CN111793742A - 钢锭直接轧制成材铬钼钢板的生产方法 - Google Patents

钢锭直接轧制成材铬钼钢板的生产方法 Download PDF

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Abstract

一种钢锭直接轧制成材铬钼钢板的生产方法，属于冶金技术领域。其包括钢锭浇注、退火、加热、轧制及热处理工序；所述加热工序包括：（1）去应力阶梯加热步骤：钢锭先在680～730℃保温6～7h，之后在890～930℃保温2～3h；（2）低温长时保温步骤：钢锭加热至1240～1280℃保温，保温时间15～18h，炉压控制在0～3MPa；（3）出钢前翻面步骤：钢锭出炉前4～6h翻面加热。本发明生产的钢板单重15‑35t，钢板表面质量良好，修磨量少，探伤合格率≥97%；钢板经高温长时模焊处理后454℃高温拉伸屈服强度≥338MPa，抗拉强度≥461MPa。

Description

钢锭直接轧制成材铬钼钢板的生产方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种钢锭直接轧制成材铬钼钢板的生产方法。
背景技术
压力容器用Cr-Mo钢板由于其良好的高温性能、耐氢腐蚀性能，常用于制造加氢反应器等石化设备，加氢反应器的主要作用是将石油工业中最难利用的重质部分——渣油加氢转化为轻质油，从而生产出汽油、柴油等清洁、环保、能效高的石化产品。因此从能源角度上讲，一个国家加氢反应器的制造水准将会在很大程度上影响这个国家的能源利用效率，进而影响工业发展水平。
为提高能源使用效率及石油产品转化率，石化产业逐渐向着集约化、大型化、统一化的趋势发展，使得国内市场上对该类Cr-Mo钢板的规格要求、内部质量要求、性能要求及外观质量要求越来越严格。单重较大Cr-Mo钢板已无法采用连铸坯成材，只能采用钢锭生产，钢锭轧制钢板可以采用开坯成材及直接轧制成材，对于钢锭开坯成材Cr-Mo钢板，由于钢锭开坯后需要切割冒口，且坯料加热时会再次产生烧损，造成开坯成材钢板成材率较低，且生产工序复杂，增加生产成本；而采用钢锭直接轧制成材，由于钢锭表面质量较差，钢锭直接轧制成材后易产生表面缺陷，且钢锭内应力大，轧制时易产生纵向应力裂纹，影响钢板表面质量，但钢锭直接轧制成材可以简化生产工序，降低生产成本，且钢锭直接到钢板轧制时压缩比较高，可以改善钢板内部质量，钢锭直接成材提高成材率，增大成品钢板规格极限。
因此，为了适用市场需求并降低钢锭成材钢板生产成本，开发适应钢锭直接成材Cr-Mo钢板生产工艺十分必要。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种钢锭直接轧制成材铬钼钢板的生产方法。本发明采用如下技术方案：
一种钢锭直接轧制成材铬钼钢板的生产方法，其包括钢锭浇注、退火、加热、轧制及热处理工序。
所述钢锭浇注工序，浇注时锭模温度≤70℃，选用45mm及50mm水口。
所述退火工序，为高温退火，退火温度900～930℃，保温20～24h，升温、降温速度控制在50～70℃/h，保温结束后降至200～250℃出炉返清钢锭表面，确保钢锭入炉加热轧制时表面质量。
所述加热工序包括：（1）去应力阶梯加热步骤：钢锭加热过程中在低于Ac1温度及高于Ac3温度时进行保温处理，先在680～730℃保温6～7h，之后在890～930℃保温2～3h；（2）低温长时保温步骤：钢锭加热至1240～1280℃保温，保温时间15～18h，炉压控制在0～3MPa；（3）出钢前翻面步骤：钢锭出炉前4～6h翻面加热，确保加热均匀。
