CN105734401B

CN105734401B - 一种80～150mm厚水电用低裂纹敏感性SX780CF钢板及其生产方法

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Publication number: CN105734401B
Application number: CN201510961202.7A
Authority: CN
Inventors: 朱书成; 高照海; 许少普; 唐郑磊; 李忠波; 杨阳; 杨东; 刘庆波; 袁少威
Original assignee: Nanyang Hanye Special Steel Co Ltd
Current assignee: Nanyang Hanye Special Steel Co Ltd
Priority date: 2015-12-21
Filing date: 2015-12-21
Publication date: 2018-02-13
Anticipated expiration: 2035-12-21
Also published as: CN105734401A

Abstract

本发明公开了一种80～150mm厚水电用低裂纹敏感性SX780CF钢板及其生产方法。其包含如下化学成分：C、Si、Mn、P、S、Ni、Cu、Cr、Mo、V+Nb+Ti、Als、CEQ、Pcm，其它为Fe和残留元素。为得到上述产品，本发明采取的生产方法包括：铁水、转炉、氩站、VD真空、LF精炼、VD真空、模铸浇注、钢锭清理、加热、轧制、缓冷扩氢、探伤、调质热处理、性能检验、切割、入库。通过合理的化学成分设计，并通过加热、轧制及调质热处理等工艺有效实施，成功地研制出了80mm‑150mm厚大型水电工程用高强度低裂纹敏感性SX780CF钢板，其屈服强度与标准相比富裕量控制在50～100MPa，抗拉强度与标准相比富裕量控制在40～100MPa；伸长率与标准相比富裕量控制在2%‑6%；V型冲击功与标准相比富裕量控制在100～250J。

Description

一种80～150mm厚水电用低裂纹敏感性SX780CF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80～150mm厚大型水电工程用高强度低裂纹敏感性SX780CF钢板及其生产方法。

背景技术

SX780CF属于高强度低裂纹敏感性钢，主要用于装机容量达千万千瓦以上大型水力发电机组和高水头蓄能电站中蜗壳、压力钢管等重要结构件制造，需具备高强韧性、良好冷变形性及焊接性。设备制造要求强度等级高，可焊性能强。

由于水电用钢使用环境特殊，对钢板的强度、韧性、焊接性能、耐腐蚀性能等要求非常严格。上述钢板力学性能要求在较高的强度下，具备良好的低温冲击韧性、断裂韧性和良好的焊接性能，研发难度极大。

发明内容

针对上述问题，经过试验摸索，获得了一种80mm-150mm厚大型水电工程用高强度低裂纹敏感性SX780CF钢板及其生产方法，从而完成了本发明。

因此，本发明的目的在于提供一种80mm-150mm厚度大型水电工程用高强度低裂纹敏感性SX780CF钢板。

本发明的另一目的在于提供一种80mm-150mm厚大型水电工程用高强度低裂纹敏感性SX780CF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80mm-150mm大型水电工程用高强度低裂纹敏感性SX780CF钢板包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%)：

C：0.06～0.09、Si：0.2～0.3、Mn：0.8～1.0、P：≤0.012、S：≤0.010、Ni：0.80～0.1.2，Cu：0.25-0.4；Cr：0.4-0.6；Mo：0.3-0.5；V+Nb+Ti：≤0.1，Als：0.015～0.045，CEQ≤0.56，Pcm≤0.26，其它为Fe和残留元素。

为得到上述产品，本发明采取的生产方法包括：铁水（脱硫）—转炉—氩站—VD真空—LF精炼—VD真空—模铸浇注→钢锭清理→加热→轧制→缓冷扩氢→探伤→调质热处理→性能检验→切割→入库。

