一种压力容器用钢13MnNiMoR钢板及其生产方法
【专利摘要】本发明提供了一种100mm-150mm厚度压力容器钢13MnNiMoR钢板的生产方法，其包含如下质量百分比的化学成分：C：0.09～0.14、Si：0.20～0.45、Mn：1.30～1.50、P：≤0.018、S：≤0.005、Cr+Mo+Ni：≤1.5、Nb：0.08～0.18、Als：0.15～0.40，其它为Fe和残留元素。其生产方法包括：转炉冶炼、LF精炼、真空精炼、锭模浇注、钢锭加热、轧制、缓冷、热处理等工艺控制。通过合理的化学成分设计，LF+VD工艺来保证钢质的洁净度，并通过加热、轧制及调质处理等工艺有效实施，成功地开发出了100mm-150mm厚度压力容器钢13MnNiMoR钢板，其屈服强度控制在400～460MPa，抗拉强度控制在580～670MPa，伸长率控制在20%-24%；0℃冲击功控制在100～190J，400℃高温屈服强度在310～380MPa。
【专利说明】—种压力容器用钢13MnNiMoR钢板及其生产方法
【技术领域】
[0001]本发明属于中厚板生产领域，具体涉及到一种压力容器用钢13MnNiMoR钢板及其
生产方法。
【背景技术】[0002]13MnNiMoR国标GB713-2008中一种中温中压锅炉和压力容器用钢，为可焊接细晶结构钢，热强性能高，抗裂纹扩展敏感性好，被广泛用以制造高压锅炉汽包、核能容器及其他耐高压容器等。
【发明内容】
[0003]针对上述问题，经过本人摸索，获得了一种100mm-150mm厚度压力容器钢13MnNiMoR的生产方法，从而完成了本发明。
[0004]因此，本发明的目的在于提供一种100mm-150mm厚度压力容器用钢13MnNiMoR钢板。
[0005]本发明的另一目的在于提供一种100mm-150mm厚度压力容器钢13MnNiMoR钢板的
生产方法。
[0006]为达到上述第一个目的，本发明采取的技术方案中厚度在100mm-150mm压力容器用钢13MnNiMoR钢板包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%):
C:0.09 ~0.14,Si:0.20 ~0.45,Mn:1.30 ~1.50,P:≤ 0.018,S:≤ 0.005、Cr+Mo+Ni:(1.5, Nb:0.08 ~0.18, Als:0.15 ~0.40，其它为 Fe 和残留元素。
[0007]为达到上述目的,本发明采取的生产方法包括:转炉冶炼、LF精炼、真空精炼、锭模浇注、钢锭加热、轧制、缓冷、热处理等工艺控制。
[0008]通过合理的化学成分设计，LF+VD工艺来保证钢质的洁净度，并通过加热、轧制及调质处理等工艺有效实施，成功地开发出了 100mm-150mm厚度压力容器钢13MnNiMoR钢板，其屈服强度控制在400~460MPa，抗拉强度控制在580~670 MPa,;伸长率控制在20%-24% ； (TC冲击功控制在100~190J，400°C高温屈服强度在310~380MPa。
【具体实施方式】
[0009]本发明采用转炉冶炼、模铸浇注，3800m宽厚板轧机轧制的方法生产100mm-150mm厚度压力容器钢13MnNiMoR钢板。其工艺流程为:优质铁水、KR铁水预处理、100/120吨顶底复吹转炉、LF炉精炼、真空脱气处理、钢锭堆冷24— 60小时、均热炉、3800mm轧机、ACC层流冷却、11辊热矫直机、堆冷、精整、正火+回火、性能检验、外检、探伤、入库。
[0010]实施方式如下:
本发明采取的技术方案中厚度在100mm-150mm厚度压力容器钢13MnNiMoR钢板包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%):C:0.09~0.14、Si:0.20~0.45、Mn:1.30~
1.50、P:≤ 0.018、S..( 0.005、Cr+Mo+N1:≤ 1.5、Nb:0.08 ~0.18、Als:0.15 ~0.40，其它为Fe和残留元素。
[0011]KR铁水预处理工艺:到站铁水必须扒前渣与扒后渣，保证液面渣层厚度≤15mm,铁水经KR搅拌脱硫后保证铁水S ( 0.004%，保证脱硫周期≤20min、脱硫温降≤15°C。
[0012]转炉冶炼工艺:入炉铁水S≤0.004%、P≤0.050%,铁水温度≤1280 V，铁水装入量误差按±lt来控制，废钢严格采用优质边角料，过程枪位按前期1.1-1.4m、中期1.3-1.7m、后期0.9-1.0m控制，造渣碱度R按2.4-3.9控制，出钢目标P≤0.012%、C≤0.06%、S^0.010%,出钢过程中向钢包内硅铝钡钙、锰铁合金、硅铁合金和石灰、萤石。出钢前用挡渣塞挡前渣出钢，出钢结束前采用挡渣锥挡渣，保证渣层厚度< 25mm，转炉出钢过程中要求全程吹氩。
[0013]吹氩处理工艺:氩站一次性加入铝线，在氩站要求强吹氩2.5min,流量250-450NL/min，钢液面裸眼直径控制在250~550mm，离氩站温度不得低于1575°C。
