CN104878323B - 超大厚度SA387Gr11CL2钢板的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超大厚度SA387Gr11CL2钢板的生产方法,其包括冶炼、浇铸、加热、轧制、轧后冷却以及热处理工序,所述热处理工序:其采用两次正火步骤+回火步骤的工艺过程,每次正火步骤均由加热过程和淬火过程构成;第一次正火步骤的正火温度为900~930℃,第二次正火步骤的正火温度为830~860℃;所述两次正火步骤的淬火过程均为将钢板投入温度≤30℃的水中进行加速冷却;所述回火步骤中,回火温度为690℃~710℃,保温时间为4~4.5min/mm,保温后空冷制得成品钢板。本方法采用两次正火+一次回火的热处理制度,能有效的提高钢板的综合性能,所得钢板强度适中,冲击韧性良好,尤其是低温韧性有大幅提升,整张钢板力学性能更优秀,质量更稳定。

Description

超大厚度SA387Gr11CL2钢板的生产方法
技术领域
本发明涉及一种合金的热处理方法,尤其是一种超大厚度SA387Gr11CL2钢板的生产方法。
背景技术
由于SA387Gr11CL2钢板具有的特殊优异性能,常常被用于制造一些耐高温、高压的压力容器。然而,面临宽厚板用户及宽厚钢板使用条件越来越严苛的要求,比如,国内某大型压力容器制造企业对其所使用SA387Gr11CL2钢板提出了1/2位置处-20℃冲击,同时规定钢板交货态、最小模焊态、最大模焊态三套性能均满足技术条件要求,同时对钢板交货态HV硬度进行了≤220HV的规定,这些要求直接给此类钢板组织生产带来很大难度;又比如,用临氢铬钼钢板制成的压力容器的使用条件要求温度≥250℃、氢分压≥1.4MPa,这一要求对钢板的高温力学性能及冲击韧性均提出了较高要求。常规的SA387Gr11CL2钢板热处理制度由一次正火+一次回火过程组成,钢板性能不合(尤指低温冲击性能)现象时有发生。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种超大厚度SA387Gr11CL2钢板的生产方法,以有效地提高其综合性能。
为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案是:其包括冶炼、浇铸、加热、轧制、轧后冷却以及热处理工序,所述热处理工序:其采用两次正火步骤+回火步骤的工艺过程,每次正火步骤均由加热过程和淬火过程构成;第一次正火步骤的正火温度为900~930℃,第二次正火步骤的正火温度为830~860℃;所述两次正火步骤的淬火过程均为将钢板投入温度≤30℃的水中进行加速冷却;所述回火步骤中,回火温度为690~710±10℃,保温时间(在保温段的时间)为4~4.5min/mm,保温后空冷制得成品钢板。
本发明所述第一次正火步骤中,总加热时间为PLC+20~PLC+30min;淬火过程执行最大水量。所述第一次正火步骤的淬火过程由高压段和低压段构成;所述高压段和低压段的水量均≥4000m3/h;所述钢板在低压段执行摇摆模式,摇摆时间10~20min,保证钢板返红温度≤300℃。
本发明所述第二次正火步骤中,总加热时间为(PLC+20~PLC+30)min;淬火过程执行最大水量。所述第二次正火步骤的淬火过程由高压段和低压段构成;所述高压段和低压段的水量均≥4000m3/h;所述钢板在低压段执行摇摆模式,摇摆时间≥10min,冷却后确保钢板表面温度≤50℃。
本发明所述钢板的厚度规格为162mm。
钢板的热处理制度,包括正火温度、正火时间、回火温度、回火时间及(加速冷却)水温对SA387Gr11CL2钢板的性能有很大程度的影响。正火温度对钢板的相变有直接关系;正火时间对钢板相变后的奥氏体组织的均匀性相关;回火温度和时间则对钢板的韧性有较大影响。(加速冷却)水温则对钢板的相变过程起决定性作用,从而影响钢板的性能优劣。经研究发现,(加速冷却过程)水温的变化直接影响SA387Gr11CL2钢板的冷却速度,进而影响钢板内部贝氏体组织的相变程度和钢板的淬透性。因此,从这个意义上来说,通过适当的热处理制度,能有效地减少钢板性能不合的现象出现,从而提高钢板的综合性能。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于:本发明采用两次正火+一次回火的热处理制度,解决了传统热处理工艺造成的冲击性能不合的问题,能有效的提高SA387Gr11CL2钢板的综合性能,所得钢板强度适中,冲击韧性良好,尤其是低温韧性有大幅提升,整张钢板力学性能更优秀,质量更稳定,适合有特殊要求的SA387Gr11CL2钢板的大批量生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
本超大厚度SA387Gr11CL2钢板的生产方法采用常规的SA387Gr11CL2钢板成分,下述实施例中钢板的实际成分(按重量百分比)为:C 0.12%、Si 0.52%、Mn 0.44%、 P 0.003%、S 0.001%、Al 0.042%、V 0.009%、Ni 0.17%、Cr 1.42%、Mo 0.53%、Cu 0.06%、Ti 0.001%、Nb0.003%、As 0.005%、Sn 0.005%、Sb 0.002%、B 0.0001%、[N] 69ppm、[O] 12ppm、[H]0.7ppm,余量为铁和不可避免的杂质;钢板厚度为162mm。
本超大厚度SA387Gr11CL2钢板的生产方法采用下述工艺步骤:
(1)冶炼工序:炼钢初炼炉实行精料方针,保证入炉料有害元素合规;精炼采用二次脱磷工艺(脱磷过程不加脱氧剂和合金),二次脱磷扒渣毕,确认[P] 0.002~0.004%,入精炼位,喂入铝线5~6m/吨钢,开始变渣,转入正常精炼,温度及渣况合适后吃入合金废钢H2-7或同钢种注余,成分均匀、温度达标后转入VOD真空脱气,要求真空度不大于60Pa保持时间≥20分钟,之后破坏真空,温度合适后吊包至模铸线进行浇铸。
(2)浇铸工序:钢板所用坯料采用模铸生产,模铸过热度按40~45℃控制;浇铸成钢锭后,为了避免出现冷裂纹,要求脱模24h后温送轧钢。
(3)加热工序:钢锭清理后,进行加热,要确保钢锭均匀烧透。
(4)轧制工序:按照正差轧制,厚度公差按标准上限4.3mm±0.5mm执行;同时采用II型控轧,开轧制温度1050~1150℃,晾钢厚度≥1.5h,II段开轧温度≤920℃,终轧后3道次尽量提高压下量,目标压下率10%,轧后不浇水。为提高钢板表面质量,采取以下措施进行控制:①轧制过程勤打高压水,确保氧化铁皮除尽;②II段开轧前,先打一道高压水;③及时压帽口,避免帽口渣子进入钢锭表面造成压坑;④原则上帽口朝西;⑤前几道次单向进钢,避免压坑。
(5)轧后冷却工序:经轧制后的钢板在下线后堆垛缓冷48小时。
(6)热处理工序:采用两次正火步骤+回火步骤的工艺过程。每次正火步骤均由预热段(800℃)、加热段(940±10℃)、均热段(930±10℃)、保温段(930±10℃)、高压淬火段(最大水量)和低压淬火段(最大水量)构成;其中预热段、加热段、均热段和保温段为加热过程,高压淬火段和低压淬火段为淬火过程。回火步骤分为预热段(650±10℃)、加热段(690~710±10℃)、均热段(690~710±10℃)和保温段(690~710±10℃)。
A、第一次正火步骤:在上述加热过程和淬火过程连续进行;加热过程采用二级自动加热保温动态数学模型的加热方式,温度900℃~930℃,时间PLC+20~PLC+30min;钢板进入淬火过程后执行最大水量,高压段≥4000m3/h,低压段≥4000m3/h,钢板在低压段应执行摇摆模式,按自动模型水量,摇摆时间10~20min,同时要求泵站打循环使淬火水温保持在30℃及以下,保证钢板返红温度≤300℃。
B、第二次正火步骤:在上述加热过程和淬火过程连续进行(淬火过程也可在常化炉进行);温度830℃~860℃,时间PLC+20~PLC+30min;钢板进入淬火过程后执行最大水量,高压段≥4000m3/h,低压段≥4000m3/h;钢板在低压段应执行摇摆模式,按自动模型水量,同时要求泵站打循环使淬火水温保持在30℃及以下,摇摆时间≥10min,冷却后确保为室温,即钢板表面温度≤50℃。
C、回火过程:回火温度为690~710℃,保温时间为4~4.5min/mm,钢板出炉后空冷,即可得到所述的SA387Gr11CL2钢板。
实施例1-12:本SA387Gr11CL2钢板的生产方法的具体工艺如下所述。
本方法中:第一次正火步骤的工艺条件如表1所述,第二次正火步骤的工艺条件如表2所述,回火步骤的工艺条件如表3所述;所得钢板的拉伸性能见表4,所得钢板的冲击性能见表5。
表1:第一次正火步骤的工艺条件
表2:第二次正火步骤的工艺条件
表3:回火步骤的工艺条件
表4:所得SA387Gr11CL2钢板的拉伸性能
表5:所得SA387Gr11CL2钢板的冲击性能
由上述实施例可见:本方法所得钢板在具有良好的拉伸、冷弯性能的同时还兼有优良的低温冲击韧性。