在转炉冶炼工艺：转炉终点控制：出钢温度≥1630℃、0.05%≤C≤0.08%、P≤0.008%，出钢过程中不允许吹氩、不允许向钢水中加入任何脱氧剂和合金；出钢结束采用挡渣锥挡渣，若挡渣失败，必须提前抬炉，确保转炉下渣厚度控制在30mm以下，以避免下渣回P；钢水到氩站后，杜绝向钢水中加入合金、铝线或辅料，同时也杜绝吹氩；钢水直接吊至VD炉真空处理，离站温度按照≥1590℃控制；VD炼钢：确保到VD温度≥1570℃；钢水坐落至VD炉后，根据出钢C含量高低适当加入碳粉，转炉出钢C≤0.06%，碳粉加入40kg；转炉出钢C≥0.06～0.08%，碳粉加入20kg；碳粉加入测温完毕后，然后盖盖进行抽真空操作，钢水在VD炉抽真空阶段应调大氩气量充分实现真空脱碳目的，保压时间按照≥15min控制；钢水达到保压时间后破空，待测温、取样结束后关闭氩气吊运钢包至LF精炼炉，离站温度按照≥1535℃控制；LF精炼工艺：精炼杜绝渣稀现象发生；到站加入4.0m/t钢铝线，过程脱氧剂采取铝粒，铝粒用量控制在30-60Kg/t，白渣保持时间≥15min；加热结束根据钢水中Als含量采取加喂铝线进行微调Als，加入量不超过2.5m/t钢；LF精炼过程中，待一加热结束后，在二加热进行贵重合金加入，其中铬铁、钼铁、镍板、铜板、铌铁加入分两次加入，第一次加入按照内控下限控制，待根据第一次合金元素含量在二加热后续过程进行合金补加，保证成分达到内控中限；钛铁要求在所有合金加入完后再加入；VD真空：要求真空度≤67Pa时保压时间按≥18min进行控制，破真空后软吹3-5min，然后准备吊包离站，离站温度控制在1575℃左右；模铸浇注：模铸浇注温度按照1555-1565℃进行控制，合理控制注速；注毕确保帽口保温效果，钢锭冷却到脱模时间后方可脱模；加热工艺: 加热温度及加热时间如下：500度入炉焖钢3小时，150℃/h升温速度升至温度900-1000℃保温5小时，120℃/h升温速度升至1220-1260℃保温，加热速度8-12min/cm；控轧控冷：严格坚持“高温、低速、大压下”的轧制要求，开轧温度1020℃～1150℃，一阶段终轧温度在950℃～1050℃，待温厚度为成品厚度的1.5倍；二阶段开轧温度≤860℃，终轧温度控制在760～800℃之间；轧后采用层流冷却，通过调整冷却集管组数，确保返红温度630～680℃之间；堆冷工艺:堆垛缓冷温度不低于400℃，堆冷时间≥48小时；调质工艺:淬火温度930±10℃，保温时间1.8-2.2min/mm，回火温度620±10℃，保温时间3-4min/mm。

通过合理的化学成分设计，VD+LF+VD工艺来保证钢种低碳成分、钢质的洁净度，并通过加热、轧制及调质热处理等工艺有效实施，成功地研制出了80mm-150mm厚大型水电工程用高强度低裂纹敏感性SX780CF钢板，其屈服强度与标准相比富裕量控制在50～100MPa，抗拉强度与标准相比富裕量控制在40～100MPa；伸长率与标准相比富裕量控制在2%-6%；V型冲击功与标准相比富裕量控制在100～250J。

具体实施方式

本发明所述中厚度在80mm-150mm大型水电工程用高强度低裂纹敏感性SX780CF钢板包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%)：

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80mm-150mm厚大型水电工程用高强度低裂纹敏感性SX780CF钢板。其工艺流程为：铁水（脱硫）、转炉、氩站、VD真空、LF精炼、VD真空、模铸、浇注、钢锭清理、加热、轧制、缓冷扩氢、探伤、调质热处理、性能检验、切割、入库。

实施方式如下：

本发明采取的技术方案中厚度在80mm-150mm厚大型水电工程用高强度低裂纹敏感性SX780CF钢板包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%)： C：0.06～0.09、Si：0.2～0.3、Mn：0.8～1.0、P：≤0.012、S：≤0.010、Ni：0.80～0.1.2，Cu：0.25-0.4；Cr：0.4-0.6；Mo：0.3-0.5；V+Nb+Ti：≤0.1，Als：0.015～0.045，CEQ≤0.56，Pcm≤0.26，其它为Fe和残留元素。

转炉冶炼工艺：转炉终点控制：出钢温度≥1630℃、0.05%≤C≤0.08%、P≤0.008%，出钢过程中不允许吹氩、不允许向钢水中加入任何脱氧剂和合金；出钢结束采用挡渣锥挡渣，若挡渣失败，必须提前抬炉，确保转炉下渣厚度控制在30mm以下，以避免下渣回P；钢水到氩站后，杜绝向钢水中加入合金、铝线或辅料，同时也杜绝吹氩。钢水直接吊至VD炉真空处理，离站温度按照≥1590℃控制；

VD炼钢：确保到VD温度≥1570℃；钢水坐落至VD炉后，根据出钢C含量高低适当加入碳粉，具体碳粉加入标准为（按100吨转炉计算）：

碳粉加入测温完毕后，然后盖盖进行抽真空操作，钢水在VD炉抽真空阶段应调大氩气量充分实现真空脱碳目的，保压时间按照≥15min控制；钢水达到保压时间后破空，待测温、取样结束后关闭氩气吊运钢包至LF精炼炉，离站温度按照≥1535℃控制。

