專利名稱：一種壓力容器鋼板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓力容器鋼板及其制造方法，特別是一種厚規(guī)格Q345R-Z35壓力容器鋼板及其制造方法，屬于冶金領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
壓力容器廣泛應(yīng)用于化工、石油、機(jī)械、動(dòng)力、冶金、核能、航空、航天、海洋等部門。它是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中必不可少的核心設(shè)備，是一個(gè)國(guó)家裝備制造水平的重要標(biāo)志。壓力容器鋼板為中厚板中一大類專用高技術(shù)含量，高附加值產(chǎn)品。用于儲(chǔ)存、運(yùn)輸液化石油氣、液化天然氣等低溫液體的壓力容器用鋼，不僅要求鋼板具有優(yōu)良的強(qiáng)韌性和高溫力學(xué)性能，還要求鋼板具有良好的低溫沖擊韌性。 目前國(guó)內(nèi)同級(jí)別壓力容器用鋼及其制造方法如下中國(guó)專利CN102041448A公開(kāi)了“一種微釩鈦復(fù)合處理鍋爐和壓力容器用鋼及其制造方法”，化學(xué)成分為c 0. 12 0. 20%, Si :0. 20 0. 50%, Mn :1. 20 I. 60%,P 彡 0. 020 %, S ^ 0. 010 %, Als :0. 020 0. 050 %，V :0. 010 0. 025 %, Ti :0. 010 0. 025%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。制造工藝為鐵水預(yù)處理脫硫、轉(zhuǎn)爐冶煉、LF爐精煉或CAS爐精煉、連鑄、板坯加熱、熱連軋、開(kāi)平矯直。優(yōu)點(diǎn)在于，依據(jù)該發(fā)明提供的化學(xué)成分及其制造方法生產(chǎn)出的Q345R開(kāi)平鋼板與中厚板軋機(jī)軋制的同樣規(guī)格Q345R鋼板相比，化學(xué)成分穩(wěn)定，各種性能均勻，冶金質(zhì)量和表面質(zhì)量?jī)?yōu)良，板形及尺寸控制精度高，產(chǎn)品合格率和成材率高。不足之處是采用熱連軋工藝生產(chǎn)，限制了成品的厚度。中國(guó)專利CN102002630A公開(kāi)了一種“抗HIC壓力容器用鋼Q345R-Z35特厚板及其生產(chǎn)方法”化學(xué)成分質(zhì)量百分比為C 0. 20,Si 0. 55,Mn :1. 20 I. 60,P :彡0. 025、S ■.( 0. 005、微合金化元素■.( 0. 10、Als :彡0. 015，其它為Fe和殘留元素。其采取的生產(chǎn)方法包括以下步驟鐵水KR脫硫、轉(zhuǎn)爐冶煉、LF精練、VD真空脫氣、模鑄澆注、鋼錠加熱、軋制、ACC冷卻、矯直、鋼板堆冷、正火熱處理等工藝；該發(fā)明通過(guò)合理的成分設(shè)計(jì)、工藝路線設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)出了特厚壓力容器用鋼板，檢測(cè)結(jié)果表明，一級(jí)探傷合格率、性能初驗(yàn)合格率均達(dá)到100%，此外抗層狀撕裂性能達(dá)到Z35級(jí)別，抗氫致裂紋檢測(cè)結(jié)果優(yōu)異。不足之處是采用模鑄澆注，且增加了正火熱處理工序，既降低了生產(chǎn)效率，又增加了生產(chǎn)成本。中國(guó)專利CN101787490A公開(kāi)了“一種微合金化的Q345R鋼”，170和210斷面的Q345R鋼按重量添加Ti :0.018 0. 035 ；240斷面的Q345R鋼按重量添加Ti :0.018 0. 035，V 0. 020 0. 030，經(jīng)上述微合金化處理后生產(chǎn)的Q345R鋼板，依照GB713-2008《鍋爐和壓力容器用鋼板》的要求，最終綜合性能合格率為97. 06%。，不足之處是鋼板需正火熱處理，且未涉及Z向拉伸性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種厚度大于60mm、屈服強(qiáng)度大于345Mpa、具有良好的塑性、低溫沖擊韌性以及優(yōu)良Z向拉伸性能，且生產(chǎn)成本較低、規(guī)格可控的壓力容器鋼板及其制造方法。該鋼板主要用于生產(chǎn)、儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中壓力容器設(shè)備的制造。本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明的鋼板的化學(xué)成分按重量百分比為C :0. 05 0.07%、Si :0. 25 0.50%、Mn :1. 3 I. 5%,P :彡 0. 015%,S :彡 0. 005%,Nb :0. 02 0. 05%,Ti :0. 007 0. 012%,Als :0. 024 0. 034%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明的鋼板的制造方法如下I、冶煉轉(zhuǎn)爐冶煉采用經(jīng)過(guò)脫硫預(yù)處理的鐵水和廢鋼作為原料，保證一次拉碳成功，補(bǔ)吹次數(shù)不得大于一次，出鋼溫度控制在1630-1650°C，出鋼擋渣；LF工序加入鈮鐵和鈦鐵進(jìn)行微合金化；RH工序采用循環(huán)深脫氣工藝，在保證鋼水溫度穩(wěn)定的前提下大幅降低氫、氧、氮 等氣體含量，減小有害氣體對(duì)鋼質(zhì)的不利影響，最終得到化學(xué)成分重量百分比為C :0. 05
