氣瓶用熱軋型鋼及其生產方法

專利名稱：氣瓶用熱軋型鋼及其生產方法
技術領域：
本發明屬于冶金領域，具體涉及一種氣瓶用熱軋型鋼及其生產方法。
背景技術：
鋼質無縫氣瓶廣泛應用于化工、冶金、機械、醫療、建筑、軍工、汽車等行業，尤其是軍工、汽車等行業氣瓶的服役條件惡劣，其基準工作壓力達20Mpa以上，在-50 60°C溫度區間工作，頻繁充裝各種氣體及移動，安全性要求極高。采用一般的CrMo鋼制造的鋼瓶，鋼的強度勉強滿足氣瓶的使用要求，但是沖擊韌性尤其是低溫沖擊性能偏低，波動大，嚴重危害氣瓶的使用安全。GB24160《鋼內膽環向纏繞玻璃纖維復合材料車用壓縮天然氣氣瓶》規定CNG 氣瓶應采用優質鉻鉬鋼制造，鋼的化學成分為C彡0. 37%、Si 0. 15% -0. 37%, Mn 0. 40 % -0. 90 %、CrO. 80 % -1. 20 %, Mo 0. 15 % -0. 35 %, P ^ 0. 020 %, S ^ 0. 020 %、 P+S ^ 0. 030% ,Cu ^ 0. 20%。該標準是根據CNG汽車的不同使用要求確定的成分，范圍較寬，實際生產中既要保證鋼的強度，又要保證鋼的沖擊性能尤其是低溫沖擊韌性，控制起來較難。要提高CNG鋼瓶強度和低溫沖擊韌性，一方面要保證鋼中C、Si、Mn、Cr、Mo有一定的含量，另一方面降低P、S含量，提高鋼的潔凈度。采用現有技術生產的30CrMo氣瓶鋼，鋼的P、S有害元素含量及非金屬夾雜含量較高，鋼的強度高，但是塑性、沖擊性能偏低，波動大，尤其是低溫沖擊性能低，難于滿足高壓氣瓶的使用條件。CN101818309A公開了一種氣瓶鋼及其制造方法，氣瓶鋼的成分為C 0. 32-0. 36%、SiO. 20-0. 35 %、Mn 0. 70-0. 90%, Cr 0. 90-1. 10%, Mo 0. 40-0. 50%, Ti 0. 01-0. 03%,P ^ 0. 015,S ^ 0. 010,0 0. 0020%，其余為!^e。制造方法包括下述步驟(1) 在EBT電爐中冶煉預處理鐵水；(2)進LF爐前喂Al線，精煉時造弱電石渣進行還原，根據成份要求微調鋼液成份；(3) VD真空脫氣將鋼包吊入真空罐進行真空脫氣，并喂Al線、喂 Si-Ca線；(4)澆注成鋼錠；(5)將鋼錠加熱到1200士20°C; (6)軋制成鋼坯；(7)將鋼坯堆冷到室溫；(8)鋼坯精整將鋼坯修磨，確保鋼坯表面無裂紋缺陷。用本發明制的氣瓶鋼，抗拉強度Rm達1120-1250MPa，并且斷后延伸率A達14 18%。該專利公布的鋼的C、Si、Mn、 Cr、Mo、P、S與本發明完全不同，，且該發明還加入了 0.01-0. 03%的Ti，采用電爐冶煉，效率低，成本高。CN101701277A公開了一種用轉爐工藝冶煉氣瓶鋼圓坯的方法，主要為解決電弧爐工藝冶煉氣瓶鋼的不足，提供一種用高爐煉鐵一轉爐一LF精煉一VD真空精煉一連鑄工藝冶煉30CrMo氣瓶用無縫鋼管用圓坯的方法。具體包括，鐵水采用噴吹顆粒鎂工藝進行脫硫預處理，轉爐采用頂底復吹，用低氧壓、大流量供氧制度；LF精煉采用高堿度白渣精煉工藝，白渣精煉20-30分鐘，LF精煉處理在35-45分鐘，到VD精煉站的溫度為1615士5°C ；在 VD精煉中，使用< 67 真空度下保持10-15分鐘，同時采用軟吹氬攪拌，使鋼水出VD站氫含量控制在0-2ppm，鋼水到達連鑄臺的溫度為1570士5°C ；連鑄采取保護澆注，鋼水過熱度控制在20-40°C，拉速為1.5-3. 2m/min，同時使用結晶器電磁攪拌技術。采用本發明工藝生產的管坯，提高了鋼水的純凈度，減輕微量殘余元素帶來的危害，提高了氣瓶鋼的性能。該發明生產的氣瓶鋼的化學成分與本發明相當，但是生產工藝略有不同，該發明采用的是VD 真空精煉和圓坯連鑄，而本發明采用的是RH真空精煉和大方坯連鑄，在鋼材潔凈度控制及生產效率方面大大優于該發明。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提高氣瓶鋼的質量及綜合力學性能，確保氣瓶使用過程的安全。本發明解決上述技術問題的技術方案是提供一種氣瓶用熱軋型鋼，其重量百分比組成為C 0. 25-0. 32 %、Si 0. 15-0. 35 %、Mn 0. 40-0. 60 Cr 0. 80-1. 05 %、Mo 0. 15-0. 25%, Al 0. 02-0. 04%, P 彡 0. 015%, S 彡 0. 015%, P+S 彡 0. 020%, Ni 彡 0. 2%, Cu 彡 0. 15%,Sn^O. 015%,As 彡 0. 015%,H^ 0. 0002%,N^ 0. 009%, T
