一种控锰控钒超低温钢筋及其生产方法与流程

本发明属于冶金，尤其涉及一种控锰控钒超低温钢筋及其生产方法。

背景技术：

1、液化天然气(以下简称lng)储罐是一种预应力混凝土筒体结构，主要用途为存储lng，其最低温度可达-163℃。储罐由内外两个罐体组成，内罐采用9％ni钢板焊接而成，而外罐为一个复合的多层混凝土结构。外罐罐壁和内罐下环梁混凝土结构不直接与低温液体接触，采用耐-165℃的低温钢筋和混凝土建造，对储罐内罐起加固支撑作用。靠内层钢筋混凝土所用的低温钢筋不仅要求满足常规热轧钢筋的性能指标,还应具备良好的超低温性能。如室温力学性能指标需满足屈服强度rel≥500mpa,抗拉强度rm≥550mpa,而均匀延伸率agt≥5％。同时在-165℃超低温度下，无缺口试样均匀延伸率agt≥3％，有缺口试样均匀延伸率agt≥1％，缺口敏感指数nsr(nsr为缺口试样的rm/无缺口试样的rel)≥1。

2、现有技术中，在生产超低温钢筋过程中，生产工艺复杂，对生产设备要求较高，实现生产较为困难，超低温钢筋在使用时最低温度为-80℃～-105℃，无法满足液化天然气储罐建设所需的-165℃超低温使用环境。

技术实现思路

1、为解决上述现有技术中存在的部分或全部技术问题，本发明提供了一种控锰控钒超低温钢筋及其生产方法。

2、本发明的锰控钒超低温钢筋生产方法包括：转炉冶炼-lf精炼-rh真空处理-连铸-轧制-冷却，其控锰控钒超低温钢筋的化学成分按质量百分比控制为：c：0.06％～0.10％、si：0.25％～0.35％、mn：＞1.80％～2.00％、al：0.025％～0.060％、p：≤0.012％、s：≤0.010％、ni：1.00％～1.20％、v：0.09％～0.14％，其余为铁及不可避免的杂质；

3、转炉冶炼：将镍板随废钢一起加入转炉内，在流钢过程中加入合金元素，控制炉后温度为1590℃～1610℃，渣厚≤100mm，得到含有所述合金元素的钢水；

4、lf精炼：将含有所述合金元素的钢水进行lf精炼，得到目标元素含量的钢水；

5、rh真空处理：将目标元素含量的钢水进行rh真空处理，得到去除杂质和有害物质的钢水；

6、连铸：将去除杂质和有害物质的钢水进行连铸，连铸进站温度控制为1585℃～1595℃进行连铸成坯；

7、轧制：将铸坯加热到1150±20℃，进行粗轧，开轧温度为1000℃～1050℃，再进行精轧，精轧温度为860℃～920℃，终轧温度为820℃～860℃，轧制成直径为12mm～25mm钢筋棒材；

