CN102312160A - 一种特厚临氢设备用钢板12Cr2Mo1R钢及生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种特厚临氢设备用钢板12Cr2Mo1R钢，其化学成分及质量百分比如下：C：0.08～0.15、Si：0.20～0.50、Mn：0.30～0.60、P：≤0.018、S：≤0.005、Als：≤0.020～0.050、Cr：2.0～2.5、Mo：0.90～1.10，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、浇注、加热、轧制、控冷、缓冷、热处理。本发明通过对铁水预处理到钢板热处理整个生产过程，严格按照上述工艺执行，产品的实物质量性能富余量较大，其中屈服富余量在40～80Mpa，抗拉富余量在55～70Mpa，伸长率富余量为6～9%，冲击性能均匀、富裕量大。

Description

一种特厚临氢设备用钢板12Cr2Mo1R钢及生产方法

技术领域

本发明涉及到钢材，具体涉及到一种特厚临氢设备用钢板12Cr2Mo1R钢及生产方法。

技术背景

Cr-Mo钢生产中，由于其强度、硬度高，对工艺装备要求特殊等原因，生产难度大，特别地，对于其生产厚度在100mm以上时，往往采用开坯方式成材，生产周期长，生产成本浪费严重。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用一次轧制成材方式生产厚度为100mm～150m的保性能、保探伤的临氢设备用钢板12Cr2Mo1R钢及其生产方法。

一种临氢钢板12Cr2Mo1R钢板，化学成分及质量百分比 (单位，wt%)如下：C：0.08～0.15、Si：0.20～0.50、Mn：0.30～0.60、P：≤0.018、S：≤0.005、Als：≤0.020～0.050、Cr：2.0～2.5、Mo：0.90～1.10，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。所述保性能、保探伤临氢钢板12Cr2Mo1R钢板的厚度为100～150mm。

上述临氢钢板12Cr2Mo1R钢板的生产方法，包括如下步骤：

a. 转炉冶炼：确保出钢碳≥0.05%，出钢P≤0.015%，出钢温度≥1650℃；点吹次数不得大于2次，避免出钢过程下渣；

b. LF精炼：在所述LF精炼中，采取大渣量进行造渣，确保白渣保持时间控制在15min以上；

c. 真空精炼：在所述真空精炼中，在≤67Pa下的保压时间按≥25min进行控制；

d. 浇铸：在所述浇铸中，采用断面为780mm的29吨模铸锭浇铸，浇铸前，软吹氩时间必须保证≥5min；吹氩至温度符合浇注温度要求后，关闭氩气镇静5min后开浇，浇注温度按T1+(35-45℃)控制（T1为液相线温度），钢锭脱模后入缓冷坑缓冷32小时；

e. 加热：在所述加热中，均热坑的保温温度控制在1180℃～1260℃；

f. 轧制：在所述轧制中，采用CR方式轧制，开轧温度1000℃～1150℃；一阶段终轧温度在＞950℃，单道次压下量40mm～60mm，二阶段开轧温度在＜900℃，晾钢厚度为成品厚度+（60～80）mm，二阶段采取小压下轧制，精轧累计压下率＞45%，终轧温度≤860℃；

g.控冷：在所述控冷中，返红温度＜700℃，分多次冷却，冷速控制在1～8℃/s；

h.缓冷：在所述缓冷中，钢板入缓冷坑温度≥450℃；堆冷时间≥36小时；

i.热处理：在所述热处理中，采用正火+风冷+回火工艺，正火温度900～960℃，保温时间2～2.4min/cm，风冷至室温，回火温度680±20℃，保温时间4min/cm。

本发明通过选用大断面模铸锭保证压缩比，成分上选用仅添加Cr、Mo合金的低成本化学成分设计，LF+VD工艺来保证钢质的洁净度，达到各类夹杂物级别总和不超过2.0，通过控轧控冷+正火+回火处理使钢的晶粒度达到8.0～10.0级，通过上述等措施的有效实施，成功地生产出了100mm～150mm特厚保探伤、保力学性能的12Cr2Mo1R临氢设备用钢板。对铁水预处理到钢板热处理整个生产过程，严格按照上述工艺执行，产品的实物质量性能富余量较大，其中屈服富余量在40～80Mpa，抗拉富余量在55～70Mpa，伸长率富余量为6～9%，冲击性能均匀、富裕量大。

具体实施方式

本发明所述特厚厚度为100mm～150mm保性能、保探伤临氢钢12Cr2Mo1R钢板包含如下重量百分比的化学成分(单位，wt%)：C：0.08～0.15、Si：0.20～0.50、Mn：0.30～0.60、P：≤0.018、S：≤0.005、Als：≤0.020～0.050、Cr：2.0～2.5、Mo：0.90～1.10，其它为Fe和残留元素。