所述轧制工序，轧制至1.8～2.2倍钢板成品厚度之前，立棍挤边30～50mm，高压水吹扫次数≤5次，轧制至1.2～1.5倍钢板成品厚度后高压水吹扫次数≥10次，保证钢板表面铁皮吹扫干净，确保钢板表面质量。
所述热处理工序，采用正火+加速冷却+回火工艺，正火温度930～950℃，正火出炉后入水40～50min，回火温度680～710℃。
所述铬钼钢板为12Cr2Mo1VR，钢板成分满足GB/T 713-2014要求；钢板单重15～35t；钢板探伤合格率≥97%；钢板轧后表面质量良好，修磨区域控制在5%以内；钢板性能稳定，满足GB/T 713-2014要求，经高温长时模焊处理后454℃高温拉伸屈服强度≥338MPa，抗拉强度≥461MPa。
本发明12Cr2Mo1VR钢板性能标准参考GB/T 713-2014，钢板探伤标准参考NB/T47013-2015。
本发明钢锭加热时采用去应力阶梯加热工艺，在相变前后进行保温，进一步去除钢锭内应力；采用低温长时保温及出钢前翻面工艺，可以确保钢锭加热均匀，避免内冷外热现象，改善钢板表面质量；钢锭轧制过程控制挤边量，可以改善板型，减少凹边现象，且可改善铁皮去除效果，轧制前期控制高压水吹扫次数，可避免大量使用高压水致使钢锭温降较多，造成轧制压下量不足，后期集中使用高压水，清除铁皮，改善钢板表面质量；浇注时控制较低的铸模温度，利于钢锭尽快凝固，通过水口控制浇注节奏，以上措施均可改善钢锭质量；钢锭进行高温长时退火，降低钢锭内应力，避免应力裂纹，退火时应力释放，钢锭表面产生裂纹，后续返清过程中也可将裂纹清除掉，保证钢板表面质量；钢板采用正火+加速冷却+回火工艺，保证钢板性能。
采用上述技术方案产生的有益效果在于：1）生产的钢板表面质量良好，修磨量少，探伤合格率≥97%；2）钢板454℃高温拉伸屈服强度≥338MPa，抗拉强度≥461MPa；3）仅对生产工艺进行创新，未增加设备投入，生产成本低。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1
本实施例12Cr2Mo1VR钢板，钢板单重15t，成分满足GB/T 713-2014要求，生产步骤为：
（1）钢锭浇注工序：钢锭浇注时锭模温度70℃，选用50mm水口；
（2）退火工序：钢锭清理后入炉进行高温退火，退火温度930℃，保温20h，升温速度70℃/h，降温速度50℃/h，保温结束后降至250℃出炉返清钢锭表面，确保钢锭入炉加热轧制时表面质量；
（3）加热工序：首先在730℃保温6h，之后在930℃保温2h；加热至1280℃保温，保温时间15h，炉压控制在0MPa；钢锭出钢轧制前6h翻面加热，确保钢锭双面加热均匀；
（4）轧制工序：钢锭轧制至2.2倍钢板成品厚度之前，立棍挤边50mm，高压水吹扫次数5次，轧制至1.5倍钢板成品厚度后高压水吹扫10次，保证钢板表面铁皮吹扫干净，确保钢板表面质量；
（5）热处理工序：采用正火+加速冷却+回火工艺，正火温度950℃，正火出炉后入水40min，回火温度710℃。
采用上述方法生产的12Cr2Mo1VR钢板探伤合格率97%；钢板轧后表面质量良好，修磨区域控制在5%；钢板经高温长时模焊处理后454℃高温拉伸屈服强度338MPa，抗拉强度461MPa。
实施例2
本实施例12Cr2Mo1VR钢板，钢板单重35t，成分满足GB/T 713-2014要求，生产步骤为：
（1）钢锭浇注工序：钢锭浇注时锭模温度60℃，选用50mm水口；
（2）退火工序：钢锭清理后入炉进行高温退火，退火温度900℃，保温24h，升温速度50℃/h，降温速度70℃/h，保温结束后降至200℃出炉返清钢锭表面，确保钢锭入炉加热轧制时表面质量；
