一種超低溫壓力容器用調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度合金鋼06Ni9DR鋼板及其制備方法
【專利摘要】一種超低溫壓力容器用調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度合金鋼06Ni9DR鋼板及其制備方法，所述鋼板包括以下質(zhì)量百分比的化學(xué)成分(單位，wt％)：C：0.01?0.06、Si：0.10?0.20、Mn：0.50?0.80、P：≤0.008、S：≤0.002、Ni：8.5?9.5、Cu≤0.10、Mo≤0.10、V≤0.005、Cr≤0.25、余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明的一種超低溫壓力容器用調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度合金鋼06Ni9DR鋼板通過合理的化學(xué)成分設(shè)計(jì)，RH+LF+RH工藝使得鋼質(zhì)的潔凈度協(xié)同有效的工藝有效實(shí)施，制備的鋼板具有高強(qiáng)度、優(yōu)良的低溫韌性、良好的焊后性能等特點(diǎn)。
【專利說明】
-種超低溫壓力容器用調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度合金鋼06N i 9DR鋼板及其 制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種壓力容器用鋼板及其制備方法，尤其是設(shè)及一種超低溫壓力容器 用調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度合金鋼〇6Ni9DR鋼板及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 06化90的則谷稱為9%化鋼，化9鋼、9化鋼等，是含化為8.5-9.5%的超低溫儲罐和 壓力容器用調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度合金鋼，是超低溫設(shè)備和容器的重要結(jié)構(gòu)材料，廣泛用于制造或建 造液氮和天然氣化iquefied Na化ral Gas:簡稱LNG)儲罐。如液態(tài)天然氣的LNG船和存儲液 態(tài)天然氣的儲罐就要用到大量的低溫用鋼06M9DR。它具有高的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度、良好 的低溫初性和焊接性能等特點(diǎn)，國內(nèi)使用的低溫壓力容器用鋼因生產(chǎn)難度較大，大部分依 賴進(jìn)口。
[0003] 申請?zhí)枮镃N201510407667.8的中國專利公開了一種-196°c低溫條件下壓力容器 用低儀鋼板及其生產(chǎn)方法，所述鋼板的組分及重量百分比含量為:C《0.04，Si《0.05，Mn: 1.60~2.50，P《0.005，S《0.003，Alt:0.015~0.050，Ni:6.00~8.00，Cu:0.35~0.50，Cr: 0.55~1.00，1^《0.004;此外還含有]?〇《0.35、抓《0.05、11《0.025、(：曰《0.005中的一種或 者一種W上的組合，余量為化及不可避免的夾雜，但該專利Ni含量為6.00~8.00，因此制備 的鋼板沒有充分的強(qiáng)度和初性，作為超低溫儲罐和壓力容器用鋼各項(xiàng)性能不夠好。申請?zhí)?為201210276343.1的中國專利公開了一種低溫高儀鋼板及其制造方法，所設(shè)及鋼具有下列 成分及質(zhì)量百分比為C :0.03 ~0.05 %，Si: 0 ~0.35 %，Mn :0.50 ~0.80 %，Ni :11.0 ~ 13.0%，P《0.005%，S《0.005%，A1:0.01 ~0.05%，0《0.0012%，N《0.0035%，其余為Fe 與不可避免的雜質(zhì)。明顯的，該專利制成的鋼板的化學(xué)成分上Ni含量較高，同時(shí)未進(jìn)行微合 金化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種超低溫壓力容器用調(diào) 質(zhì)高強(qiáng)度合金鋼06M9DR鋼板及其制備方法，解決了國內(nèi)06M9DR鋼板生產(chǎn)難度較大，大部 分依賴進(jìn)口的問題。
[0005] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用W下技術(shù)方案：
[0006] -種超低溫壓力容器用調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度合金鋼06M9DR鋼板，包括W下質(zhì)量百分比的 化學(xué)成分（單位，wt%):C:0.01-0.06、Si: 0.10-0.20、Mn:0.50-0.80、P:《0.008、S:《 0.002、Ni:8.5-9.5、Cu《0.10、Mo《0.10、V《0.005、Cr《0.25、Als《0.025%、N《0.012%， 余量為化和不可避免的雜質(zhì)。
[0007] 進(jìn)一步地，所述鋼板包括W下質(zhì)量百分比的化學(xué)成分(單位，wt% ) :C:0.02-0.04、 Si :0.13-0.16、Mn:0.65-0.75、P:《0.006、S:《0.002、Ni :8.6-9.4、Cu《0.08、Mo《0.60、V 《0.003、Cr《0.18、Als《0.015%、N《0.009%，余量為化和不可避免的雜質(zhì)。
[000引進(jìn)一步地，所述鋼板的碳當(dāng)量[〔69 =〔+1]1/6 + (打^+1〇)/5+(加+化）/15]《 0.50%。
[0009] 進(jìn)一步地，所述鋼板的厚度為12mm-50mm。
[0010] 其制備方法，包括如下步驟：
