一种压力容器用钢板q420r钢的生产方法

文档序号:9612010阅读:453来源:国知局
一种压力容器用钢板q420r钢的生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于钢铁冶炼及社制技术,具体设及到一种压力容器用钢板Q420R钢的生 产方法。 技术背景
[0002] Q420R为中国标准GB713-2014中新增的钢种,正火状态交货,主要用于制作车辆 邸罐、槽罐等压力容器,钢板厚度规格为10~30mm。车辆邸罐在轻量化设计的基础上,要求 材料具有较高的强度和低溫初性。目前在国际上有相同类别的钢种,如美国标准ASTMA612 所对应的钢种。
[0003] 在成分设计上,为了保证材料的强度、低溫初性和显微组织要求,需在C、Si、Μη成 分基础上、控制有害元素的含量,并采用Nb、V、Ti多元微合金复合设计。控制社制是在社制 过程中通过对金属加热制度、变形制度和溫度制度的合理控制,使热塑性变形与固态相变 结合,W获得细小的晶粒组织,使钢材具有优异的综合力学性能的社制新工艺。它能改善钢 材组织晶粒,提高钢板的强度和低溫初度,同时可W节约能源、简化工艺,也可W充分发挥 合金元素的作用。正火热处理可W细化晶粒、均匀组织,消除内部缺陷及内应力,从而使得 钢产品在正火后得到优良的强度和初度组合。