（3）加热工序：钢锭加热过程中首先在680℃保温7h，之后在890℃保温3h；加热至1240℃保温，保温时间18h，炉压控制在3MPa；钢锭出钢轧制前4h翻面加热，确保钢锭双面加热均匀；
（4）轧制工序：钢锭轧制至1.8倍钢板成品厚度之前，立棍挤边30mm，高压水吹扫次数4次，轧制至1.2倍钢板成品厚度后高压水吹扫15次，保证钢板表面铁皮吹扫干净，确保钢板表面质量；
（5）热处理工序：钢板热处理时采用正火+加速冷却+回火工艺，正火温度930℃，正火出炉后入水50min，回火温度680℃。
采用上述方法生产的12Cr2Mo1VR钢板探伤合格率98%；钢板轧后表面质量良好，修磨区域控制在4%；钢板经高温长时模焊处理后454℃高温拉伸屈服强度356MPa，抗拉强度479MPa。
实施例3
本实施例12Cr2Mo1VR钢板，钢板单重17t，成分满足GB/T 713-2014要求，生产步骤为：
（1）钢锭浇注工序：钢锭浇注时锭模温度40℃，选用45mm水口；
（2）退火工序：钢锭清理后入炉进行高温退火，退火温度920℃，保温21h，升温速度68℃/h，降温速度63℃/h，保温结束后降至230℃出炉返清钢锭表面，确保钢锭入炉加热轧制时表面质量；
（3）加热工序：钢锭加热过程中首先在712℃保温6h，之后在920℃保温2.3h；加热至1259℃保温，保温时间17h，炉压控制在2MPa；钢锭出钢轧制前5h翻面加热，确保钢锭双面加热均匀；
（4）轧制工序：钢锭轧制至1.9倍钢板成品厚度之前，立棍挤边39mm，高压水吹扫次数4次，轧制至1.3倍钢板成品厚度后高压水吹扫14次，保证钢板表面铁皮吹扫干净，确保钢板表面质量；
（5）热处理工序：钢板热处理时采用正火+加速冷却+回火工艺，正火温度945℃，正火出炉后入水48min，回火温度700℃。
采用上述方法生产的12Cr2Mo1VR钢板探伤合格率98.6%；钢板轧后表面质量良好，修磨区域控制在4.6%；钢板经高温长时模焊处理后454℃高温拉伸屈服强度345MPa，抗拉强度489MPa。
实施例4
本实施例12Cr2Mo1VR钢板，钢板单重19t，成分满足GB/T 713-2014要求，生产步骤为：
（1）钢锭浇注工序：钢锭浇注时锭模温度46℃，选用45mm水口；
（2）退火工序：钢锭清理后入炉进行高温退火，退火温度915℃，保温22h，升温速度56℃/h，降温速度62℃/h，保温结束后降至236℃出炉返清钢锭表面，确保钢锭入炉加热轧制时表面质量；
（3）加热工序：钢锭加热过程中首先在690℃保温6.1h，之后在903℃保温2.6h；加热至1256℃保温，保温时间16.3h，炉压控制在2.3MPa；钢锭出钢轧制前4.9h翻面加热，确保钢锭双面加热均匀；
（4）轧制工序：钢锭轧制至1.9倍钢板成品厚度之前，立棍挤边48mm，高压水吹扫次数4次，轧制至1.3倍钢板成品厚度后高压水吹扫19次，保证钢板表面铁皮吹扫干净，确保钢板表面质量；
（5）热处理工序：钢板热处理时采用正火+加速冷却+回火工艺，正火温度942℃，正火出炉后入水44min，回火温度685℃。
采用上述方法生产的12Cr2Mo1VR钢板探伤合格率100%；钢板轧后表面质量良好，修磨区域控制在3.5%；钢板经高温长时模焊处理后454℃高温拉伸屈服强度344MPa，抗拉强度472MPa。
实施例5
本实施例12Cr2Mo1VR钢板，钢板单重34t，成分满足GB/T 713-2014要求，生产步骤为：
（1）钢锭浇注工序：钢锭浇注时锭模温度63℃，选用50mm水口；
