CN114875310A - 一种正火型厚规格q370r压力容器钢板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种正火型厚规格Q370R压力容器钢板，钢板的化学成分按重量百分比为C：0.16～0.18％、Si：0.25～0.35％、Mn：1.55～1.70％、P：≤0.015％、S：≤0.005％、Nb:0.04～0.05％、V：0.04～0.05％、Ti:0.010～0.020％、Cr:0.1～0.2％、Als：0.017～0.027％，余量为Fe和不可避免的杂质；采用经过脱硫预处理的铁水和废钢作为原料，经过冶炼、连铸、加热、轧制和冷却、正火热处理等工序得到厚规格Q370R压力容器钢板。本发明所制备的钢板具有良好的塑性、低温冲击韧性、高温拉伸性能和优良的Z向拉伸性能，且生产成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及压力容器钢板的制造领域，尤其涉及一种正火型厚规格Q370R压力容器钢板。
背景技术
Q370R是国家标准GB/T713-2014“锅炉和压力容器用钢板”的牌号，作为经典钢种Q370R在锅炉压力容器容器行业应用广泛，需求量很大。Q370R要求正火状态交货，实际生产经验表明，Q370R钢板经正火后，屈服强度和抗拉强度降幅较大，特别是厚规格钢板经正火后容易出现强度偏低甚至不合格情况，影响了钢材成品合格率，给生产企业造成了损失。因此提高厚规格Q370R钢板的性能稳定性显得尤为重要。
中国专利CN105603304A公开了“一种具有良好抗HIC、SSCC特性的Q370R压力容器用厚钢板及制造方法”，成分质量百分比为：C 0.12～0.17％、Si0.15～0.40％、Mn 1.4～1.65％、Cu0.1～0.3％、Mo0.05～0.08％、Nb 0.015～0.040％、V0.015～0.05％％、P＜0.012％、S＜0.002％、其余为Fe和不可避免杂质。采用TMCP+正火后快冷的的方法生产出性能良好的厚度10～60mm的Q370R钢板，贴别是具有良好的抗HIC、SSCC特性。不足之处一是成分中添加了Mo、Cu贵金属，增加了生产成本。二是采用正火后快冷的控制方法，对钢厂的生产装备提出了要求，增加了生产难度，不适用于所有钢厂。
中国专利CN101713044A公开了“一种Q370R压力容器用钢及其制备方法”，化学成分重量百分比为：C：0.14～0.18％、Si：0.25～0.50％、Mn：1.45～1.60％、P≤0.020％、S≤0.015％、Nd：0.28～0.35％,其余为Fe及不可避免的杂质。采用TMCP+正火后冷却的方法生产出满足GB713-2008标准的Q370R钢板。不足之处一是成分中添加了大量的Nd元素，大大增加了冶炼和连铸难度，同时增加了成本，很难稳定化生产。二是采用正火后快冷的控制方法，对钢厂的生产装备提出了要求，增加了生产难度，不适用于所有钢厂。
中国专利CN102605245A公开了“一种无Ni正火型Q370R压力容器用钢及其制备方法”，化学成分重量百分比为：C：0.15～0.18％，Si：0.25～0.50％，Mn：1.40～1.60％，P≤0.015％，S≤0.005％，Nb：0.02～0.03％，V 0.07～0.08％,Ti0.006～0.010％余量为Fe和不可避免的杂质。采用TMCP+正火后空冷的方法生产出满足GB713-2008标准的Q370R钢板。不足之处是国家标准版本已经由GB713-2008更新为GB/T713-2014，该发明已经不适用于Q370R的生产。
发明内容
