CN103725955B

CN103725955B - 一种压力容器用钢13MnNiMoR钢板及其生产方法

Info

Publication number: CN103725955B
Application number: CN201310736922.4A
Authority: CN
Inventors: 朱书成; 许少普; 李忠波; 刘庆波; 康文举
Original assignee: Nanyang Hanye Special Steel Co Ltd
Current assignee: Nanyang Hanye Special Steel Co Ltd
Priority date: 2013-12-30
Filing date: 2013-12-30
Publication date: 2016-03-30
Anticipated expiration: 2033-12-30
Also published as: CN103725955A

Abstract

本发明提供了一种100mm-150mm厚度压力容器钢13MnNiMoR钢板的生产方法，其包含如下质量百分比的化学成分：C：0.09～0.14、Si：0.20～0.45、Mn：1.30～1.50、P：≤0.018、S：≤0.005、Cr+Mo+Ni：≤1.5、Nb：0.08～0.18、Als：0.15～0.40，其它为Fe和残留元素。其生产方法包括：转炉冶炼、LF精炼、真空精炼、锭模浇注、钢锭加热、轧制、缓冷、热处理等工艺控制。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、轧制及调质处理等工艺有效实施，成功地开发出了100mm-150mm厚度压力容器钢13MnNiMoR钢板，其屈服强度控制在400～460MPa，抗拉强度控制在580～670MPa；伸长率控制在20%-24%；0℃冲击功控制在100～190J，400℃高温屈服强度在310～380MPa。

Description

一种压力容器用钢13MnNiMoR钢板及其生产方法

技术领域

本发明属于中厚板生产领域，具体涉及到一种压力容器用钢13MnNiMoR钢板及其生产方法。

背景技术

13MnNiMoR国标GB713-2008中一种中温中压锅炉和压力容器用钢，为可焊接细晶结构钢，热强性能高，抗裂纹扩展敏感性好，被广泛用以制造高压锅炉汽包、核能容器及其他耐高压容器等。

发明内容

针对上述问题，经过本人摸索，获得了一种100mm-150mm厚度压力容器钢13MnNiMoR的生产方法，从而完成了本发明。

因此，本发明的目的在于提供一种100mm-150mm厚度压力容器用钢13MnNiMoR钢板。

本发明的另一目的在于提供一种100mm-150mm厚度压力容器钢13MnNiMoR钢板的生产方法。

为达到上述第一个目的，本发明采取的技术方案中厚度在100mm-150mm压力容器用钢13MnNiMoR钢板包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%)：

C：0.09～0.14、Si：0.20～0.45、Mn：1.30～1.50、P：≤0.018、S：≤0.005、Cr+Mo+Ni：≤1.5、Nb：0.08～0.18、Als：0.15～0.40，其它为Fe和残留元素。

为达到上述目的，本发明采取的生产方法包括：转炉冶炼、LF精炼、真空精炼、锭模浇注、钢锭加热、轧制、缓冷、热处理等工艺控制。

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、轧制及调质处理等工艺有效实施，成功地开发出了100mm-150mm厚度压力容器钢13MnNiMoR钢板，其屈服强度控制在400～460MPa，抗拉强度控制在580～670MPa，；伸长率控制在20%-24%；0℃冲击功控制在100～190J，400℃高温屈服强度在310～380MPa。

具体实施方式

本发明采用转炉冶炼、模铸浇注，3800m宽厚板轧机轧制的方法生产100mm-150mm厚度压力容器钢13MnNiMoR钢板。其工艺流程为：优质铁水、KR铁水预处理、100/120吨顶底复吹转炉、LF炉精炼、真空脱气处理、钢锭堆冷24—60小时、均热炉、3800mm轧机、ACC层流冷却、11辊热矫直机、堆冷、精整、正火+回火、性能检验、外检、探伤、入库。

实施方式如下：

本发明采取的技术方案中厚度在100mm-150mm厚度压力容器钢13MnNiMoR钢板包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%)：C：0.09～0.14、Si：0.20～0.45、Mn：1.30～1.50、P：≤0.018、S：≤0.005、Cr+Mo+Ni：≤1.5、Nb：0.08～0.18、Als：0.15～0.40，其它为Fe和残留元素。

KR铁水预处理工艺：到站铁水必须扒前渣与扒后渣，保证液面渣层厚度≤15mm，铁水经KR搅拌脱硫后保证铁水S≤0.004%，保证脱硫周期≤20min、脱硫温降≤15℃。

转炉冶炼工艺：入炉铁水S≤0.004%、P≤0.050%，铁水温度≥1280℃，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1.1-1.4m、中期1.3-1.7m、后期0.9-1.0m控制，造渣碱度R按2.4-3.9控制，出钢目标P≤0.012%、C≥0.06%、S≤0.010%，出钢过程中向钢包内硅铝钡钙、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≤25mm，转炉出钢过程中要求全程吹氩。