彡 0. 0020%,
余量為鐵。進一步的，上述氣瓶用熱軋型鋼中的下述成分的重量百分比組分為C 0.29-0.32 %、SiO. 20-0. 30 Mn 0.5-0.7 Cr 0.95-1.05 Mo 0.17-0.25
P 彡 0. 015%, S 彡 0. 010%。本發明還提供了一種制備上述氣瓶用熱軋型鋼的方法。該方法包括以下步驟a、轉爐吹煉；轉爐吹煉時控制吹煉終點的C重量含量控制在0. 05 0. 20%、P重量含量控制在P < 0. 015%、S重量含量控制在015% ；然后在出鋼時進行增碳和合金化，使得在該步驟得到的鋼水中，以鋼水總重量計=C 0. 20-0. 26%, Si 0. 15-0. 3%, Mn 0. 45-0. 65%, Cr 0. 9-1. 05%,Mo 0. 17-0. 25% ；b、鋼包精煉；在鋼包精煉中加入金屬鋁和精煉渣，控制鋼包渣堿度在2. 0-3. 5之間，使鋼水中的S重量含量在0.010%以下C、真空精煉；使在該步驟獲得的鋼水中，以鋼水總重量計C 0. 25-0. 32%, Si 0. 15-0. 35%, Mn 0. 40-0. 60%, Cr 0. 80-1. 05%,Mo 0. 15-0. 25%, Al 0. 02-0. 04% ；d、連鑄；控制鑄坯拉速在0. 45-0. 70m/min ；e、鋼坯軋制；加熱溫度1220-1300°C，均熱溫度1230_U80°C，總加熱時間彡4. 5h。其中，上述氣瓶用熱軋型鋼的制備方法中所述真空精煉步驟獲得的鋼水中，以鋼水總重量計C 0. 29-0. 32%, Si 0. 20-0. 30%, Mn 0. 5-0. 7%, Cr 0. 95-1. 05 Mo 0. 17-0. 25%,A10. 02-0. 04%。其中，上述氣瓶用熱軋型鋼的制備方法中所述精煉渣為石灰加螢石，石灰與螢石的配比為5 1。其中，上述氣瓶用熱軋型鋼的制備方法中所述轉爐吹煉步驟中，出完鋼后采用 0. 4-0. 9MPa的壓力對鋼包進行吹氬，吹氬時間為6_20min。其中，上述方法制備得到的氣瓶用熱軋型鋼的重量百分比組分為C 0. 25-0. 32%、SiO. 15-0. 35%、Mn 0. 40-0. 60%, Cr 0. 80-1. 05%, Mo 0. 15-0. 25%, Al 0. 02-0. 04 %、P 彡 0. 015 %、S 彡 0. 015 %、P+S 彡 0. 020 %、Ni 彡 0. 2 %、Cu 彡 0. 15 %、 Sn 彡 0. 015%, As 彡 0. 015%, H 彡 0. 0002%, N 彡 0. 009%, T
彡 0. 0020%，余量為鐵。進一步的，上述方法制備得到的氣瓶用熱軋型鋼的下述成分重量百分比為下述成分的重量百分比組分為C 0. 29-0. 32%, Si 0. 20-0. 30%, Mn 0.5-0.7%、Cr 0. 95-1. 05%, Mo 0. 17-0. 25%、P彡0. 015%、S彡0. 010%。按照夾雜物評級標準GB/T10561評價，上述氣瓶用熱軋型鋼中的A類夾雜物為彡1.5級、B類夾雜物為彡1.5級、C類夾雜物為彡1.5級、D 類夾雜物為< 1.5級。本發明通過控制鋼中C、Si、Mn、Cr、Mo的含量在適當的范圍，鋼材具有一定的淬透性和強度，同時降低P、S、T
及非金屬夾雜物的含量，按照夾雜物評級標準GB/T10561評價出該氣瓶鋼中的A類夾雜物為< 1.5級、B類夾雜物為< 1.5級、C類夾雜物為< 1.5級、 D類夾雜物為< 1.5級。從而使鋼材的抗疲勞破壞能力、抗腐蝕能力及低溫沖擊性能等得到改善，生產的氣瓶鋼具有優良的綜合力學性能。本發明的氣瓶鋼的抗拉強度可以達到960-1050兆帕，伸長率A可以達到 15. 5-19.0%, -50°C橫向沖擊性能可以達到60-80焦耳/平方厘米。本發明鋼只需通過簡單的1次調質熱處理后，就能獲得很好的綜合機械性能，大大提高了氣瓶的使用安全，具有工藝簡單，節省能源等優點。
