CN109763073A - 一种甲醇合成塔用钢板及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种甲醇合成塔用钢板及其生产方法，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.12‑0.15%，Si：0.1‑0.3%，Mn：0.4‑0.6%，P≤0.07%，S≤0.04%，Cr：2.2‑2.5%，Mo：1.0‑1.1%，Al：0.2‑0.4%，V：0.15‑0.25%，其余为Fe和不可避免杂质；所述生产方法包括冶炼、浇铸、轧制及热处理工序。本发明生产的甲醇合成塔用钢板组织均匀，性能满足ASME要求，钢板抗拉强度在540‑670MPa，屈服强度≥330MPa，钢板‑29℃冲击均≥150J，330℃高温拉伸屈服强度≥280MPa。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种甲醇合成塔用钢板及其生产方法。
背景技术
随着煤化工项目装置的大型化，甲醇合成塔装置规模不断扩大，大型甲醇合成塔是甲醇合成装置核心设备，该设备性能将直接影响甲醇合成过程的效率、能耗，同时也将影响到甲醇合成装置的长期运行。
甲醇合成塔长期应用于高温、高压的工作环境中，要求设备用钢具有更好的高温性能，即高温下仍能有足够的强度和韧塑性；甲醇合成反应温度处于第一类回火脆化温度范围内，因此钢板应具有足够的抗回火脆化性能；甲醇合成反应处于酸性环境中，因此钢板应具有一定抗酸腐蚀性能；甲醇合成设备较大，通常都是由钢板焊接而成，因此钢板应具有良好的焊接性能。而普通的SA387Gr22CL2钢板通常无法满足以上钢板的使用要求，因此为保证设备正常运行，开发高性能的甲醇合成塔用SA387Gr22Cl2钢板尤为重要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种甲醇合成塔用钢板及其生产方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种甲醇合成塔用钢板，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.12-0.15％，Si：0.1-0.3％，Mn：0.4-0.6％，P≤0.07％，S≤0.04％，Cr：2.2-2.5％，Mo：1.0-1.1％，Al：0.2-0.4％，V：0.15-0.25％，其余为Fe和不可避免杂质。
本发明所述甲醇合成塔用钢板厚度为100-125mm，钢板探伤满足NB/T47013.3Ⅰ级。
本发明所述甲醇合成塔用钢板组织均匀，钢板交货态、最小模焊态及最大模焊态性能均满足ASME要求，且较标准限定范围有一定的余量，抗拉强度540-670MPa，屈服强度≥330MPa，钢板-29℃冲击均≥150J，330℃高温拉伸屈服强度≥280MPa。
本发明还提供了一种甲醇合成塔用钢板的生产方法，所述生产方法包括冶炼、连铸、轧制及热处理工序；所述冶炼工序，在电炉中炼钢，在精炼炉中精炼并进行真空处理，真空处理时间20-25min，真空处理后进行10-13min的镇静处理。
本发明所述浇铸工序，冶炼钢水浇铸成钢锭，通钢量4-4.5t/min。
本发明所述轧制工序，轧制时采用钢锭开坯成材，开坯厚度400-500mm，轧制时道次压下量20-25mm，轧后不浇水。
本发明所述热处理工序，钢板采用正火+回火工艺生产，钢板正火温度930-950℃，保温200-300min后经25-30min水冷至室温。
本发明所述热处理工序，钢板采用正火+回火工艺生产，钢板回火温度700-720℃，保温180-250min后空冷。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明在满足ASME的条件下对化学成分组成进行调整，成分设计更加合理，性能满足要求，钢板厚度100-125mm。2、本发明通过炼钢工艺、轧钢工艺及热处理工艺优化，生产的钢板组织均匀，钢板交货态、最小模焊态及最大模焊态性能均满足ASME要求，且较标准限定范围有一定的余量，钢板抗拉强度在540-670MPa，屈服强度≥330MPa，钢板-29℃冲击均≥150J，330℃高温拉伸屈服强度≥280MPa。
附图说明
图1为实施例1甲醇合成塔用SA387Gr22CL2钢板显微组织形貌。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
本实施例甲醇合成塔用SA387Gr22CL2钢板厚度为125mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
甲醇合成塔用SA387Gr22CL2钢板的生产方法包括冶炼、连铸、轧制及热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)冶炼工序：在电炉中炼钢，在精炼炉中精炼并进行真空处理，真空处理时间25min，真空处理后进行13min的镇静处理；
(2)连铸工序：冶炼钢水浇铸成钢锭，通钢量4.5t/min；
(3)轧制工序：轧制时采用钢锭开坯成材，开坯厚度500mm，轧制时道次压下量25mm，轧后不浇水；
(4)热处理工序：钢板采用正火+回火工艺生产，钢板正火温度950℃，保温200min后经30min水冷至室温；回火温度720℃，保温180min后空冷。
本实施例甲醇合成塔用SA387Gr22CL2钢板性能指标见表2；钢板探伤满足NB/T47013.3I级。
本实施例甲醇合成塔用SA387Gr22CL2钢板显微组织形貌见图1。(实施例2-8甲醇合成塔用SA387Gr22CL2钢板显微组织形貌图与图1类似，故省略。)
实施例2