0.07%, Si :0. 25 0. 50%, Mn :1. 3 I. 5%、P :彡 0. 015%, S :彡 0. 005%, Nb :0. 02
0.05%,Ti :0. 007 0. 012%,Als :0. 024 0. 034%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)的鋼水。2、連鑄連鑄機(jī)為直弧形連鑄機(jī)，詳細(xì)工藝及參數(shù)控制如下使用低碳低合金鋼保護(hù)渣，渣子要保持干燥，液渣層厚度控制在10 15_ ;使用無(wú)碳中包覆蓋劑，未裝長(zhǎng)水口或長(zhǎng)水口未浸入鋼液面時(shí)嚴(yán)禁向中包沖擊區(qū)加入覆蓋劑；不同澆鑄斷面拉速與過(guò)熱度的匹配制度；正常工藝情況下，同一爐次拉速波動(dòng)不允許超過(guò)±0. lm/min ;結(jié)晶器進(jìn)水溫度控制在38± I°C，二冷水溫度控制在22 25°C;鑄坯矯直溫度控制在950 1000°C，且鑄坯沿寬度方向的溫差不得超過(guò)50°C;做好保護(hù)澆注，謹(jǐn)防鋼水二次氧化和吸氣增氮；鑄坯低倍檢驗(yàn)結(jié)果應(yīng)滿足B類中心偏析< I. 5級(jí)，中間裂紋< I. 5級(jí)，中心疏松< I. 0級(jí)。3、加熱在加熱爐中對(duì)鋼板坯加熱，充分保證鋼板坯加熱溫度和均熱時(shí)間。加熱溫度控制在1180°C 1250°C，總在爐時(shí)間控制在240 270min，保證合金元素的充分固溶，鋼板坯溫度均勻。4、軋制和冷卻軋制采用兩階段控制軋制，即奧氏體再結(jié)晶區(qū)控制軋制(通常稱粗軋階段)和奧氏體非再結(jié)晶區(qū)控制軋制(通常稱精軋階段)。粗軋時(shí)加大道次變形量，開(kāi)軋溫度為1160 12000C，單道次相對(duì)壓下率至少有兩道次以上控制在25 40%。精軋時(shí)嚴(yán)格控制各道次變形量，精軋開(kāi)軋溫度< 950°C，至少有兩道壓下率>20%以上，末道次壓下率> 10%。軋后鋼板采用控制冷卻，終冷溫度< 700°C，得到晶粒細(xì)小且均勻的鐵素體+珠光體組織。本發(fā)明的有益效果為通過(guò)合理的化學(xué)成分設(shè)計(jì)，采取上述工藝可以得到一種厚規(guī)格的屈服強(qiáng)度大于345MPa，具有良好的塑性、低溫沖擊韌性和優(yōu)良Z向拉伸性能的壓力容器鋼板。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例3鋼板的金相組織圖。
具體實(shí)施方式
以下用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)的描述。這些實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明最佳實(shí)施方式的描述，并不對(duì)本發(fā)明的范圍有任何限制。實(shí)施例I原料鐵水經(jīng)過(guò)鐵水深脫硫，轉(zhuǎn)爐頂?shù)状禑?，鋼包吹氬，LF爐外精煉，RH真空處理及連鑄工藝得到表I所示化學(xué)成分重量百分比的300mm厚板坯。板坯加熱溫度1220°C，總在爐時(shí)間260min，第一階段開(kāi)軋溫度1200°C，單道次相對(duì)壓下率至少有兩道次以上控制在25 40%，當(dāng)軋件厚度為120mm時(shí)，在輥道上待溫至910°C，隨后進(jìn)行第二階段軋制，終軋溫度為900°C，成品鋼板厚度為100mm。軋制結(jié)束后，鋼板進(jìn)入加速冷卻(ACC)裝置，以8°C /s的速度冷卻至600°C，熱矯后冷床冷卻，即可得到所述鋼板。 實(shí)施例2實(shí)施方式同實(shí)施例1，其中加熱溫度為1220°C，總在爐時(shí)間260min，第一階段軋制的開(kāi)軋溫度為1200°C，第二階段軋制的開(kāi)軋溫度為920°C，軋件厚度為108mm，終軋溫度為890°C，成品鋼板厚度為60mm。鋼板冷卻速度為8°C/s，終冷溫度為590°C。熱矯后冷床冷卻，即可得到所述鋼板。實(shí)施例3實(shí)施方式同實(shí)施例1，其中加熱溫度為1220°C，總在爐時(shí)間260min，第一階段軋制的開(kāi)軋溫度為1200°C，第二階段軋制的開(kāi)軋溫度為920°C，軋件厚度為112mm，終軋溫度為880°C，成品鋼板厚度為80mm。熱矯后冷床冷卻，即可得到所述鋼板。表I本發(fā)明實(shí)施例I 3的化學(xué)成分(wt % )