具體實施例方式本發明上述氣瓶用熱軋型鋼的生產方法包括轉爐冶煉-鋼包精煉-真空精煉-大方坯連鑄-鋼坯軋制等步驟；所述轉爐吹煉步驟中，吹煉終點C重量含量控制在 0. 05 0. 20%, P重量含量控制在P < 0. 015%, S重量含量控制在S彡0. 015%，然后在出鋼過程中將增碳劑、預脫氧劑、精煉渣(石灰+螢石，石灰與螢石的配比為5 1)、 硅鐵合金、錳鐵合金、鉻鐵合金和鉬鐵合金加入到鋼包中，使得在該步驟得到的鋼水中， 以鋼水總重量計C 0. 20-0. 26%, Si 0.15-0. 3%、Mn 0. 45-0. 65%, Cr 0. 9-1. 05%, Mo 0. 17-0. 25% ；出完鋼后采用0. 4-0. 9MPa的壓力對鋼包進行吹氬，吹氬時間為6_20min ； 所述鋼包精煉步驟中，加入一定的金屬鋁和精煉渣(石灰+螢石，石灰與螢石的配比為 5 1)，控制鋼包渣堿度在2. 0-3. 5之間，使鋼水中的S含量在0.010重量％以下；所述真空精煉步驟中包括在真空條件下將增碳劑、硅鐵合金、錳鐵合金、鉻鐵合金、鉬鐵合金以及金屬鋁在真空條件下與鋼包精煉得到的鋼水接觸，使在該步驟獲得的鋼水中，以鋼水總重量計:C 0. 25-0. 32%, Si 0. 15-0. 35%, Mn 0. 40-0. 60%, Cr 0. 80-1. 05%, Mo 0. 15-0. 25%, Al 0.02-0.04%。優選為 C 0. 29-0. 32%、Si 0. 20-0. 30%, Mn 0. 5-0. 7%, Cr 0. 95-1. 05%, Mo 0. 17-0. 25%, Al 0. 02-0. 04% ；所述大方坯連鑄步驟中，從鋼包-中間包-結晶器的全過程均采用浸入式長水口及氬氣進行保護澆鑄，中間包及結晶器鋼水液面添加保護渣進行澆鑄。控制鑄坯拉速在0. 45-0. 70m/min ；所述鋼坯軋制步驟中，控制加熱溫度1220-1300°C，均熱溫度1230-U80°C，總加熱時間彡4.釙。為了控制本發明提供的氣瓶鋼中雜質Ni、Cu、As和Sn的含量，可以選擇Ni含量 < 0. 2重量％、Cu含量< 0. 2重量％、As含量< 0. 05重量％、Sn含量< 0. 05重量％的鐵水或廢鋼作為原料。并且，采用脫硫后的鐵水冶煉氣瓶鋼，控制入爐鐵水的S含量小于等于 0. 015 重量 ％。在所述轉爐冶煉步驟中，采用氧氣頂吹轉爐按照本領域常規的方法進行吹煉。吹煉前期造渣脫磷，控制吹煉終點渣的堿度為4. 0-5. 0，以鐵水總重量為基準，將所述吹煉終
5點的C含量控制在0. 05-0. 20重量％，并控制吹煉終點的鋼水中P含量< 0. 015重量％，S含量< 0. 015重量％ ；然后在出鋼過程中，按照本領域常規的方法，將增碳劑、預脫氧劑、精煉渣(石灰+螢石，石灰與螢石的配比為5 1)、硅鐵合金、錳鐵合金、鉻鐵合金和鉬鐵合金加入到鋼包中，使得在該步驟得到的鋼水中，以所述鋼水總重量為基準，C含量為0. 20-0. 26 重量％、Si含量為0. 15-0. 3重量％、Mn含量為0. 45-0. 65重量％、Cr含量為0. 9-1. 05重量％、Mo含量為0. 17-0. 25重量％ ；所述預脫氧劑的加入量可以為本領域的常規加入量，優選為鋁鐵合金，相對于每噸鋼水，預脫氧劑的加入量為2. 0-4. 0千克，控制鋼水氧活度小于 0.0030%。也可以采用硅鈣鋇合金和鋁錳鐵合金中的一種或幾種作為預脫氧劑。所述精煉渣為本領域常見的一種高堿度渣，相對于每噸鋼水，精煉渣的加入量為5. 5-7. 0千克。出完鋼后采用0. 8MPa的恒定壓力對鋼包進行吹氬，吹氬時間為6-20min。所述鋼包精煉是在具備加熱功能的LF爐中進行，鋼水進站后先加熱化渣，然后根據鋼水S含量加入一定的金屬鋁和精煉渣(石灰+螢石，石灰與螢石的配比為5 1)，所述精煉渣的用量為相對于每噸鋼水2. 5-6. 0千克，鋁丸的用量為相對于每噸鋼水0. 2-0. 4千克，控制鋼包渣的堿度為2. 0-3. 5，LF鋼包精煉的溫度為1615-1655°C，精煉的時間為15-40 分鐘，使精煉后鋼水中的S含量在0. 010重量％以下；所述真空精煉為真空循環脫氣法(RH)，包括在真空條件下將增碳劑、硅鐵合金、 錳鐵合金、鉻鐵合金、鉬鐵合金以及金屬鋁在真空條件下與鋼包精煉得到的鋼水接觸，使在該步驟獲得的鋼水中，C含量為0. 29-0. 32重量％、Si含量為0. 20-0. 30重量％、Mn含量為0. 5-0. 7重量％、Cr含量為0. 95-1. 