[0014]LF精炼工艺:精炼过程中全程吹氩，吹氩强度根据不同环节需要进行调节。加入精炼渣料，碱度按4.1-6.2控制，精炼脱氧剂以电石、铝粒、硅铁粉为主，加入量根据钢水中氧含量及造白渣情况适量加入。加热过程根据节奏富余和温度情况选择适当电流进行加热，加热时间按两次控制，一加热8-llmin、二加热7_9min, 二加热过程中要求根据造洛情况，补加脱氧剂，并要求粘渣次数大于5次。离站前加入硅钙线，加硅钙线前必须关闭氩气，上钢温度1610±15°C。
[0015]VD精炼工艺:VD真空度必须达到67Pa以下，保压时间必须≥16min，破真空后软吹3-5min，软吹过程中钢水不得裸露。正常在线包抽真空时间:(抽真空前钢水温度一目标离站温度)/1.7m in。覆盖剂，保证铺满钢液面，加覆盖剂前必须关闭氩气，上钢温度1565±15°C。
模铸工艺:过热度控制在28-32°C，本体浇注时间ll_19min，帽口浇铸时间3_5min，保护渣按照72kg/支进行添加，7.5h后脱帽，IOh后脱锭。
[0016]加热工艺:钢锭入炉后焖钢2h，10000C以下升温速度小于70°C /h, 1000°C以上升温速度小于90°C /h，钢锭最高加热温度控制在≤12300C ；
控轧控冷
采用两阶段轧制，一阶段开轧温度1000°C~1100°C，采用高温低速大压下轧制，道次压下量为25~35mm，二阶段开轧温度≤900°C，终轧温度820~860°C ；
堆冷工艺:采用高温堆冷工艺可有效避免因快速冷却产生的残余应力，同时可大大降低钢板中氢的含量，充分实现热扩散效果，改善钢板探伤缺陷。钢板堆垛缓冷工艺如下；堆垛缓冷温度不低于400°C，堆冷时间> 36小时；
调质工艺:正火温度910-930°C，保温时间1.8min/mm，回火保温温度630-690°C，保温时间 4~5mi n/mm ；
结果分析
机械力学性能分析
成份及机械力学性能按GB/T223、GB/T228、GB/T232、GB/T229 GB/T4338进行检验，机械性能具体见下表。
【权利要求】
1.一种压力容器钢13MnNiM0R钢板，其特征在于所述钢板包含如下质量百分比的化学成分:
C:0.09 ~0.14,Si:0.20 ~0.45,Mn:1.30 ~1.50,P:≤ 0.018,S:≤ 0.005、Cr+Mo+Ni:(1.5, Nb:0.08 ~0.18, Als:0.15 ~0.40，其它为 Fe 和残留元素。
2.一种如权利要求1所述压力容器钢13MnNiMoR钢板的生产方法，其特征在于该生产方法包括:转炉冶炼、LF精炼、真空精炼、锭模浇注、钢锭加热、轧制、缓冷、热处理工艺控制；KR铁水预处理工艺:到站铁水必须扒前渣与扒后渣，保证液面渣层厚度≤15mm，铁水经KR揽祥脱硫后保证铁水S ≤ 0.004%，保证脱硫周期≤20min、脱硫温降≤15 C;转炉冶炼工艺:入炉铁水S≤0.004%、P≤0.050%，铁水温度≥1280°C，铁水装入量误差按±lt来控制，废钢严格采用优质边角料，过程枪位按前期1.1-1.4m、中期1.3-1.7m、后期0.9-1.0m控制，造渣碱度R按2.4-3.9控制，出钢目标P≤0.012%, C≥0.06%, S ≤ 0.010%，出钢过程中向钢包内硅铝钡钙、锰铁合金、硅铁合金和石灰、萤石；出钢前用挡渣塞挡前渣出钢，出钢结束前采用挡渣锥挡渣，保证渣层厚度≤ 25mm，转炉出钢过程中要求全程吹氩；吹氩处理工艺:氩站一次性加入铝线，在氩站要求强吹氩2.5min，流量250_450NL/min，钢液面裸眼直径控制在250~550mm，离氩站温度不得低于1575°C ;LF精炼工艺:精炼过程中全程吹氩，吹氩强度根据不同环节需要进行调节；加入精炼渣料，碱度按4.1-6.2控制，精炼脱氧剂以电石、铝粒、硅铁粉为主，加入量根据钢水中氧含量及；加热过程根据节奏富余和温度情况选择适当电流进行加热，加热时间按两次控制，一加热8-llmin、二加热7_9min，二加热过程中要求根据造渣情况，补加脱氧剂，并要求粘渣次数大于5次；离站前加入硅钙线，加硅钙线前必须关闭氩气，上钢温度1610±15°C ;VD精炼工艺:VD真空度必须达到67Pa以下，保压时间必须≥ 16min，破真空后软吹3-5min，软吹过程中钢水不得裸露；保证铺满钢液面，加覆盖剂前必须关闭氩气，上钢温度1565±15°C ;模铸工艺:过热度控制在28-32°C，本体浇注时间ll-19min，帽口浇铸时间3_5min，保护渣按照72kg/支进行添加，7.5h后脱帽，IOh后脱锭；加热工艺:钢锭入炉后焖钢2h，10000C以下升温速度小于70 V /h, 10000C以上升温速度小于90°C /h，钢锭最高加热温度控制在≤ 1230°C ;控轧控冷:采用两阶段轧制，一阶段开轧温度1000°C~1100°C，采用高温低速大压下轧制，道次压下量为25~35mm，二阶段开轧温度≤ 90(TC，终轧温度820~860°C ;钢板堆垛缓冷工艺如下；堆垛缓冷温度不低于400°C，堆冷时间≥36小时；调质工艺:正火温度910-930°C，保温时间1.8min/mm,回火保温温度630-690°C，保温时间4-5min/mm。
【文档编号】C22C38/26GK103725955SQ201310736922
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】朱书成, 许少普, 李忠波, 刘庆波, 康文举 申请人:南阳汉冶特钢有限公司