吹氩处理工艺：氩站一次性加入铝线，在氩站要求强吹氩2.5min，流量250-450NL/min，钢液面裸眼直径控制在250～550mm，离氩站温度不得低于1575℃。

LF精炼工艺：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4.1-6.2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8-11min、二加热7-9min，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5次。离站前加入硅钙线，加硅钙线前必须关闭氩气，上钢温度1610±15℃。

VD精炼工艺：VD真空度必须达到67Pa以下，保压时间必须≥16min，破真空后软吹3-5min，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℃。

模铸工艺：过热度控制在28-32℃，本体浇注时间11-19min，帽口浇铸时间3-5min，保护渣按照72kg/支进行添加，7.5h后脱帽，10h后脱锭。

加热工艺:钢锭入炉后焖钢2h，1000℃以下升温速度小于70℃/h，1000℃以上升温速度小于90℃/h，钢锭最高加热温度控制在≤1230℃；

控轧控冷

采用两阶段轧制，一阶段开轧温度1000℃～1100℃，采用高温低速大压下轧制，道次压下量为25～35mm，二阶段开轧温度≤900℃，终轧温度820～860℃；

堆冷工艺: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。钢板堆垛缓冷工艺如下；堆垛缓冷温度不低于400℃，堆冷时间≥36小时；

调质工艺:正火温度910-930℃，保温时间1.8min/mm，回火保温温度630-690℃，保温时间4-5min/mm；

结果分析

机械力学性能分析

成份及机械力学性能按GB/T223、GB/T228、GB/T232、GB/T229GB/T4338进行检验，机械性能具体见下表。

本次分别试生产100mm、150mm厚度13MnNiMoR各15批，通过合理的化学成分设计及生产工艺控制，成功地开发出了压力容器用钢13MnNiMoR钢。其屈服强度控制在400～460MPa，抗拉强度控制在580～670MPa，；伸长率控制在20%-24%；0℃冲击功控制在100～190J，400℃高温屈服强度在310～380MPa。

Claims

1.一种压力容器钢13MnNiMoR钢板的生产方法，其特征在于所述钢板包含如下质量百分比的化学成分：C：0.09～0.14、Si：0.20～0.45、Mn：1.30～1.50、P：≤0.018、S：≤0.005、Cr+Mo+Ni：≤1.5、Nb：0.08～0.18、Als：0.15～0.40，其它为Fe和残留元素；该压力容器钢13MnNiMoR钢板的生产方法包括：转炉冶炼、LF精炼、真空精炼、锭模浇注、钢锭加热、轧制、缓冷、热处理工艺控制；KR铁水预处理工艺：到站铁水必须扒前渣与扒后渣，保证液面渣层厚度≤15mm，铁水经KR搅拌脱硫后保证铁水S≤0.004%，保证脱硫周期≤20min、脱硫温降≤15℃；转炉冶炼工艺：入炉铁水S≤0.004%、P≤0.050%，铁水温度≥1280℃，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1.1-1.4m、中期1.3-1.7m、后期0.9-1.0m控制，造渣碱度R按2.4-3.9控制，出钢目标P≤0.012%、C≥0.06%、S≤0.010%，出钢过程中向钢包内加入硅铝钡钙、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≤25mm，转炉出钢过程中要求全程吹氩；吹氩处理工艺：氩站一次性加入铝线，在氩站要求强吹氩2.5min，流量250-450NL/min，钢液面裸眼直径控制在250～550mm，离氩站温度不得低于1575℃；LF精炼工艺：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4.1-6.2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而定；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，一次加热8-11min、二次加热7-9min，二次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5次；离站前加入硅钙线，加硅钙线前必须关闭氩气，上钢温度1610±15℃；VD精炼工艺：VD真空度必须达到67Pa以下，保压时间必须≥16min，破真空后软吹3-5min，软吹过程中钢水不得裸露；覆盖剂，加入的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℃；模铸工艺：过热度控制在28-32℃，本体浇注时间11-19min，帽口浇铸时间3-5min，保护渣按照72kg/支进行添加，7.5h后脱帽，10h后脱锭；加热工艺:钢锭入炉后焖钢2h，1000℃以下升温速度小于70℃/h，1000℃以上升温速度小于90℃/h，钢锭最高加热温度控制在≤1230℃；控轧控冷：采用两阶段轧制，一阶段开轧温度1000℃～1100℃，采用高温低速大压下轧制，道次压下量为25～35mm，二阶段开轧温度≤900℃，终轧温度820～860℃；钢板堆垛缓冷工艺如下；堆垛缓冷温度不低于400℃，堆冷时间≥36小时；调质工艺:正火温度910-930℃，保温时间1.8min/mm，回火保温温度630-690℃，保温时间4-5min/mm。