CN112981242B - 一种抽水蓄能压力钢管用n800cf钢及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抽水蓄能压力钢管用N800CF钢及其制造方法,涉及钢铁生产技术领域,其化学成分及质量百分比如下:C:0.070%~0.10%,Si:0.10%~0.30%,Mn:1.20%~1.50%,P≤0.015%,S≤0.0050%,Ti:0.006%~0.020%,Cr:0.20%~0.30%,Ni:0.40%~0.50%,Mo:0.10%~0.30%,Cu≤0.05%,Al:0.005%~0.015%,Mg:0.0008%~0.0015%,N≤0.0050%,余量为Fe和不可避免的杂质。采用搅拌法脱硫、转炉冶炼,经LF+RH精炼处理,精炼过程微合金化技术降低夹杂尺寸,纳米级微颗粒夹杂成为奥氏体形核质点,采用TMCP轧制及调质处理后,形成晶粒细小的回火索氏体组织,改善钢板强韧性性能及焊接需求。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁生产技术领域,特别是涉及一种抽水蓄能压力钢管用N800CF钢及其制造方法。
背景技术
随着宏观经济转型发展,清洁能源对国家可持续发展越来越重要。作为清洁能源的水力发电,具有可再生、无污染、运行费用低、便于进行电力调峰等特点,有利于提高资源利用率。因此,在传统能源日益紧张的情况下,世界各国普遍优先利用水资源,大力开发水电。2010年,我国建成的水电站突破2亿千瓦,2020年达到3.3亿千瓦。随着我国水电建设步伐的加快,尤其是大容量抽水蓄能电站的兴建,高水头、大直径、高HD值压力钢管不断涌现。十三陵抽水蓄能、小浪底、天荒坪抽水蓄能、二滩、鲁布革等工程对水电用钢的需求由600MPa级向800MPa级方向发展,国内外正在和未来将兴建的水电工程中,也将越来越多的采用800MPa级水电用钢。800MPa级水电用钢,目前并没有纳入国家标准,各企业执行的也都是企业标准。但是,国内的产品质量与国外相比,虽然在强度级别上较为接近,但是在塑性指标、低温冲击性能方面还存在着一定的差距。
发明内容
本发明针对上述技术问题,克服现有技术的缺点,提供一种抽水蓄能压力钢管用N800CF钢,其化学成分及质量百分比如下:C:0.070%~0.10%,Si:0.10%~0.30%,Mn:1.20%~1.50%,P≤0.015%,S≤0.0050%,Ti:0.006%~0.020%,Cr:0.20%~0.30%,Ni:0.40%~0.50%,Mo:0.10%~0.30%,Cu≤0.05%,Al:0.005%~0.015%,Mg:0.0008%~0.0015%,N≤0.0050%,余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明进一步限定的技术方案是:
前所述的一种抽水蓄能压力钢管用N800CF钢,其化学成分及质量百分比如下:C:0.080%~0.10%,Si:0.20%~0.30%,Mn:1.30%~1.50%,P≤0.013%,S≤0.0030%,Ti:0.010%~0.020%,Cr:0.25%~0.30%,Ni:0.45%~0.50%,Mo:0.10%~0.15%,Cu≤0.05%,Al:0.008%~0.015%,Mg:0.0009%~0.0015%,N≤0.0050%,余量为Fe和不可避免的杂质。
前所述的一种抽水蓄能压力钢管用N800CF钢,其化学成分及质量百分比如下:C:0.075%~0.095%,Si:0.15%~0.25%,Mn:1.30%~1.40%,P≤0.013%,S≤0.0020%,Ti:0.009%~0.018%,Cr:0.20%~0.29%,Ni:0.40%~0.48%,Mo:0.15%~0.25%,Cu≤0.05%,Al:0.006%~0.013%,Mg:0.0009%~0.0013%,N≤0.0050%,余量为Fe和不可避免的杂质。
前所述的一种抽水蓄能压力钢管用N800CF钢,其化学成分及质量百分比如下:C:0.070%~0.09%,Si:0.20%~0.30%,Mn:1.40%~1.50%,P≤0.012%,S≤0.0020%,Ti:0.008%~0.019%,Cr:0.21%~0.290%,Ni:0.41%~0.49%,Mo:0.20%~0.30%,Cu≤0.05%,Al:0.0065%~0.015%,Mg:0.0008%~0.0015%,N≤0.0050%,余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明的另一目的在于提供一种抽水蓄能压力钢管用N800CF钢的制造方法,包括以下步骤:
