CN108660358A - 一种锅炉耐热结构钢12Cr1MoV的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于锅炉耐热结构钢的生产技术领域，具体为一种锅炉耐热结构钢12Cr1MoV的生产工艺，具体工艺流程为：铁水预处理→转炉冶炼→LF精炼→RH精炼→连铸→加热→2300mm热连轧→控制冷却→卷取→全氢罩式退火。通过本工艺生产的耐热钢，具有优异的力学性能和良好的切割、弯曲、焊接等加工性能，完全满足用户的使用需求。使用本技术生产的耐热钢，降低了企业的成本，体现出较高的成品质量和成品率，具有很好的经济效益。

Description

一种锅炉耐热结构钢12Cr1MoV的生产工艺
技术领域
本发明属于锅炉耐热结构钢的生产技术领域，具体为一种锅炉耐热结构钢12Cr1MoV的生产工艺。
背景技术
耐热钢12Cr1MoV为火电锅炉等使用环境苛刻的大型设备上用于连接结构的一种耐热钢板，是耐热钢中的基础钢种。目前针对此类老钢号的研究主要是研究钢的高温强化机制，特别是成分、热处理以及精细结构对钢高温性能的影响。因材料中Cr、Mo、V含量较高，故强度较高。而用户在加工使用过程中则希望材料强度能够稍低以便于切割或变形等，因此需要解决如何在保证满足标准要求的情况下尽可能降低材料强度、优化焊接性能及满足变形需求等。
当前市场竞争条件下，各钢厂不但要给下游企业提供优质的钢材，还需考虑到成本问题。目前各家生产的12Cr1MoV钢板大多数为热轧状态或热轧+回火的钢板状态进行交货。热轧态的12Cr1MoV因钢种合金元素含量高，因此强度较高，不易于后续加工；而热轧+回火的钢板状态，虽然强度控制较好，但生产工艺需先切板再进行热处理，成本较高。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提供了一种锅炉耐热结构钢12Cr1MoV的生产工艺，具体方案包括如下步骤，
1)铁水预处理：将铁水预处理入炉，使铁水中S≤0.006％，将铁水表面的钢渣扒净，再将预处理的铁水与精料废钢混合。
2)转炉工序：
对上述混合的铁水与废钢进行转炉拉碳操作，使其符合转炉中的碳含量重量百分比在0.03-0.05的要求，温度要求1670℃左右，避免点吹，点吹是指在转炉吹炼终点停止供氧后，由于温度或成份不能满足要求，进行的二次供氧吹炼。要一次达到温度及成分要求，避免点吹这种操作；最后出钢，得到钢水。
3)精炼工序
采用LF+RH双路径工序对转炉后的钢水进行精炼。严格控制LF增N，要求增N量≤10ppm，降低成品N含量，避免N含量过高对钢材产生不利影响；LF采用活性石灰、萤石造流动性好的还原渣，严格控制吹氩强度，尽量避免钢液裸露；得到成分及温度满足要求的钢水。即指耐热钢成品的成分C、Si、Mn、P、S、Cr、Mo、V、Als、Ni、Cu的含量满足标准要求。
4)、连铸工序
对步骤3得到的钢水进行保护浇注，浇注过程做到无钢液裸露，严格控制水口吸N，控制增N≤5ppm；采用高碱度中包渣，以便钢中夹杂物的去除；浇钢过程投入轻压下功能；浇钢过程保持恒拉速；连铸过热度控制目标不大于25℃，得到铸坯。板坯热过热装,剩余板坯放置在库内缓冷区。
5)、热轧：
将铸坯放入加热炉中加热，加热温度1210～1260℃，目标出炉温度1200～1250℃。对加热后的铸坯进行荒轧，道次选择3+3模式控制，即，两架荒轧机进行荒轧，每架轧机进行3个道次的轧制；做好精轧模型的负荷分配，精轧模型是指精轧各个机架的轧制力分配与压下量分配，保证轧制稳定性；终轧温度：≥890℃；卷取温度：≥720℃，冷却模式采用第二组开冷，间断方式。保证终轧、卷取温度的精确控制；优化调整机架间冷却水量的控制。
