一种高强容器钢板及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高强容器钢板及其制备方法，所述钢板的化学成分按重量百分比计为：C 0.12

【技术实现步骤摘要】
一种高强容器钢板及其制备方法


[0001]本专利技术涉及钢板制造
，尤其涉及一种的高强容器钢板及其制备方法。

技术介绍

[0002]高强容器钢板广泛应用于化工、石油、机械、动力、冶金、核能、航空、海洋等行业，是生产过程中必不可少的核心设备，是一个国家装备制造水平的重要标志。由于压力容器的特殊使用工况，比如说：低温工作环境、高温工作环境，高压工作环境，以及可能存放的有毒有害工作介质，工作环境恶劣，使用条件复杂。随着国民经济的发展对锅炉压力容器的强度越来越高。而在现有锅炉压力容器钢的生产条件下，随着强度的升高其他各项指标却同时下降，比如焊接性能、低温冲击韧性、断后伸长率。如何在高强度的锅炉压力下，保证良好的塑性和韧性指标，尤其是模拟焊后热处理后仍保持最佳的性能，是生产此类钢板生产的技术难点。
[0003]公布号为CN103361550A的专利技术专利涉及“一种模拟焊后热处理性能优良的 Q370R钢及生产方法”，提供了一种采用“两阶段轧制+正火”工艺生产的 60
‑
100mm厚度的Q370R钢板及生产方法，模拟焊后热处理后具有良好的低温冲击韧性、高温拉伸性能和Z向拉伸性能，但强度仍偏低，低温冲击韧性仅为
‑
20℃。
[0004]公布号为CN107619999A的专利技术专利涉及“一种长时间模焊热处理的抗硫化氢腐蚀薄钢板及生产方法”，提供了一种采用“两阶段轧制+(淬火+回火)”工艺生产的8
‑
20mm厚度钢板及生产方法，模拟焊后热处理后钢板可满足屈服强度≥345Mpa，抗拉强度510
‑
640Mpa，
‑
30℃横向冲击功≥80J，未涉及高温模拟焊后热处理制度，且钢板生产厚度范围较小。
[0005]公布号为CN110184528A的专利技术专利涉及“一种高温模拟焊后热处理条件下具有优异性能的Q345R钢板及其制造方法”提供一种“两阶段轧制+正火”工艺生产的20
‑
100mm厚度的压力容器钢板及其制造方法，模拟焊后热处理后钢板厚度 1/2处
‑
30℃横向冲击功可满足单值≥100J，屈服强度≥325Mpa，抗拉强度≥500 Mpa，断后伸长率A≥25.0％，强度偏低，且不能满足薄钢板的使用要求。
[0006]公布号为CN110878400A的专利技术专利涉及“一种高强低温压力容器 SA537CL2钢板及其生产方法，提供了一种“钢板经过淬火+亚温淬火+高温回火处理”工艺生产的60
‑
150mm厚度的高强低温压力容器钢板。满足屈服强度≥415 MPa，抗拉强度≥550MPa，伸长率≥22％，
‑
60℃横向冲击功≥120J，但未涉及模拟焊后热处理性能，且增加了贵重元素Ni和Cu。