S1、采用液态石灰应用搅拌法进行铁水脱硫,脱硫结束后扒渣入转炉吹炼;
S2、转炉吹炼,镍、钼合金随自产废钢一起加入转炉,转炉出钢采用强脱氧模式进行脱氧,确保炉后铝含量满足0.030%~0.050%,硫含量≤0.010%;
S3、钢水到达LF炉后,调整钢包底吹氩气,氩气流量300~380NL/min,通电升温,采用石灰与铝丝进行化渣,炉渣白渣后取样分析,根据试样继续添加石灰与铝丝脱硫,脱硫结束后进行合金化处理,合金化结束后进行钢水定氧操作,氧含量≤5ppm,定氧结束后采用镁铝复合合金进行沉淀脱氧,并把钢水吊运至RH进行真空处理;
S4、钢水到达RH进行真空处理,真空保持时间8~12min,真空处理结束后吊运至连铸进行浇铸;
S5、连铸采用透气水口,保证浇铸顺利,采用电磁搅拌及动态轻压下工艺,坯料堆冷48小时后检查表面质量并进行处理保证符合要求;
S6、铸坯表检后采用步进式加热炉进行奥氏体化,奥氏体化温度1160±30℃,采用TMCP轧制技术,二开温度800~900℃,入水温度780~850℃,终冷温度500~600℃;
S7、钢板分切后进行调质处理,淬火温度900~930℃,水冷至室温,钢板采用回火600~650℃,空冷至室温。
前所述的一种抽水蓄能压力钢管用N800CF钢的制造方法,步骤S3中,镁铝合金的镁含量为20%~30%。
本发明的有益效果是:
(1)本发明采用顶底复吹转炉冶炼,经LF+RH精炼处理,解决了抽水蓄能水电钢钢水洁净度问题,利用镁元素在钢水冶炼温度下高蒸气压低熔沸点的强化学活性,镁处理后生产细小弥散的镁系夹杂物,产品的晶粒度达到了11级以上,采用TMCP及调质处理,形成了以回火索氏体为主的组织类型,改善了钢板韧性指标提升了产品的焊接性能,提升了钢板耐腐蚀性能;
(2)本发明采用搅拌法脱硫及自产废钢应用,稳定了转炉出钢硫含量,通过CAS炉工艺完成了产品的脱硫要求,降低了原始钙铝酸盐夹杂物的尺寸与数量;
(3)本发明通过精炼处理钢水,钢中氧含量得到有效控制,通过镁铝合金微合金化应用,降低了钢水的全氧含量,消除了钢中大型夹杂物的危害;
(4)本发明采用镁质处理的钢水,生成了细小弥散的纳米级别的MgO·Al2O3尖晶石,细小夹杂物成为轧制过程中组织转化的形核核心,形成了大量针状铁素体,有效提高产品韧性及焊接性能;
(5)本发明采用TMCP轧制技术,有效细化了原始组织晶粒度,得到了铁素体、珠光体为主的组织类型,通过淬火及回火工艺,消除了钢板的内应力,改善了厚度方向的组织均匀性,得到了细化的回火索氏体组织。
附图说明
图1为本发明实施例1的金相组织图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的一种抽水蓄能压力钢管用N800CF钢,其化学成分及质量百分比如下:C:0.075%,Si:0.15%,Mn:1.28%,P:0.011%,S:0.0020%,Ti:0.016%,Cr:0.23%,Ni:0.43%,Mo:0.13%,Cu:0.03%,Al:0.009%,Mg:0.0012%,N:0.0031%,余量为Fe和不可避免的杂质。
制造方法包括以下步骤:
S1、采用液态石灰应用搅拌法进行铁水脱硫,脱硫结束后扒渣入转炉吹炼;
S2、转炉吹炼,镍、钼合金随自产废钢一起加入转炉,转炉出钢采用强脱氧模式进行脱氧,炉后铝含量0.035%,硫含量0.006%;
S3、钢水到达LF炉后,调整钢包底吹氩气,氩气流量313NL/min,通电升温,采用石灰与铝丝进行化渣,炉渣白渣后取样分析,根据试样继续添加石灰与铝丝脱硫,脱硫结束后进行合金化处理,合金化结束后进行钢水定氧操作,氧含量2ppm,定氧结束后采用镁铝复合合金进行沉淀脱氧,并把钢水吊运至RH进行真空处理;
S4、钢水到达RH进行真空处理,真空保持时间10min,真空处理结束后吊运至连铸进行浇铸;
S5、连铸采用透气水口,保证浇铸顺利,采用电磁搅拌及动态轻压下工艺,坯料堆冷48小时后检查表面质量并进行处理保证符合要求;
S6、铸坯表检后采用步进式加热炉进行奥氏体化,奥氏体化温度1163℃,采用TMCP轧制技术,二开温度886℃,入水温度813℃,终冷温度586℃;
S7、钢板分切后进行调质处理,淬火温度913℃,水冷至室温,钢板采用回火636℃,空冷至室温。
实施例2
本实施例提供的一种抽水蓄能压力钢管用N800CF钢,与实施例1的区别在于,其化学成分及质量百分比如下:C:0.093%,Si:0.26%,Mn:1.42%,P:0.013%,S:0.0020%,Ti:0.012%,Cr:0.29%,Ni:0.48%,Mo:0.23%,Cu:0.03%,Al:0.013%,Mg:0.0013%,N:0.0027%,余量为Fe和不可避免的杂质。
