CN115537654A - 一种15NiCuMoNb5-6-4钢板及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种15NiCuMoNb5‑6‑4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 0.12%~0.14%,Si 0.25%~0.35%,Mn 1.05%~1.15%,P≤0.006%,S≤0.002%,Cr≤0.05%,Ni 1.10%~1.20%,Mo 0.30%~0.40%,Cu 0.50%~0.60%,Nb 0.025%~0.035%,Alt 0.20%~0.40%,Ni/Cu值≥2,余量为Fe和不可避免的杂质;其生产方法包括电炉冶炼、LF精炼、VD脱气、模铸坯料加热、轧制、热处理工序。本发明提供钢板具有良好的力学性能和低温冲击韧性,完全满足新型锅炉汽包的使用要求。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域,具体涉及一种15NiCuMoNb5-6-4钢板及其生产方法。
背景技术
通过市场调研及研发可行性分析结果确定高性能环保型锅炉汽包板15NiCuMoNb5-6-4研发项目。近几年来,随着火电项目节能环保发展的要求,新型环保锅炉选材的需求越来越多,该类钢板的询价逐渐增多。目前国内使用该牌号的订单量不大,技术要求多为20℃和0℃以及少部分-20℃的冲击韧性要求,并且对钢板没有进行模拟焊后的性能检验,为了研究钢板在高温下的持久强强度和更低温度的冲击韧性相匹配,使设备能够在更为苛刻的环境中使用的安全性更高,本发明依托现有的技术及装备,通过材料设计、相关生产工艺的研究等系统性工作,开发出高性能新型锅炉汽包钢板,钢板做成设备后,在364℃的高温工作条件下具有更高的安全系数,设备在环境温度为-30℃也能正常运转。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种新型高性能环保型锅炉汽包板15NiCuMoNb5-6-4钢板及其生产方法。
为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案是:
一种15NiCuMoNb5-6-4钢板,其化学成分组成及其质量百分含量为:C 0.12%~0.14%,Si 0.25%~0.35%,Mn 1.05%~1.15%,P≤0.006%,S≤0.002%,Cr≤0.05%,Ni 1.10%~1.20%,Mo 0.30%~0.40%,Cu 0.50%~0.60%,Nb 0.025%~0.035%,Alt 0.20%~0.40%,Ni/Cu值≥2,余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明所述钢板厚度为110-170mm。
本发明所述15NiCuMoNb5-6-4钢板的生产方法,包括电炉冶炼、LF精炼、VD脱气、模铸坯料加热、轧制、淬火+回火热处理工序。
进一步的,本发明所述电炉冶炼,铁水配比≥70%,电炉出钢C≤0.04%,P≤0.005%,配料时残余Cr≤0.05%,电炉出钢时不得见渣,出钢温度1530℃~1550℃。
进一步的,本发明所述LF精炼,第一阶段添加精炼渣200~300Kg,石灰300~500Kg,萤石100~150Kg,造渣后电极送电升温继续脱P,取样后要求P≤0.002%,LF冶炼脱P阶段温度控制在1560℃~1580℃,LF脱磷结束后进行扒渣处理,避免LF下一升温阶段炉渣中P回到钢液中。
进一步的,本发明所述VD脱气,为精准控制Alt 0.20%~0.40%,高真空第一阶段15~18min后破坏取样,待样返回后调整Alt含量进入目标值,高真空第二阶段保持12~18min,VD高真空保持二个阶段,第一阶段氩气搅拌出口压力控制在0.40~0.45MPa,第二阶段氩气搅拌出口压力控制在0.40~0.45MPa,保持时间7~10min,然后调整氩气为0.22~0.26MPa,保持时间5~8min,高真空保持真空值≤25Pa。
进一步的,本发明所述模铸坯料加热,模铸坯料采取温装,温装温度200℃~300℃,2.5~3小时升温到750~770℃,保温2~2.5小时,然后8~9小时升温到1240~1260℃,保温12~14小时。