Claims (3)

1.一种超大厚度SA387Gr11CL2钢板的生产方法,其包括冶炼、浇铸、加热、轧制、轧后冷却以及热处理工序,其特征在于,成分及重量百分含量为:C 0.12%、Si 0.52%、Mn 0.44%、 P0.003%、 S 0.001%、Al 0.042%、V 0.009%、Ni 0.17%、Cr 1.42%、Mo 0.53%、Cu 0.06%、Ti0.001%、Nb 0.003%、As 0.005%、Sn 0.005%、Sb 0.002%、B 0.0001%、[N] 69ppm、[O] 12ppm、[H] 0.7ppm,余量为铁和不可避免的杂质;所述钢板的厚度规格为162mm,所述热处理工序:其采用两次正火步骤+回火步骤的工艺过程,每次正火步骤均由加热过程和淬火过程构成;第一次正火步骤的正火温度为900~925℃,第二次正火步骤的正火温度为830~860℃;所述两次正火步骤的淬火过程均为将钢板投入温度≤30℃的水中进行加速冷却;所述回火步骤中,回火温度为690℃~710℃,保温时间为4~4.5min/mm,保温后空冷制得成品钢板。
2.根据权利要求1所述的超大厚度SA387Gr11CL2钢板的生产方法,其特征在于:所述第一次正火步骤的淬火过程由高压段和低压段构成;所述高压段和低压段的水量均≥4000m3/h;所述钢板在低压段执行摇摆模式,摇摆时间10~20min,保证钢板返红温度≤300℃。
3.根据权利要求1所述的超大厚度SA387Gr11CL2钢板的生产方法,其特征在于:所述第二次正火步骤的淬火过程由高压段和低压段构成;所述高压段和低压段的水量均≥4000m3/h;所述钢板在低压段执行摇摆模式,摇摆时间≥10min,冷却后确保钢板表面温度≤50℃。
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