[0011] (OKR鐵水預(yù)處理：用鋼包承裝鐵水，到站鐵水化前渣，控制鐵水中P、S含量，鐵水 經(jīng)KR攬拌脫硫后鐵水P《0.1 %，S《0.004%，脫硫周期《25min，脫硫溫降《20°C ;脫S結(jié)束 化盡后渣，液面渣層厚度《20mm;
[0012] (2)轉(zhuǎn)爐冶煉:在150噸轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行，冶煉配料按照廢鋼4.5-4.8t、化板13-14t、鐵 水149-15U、總配料165-170t來控制，所述鐵水中S《0.0030%、P《0.080%，Si《0.45、C《 0.04%、Mn《0.7，鐵水溫度> 1270°C，鐵水裝入量按± It來控制;所述廢鋼采用邊角料；出 鋼前用擋渣塞擋前渣出鋼，出鋼結(jié)束前采用擋渣錐擋渣，渣層厚度《20皿，轉(zhuǎn)爐出鋼過程中 全程吹氣；
[0013] (3)畑真空冶煉與化渣:進(jìn)畑真空處理工位真空冶煉，處理周期為20-30min，當(dāng)鋼 水中氨含量小于2.化pm時(shí)出工位，畑真空冶煉中鋼包使用無碳覆蓋劑，RH真空冶煉結(jié)束時(shí) 鋼水溫度為1570-1580°C，RH真空冶煉結(jié)束后用化渣機(jī)拔除鋼水表面的浮渣；
[0014] (4)LF精煉:精煉過程全程吹氣，其中A1前期控制在0.05-0.06%，精煉結(jié)束時(shí)控制 在0.03-0.04% ; S精煉終點(diǎn)控制在8ppmW下；精煉結(jié)束時(shí)控制鋼水溫度1635-1645°C，軟吹 時(shí)間>2min;
[0015] (5)畑真空冶煉:進(jìn)畑真空處理工位真空冶煉，處理周期為18-22min，當(dāng)鋼水中氨 含量小于2.化pm時(shí)出工位，RH真空冶煉中鋼包使用無碳覆蓋劑，畑真空冶煉結(jié)束時(shí)鋼水溫 度為1570-1580°C，RH真空冶煉結(jié)束后用化渣機(jī)拔除鋼水表面的浮渣；
[0016] (6)鋼包喂絲:進(jìn)喂絲工位，加入A1線及化-Si線；
[0017] (7)連鑄誘注:進(jìn)連鑄誘注工位，誘注過程中包過熱度15±10°C，拉速:0.7-1. Om/ min,連鑄誘鋼全程吹氣保護(hù)誘鑄，中包誘注過程中保持鋼液面不見紅;誘鋼過程中控制塞 棒吹氣量，結(jié)晶器液面波動輕微；
[001引 （8)開巧、清理、加熱、社制：將鑄巧表面打磨清理，并開巧至厚度140mm左右，對表 面進(jìn)行清理，清理溫度>250。將自開巧在連續(xù)爐加熱，總加熱時(shí)間 >化，最高加熱溫度《 1200°C ;均熱溫度1150-1160°C ;然后在3800mm社機(jī)進(jìn)行鋼板的社制；
[0019] (9)社后緩冷工藝：根據(jù)鋼板厚度的不同，社后采用不同的層流冷卻，通過調(diào)整冷 卻集管組數(shù)，控制返紅溫度a:厚度12-35mm的返紅溫度在650-750°C之間，b:厚度35-50mm的 返紅溫度在650-690°C之間；
[0020] (10)超聲波探傷:采用超聲波探傷儀對鋼板進(jìn)行檢測；
[0021] (11)熱處理工藝:檢測合格的鋼板，根據(jù)不同的鋼板厚度，進(jìn)行相應(yīng)熱處理，鋼板 厚度《12mm，采用兩次正火+回火工藝;鋼板厚度〉12mm，采用兩次澤火+回火工藝。
[0022] 進(jìn)一步地，步驟(1)中所述鋼包為使用包齡在3-15次的前期包。
[0023] 進(jìn)一步地，步驟(11)熱處理工藝中所述回火工藝的回火溫度控制在560-580°C。
[0024] 本發(fā)明的有益效果是：
[0025] 本發(fā)明的一種超低溫壓力容器用調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度合金鋼06M9DR鋼板通過合理的化學(xué) 成分設(shè)計(jì)，畑+LF+畑工藝來鋼質(zhì)的潔凈度協(xié)同有效的工藝有效實(shí)施，成功地研制出了不大 于50mm厚低溫壓力容器用06Ni9DR鋼板，制備的鋼板不僅能夠滿足國標(biāo)的要求，而且較國標(biāo) 有很大的富裕量，具有高強(qiáng)度、優(yōu)良的低溫初性、良好的焊后性能等特點(diǎn)，鋼板剩磁值均小 于lOCs，可滿足現(xiàn)場施工、避免產(chǎn)生焊接磁偏吹的要求，鋼板質(zhì)量達(dá)到、甚至超過了國內(nèi)外 同類產(chǎn)品的先進(jìn)實(shí)物水平，具體來說有W下幾點(diǎn)：
[0026] (1)本發(fā)明一種超低溫壓力容器用調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度合金鋼〇6Ni9DR鋼板，其化學(xué)成分中 Ni的質(zhì)量百分比為8.5-9.5%，分析低溫壓力鋼板的化學(xué)成分可知，Ni是同時(shí)提高鋼板強(qiáng)度 和初度的元素，經(jīng)過本
【申請人】于實(shí)驗(yàn)室中的大量實(shí)驗(yàn)摸索及實(shí)踐生產(chǎn)驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)蜏貕?力鋼板中Ni含量達(dá)不到8.5%時(shí)，制備的鋼板其強(qiáng)度和初性不夠充分，當(dāng)?shù)蜏貕毫︿摪逯笑?含量超過9.5%后，Ni在鋼板中的原子擴(kuò)散非常緩慢同時(shí)熱滯現(xiàn)象嚴(yán)重，影響低溫壓力鋼板 的強(qiáng)度和初度，同時(shí)也會因?yàn)檫^量的Μ的加入，增加了低溫壓力鋼板的生產(chǎn)成本。因此，本 發(fā)明經(jīng)過長期摸索后，制備得到Ni質(zhì)量百分比為8.5-9.5%的鋼板，既具有優(yōu)異的強(qiáng)度和初 度，同時(shí)又降低了鋼板的生產(chǎn)成本。