进一步的,本发明所述轧制工序,第一阶段快速整形轧制,第二阶段开轧温度1000℃~1040℃,道次压下量在30~40mm,第三阶段晾钢厚度H+70~80mm,开轧温度≤880℃,轧后MULPIC快冷,终冷温度400℃以下。
进一步的,本发明所述淬火+回火热处理,淬火过程:保温温度为910±10℃,保温时间2min/mm~2.5min/mm,出炉后水冷到100℃以下;回火过程:保温温度为670±5℃,保温时间2.5min/mm~3.5min/mm,出炉后空冷。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于:
(1)本发明通过合理和成分设计和热处理工艺,提供的钢板不但具有高温强化性能,而且还具有较高的低温冲击韧性。
(2)本发明钢板在后续正火+回火后进行模拟消除应力热处理后的力学性能优良,完全满足设备使用要求,屈服强度≥450MPa,抗拉强度620~740MPa,延伸率≥20%,-30℃冲击功均值≥100J,364℃高温拉伸屈服强度≥400MPa;模拟焊后热处理工艺:610℃±5℃,≤400℃装出炉,保温时间12h,400℃以上升降温速度55℃/h~80℃/h,完全满足新型锅炉汽包的使用要求。
(3)本发明生产的钢板在后续加工和使用过程中性能稳定,减少了重复热处理的经济损失。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例对
本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明提供了一种15NiCuMoNb5-6-4钢板,其化学成分组成及其质量百分含量为:C 0.12%~0.14%,Si 0.25%~0.35%,Mn 1.05%~1.15%,P≤0.006%,S≤0.002%,Cr≤0.05%,Ni 1.10%~1.20%,Mo 0.30%~0.40%,Cu 0.50%~0.60%,Nb 0.025%~0.035%,Alt 0.20%~0.40%,Ni/Cu值≥2,余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明还提供了15NiCuMoNb5-6-4钢板的生产方法,包括电炉冶炼、LF精炼、VD脱气、模铸坯料加热、轧制、淬火+回火热处理工序,具体如下:
(1)电炉冶炼:铁水配比≥70%,电炉出钢C≤0.04%,P≤0.005%,配料时残余Cr≤0.05%,电炉出钢时不得见渣,出钢温度1530℃~1550℃;
(2)LF精炼:第一阶段添加精炼渣200~300Kg,石灰300~500Kg,萤石100~150Kg,造渣后电极送电升温继续脱P,取样后要求P≤0.002%,LF冶炼脱P阶段温度控制在1560℃~1580℃,LF脱磷结束后进行扒渣处理,避免LF下一升温阶段炉渣中P回到钢液中;
(3)VD脱气:为了精准控制Alt 0.20%~0.40%,高真空第一阶段15~18min后破坏取样,待样返回后调整Alt含量进入目标值,高真空第二阶段保持12~18min,VD高真空保持二个阶段,第一阶段氩气搅拌出口压力控制在0.40~0.45MPa,第二阶段氩气搅拌出口压力控制在0.40~0.45MPa,保持时间7~10min,然后调整氩气为0.22~0.26MPa,保持时间5~8min,高真空保持真空值≤25Pa;
(4)模铸坯料加热:模铸坯料采取温装,温装温度200℃~300℃,2.5~3小时升温到750~770℃,保温2~2.5小时,然后8~9小时升温到1240~1260℃,保温12~14小时;
(5)轧制:第一阶段阶段快速整形轧制,第二阶段开轧温度1000℃~1040℃,道次压下量在30~40mm,第三阶段晾钢厚度H+70~80mm,开轧温度≤880℃,轧后MULPIC快冷,终冷温度400℃以下;
(6)淬火+回火热处理:淬火过程:保温温度为910±10℃,保温时间2min/mm~3.5min/mm,出炉后水冷到100℃以下;回火过程:保温温度为670±5℃,保温时间2.5min/mm~3.5min/mm,出炉后空冷。
实施例1-8
实施案例1、4和6板厚为170mm,实施案例3、7和8板厚为140mm,实施案例2和5位板厚112mm。
各实施例钢板的化学成分及含量见表1。
各实施例钢板生产过程中电炉冶炼和LF精炼工序参数见表2。
各实施例钢板生产过程中VD过程参数见表3。
