CN110055455A - 一种汽轮机隔板环用特厚钢板及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽轮机隔板环用特厚钢板及其生产方法，钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.13‑0.17%，Si：0.15‑0.35%，Mn：0.55‑0.80%，P≤0.015%，S≤0.015%，Mo：0.80‑0.95%，Ni：0.15‑0.20%，Cr：0.80‑1.1%，V：0.15‑0.20%，Alt：0.020‑0.050%，余量为Fe和不可避免的杂质；生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制和热处理工序。本发明对成分精确控制，复合添加微合金元素Ni、Cr，采用控轧控冷生产工艺，生产的钢板内部质量优良、性能稳定，完全满足汽轮机隔板环用钢板使用要求，更好的适应结构钢市场的需求。

Description

一种汽轮机隔板环用特厚钢板及其生产方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种汽轮机隔板环用特厚钢板及其生产方法。
背景技术
B61N-S钢板属于合金钢板，主要用于制造汽轮机隔板环，传统的钢板只要求满足标准性能指标，但是，随着设备更新换代的需要，目前已将性能指标提高特别是抗拉强度提高近20MPa，冲击从之前的20℃冲击提高到现在的0℃冲击且≥100J，随着性能要求的提高，特别是强度的提高和冲击温度的降低，在原设计成分及工艺的情况下，已满足不了现有技术指标要求，容易造成强度及冲击值偏低，无法满足技术要求，导致生产难度加大，同时对钢板的内部质量要求严格，迫使钢板制造厂对现有工序进行优化，特别是对炼钢成分、轧制工艺及热处理工艺进行全程优化，才能满足设计需要。
通过对炼钢成分精确控制，复合添加微合金元素Ni、Cr、V，采用控轧控冷工艺，生产的钢板内部质量优良、性能稳定，强度适中，保证钢板良好加工性能的前提下，有效获得稳定的性能，完全满足汽轮机用钢板使用要求，更好的适应结构钢市场的需求，具有重要的社会效益和经济效益。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种汽轮机隔板环用特厚钢板；同时本发明还提供了一种汽轮机隔板环用特厚钢板的生产方法。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种汽轮机隔板环用特厚钢板，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.13-0.17%，Si：0.15-0.35%，Mn：0.55-0.80%，P≤0.015%，S≤0.015%，Mo：0.80-0.95%，Ni：0.15-0.20%，Cr：0.80-1.1%，V：0.15-0.20%，Alt：0.020-0.050%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明所述钢板厚度为120-140mm。
本发明所述钢板屈服强度Rp0.2≥350MPa，抗拉强度Rm≥520MPa，延伸率≥20%，0℃冲击功≥100J。
本发明还提供了一种汽轮机隔板环用特厚钢板的生产方法，所述生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制和热处理工序；所述轧制工序，采用两阶段控制轧制，第一阶段开轧温度1050-1150℃，第二阶段开轧温度≤920℃、终轧温度≤900℃，第二阶段最后三道次单道次压下率≥12%、累计压下率≥40%，轧后ACC冷却，返红温度650-730℃，轧后堆垛处理，堆垛温度300-400℃，堆垛时间25-30h。
本发明所述炼钢工序，LF炉精炼白渣保持时间≥35min，精炼总时间50-60min；采用VD炉进行真空处理，真空度62-66Pa、真空保持时间为15-25min。
本发明所述连铸工序，液相线温度控制在1512-1515℃，连铸中间包过热度控制在20-30℃，连铸下线堆垛缓冷25-30h，得到连铸坯。
本发明所述加热工序，连铸坯在连续炉进行加热，最高加热温度1280℃，均热段温度1240-1260℃，总加热时间8-12min/cm，确保钢坯烧透，温度均匀。
本发明所述轧制工序，第二阶段开轧前表面温度≥960℃时，采用15-18MPa高压水降温至930-960℃。
本发明所述热处理工序，采用淬火+回火工艺，淬火温度920-940℃，总加热时间2-2.5min/mm；回火温度670-690℃，保温时间3-4min/mm，即可得到所述的钢板。
本发明所述轧制工序，轧钢过程立辊齐边2-3次、平整3-5道次，以加强除磷效果和保证板型。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明对成分精确控制，复合添加微合金元素Ni、Cr，采用控轧控冷生产工艺，生产的钢板内部质量优良、性能稳定，强度适中，完全满足汽轮机用钢板使用要求，更好的适应结构钢市场的需求。2、本发明汽轮机隔板环用特厚钢板屈服强度Rp0.2≥350MPa，抗拉强度Rm≥520MPa，延伸率≥20%，0℃冲击功≥100J。