本发明的目的是提供一种屈服强度大于370MPa，具有良好的塑性、低温冲击韧性和高温拉伸性能以及优良Z向拉伸性能，且生产成本较低的一种正火型厚规格Q370R压力容器钢板。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种正火型厚规格Q370R压力容器钢板，其化学成分按重量百分比包括：C：0.16～0.18％、Si：0.25～0.35％、Mn：1.55～1.70％、P：≤0.015％、S：≤0.005％、Nb:0.04～0.05％、V：0.04～0.05％、Ti:0.010～0.020％、Cr:0.1～0.2％、Als：0.017～0.027％，余量为Fe和不可避免的杂质；
其生产方法包括：
S1.钢的冶炼，分为转炉冶炼、炉外精炼和真空处理三个工序；转炉冶炼阶段采用经过脱硫预处理的铁水和优质废钢作为原料，经过高效顶底复吹、炉气自动分析、动静态自动炼钢三项技术降低磷和碳含量，控制钢水温度；炉外精炼阶段精确控制钢水成分，脱氧合金化，经过钙处理操作和软吹工艺，进一步降低钢水中的非金属夹杂物及有害杂质，获得洁净钢水；真空处理通过循环深脱气工大幅降低钢水中氢、氧、氮气体含量，减小有害气体对钢质的不利影响；
S2.钢水连铸成板坯，采用凝固末端动态轻压下、电磁搅拌、板坯冷却及矫正技术，严格控制连铸时的拉坯速度、钢水温度、过热度，减轻连铸坯中心偏析和中心疏松等缺陷，最终得到厚度250mm优质板坯；
S3.板坯加热，在步进式加热炉中对板坯加热，严格控制炉内气氛，保证板坯加热温度和加热时间，特别是均热时间；加热温度控制在1200℃～1240℃，总在炉时间大于270min，保证合金元素的充分固溶，板坯温度均匀；
S4.轧制和冷却，轧制采用两阶段控制轧制,通常称粗轧阶段和精轧阶段，粗轧在3800mm粗轧机进行，开轧温度为1160～1200℃，单道次相对压下率至少有两道次以上控制在14％以上，精轧时严格控制各道次变形量，精轧开轧温度≤950℃，终轧温度800-860℃，轧后钢板采用控制冷却，终冷温度≤700℃；
S5.正火热处理，经过抛丸处理的钢板进入正火炉正火处理，正火温度为840℃～860℃，保温时间为10min+t×1.5min/mm，其中t为钢板厚度，单位为mm。
进一步的，原料铁水经过铁水深脱硫，转炉顶底吹炼，钢包吹氩，LF炉外精炼，RH真空处理及连铸工艺得到250mm厚板坯；板坯加热温度1220℃，总在炉时间260min，第一阶段开轧温度1180℃，单道次相对压下率至少有两道次以上控制在14％以上，当轧件厚度为100mm时，在辊道上待温至920℃，随后进行第二阶段轧制，终轧温度为850℃，成品钢板厚度为50mm；轧制结束后，钢板进入加速冷却装置，以5℃/s的速度冷却至680℃，热矫后冷床冷却；钢板抛丸后送入正火炉进行处理，正火温度850℃，保温时间为10min+t×1.5min/mm，t为钢板厚度，单位为mm，最后即可得到所述钢板。
进一步的，加热温度为1221℃，总在炉时间260min，第一阶段轧制的开轧温度为1195℃，第二阶段轧制的开轧温度为925℃，轧件厚度为108mm，终轧温度为860℃，成品钢板厚度为60mm。钢板冷却速度为5℃/s，终冷温度为680℃，热矫后冷床冷却，钢板抛丸后送入正火炉进行处理，正火温度850℃，保温时间为10min+t×1.5min/mm，t为钢板厚度，单位为mm，最后即可得到所述钢板。
进一步的，加热温度为1210℃，总在炉时间260min，第一阶段轧制的开轧温度为1186℃，第二阶段轧制的开轧温度为923℃，轧件厚度为120mm，终轧温度为830℃，成品钢板厚度为40mm。热矫后冷床冷却，钢板抛丸后送入正火炉进行处理，正火温度850℃，保温时间为10min+t×1.5min/mm，t为钢板厚度，单位为mm，最后即可得到所述钢板。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
