CN102345047A - 一种150mmQ245R特厚板及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种150mmQ245R特厚板，包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%)：C：0.12～0.20、Si：0.17～0.30、Mn：0.50～0.90、P：≤0.018、S：≤0.005、Nb+V+Ti≤0.050、Als：0.015～0.050，其它为Fe和残留元素。通过KR铁水预处理、转炉冶炼、吹氩处理、LF精炼、VD精炼、模铸、加热、控轧控冷、堆冷、热处理工艺，并通过合理的化学成分设计，LF+VD工艺来保证钢质的洁净度，并通过加热、轧制工艺有效实施，成功地开发出了150mm压力容器用钢Q245R钢，其屈服强度控制在240MPa，抗拉强度控制在460MPa，伸长率控制在30%，20℃V型冲击功控制在150J，使得该150mmQ245R特厚板保性能、保探伤，满足生产需求。

Description

一种150mmQ245R特厚板及其生产方法

 

技术领域

本发明属于中厚钢板生产工艺技术领域，具体涉及到一种150mmQ245R特厚板及其生产方法。

背景技术

随着市场对钢板质量等级要求的日益严格，容器、管线用钢强度等级的提高，钢板厚度的增加，特厚压力容器用钢被广泛应用于各个领域，国内对此有了大量的研究。但关于厚度在150mm以上的保性能、保探伤Q245R压力容器用钢板以其生产难度大、工艺装备要求特殊等原因无法生产，特别是规格较厚，采用钢锭轧制成材率极低。

发明内容

本发明提供一种保性能、保探伤的150mmQ245R特厚板及其生产方法。

一种150mmQ245R特厚板，包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%)：C：0.12～0.20、Si：0.17～0.30、Mn：0.50～0.90、P：≤0.018、S：≤0.005、Nb+V+Ti≤0.050、Als：0.015～0.050，其它为Fe和残留元素。

为达到上述目的，150mmQ245R特厚板采取的生产方法包括如下步骤：

a．KR铁水预处理：到站铁水必须扒前渣与扒后渣，保证液面渣层厚度≤20mm，铁水经KR搅拌脱硫后保证铁水S≤0.005%，保证脱硫周期≤21min、脱硫温降≤20℃；

b．转炉冶炼：采用100/120吨顶底复吹转炉，入炉铁水中按质量百分比含S≤0.005%、含P≤0.080%，铁水温度≥1270℃，铁水装入量误差按±1t来控制，过程枪位按前期1.0-1.3m、中期1.2-1.6m、后期1.0-1.1m控制，造渣碱度R按2.5-4.0控制，出钢目标P≤0.015%、C≥0.05%、S≤0.012%，出钢过程中向钢包内加硅铝钡钙、锰铁合金、硅铁合金和石灰、萤石，出钢前用挡渣塞挡前渣出钢，出钢结束前采用挡渣锥挡渣，保证渣层厚度≤30mm，转炉出钢过程中要求全程吹氩；

c．吹氩处理：氩站一次性加入铝线，在氩站要求强吹氩3min，流量200-500NL/min，钢液面裸眼直径控制在300～500mm，离氩站温度不得低于1570℃；

d．LF精炼：精炼过程中全程吹氩，碱度按3.0-6.0控制，加入脱氧剂，加热采用电流进行加热，加热时间按两次控制，一加热7-12min、二加热6-10min，二加热过程中补加脱氧剂，并要求粘渣次数大于6次，离站前加入硅钙线，加硅钙线前必须关闭氩气，不采用真空脱气的上钢温度为1565±15℃，采用真空脱气的上钢温度为1610±15℃；

e．VD精炼：VD真空度必须达到67Pa以下，保压时间必须≥15min，破真空后软吹2-5min或不吹，软吹过程中钢水不得裸露，正常在线包抽真空时间： 1.7min，覆盖剂保证铺满钢液面，加覆盖剂前必须关闭氩气，上钢温度1565±15℃；