LF精炼工艺：精炼杜绝渣稀现象发生；到站加入4.0m/t钢铝线，过程脱氧剂采取铝粒，铝粒用量控制在30-60Kg/t，白渣保持时间≥15min；加热结束根据钢水中Als含量采取加喂铝线进行微调Als，加入量不超过2.5m/t钢；LF精炼过程中，待一加热结束后，在二加热进行贵重合金加入，其中铬铁、钼铁、镍板、铜板、铌铁加入分两次加入，第一次加入按照内控下限控制，待根据第一次合金元素含量在二加热后续过程进行合金补加，保证成分达到内控中限；钛铁要求在所有合金加入完后再加入；

VD真空：要求真空度≤67Pa时保压时间按≥18min进行控制，破真空后软吹3-5min，然后准备吊包离站，离站温度控制在1575℃左右。

模铸浇注：模铸浇注温度按照1555-1565℃进行控制，合理控制注速。注毕确保帽口保温效果，钢锭冷却到脱模时间后方可脱模。

加热工艺: 加热温度及加热时间如下：500度入炉焖钢3小时，150℃/h升温速度升至温度900-1000℃保温5小时，120℃/h升温速度升至1220-1260℃保温，加热速度8-12min/cm；

控轧控冷

严格坚持“高温、低速、大压下”的轧制要求，开轧温度1020℃～1150℃，一阶段终轧温度在950℃～1050℃，待温厚度为成品厚度的1.5倍。二阶段开轧温度≤860℃，终轧温度控制在760～800℃之间；

为了获得优良的综合力学性能，轧后采用层流冷却，通过调整冷却集管组数，确保返红温度630～680℃之间。

堆冷工艺:堆垛缓冷温度不低于400℃，堆冷时间≥48小时；

调质工艺:淬火温度930±10℃，保温时间1.8-2.2min/mm，回火温度620±10℃，保温时间3-4min/mm。

结果分析

机械力学性能分析

成份及机械力学性能按QJ/CTG 24-2015，机械性能平均值具体见下表。

本次分别试生产80mm、120mm厚度SX780CF各30批，通过合理的化学成分设计及生产工艺控制，成功地研制出大型水电工程用高强度低裂纹敏感性SX780CF钢板。其屈服强度控制在749～822MPa，抗拉强度控制在818～876 MPa；伸长率控制在16%-21%；-60℃V型冲击功控制在120～208J。

所研制的钢板外检，正品率100%；按JB/T 47030进行探伤，合一级率为99%，合三级率为100%，达到了预期效果。

Claims

1.一种80～150mm厚水电用低裂纹敏感性SX780CF钢板，其包含如下质量百分比的化学成分：C：0.06～0.09、Si：0.2～0.3、Mn：0.8～1.0、P：≤0.012、S：≤0.010、Ni：0.80～0.1.2，Cu：0.25-0.4；Cr：0.4-0.6；Mo：0.3-0.5；V+Nb+Ti：≤0.1，Als：0.015～0.045，CEQ≤0.56，Pcm≤0.26，其它为Fe和残留元素；该钢板生产方法包括：铁水脱硫、转炉、氩站、VD真空、LF精炼、VD真空、模铸浇注、钢锭清理、加热、轧制、缓冷扩氢、探伤、调质热处理、性能检验、切割、入库；在转炉冶炼工艺：转炉终点控制：出钢温度≥1630℃、0.05%≤C≤0.08%、P≤0.008%，出钢过程中不允许吹氩、不允许向钢水中加入任何脱氧剂和合金；出钢结束采用挡渣锥挡渣，若挡渣失败，必须提前抬炉，确保转炉下渣厚度控制在30mm以下，以避免下渣回P；钢水到氩站后，杜绝向钢水中加入合金、铝线或辅料，同时也杜绝吹氩；钢水直接吊至VD炉真空处理，离站温度按照≥1590℃控制；VD炼钢：确保到VD温度≥1570℃；钢水坐落至VD炉后，根据出钢C含量高低适当加入碳粉，转炉出钢C≤0.06%，碳粉加入40kg；转炉出钢C≥0.06～0.08%，碳粉加入20kg；碳粉加入测温完毕后，然后盖盖进行抽真空操作，钢水在VD炉抽真空阶段应调大氩气量充分实现真空脱碳目的，保压时间按照≥15min控制；钢水达到保压时间后破空，待测温、取样结束后关闭氩气吊运钢包至LF精炼炉，离站温度按照≥1535℃控制；LF精炼工艺：精炼杜绝渣稀现象发生；到站加入4.0m/t钢铝线，过程脱氧剂采取铝粒，铝粒用量控制在30-60kg/t，白渣保持时间≥15min；加热结束根据钢水中Als含量采取加喂铝线进行微调Als，加入量不超过2.5m/t钢；LF精炼过程中，待一加热结束后，在二加热进行贵重合金加入，其中铬铁、钼铁、镍板、铜板、铌铁加入分两次加入，第一次加入按照内控下限控制，待根据第一次合金元素含量在二加热后续过程进行合金补加，保证成分达到内控中限；钛铁要求在所有合金加入完后再加入；VD真空：要求真空度≤67Pa时保压时间按≥18min进行控制，破真空后软吹3-5min，然后准备吊包离站，离站温度控制在1575℃；模铸浇注：模铸浇注温度按照1555-1565℃进行控制，合理控制注速；注毕确保帽口保温效果，钢锭冷却到脱模时间后方可脱模；加热工艺: 加热温度及加热时间如下：500度入炉焖钢3小时，150℃/h升温速度升至温度900-1000℃保温5小时，120℃/h升温速度升至1220-1260℃保温，加热速度8-12min/cm；控轧控冷：严格坚持“高温、低速、大压下”的轧制要求，开轧温度1020℃～1150℃，一阶段终轧温度在950℃～1050℃，待温厚度为成品厚度的1.5倍；二阶段开轧温度≤860℃，终轧温度控制在760～800℃之间；轧后采用层流冷却，通过调整冷却集管组数，确保返红温度630～680℃之间；堆冷工艺:堆垛缓冷温度不低于400℃，堆冷时间≥48小时；调质工艺:淬火温度930±10℃，保温时间1.8-2.2min/mm，回火温度620±10℃，保温时间3-4min/mm。