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
本实施例汽轮机隔板环用特厚B61N-S钢板厚度为120mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例汽轮机隔板环用特厚B61N-S钢板的生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制和热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：LF炉精炼白渣保持时间35min，精炼总时间50min；采用VD炉进行真空处理，真空度62Pa、真空保持时间为15min；
（2）连铸工序：液相线温度1512℃，连铸中间包过热度20℃，连铸下线堆垛缓冷25h，得到连铸坯；
（3）加热工序：连铸坯在连续炉进行加热，最高加热温度1280℃，均热段温度1240℃，总加热时间8min/cm；
（4）轧制工序：采用两阶段控制轧制，第一阶段开轧温度1050℃，第二阶段开轧温度920℃、终轧温度900℃，轧钢过程立辊齐边2次、平整3道次，第二阶段最后三道次单道次压下率12%、累计压下率40%，轧后ACC冷却，返红温度650℃，轧后堆垛处理，堆垛温度300℃，堆垛时间25h；
（5）热处理工序：采用淬火+回火工艺，淬火温度920℃，总加热时间2min/mm；回火温度670℃，保温时间3min/mm，即可得到所述的钢板。
本实施例汽轮机隔板环用特厚B61N-S钢板的力学性能指标见表2。
实施例2
本实施例汽轮机隔板环用特厚B61N-S钢板厚度为125mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例汽轮机隔板环用特厚B61N-S钢板的生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制和热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：LF炉精炼白渣保持时间40min，精炼总时间60min；采用VD炉进行真空处理，真空度65Pa、真空保持时间为20min；
（2）连铸工序：液相线温度1514℃，连铸中间包过热度30℃，连铸下线堆垛缓冷30h，得到连铸坯；
（3）加热工序：连铸坯在连续炉进行加热，最高加热温度1280℃，均热段温度1250℃，总加热时间12min/cm；
（4）轧制工序：采用两阶段控制轧制，第一阶段开轧温度1100℃，第二阶段开轧温度900℃、终轧温度870℃，轧钢过程立辊齐边3次、平整5道次，第二阶段最后三道次单道次压下率15%、累计压下率45%，轧后ACC冷却，返红温度730℃，轧后堆垛处理，堆垛温度400℃，堆垛时间30h；
（5）热处理工序：采用淬火+回火工艺，淬火温度930℃，总加热时间2.5min/mm；回火温度680℃，保温时间4min/mm，即可得到所述的钢板。
本实施例汽轮机隔板环用特厚B61N-S钢板的力学性能指标见表2。
实施例3
本实施例汽轮机隔板环用特厚B61N-S钢板厚度为130mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例汽轮机隔板环用特厚B61N-S钢板的生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制和热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：LF炉精炼白渣保持时间38min，精炼总时间55min；采用VD炉进行真空处理，真空度64Pa、真空保持时间为23min；
（2）连铸工序：液相线温度1513℃，连铸中间包过热度25℃，连铸下线堆垛缓冷27h，得到连铸坯；
（3）加热工序：连铸坯在连续炉进行加热，最高加热温度1280℃，均热段温度1245℃，总加热时间10min/cm；
（4）轧制工序：采用两阶段控制轧制，第一阶段开轧温度1070℃，第二阶段开轧前表面温度960℃时，采用15MPa高压水降温至930℃，第二阶段开轧温度890℃、终轧温度850℃，轧钢过程立辊齐边3次、平整4道次，第二阶段最后三道次单道次压下率17%、累计压下率48%，轧后ACC冷却，返红温度700℃，轧后堆垛处理，堆垛温度350℃，堆垛时间28h；
（5）热处理工序：采用淬火+回火工艺，淬火温度925℃，总加热时间2.2min/mm；回火温度675℃，保温时间3.5min/mm，即可得到所述的钢板。
本实施例汽轮机隔板环用特厚B61N-S钢板的力学性能指标见表2。
实施例4
本实施例汽轮机隔板环用特厚B61N-S钢板厚度为140mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例汽轮机隔板环用特厚B61N-S钢板的生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制和热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：LF炉精炼白渣保持时间39min，精炼总时间57min；采用VD炉进行真空处理，真空度66Pa、真空保持时间为25min；