本发明通过合理的化学成分设计以及上述工艺可以得到一种屈服强度大于370MPa，具有良好的塑性、低温冲击韧性、高温拉伸性能和优良Z向拉伸性能，且生产成本较低的正火型厚规格Q370R压力容器钢板。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为本发明实施例3钢板的金相组织图。
具体实施方式
以下用实施例对本发明作更详细的描述。这些实施例仅仅是对本发明最佳实施方式的描述，并不对本发明的范围有任何限制。
实施例1
原料铁水经过铁水深脱硫，转炉顶底吹炼，钢包吹氩，LF炉外精炼，RH真空处理及连铸工艺得到表1所示化学成分重量百分比的250mm厚板坯。板坯加热温度1220℃，总在炉时间260min，第一阶段开轧温度1180℃，单道次相对压下率至少有两道次以上控制在14％以上，当轧件厚度为100mm时，在辊道上待温至920℃，随后进行第二阶段轧制，终轧温度为850℃，成品钢板厚度为50mm。轧制结束后，钢板进入加速冷却(ACC)装置，以5℃/s的速度冷却至680℃，热矫后冷床冷却。钢板抛丸后送入正火炉进行处理，正火温度850℃，保温时间为10min+t×1.5min/mm，t为钢板厚度，单位为mm。最后即可得到所述钢板。
实施例2
实施方式同实施例1，其中加热温度为1221℃，总在炉时间260min，第一阶段轧制的开轧温度为1195℃，第二阶段轧制的开轧温度为925℃，轧件厚度为108mm，终轧温度为860℃，成品钢板厚度为60mm。钢板冷却速度为5℃/s，终冷温度为680℃。热矫后冷床冷却。钢板抛丸后送入正火炉进行处理，正火温度850℃，保温时间为10min+t×1.5min/mm，t为钢板厚度，单位为mm。最后即可得到所述钢板。
实施例3
实施方式同实施例1，其中加热温度为1210℃，总在炉时间260min，第一阶段轧制的开轧温度为1186℃，第二阶段轧制的开轧温度为923℃，轧件厚度为120mm，终轧温度为830℃，成品钢板厚度为40mm。热矫后冷床冷却。钢板抛丸后送入正火炉进行处理，正火温度850℃，保温时间为10min+t×1.5min/mm，t为钢板厚度，单位为mm。最后即可得到所述钢板。
表1本发明实施例1～3的化学成分(wt％)
| 实 | C | Si | Mn | P | S | Nb | V | Ti | Cr | <u>Als</u> |
| 1 | 0.165 | 0.25 | 1.57 | 0.012 | 0.002 | 0.044 | 0.043 | 0.007 | 0.12 | 0.021 |
| 2 | 0.163 | 0.26 | 1.60 | 0.011 | 0.001 | 0.045 | 0.044 | 0.008 | 0.11 | 0.025 |
| 3 | 0.173 | 0.28 | 1.62 | 0.009 | 0.002 | 0.043 | 0.045 | 0.008 | 0.13 | 0.025 |
对本发明实施例1～3的钢板进行常规力学性能、高温拉伸性能和Z向拉伸性能检验，结果见表2～表4。
表2本发明实施例1～3的钢板的力学性能
表3本发明实施例1钢板的高温拉伸性能
表4本发明实施例2钢板的Z向拉伸性能
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (4)
1.一种正火型厚规格Q370R压力容器钢板，其特征在于，其化学成分按重量百分比包括：C：0.16～0.18％、Si：0.25～0.35％、Mn：1.55～1.70％、P：≤0.015％、S：≤0.005％、Nb:0.04～0.05％、V：0.04～0.05％、Ti:0.010～0.020％、Cr:0.1～0.2％、Als：0.017～0.027％，余量为Fe和不可避免的杂质；
其生产方法包括：
