CN109750224A - 一种压力容器用钢板及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种压力容器用钢板及其生产方法，钢板化学成分组成及质量百分含量为：C：0.15‑0.20%，Si≤0.55%，Mn：1.40‑1.60%，P≤0.020%，S≤0.005%，Al：0.02‑0.04%，Nb：0.03‑0.05%，余量为Fe和不可避免的杂质；生产方法包括冶炼、连铸、加热、控轧控冷、正火热处理工序；所述控轧控冷工序，采用两阶段控制轧制，开轧温度1050‑1100℃，第二阶段开轧温度890‑920℃，终轧温度820‑860℃，钢板返红温度670‑740℃。本发明通过对炼钢成分设计优化，配以Nb微合金元素处理，钢板抗拉强度Rm：550‑640MPa、屈服强度Rel≥350MPa，0℃冲击平均值≥60J；完全满足压力容器用钢板的要求。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种压力容器用钢板及其生产方法。
背景技术
SPV355属于日本标准JISG3115中压力容器用钢板，广泛应用于石油、化工、电站、锅炉等行业，用于制作反应器、换热器、分离器、球罐、油气罐、液化气罐、核能反应堆压力壳、锅炉汽包、液化石油汽瓶、水电站高压水管、水轮机蜗壳等设备及构件。
由于目前行业内对该钢要求增加，主要是提高了钢板抗拉强度级别下限值，同时提高了钢板冲击韧性要求值，相对生产难度增大，为满足设备制造的需求，进行此钢板的生产制造，需要通过对钢板的成分优化设计，发挥微合金元素Nb在钢中的作用，通过对控制轧制及热处理工艺进行优化改进，开发具有优良力学性能的钢板，达到强度及韧性良好匹配，满足压力容器设备用钢板的需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种压力容器用钢板；同时本发明还提供一种压力容器用钢板的生产方法。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：一种压力容器用钢板，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.15-0.20%，Si≤0.55%，Mn：1.40-1.60%，P≤0.020%，S≤0.005%，Al：0.020-0.040%，Nb：0.030-0.050%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明所述钢板厚度为30-50mm。
本发明所述钢板性能：抗拉强度Rm：550-640MPa，屈服强度Rel≥350MPa；0℃冲击平均值≥60J。
本发明还提供了一种压力容器用钢板的生产方法，所述生产方法包括冶炼、连铸、加热、控轧控冷、正火热处理工序；所述控轧控冷工序，采用两阶段控制轧制，开轧温度1050-1100℃，第二阶段开轧温度890-920℃，终轧温度820-860℃，钢板返红温度670-740℃。
本发明所述正火热处理工序，正火温度900～910℃，总加热时间1.8～2.2min/mm，出炉空冷，即得到所需钢板。
本发明所述冶炼工序，LF座包喂铝线0.8-1.0㎏/t钢，全程控制Al：0.010-0.020%，精炼白渣保持时间35-45min，总精炼时间50-60min，出钢温度1590-1600℃。
本发明所述连铸工序，连铸拉速控制0.7-0.8m/min。
本发明所述加热工序，连铸坯在连续炉进行加热，均热温度1240-1260℃，加热系数控制9-11cm/min。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明通过对炼钢成分设计优化，配以Nb微合金元素处理，生产的钢板强韧性匹配良好，钢板性能满足：抗拉强度Rm：550-640MPa、屈服强度Rel≥350MPa，0℃冲击平均值≥60J。2、本发明生产的钢板内部质量优良，钢板致密度高，性能稳定，完全满足压力容器用钢板的要求，适合压力容器的制造使用。
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。
实施例1
本实施例压力容器用SPV355钢板厚度为30mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1；
本实施例压力容器用SPV355钢板的生产方法包括冶炼、连铸、加热、控轧控冷、正火热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）冶炼工序：LF座包喂铝线0.8㎏/t钢，全程控制Al：0.010%，精炼白渣保持时间35min，总精炼时间50min，出钢温度1590℃；
（2）连铸工序：连铸拉速为0.7m/min；
（3）加热工序：连铸坯在连续炉进行加热，均热温度1240℃，加热系数为9cm/min；
（4）控轧控冷工序：采用两阶段控制轧制，开轧温度1050℃，第二阶段开轧温度890℃，终轧温度820℃，钢板返红温度670℃；
