專利名稱：一種壓力容器鋼12Cr2Mo1R及其150mm厚板的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼鐵冶煉技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種壓力容器鋼12Cr2MolR及其150mm
厚板的生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
壓力容器用鋼板由于所制造的容器都要承受不同的壓力與強(qiáng)度。一般常壓為31.4MPa或更高；工作溫度常于-20°C-450°C之間，也有低于-20°C。根據(jù)容器的工作條件與加工工藝，要求容器用鋼板必須具有良好的冷彎和焊接性能；有良好的塑性和韌性；有高溫短時(shí)強(qiáng)度或長(zhǎng)期強(qiáng)度性能。為了使容器能承受更高的壓力，減輕結(jié)構(gòu)自身重量，壓力容器用鋼板材質(zhì)除用優(yōu)質(zhì)碳素鋼材之外，目前大多采用低合金結(jié)構(gòu)鋼作材質(zhì)。壓力容器鋼板系專用板材，主要用于制造石油、化工、氣體分離和貯運(yùn)等的容器或其他類似設(shè)備，如各種塔式容器、熱交換器、貯罐和罐車等。申請(qǐng)?zhí)?200910312452.2的發(fā)明公開了一種Q370R壓力容器用鋼，是由以下重量百分比的組分制備而成:C:0.14-0.18%, S1:0.25-0.50%, Mn: 1.45-1.60%, P^0.020%, S^0.015%, Nd:0.28-0.45%,余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。同時(shí)還公開了一種Q370R壓力容器用鋼的制備方法。以上技術(shù)方案，生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)難度大。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速 發(fā)展，中國(guó)石油化工行業(yè)對(duì)壓力容器鋼的強(qiáng)度、塑性、韌性的要求越來越高，12Cr2MolR材質(zhì)的需求量大幅度上升，為滿足石油化工業(yè)的需求，結(jié)合現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備工藝狀況，成功開發(fā)了保性能、保探傷的150mm厚12Cr2MolR壓力容器鋼，為了使12Cr2MolR具有較高的強(qiáng)度和韌性，其合金添加量較大，所以鋼板容易發(fā)生偏析、疏松等缺陷，再加上特厚板淬透性差，因此該壓力容器用特厚鋼板生產(chǎn)難度大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種強(qiáng)度高、塑性好、韌性強(qiáng)的壓力容器鋼12Cr2MolR，進(jìn)一步提供一種生產(chǎn)150mm厚12Cr2MolR壓力容器鋼板的生產(chǎn)工藝，該生產(chǎn)工藝能夠減少150mm厚12Cr2MolR壓力容器鋼板中合金元素的偏析、疏松等缺陷，改善其淬透性差的弱點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)上述目的采取的技術(shù)方案是:一種壓力容器鋼12Cr2MolR，包含如下質(zhì)量百分比的化學(xué)成分(單位，wt%): C:0.10 0.14、S1:0.12 0.18、Mn:0.45 0.55、P:(0.015,S:彡 0.005,Cr:2.20 2.40,Mo:0.95 1.05,Als:0.02 0.04，其它為 Fe 和殘留元素。所述化學(xué)成分的碳當(dāng)量< 0.40。所述壓力容器鋼12Cr2MolR具有90%回火貝氏體和10%鐵素體。進(jìn)一步提供一種生產(chǎn)150mm厚12Cr2MolR壓力容器鋼板的生產(chǎn)工藝，其步驟包括:
a.KR鐵水預(yù)處理:使鐵水按質(zhì)量百分比含S彡0.005%, P < 0.080%;要求扒渣徹底，保證渣層厚度小于20mm ；
b.轉(zhuǎn)爐冶煉:終點(diǎn)按質(zhì)量百分比含C彡0.06%,出鋼按質(zhì)量百分比含P < 0.015% ；
C.吹Il處理:気站一次性加入招線，在IS站要求強(qiáng)吹IS 3min,流量200-500NL/min,鋼液面裸眼直徑控制在300 500mm，離氬站溫度不得低于1570°C ；
d.LF精煉環(huán)節(jié):脫氧劑采取電石、鋁線、鋁粒等脫氧為主，白渣成渣后確保白渣保持時(shí)間> 15min ；
e.VD精煉:當(dāng)VD真空度達(dá)到67pa后，保壓時(shí)間不小于20min;破真空后調(diào)小氬氣量軟吹大于5min，澆注堅(jiān)持“高溫慢注，低溫快注”原則，以鋼液面不裸露為主；
f.模鑄環(huán)節(jié):確保上線使用前錠模溫度<120°C，中注管上口(盆磚上沿)與鋼包下水口的距離控制在彡140mm，澆注到帽口 1/3位置時(shí)，向每個(gè)錠模內(nèi)添加40Kg碳化稻殼；
g.加熱工藝:最高加熱溫度不大于1260°C，IOOO0C以下時(shí)升溫速度100°C/h,不小于1000°C升溫速度不限，保溫時(shí)間為10-13min/cm，保證鋼錠均勻燒透，嚴(yán)禁鋼錠過熱、過燒；
h.控軋控冷:采用二階段控制軋制，一階段采用“高溫低速大壓下”軋制，增大應(yīng)力應(yīng)變向鋼板內(nèi)部滲透，使得鋼板內(nèi)部缺陷更容易焊合，同時(shí)可使奧氏體晶粒通過不斷結(jié)晶再細(xì)化；開軋溫度1000-1150°C，輥速20-30rad/min，單道次壓下量40mm-60mm，粗軋階段終軋溫度大于950°C，二階段軋制開軋溫度880-900°C，晾鋼厚度為成品厚度+ (80-100) mm.二階段采取小壓下軋制，累計(jì)壓下率大于50%，終軋溫度800-820°C，軋后通過調(diào)整ACC集管，返紅溫度控制在680-700°C，冷速控制在4-8°C /s,可以多次冷卻；
1.堆冷工藝:鋼板堆垛緩冷之前的溫度應(yīng)高于40(TC，鋼板下線后堆冷48h；
j.熱處理工藝:熱處理工藝采 用正火快冷+回火工藝，正火溫度:930±10°C，保溫時(shí)間2.2-2.4min/mm，冷卻方式為水冷60_80s，回火溫度710± 10°C，保溫時(shí)間4min/mm，出爐后空冷。由于本發(fā)明通過合理的成分設(shè)計(jì)、工藝冶煉、模鑄澆注、、控制空冷、熱處理工藝，在保證12Cr2MolR成分的基礎(chǔ)上，嚴(yán)格控制鋼種P、S等有害元素，保證鋼水純凈度，為保證鋼錠充分均勻奧氏體化，同時(shí)確保鋼錠原始晶粒不至于過分長(zhǎng)大，以獲得軋后鋼板原始晶粒細(xì)化，嚴(yán)格控制加熱工藝與軋制工藝，鋼板軋后進(jìn)入ACC層流冷卻裝置，充分細(xì)化相變前的奧氏體組織，阻止或延遲碳化物在冷卻過程過早析出，使其在鐵素體中彌散析出充分，采用鋼板堆垛緩冷方式成功提高了特厚板12Cr2MolR鋼板性能達(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。本發(fā)明生產(chǎn)的150mm厚12Cr2MolR壓力容器鋼板強(qiáng)度高、塑性好、韌性強(qiáng)的，該生產(chǎn)工藝能夠減少150_厚12Cr2MolR壓力容器鋼板中合金元素的偏析、疏松等缺陷，改善其淬透性差的弱點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:
一種壓力容器鋼12Cr2MolR，包含如下質(zhì)量百分比的化學(xué)成分(單位，wt%): C:0.10、Si:0.12,Mn:0.45,P S 0.015, S S 0.005,Cr:2.20,Mo:0.95,Als:0.02，其它為 Fe 和殘
留元素。所述化學(xué)成分的碳當(dāng)量< 0.40。
所述壓力容器鋼12Cr2MolR具有90%回火貝氏體和10%鐵素體。進(jìn)一步提供一種生產(chǎn)150mm厚12Cr2MolR壓力容器鋼板的生產(chǎn)工藝，其步驟包括:
a.KR鐵水預(yù)處理:S彡0.005%, P < 0.080%;要求扒渣徹底，保證渣層厚度小于20mm ；
b.轉(zhuǎn)爐冶煉:終點(diǎn)C彡0.06%,出鋼P(yáng) < 0.015% ；
c.吹氬處理:氬站一次性加入鋁線,在氬站要求強(qiáng)吹氬3min，流量200/min，鋼液面裸眼直徑控制在300_，離氬站溫度不得低于1570°C ；
d.LF精煉環(huán)節(jié):脫氧劑采取電石、鋁線、鋁粒等脫氧為主，白渣成渣后確保白渣保持時(shí)間> 15min ；
e.VD精煉:當(dāng)VD真空度達(dá)到67pa后，保壓時(shí)間不小于20min;破真空后調(diào)小氬氣量軟吹大于5min，澆注堅(jiān)持“高溫慢注，低溫快注”原則，以鋼液面不裸露為主；
f.模鑄環(huán)節(jié):確保上線使用前錠模溫度100°C，中注管上口(盆磚上沿)與鋼包下水口的距離控制在彡140mm，澆注到帽口 1/3位置時(shí)，向每個(gè)錠模內(nèi)添加40Kg碳化稻殼；
g.加熱工藝:最高加熱溫度不大于1260°C，IOOO0C以下時(shí)升溫速度100°C/h,不小于1000°C升溫速度不限，保溫時(shí)間為lOmin/cm，保證鋼錠均勻燒透，嚴(yán)禁鋼錠過熱、過燒；
h.控軋控冷:采用二階段控制軋制，一階段采用“高溫低速大壓下”軋制，增大應(yīng)力應(yīng)變向鋼板內(nèi)部滲透，使得鋼板內(nèi)部缺陷更容易焊合，同時(shí)可使奧氏體晶粒通過不斷結(jié)晶再細(xì)化；開軋溫度1000°C，輥速20rad/min，單道次壓下量40mm，粗軋階段終軋溫度大于950°C，二階段軋制開軋溫度880°C，晾鋼厚度為成品厚度+ (80-100) mm.二階段采取小壓下軋制，累計(jì)壓下率大于50%，終軋溫度800°C，軋后通過調(diào)整ACC集管，返紅溫度控制在680°C，冷速控制在4°C /S，可以多次冷卻；
1.堆冷工藝:鋼板堆垛緩冷之前的溫度應(yīng)高于40(TC，鋼板下線后堆冷48h；
j.熱處理工藝:熱處理工藝采用正火快冷+回火工藝，正火溫度:920°C，保溫時(shí)間
2.2min/mm,冷卻方式為水冷60S，回火溫度700°C，保溫時(shí)間4min/mm，出爐后空冷。機(jī)械力學(xué)性能分析
成分及機(jī)械力學(xué)性能按GB 713-2008執(zhí)行，機(jī)械力學(xué)性能具體見下表。150mm低溫壓力容器鋼12Cr2MolR厚板機(jī)械力學(xué)性能及高溫拉伸性能:
權(quán)利要求
1.一種壓力容器鋼12Cr2MolR，其特征在于:包含如下質(zhì)量百分比的化學(xué)成分(單位，wt%): C:0.10 0.14, S1:0.12 0.18,Mn:0.45 0.55,P:彡 0.015, S:彡 0.005,Cr:2.20 2.40、Mo:0.95 1.05、Als:0.02 0.04，其它為 Fe 和殘留元素。
2.如權(quán)利要求1所述的一種壓力容器鋼12Cr2MolR，其特征在于:所述化學(xué)成分的碳當(dāng)量< 0.40。
3.如權(quán)利要求1所述的一種壓力容器鋼12Cr2MolR，其特征在于:具有90%回火貝氏體和10%鐵素體。