8、冷却：将轧制后的钢筋棒材快速进行水冷却。

9、进一步地，在上述控锰控钒超低温钢筋生产方法中，在转炉冶炼过程中，加入的合金元素为铝元素、锰元素、硅元素和钒元素。

10、进一步地，在上述控锰控钒超低温钢筋生产方法中，在lf精炼过程中，采用lf调温深脱硫，吹氩时避免合金元素的钢水裸露。

11、进一步地，在上述控锰控钒超低温钢筋生产方法中，在rh真空处理过程中，真空度控制在≤10mbar，循环时间＞10min。

12、进一步地，在上述控锰控钒超低温钢筋生产方法中，在连铸过程中，中包目标温度为1530℃～1545℃，对应拉速为1.00m/min～1.20m/min。

13、进一步地，在上述控锰控钒超低温钢筋生产方法中，在连铸时投入电磁搅拌。

14、进一步地，在上述控锰控钒超低温钢筋生产方法中，在轧制过程中，铸坯加热后保温2h以上在进行轧制。

15、进一步地，在上述控锰控钒超低温钢筋生产方法中，在轧制过程中，在进行精轧前通过冷水进行降温。

16、在本发明的第二个方面，提供了一种控锰控钒超低温钢筋，所述控锰控钒超低温钢筋利用利用上述所述的控锰控钒超低温钢筋生产方法生产制得。

17、本发明的控锰控钒超低温钢筋及其生产方法中，具有如下优点和有益效果：

18、(1)通过采用转炉冶炼-lf精炼-rh真空处理-连铸-轧制-冷却生产工艺，获得高钢质纯净度和组织均匀性，合金元素控制简单，镍含量适当，不添加铜、钼、铌等贵重金属，生产工艺简单，有效降低了生产难度，对生产设备要求较低，同时配合特定终轧温度，获得组织为贝氏体+少量珠光体。

19、(2)利用控锰控钒超低温钢筋生产方法生产的控锰控钒超低温钢筋，具有良好的韧性和抗缺口敏感性，有效提高了钢筋强度，使屈服强度达到500mpa，满足-165℃使用要求。

技术特征：

1.一种控锰控钒超低温钢筋生产方法，其特征在于，所述控锰控钒超低温钢筋生产方法包括：转炉冶炼-lf精炼-rh真空处理-连铸-轧制-冷却，其控锰控钒超低温钢筋的化学成分按质量百分比控制为：c：0.06％～0.10％、si：0.25％～0.35％、mn：＞1.80％～2.00％、al：0.025％～0.060％、p：≤0.012％、s：≤0.010％、ni：1.00％～1.20％、v：0.09％～0.14％，其余为铁及不可避免的杂质；

2.如权利要求1所述的控锰控钒超低温钢筋生产方法，其特征在于，在转炉冶炼过程中，加入的合金元素为铝元素、锰元素、硅元素和钒元素。

3.如权利要求1所述的控锰控钒超低温钢筋生产方法，其特征在于，在lf精炼过程中，采用lf调温深脱硫，吹氩时避免合金元素的钢水裸露。

4.如权利要求1所述的控锰控钒超低温钢筋生产方法，其特征在于，在rh真空处理过程中，真空度控制在≤10mbar，循环时间＞10min。

5.如权利要求1所述的控锰控钒超低温钢筋生产方法，其特征在于，在连铸过程中，中包目标温度为1530℃～1545℃，对应拉速为1.00m/min～1.20m/min。

6.如权利要求1所述的控锰控钒超低温钢筋生产方法，其特征在于，在连铸时投入电磁搅拌。

7.如权利要求1所述的控锰控钒超低温钢筋生产方法，其特征在于，在轧制过程中，铸坯加热后保温2h以上在进行轧制。

8.如权利要求1所述的控锰控钒超低温钢筋生产方法，其特征在于，在轧制过程中，在进行精轧前通过冷水进行降温。

9.一种控锰控钒超低温钢筋，其特征在于，所述控锰控钒超低温钢筋利用权利要求1至8中任一项所述的控锰控钒超低温钢筋生产方法生产制得。

技术总结
本发明公开了一种控锰控钒超低温钢筋及其生产方法。控锰控钒超低温钢筋生产方法包括：转炉冶炼‑LF精炼‑RH真空处理‑连铸‑轧制‑冷却，其控锰控钒超低温钢筋的化学成分按质量百分比控制为：C：0.06％～0.10％、Si：0.25％～0.35％、Mn：＞1.80％～2.00％、Al：0.025％～0.060％、P：≤0.012％、S：≤0.010％、Ni：1.00％～1.20％、V：0.09％～0.14％，其余为铁及不可避免的杂质。通过上述方法生产的控锰控钒超低温钢筋，生产工艺简单，具有较高的强度以及超低温环境下良好的韧性和缺口敏感性。

技术研发人员：王彩焕,纪平,付培茂
受保护的技术使用者：山西太钢不锈钢股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/18