[0027] (2)本發(fā)明一種超低溫壓力容器用調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度合金鋼06Ni9DR鋼板，采取了低碳及 微合金化處理，使制備的低溫壓力用鋼板具有良好的低溫性能。鋼板中C的質(zhì)量百分含量為 C《0.03%，既了本發(fā)明的鋼板具有足夠的強(qiáng)度又不會因 C含量過多而破壞了鋼板的低溫初 性和焊接性能。另一方面，本發(fā)明的鋼板采用微合金化處理技術(shù)，添加適量的Cu、V、CrS種 金屬元素，并控制適當(dāng)?shù)腁ls的含量，W低溫初性;協(xié)同鋼板中的M，進(jìn)一步提高了鋼板的強(qiáng) 度，改善了鋼板的焊接性能。
[0028] (3)本發(fā)明畑+LF+畑工藝來鋼質(zhì)的潔凈度，兩次畑工藝過程，協(xié)同本發(fā)明中開巧、 社制、澤火(正火）、澤火(正火）、回火工藝等工藝的有效實(shí)施，了本發(fā)明制備的鋼板的P和S 含量分別低至P《〇.008%、S《0.002%，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明制備的鋼板P、S含量非常 之低，因此有效避免了鋼板表面網(wǎng)狀裂紋、皮下裂紋和中屯、疏松等缺陷，制備的低溫壓力鋼 板成材率高、鋼板的低溫初性性能優(yōu)越。
[0029] (4)本發(fā)明的一種超低溫壓力容器用調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度合金鋼06M9DR鋼板在制備過程 中，嚴(yán)格采用使用包齡在3-15次的前期包作為鋼包，實(shí)現(xiàn)鐵水、鋼水在各個(gè)工位間轉(zhuǎn)移時(shí)避 免了雜質(zhì)元素進(jìn)入鐵水或鋼水中，有效降低了制備得到的鋼板中不可避免的雜質(zhì)的含量。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 實(shí)施例1
[0031] -種超低溫壓力容器用調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度合金鋼06M9DR鋼板，包括W下質(zhì)量百分比的 化學(xué)成分（單位，wt%):C:0.01、Si:0.20、Mn:0.50、P:0.006、S:0.002、Ni:8.5、Cu:0.10、Mo: 0.01、V:0.005、Cr:0.10、Als:0.015、N:0.012,余量為化和不可避免的雜質(zhì)。
[0032] 其中，所述合金鋼板的碳當(dāng)量[Ceq = C+Mn/6 + (C;r~HV+Mo)/5+(Cu+Ni)/15]= 0.10%，鋼板厚度為12mm。
[0033] 其制備方法，包括如下步驟：
[0034] (OKR鐵水預(yù)處理：用鋼包承裝鐵水，到站鐵水化前渣，控制鐵水中P、S含量，鐵水 經(jīng)KR攬拌脫硫后鐵水P《0.1 %，S《0.004%，脫硫周期《25min，脫硫溫降《20°C ;脫S結(jié)束 化盡后渣，液面渣層厚度《20mm;
[0035] (2)轉(zhuǎn)爐冶煉:在150噸轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行，冶煉配料按照廢鋼4.5t、化板14t、鐵水149t、 總配料167.5t來控制，要求所述鐵水中S《0.0030%、P《0.080%，Si《0.45、C《0.04%、Mn 《0.7，鐵水溫度> 1270°C，鐵水裝入量按± 11來控制;所述廢鋼嚴(yán)格采用優(yōu)質(zhì)邊角料；出鋼 前用擋渣塞擋前渣出鋼，出鋼結(jié)束前采用擋渣錐擋渣，渣層厚度《20皿，轉(zhuǎn)爐出鋼過程中要 求全程吹氣；
[0036] (3)畑真空冶煉與化渣:進(jìn)畑真空處理工位真空冶煉，處理周期為20min，當(dāng)鋼水中 氨含量小于2.化pm時(shí)出工位，畑真空冶煉中鋼包使用無碳覆蓋劑，畑真空冶煉結(jié)束時(shí)鋼水 溫度為1570-1580°C，RH真空冶煉結(jié)束后用化渣機(jī)拔除鋼水表面的浮渣；
[0037] (4)LF精煉：精煉過程全程吹氣，其中A1前期控制在0.05%，精煉結(jié)束時(shí)控制在 0.04% ; S精煉終點(diǎn)控制在8ppmW下，使用碳硫分析儀檢測S的含量;精煉結(jié)束時(shí)控制鋼水溫 度 1635-1645°C，軟吹時(shí)間5min;
[003引（5)畑真空冶煉:進(jìn)畑真空處理工位真空冶煉，處理周期為22min，當(dāng)鋼水中氨含量 小于2.化pm時(shí)出工位，RH真空冶煉中鋼包使用無碳覆蓋劑，畑真空冶煉結(jié)束時(shí)鋼水溫度為 1570-1580°C，RH真空冶煉結(jié)束后用化渣機(jī)拔除鋼水表面的浮渣；
[0039] (6)鋼包喂絲:進(jìn)喂絲工位，加入A1線及化-Si線；
[0040] (7)連鑄誘注:進(jìn)連鑄誘注工位，誘注過程中包過熱度15 ± 10°C，拉速:0.7m/min， 連鑄誘鋼要求全程吹氣保護(hù)誘鑄，中包誘注過程中保持鋼液面不見紅;誘鋼過程中合理控 制塞棒吹氣量，結(jié)晶器液面波動輕微；
[0041 ] (8)開巧、清理、加熱、社制：將鑄巧表面打磨清理，并開巧至厚度140mm，對表面進(jìn) 行清理，清理溫度〉25(TC;將自開巧在連續(xù)爐加熱，總加熱時(shí)間>化，最高加熱溫度《1200 °C ;均熱溫度1150-1160°C ;然后在3800mm社機(jī)進(jìn)行鋼板的社制；
[0042] (9)社后緩冷工藝：根據(jù)鋼板厚度的不同，社后采用不同的層流冷卻，通過調(diào)整冷 卻集管組數(shù)，控制返紅溫度，厚度12mm的返紅溫度控制在650~750°C之間；
[0043] (10)超聲波探傷:采用超聲波探傷儀對鋼板進(jìn)行檢測；
[0044] (11)熱處理工藝:檢測合格的鋼板，根據(jù)不同的鋼板厚度，進(jìn)行相應(yīng)熱處理，鋼板 厚度12mm，采用兩次正火+回火工藝，回火溫度控制在560-580°C。
