CN111074162A - 一种锅炉封头用钢板及其生产方法 - Google Patents

一种锅炉封头用钢板及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种锅炉封头用钢板及其生产方法，所述钢板化学成分组成及质量百分含量为：C:0.14‑0.16%,Mn:0.50‑0.60%,P≤0.007%,S≤0.003%,Cr：1.45‑1.50%，Mo：0.55‑0.65%，Si：0.50‑0.65%,Ni：0.15‑0.20%，余量为Fe和不可避免的杂质元素；生产工艺包括炼钢、加热、轧制、热处理及模拟热成型工序。本发明钢板强韧性匹配良好，满足锅炉容器封头使用的需求；生产成本大幅降低，性能稳定，生产方法可实现批量生产，具有较好的市场竞争力。

Description

一种锅炉封头用钢板及其生产方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种锅炉封头用钢板及其生产方法。
背景技术
1.25Cr-0.5Mo-Si钢板是锅炉容器用钢，由于钢种Cr、Mo元素的同时加入，使得此钢具有较好的力学性能，广泛应用与合成塔、气化炉等煤制油设备，随着设计院和制造厂针对此类钢的设计技术难度越来越大，作为封头钢要求具有较好的成型性能，这就需要钢板制造厂生产钢板时，需要模拟设备制造厂成型工艺来对钢板性能进行检测，以满足钢板的成型性能，明显增加了钢板的生产难度。同时钢板的模焊时间较长，部分指标甚至不能满足要求。
综上所述，迫切需要开发出能够满足用户良好成型性能的锅炉封头用钢板，以满足日益提升的技术需求，做好技术储备。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种锅炉封头用钢板及其生产方法。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：
一种锅炉封头用钢板，所述钢板化学成分组成及质量百分含量为：C:0.14-0.16%,Mn:0.50-0.60%, P≤0.007%,S≤0.003%,Cr：1.45-1.50%，Mo：0.55-0.65%，Si：0.50-0.65%,Ni：0.15-0.20%，余量为Fe和不可避免的杂质元素。
进一步地，所述钢板的厚度为60-90mm。
进一步地，所述钢板封头模拟热成型+正火+回火+模焊后检验板厚1/2处性能：屈服强度≥400MPa、抗拉强度550-650MPa，延伸率≥20%；-20℃AKV冲击功单值≥80J；探伤结果满足NB/T47013.3-2015 Ⅰ级合格。
进一步地，钢板的模焊条件：模焊温度690±14℃，模焊时间26-28h，装出炉温度360-390℃，升降温速率56-70℃/h。
一种容器封头用钢板的生产方法，其特征在于，包括炼钢、加热、轧制、热处理及模拟热成型工序；
（1）炼钢工序：钢水经转炉初炼、LF炉精炼、VD真空处理后进行连铸，得到连铸坯；转炉出钢P≤0.007%，出钢温度1600-1640℃，无渣出钢； VD真空保持时间20-30min，钢包停氩后至铸线开浇前镇静时间20-25分钟；
（2）加热工序：连铸坯在连续炉进行加热，加热温度1200-1250℃，保温时间10-13min/cm, 坯料上下表面温差10-30℃；
（3）轧制工序：开轧温度1050-1200℃，采用II阶段轧制；
（4）热处理工序：正火温度900-930℃，总加热时间2-3min/mm，采用水冷进行冷却，低压段摇摆时间10-20min；回火温度680-720℃，总加热时间3.5-4.5min/mm，回火后空冷；
（5）模拟热成型工序：试样在箱式电阻炉进行，模拟热成型温度940-960℃，保温时间2-2.5min/mm，空冷，模拟正火温度900-930℃，保温时间2-2.5min/mm，水冷，模拟回火温度680-720℃，保温时间2-3min/mm，回火后空冷。
优选的，步骤（1）LF炉精炼加入石灰700-850kg/吨钢，温度控制在1550℃～1600℃。
优选的，步骤（3）I阶段总压下量50-70%，展宽比为1.5-2.0，道次压下率10-15%。
优选的，步骤（4）水冷过程高压段水量4000-4500m3/h，水温20-24℃。
本发明的有益效果在于：本发明锅炉封头用钢板封头模拟热成型+正火+回火+模焊后检验板厚1/2处性能：屈服强度≥400MPa、抗拉强度550-650MPa，延伸率≥20%；-20℃AKV冲击功单值>80J；生产的钢板内部质量优良，探伤结果满足NB/T47013.3-2015 Ⅰ级合格，钢板强韧性匹配良好，满足锅炉容器封头使用的需求；生产成本大幅降低，性能稳定，生产方法可实现批量生产，具有较好的市场竞争力。
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地说明。
实施例1