本发明采取的生产方法包括：转炉冶炼、LF精炼、真空精炼、浇注、加热、轧制、控冷、缓冷、热处理。在所述转炉冶炼中，确保出钢碳≥0.05%，出钢P≤0.015%，出钢温度≥1650℃；点吹次数不得大于2次，避免出钢过程下渣；在所述LF精炼中，采取大渣量进行造渣，确保白渣保持时间控制在15min以上；在所述真空精炼中，在≤67Pa下的保压时间按≥25min进行控制；在所述浇铸中，采用断面为780mm的29吨模铸锭浇铸，浇铸前，软吹氩时间必须保证≥5min；吹氩至温度符合浇注温度要求后，关闭氩气镇静5min后开浇，浇注温度按T1+(35～45℃)控制（T1为液相线温度），钢锭脱模后入缓冷坑缓冷32小时；在所述加热中，均热坑的保温温度控制在1180℃～1260℃；在所述轧制中，采用CR方式轧制，开轧温度1000℃～1150℃；一阶段终轧温度在＞950℃，单道次压下量40mm～60mm，二阶段开轧温度在＜900℃，晾钢厚度为成品厚度+（60～80）mm，二阶段采取小压下轧制，精轧累计压下率＞45%，终轧温度≤860℃；在所述控冷中，返红温度＜700℃，分多次冷却，冷速控制在1～8℃/s；在所述缓冷中，钢板入缓冷坑温度≥450℃；堆冷时间≥36小时；在所述热处理中，采用正火+风冷+回火工艺，正火温度900～960℃，保温时间2～2.4min/cm，风冷至室温，回火温度680±20℃，保温时间4-6min/cm。

通过转炉冶炼、LF精炼、真空精炼、浇注、加热、轧制、控冷、缓冷、热处理工艺，获得如下表1所述化学成分的12Cr2Mo1R成品钢，力学性能结果如表2所示。

表1   实施例化学成分

表2   实施例性能结果

使用本发明所述方法生产的产品总计6块，表面质量优良，外检合格率100%，探伤合一级率100%，性能合格率100%，其中屈服富余量在30～55Mpa，抗拉富余量在35～50Mpa，伸长率富余量为7～9%，20℃冲击性能平均值达到151J，满足了12Cr2Mo1R开发要求。

Claims (2)

1.一种特厚临氢设备用钢板12Cr2Mo1R钢，其化学成分及质量百分比 (单位，wt%)如下：C：0.08～0.15、Si：0.20～0.50、Mn：0.30～0.60、P：≤0.018、S：≤0.005、Als：≤0.020～0.050、Cr：2.0～2.5、Mo：0.90～1.10，其它为Fe和残留元素。

2.一种如权利要求1所述特厚临氢设备用钢板12Cr2Mo1R钢的生产方法，该生产方法包括如下步骤：

a. 转炉冶炼：确保出钢碳≥0.05%，出钢P≤0.015%，出钢温度≥1650℃；点吹次数不得大于2次，避免出钢过程下渣；

b. LF精炼：在所述LF精炼中，采取大渣量进行造渣，确保白渣保持时间控制在15min以上；

c. 真空精炼：在所述真空精炼中，在≤67Pa下的保压时间按≥25min进行控制；

d. 浇铸：在所述浇铸中，采用断面为780mm的29吨模铸锭浇铸，浇铸前，软吹氩时间必须保证≥5min；吹氩至温度符合浇注温度要求后，关闭氩气镇静5min后开浇，浇注温度按T1+(35-45℃)控制（T1为液相线温度），钢锭脱模后入缓冷坑缓冷32小时；

e. 加热：在所述加热中，均热坑的保温温度控制在1180℃～1260℃；

f. 轧制：在所述轧制中，采用CR方式轧制，开轧温度1000℃～1150℃；一阶段终轧温度在＞950℃，单道次压下量40mm～60mm，二阶段开轧温度在＜900℃，晾钢厚度为成品厚度+（60～80）mm，二阶段采取小压下轧制，精轧累计压下率＞45%，终轧温度≤860℃；

g.控冷：在所述控冷中，返红温度＜700℃，分多次冷却，冷速控制在1～8℃/s；

h.缓冷：在所述缓冷中，钢板入缓冷坑温度≥450℃；堆冷时间≥36小时；

i.热处理：在所述热处理中，采用正火+风冷+回火工艺，正火温度900～960℃，保温时间2～2.4min/cm，风冷至室温，回火温度680±20℃，保温时间4min/cm。