[0045] 其中步驟(1)中所述鋼包為使用包齡在15次的前期包。
[0046] 實(shí)施例2
[0047] -種超低溫壓力容器用調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度合金鋼06M9DR鋼板，包括W下質(zhì)量百分比的 化學(xué)成分（單位，wt%):C:0.03、Si:0.14、Mn:0.69、P:0.005、S:0.001、Ni:9.4、Cu:0.01、Mo: 0.01、V:0.003、Cr:0.25、Als:0.020、N: 0.00189,余量為化和不可避免的雜質(zhì)。
[004引其中，所述合金鋼板的碳當(dāng)量[Ceq = C+Mn/6 + (C;r~HV+Mo)/5+(Cu+Ni)/15]= 0.50%，鋼板厚度為40mm。
[0049] 其制備方法，包括如下步驟：
[0050] (OKR鐵水預(yù)處理：用鋼包承裝鐵水，到站鐵水化前渣，控制鐵水中P、S含量，鐵水 經(jīng)KR攬拌脫硫后鐵水P《0.1 %，S《0.004%，脫硫周期《25min，脫硫溫降《20°C ;脫S結(jié)束 化盡后渣，液面渣層厚度《20mm;
[0051 ] (2)轉(zhuǎn)爐冶煉:在150噸轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行，冶煉配料按照廢鋼4.8t、化板13t、鐵水151t、 總配料168.8t來控制，所述鐵水中S《0.0030%、P《0.080%，Si《0.45、C《0.04%、Mn《 0.7，鐵水溫度> 1270°C，鐵水裝入量按± It來控制;所述廢鋼采用邊角料；出鋼前用擋渣塞 擋前渣出鋼，出鋼結(jié)束前采用擋渣錐擋渣，渣層厚度《20mm，轉(zhuǎn)爐出鋼過程中全程吹氣； [0化2] (3)畑真空冶煉與化渣:進(jìn)畑真空處理工位真空冶煉，處理周期為30min，當(dāng)鋼水中 氨含量小于2.化pm時(shí)出工位，畑真空冶煉中鋼包使用無碳覆蓋劑，畑真空冶煉結(jié)束時(shí)鋼水 溫度為1570-1580°C，RH真空冶煉結(jié)束后用化渣機(jī)拔除鋼水表面的浮渣；
[0053] (4)LF精煉：精煉過程全程吹氣，其中A1前期控制在0.06%，精煉結(jié)束時(shí)控制在 0.03% ;S精煉終點(diǎn)控制在8ppmW下；精煉結(jié)束時(shí)控制鋼水溫度1635-1645°C，軟吹時(shí)間 2min；
[0054] (5)畑真空冶煉:進(jìn)畑真空處理工位真空冶煉，處理周期為18min，當(dāng)鋼水中氨含量 小于2.化pm時(shí)出工位，RH真空冶煉中鋼包使用無碳覆蓋劑，畑真空冶煉結(jié)束時(shí)鋼水溫度為 1570-1580°C，RH真空冶煉結(jié)束后用化渣機(jī)拔除鋼水表面的浮渣；
[0化日](6)鋼包喂絲:進(jìn)喂絲工位，加入A1線及化-Si線；
[0化6] (7)連鑄誘注:進(jìn)連鑄誘注工位，誘注過程中包過熱度15±10°C，拉速：1. Om/min， 連鑄誘鋼全程吹氣保護(hù)誘鑄，中包誘注過程中保持鋼液面不見紅;誘鋼過程中控制塞棒吹 氣量，結(jié)晶器液面波動輕微；
[0化7] (8)開巧、清理、加熱、社制：將鑄巧表面打磨清理，并開巧至厚度140mm，對表面進(jìn) 行清理，清理溫度〉25(TC;將自開巧在連續(xù)爐加熱，總加熱時(shí)間>化，最高加熱溫度《1200 °C ;均熱溫度1150-1160°C ;然后在3800mm社機(jī)進(jìn)行鋼板的社制；
[0058] (9)社后緩冷工藝:根據(jù)鋼板厚度的不同，鋼板厚度為40mm，社后采用不同的層流 冷卻，通過調(diào)整冷卻集管組數(shù)，返紅溫度控制在650-690°C之間；
[0059] (10)超聲波探傷:采用超聲波探傷儀對鋼板進(jìn)行檢測；
[0060] (11)熱處理工藝:檢測合格的鋼板，根據(jù)不同的鋼板厚度，進(jìn)行相應(yīng)熱處理，鋼板 厚度為40mm，采用兩次澤火+回火工藝，回火溫度控制在560-580°C。
[0061] 其中步驟(1)中所述鋼包為使用包齡在3次的前期包。
[0062] 實(shí)施例3
[0063] -種超低溫壓力容器用調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度合金鋼06M9DR鋼板，包括W下質(zhì)量百分比的 化學(xué)成分（單位，wt%):C:0.03、Si:0.14、Mn:0.68、P:0.005、S:0.001、Ni:9.4、Cu:0.09、Mo: 0.01、V:0.003、Cr:0.20、Als:0.020、N: 0.00195,余量為化和不可避免的雜質(zhì)。
[0064] 其中，所述合金鋼板的碳當(dāng)量[Ceq = C+Mn/6 + (C;r~HV+Mo)/5+(Cu+Ni)/15]= 0.15%，鋼板厚度為50mm。
[0065] 其制備方法，包括如下步驟：
[0066] ( OKR鐵水預(yù)處理：用鋼包承裝鐵水，到站鐵水化前渣，控制鐵水中P、S含量，鐵水 經(jīng)KR攬拌脫硫后鐵水P《0.1 %，S《0.004%，脫硫周期《25min，脫硫溫降《20°C ;脫S結(jié)束 化盡后渣，液面渣層厚度《20mm;
[0067] (2)轉(zhuǎn)爐冶煉:在150噸轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行，冶煉配料按照廢鋼4.6t、化板14t、鐵水15化、 總配料168.6t來控制，所述鐵水中S《0.0030%、P《0.080%，Si《0.45、C《0.04%、Mn《 0.7，鐵水溫度> 1270°C，鐵水裝入量按± It來控制;所述廢鋼采用邊角料；出鋼前用擋渣塞 擋前渣出鋼，出鋼結(jié)束前采用擋渣錐擋渣，渣層厚度《20mm，轉(zhuǎn)爐出鋼過程中全程吹氣；
