一种合金结构钢12Cr1MoV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，具体涉及到一种合金结构钢12CrIMoV钢板及其生 产方法。
【背景技术】
[0002] 12CrIMoV属于合金结构钢，广泛用于各种高压、超高压、亚临界电站锅炉等设备工 作温度不超过570?585°C的过热钢管、导管、蛇形管。
[0003] 目前国内生产厂家主要采取连铸或模铸生产，由于此类钢种所使用环境恶劣，对 内部质量及强度要求严，生产过程中经常出现高温强度低、焊接性能差的问题。
【发明内容】
[0004] 针对上述问题，经过试验摸索，获得了一种厚度12mm-120mm合金结构钢12CrlMoV 钢板及其生产方法，从而完成了本发明。
[0005] 因此，本发明的目的在于提供一种厚度12mm-120mm合金结构钢12CrlMoV钢板。
[0006] 本发明的另一目的在于提供一种厚度12mm-120mm合金结构钢12CrlMoV钢板的 生产方法。
[0007] 为达到上述第一个目的，本发明采取的技术方案中厚度在12mm-120mm合金结构 钢12CrlMoV钢板包含如下质量百分比的化学成分（单位，wt%): C :0· 08 ?0· 15、Si :0· 17 ?0· 37、Mn :0· 4 ?0· 7、P :彡 0· 018、S :彡 0· OKKCr :0· 9 ? 1.2，M〇:0. 25?0. 35 ;V:0. 15?0. 3,其它为Fe和残留元素。
[0008] 为达到上述目的，本发明采取的生产方法包括：KR铁水预处理、转炉冶炼、LF精 炼、浇注、钢坯加热、乳制、缓冷、热处理等工艺控制。
[0009] KR铁水预处理工艺：到站铁水必须扒前渣与扒后渣，保证液面渣层厚度彡30mm， 铁水经KR搅拌脱硫后保证铁水S彡0. 010%，保证脱硫周期彡21min、脱硫温降彡30°C。
[0010] 转炉冶炼工艺：入炉铁水S < 0. 010%、P < 0. 080%，铁水温度彡1270 °C，铁水 装入量误差按±2t来控制，废钢严格采用优质边角料，过程枪位按前期1. 0-1. 3m、中 期I. 2-1. 6m、后期1. 0-1. Im控制，造渣碱度R按2. 5-4. 0控制，出钢目标P彡0. 018%、 C彡0. 05%、S < 0. 012%，出钢过程中向钢包内硅铝钡钙、硅铝铁等脱氧剂。出钢结束前采用 挡渣锥挡渣，保证渣层厚度< 30mm，转炉出钢过程中要求全程吹氩。
[0011] 吹氩处理工艺：氩站加入错线，在氩站要求强吹氩3min-5min，流量200-500NL/ min，钢液面裸眼直径控制在300?500mm，离氩站温度不得低于1570°C。
[0012] 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2. 5-6. 0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6-12min、二加热6-10min，二加热过程中要求根据造渣情 况，补加脱氧剂。离站前加入硅钙线，加硅钙线前必须关闭氩气，钢水离站温度1610±15°C (不过真空炉温度1565±15°C)。
[0013] VD精炼工艺：大于50mm钢板必须过真空，VD真空度必须达到67Pa以下，保压时间 必须多15min，破真空后软吹2-5min或不吹，软吹过程中钢水不得裸露。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。
[0014] 连铸工艺：中包过热度15±10°C，拉速：0. 7-1. Om/min，连铸浇钢要求全程保护浇 铸，中包浇注过程中必须保证钢液面不见红。浇钢过程中合理控制塞棒吹氩量，保证结晶器 液面波动轻微。铸坯下线后要求堆冷多24h。
[0015] 加热工艺：加热温度及加热时间如下：预热段温度900-1100°C，加热段温度 1220-1260°C，保温段温度 1180-1240°C，加热速度：9-13min/cm ; 控轧控冷 开轧温度1050°C?1150°C，一阶段终轧温度在980°C?1050°C，待温厚度为成品厚度 的1. 6?3倍。二阶段开轧温度彡950°C ;二阶段保证累计压下率彡50% ;终轧温度：a :厚 度彡12?40_的终轧温度控制在820?880°C之间，b :厚度彡40?120_的终轧温度控 制在800?860°C之间； 由于轧后缓冷易使晶粒长大，并且组织中的C、Mn等合金固溶量有限，因此要控制适 当的冷却速度。为了获得优良的综合力学性能，根据板厚的不同，乳后采用不同的层流冷 却，通过调整冷却集管组数，确保返红温度：a :厚度多16?30mm的返红温度控制在680? 750°C之间，b :厚度彡30?60mm的泛红温度控制在670?740°C之间。c :厚度彡60? 120mm的泛红温度控制在660?730°C之间。
[0016] 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，改善钢板内部质量。钢板堆垛缓冷工艺如 下；堆垛缓冷温度不低于300°C，堆冷时间多24小时； 正火工艺：温度970± 15°C，保温时间I. 8-2. 2min/mm ;回火温度750°C ± 15°C，保温时 间 3-4min/mm〇
[0017] 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、乳制及 正火处理等工艺有效实施，成功地研制出了 12mm-120mm厚合金结构钢12CrlMoV钢板，其屈 服强度与国标相比富裕量控制在30?60MPa，抗拉强度与国标相比富裕量控制在40?70 MPa ;伸长率与国标相比富裕量控制在2%-6% ; V型冲击功与国标相比富裕量控制在100? 250J〇
【具体实施方式】
[0018] 本发明采用转炉冶炼、连铸浇注，3800m宽厚板轧机轧制的方法生产12mm-120mm 厚合金结构钢12CrlM〇V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)、连铸、钢坯堆冷、加热、乳制、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。
[0019] 实施方式如下： 本发明采取的技术方案中厚度在12mm-120mm厚合金结构钢12CrlM〇V钢板包含如下质 量百分比的化学成分（单位，wt%) : C :0· 08?(λ 15、Si :0· 17?(λ 37、Mn :0· 5?(λ 7、P : 彡 0· 018、S :彡 0· 010、Cr :1. O ?L 2, Μο:0· 25 ?0· 35 ;V :0· 17 ?0· 3,其它为 Fe 和残留 元素。
[0020] KR铁水预处理工艺：到站铁水必须扒前渣与扒后渣，保证液面渣层厚度彡30mm， 铁水经KR搅拌脱硫后保证铁水S彡0. 010%，保证脱硫周期彡21min、脱硫温降彡30°C。
[0021] 转炉冶炼工艺：入炉铁水S < 0. 010%、P < 0. 080%，铁水温度彡1270 °C，铁水 装入量误差按±2t来控制，废钢严格采用优质边角料，过程枪位按前期1. 0-1. 3m、中 期I. 2-1. 6m、后期1. 0-1. Im控制，造渣碱度R按2. 5-4. 0控制，出钢目标P彡0. 018%、 C彡0. 05%、S < 0. 012%，出钢过程中向钢包内硅铝钡钙、硅铝铁等脱氧剂。出钢结束前采用 挡渣锥挡渣，保证渣层厚度< 30mm，转炉出钢过程中要求全程吹氩。
[0022] 吹氩处理工艺：氩站加入错线，在氩站要求强吹氩3min-5min，流量200-500NL/ min，钢液面裸眼直径控制在300?500mm，离氩站温度不得低于1570°C。
[0023] 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2. 5