CN102080186A - 压力容器用无裂纹钢q245r中厚板及生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种压力容器用无裂纹钢Q245R中厚板及生产方法,它包含如下质量百分比的化学成分(单位,wt%):C:≤0.20、Si:≤0.35、Mn:0.70~1.00、P:≤0.015、S:≤0.010、微合金化元素(V+Nb+Ti):≤0.080、Als:≥0.020,其它为Fe和残留元素。本发明采取洁净钢工艺控制,全程保护浇铸,使生产过程尽可能少吸氮,并且加入适量的硅钙线,对硫化物进行改性处理,确保五大有害元素(S、P、N、H、O)控制在150ppm以下;二是在成分中添加微合金元素Ti,使钢中Al含量不受国标限制,既降低了易产生裂纹的Al含量,又起到了细化晶粒的效果。
Description
技术领域
本发明涉及到钢材生产技术领域,具体涉及到一种压力容器用无裂纹钢Q245R中厚板及生产方法。
背景技术
鉴于锅炉容器板使用条件的特殊性,对钢板表面质量要求很严格,而我厂生产的Q245R裂纹较为严重,部分钢板需修磨处理,并且少部分钢板外检裂纹达到次品的程度,严重影响了企业的效益。
发明内容
为达到上述目的,本发明提供一种表面无裂纹、保探伤、保性能的压力容器用无裂纹钢Q245R中厚板及生产方法。
一种压力容器用无裂纹钢Q245R中厚板,它包含如下质量百分比的化学成分(单位,wt%):C:≤0.20、Si:≤0.35、Mn:0.70~1.00、P:≤0.015、S:≤0.010、微合金化元素(V+Nb+Ti):≤0.080、Als:≥0.020,其它为Fe和残留元素。
上述化学元素的作用分析如下:C:是钢中最基础的强化元素,提高强度,但C影响钢的焊接性能和影响韧性。综合考虑,碳的含量尽量控制的低一些。Si:是固溶强化元素,对提高钢板的强度有利。Mn:是固溶强化元素,对提高钢板的强度和韧性均有利。P:对焊接不利,且具有一定的冷脆性,在本钢种中属于有害元素,应控制的尽量低。S:易形成MnS类夹杂物,具有一定的热脆性,在本钢种中属于有害元素,应控制的尽量低。Ti:在钢中能够与C、N结合,形成微细碳化物或碳氮化物,能起细化晶粒和弥散强化(固氮)作用,从而达到有效提高钢材的强韧性的综合效果。Al:可以起到强脱氧和细化晶粒强化作用,但钢中Al又容易与N结合,在奥氏体晶界出形成AlN,使钢板在矫直过程中产生裂纹。
为达到上述目的,本发明采取的生产方法包括以下步骤:铁水KR脱硫、转炉冶炼、LF精练、连铸(250mm断面)浇注、铸坯入缓冷坑缓冷32h、送至轧钢3800线、铸坯加热、除鳞、3800轧机轧制、ACC冷却、矫直、钢板堆冷、外检、探伤、正火热处理,在所述转炉冶炼步骤中,出钢碳≥0.05%,出钢P≤0.015%,S≤0.015%;点吹次数小于2次,避免出钢过程下渣。
在所述LF精炼步骤中,进行成分微调,保证V、Ti、Nb,Als成分达到目标范围。
本发明采用250mm连铸浇注、3800mm轧机轧制、正火热处理工艺开发并批量生产了20-50m厚Q245R锅炉压力容器用钢板,使公司Q245R锅炉压力容器用钢中厚板裂纹发生率由8月份(原来)的12.84%降低9月份的1.33%直至10、11月份的0.5%以下。本发明通过进行合理的成分设计、工艺路线设计,解决了中厚压力容器用钢板Q245R表面裂纹发生率的问题,检测结果表明,外检合格率、性能综合合格率均达到99.2%以上。本发明的难点在于,压力容器用钢的Alt国标要求≥20%,而钢中Alt过高又会与N结合生成AlN增大裂纹产生的几率;炉炉做N,耗时较长,不利于大批量生产。因此本发明一是采取洁净钢工艺控制,全程保护浇铸,使生产过程尽可能少吸氮,并且加入适量的硅钙线,对硫化物进行改性处理,确保五大有害元素(S、P、N、H、O)控制在150ppm以下;二是在成分中添加微合金元素Ti,使钢中Al含量不受国标限制,既降低了易产生裂纹的Al含量,又起到了细化晶粒的效果。