05重量％、Mo含量為0. 17-0. 25重量％、Al含量為 0. 02-0. 04重量％。所述真空精煉的條件包括真空度在500帕以下，真空精煉后的溫度為 1560-1580°C，真空精煉時間為10-18分鐘。所述大方坯連鑄步驟中，從鋼包-中間包-結晶器的全過程均采用浸入式長水口及氬氣進行保護澆鑄，中間包及結晶器鋼水液面添加保護渣進行澆鑄，防止鋼液裸露產生二次氧化；控制澆注時鋼水過熱度為20-40°C，鋼水溫度為1525-1545°C ；控制鑄坯拉速在 0. 40-0. 70m/min，穩定拉速，防止結晶器液面的波動。在所述鋼坯軋制的步驟中，控制加熱溫度1220_1300°C，均熱溫度1230-U80°C， 總加熱時間< 4.證。鋼坯軋制后，采用常規的方法冷卻即可，如采用堆垛空冷方式冷卻。上述方法制備得到的氣瓶用熱軋型鋼的重量百分比組分為C 0. 25-0. 32%, SiO. 15-0. 35%, Mn 0. 40-0. 60%, Cr 0. 80-1. 05%, Mo 0. 15-0. 25%, Al 0. 02-0. 04%、 P 彡 0. 015 %、S 彡 0. 015 %、P+S 彡 0. 020 %、Ni 彡 0. 2 %、Cu 彡 0. 15 %、Sn 彡 0. 015 %、 As ^ 0. 015%, H ^ 0. 0002%, N ^ 0. 009%, T
彡 0. 0020%，余量為鐵。優選的，上述方法制備得到的氣瓶用熱軋型鋼的下述成分重量百分比為下述成分的重量百分比組分為C 0. 29-0. 32%, Si 0. 20-0. 30%, Mn 0. 5-0. 7%, CrO. 95-1. 05%, Mo 0. 17-0. 25%, P彡0. 015%,S彡0. 010%。按照夾雜物評級標準GB/T10561評價，上述氣瓶用熱軋型鋼中的A類夾雜物為< 1.5級、B類夾雜物為< 1.5級、C類夾雜物為< 1.5級、D類夾雜物為 (1.5 級。下面結合實施例對本發明進行詳細說明。各實施例控制的具體數值如表1所示。實施例1氣瓶用熱軋型鋼的生產將脫硫后的鐵水倒入氧氣頂吹轉爐進行吹煉，以鋼水總重量為基準，當鋼水中C含量為0. 07重量％、P含量為0. 009重量％、S含量為0. 009重量％時立即出鋼到鋼包中。 出鋼時，相對于每噸鋼水，先加無煙煤2. 1千克(C含量為>93重量％)進行增碳，出鋼1/3 后，相對于每噸鋼水，先在鋼包中加入預脫氧劑鋁鐵合金(Al含量為40重量％，安陽市恒旺冶金耐材有限公司)3. 3千克，然后相對于每噸鋼水，加入精煉渣5. 8千克、Fe-Si (Si含量為 74重量％，安陽市恒旺冶金耐材有限公司)1. 9千克、Mn-Si (Mn含量為彡68%，攀枝花攀宏冶金制品有限公司)6. 7千克、Fe-Cr (Cr含量為61 %，攀枝花攀宏冶金制品有限公司)15. 2 千克、！^e-Mo (Mo含量為60重量％，攀枝花攀宏冶金制品有限公司)3. 2千克，進行Si、Mn、 Cr、Mo元素的合金化，使所得鋼水中，以鋼水的總重量為基準，C含量為0.沈重量％、Si含量為0. 20重量％、Mn含量為0. 47重量％、Cr含量為0. 94重量％、Mo含量為0. 18重量％。然后，對鋼包內的鋼水進行吹氬精煉，吹氬精煉的時間為15分鐘，氬氣吹入壓力為0. SMPa ；當鋼水送到LF爐(帶電加熱的130噸鋼包精煉爐)后，先加熱化渣，然后相對于每噸鋼水，加入精煉渣4. 0千克和鋁丸0. 26千克，加熱鋼水到1650°C，LF精煉共進行25 分鐘，然后將LF精煉后的鋼水立即送到RH真空裝置(帶成分微調和真空循環脫氣的鋼包精煉爐)進行真空處理，真空精煉的開始溫度為1620°C，鋼水真空處理5分鐘，當真空度控制在300帕以下后，加入鋁丸、碳粉、Fe-Si je-Mn、Fe-Cr、Fe-Mo等合金對鋼水成分進行微調，使所得鋼水中，以鋼水的總重量為基準，C含量為0. 30重量％、Si含量為0. 29重量％、 Mn含量為0. 57重量％、Cr含量為0. 95重量％、Mo含量為0. 18重量％、A1含量為0. 025重量％、P含量為0. 010重量％、S含量為0. 006%，H含量為0. 0001重量％、Ni含量為0. 04 重量％、Cu含量為0. 05重量％、As含量為0. 006重量％、Sn含量為0. 005重量％、N含量為0. 0057重量％。