6)、热处理：
采用本钢冷轧厂罩式退火线进行全氢罩式退火热处理。将钢卷加热至680℃以上，炉内保温8个半小时至10个小时，然后随炉冷却。
进一步地，转炉工序中，出钢前先对钢包进行氩气吹扫，控制出钢口、避免散流，利用氩气排净钢包中的空气，避免钢水与空气接触产生杂质。
进一步地，精炼工序中，在LF处理过程中保持微正压，即略大于大气压力，避免空气进入。
进一步地，精炼工序中，采用硅钙线钙处理钢水，喂CaSi线500米，要求每180吨炉的钢水喂入CaSi线500米，使夹杂物充分的球化，改善产品性能。
进一步地，连铸工序中，钢水开浇前采用氩气吹扫中间包，就是钢水先进入中间包，然后通过中间包的水口进入到连铸机的结晶器当中去。
进一步地，在热轧工序中，控制加热炉炉膛中空气与燃料的比例，减少铸坯氧化铁皮的生成，保证加热温度均匀。
本发明的优势在于：
(1)成分设计上，、按照成分标准下限严格控制各元素含量，合金含量较低，节约成本。耐热钢的标准要求成分：C、Si、Mn、P、S、Als、Cr、Mo、V，此为国家标准要求成分，在标准要求范围内自行控制。
(2)力学性能上，各项指标达到要求，且满足用户对于抗拉强度低于590MPa的期望。
(3)合理的热处理工艺，减少能源消耗，降低成本，保护环境。
效果：
(4)通过本工艺生产的耐热钢，具有优异的力学性能和良好的切割、弯曲、焊接等加工性能，完全满足用户的使用需求。
(5)使用本技术生产的耐热钢，降低了企业的成本，体现出较高的成品质量和成品率，具有很好的经济效益。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种锅炉耐热结构钢12Cr1MoV的生产工艺，具体方案包括如下步骤，
1)铁水预处理：将铁水预处理入炉，使铁水中S≤0.006％，将铁水表面的钢渣扒净，再将预处理的铁水与精料废钢混合。
2)转炉工序：
对上述混合的铁水与废钢进行转炉拉碳操作，一次性符合转炉中的碳含量的要求，以及温度要求，避免点吹，点吹是指在转炉吹炼终点停止供氧后，由于温度或成份不能满足要求，进行的二次供氧吹炼。要一次达到温度及成分要求，避免点吹这种操作；最后出钢，得到钢水。
3)精炼工序
采用LF+RH双路径工序对转炉后的钢水进行精炼。严格控制LF增N，要求增N量≤10ppm，降低成品N含量，避免N含量过高对钢材产生不利影响；LF采用活性石灰、萤石造流动性好的还原渣，严格控制吹氩强度，尽量避免钢液裸露；得到成分及温度满足要求的钢水。
4)、连铸工序
对步骤3得到的钢水进行保护浇注，浇注过程做到无钢液裸露，严格控制水口吸N，控制增N≤5ppm；采用高碱度中包渣，以便钢中夹杂物的去除；浇钢过程投入轻压下功能；浇钢过程保持恒拉速；连铸过热度控制目标不大于25℃，得到铸坯。板坯热过热装,剩余板坯放置在库内缓冷区。
5)、热轧：
将铸坯放入加热炉中加热，加热温度1210～1260℃，目标出炉温度1200～1250℃。对加热后的铸坯进行荒轧，道次选择3+3模式控制，即，两架荒轧机进行荒轧，每架轧机进行3个道次的轧制；做好精轧模型的负荷分配，精轧模型是指精轧各个机架的轧制力分配与压下量分配，保证轧制稳定性；终轧温度：≥890℃；卷取温度：≥720℃，冷却模式采用第二组开冷，间断方式。保证终轧、卷取温度的精确控制；优化调整机架间冷却水量的控制。
6)、热处理：
采用本钢冷轧厂罩式退火线进行全氢罩式退火热处理。将钢卷加热至680℃以上，炉内保温8个半小时至10个小时，然后随炉冷却。