（2）退火工序：钢锭清理后入炉进行高温退火，退火温度912℃，保温20.6h，升温速度55℃/h，降温速度51℃/h，保温结束后降至241℃出炉返清钢锭表面，确保钢锭入炉加热轧制时表面质量；
（3）加热工序：钢锭加热过程中首先在723℃保温6.6h，之后在897℃保温2.6h；加热至1252℃保温，保温时间16.9h，炉压控制在0.6MPa；钢锭出钢轧制前5.1h翻面加热，确保钢锭双面加热均匀；
（4）轧制工序：钢锭轧制至1.9倍钢板成品厚度之前，立棍挤边45mm，高压水吹扫次数2次，轧制至1.4倍钢板成品厚度后高压水吹扫15次，保证钢板表面铁皮吹扫干净，确保钢板表面质量；
（5）热处理工序：钢板热处理时采用正火+加速冷却+回火工艺，正火温度945℃，正火出炉后入水46min，回火温度698℃。
采用上述方法生产的12Cr2Mo1VR钢板探伤合格率98.3%；钢板轧后表面质量良好，修磨区域控制在3.6%；钢板经高温长时模焊处理后454℃高温拉伸屈服强度354MPa，抗拉强度498MPa。
实施例6
本实施例12Cr2Mo1VR钢板，钢板单重26t，成分满足GB/T 713-2014要求，生产步骤为：
（1）钢锭浇注工序：钢锭浇注时锭模温度65℃，选用50mm水口；
（2）退火工序：钢锭清理后入炉进行高温退火，退火温度926℃，保温22h，升温速度61℃/h，降温速度58℃/h，保温结束后降至230℃出炉返清钢锭表面，确保钢锭入炉加热轧制时表面质量；
（3）加热工序：钢锭加热过程中首先在699℃保温6.1h，之后在921℃保温2h；加热至1255℃保温，保温时间17.3h，炉压控制在0.1MPa；钢锭出钢轧制前4.3h翻面加热，确保钢锭双面加热均匀；
（4）轧制工序：钢锭轧制至1.9倍钢板成品厚度之前，立棍挤边41mm，高压水吹扫次数1次，轧制至1.4倍钢板成品厚度后高压水吹扫13次，保证钢板表面铁皮吹扫干净，确保钢板表面质量；
（5）热处理工序：钢板热处理时采用正火+加速冷却+回火工艺，正火温度940℃，正火出炉后入水49min，回火温度690℃。
采用上述方法生产的12Cr2Mo1VR钢板探伤合格率99.6%；钢板轧后表面质量良好，修磨区域控制在3.6%；钢板经高温长时模焊处理后454℃高温拉伸屈服强度344MPa，抗拉强度477MPa。
实施例7
本实施例12Cr2Mo1VR钢板，钢板单重21t，成分满足GB/T 713-2014要求，生产步骤为
（1）钢锭浇注工序：钢锭浇注时锭模温度47℃，选用45mm水口；
（2）退火工序：钢锭清理后入炉进行高温退火，退火温度912℃，保温23.6h，升降温速度54℃/h，降温速度68℃/h，保温结束后降至244℃出炉返清钢锭表面，确保钢锭入炉加热轧制时表面质量；
（3）加热工序：钢锭加热过程中首先在712℃保温6.9h，之后在899℃保温2.4h；加热至1245℃保温，保温时间18h，炉压控制在3MPa；钢锭出钢轧制前4.1h翻面加热，确保钢锭双面加热均匀；
（4）轧制工序：钢锭轧制至1.8倍钢板成品厚度之前，立棍挤边48mm，高压水吹扫次数3次，轧制至1.4倍钢板成品厚度后高压水吹扫18次，保证钢板表面铁皮吹扫干净，确保钢板表面质量；
（5）热处理工序：钢板热处理时采用正火+加速冷却+回火工艺，正火温度937℃，正火出炉后入水44min，回火温度691℃。
采用上述方法生产的12Cr2Mo1VR钢板探伤合格率97.6%；钢板轧后表面质量良好，修磨区域控制在3%；钢板经高温长时模焊处理后454℃高温拉伸屈服强度359MPa，抗拉强度497MPa。
实施例8