4.一種生產(chǎn)如權(quán)利要求1所述150_厚12Cr2MolR壓力容器鋼板的生產(chǎn)工藝，其特征在于:其步驟包括， a.KR鐵水預(yù)處理:使鐵水按質(zhì)量百分比含S彡0.005%, P < 0.080%;要求扒渣徹底，保證渣層厚度小于20mm ； b.轉(zhuǎn)爐冶煉:終點(diǎn)按質(zhì)量百分比含C彡0.06%,出鋼按質(zhì)量百分比含按質(zhì)量百分比含P < 0.015% ； C.吹Il處理:気站一次性加入招線，在IS站要求強(qiáng)吹IS 3min,流量200-500NL/min,鋼液面裸眼直徑控制在300 500mm，離氬站溫度不得低于1570°C ； d.LF精煉環(huán)節(jié):脫氧劑采取電石、鋁線、鋁粒等脫氧為主，白渣成渣后確保白渣保持時(shí)間> 15min ； e.VD精煉:當(dāng)VD真空度達(dá)到67pa后，保壓時(shí)間不小于20min;破真空后調(diào)小氬氣量軟吹大于5min，澆注堅(jiān)持“高溫慢注，低溫快注”原則，以鋼液面不裸露為準(zhǔn)； f.模鑄環(huán)節(jié):確保上線使用前錠模溫度<120°C，中注管上口(盆磚上沿)與鋼包下水口的距離控制在彡140mm，澆注到帽口 1/3位置時(shí)，向每個(gè)錠模內(nèi)添加40Kg碳化稻殼； g.加熱工藝:最高加熱溫度不大于1260°C，IOOO0C以下時(shí)升溫速度100°C/h,不小于1000°C升溫速度不限，保溫時(shí)間為10-13min/cm，保證鋼錠均勻燒透，嚴(yán)禁鋼錠過熱、過燒； h.控軋控冷:采用二階段控制軋制，一階段采用“高溫低速大壓下”軋制，增大應(yīng)力應(yīng)變向鋼板內(nèi)部滲透，使得鋼板內(nèi)部缺陷更容易焊合，同時(shí)可使奧氏體晶粒通過不斷結(jié)晶再細(xì)化；開軋溫度1000-1150°C，輥速20-30rad/min，單道次壓下量40mm-60mm，粗軋階段終軋溫度大于950°C，二階段軋制開軋溫度880-900°C，晾鋼厚度為成品厚度+80 100mm.二階段采取小壓下軋制，累計(jì)壓下率大于50%，終軋溫度800-820°C，軋后通過調(diào)整ACC集管，返紅溫度控制在680-700°C，冷速控制在4-8°C /Ss,可以多次冷卻； .1.堆冷工藝:鋼板堆垛緩冷之前的溫度應(yīng)高于40(TC，鋼板下線后堆冷48h； j.熱處理工藝:熱處理工藝采用正火快冷+回火工藝，正火溫度:930±10°C，保溫時(shí)間2.2-2.4min/mm,冷卻方式為水冷 60_80Ss，回火溫度710± 10°C，保溫時(shí)間4min/mm，出爐后空冷。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種壓力容器鋼12Cr2Mo1R，包含如下質(zhì)量百分比的化學(xué)成分(單位，wt%) C0.10～0.14、Si0.12～0.18、Mn0.45～0.55、P≤0.015、S≤0.005、Cr2.20～2.40、Mo0.95～1.05、Als0.02～0.04，其它為Fe和殘留元素。所述化學(xué)成分的碳當(dāng)量≤0.40。進(jìn)一步提供一種生產(chǎn)150mm厚12Cr2Mo1R壓力容器鋼板的生產(chǎn)工藝，由于本發(fā)明通過合理的成分設(shè)計(jì)、工藝冶煉、模鑄澆注、、控制空冷、熱處理工藝，本發(fā)明生產(chǎn)的150mm厚12Cr2Mo1R壓力容器鋼板強(qiáng)度高、塑性好、韌性強(qiáng)的，該生產(chǎn)工藝能夠減少150mm厚12Cr2Mo1R壓力容器鋼板中合金元素的偏析、疏松等缺陷，改善其淬透性差的弱點(diǎn)。
文檔編號(hào)C22C38/22GK103215512SQ201310083418
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月16日
發(fā)明者楊陽(yáng), 高照海, 楊東, 唐鄭磊, 李亮 申請(qǐng)人:南陽(yáng)漢冶特鋼有限公司