本发明属于钢铁冶炼、轧制及热处理技术，具体涉及到一种特厚抗酸容器钢板的生产方法。
技术背景
抗酸容器钢主要用于石油化工及煤化工行业，多在石油化工炼油炼化脱硫及污水处理设备上使用。其他如油气管道（酸性油气管道高压输送）、电力（核电反应器、电站锅炉）等行业也部分用到抗酸压力容器钢板。近年来，湿h2s环境下引起压力容器及管道的腐蚀、氢致开裂(hic)、h2s应力腐蚀开裂(sscc)等事故率有不断上升的趋势，湿硫化氢环境造成设备破环带来的损失是巨大的，也是当前采油、炼油、化工、煤气生产中最为突出的腐蚀问题和技术难题之一。
随着原油质量的下降以及设备大型化需求，石化行业对于特厚抗酸压力容器用钢的需求将逐年增加，钢板使用厚度不断增大，同时对钢板也提出了越来越严格的质量要求。随着国际上加大能源投入及对油品质量的升级要求，近几年特厚抗酸压力容器钢板需求不断增长。
目前中国使用的抗酸容器钢板除需满足gb/t713-2014的要求外，还需保证钢板经模拟焊后热处理后，其板厚1/2处的力学性能满足标准要求，钢板的抗酸性能满足设计要求，且对低温冲击性能、夹杂物、有害元素、气体含量等提出更高的要求。
在成分设计上，为了保证材料的强度、低温韧性和显微组织要求，需在合理设计c、si、mn成分基础上、严格控制有害元素的含量，并采用cu、cr、ni多元微合金复合设计。控制轧制是在轧制过程中通过对金属加热制度、变形制度和温度制度的合理控制，使热塑性变形与固态相变结合，以获得细小的晶粒组织，使钢材具有优异的综合力学性能的轧制新工艺。它能改善钢材组织晶粒，提高钢板的强度和低温韧度，同时可以节约能源、简化工艺，也可以充分发挥合金元素的作用。钢板轧后采用acc进行加速冷却，可抑制晶粒长大，并可促使合金元素化合物大量弥散析出，起到细晶强化和沉淀强化作用。正火热处理可以细化晶粒、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韧度组合。
技术实现要素：
本发明的目的在于通过合理的成分设计，优化炼钢过程控制，采用控制轧制+控制冷却+正火相结合的方法，生产一种保性能、保探伤、保抗酸（抗hic）性能的特厚抗酸容器钢板。钢板经模拟焊后热处理，板厚1/2处屈服强度富余量在40mpa以上，抗拉强度富余量在25～50mpa，-20℃低温冲击基本在100j以上，钢板抗hic性能优良。
发明的技术方案：
一种特厚抗酸容器钢板的生产方法，采用工艺路线为转炉冶炼→lf精炼→vd真空精炼→模铸→钢锭加热→控制轧制、控制冷却→热处理，其特征在于：钢的化学成分质量百分比为：c=0.15~0.20，si=0.25～0.50，mn=1.20～1.35，p≤0.008，s≤0.002，alt=0.020～0.050，cr≤0.25，cu+ni≤0.5，ca/s=1.2~2.0，其余为fe和残留元素；包括如下工艺步骤：
（1）转炉炼钢：出钢c≥0.08，p≤0.008，出钢温度≥1580℃，炉后喂al线不少于200m，钢水中al≥0.020，全程吹氩状态；
（2）炉外精炼：钢水在lf炉总吹氩时间≥35min，白渣保持时间≥15min；lf炉出站前进行二次脱p，控制p≤0.005；lf炉出站前喂入纯ca线250~300m，ca线量分3次平均喂入，每次间隔30s；钢水出lf前进行软吹氩，时间大于5min；vd（rh）炉在站总吹氩时间≥30min，抽真空，真空度0.5tor以下，保持时间不小于15min；钢水破空后喂入ca线130~170m，喂完后在钢水表面及时平铺保温剂，软吹时间≥15min；钢水出站h≤2.0ppm；
（3）模铸控制：钢水过热度38～42℃，浇注采用高温慢注，低温快注，锭身浇铸采用匀速浇钢，浇注过程全程氩气保护；钢锭下线使用保温罩堆垛缓冷48～72h；
（4）加热：钢锭加热1260～1300℃，均热保温5~13h直至出钢，保证钢锭加热均匀；
（5）轧制：i阶段开轧温度≥1050℃，终轧温度950～980℃，粗轧采用高温大压下慢速轧制，粗轧轧制速度控制在1.0~1.5m/s，粗轧展宽后保证每道次压下量≥40mm；中间坯厚度设置为成品板厚的1.5~2.0倍；ii阶段开轧温度840~880℃，终轧温度800~840℃，每道次压下量≥35mm，累计压下率≥50%；
（6）加速冷却：轧后开冷温度780~800℃，冷速2~5℃/s，返红温度680~720℃；
（7）堆垛缓冷：钢板下线后立即安排入缓冷坑进行堆垛缓冷，堆垛缓冷时间≥36h；
（8）热处理：采用正火工艺，正火温度880~895℃，在炉时间=板厚×1.8~2.0）min。
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，在室温或较低温度下能起到强化作用，随着碳含量增加容易出现碳化物偏析，造成偏析区的硬度与周围组织出现差异，导致hic腐蚀。
si：含量偏高时，焊缝及热影响区的硬度无法控制，同时si元素易偏析于晶粒边界，会助长晶间裂纹的形成。
mn：是固溶强化元素，对提高钢板的强度和韧性均有利，但锰元素是一种易偏析的元素，在保证钢强度的情况下含量宜低。
p：除了形成可引起钢红脆（热脆）和塑性降低的易熔共晶夹杂物外，还对氢原子重新组合过程起抑制作用，使金属增氢效果增加，从而也就会降低钢在酸性的、含硫化氢介质中的稳定性。