2.一种如权利要求1所述80～150mm厚水电用低裂纹敏感性SX780CF钢板的生产方法，该生产方法包括：铁水脱硫、转炉、氩站、VD真空、LF精炼、VD真空、模铸浇注、钢锭清理、加热、轧制、缓冷扩氢、探伤、调质热处理、性能检验、切割、入库；其特征在于在转炉冶炼工艺：转炉终点控制：出钢温度≥1630℃、0.05%≤C≤0.08%、P≤0.008%，出钢过程中不允许吹氩、不允许向钢水中加入任何脱氧剂和合金；出钢结束采用挡渣锥挡渣，若挡渣失败，必须提前抬炉，确保转炉下渣厚度控制在30mm以下，以避免下渣回P；钢水到氩站后，杜绝向钢水中加入合金、铝线或辅料，同时也杜绝吹氩；钢水直接吊至VD炉真空处理，离站温度按照≥1590℃控制；VD炼钢：确保到VD温度≥1570℃；钢水坐落至VD炉后，根据出钢C含量高低适当加入碳粉，转炉出钢C≤0.06%，碳粉加入40kg；转炉出钢C≥0.06～0.08%，碳粉加入20kg；碳粉加入测温完毕后，然后盖盖进行抽真空操作，钢水在VD炉抽真空阶段应调大氩气量充分实现真空脱碳目的，保压时间按照≥15min控制；钢水达到保压时间后破空，待测温、取样结束后关闭氩气吊运钢包至LF精炼炉，离站温度按照≥1535℃控制；LF精炼工艺：精炼杜绝渣稀现象发生；到站加入4.0m/t钢铝线，过程脱氧剂采取铝粒，铝粒用量控制在30-60kg/t，白渣保持时间≥15min；加热结束根据钢水中Als含量采取加喂铝线进行微调Als，加入量不超过2.5m/t钢；LF精炼过程中，待一加热结束后，在二加热进行贵重合金加入，其中铬铁、钼铁、镍板、铜板、铌铁加入分两次加入，第一次加入按照内控下限控制，待根据第一次合金元素含量在二加热后续过程进行合金补加，保证成分达到内控中限；钛铁要求在所有合金加入完后再加入；VD真空：要求真空度≤67Pa时保压时间按≥18min进行控制，破真空后软吹3-5min，然后准备吊包离站，离站温度控制在1575℃；模铸浇注：模铸浇注温度按照1555-1565℃进行控制，合理控制注速；注毕确保帽口保温效果，钢锭冷却到脱模时间后方可脱模；加热工艺: 加热温度及加热时间如下：500度入炉焖钢3小时，150℃/h升温速度升至温度900-1000℃保温5小时，120℃/h升温速度升至1220-1260℃保温，加热速度8-12min/cm；控轧控冷：严格坚持“高温、低速、大压下”的轧制要求，开轧温度1020℃～1150℃，一阶段终轧温度在950℃～1050℃，待温厚度为成品厚度的1.5倍；二阶段开轧温度≤860℃，终轧温度控制在760～800℃之间；轧后采用层流冷却，通过调整冷却集管组数，确保返红温度630～680℃之间；堆冷工艺:堆垛缓冷温度不低于400℃，堆冷时间≥48小时；调质工艺:淬火温度930±10℃，保温时间1.8-2.2min/mm，回火温度620±10℃，保温时间3-4min/mm。