油船貨油艙用耐蝕球扁鋼及其冶煉工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域的一種油船貨油艙用耐蝕球扁鋼及其冶煉工藝，本發(fā)明球扁鋼成分中的C、Si、Mn、Alt的范圍都按照船級社的標(biāo)準(zhǔn)控制，其它成分設(shè)計了嚴(yán)格的控制范圍。該鋼種滿足船級社標(biāo)準(zhǔn)要求，無需重新認(rèn)證，即可在造船行業(yè)使用。該鋼種可裸鋼使用在油船貨油艙上，起到防護(hù)作用，達(dá)到耐蝕效果，可降低維修費(fèi)用和有效延長船體使用壽命。
【專利說明】油船貨油艙用耐蝕球扁鋼及其冶煉工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域的一種品種鋼的生產(chǎn)工藝，具體的說是一種油船貨油艙用耐 蝕球扁鋼的冶煉工藝。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，原油運(yùn)輸過程中海損與污染事件時有發(fā)生，對海洋環(huán)境與海洋資源造成 了惡劣影響，另外船東也急需降低檢查和維修油船的費(fèi)用來降低營運(yùn)成本，因此油船貨油 艙的腐蝕和安全問題受到世界各國的廣泛關(guān)注。
[0003] 貨油艙是雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層為貨油艙，外層為壓載艙，有資料研究表明貨油艙艙頂與 艙底處于兩種不同的腐蝕環(huán)境中，艙頂為均勻腐蝕環(huán)境，艙底與原油相接觸部分為點(diǎn)蝕環(huán) 境。貨油艙艙頂腐蝕是隨著晝夜溫差變化在裝載和空載的循環(huán)過程中發(fā)生的，空載時艙頂 在晝夜干濕交替循環(huán)的環(huán)境下受到02和C02的氧化作用而發(fā)生腐蝕，腐蝕產(chǎn)物以鐵銹為 主。當(dāng)裝載原油時，原油中的H2S等酸性物質(zhì)會以鐵銹為觸媒在其表面與02反應(yīng)生成硫 磺。這樣在裝載和空載的交替循環(huán)中，艙頂內(nèi)表面就形成了鐵銹和硫磺兩種物質(zhì)的層狀結(jié) 構(gòu)，隨著時間推移最終脫落至艙底形成油泥，油泥持續(xù)剝落，呈層狀附著，屬于均勻腐蝕。在 貨油艙艙底，原油中包含的大量高濃度鹽溶液經(jīng)過分離滯留其上。原油中鹽含量要比海水 中的鹽含量低得多，造成腐蝕的并非原油中的鹽分，而是其中的具有腐蝕性的水分。由于鹽 溶液濃度不均勻以及油泥移動等的原因，會造成涂層的破損，破損處在高濃度鹽水和硫磺 的腐蝕環(huán)境中成為局部腐蝕源，pH值隨著腐蝕過程的進(jìn)行迅速降低，使腐蝕加劇。艙底腐 蝕的特點(diǎn)是鋼板大部分表面不發(fā)生腐蝕或腐蝕程度輕微，只有個別的點(diǎn)或微小區(qū)域會出現(xiàn) 蝕孔或麻點(diǎn)，并不斷向縱深方向發(fā)展，形成小孔狀腐蝕坑，成為點(diǎn)蝕。點(diǎn)蝕處極易產(chǎn)生應(yīng)力 和塑性變形，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體的破壞，并且點(diǎn)蝕發(fā)生的位置和腐蝕進(jìn)度難以預(yù)測，貨油艙 底部的局部腐蝕對貨油艙危害是最大的。
[0004] 目前大型油船上貨油艙大部分還是采用傳統(tǒng)的耐蝕性較差的AH32、AH36等級別 的鋼板，對這些鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕防護(hù)措施主要采取涂層或緩蝕劑進(jìn)行腐蝕保護(hù)，涂層的壽命 一般在l〇_15a，與船體的設(shè)計服役期限（一般25a)不匹配，在服役過程中涂層容易受到 破壞，在酸性溶液條件下發(fā)生點(diǎn)蝕，點(diǎn)蝕發(fā)展速度甚至超過不經(jīng)涂層防護(hù)的裸鋼，缺陷位置 每2. 5a就需要點(diǎn)焊維修或者涂層防護(hù)，維護(hù)成本高、難度大。緩蝕劑的使用會顯著降低艙 體的全面腐蝕速率，但操作程序繁瑣，防護(hù)成本是涂層的好幾倍，不適合廣泛使用于油船艙 體。因此，國內(nèi)外都在研究耐蝕性能更好的裸鋼來替代傳統(tǒng)的防護(hù)措施，目前船板方面這一 領(lǐng)域走在前列、技術(shù)較成熟的國家是日本。
[0005] 為了防止國外可能形成的壟斷性供應(yīng)或技術(shù)壁壘，2008年我國提出研發(fā)船用耐蝕 鋼，2011年，國家科技部將"大型油輪貨油艙用高品質(zhì)耐腐蝕鋼"列入國家科技支撐計劃的 重點(diǎn)開發(fā)項目，研究高硫、高酸油氣環(huán)境中，低合金鋼材料在H2S、S02、Cl-和酸性鹽水介 質(zhì)，以及上述各種復(fù)雜混合介質(zhì)條件下的腐蝕規(guī)律，開發(fā)耐腐蝕合金成分體系、生產(chǎn)工藝及 相關(guān)配套焊接材料，形成油船用耐蝕鋼的腐蝕評價體系與標(biāo)準(zhǔn)，解決油氣開采、輸送和儲運(yùn) 過程中的鋼鐵材料腐蝕問題，形成具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的油氣開采與儲運(yùn)用耐腐蝕鋼生 產(chǎn)技術(shù)體系和評價標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。到目前為止，油船貨油艙用耐蝕鋼研究項目已經(jīng)取得了階段 性研就成果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提出一種新開發(fā)的耐蝕球扁鋼及其冶煉工藝，該鋼種在船級社 標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)可范圍內(nèi)可以直接裸態(tài)應(yīng)用于油輪貨油艙上的建造，在貨油艙腐蝕環(huán)境下具有優(yōu)良 的抗均勻腐蝕和抗局部腐蝕性能，無需涂層保護(hù)，可降低維修費(fèi)用和有效延長船體使用壽 命。