[006引 （3)畑真空冶煉與化渣:進(jìn)畑真空處理工位真空冶煉，處理周期為25min，當(dāng)鋼水中 氨含量小于2.化pm時(shí)出工位，畑真空冶煉中鋼包使用無碳覆蓋劑，畑真空冶煉結(jié)束時(shí)鋼水 溫度為1570-1580°C，RH真空冶煉結(jié)束后用化渣機(jī)拔除鋼水表面的浮渣；
[0069] (4)LF精煉：精煉過程全程吹氣，其中A1前期控制在0.06%，精煉結(jié)束時(shí)控制在 0.03% ; S精煉終點(diǎn)控制在8ppmW下，使用碳硫分析儀檢測S的含量;精煉結(jié)束時(shí)控制鋼水溫 度 1635-1645°C，軟吹時(shí)間6min;
[0070] (5)畑真空冶煉:進(jìn)畑真空處理工位真空冶煉，處理周期為17min，當(dāng)鋼水中氨含量 小于2.化pm時(shí)出工位，RH真空冶煉中鋼包使用無碳覆蓋劑，畑真空冶煉結(jié)束時(shí)鋼水溫度為 1570-1580°C，RH真空冶煉結(jié)束后用化渣機(jī)拔除鋼水表面的浮渣；
[0071] (6)鋼包喂絲:進(jìn)喂絲工位，加入A1線及化-Si線；
[0072] (7)連鑄誘注:進(jìn)連鑄誘注工位，誘注過程中包過熱度15±10°C，拉速:0.8m/min， 連鑄誘鋼全程吹氣保護(hù)誘鑄，中包誘注過程中保持鋼液面不見紅;誘鋼過程中控制塞棒吹 氣量，結(jié)晶器液面波動輕微；
[0073] (8)開巧、清理、加熱、社制：將鑄巧表面打磨清理，并開巧至厚度140mm，對表面進(jìn) 行清理，清理溫度〉25(TC;將自開巧在連續(xù)爐加熱，總加熱時(shí)間>化，最高加熱溫度《1200 °C ;均熱溫度1150-1160°C ;然后在3800mm社機(jī)進(jìn)行鋼板的社制；
[0074] (9)社后緩冷工藝:根據(jù)鋼板厚度的不同，鋼板厚度為50mm，社后采用不同的層流 冷卻，通過調(diào)整冷卻集管組數(shù)，返紅溫度控制在650~690°C之間；
[0075] (10)超聲波探傷:采用超聲波探傷儀對鋼板進(jìn)行檢測；
[0076] (11)熱處理工藝:檢測合格的鋼板，根據(jù)不同的鋼板厚度，進(jìn)行相應(yīng)熱處理，鋼板 厚度為50mm，采用兩次澤火+回火工藝，回火溫度控制在560-580°C。
[0077] 其中步驟(1)中所述鋼包為使用包齡在15次的前期包。
[007引實(shí)施例4
[0079] -種超低溫壓力容器用調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度合金鋼06M9DR鋼板，包括W下質(zhì)量百分比的 化學(xué)成分（單位，wt%):C:0.05、Si:0.15、Mn:0.65、P:0.004、S:0.0015、Ni:9.0、Cu:0.06、 Mo :0.05、V:0.003、Cr:0.12、Als:0.010、N: 0.00843,余量為化和不可避免的雜質(zhì)。
[0080] 其中，所述合金鋼板的碳當(dāng)量[Ceq = C+Mn/6 + (C;r~HV+Mo)/5+(Cu+Ni)/15]= 0.25%，鋼板厚度為30mm。
[0081 ]其制備方法，包括如下步驟：
[0082] (ηKR鐵水預(yù)處理：用鋼包承裝鐵水，到站鐵水化前渣，控制鐵水中P、S含量，鐵水 經(jīng)KR攬拌脫硫后鐵水Ρ《0.1 %，S《0.004%，脫硫周期《25min，脫硫溫降《20°C ;脫S結(jié)束 化盡后渣，液面渣層厚度《20mm;
[0083] (2)轉(zhuǎn)爐冶煉：在15 0噸轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行，冶煉配料按照廢鋼4.71、N i板13.51、鐵水 1501、總配料168.21來控制，所述鐵水中5《0.0030%、？《0.080%，51《0.45、(：《0.04%、 Mn《0.7，鐵水溫度> 1270°C，鐵水裝入量按± 11來控制;所述廢鋼采用邊角料；出鋼前用擋 渣塞擋前渣出鋼，出鋼結(jié)束前采用擋渣錐擋渣，渣層厚度《20mm，轉(zhuǎn)爐出鋼過程中全程吹 氣；
[0084] (3)畑真空冶煉與化渣:進(jìn)畑真空處理工位真空冶煉，處理周期為25min，當(dāng)鋼水中 氨含量小于2.化pm時(shí)出工位，畑真空冶煉中鋼包使用無碳覆蓋劑，畑真空冶煉結(jié)束時(shí)鋼水 溫度為1570-1580°C，RH真空冶煉結(jié)束后用化渣機(jī)拔除鋼水表面的浮渣；
[0085] (4)LF精煉：精煉過程全程吹氣，其中A1前期控制在0.06%，精煉結(jié)束時(shí)控制在 0.03% ;S精煉終點(diǎn)控制在8ppmW下；精煉結(jié)束時(shí)控制鋼水溫度1635-1645^，軟吹時(shí)間 4min；
[0086] (5)畑真空冶煉:進(jìn)畑真空處理工位真空冶煉，處理周期為17min，當(dāng)鋼水中氨含量 小于2.化pm時(shí)出工位，RH真空冶煉中鋼包使用無碳覆蓋劑，畑真空冶煉結(jié)束時(shí)鋼水溫度為 1570-1580°C，RH真空冶煉結(jié)束后用化渣機(jī)拔除鋼水表面的浮渣；
[0087] (6)鋼包喂絲:進(jìn)喂絲工位，加入A1線及化-Si線；
[0088] (7)連鑄誘注:進(jìn)連鑄誘注工位，誘注過程中包過熱度15±10°C，拉速:0.9m/min， 連鑄誘鋼全程吹氣保護(hù)誘鑄，中包誘注過程中保持鋼液面不見紅;誘鋼過程中控制塞棒吹 氣量，結(jié)晶器液面波動輕微；
[0089] (8)開巧、清理、加熱、社制：將鑄巧表面打磨清理，并開巧至厚度140mm，對表面進(jìn) 行清理，清理溫度〉25(TC;將自開巧在連續(xù)爐加熱，總加熱時(shí)間>化，最高加熱溫度《1200 °C ;均熱溫度1150-1160°C ;然后在3800mm社機(jī)進(jìn)行鋼板的社制；