（2）连铸工序：液相线温度1515℃，连铸中间包过热度27℃，连铸下线堆垛缓冷28h，得到连铸坯；
（3）加热工序：连铸坯在连续炉进行加热，最高加热温度1280℃，均热段温度1255℃，总加热时间11min/cm；
（4）轧制工序：采用两阶段控制轧制，第一阶段开轧温度1080℃，第二阶段开轧温度910℃、终轧温度890℃，轧钢过程立辊齐边2次、平整5道次，第二阶段最后三道次单道次压下率19%、累计压下率50%，轧后ACC冷却，返红温度680℃，轧后堆垛处理，堆垛温度340℃，堆垛时间29h；
（5）热处理工序：采用淬火+回火工艺，淬火温度935℃，总加热时间2.5min/mm；回火温度685℃，保温时间3.8min/mm，即可得到所述的钢板。
本实施例汽轮机隔板环用特厚B61N-S钢板的力学性能指标见表2。
实施例5
本实施例汽轮机隔板环用特厚B61N-S钢板厚度为134mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例汽轮机隔板环用特厚B61N-S钢板的生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制和热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：LF炉精炼白渣保持时间36min，精炼总时间52min；采用VD炉进行真空处理，真空度63Pa、真空保持时间为17min；
（2）连铸工序：液相线温度1512℃，连铸中间包过热度22℃，连铸下线堆垛缓冷26h，得到连铸坯；
（3）加热工序：连铸坯在连续炉进行加热，最高加热温度1280℃，均热段温度1242℃，总加热时间9min/cm；
（4）轧制工序：采用两阶段控制轧制，第一阶段开轧温度1120℃，第二阶段开轧温度905℃、终轧温度860℃，轧钢过程立辊齐边3次、平整3道次，第二阶段最后三道次单道次压下率13%、累计压下率42%，轧后ACC冷却，返红温度670℃，轧后堆垛处理，堆垛温度360℃，堆垛时间27h；
（5）热处理工序：采用淬火+回火工艺，淬火温度935℃，总加热时间2.5min/mm；回火温度685℃，保温时间3.8min/mm，即可得到所述的钢板。
本实施例汽轮机隔板环用特厚B61N-S钢板的力学性能指标见表2。
实施例6
本实施例汽轮机隔板环用特厚B61N-S钢板厚度为128mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例汽轮机隔板环用特厚B61N-S钢板的生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制和热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：LF炉精炼白渣保持时间37min，精炼总时间53min；采用VD炉进行真空处理，真空度64Pa、真空保持时间为17min；
（2）连铸工序：液相线温度1514℃，连铸中间包过热度23℃，连铸下线堆垛缓冷29h，得到连铸坯；
（3）加热工序：连铸坯在连续炉进行加热，最高加热温度1280℃，均热段温度1253℃，总加热时间10.5min/cm；
（4）轧制工序：采用两阶段控制轧制，第一阶段开轧温度1140℃，第二阶段开轧前表面温度980℃时，采用18MPa高压水降温至960℃，第二阶段开轧温度915℃、终轧温度880℃，轧钢过程立辊齐边2次、平整3道次，第二阶段最后三道次单道次压下率14%、累计压下率47%，轧后ACC冷却，返红温度710℃，轧后堆垛处理，堆垛温度320℃，堆垛时间26h；
（5）热处理工序：采用淬火+回火工艺，淬火温度932℃，总加热时间2.4min/mm；回火温度682℃，保温时间3.6min/mm，即可得到所述的钢板。
本实施例汽轮机隔板环用特厚B61N-S钢板的力学性能指标见表2。
实施例7
本实施例汽轮机隔板环用特厚B61N-S钢板厚度为137mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例汽轮机隔板环用特厚B61N-S钢板的生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制和热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：LF炉精炼白渣保持时间42min，精炼总时间58min；采用VD炉进行真空处理，真空度62Pa、真空保持时间为19min；
（2）连铸工序：液相线温度1513℃，连铸中间包过热度28℃，连铸下线堆垛缓冷28h，得到连铸坯；
（3）加热工序：连铸坯在连续炉进行加热，最高加热温度1280℃，均热段温度1257℃，总加热时间8.5min/cm；
（4）轧制工序：采用两阶段控制轧制，第一阶段开轧温度1060℃，第二阶段开轧温度895℃、终轧温度855℃，轧钢过程立辊齐边3次、平整4道次，第二阶段最后三道次单道次压下率16%、累计压下率43%，轧后ACC冷却，返红温度720℃，轧后堆垛处理，堆垛温度380℃，堆垛时间27h；