（5）正火热处理工序：正火温度900℃，总加热时间1.8min/mm，出炉空冷，即得到所需钢板。
本实施例压力容器用SPV355钢板的力学性能见表2。
实施例2
本实施例压力容器用SPV355钢板厚度为35mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1；
本实施例压力容器用SPV355钢板的生产方法包括冶炼、连铸、加热、控轧控冷、正火热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）冶炼工序：LF座包喂铝线1.0㎏/t钢，全程控制Al：0.020%，精炼白渣保持时间45min，总精炼时间60min，出钢温度1600℃；
（2）连铸工序：连铸拉速为0.8m/min；
（3）加热工序：连铸坯在连续炉进行加热，均热温度1260℃，加热系数为11cm/min；
（4）控轧控冷工序：采用两阶段控制轧制，开轧温度1100℃，第二阶段开轧温度920℃，终轧温度860℃，钢板返红温度740℃；
（5）正火热处理工序：正火温度910℃，总加热时间2.2min/mm，出炉空冷，即得到所需钢板。
本实施例压力容器用SPV355钢板的力学性能见表2。
实施例3
本实施例压力容器用SPV355钢板厚度为40mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1；
本实施例压力容器用SPV355钢板的生产方法包括冶炼、连铸、加热、控轧控冷、正火热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）冶炼工序：LF座包喂铝线0.85㎏/t钢，全程控制Al：0.015%，精炼白渣保持时间40min，总精炼时间55min，出钢温度1595℃；
（2）连铸工序：连铸拉速为0.75m/min；
（3）加热工序：连铸坯在连续炉进行加热，均热温度1250℃，加热系数为10cm/min；
（4）控轧控冷工序：采用两阶段控制轧制，开轧温度1070℃，第二阶段开轧温度910℃，终轧温度840℃，钢板返红温度700℃；
（5）正火热处理工序：正火温度905℃，总加热时间2.0min/mm，出炉空冷，即得到所需钢板。
本实施例压力容器用SPV355钢板的力学性能见表2。
实施例4
本实施例压力容器用SPV355钢板厚度为50mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1；
本实施例压力容器用SPV355钢板的生产方法包括冶炼、连铸、加热、控轧控冷、正火热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）冶炼工序：LF座包喂铝线0.90㎏/t钢，全程控制Al：0.017%，精炼白渣保持时间42min，总精炼时间57min，出钢温度1597℃；
（2）连铸工序：连铸拉速为0.77m/min；
（3）加热工序：连铸坯在连续炉进行加热，均热温度1255℃，加热系数为9.5cm/min；
（4）控轧控冷工序：采用两阶段控制轧制，开轧温度1080℃，第二阶段开轧温度915℃，终轧温度850℃，钢板返红温度720℃；
（5）正火热处理工序：正火温度907℃，总加热时间2.1min/mm，出炉空冷，即得到所需钢板。
本实施例压力容器用SPV355钢板的力学性能见表2。
实施例5
本实施例压力容器用SPV355钢板厚度为45mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1；
本实施例压力容器用SPV355钢板的生产方法包括冶炼、连铸、加热、控轧控冷、正火热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）冶炼工序：LF座包喂铝线0.95㎏/t钢，全程控制Al：0.019%，精炼白渣保持时间37min，总精炼时间52min，出钢温度1592℃；
（2）连铸工序：连铸拉速为0.73m/min；
（3）加热工序：连铸坯在连续炉进行加热，均热温度1245℃，加热系数为10.5cm/min；
（4）控轧控冷工序：采用两阶段控制轧制，开轧温度1060℃，第二阶段开轧温度905℃，终轧温度830℃，钢板返红温度710℃；
（5）正火热处理工序：正火温度902℃，总加热时间1.9min/mm，出炉空冷，即得到所需钢板。
本实施例压力容器用SPV355钢板的力学性能见表2。
实施例6
本实施例压力容器用SPV355钢板厚度为32mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1；
本实施例压力容器用SPV355钢板的生产方法包括冶炼、连铸、加热、控轧控冷、正火热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）冶炼工序：LF座包喂铝线0.87㎏/t钢，全程控制Al：0.013%，精炼白渣保持时间39min，总精炼时间56min，出钢温度1596℃；
（2）连铸工序：连铸拉速为0.79m/min；