[0090] (9)社后緩冷工藝:根據(jù)鋼板厚度的不同，鋼板厚度為30mm，社后采用不同的層流 冷卻，通過調(diào)整冷卻集管組數(shù)，返紅溫度控制在650~750°C之間；
[0091] (10)超聲波探傷:采用超聲波探傷儀對鋼板進(jìn)行檢測；
[0092] (11)熱處理工藝:檢測合格的鋼板，根據(jù)不同的鋼板厚度，進(jìn)行相應(yīng)熱處理，鋼板 厚度為30mm，采用兩次澤火+回火工藝，回火溫度控制在560-580°C。
[0093] 其中步驟(1)中所述鋼包為使用包齡在9次的前期包。
[0094] 實(shí)施例5
[00M] -種超低溫壓力容器用調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度合金鋼06M9DR鋼板，包括W下質(zhì)量百分比的 化學(xué)成分（單位，wt%):C:0.04、Si:0.16、Mn:0.60、P:0.004、S:0.0017、Ni:9.2、Cu:0.06、 Mo :0.07、V:0.002、Cr:0.18、Als:0.008、N: 0.00135,余量為化和不可避免的雜質(zhì)。
[0096] 其中，所述合金鋼板的碳當(dāng)量[Ceq = C+Mn/6 + (C;r~HV+Mo)/5+(Cu+Ni)/15]= 0.20%，鋼板厚度為20mm。
[0097] 其制備方法與實(shí)施例1制備方法相同。
[009引實(shí)施例6
[0099] -種超低溫壓力容器用調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度合金鋼06M9DR鋼板，包括W下質(zhì)量百分比的 化學(xué)成分（單位，wt%):C:0.05、Si:0.14、Mn:0.80、P:0.006、S:0.0009、Ni:9.4、Cu:0.02、 Mo :0.09、V:0.003、Cr:0.16、Als:0.025、N: 0.00164,余量為化和不可避免的雜質(zhì)。
[0100] 其中，所述合金鋼板的碳當(dāng)量[Ceq = C+Mn/6 + (C;r~HV+Mo)/5+(Cu+Ni)/15]= 0.50%，鋼板厚度為30mm。
[0101 ]其制備方法與實(shí)施例4制備方法相同。
[0102] 實(shí)施例7
[0103] -種超低溫壓力容器用調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度合金鋼06M9DR鋼板，包括W下質(zhì)量百分比的 化學(xué)成分（單位，wt%):C:0.02、Si:0.12、Mn:0.55、P:0.005、S:0.0013、Ni:9.0、Cu:0.05、 Mo :0.06、V:0.001、Cr:0.14、Als:0.009、N: 0.00531，余量為化和不可避免的雜質(zhì)。
[0104] 其中，所述合金鋼板的碳當(dāng)量[Ceq = C+Mn/6 + (C;r~HV+Mo)/5+(Cu+Ni)/15]= 0.30%，鋼板厚度為24mm。
[0105] 其制備方法與實(shí)施例1制備方法相同。
[0106] 實(shí)施例8
[0107] -種超低溫壓力容器用調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度合金鋼06M9DR鋼板，包括W下質(zhì)量百分比的 化學(xué)成分（單位，wt%):C:0.04、Si:0.13、Mn:0.75、P:0.003、S:0.0018、Ni:8.6、Cu:0.03、 Mo :0.10、V:0.002、Cr:0.17、Als:0.007、N: 0.00473,余量為化和不可避免的雜質(zhì)。
[0108] 其中，所述合金鋼板的碳當(dāng)量[Ceq = C+Mn/6 + (C;r~HV+Mo)/5+(Cu+Ni)/15]= 0.30%，鋼板厚度為36mm。
[0109] 其制備方法與實(shí)施例3制備方法相同。
[0110] 結(jié)果分析
[0111] 采用GB/T228標(biāo)準(zhǔn)檢測本發(fā)明實(shí)施例1-8制備的鋼板進(jìn)行屈服強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度性 能檢測，檢測結(jié)果見表1。
[0112] 表1實(shí)施例1-8制備的鋼板屈服強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度性能檢測結(jié)果
[0113]
[0114] ~結(jié)果發(fā)現(xiàn)，厚度為12mm的正火+回火態(tài)的06M9DR鋼板屈服強(qiáng)度為650Mpa，抗拉強(qiáng) 度為720MPa，性能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，屈服強(qiáng)度有較大的富余量。20-50mm的調(diào)質(zhì)態(tài)的06M9DR鋼 板屈服強(qiáng)度處于660-710M化的范圍，抗拉強(qiáng)度處于710-740M化的范圍，性能全部滿足各類 標(biāo)準(zhǔn)的要求，且屈服強(qiáng)度具有近lOOMpa的富余量。而實(shí)施例2制備的鋼板屈服強(qiáng)度710MPa、 拉伸強(qiáng)度740MPa，實(shí)施例3制備的鋼板屈服強(qiáng)度TlOMPa、拉伸強(qiáng)度740MPa，性能最佳。
[0115] 選取實(shí)施例2、實(shí)施例3制備的超低溫壓力容器用調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度合金鋼06M9DR鋼板 進(jìn)行各項(xiàng)測試，測試結(jié)果如下。
[0116] 鑄巧酸浸低倍檢驗(yàn):本發(fā)明的鋼板低倍結(jié)果顯示該鑄巧中屯、偏析C0.5級，疏松為 0.5-1.0級，說明本發(fā)明的鋼板具有良好的內(nèi)部質(zhì)量。
