適用于液化天然氣工程用耐低溫鋼絞線及其生產(chǎn)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種適用于液化天然氣工程用耐低溫鋼絞線及其生產(chǎn)方法，而提供一種適用于天然氣工程用具有高強(qiáng)度、耐低溫、耐腐蝕、耐疲勞等良好的綜合力學(xué)性能的鋼絞線及其制備方法。該鋼絞線按質(zhì)量百分比的原料組成為：C：0.79-0.86％，Si：0.15-0.35％，Mn：0.60-0.90％，Ni：0.15-0.30％，Cr：0.13-0.23，V：0.04-0.09％，P≤0.025％，S≤0.025％，Cu≤0.20％，余量為Fe。本發(fā)明的鋼絞線通過(guò)各種元素的合理配比，既充分考慮低溫性能，又兼顧考慮高碳鋼盤(pán)條在軋制過(guò)程中引起的索氏體相變點(diǎn)的變化，以及淬透性、獲得的組織晶粒度、強(qiáng)度、塑性等指標(biāo)，所得鋼絞線具有高強(qiáng)度、耐低溫、耐腐蝕、耐疲勞等良好的綜合力學(xué)性能，適用于LNG儲(chǔ)罐的使用需要。
【專(zhuān)利說(shuō)明】適用于液化天然氣工程用耐低溫鋼絞線及其生產(chǎn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及冶金【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種適用于液化天然氣工程用具有高強(qiáng) 度、耐低溫、耐腐蝕、耐疲勞等良好的綜合力學(xué)性能的鋼絞線。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，隨著國(guó)家能源建設(shè)的不斷發(fā)展，天然氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展迎來(lái)了前所未有的機(jī) 遇，并且天然氣的需求增速呈逐年遞增的態(tài)勢(shì)。由于我國(guó)天然氣資源緊缺，目前主要通過(guò)進(jìn) 口液化天然氣（LNG)來(lái)解決國(guó)內(nèi)天然氣的供應(yīng)不足。
[0003] 進(jìn)口液化天然氣需要建立LNG接收站與輸送管網(wǎng)，使用LNG儲(chǔ)氣罐進(jìn)行液化天然 氣的存儲(chǔ)。液化天然氣（LNG)要求在-165°C的低溫儲(chǔ)存，可承受230mbar氣壓。LNG儲(chǔ)罐 作為存儲(chǔ)LNG的大型罐體建筑，要求材料能夠滿足低溫塑性的要求，而且能克服由常溫降 至低溫時(shí)的脹縮問(wèn)題。為抵御液化天然氣膨脹壓力，需在外罐布置預(yù)應(yīng)力筋，張拉后在罐體 混凝土中建立合理的預(yù)壓應(yīng)力，以保證罐體不開(kāi)裂，氣體不外泄。因此，要求鋼絞線與錨具 匹配能夠承受常溫到（_196±5)°C凍融試驗(yàn)。目前的普通鋼絞線難以滿足LNG儲(chǔ)罐的使用 需要，因此，需要開(kāi)發(fā)具有高強(qiáng)度、耐低溫、耐腐蝕、耐疲勞等良好綜合力學(xué)性能的鋼絞線， 以滿足LNG儲(chǔ)罐的特殊使用要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷，而提供一種適用于天然氣工程 用具有高強(qiáng)度、耐低溫、耐腐蝕、耐疲勞等良好的綜合力學(xué)性能的鋼絞線。
[0005] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種能夠使鋼絞線具有高強(qiáng)度、耐低溫、耐腐蝕、耐疲 勞等良好綜合力學(xué)性能的鋼絞線的制備方法。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是：
[0007] -種適用于液化天然氣工程用耐低溫鋼絞線，按質(zhì)量百分比的原料組成為：C : 0. 79-0. 86 %, Si ：0. 15-0. 35 %, Mn ：0. 60-0. 90 %, Ni ：0. 15-0. 30 %, Cr ：0. 13-0. 23, V ： 0? 04-0. 09%，P 彡 0? 025%，S 彡 0? 025%，Cu 彡 0? 20%，余量為 Fe。