（3）加热工序：连铸坯在连续炉进行加热，均热温度1242℃，加热系数为9.3cm/min；
（4）控轧控冷工序：采用两阶段控制轧制，开轧温度1090℃，第二阶段开轧温度895℃，终轧温度825℃，钢板返红温度690℃；
（5）正火热处理工序：正火温度908℃，总加热时间1.85min/mm，出炉空冷，即得到所需钢板。
本实施例压力容器用SPV355钢板的力学性能见表2。
实施例7
本实施例压力容器用SPV355钢板厚度为48mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1；
本实施例压力容器用SPV355钢板的生产方法包括冶炼、连铸、加热、控轧控冷、正火热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）冶炼工序：LF座包喂铝线0.88㎏/t钢，全程控制Al：0.018%，精炼白渣保持时间38min，总精炼时间58min，出钢温度1599℃；
（2）连铸工序：连铸拉速为0.72m/min；
（3）加热工序：连铸坯在连续炉进行加热，均热温度1258℃，加热系数为10.7cm/min；
（4）控轧控冷工序：采用两阶段控制轧制，开轧温度1075℃，第二阶段开轧温度900℃，终轧温度845℃，钢板返红温度680℃；
（5）正火热处理工序：正火温度903℃，总加热时间2.05min/mm，出炉空冷，即得到所需钢板。
本实施例压力容器用SPV355钢板的力学性能见表2。
实施例8
本实施例压力容器用SPV355钢板厚度为36mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1；
本实施例压力容器用SPV355钢板的生产方法包括冶炼、连铸、加热、控轧控冷、正火热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）冶炼工序：LF座包喂铝线0.96㎏/t钢，全程控制Al：0.016%，精炼白渣保持时间43min，总精炼时间53min，出钢温度1594℃；
（2）连铸工序：连铸拉速为0.76m/min；
（3）加热工序：连铸坯在连续炉进行加热，均热温度1248℃，加热系数为10.3cm/min；
（4）控轧控冷工序：采用两阶段控制轧制，开轧温度1055℃，第二阶段开轧温度902℃，终轧温度835℃，钢板返红温度730℃；
（5）正火热处理工序：正火温度906℃，总加热时间2.15min/mm，出炉空冷，即得到所需钢板。
本实施例压力容器用SPV355钢板的力学性能见表2。
表1 实施例1-8压力容器用SPV355钢板的化学成分组成及其质量百分含量（%）
表1中成分余量为Fe和不可避免的杂质。
表2 实施例1-8压力容器用SPV355钢板的力学性能
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种压力容器用钢板，其特征在于，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.15-0.20%，Si≤0.55%，Mn：1.40-1.60%，P≤0.020%，S≤0.005%，Al：0.020-0.040%，Nb：0.030-0.050%，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种压力容器用钢板，其特征在于，所述钢板厚度为30-50mm。
3.根据权利要求1所述的一种压力容器用钢板，其特征在于，所述钢板性能：抗拉强度Rm：550-640MPa，屈服强度Rel≥350MPa；0℃冲击平均值≥60J。
4.基于权利要求1-3任意一项所述的一种压力容器用钢板的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括冶炼、连铸、加热、控轧控冷、正火热处理工序；所述控轧控冷工序，采用两阶段控制轧制，开轧温度1050-1100℃，第二阶段开轧温度890-920℃，终轧温度820-860℃，钢板返红温度670-740℃。
5.根据权利要求4所述的一种压力容器用钢板的生产方法，其特征在于，所述正火热处理工序，正火温度900-910℃，总加热时间1.8-2.2min/mm，出炉空冷，即得到所需钢板。
6.根据权利要求4所述的一种压力容器用钢板的生产方法，其特征在于，所述冶炼工序，LF座包喂铝线0.8-1.0㎏/t钢，全程控制Al：0.010-0.020%，精炼白渣保持时间35-45min，总精炼时间50-60min，出钢温度1590-1600℃。
7.根据权利要求4-6任意一项所述的一种压力容器用钢板的生产方法，其特征在于，所述连铸工序，连铸拉速控制0.7-0.8m/min。
8.根据权利要求4-6任意一项所述的一种压力容器用钢板的生产方法，其特征在于，所述加热工序，连铸坯在连续炉进行加热，均热温度1240-1260℃，加热系数控制9-11cm/min。
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