（5）热处理工序：采用淬火+回火工艺，淬火温度928℃，总加热时间2.1min/mm；回火温度687℃，保温时间3.3min/mm，即可得到所述的钢板。
本实施例汽轮机隔板环用特厚B61N-S钢板的力学性能指标见表2。
实施例8
本实施例汽轮机隔板环用特厚B61N-S钢板厚度为122mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例汽轮机隔板环用特厚B61N-S钢板的生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制和热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：LF炉精炼白渣保持时间41min，精炼总时间54min；采用VD炉进行真空处理，真空度66Pa、真空保持时间为16min；
（2）连铸工序：液相线温度1514℃，连铸中间包过热度24℃，连铸下线堆垛缓冷25h，得到连铸坯；
（3）加热工序：连铸坯在连续炉进行加热，最高加热温度1280℃，均热段温度1260℃，总加热时间11.5min/cm；
（4）轧制工序：采用两阶段控制轧制，第一阶段开轧温度1150℃，第二阶段开轧温度902℃、终轧温度875℃，轧钢过程立辊齐边3次、平整5道次，第二阶段最后三道次单道次压下率18%、累计压下率44%，轧后ACC冷却，返红温度660℃，轧后堆垛处理，堆垛温度330℃，堆垛时间28h；
（5）热处理工序：采用淬火+回火工艺，淬火温度940℃，总加热时间2.2min/mm；回火温度690℃，保温时间3.7min/mm，即可得到所述的钢板。
本实施例汽轮机隔板环用特厚B61N-S钢板的力学性能指标见表2。
表1 实施例1-8汽轮机隔板环用特厚B61N-S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汽轮机隔板环用特厚B61N-S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 (10)

1.一种汽轮机隔板环用特厚钢板，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：0.13-0.17%，Si：0.15-0.35%，Mn：0.55-0.80%，P≤0.015%，S≤0.015%，Mo：0.80-0.95%，Ni：0.15-0.20%，Cr：0.80-1.1%，V：0.15-0.20%，Alt：0.020-0.050%，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种汽轮机隔板环用特厚钢板，其特征在于，所述钢板厚度为120-140mm。
3.根据权利要求1所述的一种汽轮机隔板环用特厚钢板，其特征在于，所述钢板屈服强度Rp0.2≥350MPa，抗拉强度Rm≥520MPa，延伸率≥20%，0℃冲击功≥100J。
4.基于权利要求1-3任意一项所述的一种汽轮机隔板环用特厚钢板的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制和热处理工序；所述轧制工序，采用两阶段控制轧制，第一阶段开轧温度1050-1150℃，第二阶段开轧温度≤920℃、终轧温度≤900℃，第二阶段最后三道次单道次压下率≥12%、累计压下率≥40%，轧后ACC冷却，返红温度650-730℃，轧后堆垛处理，堆垛温度300-400℃，堆垛时间25-30h。
5.根据权利要求4所述的一种汽轮机隔板环用特厚钢板的生产方法，其特征在于，所述炼钢工序，LF炉精炼白渣保持时间≥35min，精炼总时间50-60min；采用VD炉进行真空处理，真空度62-66Pa、真空保持时间为15-25min。
6.根据权利要求4所述的一种汽轮机隔板环用特厚钢板的生产方法，其特征在于，所述连铸工序，液相线温度控制在1512-1515℃，连铸中间包过热度控制在20-30℃，连铸下线堆垛缓冷25-30h，得到连铸坯。
7.根据权利要求4-6任意一项所述的一种汽轮机隔板环用特厚钢板的生产方法，其特征在于，所述加热工序，连铸坯在连续炉进行加热，最高加热温度1280℃，均热段温度1240-1260℃，总加热时间8-12min/cm。
8.根据权利要求4-6任意一项所述的一种汽轮机隔板环用特厚钢板的生产方法，其特征在于，所述轧制工序，第二阶段开轧前表面温度≥960℃时，采用15-18MPa高压水降温至930-960℃。
9.根据权利要求4-6任意一项所述的一种汽轮机隔板环用特厚钢板的生产方法，其特征在于，所述热处理工序，采用淬火+回火工艺，淬火温度920-940℃，总加热时间2-2.5min/mm；回火温度670-690℃，保温时间3-4min/mm，即可得到所述的钢板。
10.根据权利要求4-6任意一项所述的一种汽轮机隔板环用特厚钢板的生产方法，其特征在于，所述轧制工序，轧钢过程立辊齐边2-3次、平整3-5道次。
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