RH真空精煉共進行18分鐘，RH真空精煉結束后的溫度為1579°C。將真空精煉后的鋼水進行澆鑄(大方坯連鑄)得到鋼坯，連鑄全過程采用保護澆鑄，即從鋼包-中間包-結晶器的全過程均采用浸入式長水口及氬氣進行保護澆鑄，中間包及結晶器鋼水液面添加保護渣進行澆鑄，鋼水平均澆鑄溫度為1540°C。采用推鋼式加熱爐加熱鋼坯到1300°C，然后在1280°C溫度下保溫2小時，總加熱時間為3. 6小時。然后開始軋制CNG氣瓶用方坯或圓鋼坯，軋后采用堆垛空冷方式進行冷卻。各成分的檢測方法分別為碳素鋼和中低合金鋼火花源原子發射光譜分析方法，國家標準為GB/T4336。氧、氮含量的檢測方法為脈沖加熱惰氣熔融-紅外線吸收法，國家標準為GB/T1U61。檢測結果如表2所示。實施例2氣瓶用熱軋型鋼的生產將脫硫后的鐵水倒入氧氣頂吹轉爐進行吹煉，以鋼水總重量為基準，當鋼水中C 含量為0. 06重量％、P含量為0. 011重量％、S含量為0. 009重量％時立即出鋼到鋼包中。 出鋼時，相對于每噸鋼水，先加無煙煤1. 9千克(C含量為> 93重量％ )進行增碳，出鋼1/3 后，相對于每噸鋼水，先在鋼包中加入預脫氧劑鋁鐵合金(Al含量為40重量％，安陽市恒旺冶金耐材有限公司)3. 2千克，然后相對于每噸鋼水，加入精煉渣6. 4千克、Fe-Si (Si含量為 74重量％，安陽市恒旺冶金耐材有限公司)2.0千克、Mn-Si (Mn含量為彡68%，攀枝花攀宏冶金制品有限公司)6. 6千克、Fe-Cr (Cr含量為63%，攀枝花攀宏冶金制品有限公司)15. 7 千克、!^e-Mo (Mo含量為60重量％，攀枝花攀宏冶金制品有限公司)3. 4千克，進行Si、Mn、 Cr、Mo元素的合金化，使所得鋼水中，以鋼水的總重量為基準，C含量為0. 23重量％、Si含量為0. 16重量％、Mn含量為0. 46重量％、Cr含量為1. 04重量％、Mo含量為0. 22重量％。然后，對鋼包內的鋼水進行吹氬精煉，吹氬精煉的時間為14分鐘，氬氣吹入壓力為0. SMPa ；當鋼水送到LF爐(帶電加熱的130噸鋼包精煉爐)后，先加熱化渣，然后相對于每噸鋼水，加入精煉渣3. 0千克和鋁丸0. 30千克，加熱鋼水到1643°C，LF精煉共進行31 分鐘，然后將LF精煉后的鋼水立即送到RH真空裝置(帶成分微調和真空循環脫氣的鋼包精煉爐)進行真空處理，真空精煉的開始溫度為1627°C，鋼水真空處理5分鐘，當真空度控制在300帕以下后，加入鋁丸、碳粉、Fe-Si je-Mn、Fe-Cr、Fe-Mo等合金對鋼水成分進行微調，使所得鋼水中，以鋼水的總重量為基準，C含量為0. 30重量％、Si含量為0. 26重量％、 Mn含量為0. 5重量％、Cr含量為1. 04重量％、Mo含量為0. 22重量％、A1含量為0. 031重量％、P含量為0. 012重量％、S含量為0. 004%，H含量為0. 00012重量％、Ni含量為0. 04 重量％、Cu含量為0. 04重量％、As含量為0. 007重量％、Sn含量為0. 005重量％、N含量為0. 0065重量％。RH真空精煉共進行18分鐘，RH真空精煉結束后的溫度為1575°C。將真空精煉后的鋼水進行澆鑄(大方坯連鑄)得到鋼坯，連鑄全過程采用保護澆鑄，即從鋼包-中間包-結晶器的全過程均采用浸入式長水口及氬氣進行保護澆鑄，中間包及結晶器鋼水液面添加保護渣進行澆鑄，鋼水平均澆鑄溫度為1543°C。采用推鋼式加熱爐加熱鋼坯到1297°C，然后在1275°C溫度下保溫2. 5小時，總加熱時間為4. 2小時。然后開始軋制CNG氣瓶用方坯或圓鋼坯，軋后采用堆垛空冷方式進行冷卻。各成分的檢測方法分別為碳素鋼和中低合金鋼火花源原子發射光譜分析方法，國家標準為GB/T4336。氧、氮含量的檢測方法為脈沖加熱惰氣熔融-紅外線吸收法，國家標準為GB/T1U61。檢測結果如表2所示。實施例3氣瓶用熱軋型鋼的生產將脫硫后的鐵水倒入氧氣頂吹轉爐進行吹煉，以鋼水總重量為基準，當鋼水中C 含量為0. 06重量％、P含量為0. 008重量％、S含量為0. 01重量％時立即出鋼到鋼包中。 出鋼時，相對于每噸鋼水，先加無煙煤2. 2千克(C含量為>93重量％)進行增碳，出鋼1/3 后，相對于每噸鋼水，先在鋼包中加入預脫氧劑鋁鐵合金(Al含量為40重量％，安陽市恒旺冶金耐材有限公司)3. 1千克，然后相對于每噸鋼水，加入精煉渣5. 