CN109694993A

CN109694993A - 一种高压加热器用特厚钢板及制造方法

Info

Publication number: CN109694993A
Application number: CN201710984772.7A
Authority: CN
Inventors: 王储; 艾芳芳; 胡昕明; 隋广雨; 欧阳鑫; 刘祥; 潘凯华; 冷松洋; 王勇; 韩旭
Original assignee: Angang Steel Co Ltd
Current assignee: Angang Steel Co Ltd
Priority date: 2017-10-20
Filing date: 2017-10-20
Publication date: 2019-04-30
Anticipated expiration: 2037-10-20
Also published as: CN109694993B

Abstract

本发明公开一种高压加热器用特厚钢板及其生产方法，C 0.15％～0.23％、Si0.15％～0.35％、Mn 0.50％～0.90％、P≤0.010％、S≤0.050％、Mo 0.60％～0.90％、Nb0.03％～0.06％、Als 0.015％～0.040％，余量为Fe及不可避免夹杂；制造的100mm～180mm厚度规格的特厚钢板，其中性能指标为Rel≥437Mpa、Rm≥582Mpa、屈强比≤0.75、(400℃)Rp0.2≥337Mpa、(‑20℃)Kv2/J≥133J。

Description

一种高压加热器用特厚钢板及制造方法

技术领域

本发明属于钢铁冶炼及轧制技术领域，尤其涉及一种高压加热器用钢板及其制造方法。

背景技术

高压加热器是火电站中的关键设备，它由壳体和管系两大部分组成，在壳体内腔上部设置蒸汽凝结段，下部设置疏水冷却段，进、出水管顶端设置给水进口和给水出口。当过热蒸汽由进口进入壳体后即可将上部主螺管内的给水加热，蒸汽凝结为水后，凝结的热水又可将下部疏冷螺管内的部分给水加热，被利用后的凝结水经疏水出口被疏流出体外。主要作用是提高机组效率，提高给水温度，进而减少进入锅炉的给水和炉膛的温差，减少温差换热损失，是火电站不可缺少的重要设备。随着装机容量的加大，发电装备也趋于大型化和模块化，原有的低级别钢种如345Mpa级已经无法满足设计及使用要求，处于安全考虑，需要更高级别的新钢种替代，使用厚度要求在100mm以上，同时要求钢板具有较高的室温强度、中高温强度、较低的屈强比、低温冲击韧性及优异的成型后性能。本发明一种高压加热器用钢板及其制造方法意在发明一种满足上述使用环境和性能要求的新钢种和制造工艺。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种通过全新的化学成分设计，合理的冶炼、轧制及热处理工艺，制造出能够满足火电站高压加热器用的特厚规格钢板，且性能优异稳定。

本发明目的是通过下面的技术方案实现的：

一种高压加热器用特厚钢板，其特征在于化学成分按重量百分比为:C 0.15％～0.23％、Si 0.15％～0.35％、Mn 0.50％～0.90％、P≤0.010％、S≤0.050％、Mo 0.60％～0.90％、Nb 0.03％～0.06％、Als 0.015％～0.040％，余量为Fe及不可避免夹杂。

所述的高压加热器用钢板厚度为100mm～180mm。

钢板中合金元素C、Si、Mn、P、S、Mo、Nb、Als限定量的理由详述如下：

C是提高钢强度的最主要元素，通过固溶强化和析出强化提高钢的强度，提高淬透性，及保证钢的强度，碳含量过高会影响钢的焊接性能。因此C含量定为0.15％～0.23％。

Si在炼钢过程中作为还原剂和脱氧剂，Si和Mo结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，超过0.5％时，会造成钢的韧性下降，降低钢的焊接性能，因此Si含量限定0.15％～0.35％。

Mn能增加钢的韧性、强度和硬度，是强烈稳定奥氏体的元素，可有效地降低奥氏体的分解速度，提高钢的淬透性，Mn含量高会增强回火脆性，因此Mn含量范围为0.50％～0.90％。

S和P都是钢中有害元素，增加钢的脆性，因此应尽量减少磷和硫在钢中的含量,S≤0.005％，P≤0.010％。

Mo在钢中能推迟奥氏体转变孕育时间，使珠光体和铁素体转变曲线右移，促进中温转变，提高淬透性，同时钼是强碳化物形成元素，回火过程中固溶于基体中的钼容易形成MxC等合金化合物，保证回火及焊后热处理的强度，但Mo含量过高反而会导致钢的脆化，因此Mo含量限定在0.60％～0.90％。