本实施例12Cr2Mo1VR钢板，钢板单重30t，成分满足GB/T 713-2014要求，生产步骤为：
（1）钢锭浇注工序：钢锭浇注时锭模温度47℃，选用50mm水口；
（2）退火工序：钢锭清理后入炉进行高温退火，退火温度911℃，保温23.1h，升温速度63℃/h，降温速度59℃/h，保温结束后降至227℃出炉返清钢锭表面，确保钢锭入炉加热轧制时表面质量；
（3）加热工序：钢锭加热过程中首先在680℃保温6.4h，之后在895℃保温2.1h；加热至1243℃保温，保温时间17h，炉压控制在0.1MPa；钢锭出钢轧制前4.7h翻面加热，确保钢锭双面加热均匀；
（4）轧制工序：钢锭轧制至1.9倍钢板成品厚度之前，立棍挤边45mm，高压水吹扫次数3次，轧制至1.4倍钢板成品厚度后高压水吹扫17次，保证钢板表面铁皮吹扫干净，确保钢板表面质量；
（5）热处理工序：钢板热处理时采用正火+加速冷却+回火工艺，正火温度948℃，正火出炉后入水48min，回火温度685℃。
采用上述方法生产的12Cr2Mo1VR钢板探伤合格率99%；钢板轧后表面质量良好，修磨区域控制在3%；钢板经高温长时模焊处理后454℃高温拉伸屈服强度345MPa，抗拉强度489MPa。
实施例9
本实施例12Cr2Mo1VR钢板，钢板单重27t，成分满足GB/T 713-2014要求，生产步骤为：
（1）钢锭浇注工序：钢锭浇注时锭模温度54℃，选用45mm水口；
（2）退火工序：钢锭清理后入炉进行高温退火，退火温度930℃，保温22.4h，升温速度52℃/h，降温速度58℃/h，保温结束后降至200℃出炉返清钢锭表面，确保钢锭入炉加热轧制时表面质量；
（3）加热工序：钢锭加热过程中首先在707℃保温6.5h，之后在912℃保温2.5h；加热至1275℃保温，保温时间15.5h，炉压控制在1.4MPa；钢锭出钢轧制前6h翻面加热，确保钢锭双面加热均匀；
（4）轧制工序：钢锭轧制至2.1倍钢板成品厚度之前，立棍挤边33mm，高压水吹扫次数5次，轧制至1.5倍钢板成品厚度后高压水吹扫12次，保证钢板表面铁皮吹扫干净，确保钢板表面质量；
（5）热处理工序：钢板热处理时采用正火+加速冷却+回火工艺，正火温度950℃，正火出炉后入水41min，回火温度688℃。
采用上述方法生产的12Cr2Mo1VR钢板探伤合格率97.6%；钢板轧后表面质量良好，修磨区域控制在3.5%；钢板经高温长时模焊处理后454℃高温拉伸屈服强度359MPa，抗拉强度487MPa。
实施例10
本实施例12Cr2Mo1VR钢板，钢板单重18t，成分满足GB/T 713-2014要求，生产步骤为：
（1）钢锭浇注工序：钢锭浇注时锭模温度58℃，选用50mm水口；
（2）退火工序：钢锭清理后入炉进行高温退火，退火温度906℃，保温21.5h，升温速度70℃/h，降温速度55℃/h，保温结束后降至218℃出炉返清钢锭表面，确保钢锭入炉加热轧制时表面质量；
（3）加热工序：钢锭加热过程中首先在730℃保温6.9h，之后在926℃保温2h；加热至1263℃保温，保温时间15h，炉压控制在2.6MPa；钢锭出钢轧制前5.5h翻面加热，确保钢锭双面加热均匀；
（4）轧制工序：钢锭轧制至2倍钢板成品厚度之前，立棍挤边35mm，高压水吹扫次数1次，轧制至1.2倍钢板成品厚度后高压水吹扫10次，保证钢板表面铁皮吹扫干净，确保钢板表面质量；
（5）热处理工序：钢板热处理时采用正火+加速冷却+回火工艺，正火温度936℃，正火出炉后入水47min，回火温度695℃。