[0008] -種適用于液化天然氣工程用耐低溫鋼絞線的生產(chǎn)方法，包括下述步驟：
[0009] (1)盤(pán)條制備：鋼坯經(jīng)加熱、粗車(chē)U中車(chē)U精車(chē)U吐絲、控冷后得到盤(pán)條，其中，鋼坯 加熱溫度為1050-1KKTC，吐絲溫度為860-880°C，在輥道上控制空冷，風(fēng)量值為154000m3/ h，輥道速度為0. 3-1. 3m/s，冷卻速度為7-9°C /s，使得索氏體相變溫度為569-650°C ;
[0010] ⑵鋼絞線制備：盤(pán)條經(jīng)酸洗工藝、磷化工藝、拉拔、捻制、穩(wěn)定化處理工藝、層繞 得到鋼絞線產(chǎn)品；其中，所述酸洗工藝包括溫洗、六道酸洗和浸洗過(guò)程，六道酸洗池的酸液 濃度分別控制為 6-10%、10-14%、14-17%、16-20%、16-20%、14-20%，六道酸洗池的 Fe2+ 含量分別控制為彡240g/L、彡200g/L、彡180g/L，彡150g/L、彡110g/L、彡110g/L;所述 磷化工藝依次為溫洗、磷化、沖洗、溫洗，最后做皂化處理，其中，所述磷化過(guò)程中的溫度為 65-80°C，總酸度為80-110,游離酸度11-16,酸比5-10 ;拉拔過(guò)程的總壓縮率為82.69%， 采用9道次拉拔；捻制過(guò)程中鋼絞線的捻角為7-8°，穩(wěn)定化處理工藝中，回火速度控制在 100?116m/min，使回火溫度為380?385°C，軸向張拉力為125?130kN。
[0011] 采用9道次拉拔的平均部分壓縮率為17. 7%。
[0012] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0013] 1、本發(fā)明的鋼絞線是在高碳鋼SWRH82B盤(pán)條的基礎(chǔ)上增加了 Ni、Cr、V元素。鎳元 素的加入可以改善鐵素體的低溫韌性和降低脆性轉(zhuǎn)變溫度，同時(shí)還可以降低奧氏體轉(zhuǎn)變開(kāi) 始溫度，即AeI點(diǎn)，明顯降低冷脆轉(zhuǎn)變溫度，細(xì)化晶粒，增加回火過(guò)程中殘余奧氏體與逆轉(zhuǎn)奧 氏體的析出量。奧氏體的存在，可以容納吸收組織中的有害韌性的雜質(zhì)，從而起到提高鐵素 體韌性，阻止裂紋擴(kuò)展的作用。使鋼絞線在_196°C低溫條件下，仍然具有良好的塑性，與錨 具匹配可以經(jīng)受70-80%破斷負(fù)荷的張拉控制應(yīng)力，可在受力狀態(tài)下經(jīng)受常溫到-196°C低 溫10次以上循環(huán)；釩元素的加入可細(xì)化組織晶粒，提高強(qiáng)度和韌性；鉻元素的加入提高了 高碳鋼盤(pán)條在軋制過(guò)程中淬透性。本發(fā)明的鋼絞線通過(guò)各種元素的合理配比，既充分考慮 低溫性能，又兼顧考慮高碳鋼盤(pán)條在軋制過(guò)程中引起的索氏體相變點(diǎn)的變化，以及淬透性、 獲得的組織晶粒度、強(qiáng)度、塑性等指標(biāo)，所得鋼絞線具有高強(qiáng)度、耐低溫、耐腐蝕、耐疲勞等 良好的綜合力學(xué)性能，適用于LNG儲(chǔ)罐的使用需要。
[0014] 2、本發(fā)明的鋼絞線的制備方法中，制定適宜的線材軋制工藝，得到最佳的組織狀 態(tài)，再通過(guò)冷加工變形強(qiáng)化、捻制及穩(wěn)定化處理，使成品鋼絞線獲得在低溫狀態(tài)下抵抗脆性 變形的能力，從而滿足LNG儲(chǔ)罐的特殊使用要求。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 以下以1x7-0)15. 70mm LNG工程用耐低溫預(yù)應(yīng)力鋼絞線為具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作 進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0016] 實(shí)施例1