本实施例锅炉封头用1.25Cr-0.5Mo-Si钢板厚度为60mm，钢板化学成分组成及质量百分含量为：C:0.14%,Mn:0.50%, P：0.007%,S：0.003%,Cr：1.45%，Mo：0.55%，Si：0.50%, Ni：0.15%，余量为Fe和不可避免的杂质元素；制备方法包括炼钢、加热、轧制、热处理及模拟热成型工序，具体工艺步骤如下步骤：
（1）炼钢工序：钢水经转炉初炼、LF炉精炼、VD真空处理后进行连铸，得到连铸坯；转炉出钢P0.007%，出钢温度1600℃，无渣出钢；精炼加入石灰700kg/吨钢，温度控制在1550℃℃，VD真空保持时间20min，钢包停氩后至铸线开浇前镇静时间20分钟。
（2）加热工序：连铸坯在连续炉进行加热，加热温度1200℃，保温时间10-13min/cm, 坯料上下表面温差10℃。
（3）轧制工序：开轧温度1050℃，采用II阶段轧制，I阶段总压下量50%，展宽比为1.5，道次压下率10%；
（4）热处理工序：正火温度900℃，总加热时间2min/mm，采用水冷进行加速冷却，水冷过程高压段水量4000m3/h，水温20℃，低压段摇摆时间10min；回火温度680℃，总加热时间3.5min/mm，回火后空冷。
（5）模拟热成型工序：试样在箱式电阻炉进行，模拟热成型温度940℃，保温时间2min/mm，空冷，模拟正火温度900℃，保温时间2min/mm，水冷，模拟回火温度680℃，保温时间2min/mm，回火后空冷。
钢板的模焊条件：模焊温度704℃，模焊时间27h，装出炉温度380℃，升降温速率67℃/h。
本实施例锅炉封头用1.25Cr-0.5Mo-Si钢板性能检测结果见表1。
实施例2
本实施例锅炉封头用1.25Cr-0.5Mo-Si钢板厚度为90mm，钢板化学成分组成及质量百分含量为：C: 0.16%,Mn: 0.60%, P：0.006%,S：0.002%,Cr： 1.50%，Mo： 0.65%，Si：0.65%,Ni：0.20%，余量为Fe和不可避免的杂质元素；制备方法包括炼钢、加热、轧制、热处理及模拟热成型工序，具体工艺步骤如下步骤：
（1）炼钢工序：钢水经转炉初炼、LF炉精炼、VD真空处理后进行连铸，得到连铸坯；转炉出钢P0.005%，出钢温度1640℃，无渣出钢；精炼加入石灰850kg/吨钢，温度控制在1600℃，VD真空保持时间30min，钢包停氩后至铸线开浇前镇静时间25分钟。
（2）加热工序：连铸坯在连续炉进行加热，加热温度1250℃，保温时间13min/cm,坯料上下表面温差30℃。
（3）轧制工序：开轧温度1200℃，采用II阶段轧制，I阶段总压下量70%，展宽比为2.0，道次压下率15%；
（4）热处理工序：正火温度930℃，总加热时间3min/mm，采用水冷进行加速冷却，水冷过程高压段水量4500m3/h，水温24℃，低压段摇摆时间20min；回火温度720℃，总加热时间4.5min/mm，回火后空冷。
（5）模拟热成型工序：试样在箱式电阻炉进行，模拟热成型温度960℃，保温时间2.5min/mm，空冷，模拟正火温度930℃，保温时间2.5min/mm，水冷，模拟回火温度720℃，保温时间3min/mm，回火后空冷。
钢板的模焊条件：模焊温度690℃，模焊时间26h，装出炉温度360℃，升降温速率56℃/h。
本实施例锅炉封头用1.25Cr-0.5Mo-Si钢板性能检测结果见表1。
实施例3
本实施例锅炉封头用1.25Cr-0.5Mo-Si钢板厚度为70mm，钢板化学成分组成及质量百分含量为：C:0.15%,Mn:0.55%, P：0.005%,S：0.001%,Cr：1.47%，Mo：0.60%，Si：0.60%, Ni：0.18%，余量为Fe和不可避免的杂质元素；制备方法包括炼钢、加热、轧制、热处理及模拟热成型工序，具体工艺步骤如下步骤：
（1）炼钢工序：钢水经转炉初炼、LF炉精炼、VD真空处理后进行连铸，得到连铸坯；转炉出钢P0.006%，出钢温度1620℃，无渣出钢；精炼加入石灰800kg/吨钢，温度控制在1570℃，VD真空保持时间25min，钢包停氩后至铸线开浇前镇静时间23分钟。
（2）加热工序：连铸坯在连续炉进行加热，加热温度1240℃，保温时间12min/cm,坯料上下表面温差20℃。
（3）轧制工序：开轧温度1100℃，采用II阶段轧制，I阶段总压下量60%，展宽比为1.7，道次压下率13%；
（4）热处理工序：正火温度910℃，总加热时间2.5min/mm，采用水冷进行加速冷却，水冷过程高压段水量4300m3/h，水温22℃，低压段摇摆时间15min；回火温度700℃，总加热时间4.0min/mm，回火后空冷。
（5）模拟热成型工序：试样在箱式电阻炉进行，模拟热成型温度950℃，保温时间2.2min/mm，空冷，模拟正火温度910℃，保温时间2.2min/mm，水冷，模拟回火温度700℃，保温时间2.5min/mm，回火后空冷。
钢板的模焊条件：模焊温度690℃，模焊时间28h，装出炉温度390℃，升降温速率70℃/h。