实施例1与实施例2钢板的力学性能测试结果如下表:
综上,本发明以产品设计为基础,在产品设计的基础上设计了独特的生产工艺,改变了传统的夹杂物形态,是以镁质脱氧为核心新型制造方法。大型有害的夹杂物通过变性处理后,得到了不大于10μm的细小弥散夹杂物,这种细小弥散的夹杂物在组织转变的过程是良好的形核点,产品检测的晶粒度可以达到11级以上,提高了产品的韧性,大大提高了产品的焊接性能,保证了水电用钢的使用性能。
除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种抽水蓄能压力钢管用N800CF钢,其特征在于:其化学成分及质量百分比如下:C:0.070%~0.10%,Si:0.10%~0.30%,Mn:1.20%~1.50%,P≤0.015%,S≤0.0050%,Ti:0.006%~0.020%,Cr:0.20%~0.30%,Ni:0.40%~0.50%,Mo:0.10%~0.30%,Cu≤0.05%,Al:0.005%~0.015%,Mg:0.0008%~0.0015%,N≤0.0050%,余量为Fe和不可避免的杂质;
制造方法包括以下步骤:
S1、采用液态石灰应用搅拌法进行铁水脱硫,脱硫结束后扒渣入转炉吹炼;
S2、转炉吹炼,镍、钼合金随自产废钢一起加入转炉,转炉出钢采用强脱氧模式进行脱氧,确保炉后铝含量满足0.030%~0.050%,硫含量≤0.010%;
S3、钢水到达LF炉后,调整钢包底吹氩气,氩气流量300~380NL/min,通电升温,采用石灰与铝丝进行化渣,炉渣白渣后取样分析,根据试样继续添加石灰与铝丝脱硫,脱硫结束后进行合金化处理,合金化结束后进行钢水定氧操作,氧含量≤5ppm,定氧结束后采用镁铝复合合金进行沉淀脱氧,并把钢水吊运至RH进行真空处理;
S4、钢水到达RH进行真空处理,真空保持时间8~12min,真空处理结束后吊运至连铸进行浇铸;
S5、连铸采用透气水口,保证浇铸顺利,采用电磁搅拌及动态轻压下工艺,坯料堆冷48小时后检查表面质量并进行处理保证符合要求;
S6、铸坯表检后采用步进式加热炉进行奥氏体化,奥氏体化温度1160±30℃,采用TMCP轧制技术,二开温度800~900℃,入水温度780~850℃,终冷温度500~600℃;
S7、钢板分切后进行调质处理,淬火温度900~930℃,水冷至室温,钢板采用回火600~650℃,空冷至室温。
2.根据权利要求1所述的一种抽水蓄能压力钢管用N800CF钢,其特征在于:其化学成分及质量百分比如下:C:0.080%~0.10%,Si:0.20%~0.30%,Mn:1.30%~1.50%,P≤0.013%,S≤0.0030%,Ti:0.010%~0.020%,Cr:0.25%~0.30%,Ni:0.45%~0.50%,Mo:0.10%~0.15%,Cu≤0.05%,Al:0.008%~0.015%,Mg:0.0009%~0.0015%,N≤0.0050%,余量为Fe和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的一种抽水蓄能压力钢管用N800CF钢,其特征在于:其化学成分及质量百分比如下:C:0.075%~0.095%,Si:0.15%~0.25%,Mn:1.30%~1.40%,P≤0.013%,S≤0.0020%,Ti:0.009%~0.018%,Cr:0.20%~0.29%,Ni:0.40%~0.48%,Mo:0.15%~0.25%,Cu≤0.05%,Al:0.006%~0.013%,Mg:0.0009%~0.0013%,N≤0.0050%,余量为Fe和不可避免的杂质。
4.根据权利要求1所述的一种抽水蓄能压力钢管用N800CF钢,其特征在于:其化学成分及质量百分比如下:C:0.070%~0.09%,Si:0.20%~0.30%,Mn:1.40%~1.50%,P≤0.012%,S≤0.0020%,Ti:0.008%~0.019%,Cr:0.21%~0.290%,Ni:0.41%~0.49%,Mo:0.20%~0.30%,Cu≤0.05%,Al:0.0065%~0.015%,Mg:0.0008%~0.0015%,N≤0.0050%,余量为Fe和不可避免的杂质。
5.根据权利要求1所述的一种抽水蓄能压力钢管用N800CF钢,其特征在于:所述步骤S3中,镁铝复合 合金的镁含量为20%~30%。
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