f．模铸：过热度控制在30-45℃，本体浇注时间12-20min，帽口浇铸时间2-6min，保护渣按照70kg/支进行添加，5-7h后脱帽，8-10h后脱锭；

g．加热：钢锭入炉后焖钢2-5h，1000℃以下升温速度小于100℃/h，1000℃以上升温速度小于100℃/h，钢锭加热温度控制在≤1280℃；

h．控轧控冷：采用两阶段轧制，一阶段开轧温度1050℃～1150℃，二阶段开轧温度≤950℃，道次压下量为15～20mm，终轧温度820～920℃；

i．堆冷:钢板堆垛缓冷工艺中，堆垛缓冷温度不低于350℃，堆冷时间≥24小时；

j．热处理：执行工艺为保温温度900±20℃，保温时1.8-2.2mim/mm+1.5小时，钢板出炉后水冷5-50S。

由于本发明的工艺流程从获取优质铁水、KR铁水预处理、转炉冶炼、吹氩处理、LF精炼、VD精炼、模铸、加热、控轧控冷、堆冷、热处理、精整、正火、外检、探伤到入库，通过优化工艺流程，并通过合理的化学成分设计，LF+VD工艺来保证钢质的洁净度，并通过加热、轧制工艺有效实施，成功地开发出了150mm压力容器用钢Q245R钢，其屈服强度控制在240MPa，抗拉强度控制在460MPa，伸长率控制在30%， 20℃V型冲击功控制在150 J，使得该150mmQ245R特厚板保性能、保探伤，满足生产需求。

具体实施方式

本发明所述的保性能、保探伤的150mmQ245R特厚板包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%)：C：0.12～0.20、Si：0.17～0.30、Mn：0.50～0.90、P：≤0.018、S：≤0.005、Nb+V+Ti≤0.050、Als：0.015～0.050，其它为Fe和残留元素。

本发明采取的生产方法包括：KR铁水预处理、转炉冶炼、吹氩处理、LF精炼、VD精炼、模铸、加热、控轧控冷、堆冷、热处理。在所述KR铁水预处理工艺中，到站铁水必须扒前渣与扒后渣，保证液面渣层厚度≤20mm，铁水经KR搅拌脱硫后保证铁水S≤0.005%，保证脱硫周期≤21min、脱硫温降≤20℃；在所述转炉冶炼工艺中，采用100/120吨顶底复吹转炉，入炉铁水中按质量百分比含S≤0.005%、含P≤0.080%，铁水温度≥1270℃，铁水装入量误差按±1t来控制，废钢严格采用优质边角料，过程枪位按前期1.0-1.3m、中期1.2-1.6m、后期1.0-1.1m控制，造渣碱度R按2.5-4.0控制，出钢目标P≤0.015%、C≥0.05%、S≤0.012%，出钢过程中向钢包内加硅铝钡钙、锰铁合金、硅铁合金和石灰、萤石，出钢前用挡渣塞挡前渣出钢，出钢结束前采用挡渣锥挡渣，保证渣层厚度≤30mm，转炉出钢过程中要求全程吹氩；在所述吹氩处理工艺中，氩站一次性加入铝线，在氩站要求强吹氩3min，流量200-500NL/min，钢液面裸眼直径控制在300～500mm，离氩站温度不得低于1570℃；在所述LF精炼工艺中，精炼过程中全程吹氩，吹氩强度根据不同环节需要进行调节，加入精炼渣料，碱度按3.0-6.0控制，精炼脱氧剂以电石、铝粒、硅铁粉为主，加入量根据钢水中氧含量及造白渣情况适量加入，加热过程根据节奏富余和温度情况选择适当电流进行加热，加热时间按两次控制，一加热7-12min、二加热6-10min，二加热过程中要求根据造渣情况，补加脱氧剂，并要求粘渣次数大于6次，离站前加入硅钙线，加硅钙线前必须关闭氩气，上钢温度1565±15℃（不采用真空脱气）/1610±15℃（采用真空脱气）；在所述VD精炼工艺中，VD真空度必须达到67Pa以下，保压时间必须≥15min，破真空后软吹2-5min或不吹，软吹过程中钢水不得裸露，正常在线包抽真空时间：（抽真空前钢水温度—目标离站温度）/1.7min，覆盖剂，保证铺满钢液面，加覆盖剂前必须关闭氩气，上钢温度1565±15℃；在所述模铸工艺中，过热度控制在30-45℃，本体浇注时间12-20min，帽口浇铸时间2-6min，保护渣按照70kg/支进行添加，5-7h后脱帽，8-10h后脱锭；在所述加热工艺中，钢锭入炉后焖钢2-5h，1000℃以下升温速度小于100℃/h，1000℃以上升温速度小于100℃/h，钢锭最高加热温度控制在≤1280℃；在所述控轧控冷工艺中，采用两阶段轧制，一阶段开轧温度1050℃～1150℃，采用高温低速大压下轧制，二阶段开轧温度≤950℃，二阶段采取小压下轧制，道次压下量为15～20mm，终轧温度820～920℃；在所述堆冷工艺中，采用高温堆冷工艺可有效避免因快速冷却产生的残余应力，同时可大大降低钢板中氢的含量，充分实现热扩散效果，改善钢板探伤缺陷，钢板堆垛缓冷工艺中；堆垛缓冷温度不低于350℃，堆冷时间≥24小时；在所述热处理工艺中，执行工艺为保温温度900±20℃，保温时1.8-2.2mim/mm+1.5小时，钢板出炉后水冷5-50S。