s：硫对钢的应力腐蚀开裂稳定性是有害的。随着硫含量的增加，钢的稳定性急剧恶化，主要原因是硫化物夹杂是氢的积聚点，使金属形成有缺陷的组织。同时硫也是吸附氢的促进剂。因此，非金属夹杂物尤其是硫化物含量的降低、分散化以及球化均可以提高钢（特别是高强度钢）在引起金属增氢介质中的稳定性。
ni：提高低合金钢的镍含量，会降低它在含硫化氢溶液中对应力腐蚀开裂的抵抗力，同时通过其在晶粒内的内吸附作用细化铁素体晶粒，提高钢的低温冲击韧度。
cr：它们在热处理后可得到稳定的组织，在一定程度上提高抗酸性能。
cu：铜能加速氢原子的再结合速度，进而减少氢的活动性，提高材料在酸性介质中的耐腐蚀性。
本发明的有益效果：通过选用钢锭以保证压缩比，成分上严格控制各有害元素的含量，通过lf+vd炉外精炼工艺来保证钢质的洁净度；采用控轧控冷+正火热处理使钢的晶粒度达到10～11级，并获得理想的组织类型。通过上述措施的有效实施，成功地生产出了200mm厚保探伤、保力学性能、保抗酸（抗hic）性能的压力容器用钢板q345r（r-hic）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：q345r（r-hic）钢的成分中有害元素控制严格，钢板试样经模拟焊后热处理，其板厚1/2处的屈服强度富余量在20～40mpa，抗拉强度富余量在30～50mpa，-20℃低温冲击值在100j以上，性能稳定、富裕量大，且钢板抗hic性能优良，完全满足标准及设计要求。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
一种特厚抗酸容器钢板的生产方法，采用工艺路线为转炉冶炼→lf精炼→vd真空精炼→模铸→钢锭加热→控制轧制、控制冷却→热处理，其特征在于：钢的化学成分质量百分比为：c=0.15~0.20，si=0.25～0.50，mn=1.20～1.35，p≤0.008，s≤0.002，alt=0.020～0.050，cr≤0.25，cu+ni≤0.5，ca/s=1.2~2.0，其余为fe和残留元素。
包括如下工艺步骤：
（1）转炉炼钢：出钢c=0.09，p=0.006，出钢温度：1620℃，炉后喂al线不得少于200m，要求钢水中al≥0.020，保持全程吹氩状态；
（2）炉外精炼：钢水在lf炉总吹氩时间45分钟，白渣保持时间16min。lf炉出站前进行二次脱p，控制p=0.004%；lf炉出站前根据alt含量喂入纯ca线270m，ca线量分3次平均喂入，每次间隔30s；钢水出lf前进行软吹氩操作，软吹氩时间8min；vd（rh）炉控制：根据钢水温降规律确定vd（rh）炉处理时间，要求vd（rh）炉在站总吹氩时间35min，抽真空，真空度0.4tor，保持时间18min；钢水破空后喂入纯ca线150米，喂完后在钢水表面及时平铺保温剂，软吹时间18min，软吹过程严禁爆吹、钢水裸露等情况。钢水出站定氢，[h]=0.9ppm.
（3）模铸控制：钢水过热度40℃，锭身浇铸速度控制均匀，液面平稳上升，浇注过程全程采用氩气保护。钢锭下线后使用保温罩堆垛缓冷60h。
（4）加热：钢锭加热温度1260～1300℃，钢锭均热保温10h直至出钢，保证钢锭加热均匀。
（5）轧制：i阶段开轧温度≥1050℃，终轧温度950～980℃；钢板轧制要求粗轧采用高温大压下慢速轧制，粗轧轧制速度控制在1.3m/s，粗轧展宽后保证每道次压下量≥40mm；中间坯厚度设置为350mm；ii阶段开轧温度850℃，终轧温度830℃，每道次压下量≥35mm，累计压下率≥50%；
（6）加速冷却：轧后开冷温度780~800℃，冷速3.5℃/s，返红温度690~700℃；
（7）钢板下线后立即安排入缓冷坑进行堆垛缓冷，堆垛缓冷时间42h；
（8）热处理：采用正火工艺，正火温度：880~895℃；在炉时间360min；
根据上述方法试验的实施例q345r（r-hic）成品钢，化学组成如表1所示。钢板头尾试样经模拟焊后热处理后的力学性能检测结果如表2所示，表2中试样模拟焊后热处理工艺为590℃×14h，表中t为钢板厚度。抗酸（抗hic）性能检测结果如表3所示。表3中：clr为裂纹长度率，ctr为裂纹厚度率，csr为裂纹敏感率。
表1实施例化学组成（wt.%）
表2实施例力学性能检测结果
表3实施例抗酸（抗hic）性能检测结果
样品按gb/t8650标准进行hic试验：试验温度25℃，试验溶液为a溶液，h2s通入至饱和，初始ph=2.74，试验结束时ph=3.91，试验时间为96h。试验结束后将每组试样检测面进行金相抛光后在显微镜下放大100倍观察，未发现任何裂纹。
本发明生产的保探伤、保力学性能、保抗酸（抗hic）性能的200mm厚q345r(r-hic)钢板，其产品表面质量优良，外检合格率100%，i级探伤合格率100%，性能合格率100%。钢板头尾试样经模拟焊后热处理，板厚1/2处屈服强度富余量在40mpa以上，抗拉强度富余量在25～50mpa，-20℃冲击基本在100j以上，钢板抗hic性能优良。综上，q345r(r-hic)产品完全满足中国gb/t713-2014和抗酸容器钢的相关技术要求。