CN102732782A

CN102732782A - 一种大厚度压力容器用钢板的生产方法

Info

Publication number: CN102732782A
Application number: CN2012101824175A
Authority: CN
Inventors: 李红文; 赵文忠; 韦明; 胡丽周
Original assignee: Wuyang Iron and Steel Co Ltd; Hebei Iron and Steel Group Co Ltd
Current assignee: Wuyang Iron and Steel Co Ltd; Hebei Iron and Steel Group Co Ltd
Priority date: 2012-06-05
Filing date: 2012-06-05
Publication date: 2012-10-17
Anticipated expiration: 2032-06-05
Also published as: CN102732782B

Abstract

本发明公开了一种大厚度压力容器用钢板及其制备方法，大厚度压力容器用钢板其化学成分是由以下重量百分比的组分熔炼而成：C：0.15%-0.18%，Si：0.25%-0.50%，Mn：1.50%-1.60%，P≤0.020%，S≤0.012%,Nb：0.030%-0.050%，Al：0.020%-0.050%；钢板组织为铁素体、珠光体组织。本发明的钢板的化学成分设计采用价格低廉的碳、锰固溶强化，加入少量的合金元素，通过正火后水冷加速冷却使得钢板获得良好的力学性能，均匀的组织，良好的综合性能和焊接性能，增强市场竞争力；本发明具有以下优点：①力学性能优良，屈服强度和抗拉强度较薄规格性能指标有较大富余量；②低温冲击功高，-20℃冲击功180焦以上；③钢板最大厚度可达到78mm。

Description

一种大厚度压力容器用钢板的生产方法

技术领域

[0001] 技术领域

本发明涉及一种大厚度压力容器用钢板的生产方法。

背景技术

压力容器用钢的基本要求主要体现在三个方面：（1）具有良好的力学性能；（2）具有良好的工艺性能；（3）具有良好的耐腐蚀性能和抗氧化性能。压力容器用钢板的厚度大多为6-50 mm。根据现行GB713-2008，正火型Q370R最大厚度为60mm，目前的厚度规格很难满足压力容器用钢板对大厚度钢板的要求，大厚度Q370R钢板的生产方法亟待解决。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种大厚度压力容器用钢板。

本发明的目的还在于提供一种大厚度压力容器用钢板的制备方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案采用了一种大厚度压力容器用钢板，含有以下重量百分含的组分：C：0.15%-0.18%，Si：0.25%-0.50%，Mn：1.50%-1.60%，P≤0.020%，S≤0.012%, Nb：0.030%-0.050%，Al：0.020%-0.050%。

各组分的重量百分含量优选为： C：0.16%-0.18%，Si：0.30%-0.50%，Mn：1.55%-1.60%，P≤0.020%，S≤0.012%, Nb：0.040%-0.050%，Al：0.046%-0.050%。

同时，本发明的技术方案还采用了一种大厚度压力容器用钢板的制备方法，其步骤如下：

1）冶炼：钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，钢水温度达到或超过1550—1570℃转入VD炉真空脱气处理，VD前加入CaSi块≥100kg或Fe-Ca线400-450m改变夹杂物形态，保证钢水中组分为：C：0.15%-0.18%，Si：0.25%-0.50%，Mn：1.50%-1.60%，P≤0.020%，S≤0.012%, Nb：0.030%-0.050%，Al：0.020%-0.050%； CaSi和Fe-Ca块加入的作用是对夹杂物进行变性处理，使夹杂物球化，减少夹杂物对钢板的危害。Ca是过程组分，大部分进入渣中，微量以夹杂物形式存在钢水中；Fe是钢水的主体成分，主要以γ-Fe和渗碳体存在于钢水中。

2）连铸：采用300mm坯料，坯料进行表面清理，保证表面质量；

3）加热：钢坯加热温度最高1240℃，均热温度1220℃，总加热时间≥6h；

4）轧制：采用再结晶区+未再结晶区两阶段轧制工艺进行轧制，第一阶段轧制温度为1050℃～1100℃，第二阶段轧制温度为810℃-860℃，终轧温度为750℃-800℃；轧后入ACC水冷，返红温度650℃-700℃；