8千克、Fe-Si (Si含量為74重量％，安陽市恒旺冶金耐材有限公司)2. 1千克、Mn-Si (Mn含量為彡68.0%，攀枝花攀宏冶金制品有限公司)6. 7千克、Fe-CHCr含量為61 %，攀枝花攀宏冶金制品有限公司)16. 0千克、Fe-Mo (Mo含量為60重量％，攀枝花攀宏冶金制品有限公司)3. 2千克，進行 Si、Mn、Cr、Mo元素的合金化，使所得鋼水中，以鋼水的總重量為基準，C含量為0. 26重量％、 Si含量為0. 17重量％、Mn含量為0. 47重量％、Cr含量為0. 98重量％、Mo含量為0. 19重量％。然后，對鋼包內的鋼水進行吹氬精煉，吹氬精煉的時間為16分鐘，氬氣吹入壓力為0. SMPa ；當鋼水送到LF爐(帶電加熱的130噸鋼包精煉爐)后，先加熱化渣，然后相對于每噸鋼水，加入精煉渣5. 9千克和鋁丸0. 3千克，加熱鋼水到1635°C，LF精煉共進行15 分鐘，然后將LF精煉后的鋼水立即送到RH真空裝置(帶成分微調和真空循環脫氣的鋼包精煉爐)進行真空處理，真空精煉的開始溫度為1612°C，鋼水真空處理5分鐘，當真空度控制在300帕以下后，加入鋁丸、碳粉、Fe-Si、Fe-Mn、Fe-Crie-Mo等合金對鋼水成分進行微調，使所得鋼水中，以鋼水的總重量為基準，C含量為0. 32重量％、Si含量為0. 27重量％、 Mn含量為0. 54重量％、Cr含量為0. 98重量％、Mo含量為0. 20重量％、A1含量為0. 03重量％、P含量為0. 008重量％、S含量為0. 007%，H含量為0. 00015重量％、Ni含量為0. 04 重量％、Cu含量為0. 04重量％、As含量為0. 006重量％、Sn含量為0. 005重量％、N含量為0. 0058重量％。RH真空精煉共進行14分鐘，RH真空精煉結束后的溫度為1571°C。將真空精煉后的鋼水進行澆鑄(大方坯連鑄)得到鋼坯，連鑄全過程采用保護澆鑄，即從鋼包-中間包-結晶器的全過程均采用浸入式長水口及氬氣進行保護澆鑄，中間包及結晶器鋼水液面添加保護渣進行澆鑄，鋼水平均澆鑄溫度為1532°C。采用推鋼式加熱爐加熱鋼坯到1290°C，然后在1270°C溫度下保溫1. 9小時，總加熱時間為3. 8小時。然后開始軋制CNG氣瓶用方坯或圓鋼坯，軋后采用堆垛空冷方式進行冷卻。各成分的檢測方法分別為碳素鋼和中低合金鋼火花源原子發射光譜分析方法，國家標準為GB/T4336。氧、氮含量的檢測方法為脈沖加熱惰氣熔融-紅外線吸收法，國家標準為GB/T1U61。檢測結果如表2所示。實施例4氣瓶用熱軋型鋼的生產將脫硫后的鐵水倒入氧氣頂吹轉爐進行吹煉，以鋼水總重量為基準，當鋼水中C 含量為0. 12重量％、P含量為0. 006重量％、S含量為0. 007重量％時立即出鋼到鋼包中。 出鋼時，相對于每噸鋼水，先加無煙煤1.25千克(C含量為>93重量％)進行增碳，出鋼1/3 后，相對于每噸鋼水，先在鋼包中加入預脫氧劑鋁鐵合金(Al含量為40重量％，安陽市恒旺冶金耐材有限公司)3. 7千克，然后相對于每噸鋼水，加入精煉渣6. 9千克、Fe-Si (Si含量為 74重量％，安陽市恒旺冶金耐材有限公司)2. 0千克、Mn-Si (Mn含量為彡68%，攀枝花攀宏冶金制品有限公司)6. 8千克、Fe-Cr (Cr含量為63%，攀枝花攀宏冶金制品有限公司)15. 6 千克、！^e-Mo (Mo含量為60重量％，攀枝花攀宏冶金制品有限公司)3. 6千克，進行Si、Mn、 Cr、Mo元素的合金化，使所得鋼水中，以鋼水的總重量為基準，C含量為0. 23重量％、Si含量為0. 19重量％、Mn含量為0. 44重量％、Cr含量為0. 99重量％、Mo含量為0. 20重量％。然后，對鋼包內的鋼水進行吹氬精煉，吹氬精煉的時間為15分鐘，氬氣吹入壓力為0. SMPa ；當鋼水送到LF爐(帶電加熱的130噸鋼包精煉爐)后，先加熱化渣，然后相對于每噸鋼水，加入精煉渣3. 0千克和鋁丸0. 25千克，加熱鋼水到1639°C，LF精煉共進行20 分鐘，然后將LF精煉后的鋼水立即送到RH真空裝置(帶成分微調和真空循環脫氣的鋼包精煉爐)進行真空處理，真空精煉的開始溫度為1618°C，鋼水真空處理5分鐘，當真空度控制在300帕以下后，加入鋁丸、碳粉、Fe-Si je-Mn、Fe-Cr、Fe-Mo等合金對鋼水成分進行微調，使所得鋼水中，以鋼水的總重量為基準，C含量為0. 31重量％、Si含量為0. 