CN103725967B - 120mm规格以下SCMV4-2压力容器钢厚板及生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种120mm规格以下SCMV4-2压力容器钢厚板及生产方法，其化学成分及质量百分比如下：C：0.08～0.16、Si：0.20～0.50、Mn：0.30～0.60、P：≤0.015、S：≤0.005、Als：0.020～0.060，Cr：2.0～2.5、Mo：0.9～1.1，其它为Fe和残留元素。本发明专利在优质铁水、KR铁水预处理、120t顶底复吹转炉、Ar站吹氩、LF精炼、VD真空脱气、连铸浇注、加热炉加热、3800mm轧机、ACC层流冷却、矫直、堆冷、热处理、精整、外观检验、探伤、入库工艺顺序下，本发明的钢板采取连铸400mm厚度连铸浇注，采用400mm厚度连铸坯生产，不仅可以保证压缩比，并且钢板内部质量也好；本发明具有以下优点：1、本发明的生产周期短；2、钢板内部质量好；3、生产成本低；4、高温性能好、富余量大。
Description
技术领域
本发明属于中厚板生产领域，具体涉及到一种120mm规格以下SCMV4-2压力容器钢厚板及生产方法。
背景技术
SCMV4-2属于日标JISG4109-1987中的压力容器钢，广泛应用于石油、化工、核电站、锅炉等行业，用于制作反应器、换热器、锅炉汽包、核反应堆压力壳、水电站高压水管、水轮涡壳等设备构件。要求具有良好的力学性能、良好的工艺性能、良好的耐腐蚀性能和抗氧化性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种120mm规格以下SCMV4-2压力容器钢厚板及生产方法。
一种120mm规格以下SCMV4-2压力容器钢厚板，化学成分及质量百分比如下(单位，wt%)：C：0.08～0.16、Si：0.20～0.50、Mn：0.30～0.60、P：≤0.015、S：≤0.005、Als：0.020～0.060，Cr：2.0～2.5、Mo：0.9～1.1，其它为Fe和残留元素。
上述化学元素的作用分析如下：
C：是钢中最基础的强化元素，提高强度，但C影响钢的焊接性能和影响韧性。综合考虑，碳的含量尽量控制的低一些。
Si：是固溶强化元素，对提高钢板的强度有利。
Mn：是固溶强化元素，对提高钢板的强度和韧性均有利。
P：对焊接不利，且具有一定的冷脆性，在本钢种中属于有害元素，应控制的尽量低。
S：易形成MnS类夹杂物，具有一定的热脆性，在本钢种中属于有害元素，应控制的尽量低。
Al：可以起到细化晶粒强化作用。
Cr:铬能显著提高强度、硬度和耐磨性。
Mo:钼能使钢的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力。
上述120mm规格以下SCMV4-2压力容器钢厚板的生产方法，包括如下步骤：
a.转炉：生产前准备好优质边角料，并且保证边角料干燥无污染，转炉生产过程中重点以脱P为主，冶炼终点钢水成分控制按照：0.04%≤C≤0.07%、P≤0.008%；点吹次数不得大于2次，避免出钢过程下渣；
b.LF精炼：要求精炼一加热结束炉渣必须变白，白渣保持时间≥30min，要求精炼结束的终渣为流动性良好、粘度合适的泡沫白渣；
c.VD真空：要求在67Pa的真空度下，VD保压时间按照≥20min控制，保压过程钢水翻腾效果良好；
d.连铸浇注：采用400mm厚度连铸浇注，开浇温度控制在1560-1565℃之间，浇注过程中不得变动拉速，中包过热度控制在20℃以内；