本实施例锅炉封头用1.25Cr-0.5Mo-Si钢板性能检测结果见表1。
实施例4
本实施例锅炉封头用1.25Cr-0.5Mo-Si钢板厚度为80mm，钢板化学成分组成及质量百分含量为：C:0.15%,Mn:0.57%, P：0.005%,S：0.002%,Cr：1.49%，Mo：0.64%，Si：0.63%, Ni：0.19%，余量为Fe和不可避免的杂质元素；制备方法包括炼钢、加热、轧制、热处理及模拟热成型工序，具体工艺步骤如下步骤：
（1）炼钢工序：钢水经转炉初炼、LF炉精炼、VD真空处理后进行连铸，得到连铸坯；转炉出钢P0.005%，出钢温度1639℃，无渣出钢；精炼加入石灰750kg/吨钢，温度控制在1590℃，VD真空保持时间23min，钢包停氩后至铸线开浇前镇静时间24分钟。
（2）加热工序：连铸坯在连续炉进行加热，加热温度1240℃，保温时间12min/cm,坯料上下表面温差25℃。
（3）轧制工序：开轧温度1150℃，采用II阶段轧制，I阶段总压下量65%，展宽比为1.9，道次压下率14%；
（4）热处理工序：正火温度925℃，总加热时间2.4min/mm，采用水冷进行加速冷却，水冷过程高压段水量4400m3/h，水温23℃，低压段摇摆时间19min；回火温度715℃，总加热时间4.2min/mm，回火后空冷。
（5）模拟热成型工序：试样在箱式电阻炉进行，模拟热成型温度955℃，保温时间2.4min/mm，空冷，模拟正火温度925℃，保温时间2.4min/mm，水冷，模拟回火温度710℃，保温时间2.7min/mm，回火后空冷。
钢板的模焊条件：模焊温度676℃，模焊时间27h，装出炉温度370℃，升降温速率60℃/h。
本实施例锅炉封头用1.25Cr-0.5Mo-Si钢板性能检测结果见表1。
表1 实施例1-4锅炉封头用1.25Cr-0.5Mo-Si钢板力学性能
Figure DEST_PATH_IMAGE002
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)

1.一种锅炉封头用钢板，其特征在于，所述钢板化学成分组成及质量百分含量为：C:0.14-0.16%,Mn:0.50-0.60%, P≤0.007%,S≤0.003%,Cr：1.45-1.50%，Mo：0.55-0.65%，Si：0.50-0.65%, Ni：0.15-0.20%，余量为Fe和不可避免的杂质元素。
2.根据权利要求1所述的一种锅炉封头用钢板，其特征在于，所述钢板的厚度为60-90mm。
3.根据权利要求1所述的一种锅炉封头用钢板，其特征在于，所述钢板封头模拟热成型+正火+回火+模焊后检验板厚1/2处性能：屈服强度≥400MPa、抗拉强度550-650MPa，延伸率≥20%；-20℃AKV冲击功单值≥80J；探伤结果满足NB/T47013.3-2015 Ⅰ级合格。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种锅炉封头用钢板，其特征在于，钢板的模焊条件：模焊温度690±14℃，模焊时间26-28h，装出炉温度360-390℃，升降温速率56-70℃/h。
5.一种权利要求1-3任一项所述的容器封头用钢板的生产方法，其特征在于，包括炼钢、加热、轧制、热处理及模拟热成型工序；
（1）炼钢工序：钢水经转炉初炼、LF炉精炼、VD真空处理后进行连铸，得到连铸坯；转炉出钢P≤0.007%，出钢温度1600-1640℃，无渣出钢； VD真空保持时间20-30min，钢包停氩后至铸线开浇前镇静时间20-25分钟；
（2）加热工序：连铸坯在连续炉进行加热，加热温度1200-1250℃，保温时间10-13min/cm, 坯料上下表面温差10-30℃；
（3）轧制工序：开轧温度1050-1200℃，采用II阶段轧制；
（4）热处理工序：正火温度900-930℃，总加热时间2-3min/mm，采用水冷进行冷却，低压段摇摆时间10-20min；回火温度680-720℃，总加热时间3.5-4.5min/mm，回火后空冷；
（5）模拟热成型工序：试样在箱式电阻炉进行，模拟热成型温度940-960℃，保温时间2-2.5min/mm，空冷，模拟正火温度900-930℃，保温时间2-2.5min/mm，水冷，模拟回火温度680-720℃，保温时间2-3min/mm，回火后空冷。
6.根据权利要求5所述的一种容器封头用钢板的生产方法，其特征在于，步骤（1）LF炉精炼加入石灰700-850kg/吨钢，温度控制在1550℃～1600℃。
7.根据权利要求5所述的一种容器封头用钢板的生产方法，其特征在于，步骤（3）I阶段总压下量50-70%，展宽比为1.5-2.0，道次压下率10-15%。
8.根据权利要求5所述的一种容器封头用钢板的生产方法，其特征在于，步骤（4）水冷过程高压段水量4000-4500m3/h，水温20-24℃。
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