24重量％、 Mn含量為0. 51重量％、Cr含量為0. 99重量％、Mo含量為0. 23重量％、A1含量為0. 036重量％、P含量為0. 011重量％、S含量為0. 004%，H含量為0. 00013重量％、Ni含量為0. 05 重量％、Cu含量為0. 04重量％、As含量為0. 007重量％、Sn含量為0. 005重量％、N含量為0. 0060重量％。RH真空精煉共進行16分鐘，RH真空精煉結束后的溫度為1580°C。將真空精煉后的鋼水進行澆鑄(大方坯連鑄)得到鋼坯，連鑄全過程采用保護澆鑄，即從鋼包-中間包-結晶器的全過程均采用浸入式長水口及氬氣進行保護澆鑄，中間包及結晶器鋼水液面添加保護渣進行澆鑄，鋼水平均澆鑄溫度為1542°C。
采用推鋼式加熱爐加熱鋼坯到1290°C，然后在1275°C溫度下保溫2. 0小時，總加熱時間為4. 0小時。然后開始軋制CNG氣瓶用方坯或圓鋼坯，軋后采用堆垛空冷方式進行冷卻。各成分的檢測方法分別為碳素鋼和中低合金鋼火花源原子發射光譜分析方法，國家標準為GB/T4336。氧、氮含量的檢測方法為脈沖加熱惰氣熔融-紅外線吸收法，國家標準為GB/T1U61。檢測結果如表2所示。對比例(現有技術)將脫硫后的鐵水倒入氧氣頂吹轉爐進行吹煉，以鋼水總重量為基準，當鋼水中C 含量為0. 05重量％、P含量為0. 014重量％、S含量為0. 013重量％時立即出鋼到鋼包中。 出鋼時，相對于每噸鋼水，先加無煙煤2. 2千克(C含量為> 93重量％ )進行增碳，出鋼1/3 后，相對于每噸鋼水，先在鋼包中加入預脫氧劑鋁鐵合金(Al含量為40重量％，安陽市恒旺冶金耐材有限公司)2.千克，然后相對于每噸鋼水，加入!^e-Si (Si含量為74重量％，安陽市恒旺冶金耐材有限公司)3. 0千克、Mn-Si (Mn含量為彡68%，攀枝花攀宏冶金制品有限公司)6. 7千克、Fe-Cr (Cr含量為63%，攀枝花攀宏冶金制品有限公司)16. 0千克、Fe-Mo (Mo 含量為60重量％，攀枝花攀宏冶金制品有限公司)2. 7千克，進行Si、Mn、Cr、M0元素的合金化，使所得鋼水中，以鋼水的總重量為基準，C含量為0. 25重量％、Si含量為0. 17重量％、 Mn含量為0. 52重量％、Cr含量為0. 93重量％、Mo含量為0. 16重量％。然后，對鋼包內的鋼水進行吹氬精煉，吹氬精煉的時間為8分鐘，氬氣吹入壓力為 0. SMPa ；當鋼水送到LF爐(帶電加熱的130噸鋼包精煉爐)后，先加熱化渣，然后相對于每噸鋼水，加入精煉渣2.0千克和鋁丸0. 15千克，加熱鋼水到1650°C，LF精煉共進行25 分鐘，然后將LF精煉后的鋼水立即送到RH真空裝置(帶成分微調和真空循環脫氣的鋼包精煉爐)進行真空處理，真空精煉的開始溫度為1635°C，鋼水真空處理5分鐘，當真空度控制在300帕以下后，加入鋁丸、碳粉、Fe-Si、Fe-Mn、Fe-Cr、Fe-M0等合金對鋼水成分進行微調，使所得鋼水中，以鋼水的總重量為基準，C含量為0. 30重量％、Si含量為0. 22重量％、 Mn含量為0. 52重量％、Cr含量為0. 93重量％、Mo含量為0. 16重量％、A1含量為0. 02重量％、P含量為0. 015重量％、S含量為0. 014%，H含量為0. 00015重量％、Ni含量為0. 05 重量％、Cu含量為0. 04重量％、As含量為0. 006重量％、Sn含量為0. 005重量％、N含量為0. 0075重量％。RH真空精煉共進行14分鐘，RH真空精煉結束后的溫度為1585°C。將真空精煉后的鋼水進行澆鑄(大方坯連鑄)得到鋼坯，連鑄全過程采用保護澆鑄，即從鋼包-中間包-結晶器的全過程均采用浸入式長水口及氬氣進行保護澆鑄，中間包及結晶器鋼水液面添加保護渣進行澆鑄，鋼水平均澆鑄溫度為1555°C。采用推鋼式加熱爐加熱鋼坯到1300°C，然后在1270°C溫度下保溫2. 0小時，總加熱時間為4. 1小時。然后開始軋制CNG氣瓶用方坯或圓鋼坯，軋后采用堆垛空冷方式進行冷卻。各成分的檢測方法分別為碳素鋼和中低合金鋼火花源原子發射光譜分析方法，國家標準為GB/T4336。氧、氮含量的檢測方法為脈沖加熱惰氣熔融-紅外線吸收法，國家標準為GB/T1U61，按照夾雜物評級標準GB/T10561評價出氣瓶鋼的A、B、C、D類夾雜級別，檢測結果如表2所示。機械性能測試