[0117] 成分分析:取實(shí)施例2、實(shí)施例3制備的鋼板，對其不同部位化學(xué)成分進(jìn)行分析，結(jié) 果如表2所示，鋼板成分分析wt % :
[0118] 表2:實(shí)施例2、實(shí)施例3制備的鋼板成分分析結(jié)果
[0119]
[0120] 氣體含量分析:對實(shí)施例2、實(shí)施例3制備的鋼板進(jìn)行了氣體含量分析，結(jié)果如表3 所示，結(jié)果顯示鋼板中氣體含量較低，鋼板氣體含量分析(wt%)。
[0121] 表3:實(shí)施例2、實(shí)施例3制備的鋼板氣體含量分析結(jié)果
[0122]
[0123] 鋼板的剩磁:采用JCZ-30剩磁儀對實(shí)施例2、實(shí)施例3制備的鋼板的剩磁進(jìn)行檢驗(yàn)， 結(jié)果如表4所示：
[0124] 表4:實(shí)施例2、實(shí)施例3制備的鋼板剩磁檢驗(yàn)結(jié)果
[0125]
[01 %]金相組織:鋼板的組織細(xì)小均勻，晶粒度大約在9-10級左右，正火加回火的鋼板的 組織為馬氏體+逆變奧氏體，澤火加回火的鋼板的組織為馬氏體+逆變奧氏體。
[0127] 鋼板交貨狀態(tài)的力學(xué)性能：
[0128] 檢測結(jié)果顯示，鋼板頭部、尾部W及縱向、橫向的強(qiáng)度及延伸率相當(dāng)，50mm鋼板板 厚1/4和1/2的強(qiáng)度差別不大，差別僅在20MPa之內(nèi)，顯示出鋼板各部位具有較均勻的力學(xué)性 能，各向異性較小。
[0129] Z向性能:對實(shí)施例2、實(shí)施例3制備的鋼板，采用GB/T5313標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了厚度方向拉 伸性能測試，結(jié)果如表5所示，無論是頭部還是尾部，厚拉試樣的斷面收縮率均在70% W上， 遠(yuǎn)高于Z35的最高標(biāo)準(zhǔn)要求，顯示出鋼板具有良好的抗層狀撕裂性能。
[0130] 表5:實(shí)施例2、實(shí)施例3制備的鋼板拉伸性能測試結(jié)果
[0131]
[0132] 低溫沖擊初性:按照GB/T 229標(biāo)準(zhǔn)對實(shí)施例2、實(shí)施例3制備的鋼板做了不同位置 的-196 °C沖擊初性試驗(yàn)，結(jié)果如表6所示：
[0133] 表6:實(shí)施例2、實(shí)施例3制備的鋼板-196 °C沖擊初性試驗(yàn)結(jié)果
[0134]
[0135] 從上述試驗(yàn)結(jié)果可W看出，不同規(guī)格和不同交貨狀態(tài)的的06M9DR鋼板在-196Γ 沖擊功均滿足對鋼板的技術(shù)要求，并且有較大的富裕量，平均沖擊功均在200JW上(或接近 于200J)，側(cè)膨脹值在2mm左右。
[0136] 冷彎性能:對于冷彎試驗(yàn)，采用橫向試樣，試樣寬度b = 2a，彎忍直徑d = 2a。鋼板表 平加工。進(jìn)行室溫下180°C冷彎后全部合格，表面無裂紋。說明鋼扳具有良好的表面質(zhì)量。
[0137] 硬度:按照GB/T231檢驗(yàn)了各個(gè)規(guī)格鋼板的表面硬度，結(jié)果見表7。所有鋼板表面硬 度均在229-240皿之間，較為穩(wěn)定。
[0138] 表7:實(shí)施例2、實(shí)施例3制備的鋼板表面硬度測試結(jié)果
[0139]
[0140] ~~落鍵試驗(yàn)測定鋼板無塑性轉(zhuǎn)變溫度NDTT:對實(shí)施例2、實(shí)施例3制備的鋼板進(jìn)行了胃 落鍵試驗(yàn)，試樣取橫向樣。試驗(yàn)通過在試樣上堆焊脆性焊道，在動載落鍵沖擊下，當(dāng)脆性裂 紋起裂并傳播到試樣的一個(gè)端部時(shí)斷裂對應(yīng)的溫度，了材料在一定的溫度下抵抗脆性裂紋 傳播的能力。試驗(yàn)根據(jù)GS/T 6803-2008進(jìn)行，落鍵試驗(yàn)結(jié)果如表8所示：（f。表示來斷，X表示 斷裂)。
[0141] 表8:實(shí)施例2、實(shí)施例3制備的鋼板落鍵試驗(yàn)結(jié)果
[0142]
[0143] 鋼板回火穩(wěn)定性能試驗(yàn):為了摸索06M9DR鋼板在不同回火溫度下的力學(xué)性能的 變化情況和回火穩(wěn)定性，選用不同規(guī)格厚度的澤火態(tài)鋼板，分別用不同的熱處理制度進(jìn)行 回火，加工成試樣并進(jìn)行力學(xué)性能檢驗(yàn)。
[0144] 模擬焊后熱處理性能:通過實(shí)驗(yàn)室對交貨態(tài)鋼板試樣模生產(chǎn)廠家的鋼板實(shí)物水平 相當(dāng)，但低溫性能明顯占優(yōu)。
[0145] 所研制的鋼板進(jìn)行外檢，正品率100% ;按JB/T 47030進(jìn)行探傷，合一級率為80%， 合Ξ級率為100%，達(dá)到了預(yù)期效果。
[0146] 最后說明的是，W上實(shí)施例僅用W說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術(shù)方案 的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種超低溫壓力容器用調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度合金鋼〇6Ni9DR鋼板，其特征在于:包括以下質(zhì)量 百分比的化學(xué)成分（單位，wt%):C:0.01-0.06、Si :0.10-0.20、Μη:0· 50-0 ·80、Ρ:彡0.008、 S:<0.002、Ni:8.5-9.5、Cu<0.10、Mo<0.10、V<0.005、(X0.25、Als<0.025%、N< 0.012%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超低溫壓力容器用調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度合金鋼06M9DR鋼板，其特 征在于:包括以下質(zhì)量百分比的化學(xué)成分(單位，wt% ):C:0.02-0.04、Si :0.13-0.16、Mn: 0.65-0.75、P:<0.006、S:<0.002、Ni:8.6-9.4、Cu<0.08、Mo<0.60、V<0.003、(X0.18、 Als彡0.015%、N彡0.009%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種超低溫壓力容器用調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度合金鋼06Ni9DR鋼板， 其特征在于： 所述鋼板的碳當(dāng)量[Ceq = C+Mn/6+(Cr+V+Mo) /5+(Cu+Ni )/15]彡 0.50%。