[0017] ⑴盤(pán)條的制備：
[0018] 配料：本發(fā)明的盤(pán)條是在SWRH82B盤(pán)條的基礎(chǔ)上適量添加了 Ni、Cr、V微量元素，減 少有害元素 P、S、Cu含量。按質(zhì)量百分比的原料組成為：C :0.79-0. 86%，Si :0. 15-0. 35%， Mn：0. 60-0. 90 %, Ni ：0. 15-0. 30 %, Cr ：0. 13-0. 23, V ：0. 04-0. 09 %, P ^ 0.025 %, S 彡 0? 025%，Cu 彡 0? 20%，余量為 Fe。
[0019] 將配料按照常規(guī)的方法制成鋼坯，檢驗(yàn)合格的鋼坯經(jīng)加熱、粗軋、中軋、精軋、 吐絲、控冷后得到￠12. 50mm盤(pán)條。其中，鋼坯加熱溫度為1050-1KKTC，吐絲溫度為 860-880°C，在輥道上控制空冷，風(fēng)量值為154000m3/h，輥道速度為0. 3-1. 3m/s，冷卻速度為 7-9°C/s，使得索氏體相變溫度為569-650°C。其他工藝與現(xiàn)有技術(shù)相同。所得盤(pán)條牌號(hào)記 為82LNG，其性能指標(biāo)如表1所示。
[0020] 表 1
[0021]

【權(quán)利要求】
1. 一種適用于液化天然氣工程用耐低溫鋼絞線，其特征在于，按質(zhì)量百分比的原 料組成為：C :0? 79-0. 86 %，Si :0? 15-0. 35 %，Mn :0? 60-0. 90 %，Ni :0? 15-0. 30 %，Cr : 0? 13-0. 23, V :0? 04-0. 09%，P 彡 0? 025%，S 彡 0? 025%，Cu 彡 0? 20%，余量為 Fe。
2. -種權(quán)利要求1所述的適用于液化天然氣工程用耐低溫鋼絞線的生產(chǎn)方法，其特征 在于，包括下述步驟： (1) 盤(pán)條制備：鋼坯經(jīng)加熱、粗軋、中軋、精軋、吐絲、控冷后得到盤(pán)條，其中，鋼坯加熱 溫度為1050-1100°C，吐絲溫度為860-880°C，在輥道上控制空冷，風(fēng)量值為154000m3/h，輥 道速度為〇. 3-1. 3m/s，冷卻速度為7-9°C /s，使得索氏體相變溫度為569-650°C ; (2) 鋼絞線制備：盤(pán)條經(jīng)酸洗工藝、磷化工藝、拉拔、捻制、穩(wěn)定化處理工藝、層繞得到 鋼絞線產(chǎn)品；其中，所述酸洗工藝包括溫洗、六道酸洗和浸洗過(guò)程，六道酸洗池的酸液濃度 分別控制為 6-10 %、10-14 %、14-17 %、16-20 %、16-20 %、14-20 %，六道酸洗池的 Fe2+ 含 量分別控制為彡240g/L、彡200g/L、彡180g/L，彡150g/L、彡110g/L、彡110g/L ;所述磷 化工藝依次為溫洗、磷化、沖洗、溫洗，最后做皂化處理，其中，所述磷化過(guò)程中的溫度為 65-80°C，總酸度為80-110,游離酸度11-16,酸比5-10 ;拉拔過(guò)程的總壓縮率為82.69%， 采用9道次拉拔；捻制過(guò)程中鋼絞線的捻角為7-8°，穩(wěn)定化處理工藝中，回火速度控制在 100?116m/min，使回火溫度為380?385°C，軸向張拉力為125?130kN。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的適用于液化天然氣工程用耐低溫鋼絞線的生產(chǎn)方法，其特征 在于，采用9道次拉拔的平均部分壓縮率為17. 7%。
【文檔編號(hào)】C22C38/46GK104451420SQ201410779346
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月15日
【發(fā)明者】王文喜, 毛愛(ài)菊, 李金鎖, 王莉, 王鴻利, 藺秀艷, 潘捷, 董晨 申請(qǐng)人:天津冶金集團(tuán)中興盛達(dá)鋼業(yè)有限公司