具体实施方式
实施例一见表1
表1特厚Q245R成分设计
实施例二见表2C:≤0.20、Si:≤0.35、Mn:0.70~1.00、P:≤0.015、S:≤0.010、微合金化元素(V+Nb+Ti):≤0.10、Als:≥0.005,其它为Fe和残留元素。
表2特厚Q245R成分设计
实施例三见表3
表3特厚Q245R成分设计
机械力学性能标准参考GB 713-2008,钢板的尺寸、外形及允许偏差参考GB/T709
压力容器钢对表面质量要求较高,因此选取合理的工艺生产路线和合适的成分设计就显的尤为重要。合理选用微合金化元素Ti,充分发挥细晶强化与固氮的双重效果,在确保表面质量的前提下,使压力容器板的各项性能指标达到GB 713-2008和GB/T709的要求。
转炉冶炼,按洁净钢冶炼工艺标准进行控制,出钢碳≥0.05%,出钢P≤0.015%,S≤0.012%;点吹次数不得大于2次,避免出钢过程下渣。LF精炼,采取大渣量进行造渣,确何白渣保持时间控制在15min以上;杜绝渣稀现象;严格按照吹氩标准执行吹氩操作,禁止暴吹。连铸浇注,严格按设定的Q245R中厚板浇注工艺控制,坚持“高温慢注、低温快注”原则。
具体浇注工艺要求见表4。
表4连铸浇铸工艺
轧制部分,通过优化加热与轧制工艺,确保组织均匀,晶粒细化。
Q245R实际成分控制见表5,整体成分控制比较稳定,符合原设计思想,满足Q245R成分设计要求。
表5Q245R压力容器实际成分控制
钢种 | C(%) | Si(%) | Mn(%) | P(%) | S(%) | V+Nb+Ti(%) | Als(%) | |
Q245R | 范围 | 0.13-0.16 | 0.15-0.30 | 0.60-0.80 | ≤0.015 | ≤0.005 | V+Nb+Ti<0.06 | <0.030 |
本工艺已经生产20-60mm厚Q245R钢板轧制1152块钢板,外检一次合格率达到99.22%,其中9块外检计划外,裂纹原因的计划外有4块,其余为表面压坑、折叠等原因导致。性能指标方面全部满足了GB 713-2008Q245R的的国标要求,并且富裕量都较大。因此,本工艺完全达到设计要求。
Claims (3)
1.一种压力容器用无裂纹钢Q245R中厚板,其特征在于:它包含如下质量百分比的化学成分(单位,wt%):C:≤0.20、Si:≤0.35、Mn:0.70~1.00、P:≤0.015、S:≤0.010、微合金化元素(V+Nb+Ti):≤0.080、Als:≥0.020,其它为Fe和残留元素。
2.如权利要求1所述的压力容器用无裂纹钢Q245R中厚板的生产方法,它包括以下步骤:铁水KR脱硫、转炉冶炼、LF精练、连铸(250mm断面)浇注、铸坯入缓冷坑缓冷32h、送至轧钢3800线、铸坯加热、除鳞、3800轧机轧制、ACC冷却、矫直、钢板堆冷、外检、探伤、正火热处理;其特征在于:在所述转炉冶炼步骤中,出钢碳≥0.05%,出钢P≤0.015%,S≤0.015%;点吹次数小于2次,避免出钢过程下渣。
3.如权利要求1所述的压力容器用无裂纹钢Q245R中厚板的生产方法,其特征在于:在所述LF精炼步骤中,进行成分微调,保证V、Ti、Nb,Al s成分达到目标范围。
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