本实施例甲醇合成塔用SA387Gr22CL2钢板厚度为100mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
甲醇合成塔用SA387Gr22CL2钢板的生产方法包括冶炼、连铸、轧制及热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)冶炼工序：在电炉中炼钢，在精炼炉中精炼并进行真空处理，真空处理时间20min，真空处理后进行10min的镇静处理；
(2)连铸工序：冶炼钢水浇铸成钢锭，通钢量4t/min；
(3)轧制工序：轧制时采用钢锭开坯成材，开坯厚度400mm，轧制时道次压下量20mm，轧后不浇水；
(4)热处理工序：钢板采用正火+回火工艺生产，钢板正火温度930℃，保温300min后经25min水冷至室温；回火温度700℃，保温250min后空冷。
本实施例甲醇合成塔用SA387Gr22CL2钢板性能指标见表2；钢板探伤满足NB/T47013.3I级。
实施例3
本实施例甲醇合成塔用SA387Gr22CL2钢板厚度为115mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
甲醇合成塔用SA387Gr22CL2钢板的生产方法包括冶炼、连铸、轧制及热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)冶炼工序：在电炉中炼钢，在精炼炉中精炼并进行真空处理，真空处理时间22min，真空处理后进行11min的镇静处理；
(2)连铸工序：冶炼钢水浇铸成钢锭，通钢量4.3t/min；
(3)轧制工序：轧制时采用钢锭开坯成材，开坯厚度450mm，轧制时道次压下量21mm，轧后不浇水；
(4)热处理工序：钢板采用正火+回火工艺生产，钢板正火温度935℃，保温280min后经27min水冷至室温；回火温度710℃，保温220min后空冷。
本实施例甲醇合成塔用SA387Gr22CL2钢板性能指标见表2；钢板探伤满足NB/T47013.3I级。
实施例4
本实施例甲醇合成塔用SA387Gr22CL2钢板厚度为110mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
甲醇合成塔用SA387Gr22CL2钢板的生产方法包括冶炼、连铸、轧制及热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)冶炼工序：在电炉中炼钢，在精炼炉中精炼并进行真空处理，真空处理时间23min，真空处理后进行12min的镇静处理；
(2)连铸工序：冶炼钢水浇铸成钢锭，通钢量4.1t/min；
(3)轧制工序：轧制时采用钢锭开坯成材，开坯厚度430mm，轧制时道次压下量23mm，轧后不浇水；
(4)热处理工序：钢板采用正火+回火工艺生产，钢板正火温度945℃，保温240min后经28min水冷至室温；回火温度715℃，保温220min后空冷。
本实施例甲醇合成塔用SA387Gr22CL2钢板性能指标见表2；钢板探伤满足NB/T47013.3I级。
实施例5
本实施例甲醇合成塔用SA387Gr22CL2钢板厚度为120mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
甲醇合成塔用SA387Gr22CL2钢板的生产方法包括冶炼、连铸、轧制及热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)冶炼工序：在电炉中炼钢，在精炼炉中精炼并进行真空处理，真空处理时间24min，真空处理后进行11.5min的镇静处理；
(2)连铸工序：冶炼钢水浇铸成钢锭，通钢量4.2t/min；
(3)轧制工序：轧制时采用钢锭开坯成材，开坯厚度470mm，轧制时道次压下量22mm，轧后不浇水；
(4)热处理工序：钢板采用正火+回火工艺生产，钢板正火温度940℃，保温260min后经29min水冷至室温；回火温度705℃，保温200min后空冷。
本实施例甲醇合成塔用SA387Gr22CL2钢板性能指标见表2；钢板探伤满足NB/T47013.3I级。
实施例6
本实施例甲醇合成塔用SA387Gr22CL2钢板厚度为105mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
甲醇合成塔用SA387Gr22CL2钢板的生产方法包括冶炼、连铸、轧制及热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)冶炼工序：在电炉中炼钢，在精炼炉中精炼并进行真空处理，真空处理时间21min，真空处理后进行12.5min的镇静处理；
(2)连铸工序：冶炼钢水浇铸成钢锭，通钢量4.4t/min；
(3)轧制工序：轧制时采用钢锭开坯成材，开坯厚度490mm，轧制时道次压下量24mm，轧后不浇水；
(4)热处理工序：钢板采用正火+回火工艺生产，钢板正火温度937℃，保温220min后经26min水冷至室温；回火温度717℃，保温240min后空冷。
本实施例甲醇合成塔用SA387Gr22CL2钢板性能指标见表2；钢板探伤满足NB/T47013.3I级。
实施例7
本实施例甲醇合成塔用SA387Gr22CL2钢板厚度为112mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
甲醇合成塔用SA387Gr22CL2钢板的生产方法包括冶炼、连铸、轧制及热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)冶炼工序：在电炉中炼钢，在精炼炉中精炼并进行真空处理，真空处理时间22.5min，真空处理后进行10.5min的镇静处理；