將實施例1-4和對比例1制備的氣瓶鋼按標準取樣，并按常規的調質工藝進行熱處理后，進行機械性能測試，其中，拉伸性能按照GB/T2^金屬材料室溫拉伸試驗方法進行，分別檢測屈服強度ReL，抗拉強度Rm，伸長率Α。按照GB/T2^金屬夏比缺口沖擊試驗方法檢測沖擊值。檢測的結果列在表3中。表1各實施例參數表
權利要求
1.氣瓶用熱軋型鋼，其重量百分比組分為C0.25-0.32 %、Si 0. 15-0. 35%, Mn 0. 40-0. 60 %, Cr 0. 80-1. 05 %, Mo 0. 15-0. 25 %、Al 0. 02-0. 04 P ^ 0. 015S 彡 0. 015%, P+S 彡 0. 020%, Ni 彡 0. 2%、Cu 彡 0. 15%, Sn 彡 0. 015%, As 彡 0. 015%, H 彡 0. 0002%, N ( 0. 009%, T
( 0. 0020%，余量為鐵。
2.根據權利要求1所述的氣瓶用熱軋型鋼，其特征在于其中下述成分的重量百分比組分為C 0. 29-0. 32 %、Si 0. 20-0. 30 %, Mn 0. 5-0. 7 Cr 0. 95-1. 05 %, Mo 0. 17-0. 25%、P 彡 0. 015%、S 彡 0. 010%。
3.制備氣瓶用熱軋型鋼的方法，其特征在于包括以下步驟a、轉爐吹煉；轉爐吹煉時控制吹煉終點的C重量含量控制在0.05 0. 20%、P重量含量控制在P < 0. 015%、S重量含量控制在015% ；然后在出鋼時進行增碳和合金化，使得在該步驟得到的鋼水中，以鋼水總重量計=C 0. 20-0. 26%, Si 0. 15-0. 3%, Mn 0. 45-0. 65%, Cr 0. 9-1. 05%,Mo 0. 17-0. 25% ；b、鋼包精煉；在鋼包精煉中加入金屬鋁和精煉渣，控制鋼包渣堿度在2.0-3. 5之間，使鋼水中的S重量含量在0.010%以下C、真空精煉；使在該步驟獲得的鋼水中，以鋼水總重量計C 0. 25-0. 32 %, Si 0. 15-0. 35%,Mn 0. 40-0. 60%, Cr 0. 80-1. 05%,Mo 0. 15-0. 25%, Al 0. 02-0. 04% ；d、連鑄；控制鑄坯拉速在0.45-0. 70m/min ；e、鋼坯軋制；加熱溫度1220-1300°C，均熱溫度1230_U80°C，總加熱時間彡4.釙。
4.根據權利要求3所述的氣瓶用熱軋型鋼的方法，其特征在于真空精煉步驟獲得的鋼水中，以鋼水總重量計C 0. 29-0. 32 %、Si 0. 20-0. 30 %, Mn 0. 5-0. 7 Cr 0. 95-1. 05%, MoO. 17-0. 25%, Al 0. 02-0. 04%。
5.根據權利要求3所述的氣瓶用熱軋型鋼的方法，其特征在于所述精煉渣為石灰加螢石，石灰與螢石的配比為5 1。
6.根據權利要求3所述的制備氣瓶用熱軋型鋼的方法，其特征在于所述轉爐吹煉步驟中，出完鋼后采用0. 4-0. 9MPa的壓力對鋼包進行吹氬，吹氬時間為6-20min。
全文摘要
本發明屬于鋼鐵生產領域，具體涉及一種氣瓶用熱軋型鋼及其生產方法。本發明所要解決的技術問題是提供一種氣瓶用熱軋型鋼，改善氣瓶用熱軋型鋼的質量及綜合力學性能。本發明氣瓶用熱軋型鋼，其重量百分比組分為C 0.25～0.32％、Si 0.15～0.35％、Mn 0.40～0.60％、Cr 0.8～1.05％、Mo 0.15～0.25％、Al 0.02～0.04％、P≤0.015％、S≤0.015％、P+S≤0.020％、Ni≤0.2％、Cu≤0.15％、Sn≤0.015％、As≤0.015％、H≤0.0002％、N≤0.009％、T[O]≤0.0020％，余量為鐵。本發明鋼種只需通過簡單的調質熱處理后，就能獲得很好的、穩定的綜合機械性能。
文檔編號C22C38/44GK102277534SQ201110215428
公開日2011年12月14日 申請日期2011年7月29日 優先權日2011年7月29日
發明者代華云, 楊文中, 柯曉濤, 蒲學坤, 陳小龍 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司, 攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司, 攀鋼集團有限公司, 攀鋼集團研究院有限公司