各实施例钢板生产过程中模铸坯料加热和轧制工序参数见表4。
各实施例钢板生产过程中热处理工序参数和模拟焊后参数见表5。
各实施例钢板力学性能和模拟焊后性能见表6。
表1 各实施例钢板化学成分及含量
表2 各实施例钢板生产过程中电炉冶炼和LF精炼工序参数
表3 各实施例钢板生产过程中VD过程参数
表4 各实施例钢板生产过程中模铸坯料加热和轧制工序参数
表5 各实施例钢板生产过程中热处理工序参数和模拟焊后参数
表6 各实施例钢板力学性能和模拟焊后性能
通过上述实施例可知,本发明提供的技术方案,冶炼的化学成分偏差较小,P和S含量较低,通过对轧制和热处理工艺的控制,钢板板厚1/4处-30℃冲击韧性随着厚度的增加变化不大,冲击韧性稳定,钢板在364℃高温拉伸强度的富裕量充足,随着板厚的增加,钢板的淬透性有所下降,抗拉强度随着板厚的增加而降低。
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 (9)
1.一种15NiCuMoNb5-6-4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 0.12%~0.14%,Si 0.25%~0.35%,Mn 1.05%~1.15%,P≤0.006%,S≤0.002%,Cr≤0.05%,Ni 1.10%~1.20%,Mo 0.30%~0.40%,Cu 0.50%~0.60%,Nb 0.025%~0.035%,Alt0.20%~0.40%,Ni/Cu值≥2,余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的15NiCuMoNb5-6-4钢板,其特征在于,所述钢板厚度为110-170mm。
3.如权利要求1所述15NiCuMoNb5-6-4钢板的生产方法,其特征在于,包括电炉冶炼、LF精炼、VD脱气、模铸坯料加热、轧制、淬火+回火的热处理工序。
4.根据权利要求3所述15NiCuMoNb5-6-4钢板的生产方法,其特征在于,所述电炉冶炼,铁水配比≥70%,电炉出钢C≤0.04%,P≤0.005%,配料时残余Cr≤0.05%,出钢时不得见渣,出钢温度1530℃~1550℃。
5.根据权利要求3所述15NiCuMoNb5-6-4钢板的生产方法,其特征在于,所述LF精炼,第一阶段添加精炼渣200~300Kg,石灰300~500Kg,萤石100~150Kg,造渣后电极送电升温继续脱P,取样后要求P≤0.002%,LF冶炼脱P阶段温度控制在1560℃~1580℃,LF脱磷结束后进行扒渣处理,避免LF下一升温阶段炉渣中P回到钢液中。
6.根据权利要求3所述15NiCuMoNb5-6-4钢板的生产方法,其特征在于,所述VD脱气,为精准控制Alt 0.20%~0.40%,高真空第一阶段15~18min后破坏取样,待样返回后调整Alt含量进入目标值,高真空第二阶段保持12~18min ,VD高真空保持二个阶段,第一阶段氩气搅拌出口压力控制在0.40~0.45MPa,第二阶段氩气搅拌出口压力控制在0.40~0.45MPa,保持时间7~10min,然后调整氩气为0.22~0.26MPa,保持时间5~8min,高真空保持真空值≤25Pa。
7.根据权利要求3所述15NiCuMoNb5-6-4钢板的生产方法,其特征在于,所述模铸坯料加热,模铸坯料采取温装,温装温度200℃~300℃,2.5~3小时升温到750~770℃,保温2~2.5小时,然后8~9小时升温到1240~1260℃,保温12~14小时。
8.根据权利要求3所述15NiCuMoNb5-6-4钢板的生产方法,其特征在于,所述轧制工序,第一阶段快速整形轧制,第二阶段开轧温度1000℃~1040℃,道次压下量在30~40mm,第三阶段晾钢厚度H+70~80mm,开轧温度≤880℃,轧后MULPIC快冷,终冷温度400℃以下。
9.根据权利要求3所述15NiCuMoNb5-6-4钢板的生产方法,其特征在于,所述热处理工序,淬火过程:保温温度为910±10℃,保温时间2min/mm~2.5min/mm,出炉后水冷到100℃以下;回火过程:保温温度为670±5℃,保温时间2.5min/mm~3.5min/mm,出炉后空冷。
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