(2)连铸工序：冶炼钢水浇铸成钢锭，通钢量4.2t/min；
(3)轧制工序：轧制时采用钢锭开坯成材，开坯厚度415mm，轧制时道次压下量23.5mm，轧后不浇水；
(4)热处理工序：钢板采用正火+回火工艺生产，钢板正火温度942℃，保温250min后经25.5min水冷至室温；回火温度708℃，保温190min后空冷。
本实施例甲醇合成塔用SA387Gr22CL2钢板性能指标见表2；钢板探伤满足NB/T47013.3I级。
实施例8
本实施例甲醇合成塔用SA387Gr22CL2钢板厚度为118mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
甲醇合成塔用SA387Gr22CL2钢板的生产方法包括冶炼、连铸、轧制及热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)冶炼工序：在电炉中炼钢，在精炼炉中精炼并进行真空处理，真空处理时间23.5min，真空处理后进行12min的镇静处理；
(2)连铸工序：冶炼钢水浇铸成钢锭，通钢量4.3t/min；
(3)轧制工序：轧制时采用钢锭开坯成材，开坯厚度480mm，轧制时道次压下量21.5mm，轧后不浇水；
(4)热处理工序：钢板采用正火+回火工艺生产，钢板正火温度948℃，保温270min后经27.5min水冷至室温；回火温度703℃，保温230min后空冷。
本实施例甲醇合成塔用SA387Gr22CL2钢板性能指标见表2；钢板探伤满足NB/T47013.3I级。
表1实施例1-8甲醇合成塔用SA387Gr22CL2钢板化学成分组成及其质量百分含量(％)
| 实施例 | C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | Al | V |
| 1 | 0.15 | 0.30 | 0.60 | 0.07 | 0.04 | 2.50 | 1.10 | 0.40 | 0.25 |
| 2 | 0.12 | 0.10 | 0.40 | 0.06 | 0.03 | 2.20 | 1.00 | 0.20 | 0.15 |
| 3 | 0.14 | 0.15 | 0.46 | 0.07 | 0.03 | 2.35 | 1.02 | 0.25 | 0.20 |
| 4 | 0.13 | 0.25 | 0.56 | 0.05 | 0.04 | 2.40 | 1.05 | 0.30 | 0.22 |
| 5 | 0.12 | 0.12 | 0.43 | 0.04 | 0.02 | 2.25 | 1.08 | 0.23 | 0.18 |
| 6 | 0.15 | 0.27 | 0.48 | 0.03 | 0.01 | 2.29 | 1.03 | 0.32 | 0.24 |
| 7 | 0.13 | 0.18 | 0.53 | 0.05 | 0.03 | 2.43 | 1.07 | 0.28 | 0.19 |
| 8 | 0.14 | 0.21 | 0.50 | 0.06 | 0.02 | 2.38 | 1.01 | 0.37 | 0.22 |
表1中成分余量为Fe和不可避免杂质。
表2实施例1-8甲醇合成塔用SA387Gr22CL2钢板交货态、最小模焊态、最大模焊态性能
注①：钢板最小模焊工艺为：加热到690±14℃，保温8-10h。
注②：钢板最大模焊工艺为：加热到690±14℃，保温26-28h。
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)
1.一种甲醇合成塔用钢板，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：0.12-0.15%，Si：0.1-0.3%，Mn：0.4-0.6%，P≤0.07%，S≤0.04%，Cr：2.2-2.5%，Mo：1.0-1.1%，Al：0.2-0.4%，V：0.15-0.25%，其余为Fe和不可避免杂质。
2.根据权利要求1所述的一种甲醇合成塔用钢板，其特征在于，所述钢板厚度为100-125mm，钢板探伤满足NB/T47013.3 I级。
3.根据权利要求1所述的一种甲醇合成塔用钢板，其特征在于，所述钢板抗拉强度540-670MPa，屈服强度≥330MPa，钢板-29℃冲击均≥150J，330℃高温拉伸屈服强度≥280MPa。
4.基于权利要求1-3任意一项所述的一种甲醇合成塔用钢板的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括冶炼、浇铸、轧制及热处理工序；所述冶炼工序，在电炉中炼钢，在精炼炉中精炼并进行真空处理，真空处理时间20-25min，真空处理后进行10-13min的镇静处理。
5.根据权利要求4所述的一种甲醇合成塔用钢板的生产方法，其特征在于，所述浇铸工序，冶炼钢水浇铸成钢锭，通钢量4-4.5t/min。
6.根据权利要求4所述的一种甲醇合成塔用钢板的生产方法，其特征在于，所述轧制工序，轧制时采用钢锭开坯成材，开坯厚度400-500mm，轧制时道次压下量20-25mm，轧后不浇水。
7.根据权利要求4-6任意一项所述的一种甲醇合成塔用钢板的生产方法，其特征在于，所述热处理工序，钢板采用正火+回火工艺生产，钢板正火温度930-950℃，保温200-300min后经25-30min水冷至室温。
8.根据权利要求4-6任意一项所述的一种甲醇合成塔用钢板的生产方法，其特征在于，所述热处理工序，钢板采用正火+回火工艺生产，钢板回火温度700-720℃，保温180-250min后空冷。
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