S1.钢的冶炼，分为转炉冶炼、炉外精炼和真空处理三个工序；转炉冶炼阶段采用经过脱硫预处理的铁水和优质废钢作为原料，经过高效顶底复吹、炉气自动分析、动静态自动炼钢三项技术降低磷和碳含量，控制钢水温度；炉外精炼阶段精确控制钢水成分，脱氧合金化，经过钙处理操作和软吹工艺，进一步降低钢水中的非金属夹杂物及有害杂质，获得洁净钢水；真空处理通过循环深脱气工大幅降低钢水中氢、氧、氮气体含量，减小有害气体对钢质的不利影响；
S2.钢水连铸成板坯，采用凝固末端动态轻压下、电磁搅拌、板坯冷却及矫正技术，严格控制连铸时的拉坯速度、钢水温度、过热度，减轻连铸坯中心偏析和中心疏松等缺陷，最终得到厚度250mm优质板坯；
S3.板坯加热，在步进式加热炉中对板坯加热，严格控制炉内气氛，保证板坯加热温度和加热时间，特别是均热时间；加热温度控制在1200℃～1240℃，总在炉时间大于270min，保证合金元素的充分固溶，板坯温度均匀；
S4.轧制和冷却，轧制采用两阶段控制轧制,通常称粗轧阶段和精轧阶段，粗轧在3800mm粗轧机进行，开轧温度为1160～1200℃，单道次相对压下率至少有两道次以上控制在14％以上，精轧时严格控制各道次变形量，精轧开轧温度≤950℃，终轧温度800-860℃，轧后钢板采用控制冷却，终冷温度≤700℃；
S5.正火热处理，经过抛丸处理的钢板进入正火炉正火处理，正火温度为840℃～860℃，保温时间为10min+t×1.5min/mm，其中t为钢板厚度，单位为mm。
2.根据权利要求1所述的正火型厚规格Q370R压力容器钢板，其特征在于，原料铁水经过铁水深脱硫，转炉顶底吹炼，钢包吹氩，LF炉外精炼，RH真空处理及连铸工艺得到250mm厚板坯；板坯加热温度1220℃，总在炉时间260min，第一阶段开轧温度1180℃，单道次相对压下率至少有两道次以上控制在14％以上，当轧件厚度为100mm时，在辊道上待温至920℃，随后进行第二阶段轧制，终轧温度为850℃，成品钢板厚度为50mm；轧制结束后，钢板进入加速冷却装置，以5℃/s的速度冷却至680℃，热矫后冷床冷却；钢板抛丸后送入正火炉进行处理，正火温度850℃，保温时间为10min+t×1.5min/mm，t为钢板厚度，单位为mm，最后即可得到所述钢板。
3.根据权利要求1所述的正火型厚规格Q370R压力容器钢板，其特征在于，加热温度为1221℃，总在炉时间260min，第一阶段轧制的开轧温度为1195℃，第二阶段轧制的开轧温度为925℃，轧件厚度为108mm，终轧温度为860℃，成品钢板厚度为60mm。钢板冷却速度为5℃/s，终冷温度为680℃，热矫后冷床冷却，钢板抛丸后送入正火炉进行处理，正火温度850℃，保温时间为10min+t×1.5min/mm，t为钢板厚度，单位为mm，最后即可得到所述钢板。
4.根据权利要求1所述的正火型厚规格Q370R压力容器钢板，其特征在于，加热温度为1210℃，总在炉时间260min，第一阶段轧制的开轧温度为1186℃，第二阶段轧制的开轧温度为923℃，轧件厚度为120mm，终轧温度为830℃，成品钢板厚度为40mm。热矫后冷床冷却，钢板抛丸后送入正火炉进行处理，正火温度850℃，保温时间为10min+t×1.5min/mm，t为钢板厚度，单位为mm，最后即可得到所述钢板。
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|---|---|---|---|---|
| CN116590610A (zh) * | 2023-04-17 | 2023-08-15 | 包头钢铁（集团）有限责任公司 | 一种正火型屈服强度370MPa级压力容器钢板及其制备方法 |
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