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種超低溫壓力容器用調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度合金鋼06Ni9DR鋼板， 其特征在于:所述鋼板的厚度為12mm-50mm。5. -種如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的超低溫壓力容器用調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度合金鋼06Ni9DR鋼 板的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： (1 )KR鐵水預(yù)處理：用鋼包承裝鐵水，到站鐵水扒前渣，控制鐵水中P、S含量，鐵水經(jīng)KR 攪拌脫硫后鐵水0.1 %，0.004%，脫硫周期<25min，脫硫溫降<20°C ;脫S結(jié)束扒盡 后渣，液面渣層厚度< 20mm; (2) 轉(zhuǎn)爐冶煉：在150噸轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行，冶煉配料按照廢鋼4.5-4.8t、Ni板13-14t、鐵水 149-151伙總配料165-17(^來控制，所述鐵水中5彡0.0030%、？彡0.080%，5丨彡0.45、(：彡 0.04%、Mn彡0.7，鐵水溫度彡1270°C，鐵水裝入量按± It來控制；所述廢鋼采用邊角料；出 鋼前用擋渣塞擋前渣出鋼，出鋼結(jié)束前采用擋渣錐擋渣，渣層厚度<20mm，轉(zhuǎn)爐出鋼過程中 全程吹氬； (3) RH真空冶煉與扒渣:進(jìn)RH真空處理工位真空冶煉，處理周期為20-30min，當(dāng)鋼水中 氫含量小于2. Oppm時(shí)出工位，RH真空冶煉中鋼包使用無碳覆蓋劑，RH真空冶煉結(jié)束時(shí)鋼水 溫度為1570-1580 °C，RH真空冶煉結(jié)束后用扒渣機(jī)拔除鋼水表面的浮渣； (4) LF精煉:精煉過程全程吹氬，其中A1前期控制在0.05-0.06%，精煉結(jié)束時(shí)控制在 0.03-0.04% ;S精煉終點(diǎn)控制在8ppm以下；精煉結(jié)束時(shí)控制鋼水溫度1635-1645°C，軟吹時(shí) 間 ^2min; (5) RH真空冶煉:進(jìn)RH真空處理工位真空冶煉，處理周期為18-22min，當(dāng)鋼水中氫含量 小于2.Oppm時(shí)出工位，RH真空冶煉中鋼包使用無碳覆蓋劑，RH真空冶煉結(jié)束時(shí)鋼水溫度為 1570-1580 °C，RH真空冶煉結(jié)束后用扒渣機(jī)拔除鋼水表面的浮渣； (6) 鋼包喂絲:進(jìn)喂絲工位，加入A1線及Ca-Si線； (7) 連鑄澆注:進(jìn)連鑄澆注工位，澆注過程中包過熱度15 ± 10°C，拉速:0.7-1. Om/min， 連鑄澆鋼全程吹氬保護(hù)澆鑄，中包澆注過程中保持鋼液面不見紅;澆鋼過程中控制塞棒吹 氬量，結(jié)晶器液面波動輕微； (8) 開坯、清理、加熱、乳制：將鑄坯表面打磨清理，并開坯至厚度140mm，對表面進(jìn)行清 理，清理溫度>250°C ;將自開坯在連續(xù)爐加熱，總加熱時(shí)間彡3h，最高加熱溫度< 1200°C ;均 熱溫度1150-1160°C ;然后在3800mm乳機(jī)進(jìn)行鋼板的乳制； (9) 乳后緩冷工藝:根據(jù)鋼板厚度的不同，乳后采用不同的層流冷卻，通過調(diào)整冷卻集 管組數(shù)，控制返紅溫度a:厚度12-35mm的返紅溫度在650-750°C之間，b:厚度35-50mm的返紅 溫度在650-690 °C之間； (10) 超聲波探傷:采用超聲波探傷儀對鋼板進(jìn)行檢測； (11) 熱處理工藝：檢測合格的鋼板，根據(jù)不同的鋼板厚度，進(jìn)行相應(yīng)熱處理，鋼板厚度 < 12mm，采用兩次正火+回火工藝;鋼板厚度>12mm，采用兩次淬火+回火工藝。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種超低溫壓力容器用調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度合金鋼06Ni9DR鋼板的制 備方法，其特征在于，步驟(1)中所述鋼包為使用包齡在3-15次的前期包。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種超低溫壓力容器用調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度合金鋼06Ni9DR鋼板的制 備方法，其特征在于，步驟(11)熱處理工藝中所述回火工藝的回火溫度控制在560-580°C。
【文檔編號】C22C38/12GK106011627SQ201610519015
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月5日
【發(fā)明人】康文舉
【申請人】南陽漢冶特鋼有限公司