Nb能生成高度分散的强固的碳化物NbC(熔点3500℃)，所以可细化晶粒，加热至1100～1200℃时，仍可阻止晶粒长大，Nb虽可细化晶粒而提高钢的韧性，但含量过高时，会生成铁素体δ相或其它脆性相，而使其韧性降低，因此Nb含量限定在0.03％～0.06％。

Als是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝，可细化晶粒，提高冲击韧性，过高则影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能，因此Als含量限定在0.015％～0.040％。

一种高压加热器用特厚钢板的生产方法，其特征在于包括如下步骤：

1)冶炼工艺：电炉出钢温度1400～1800℃。精炼出钢温度：1570-1580℃，出钢时钢包加入覆盖剂；

2)浇铸工艺：浇注温度，1550-1560℃。浇注速度1.0～1.5t/min，锭身浇注时间25～35min，冒口浇注时间大于12～15min。监测锭身表面温度，600～800℃时入炉退火缓冷；

3)加热工艺：通过控制加热工艺，确保钢锭充分均匀烧透并防止加热过快导致表面裂纹产生，因此钢锭要低温装炉，钢锭650～750℃时预热3～5小时后缓慢加热，升温速率控制在80～120℃/h，加热温度为1150-1250℃，总加热时间20～30小时；

4)轧制工艺：钢锭开坯+成品轧制，钢锭开坯时采用“高温、高速、大压下”轧制，开坯终轧温度≥1000℃、辊速控制在1.5～3m/s范围内、整个开坯过程中前三道次和后三道次的单道次压下量控制在30～40mm，增大钢板厚度方向上的渗透力，使得钢板内部缺陷更容易焊合，单道次大压下以充分破碎钢锭中的枝晶，变形程度越大，形核区密度和驱动力越大，反复再结晶后晶粒就越细小，得到轧态的原始组织就越细小，对最终晶粒度大小越有利。开坯厚度280～350mm。下线堆垛缓冷，堆垛温度≥400℃，堆垛时间48-72小时。解垛后，清理钢坯表面，保证成品轧制后的钢板表面质量，成品轧制在950℃以上再结晶区完成轧制；

5)热处理工艺：采用低温短时正火工艺，即正火温度为880-920℃，保温时间0.5-1min/mm，出炉后空冷。回火温度为650-690℃，保温时间1-2min/mm，出炉后空冷。

本发明的有益效果是：通过合理的化学成分配比结合轧制上采用高温直接轧制及短时正火+回火工艺，细化晶粒尺寸，制造的100mm～180mm厚度规格的特厚钢板，其中性能指标为Rel≥437Mpa、Rm≥582Mpa、屈强比≤0.75、(400℃)Rp0.2≥337Mpa、(-20℃)Kv2/J≥133J。

具体实施方式

下面结合具体实施例进行说明：

下面结合实施例和对比例数据对本发明做进一步详细说明：

表1化学成分(wt，％)

表2生产工艺参数

表3实施例热处理后力学性能

Claims

1.一种高压加热器用特厚钢板，其特征在于化学成分按重量百分比为:C 0.15％～0.23％、Si 0.15％～0.35％、Mn 0.50％～0.90％、P≤0.010％、S≤0.050％、Mo 0.60％～0.90％、Nb 0.03％～0.06％、Als 0.015％～0.040％，余量为Fe及不可避免夹杂。

2.根据权利要求1所述的高压加热器用钢板，其特征在于：所述的高压加热器用钢板厚度为100mm～180mm。

3.一种根据权利要求1所述所述的高压加热器用特厚钢板的生产方法，包括如下步骤：

1)冶炼工艺：电炉出钢温度1400～1800℃；精炼出钢温度：1570-1580℃，出钢时钢包加入覆盖剂；

2)浇铸工艺：浇注温度，1550-1560℃；浇注速度1.0～1.5t/min，锭身浇注时间25～35min，冒口浇注时间大于12～15min；600～800℃时入炉退火缓冷；

3)加热工艺：钢锭650～750℃时预热3～5小时后缓慢加热，升温速率控制在80～120℃/h，加热温度为1150-1250℃，总加热时间20～30小时；

4)轧制工艺：钢锭开坯+成品轧制，开坯终轧温度≥1000℃、辊速控制在1.5～3m/s范围内、整个开坯过程中前三道次和后三道次的单道次压下量控制在30～40mm，开坯厚度280～350mm；下线堆垛缓冷，堆垛温度≥400℃，堆垛时间48-72小时；成品轧制在950℃以上再结晶区完成轧制；

5)热处理工艺：正火温度为880-920℃，保温时间0.5-1min/mm，出炉后空冷；回火温度为650-690℃，保温时间1-2min/mm，出炉后空冷。