5）热堆垛：钢板下线堆垛温度不小于350℃，堆垛24小时后拆跺探伤；

6）热处理：探伤合格的钢板在常化炉进行正火热处理，正火工艺为：加热温度900—920℃，保温时间1.8min/mm，出炉后水冷加速冷却，钢板返红温度550℃-650℃。

步骤1）所述精炼时喂入Al线，真空脱气处理前加入CaSi块。

步骤1）所述真空脱气处理的真空度不大于66.6Pa，真空保持时间不低于15分钟。

步骤6）所述探伤合格的钢板在常化炉进行正火热处理，正火工艺为：加热温度910℃±10℃，保温时间1.8min/mm，出炉后水冷加速冷却，钢板返红温度550℃-650℃。

本发明钢板采用的化学成分设计，碳、锰固溶强化；加入少量的Nb细化晶粒，其碳氮化物起到弥散强化作用；通过后续合理的热处理工艺，钢板具有良好的力学性能。其中，各组分及含量在本发明中的作用是：

C 0.15%-0.18%：碳对钢的屈服、抗拉强度、焊接性能产生显著影响。碳通过间隙固溶能显著提高钢板强度，但碳含量过高，又会影响钢的焊接性能及韧性。

Si 0.25%-0.50%：在炼钢过程中作为还原剂和脱氧剂，同时Si也能起到固溶强化作用，但超过0.5%时，会造成钢的韧性下降，降低钢的焊接性能。

Mn 1.5%-1.6%：锰成本低廉，能增加钢的韧性、强度和硬度，提高钢的淬透性，改善钢的热加工性能；锰量过高，对于大厚度钢板易出现中心偏析。

P≤0.020%，S≤0.012%：在一般情况下，磷和硫都是钢中有害元素，增加钢的脆性。磷使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏；硫降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹；因此应尽量减少磷和硫在钢中的含量。

Al 0.020%-0.050%：铝是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝，可细化晶粒，提高冲击韧性。铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能，过高则影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。

Nb 0.030%-0.045%：铌的加入是为了促进钢轧制显微组织的晶粒细化，可同时提高强度和韧性，铌可在控轧过程中通过抑制奥氏体再结晶，有效的细化显微组织，并通过析出强化基体。铌可降低钢的过热敏感性及回火脆性。焊接过程中，铌、硼原子的偏聚及析出可以阻碍加热时奥氏体晶粒的粗化，并保证焊接后得到比较细小的热影响区组织，改善焊接性能。本发明的钢板最大生产厚度提高到78mm。

本发明生产方法可以得到强韧性匹配良好的大厚度压力容器用钢板。

本发明的钢板的化学成分设计采用价格低廉的碳、锰固溶强化，加入少量的合金元素，通过正火后水冷加速冷却使得钢板获得良好的力学性能，均匀的组织，良好的综合性能和焊接性能，增强市场竞争力；

本发明具有以下优点：①合金含量少，成本低廉；②强韧匹配，屈服强度在410MPa以上，抗拉强度在560MPa左右；③-20℃冲击功大于180焦耳；④钢板最大厚度可达到78mm。⑤钢板组织为铁素体、珠光体组织。

附图说明

图1为本发明实施例1的钢板金相组织结构图；

图2为本发明实施例2的钢板金相组织结构图。

具体实施方式

实施例1

本实施例的大厚度压力容器用钢板，厚度78mm，其是由以下重量百分比的组分熔炼而成：C：0.17%，Si：0.35%，Mn：1.55%，P 0.020%，S 0.012%, Nb：0.030%，Al：0.040%。

本实施例的大厚度压力容器用钢板生产方法的步骤如下：

1）冶炼：将含有以下重量百分比C：0.17%，Si：0.35%，Mn：1.55%，P：0.020%，S：0.012%，Al：0.030%，Nb：0.040%，组分的钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，钢水温度达到或超过1566℃转入VD炉真空脱气处理；真空度为不大于66.6Pa，真空保持时间不低于15分钟，真空前加入CaSi块排出钢水中的非金属夹杂物、有害元素，保证钢水的纯净；