实施例一：

通过KR铁水预处理、转炉冶炼、吹氩处理、LF精炼、VD精炼、模铸、加热、控轧控冷、堆冷、热处理工艺，获得一种150mmQ245R特厚板，它包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%)：C：0.13、Si：0.29、Mn：0.50、P：0.018、S：0.001、Nb+V+Ti：0.050、Als：0.015，其它为Fe和残留元素。

实施例二：

通过KR铁水预处理、转炉冶炼、吹氩处理、LF精炼、VD精炼、模铸、加热、控轧控冷、堆冷、热处理工艺，获得一种150mmQ245R特厚板，它包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%)：C：0.19、Si：0.18、Mn：0.89、P：0.010、S：0.005、Nb+V+Ti：0.010、Als：0.048，其它为Fe和残留元素。

成份及机械力学性能按标准执行，机械性能具体见下表。

钢号

规格/mm

批数/批

状态

屈服强度/Mpa

抗拉强度/Mpa

伸长率/%

0℃平均V型冲击/J

Q245R

150

10

正火

260

460

30

130

本次分别试生产150mmQ245R特厚板10批，通过合理的化学成分设计及生产工艺控制，成功地开发出了150 mm锅炉压力容器用钢Q245R。正火后其屈服强度控制在220-270MPa，抗拉强度控制在440-470MPa，伸长率控制在30%；0℃V型冲击功控制在100～150 J。

Claims (2)

1.一种150mmQ245R特厚板，其特征在于：包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%)：C：0.12～0.20、Si：0.17～0.30、Mn：0.50～0.90、P：≤0.018、S：≤0.005、Nb+V+Ti≤0.050、Als：0.015～0.050，其它为Fe和残留元素。

2.如权利要求1所述的150mmQ245R特厚板，其特征在于：包括如下生产步骤：

a．KR铁水预处理：到站铁水必须扒前渣与扒后渣，保证液面渣层厚度≤20mm，铁水经KR搅拌脱硫后保证铁水S≤0.005%，保证脱硫周期≤21min、脱硫温降≤20℃；

b．转炉冶炼：采用100/120吨顶底复吹转炉，入炉铁水中按质量百分比含S≤0.005%、含P≤0.080%，铁水温度≥1270℃，铁水装入量误差按±1t来控制，过程枪位按前期1.0-1.3m、中期1.2-1.6m、后期1.0-1.1m控制，造渣碱度R按2.5-4.0控制，出钢目标P≤0.015%、C≥0.05%、S≤0.012%，出钢过程中向钢包内加硅铝钡钙、锰铁合金、硅铁合金和石灰、萤石，出钢前用挡渣塞挡前渣出钢，出钢结束前采用挡渣锥挡渣，保证渣层厚度≤30mm，转炉出钢过程中要求全程吹氩；

c．吹氩处理：氩站一次性加入铝线，在氩站要求强吹氩3min，流量200-500NL/min，钢液面裸眼直径控制在300～500mm，离氩站温度不得低于1570℃；

d．LF精炼：精炼过程中全程吹氩，碱度按3.0-6.0控制，加入脱氧剂，加热采用电流进行加热，加热时间按两次控制，一加热7-12min、二加热6-10min，二加热过程中补加脱氧剂，并要求粘渣次数大于6次，离站前加入硅钙线，加硅钙线前必须关闭氩气，不采用真空脱气的上钢温度为1565±15℃，采用真空脱气的上钢温度为1610±15℃；

e．VD精炼：VD真空度必须达到67Pa以下，保压时间必须≥15min，破真空后软吹2-5min或不吹，软吹过程中钢水不得裸露，正常在线包抽真空时间： 1.7min，覆盖剂保证铺满钢液面，加覆盖剂前必须关闭氩气，上钢温度1565±15℃；

f．模铸：过热度控制在30-45℃，本体浇注时间12-20min，帽口浇铸时间2-6min，保护渣按照70kg/支进行添加，5-7h后脱帽，8-10h后脱锭；

g．加热：钢锭入炉后焖钢2-5h，1000℃以下升温速度小于100℃/h，1000℃以上升温速度小于100℃/h，钢锭加热温度控制在≤1280℃；

h．控轧控冷：采用两阶段轧制，一阶段开轧温度1050℃～1150℃，二阶段开轧温度≤950℃，道次压下量为15～20mm，终轧温度820～920℃；

i．堆冷:钢板堆垛缓冷工艺中，堆垛缓冷温度不低于350℃，堆冷时间≥24小时；

j．热处理：执行工艺为保温温度900±20℃，保温时1.8-2.2mim/mm+1.5小时，钢板出炉后水冷5-50S。