[發明專利]一種強韌性匹配良好的LNG儲罐用高錳鋼板生產方法

在審

• 申請號: 202110790167.2
• 申請日: 2021-07-13
• 公開（公告）號: CN113802071A
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 齊祥羽;嚴玲;王華;韓鵬;王東旭;張鵬;李廣龍;王曉航;李博雍;陳華
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C22C38/58
• 分類號: C22C38/58;C22C38/42;C22C38/02;C21D8/02
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所(普通合伙) 21224
• 代理人: 陶新亞

本發明涉及一種強韌性匹配良好的LNG儲罐用高錳鋼板生產方法，包括：(1)將連鑄坯隨爐加熱至1150～1200℃，保溫2～3h；(2)連鑄坯經兩階段控制軋制；一階段控制軋制的開軋溫度為1050～1080℃，終軋溫度為1000～1040℃；中間坯厚度為60～120mm；二階段控制軋制的開軋溫度為820～840℃，終軋溫度為800～840℃；(3)將熱軋鋼板以16～25℃/s的冷卻速率水冷至室溫，返紅溫度≤120℃，得到成品鋼板。本發明采用兩階段控制軋制，通過調整高錳鋼鋼板的終軋溫度控制高錳鋼晶界處Cr碳化物的析出量，改善了高錳鋼板的強韌性能匹配，工藝簡單，生產成本低。

技術領域

本發明涉及高錳鋼板生產技術領域，尤其涉及一種強韌性匹配良好的LNG儲罐用高錳 鋼板生產方法。

背景技術

隨著環保意識的提高，凈潔能源的需求量越來越高，天然氣作為最干凈的能源之一， 其開發利用也越來越受到世界各國的重視。液化天然氣(Liquefied Natural Gas,簡稱 LNG)體積僅為氣態時的1/625左右，質量與同體積水相比僅是其45％左右，便于存儲和運輸，且安全性能極佳。

近年來，隨著LNG的需求量和供應量逐年遞增，LNG儲罐也成為了業內關注和研究的對象。用于LNG儲罐的材料主要有鋁合金、奧氏體不銹鋼、9％Ni鋼以及因瓦合金，這 些材料普遍強度較低且制造成本較高。在這一背景下，耐低溫的高錳鋼具有很高的研究價 值，它可以在極低的溫度條件下保持理想的性能，組織穩定，無低溫韌脆轉變現象，而且 強度高于現有的LNG儲罐用鋼，同時可大幅降低生產成本。

韓國已研制出高錳原型鋼，并在小型船用LNG儲罐的建造中進行了試用。2010年11月，浦項鋼鐵與大宇造船海洋公司及全球五大船級社等多家單位共同開發出了LNG儲罐 用高錳奧氏體鋼，其母材和焊縫在室溫以及低溫下均表現出良好的性能；2014年浦項超 低溫高錳鋼完成了鋼材及焊材的船級認證；2015年，浦項LNG儲罐用超低溫高錳鋼正式 應用并量產；2017年5月，浦項超低溫高錳鋼被ASTM(美國材料實驗協會)注冊為標準 技術。

浦項開發的超低溫高錳鋼可承受-196℃的超低溫，適合用于LNG的儲存和運輸，克服了鎳合金鋼等現有LNG儲罐用鋼強度較低、加工難度大、價格昂貴等缺點。通過合適的 強化機制，低成本的高錳鋼在低溫下可實現良好的強韌性組合。

目前，我國高錳容器鋼的研發工作尚處于起步階段，鋼板的組織性能、織構控制原理 和方法尚處于摸索階段。我國未來將新建多座LNG接收站，LNG鋼的需求量預計高達60萬噸。國外已經開發出新型的無鎳鋼替代9％Ni鋼，顯著提高了船用儲罐質量且成本低， 但在我國尚屬空白，成為LNG自主保障的潛在威脅。

我國新開發出的LNG高錳鋼板存在強韌性能匹配較差、厚度規格偏薄等諸多問題。經 高終軋溫度生產的高錳鋼板低溫沖擊韌性優異，但屈服強度偏低；如降低高錳鋼的終軋溫 度，會在奧氏體晶界處析出Cr碳化物，嚴重惡化高錳鋼的低溫沖擊韌性，經固溶處理后，高錳鋼晶界處析出的Cr碳化物會重新回融至奧氏體晶粒內部，雖可顯著改善其低溫沖擊韌性，但會嚴重降低其屈服強度。

東北大學劉振宇教授團隊在實驗室環境下成功開發出了屈服強度540～615MPa，抗拉 強度900～970MPa，斷后延伸率35～52％，屈強比0.59～0.68，-196℃沖擊吸收功60～103J的高錳鋼中厚板，所申請的發明專利公告號為CN107177786B。而本發明則是致力于 實現屈服強度＞400MPa，抗拉強度＞800MPa，-196℃沖擊吸收功＞100J的LNG儲罐用高 錳鋼鋼板的工業化生產，并實現LNG儲罐用高錳鋼鋼板強度和低溫韌性的良好匹配。