[发明专利]采用直接淬火工艺生产石油储罐钢板的方法

说明书

技术领域

本发明属于低合金钢板生产工艺领域，特别涉及一种采用直接淬火工艺生产石油储罐钢板的方法。

背景技术

国际上石油储罐建设逐步向单台容积10～30万立方米的大型化发展，主要采用高强度调质钢板制作。为了提高施工效率，在罐壁板纵缝施工中，已经采用自动气电立焊方法，要求罐壁板的焊接热输入能够达到120kJ/cm。由于焊接热输入的增大，焊接热影响区的高温停留时间变长，奥氏体晶粒严重粗化，并且由于焊后冷却速度缓慢，在焊接热影响区容易形成粗大的侧板条铁素体、魏氏组织和上贝氏体等异常组织，使焊接热影响区强度和韧性下降较大，并容易产生裂纹等缺陷，尤其是在靠近熔合线温度达到1400℃时，这种恶化更加明显。这就带来了传统钢板的焊接热影响区严重脆化问题。           

为此，已有技术相继开发出大热输入焊接用调质钢板，用于石油储罐建设。但是，在生产高强调质钢的热处理工序中，普遍采用离线淬火+回火工艺，将轧制后缓慢冷却至室温的钢板，重新再加热到奥氏体化温度以上，再进行淬火。这种方法设备投资高、能源消耗大、生产周期长，不利于企业经济效益的提高。如中国专利申请号200810013605.9“一种大型石油储罐用高强度厚钢板及其低成本制造方法”，中国专利申请号200610028249.9 “一种复合强化高强度高韧性调质钢及其制造方法”，中国专利申请号200810041043.9“低成本的700MPa级高强高韧调质钢板及其制造方法”，中国专利申请号200410017255.5“可大线能量焊接的超高强度钢板及其制造方法”。这些现有技术主要存在如下问题：

(1)   采用离线淬火方法，生产周期长、能源消耗大；

(2)   焊接热输入低。一般焊接热输入小于100KJ/cm。

(3) 合金含量高。如中国专利申请号200810013605.9“一种大型石油储罐用高强度厚钢板及其低成本制造方法”中的昂贵金属Ni的含量为0.2%～0.4%。    

发明内容

本发明的目的是提供一种采用直接淬火工艺生产石油储罐钢板的方法，在降低昂贵金属的同时，解决传统离线调质工艺生产石油储罐钢板造成的设备投资高、能源消耗大、生产周期长的技术瓶颈。采用该方法制造的钢板具有更好的大热输入焊接性能，在≤400KJ/cm的大热输入焊接条件下，仍具有良好的低温韧性，有助于提高战略石油储备库建设的施工效率和安全可靠性。

本发明的技术方案是：采用直接淬火工艺生产石油储罐钢板的方法，钢的化学组成质量百分比为：C=0.05%～0.12%、Si=0.15%～0.30%、Mn=1.2%～1.6 %、P＜0.015%、S＜0.010%、Mo≤0.3%、Nb≤0.03 %、Ti=0.005%～0.03%、 Ni=0.01%～0.2 %、V=0.02%～0.05 %、Ca=0.0001%～0.006%、N=0.002%～0.007%、O=0.001%～0.006%，B=0.0001%～0.003%，其余为Fe及不可避免的杂质，Pcm≤0.20%，Ceq≤0.40%；将钢坯加热至1100～1280℃，经再结晶和未再结晶两阶段轧制成钢板，在钢板轧后温度为780～900℃时进行直接淬火，平均冷却速度为25～60℃/s，冷却终止温度≤350℃；淬火后钢板经600～700℃离线回火。

所述的Pcm≤0.20%，是指焊接裂纹敏感组成

度/21.5mm/45mmPcm=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B(%)≤0.20%；所述的Ceq≤0.40%，是指碳当量Ceq=C+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14(%)≤0.40%。

冶炼时控制夹杂物类型及尺寸，即在转炉冶炼时进行脱氧，LF炉精炼时控制钢水中的氧含量为1～100ppm，氮含量为1～100ppm时添加Nb、V、Ti、Mo、B、Ca、Ni元素，再经过真空脱气处理后进行连铸。

在前述方法中，所述钢板的厚度为12～50mm，钢板屈服强度大于490MPa，抗拉强度大于610MPa，经≤400KJ/cm大热输入焊接后，焊接热影响区仍具有优良的低温韧性，-20℃冲击功平均值＞50J。