采用上述方法生产的12Cr2Mo1VR钢板探伤合格率98.6%；钢板轧后表面质量良好，修磨区域控制在2.7%；钢板经高温长时模焊处理后454℃高温拉伸屈服强度384MPa，抗拉强度501MPa。
实施例11
本实施例12Cr2Mo1VR钢板，钢板单重33t，成分满足GB/T 713-2014要求，生产步骤为：
（1）钢锭浇注工序：钢锭浇注时锭模温度68℃，选用45mm水口；
（2）退火工序：钢锭清理后入炉进行高温退火，退火温度909℃，保温24h，升温速度65℃/h，降温速度55℃/h，保温结束后降至207℃出炉返清钢锭表面，确保钢锭入炉加热轧制时表面质量；
（3）加热工序：钢锭加热过程中首先在686℃保温6.7h，之后在918℃保温2.8h；加热至1267℃保温，保温时间15.3h，炉压控制在1.1MPa；钢锭出钢轧制前5h翻面加热，确保钢锭双面加热均匀；
（4）轧制工序：钢锭轧制至2.2倍钢板成品厚度之前，立棍挤边50mm，高压水吹扫次数2次，轧制至1.3倍钢板成品厚度后高压水吹扫20次，保证钢板表面铁皮吹扫干净，确保钢板表面质量；
（5）热处理工序：钢板热处理时采用正火+加速冷却+回火工艺，正火温度933℃，正火出炉后入水42min，回火温度706℃。
采用上述方法生产的12Cr2Mo1VR钢板探伤合格率99.1%；钢板轧后表面质量良好，修磨区域控制在4.7%；钢板经高温长时模焊处理后454℃高温拉伸屈服强度344MPa，抗拉强度474MPa。
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 (7)

1.一种钢锭直接轧制成材铬钼钢板的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括：钢锭浇注、退火、加热、轧制及热处理工序；所述加热工序包括如下步骤：
去应力阶梯加热步骤：钢锭先在680～730℃保温6～7h，之后在890～930℃保温2～3h；
低温长时保温步骤：钢锭加热至1240～1280℃保温，保温时间15～18h，炉压控制在0～3MPa；
出钢前翻面步骤：钢锭出炉前4～6h翻面加热，确保加热均匀。
2.根据权利要求1所述的钢锭直接轧制成材铬钼钢板的生产方法，其特征在于，所述钢锭浇注工序，浇注时锭模温度≤70℃，选用45mm及50mm水口。
3.根据权利要求2所述的钢锭直接轧制成材铬钼钢板的生产方法，其特征在于，所述退火工序，退火温度900～930℃，保温20～24h，升温、降温速度控制在50～70℃/h，保温结束后降至200～250℃出炉返清钢锭表面。
4.根据权利要求3所述的钢锭直接轧制成材铬钼钢板的生产方法，其特征在于，所述轧制工序，轧制至1.8～2.2倍钢板成品厚度之前，立棍挤边30～50mm，高压水吹扫次数≤5次，轧制至1.2～1.5倍钢板成品厚度后高压水吹扫次数≥10次。
5.根据权利要求4所述的钢锭直接轧制成材铬钼钢板的生产方法，其特征在于，所述热处理工序，采用正火+加速冷却+回火工艺，正火温度930～950℃，正火出炉后入水40～50min，回火温度680～710℃。
6.根据权利要求1-5任一项所述的钢锭直接轧制成材铬钼钢板的生产方法，其特征在于，所述铬钼钢板为12Cr2Mo1VR，钢板单重15～35t。
7.根据权利要求1-5任一项所述的钢锭直接轧制成材铬钼钢板的生产方法，其特征在于，所述铬钼钢板探伤合格率≥97%；钢板轧后表面质量良好，修磨区域控制在5%以内；经高温长时模焊处理后454℃高温拉伸屈服强度≥338MPa，抗拉强度≥461MPa。
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