實(shí)施例~I-CSi~ Mn~\~P I-SNbTiAls
~I0.065 05 L 40 0.013 0.003 0.040 0.010 0.023
~20.055 03 L 38 0.011 0.002 0.041 0.012 0.025
~0.060 06 L 45 0.009 0.002 0.040 0.009 0.025對(duì)本發(fā)明實(shí)施例1-3的鋼板進(jìn)行常規(guī)力學(xué)性能和Z向拉伸性能檢驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表2 表3。表2本發(fā)明實(shí)施例I 3的鋼板的力學(xué)性能
_ SS抗拉國(guó)標(biāo)中抗延伸國(guó)標(biāo)中延一 2(TC橫沖擊國(guó)標(biāo)中沖
實(shí)施例S (m2) S3強(qiáng)度拉強(qiáng)度要率伸率耍求值擊值要求
(MPa)求(MPa) (%) (%)(J)(J)
1100 460 >305 550 490 620 22.0 >20 215、216、195 >34
260 450 >315 540 490 620 24.5 >21 235、222、225 >34
380 445 >305 540 490 620 22.5 >20 211、204、213 >34表3本發(fā)明實(shí)施例I 2鋼板的Z向拉伸性能
權(quán)利要求
1.一種壓力容器鋼板，其特征是鋼板的化學(xué)成分按重量百分比為c :0. 05 O. 07%, Si :0. 25 O. 50%, Mn :1. 3 I. 5%、P :彡 O. 015%, S ·.( O. 005%, Nb :0. 02 O. 05%, Ti :0. 007 O. 012%,Als :0. 024 O. 034%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求I所述的的制造方法，其特征是(a)、冶煉采用經(jīng)過(guò)脫硫預(yù)處理的鐵水和廢鋼作為原料，經(jīng)冶煉得到化學(xué)成分重量百分比為C O. 05 O. 07%, Si 0. 25 O. 50%, Mn 1. 3 I. 5%、P :彡 O. 015%, S ·.( O. 005%, Nb O. 02 O. 05%, Ti 0. 007 O. 012%, Als 0. 024 O. 034%，余量為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)的鋼水；(b)、連鑄經(jīng)過(guò)厚板連鑄機(jī)鑄成300mm鋼板坯；在加熱爐中對(duì)鋼板坯加熱，加熱溫度控制在 1180°C 1250°C，總在爐時(shí)間控制在240 270min ;然后進(jìn)行軋制，軋制時(shí)加大粗軋道次變形量，開(kāi)軋溫度為1160 1200°C，單道次相對(duì)壓下率至少有兩道次以上控制在25 40%， 精軋開(kāi)軋溫度< 950°C，至少有兩道次壓下率> 20%以上，末道次壓下率> 10%，軋后鋼板采用控制冷卻，終冷溫度< 700°C，得到晶粒為鐵素體+珠光體組織的鋼板。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種厚規(guī)格Q345R-Z35壓力容器鋼板及其制造方法，鋼板的化學(xué)成分按重量百分比為C0.05～0.07％、Si0.25～0.50％、Mn1.3～1.5％、P≤0.015％、S≤0.005％、Nb0.02～0.05％、Ti0.007～0.012％、Als0.024～0.034％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。制造方法是采用經(jīng)過(guò)脫硫預(yù)處理的鐵水和廢鋼作為原料，經(jīng)過(guò)冶煉、連鑄、加熱、軋制和冷卻等工序得到厚規(guī)格Q345R-Z35壓力容器鋼板。其優(yōu)點(diǎn)是屈服強(qiáng)度遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)要求，具有良好的塑性、低溫沖擊韌性和優(yōu)良的Z向拉伸性能，可廣泛用于儲(chǔ)存液化石油氣、液化天然氣等相關(guān)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C22C38/14GK102703814SQ20121021906
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月22日
發(fā)明者楊雄, 溫利軍, 董瑞峰, 霍培珍 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司