[发明专利]一种超低温高强度压力容器钢板及其生产方法

说明书

本发明涉及一种超低温高强度压力容器钢及其生产方法，所述钢板化学成分按重量百分比计包括：C≤0.1%，Si：0.15‑0.45%，Mn：0.3‑0.8%，P≤0.01%，S≤0.005%，Ni：3.25‑3.70%，Cr：0.15‑0.2%，Mo≤0.12%，V≤0.05%，其余为Fe及难以避免的杂质；Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15≤0.45；生产过程采用淬火+回火的热处理工艺，并控制淬火时水温和水量，制备的钢板具有良好的力学性能，屈服强度≥300MPa，抗拉强度480‑610MPa，伸长率≥21%，显微组织为回火索氏体组织，晶粒度控制是8级。

技术领域

本发明涉及一种超低温高强度压力容器钢板及其生产方法，主要用于化工领域大型深冷储罐、压力容器等超低温设备制造。

背景技术

随着现代化工业的发展，世界上能源的消耗越来越多的集中在气态能源上，尤其是天然气，天然气是清洁、方便、高效的优质能源。世界上天然气资源丰富，储量估计为400-600万亿立方米，按现在的年产量水平，可供开发二、三百年。然而，天然气一般都储存在远离主要消耗区的地方，这使得大量的天然气的存储和长距离运输成为迫切需要解决的问题。如果能把天然气制成液态，体积就能缩小600倍，这就使得天然气的运输和储存成本大大降低；通常天然气的液化温度为-162℃，那么运输液态天然气的LNG船和存储液态天然气的储罐就要用到大量的低温容器用钢。作为绿色能源的液化天然气（LNG）在我国的需求越来越大，我国沿海在建和未来十年内将要建设的LNG工程达20多个，这些工程将大量用到低温容器钢板制造LNG储罐。

超低温高强度压力容器钢板还广泛应用在锅炉、化工、电站、石油等行业，用于制作反应器、换热器、分离器、球罐、煤气罐、液化气罐、核能反应堆压力壳、锅炉汽包、液化石油气瓶、水电站高压水管、水轮涡壳等设备及构件领域。

大多数超低温高强度压力容器钢板，生产时往往采取正火加回火的生产方式，随着厚度的增加，此种生产方式生产的钢板达不到所要求的性能。通过试验，本发明采用淬火+回火工艺可获得良好的内部组织。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超低温容器压力容器钢板及其生产方法，所提供的钢板具有良好的力学性能，屈服强度≥300MPa，抗拉强度480-610MPa，延伸率≥21%；显微组织为回火索氏体组织，晶粒度控制是8级。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：

一种超低温高强度压力容器钢板,其化学成分按重量百分比计包括：C≤0.1%，Si：0.15-0.45%，Mn：0.3-0.8%，P≤0.01%，S≤0.005%，Ni：3.25-3.70%，Cr：0.15-0.2%，Mo≤0.12%，V≤0.05%，其余为Fe及难以避免的杂质；Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15≤0.45。

本发明所述的超低温高强度压力容器钢板,其非金属夹杂物A、B、C、D 以及DS 类夹杂物均≤1.5 级，A+C 类≤2.5 级，B+D+DS类≤2.5 级，总和≤4.5 级。

本发明所述的超低温高强度压力容器钢板,其屈服强度≥300MPa，抗拉强度480-610MPa，延伸率≥21%；显微组织为回火索氏体组织，晶粒度控制是8级。

本发明所述的超低温高强度压力容器钢板,其厚度为70mm、75mm、85mm。

本发明所述的超低温高强度压力容器钢板的生产方法，包括冶炼、浇铸、加热、轧制、水冷、热处理等。

本发明所述的超低温高强度压力容器钢板的生产方法，其中：炼钢及钢锭浇铸工序，为保证钢板低温冲击性能和大厚度钢板各位置力学性能的均匀性，有害元素P、S控制在较低水平，钢水经VD真空脱气处理，提高钢水纯净度，降低夹杂物含量，钢水经过钙处理技术，改善夹杂物形貌；钢锭在浇铸过程中保持过热度25℃，减轻钢板内部元素偏析程度。