[發明專利]氣瓶用熱軋型鋼及其生產方法

有效

• 申請號: 201110215428.4
• 申請日: 2011-07-29
• 公開（公告）號: CN102277534A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 代華云;柯曉濤;陳小龍;蒲學坤;楊文中
• 申請（專利權）人: 攀鋼集團有限公司;攀鋼集團研究院有限公司;攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司;攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司
• 主分類號: C22C38/44
• 分類號: C22C38/44;C22C38/22
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所 51124
• 代理人: 武森濤;梁鑫

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℃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≤0.37％、Si?0.15％-0.37％、Mn?0.40％-0.90％、Cr0.80％-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％、Si0.20-0.35％、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、O?0.0020％，其余為Fe。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±20℃；(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→轉爐→LF精煉→VD真空精煉→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±5℃；在VD精煉中，使用≤67Pa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±5℃；連鑄采取保護澆注，鋼水過熱度控制在20-40℃，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≤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。