[0007] 為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明所述問題由以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0008] -種油船貨油艙用耐蝕鋼，其特征在于按重量百分比計含有：C :0. 08?0. 12%， Si :0· 20 ?0· 40%,Mn :1. 00 ?I. 20%,P :0· 015 ?0· 025%,S :彡 0· 003%,Alt :0· 020 ? 0. 045%, Ni :0. 20 ?0. 30%, Cr :0. 10 ?0. 20%, Cu :0. 20 ?0. 30%, V :0. 03 ?0. 05%， 11:0.010?0.030%，513:0.07?0.10%，還含有^80?11(^口111，其余為？6及不可避免的 雜質(zhì)。
[0009] 本發(fā)明的耐蝕球扁鋼的化學(xué)成分與船級社標(biāo)準(zhǔn)范圍對照表如表1所示：
[0010] 表1船級社標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計的耐蝕鋼成分控制范圍對照表
[0011]

【權(quán)利要求】
1. 一種油船貨油艙用耐蝕球扁鋼，其特征在于按重量百分比計含有：c :0. 08~0. 12%， Si :0? 20?0. 40%，Mn :1. 00?L 20%，P :0? 015?0? 025%，S :彡 0? 003%，Alt :0? 020?0. 045%， Ni ：0. 20^0. 30%, Cr ：0. 10^0. 20%, Cu ：0. 20^0. 30%, V：0. 03^0. 05%, Ti ：0. 010^0. 030%, Sb:0. 07?0? 10%，還含有N :8(Tll0ppm，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
2. 如權(quán)利要求1所述的油船貨油艙用耐蝕球扁鋼，其特征在于按重要百分比計含有：C ：0. 10%, Si ：0. 30%, Mn ：1. 10%, P ：0. 018%, S ：0. 003%, Alt ：0. 025%, Ni ：0. 25%, Cr ：0. 15%, Cu :0? 25%，V :0? 04%，Ti :0? 015%，Sb:0. 08%，還含有 N :100ppm。
3. 如權(quán)利要求1所述油船貨油艙用耐蝕球扁鋼的制造方法，采用廢鋼+熱裝鐵水 -100t EBT電弧爐冶煉一100t LF -次精煉一90t VD真空脫氣一100t LF二次精煉一連 鑄成坯的工藝流程，其特征在于包括如下步驟： (1) 100t EBT電弧爐冶煉工序中，在出鋼前化驗Cu含量，根據(jù)分析結(jié)果在出鋼過程中 加入純銅合金來調(diào)整銅含量至設(shè)計范圍內(nèi)； (2) 100t LF-次精煉工序中，組合使用適當(dāng)品位的合金將C、Si、Mn、P、S、Ni、Cr、Cu、V 按照設(shè)計范圍要求調(diào)整進(jìn)限，其中P、V在精煉后期渣白后加入，成分滿足既定控制范圍后、 溫度> 1640°C即進(jìn)VD爐處理； (3) VD爐精煉過程控制真空度< 1. 5毫巴，保持15min，其中高真空保持過程全程使用 氮?dú)庾鳛閿嚢铓怏w，真空處理結(jié)束后測定氫含量，氫含量要求小于等于2. Oppm，如果不滿足 要求重新進(jìn)行VD爐處理； (4) VD爐處理結(jié)束后檢測氮含量，氮含量滿足設(shè)計范圍要求后返回精煉爐進(jìn)行二次精 煉，若氮含量不滿足要求，在VD爐繼續(xù)吹氮進(jìn)行增氮操作直到滿足要求； (5) 二次精煉過程根據(jù)VD爐檢測的鋁含量對鋁做最終調(diào)整，同時加入鈦鐵、銻錠對Ti、 Sb進(jìn)行成分調(diào)整，其中Sb在加熱完畢后加入，所有成分調(diào)整完畢，溫度合適即可上連鑄澆 注成坯。
4. 如權(quán)利要求3所述油船貨油艙用耐蝕球扁鋼的制造方法，其特征在于100t EBT電弧 爐冶煉工序中，純銅合金的加入量參照l〇kg銅增銅0. 01%的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制。
5. 如權(quán)利要求3所述油船貨油艙用耐蝕球扁鋼的制造方法，其特征在于VD爐精煉過程 中，兩路氮?dú)饬髁靠刂圃?00-300Nl/min。
【文檔編號】C22C33/04GK104404395SQ201410633226
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月11日
【發(fā)明者】楊利委, 朱守欣, 周劍, 李凱, 宋金平 申請人:南京鋼鐵股份有限公司