e.铸坯管理：铸坯缓冷12h后清理，在清理完毕后的5小时内送轧钢装炉；
f.加热：铸坯加热Ⅲ组钢加热工艺进行，考虑到实际加热炉炉温与铸坯存在一定的温差，最高加热温度为1240℃；
g.控轧：严格坚持“高温、低速、大压下”的轧制要求，开轧温度1050℃～1150℃；采用TMCP轧制，为确保变形渗透，工作辊轧制线速度按≤1.5m/s控制，一阶段终轧温度在950℃～1000℃。二阶段开轧温度在920℃以下，二阶段采取小压下轧制，以确保原始板形，终轧温度≤800℃。
h.控冷：轧制后用ACC反复冷却（冷却次数3～5次），返红温度640～680℃，冷速控制在3~8℃/S；
i.钢板必须用石棉布包裹严实，在保温箱内堆冷，堆冷时间不小于48小时；
j.热处理：采用正火+空冷+回火对钢板进行调质处理，淬火温度为930±10℃，保温时间2min/mm，空冷至室温，回火温度660±10℃，保温时间4～4.5min/mm。
本发明专利在优质铁水、KR铁水预处理、120t顶底复吹转炉、Ar站吹氩、LF精炼、VD真空脱气、连铸浇注、加热炉加热、3800mm轧机、ACC层流冷却、矫直、堆冷、热处理、精整、外观检验、探伤、入库工艺顺序下，通过选用400mm厚度连铸浇注，成分上仅添加Cr、Mo合金、采取Als作为细化晶粒元素的低成本设计，通过LF+VD工艺控制钢水纯净度，二阶段轧制及ACC控冷，采取采用正火+空冷+回火热处理工艺满足钢种晶粒度需求，成功生产出120mm厚SCMV4-2压力容器钢，且具有良好的韧性及高温拉伸性能。
本发明的钢板采取连铸400mm厚度连铸浇注，采用400mm厚度连铸坯生产，不仅可以保证压缩比，并且钢板内部质量也好；本发明具有以下优点：1、本发明的生产周期短；2、钢板内部质量好；3、生产成本低；4、高温性能好、富余量大。
具体实施方式
本发明采用转炉冶炼、连铸浇注，3800mm宽厚板轧机轧制的方法生产120mm规格以下SCMV4-2压力容器钢厚板。其工艺流程为：优质铁水、KR铁水预处理、120t顶底复吹转炉、Ar站吹氩、LF精炼、VD真空脱气、连铸浇注、加热炉加热、3800mm轧机、ACC层流冷却、矫直、堆冷、热处理、精整、外观检验、探伤、入库。
实施例一：
一种120mm规格以下SCMV4-2压力容器钢厚板及生产方法，包含如下质量百分比成分(单位，wt%)：C：0.10、Si：0.29、Mn：0.48、P：0.009、S：0.002、Als：0.030，Cr：2.21、Mo：0.99，其它为Fe和残留元素。
实施例二：
一种120mm规格以下SCMV4-2压力容器钢厚板及生产方法，包含如下质量百分比成分(单位，wt%)：C：0.09、Si：0.30、Mn：0.50、P：0.010、S：0.002、Als：0.030，Cr：2.18、Mo：1.0，其它为Fe和残留元素。
上述120mm厚度以下SCMV4-2压力容器钢压力容器钢，所述钢板厚度120mm以下。
上述120mm规格以下SCMV4-2压力容器钢厚板的生产方法，包括以下主要步骤：
a.冶炼：转炉冶炼前准备好优质边角料，并且保证边角料干燥无污染，转炉生产过程中重点以脱P为主，冶炼终点钢水成分控制按照：0.04%≤C≤0.07%、P≤0.008%；点吹次数不得大于2次，避免出钢过程下渣；精炼过程中造白渣，要求精炼一加热结束炉渣必须变白或黄白，白渣保持时间≥30min,要求精炼结束的终渣为流动性良好、粘度合适的泡沫白渣；VD真空要求在67Pa的真空度下，保压时间按照≥20min控制，保压过程钢水翻腾效果良好；b.浇注：采用400mm厚度连铸浇注，浇注温度按照1560-1565℃控制；浇注过程中不得变动拉速，中包过热度控制在20℃以内；c.