技术实现思路

[0007]为解决上述问题，本专利技术提供了一种模拟焊后热处理后性能优良的高强容器钢板，所述钢板可应用于球罐等核电、化工等行业重要结构部件的制造，具有良好的内部质量，在650℃高温模拟焊后热处理条件下，仍然具有优异的力学性能和内部质量。钢板模拟焊后热处理态材料强度、伸长率、低温冲击韧性、成型性匹配良好，满足工业用高强容器钢
的使用制造。
[0008]本专利技术所述高强容器钢板包括以下重量百分比的化学成分：C 0.12
‑
0.16％， Si 0.20
‑
0.30％，Mn 1.05
‑
1.35％，P≤0.015％，S≤0.005％，Al 0.020
‑
0.040，Nb 0.020
‑
0.030％，Ti 0.010
‑
0.020％，Cr 0.20
‑
0.30％，余量为Fe及不可避免的杂质；
[0009]上述钢板经淬火和高温回火热处理后，获得的组织主要为回火索氏体组织和铁素体，组织的晶粒度为10.0
‑
10.5级，钢板厚度为8
‑
80mm。
[0010]本专利技术还提供了所述模拟焊后热处理后性能优良的高强容器钢板的制备方法，具体包括以下步骤：
[0011](1)KR铁水脱硫：铁水前、后渣均扒干净，保证渣层厚度≤10mm，保证铁水S≤0.005％；
[0012]本专利技术控制了原料中硫的含量，但在KR铁水脱硫过程中，仍需将浮于铁水表面上的脱硫渣除去，以免炼钢时造成回硫；
[0013](2)转炉控制终点：P≤0.015％，S≤0.010％，确保C
‑
T协调出钢，杜绝下渣；
[0014](3)精炼工序：LF炉保证白渣出钢，处理结束后喂钙线1.5
‑
2.5m/t；
[0015]本专利技术通过喂钙线工艺，能够生成低熔点的球形液态铝酸钙，该种产物易于上浮排出，不仅能够避免水口堵塞，且能够消除了钢材的异向性，改善与和基体铁的联结性，消除空腔及减小与在其周围基体产生的应力；
[0016](4)连铸工序：采用低过热度和全程氩气保护法浇注，连铸过程采用二冷区电磁搅拌和动态轻压下技术相结合；
[0017]本专利技术采用上述方法进行连铸，能够减轻铸坯偏析和疏松缺陷，板坯下线后堆垛缓冷，能够确保钢中的氢充分扩散；
[0018](5)加热工序：采用分段加热方式进行，加热段温度为1240
‑
1280℃，加热时间为8
‑
12min/cm，均热段温度为1220
‑
1260℃，均热时间≥45min；
[0019](6)两阶段控制轧制：第一阶段为高温低速大压力下轧制，道次压下量在 40mm以上，中间坯厚度控制按钢板最终厚度的3倍控制，第二阶段前5道次压下率≥16％，累计压下率≥60％；
[0020]本专利技术采用两阶段控制轧制，并通过对压制过程中各项参数的精确控制，起到了使奥氏体充分变形，在晶粒内部形成更多滑移带，为铁素体的相变提供更多的形核位置，充分的细化晶粒的效果；
[0021](7)缓冷：缓冷温度为350
‑
450℃，缓冷时间≥48h；
[0022]本申请为避免在冶炼过程中氢含量的问题，采用了较高的缓冷温度和适当的缓冷时间，以有效促进氢扩散降低氢含量，进而达到降低冷却后残余应力偏高的目的；
[0023](8)淬火和回火处理：淬火温度采用890
‑
910℃，在炉时间1.8
‑
2.2min/mm，高温回火热处理温度620
‑
650℃，回火时间为3.0
‑
3.5min/mm，空冷，得到高强容器钢板。
[0024]进一步地，所述步骤(3)中VD炉的真空度≤70Pa，保持时间≥15min，底吹氩时间≥15min。
[0025]进一步地，所述步骤(4)中的低过热度浇筑温度≤20℃。
[0026]进一步地，所述步骤(6)中第一阶段的开轧温度≥1080℃，终轧温度为 930<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强容器钢板，其特征在于，所述高强容器钢板包括以下重量百分比的化学成分：C 0.12
‑
0.16％，Si 0.20
‑
0.30％，Mn 1.05
‑
1.35％，P≤0.015％，S≤0.005％，Al 0.020
‑
0.040，Nb 0.020
‑
0.030％，Ti 0.010
‑
0.020％，Cr 0.20
‑
0.30％，余量为Fe及不可避免的杂质；所述高强容器钢板的晶粒度为10.0
‑
10.5级，厚度为8
‑
80mm。2.根据权利要求1所述高强容器钢板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)KR铁水脱硫：铁水前、后渣均扒干净，保证渣层厚度≤10mm，保证铁水S≤0.005％；(2)转炉控制终点：P≤0.015％，S≤0.010％，确保C
‑
T协调出钢，杜绝下渣；(3)精炼工序：LF炉保证白渣出钢，处理结束后喂钙线1.5
‑
2.5m/t；(4)连铸工序：采用低过热度和全程氩气保护法浇注，连铸过程采用二冷区电磁搅拌和动态轻压下技术相结合；(5)加热工序：采用分段加热方式进行，加热段温度为1240
‑
1280℃，加热时间为8
‑
12min/cm，均热段温度为1220

【专利技术属性】
技术研发人员：王智聪，庞洪轩，陈建超，郭潇，郑磊，付中原，关秀格，任新凯，李占强，和珍宝，高东风，申维纳，朱玉涛，冯晓鹏，
申请(专利权)人：河北普阳钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：