【发明内容】

[0004] 本发明的目的是提供一种压力容器用钢板Q420R钢的生产方法,采用转炉冶炼+ 炉后精炼+连铸+控制社制+正火热处理相结合的方法生产10mm~30mm保性能、保探伤的 压力容器用钢板Q420R钢。钢板屈服强度富余量在20~40Mpa,抗拉强度富余量在30~ 50Mpa,-20°C低溫冲击性能稳定、富裕量大。
[000引发明的技术方案: 一种压力容器用钢板Q420R钢的生产方法,采用工艺路线为:转炉冶炼一LF精炼一VD真空精炼一连铸一板巧加热一控制社制一热处理。钢的化学成分质量百分比(wt%)为: C=0. 17 ~0. 20,Si《0. 50,Mn=l. 50 ~1. 70,P《0. 015,S《0. 005,Alt=0. 020 ~0. 050, 佩=0. 030 ~0. 045,V=0. 050 ~0. 070,Ni=0. 25~0. 40,Ti=0. 010~0. 020 ;其余为化和残留 兀素。
[0006] 包括如下工艺步骤: a. 转炉冶炼:控制出钢C> 0. 05%,P《0. 010% ;避免出钢过程下渣; b. LF精炼:白渣保持时间在20minW上追制P《0. 015% ; C.VD真空精炼:在《67化下的保真空时间> 23min;VD破空后进行巧处理; d. 连铸:采用断面为260mm,实行全程保护诱铸,诱注溫度按液相线溫度+ (15~ 25°C)控制; e. 板巧加热:板巧在步进炉中进行加热,溫度控制在1150~1250°C; f. 控制社制:采用CR方式社制,开社溫度1000~1150°C; -阶段终社溫度> 950°C, 保证后Ξ道次压下率在17%W上;二阶段开社溫度在880~910°C,精社累计压下率> 48%,终 社溫度> 800°C; g.热处理:采用正火工艺,正火溫度870~890°C,保溫时间1. 3~1. 7min/mm。
[0007] 发明原理及化学元素用量控制机理: C:碳元素在合金钢中,常与其它合金元素形成碳化物,在室溫或较低溫度下能起到强 化作用。
[0008]Si:对提高钢的强度有帮助。
[0009]Μη:是固溶强化元素,对提高钢板的强度和初性均有利。
[0010] Ρ:为降低冷脆倾向,含量应尽量低。
[0011] S:不利上平台能量和初性的提高,且有热裂倾向,含量应尽量低。
[0012] Nb:在钢中与氮、碳有极强的亲合力,可与之形成极稳定的Nb(C,Ν)化合物。沿奥 氏体晶界弥散分布的Nb(C,N)粒子,可W大大提高原始奥氏体晶粒粗化溫度,从而细化了 铁素体晶粒,提高低溫初性和强度。
[0013]V:有较强的细化晶粒效果,可提高钢的强度和初性,减小过热敏感性,提高热稳定 性。
[0014]Ni:在钢中为纯固溶元素,它与铁W互溶形式存在于α和丫铁相中,通过其在晶 粒内的内吸附作用细化铁素体晶粒,提高钢的低溫冲击初度。
[0015] 本发明通过选用大断面连铸巧W保证压缩比,成分上严格控制各有害元素的含 量,通过LF+VD工艺来保证钢质的洁净度;采用控社+正火处理使钢的晶粒度达到10. 0~ 11.0级。通过上述措施的有效实施,成功地生产出了 10mm~30mm保探伤、保力学性能的压 力容器用钢板Q420R钢。本发明通过从转炉冶炼到钢板热处理的整个过程严格按上述生产 工艺执行,获得产品的实物质量各项性能优良:钢板屈服强度富余量在25~60Mpa,抗拉强 度富余量在30~50Mpa,-20°C低溫冲击性能稳定、富裕量大,并能保证-40°C冲击满足标准 要求。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合实施例对本发明做进一步说明。
[0017] 厚度为10mm~30mm保探伤、保力学性能的压力容器用Q420R钢板,采用工艺路 线为:转炉冶炼一LF精炼一VD真空精炼一连铸一板巧加热一控制社制一热处理。钢的化 学成分质量百分比(wt.%)如下:C=0. 17 ~0.20,Si《0.50,Mn=l. 50 ~1.70,P《0.015, S《0.005,Alt=0. 020 ~0. 050,Nb=0. 030 ~0. 045,V=0. 050 ~0. 070,Ni=0. 25~0. 40, Ti=0. 010~0. 020;其余为化和残留元素。
[0018] 包括如下工艺步骤: a. 转炉冶炼:确保出钢C> 0. 05%,P《0. 006%,出钢溫度> 1580°C;避免出钢过程下 渣; b. LF精炼:确保白渣保持时间控制在20minW上追制P《0. 015% ; C.VD真空精炼:在《67化下的保真空时间> 23min;VD破空后进行巧处理;d.连铸:连铸采用断面为260mm,连铸实行全程保护诱铸,诱注溫度按液相线溫度+ (15~25°C)控制; e. 板巧加热:板巧在步进炉中进行加热,溫度控制在1150~1250°C; f. 控制社制:采用CR方式社制,开社溫度1000~115(TC;-阶段终社溫度> 950°C, 保证后Ξ道次压下率在17%W上;二阶段开社溫度在880~910°C,精社累计压下率> 48%,终 社溫度> 800°C; g. 热处理:采用正火工艺,正火溫度870~890°C,保溫时间1. 3~1. 7min/mm。
[0019] 根据上述方法试验的2个实施例Q420R成品钢,化学组成如表1,力学性能检测结 果如表2所示。
[0020] 表1实施例化学组成(wt.%)
使用本发明所述方法生产的产品表面质量优良,外检合格率100%,I级探伤合格率 100%,性能合格率100%,钢板屈服强度富余量在25~60Mpa,抗拉强度富余量在30~ 50Mpa,-20°C低溫冲击性能稳定、富裕量大,并能保证-40°C冲击满足要求,产品完全满足 GB713-2014 中Q420R钢的要求。
【主权项】
1. 一种压力容器用钢板Q420R钢的生产方法,其特征在于:钢的化学成分质量百分比 为C=0. 17 ~0· 20,Si彡 0· 50,Μη=1· 50 ~1. 70,P彡 0· 015,S彡 0· 005,Alt=0. 020 ~0· 050, Nb=0. 030 ~0· 045,V=0. 050 ~0· 070,Ni=0. 25~0· 40,Ti=0. 010~0· 020,其余为Fe和残留 元素; 包括如下工艺步骤: a. 转炉冶炼:控制出钢C彡0. 05%,P彡0. 010% ;避免出钢过程下渣; b. LF精炼:白渣保持时间在20min以上;控制P彡0. 015% ; c. VD真空精炼:在彡67Pa下的保真空时间彡23min;VD破空后进行钙处理; d. 连铸:采用断面为260mm,实行全程保护浇铸,浇注温度按液相线温度+ (15~25°C) 控制; e. 板坯加热:板坯在步进炉中进行加热,温度控制在1150~1250°C; f. 控制乳制:采用CR方式乳制,开乳温度1000~1150°C;-阶段终乳温度> 950°C, 保证后三道次压下率在17%以上;二阶段开乳温度在880~910°C,精乳累计压下率> 48%,终 乳温度彡800°C; g. 热处理:采用正火工艺,正火温度870~890°C,保温时间1. 3~1. 7min/mm。
【专利摘要】一种压力容器用钢板Q420R钢的生产方法,采用工艺路线为转炉冶炼→LF精炼→VD真空精炼→连铸→板坯加热→控制轧制→热处理。钢的化学成分质量百分比为C=0.17~0.20,Si≤0.50,Mn=1.50~1.70,P≤0.015,S≤0.005,Alt=0.020~0.050,Nb=0.030~0.045,V=0.050~0.070,Ni=0.25~0.40,Ti=0.010~0.020,其余为Fe和残留元素。本发明方法生产10mm~30mm保探伤、保力学性能的压力容器用钢板Q420R钢,产品表面质量优良,外检合格率100%,I级探伤合格率100%,性能合格率100%。钢板屈服强度富余量在25~60Mpa,抗拉强度富余量在30~50Mpa;钢板-20℃低温冲击性能稳定、富裕量大,并能保证-40℃冲击满足要求,产品完全满足GB713-2014中Q420R钢的要求。
【IPC分类】C21D8/02, C22C38/12, C22C38/08, C22C38/04, C22C38/14, C22C33/04
【公开号】CN105369131
【申请号】CN201510760658
【发明人】徐琛, 张勇伟, 杨建华, 谭小斌, 张计谋, 刘丹, 杨文志, 龙渊
【申请人】湖南华菱湘潭钢铁有限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年11月10日
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