加热：铸坯加热Ⅲ组钢加热工艺进行，考虑到实际加热炉炉温与铸坯存在一定的温差，最高加热温度为1240℃；控轧：严格坚持“高温、低速、大压下”的轧制要求，开轧温度1050℃～1150℃；采用TMCP轧制，为确保变形渗透，工作辊轧制线速度按≤1.5m/s控制，一阶段终轧温度在950℃～1000℃。二阶段开轧温度在920℃以下，二阶段采取小压下轧制，以确保原始板形，终轧温度≤800℃；e.控冷：轧制后用ACC反复冷却（冷却次数3～5次），返红温度640～680℃，冷速控制在3~8℃/S；f.热处理：采用正火+空冷+回火对钢板进行调质处理，淬火温度为930±10℃，保温时间2min/mm，空冷至室温，回火温度660±10℃，保温时间4～4.5min/mm。
化学成分及机械性能按照JISG4109-1987执行，具体见表1
表1
ASTMA387Gr22CL2钢板机械力学性能检测结果见表2
表2
性能检测方面，屈服强度平均为474MPa，与标准相比富余164Mpa，抗拉强度平均为595MPa，与标准相比富余80MPa，伸长率平均为24.5%，与标准相比富余6.5%，平均冲击功为308.3J，450℃高温状态下的屈服强度平均达到398.8MPa，满足了SCMV4-2使用要求。
SCMV4-2钢板金相检验结果见表3
表3
Claims (1)
1.一种120mm规格以下SCMV4-2压力容器钢厚板，其特征在于所述120mm规格以下SCMV4-2压力容器钢厚板的化学成分及质量百分比如下：C：0.08～0.16、Si：0.20～0.50、Mn：0.30～0.60、P：≤0.015、S：≤0.005、Als：0.020～0.060，Cr：2.0～2.5、Mo：0.9～1.1，其它为Fe和残留元素；所述120mm规格以下SCMV4-2压力容器钢厚板的生产方法包括如下步骤：a.转炉：生产前准备好优质边角料，并且保证边角料干燥无污染，转炉生产过程中重点以脱P为主，冶炼终点钢水成分控制按照：0.04%≤C≤0.07%、P≤0.008%；点吹次数不得大于2次，避免出钢过程下渣；b.LF精炼：要求精炼加热结束后炉渣必须变白，白渣保持时间≥30min，要求精炼结束的终渣为流动性良好、粘度合适的泡沫白渣；c.VD真空：要求在67Pa的真空度下，VD保压时间按照≥20min控制，保压过程钢水翻腾效果良好；d.连铸浇注：采用400mm厚度连铸浇注，开浇温度控制在1560-1565℃之间，浇注过程中不得变动拉速，中包过热度控制在20℃以内；e.铸坯管理：铸坯缓冷12h后清理，在清理完毕后的5小时内送轧钢装炉；f.加热：铸坯加热Ⅲ组钢加热工艺进行，考虑到实际加热炉炉温与铸坯存在一定的温差，最高加热温度为1240℃；g.控轧：严格坚持“高温、低速、大压下”的轧制要求，开轧温度1050℃～1150℃；采用TMCP轧制，为确保变形渗透，工作辊轧制线速度按≤1.5m/s控制，一阶段终轧温度在950℃～1000℃；二阶段开轧温度在920℃以下，二阶段采取小压下轧制，以确保原始板形，终轧温度≤800℃；h.控冷：轧制后用ACC反复冷却，返红温度640～680℃，冷速控制在3~8℃/S；i.钢板必须用石棉布包裹严实，在保温箱内堆冷，堆冷时间不小于48小时；j.热处理：采用正火+空冷+回火对钢板进行调质处理，正火温度为930±10℃，保温时间2min/mm，空冷至室温，回火温度660±10℃，保温时间4～4.5min/mm。
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