2）连铸：采用300mm连铸坯生产，钢坯进行表面清理。

3）加热：钢坯加热温度最高1240℃，均热温度1220℃，总加热时间≥6h。

4）轧制：第一阶段轧制的开轧温度为1050~1100℃，终轧温度为920~970℃；第二阶段轧制的开轧温度为不大于860℃，终轧温度为小于800℃。轧后入ACC水冷，返红温度650℃-700℃。

5）热堆垛：钢板下线堆垛温度不小于350℃，堆垛24小时后拆跺探伤。

6）热处理：探伤合格的钢板在常化炉进行正火热处理，正火工艺为：加热温度910℃±10℃，保温时间1.8min/mm，出炉后水冷加速冷却，钢板返红温度不大于650℃。

本实例的钢板的力学性能：屈服强度410MPa，抗拉强度：560MPa，-20℃冲击功平均180焦。

实施例2

本实施例的大厚度压力容器用钢板，厚度78mm，其是由以下重量百分比的组分熔炼而成：C：0.15%，Si：0.50%，Mn：1.60%，P 0.010%，S 0.01%, Nb：0.050%，Al：0.050%。

本实施例的大厚度压力容器用钢板生产方法的步骤如下：

1）冶炼：将含有以下重量百分比C：0.15%，Si：0.50%，Mn：1.60%，P 0.010%，S 0.01%, Nb：0.050%，Al：0.050%，组分的钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，钢水温度达到或超过1566℃转入VD炉真空脱气处理；真空度为不大于66.6Pa，真空保持时间不低于15分钟，真空前加入CaSi块排出钢水中的非金属夹杂物、有害元素，保证钢水的纯净；

2）连铸：采用300mm连铸坯生产，钢坯进行表面清理。

本实例的钢板的力学性能：屈服强度420MPa，抗拉强度570MPa，-20℃冲击功平均200焦。

Claims

1. 一种大厚度压力容器用钢板，其特征在于：含有以下重量百分含的组分：C：0.15%-0.18%，Si：0.25%-0.50%，Mn：1.50%-1.60%，P≤0.020%，S≤0.012%, Nb：0.030%-0.050%，Al：0.020%-0.050%。

2.根据权利要求1所述的大厚度压力容器用钢板，其特征在于：含有以下重量百分含的组分：C：0.16%-0.18%，Si：0.30%-0.50%，Mn：1.55%-1.60%，P≤0.020%，S≤0.012%, Nb：0.040%-0.050%，Al：0.046%-0.050%。

3. 一种如权利要求1或2所述的大厚度压力容器用钢板的制备方法，其特征在于：其步骤如下：

1）冶炼：将含有以下重量百分比C：0.15%-0.18%，Si：0.25%-0.50%，Mn：1.50%-1.60%，P≤0.020%，S≤0.012%, Nb：0.030%-0.050%，Al：0.020%-0.050%组分的钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，钢水温度达到或超过1550-1570℃转入VD炉真空脱气处理；

2）连铸：采用300mm坯料；

4）轧制：采用再结晶区+未再结晶区两阶段轧制工艺进行轧制，第一阶段轧制温度为1050℃～1100℃，第二阶段轧制温度810℃-860℃，终轧温度为750℃-800℃；轧后入ACC水冷，返红温度650℃-700℃；

4.根据权利要求3所述的大厚度压力容器用钢板的制备方法，其特征在于：步骤1）所述精炼时喂入Al线，真空脱气处理前加入CaSi块。

5.根据权利要求3所述的大厚度压力容器用钢板的制备方法，其特征在于：步骤1）所述真空脱气处理的真空度不大于66.6Pa，真空保持时间不低于15分钟。

6.根据权利要求3所述的大厚度压力容器用钢板的生产方法，其特征在于：步骤6）所述探伤合格的钢板在常化炉进行正火热处理，正火工艺为：加热温度900-920℃，保温时间1.8min/mm，出炉后水冷加速冷却，钢板返红温度550℃-650℃。