作为方案的改进，转炉工序中，出钢前先对钢包进行氩气吹扫，控制出钢口、避免散流，利用氩气排净钢包中的空气，避免钢水与空气接触产生杂质。
作为方案的改进，精炼工序中，在LF处理过程中保持微正压，即略大于大气压力，避免空气进入。
作为方案的改进，精炼工序中，采用硅钙线钙处理钢水，喂CaSi线500米，要求每180吨炉的钢水喂入CaSi线500米，使夹杂物充分的球化，改善产品性能。
作为方案的改进，连铸工序中，钢水开浇前采用氩气吹扫中间包，就是钢水先进入中间包，然后通过中间包的水口进入到连铸机的结晶器当中去。
作为方案的改进，在热轧工序中，控制加热炉炉膛中空气与燃料的比例，减少铸坯氧化铁皮的生成，保证加热温度均匀。
实验结果：
强度方面，本工艺产品在保证符合标准的情况下，强度下降明显，满足客户抗拉强度低于590MPa的期望：
成本方面，回火成本吨钢在700-900元，而罩式退火成本吨钢仅在70-100元
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种锅炉耐热结构钢12Cr1MoV的生产工艺,其特征在于：包括如下步骤，
1)铁水预处理：
将铁水预处理入炉，使铁水中S≤0.006％，将铁水表面的钢渣扒净，再将预处理的铁水与精料废钢混合；
2)转炉工序：
对混合的铁水与废钢进行转炉拉碳操作，符合转炉中的碳含量的要求，以及温度要求后，出钢，得到钢水；
3)精炼工序：
采用LF+RH双路径工序对钢水进行精炼；控制LF增N，要求增N量≤10ppm；LF采用活性石灰、萤石造流动性好的还原渣，控制吹氩强度，得到成分及温度满足要求的钢水；
4)连铸工序：
对步骤3得到的钢水进行保护浇注，水口吸N，控制增N≤5ppm；采用高碱度中包渣，浇钢过程投入轻压下功能；浇钢过程保持恒拉速；连铸过热度控制目标不大于25℃，得到铸坯；
5)热轧：
将铸坯放入加热炉中加热，加热温度1210～1260℃，目标出炉温度1200～1250℃；对加热后的铸坯进行荒轧，道次选择两架荒轧机进行荒轧，每架轧机进行3个道次的轧制的3+3模式控制；终轧温度：≥890℃，卷取温度：≥720℃，冷却模式采用从第二组层冷管开浇冷却水，间断方式；
6)热处理：
进行全氢罩式退火热处理，将钢卷加热至680℃以上，炉内保温8个半小时至10个小时，然后随炉冷却。
2.如权利要求1所述的一种锅炉耐热结构钢12Cr1MoV的生产工艺，其特征在于：转炉工序中，出钢前先对钢包进行氩气吹扫，控制出钢口、避免散流，利用氩气排净钢包中的空气，避免钢水与空气接触产生杂质。
3.如权利要求1所述的一种锅炉耐热结构钢12Cr1MoV的生产工艺，其特征在于：精炼工序中，在LF处理过程中保持微正压，避免空气进入。
4.如权利要求1所述的一种锅炉耐热结构钢12Cr1MoV的生产工艺，其特征在于：精炼工序中，采用硅钙线钙处理钢水，喂CaSi线500米，要求每180吨炉的钢水喂入CaSi线500米，使夹杂物充分的球化，改善产品性能。
5.如权利要求1所述的一种锅炉耐热结构钢12Cr1MoV的生产工艺，其特征在于：连铸工序中，钢水开浇前采用氩气吹扫中间包，就是钢水先进入中间包，然后通过中间包的水口进入到连铸机的结晶器当中去。
6.如权利要求1所述的一种锅炉耐热结构钢12Cr1MoV的生产工艺，其特征在于：在热轧工序中，控制加热炉炉膛中空气与燃料的比例，减少铸坯氧化铁皮的生成，保证加热温度均匀。
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