Nb:0.028，V:0.02，其他為 Fe。
[0032]軋制規(guī)格Φ20πιπι的螺紋鋼筋，所用鋼坯尺寸160X160方坯。該規(guī)格低溫鋼筋的生產(chǎn)工藝參數(shù):鋼坯加熱溫度1150°C，開軋溫度900~920°C，控制軋制的溫度800°C~850°C，上冷床溫度576~630°C，鋼筋在冷床上自然冷卻后打捆、堆放。
[0033]實(shí)施例6
[0034]化學(xué)成分配比，按重量百分比計(jì):C:0.05，Si0.30，Mn:1.46，P:0.010，S:0.006，Ni:0.97，Nb:0.027，V:0.03，其他為 Fe。
[0035]軋制規(guī)格Φ22ι?πι的螺紋鋼筋，所用鋼坯尺寸160X160方坯。該規(guī)格低溫鋼筋的生產(chǎn)工藝參數(shù):鋼坯加熱溫度1150°C，開軋溫度911~927°C，控制軋制的溫度820°C~860°C，上冷床溫度609~627°C，鋼筋在冷床上自然冷卻后打捆、堆放。
[0036]實(shí)施例7
[0037]化學(xué)成分配比，按重量百分比計(jì):C:0.05，Si0.30，Mn:1.46，P:0.010，S:0.006，Ni:0.97，Nb:0.027，V:0.03，其他為 Fe。
[0038]軋制規(guī)格Φ25ι?πι的螺紋鋼筋，所用鋼坯尺寸160X160方坯。該規(guī)格低溫鋼筋的生產(chǎn)工藝參數(shù):鋼坯加熱溫度1150°C，開軋溫度913~932°C，控制軋制的溫度800°C~829°C，上冷床溫度585~638°C，鋼筋在冷床上自然冷卻后打捆、堆放。
[0039]實(shí)施例8
[0040]化學(xué)成分配比，按重量百分比計(jì):C:0.15，Si0.36，Mn:1.48，P:0.009，S:0.005，Ni:0.98，Nb:0.032，V:0.04，其他為 Fe。
[0041]軋制規(guī)格Φ32πιπι的螺紋鋼筋，所用鋼坯尺寸160X160方坯。該規(guī)格低溫鋼筋的生產(chǎn)工藝參數(shù):鋼坯加熱溫度1150°C，開軋溫度908~925°C，控制軋制的溫度830°C~880°C，上冷床溫度612~638°C，鋼筋在冷床上自然冷卻后打捆、堆放。
[0042]實(shí)施例9
[0043]化學(xué)成分配比，按重量百分比計(jì):C:0.20，Si0.36，Mn:1.48，P:0.012，S:0.005，Ni:0.98，Nb:0.032，V:0.04，其他為 Fe。
[0044]軋制規(guī)格Φ 32mm的螺紋鋼筋，所用鋼坯尺寸160 X 160方坯。該規(guī)格低溫鋼筋的生產(chǎn)工藝參數(shù):鋼坯加熱溫度1150°C，開軋溫度908~925°C，控制軋制的溫度810°C~830。C，上冷床溫度480~560°C，鋼筋在冷床上自然冷卻后打捆、堆放。
[0045]發(fā)明鋼與對比鋼(專利號:200810046958.9)的元素對比如下:
[0046]
~I發(fā)明鋼11對比鋼11發(fā)明鋼21對比鋼2
【權(quán)利要求】
1.一種液化石油氣儲罐用低溫鋼筋，其特征在于，該鋼筋化學(xué)成分按照重量百分比計(jì)為:C:≤ 0.25%, Si:0.15 ~0.40%, Mn:1.20 ~1.60，P ≤ 0.010%, S ≤ 0.010%, Ni:0.3 ~1.0%, Nb:0.01~0.05%, V:0~0.10%，其余為Fe和雜質(zhì)元素；鋼筋屈服強(qiáng)度Rpa2≥500MPa，抗拉強(qiáng)度Rm≥550MPa，均勻延伸率Agt≥5% ;_105°C低溫性能達(dá)到:非缺口鋼筋的屈服強(qiáng)度Rp0.2≥I.15設(shè)計(jì)屈服強(qiáng)度，無缺口鋼筋的均勻延伸率Agt≥3%，帶缺口鋼筋的均勻延伸率Agt≥1%，且鋼筋的缺口敏感系數(shù)NSR≥I。
2.—種權(quán)利要求1所述的鋼筋的生產(chǎn)工藝，其特征在于，在工藝中控制的技術(shù)參數(shù)為:加熱溫度1100°C~1200°C，開軋溫度900°C~950°C，控制軋制的溫度在800°C~900°C，終軋溫度700°C~800°C，上冷床溫度450°C~700°C ;鋼筋在冷床上自然冷卻后打捆、堆放。
【文檔編號】C21D8/08GK103667894SQ201310718388
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】楊忠民, 陳穎, 王慧敏 申請人:鋼鐵研究總院