CN102776441A - 一种第三代核电站反应堆安全壳用钢板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于钢板冶炼领域，具体涉及的是一种第三代核电站反应堆安全壳用钢板，还涉及该钢板的制造方法。一种第三代核电站反应堆安全壳用钢板，包括下述重量百分比的组份：碳（C）0.08～0.12%，硅（Si）0.15～0.55%，锰（Mn）0.9～1.5%，磷（P）≤0.007%、硫（S）≤0.004%，镍（Ni）0.1～0.5%，铬（Cr）0.0～0.3%，钼（Mo）0.10～0.35%，钒（V）0.010～0.050%，铌（Nb）0.010～0.030%，钛（Ti）0.008～0.035%，铝（Al）0.020～0.050%，氮（N）≤0.006%，Nb+V≤0.08%，余量为铁和不可避免的杂质。本发明的有益效果在于，含有以上重量份数配比的元素组合的以及采用本发明的方法制造钢板，其碳含量低，其抗拉强度达到600MPa以上，耐200℃高温性能，成本低廉、焊接性能优良。
Description
技术领域
本发明属于钢板冶炼领域，具体涉及的是一种第三代核电站反应堆安全壳用钢板，还涉及该钢板的制造方法。
背景技术
截止2012年5月，在国内有8台机组运行、12台机组在建，核电用钢需求量持续增加，特别是核反应堆安全壳用钢需求量大。
核电安全壳用钢是核2级用钢，服役条件苛刻复杂，必须有优良的综合性能，对钢质纯净度、内部质量、低温和高温下的高强韧性能、抗变形能力等指标具有严格的要求。核电用安全壳钢板SA738Gr.B生产过程要求控制低的磷含量、各类非金属夹杂物级别不大于1.5级以及合理的化学成分设计和严格的热处理工艺，目前常规的冶炼工艺无法满足超低磷的要求，需要开发超低磷钢冶炼工艺，且冶炼过程对夹杂物、化学成分需要严格控制，钢板在轧制后需要进行不同的热处理工艺实验以寻求最佳热处理工艺参数，因此生产过程具有较高的难度。
国内生产超低磷钢时普遍采用转炉双联法脱磷工艺，该工艺需要有2座相同容量的转炉配合进行，在第一个转炉中脱磷，第二个转炉中进行脱碳、调温等操作。虽然双联法脱磷效果好，但设备投资大，工艺路线复杂，在国内绝大部分钢厂的现有设备上无法实现。双渣法冶炼脱磷工艺无需进行设备的额外投资，在现有设备条件下开发该技术具有较好的经济性和可行性。
SA738Gr.B钢板采用合理的化学成分设计和相匹配的淬火+回火的热处理工艺的是保证钢板具有合理的微观组织和各项力学性能满足标准的必要条件。合理的热处理工艺能够保证钢板具有均匀的微观组织，从而保证钢板具有良好的常温拉伸性能、高温拉伸性能、低温韧性等指标，保证钢板在使用的安全性。
核电用钢需具备较高的安全性，同时兼备较好的经济性实用性。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种第三代核电站反应堆安全壳用钢板，该钢板的碳含量低，其抗拉强度达到600MPa以上，耐200℃高温性能，成本低廉、焊接性能优良；
本发明还提供了以上第三代核电站反应堆安全壳用钢板的制造方法，该方法代替了生产过程中传统的采用脱磷炉脱磷的方法，节省了成本，达到了相同的脱磷效果；另外淬火+热处理，使钢的抗拉强度达到600MPa以上，耐200℃高温性能。
一种第三代核电站反应堆安全壳用钢板，包括下述重量百分比的组份：碳（C）0.08～0.12%，硅（Si）0.15～0.55%，锰（Mn）0.9～1.5%，磷（P）≤0.007%、硫（S）≤0.004%，镍（Ni）0.1～0.5%，铬（Cr）0.0～0.3%，钼（Mo）0.10～0.35%，钒（V）0.010～0.050%，铌（Nb）0.010～0.030%，钛（Ti）0.008～0.035%，铝（Al）0.020～0.050%，氮（N）≤0.006%，Nb+V≤0.08%，余量为铁和不可避免的杂质。
优选的，第三代核电站反应堆安全壳用钢板，包括下述重量百分比的组份：碳（C）0.09～0.11%，硅（Si）0.15～0.40%，锰（Mn）1.1～1.4%，磷（P）≤0.007%、硫（S）≤0.004%，镍（Ni）0.3～0.5%，铬（Cr）0.0～0.2%，钼（Mo）0.2～0.3%，钒（V）0.030～0.050%，铌（Nb）0.015～0.030%，钛（Ti）0.015～0.030%，铝（Al）0.030～0.045%，氮（N）≤0.006%，Nb+V≤0.08%，余量为铁和不可避免的杂质。
更优选的，第三代核电站反应堆安全壳用钢板，包括下述重量百分比的组份：碳（C）0.10%，硅（Si）0.23%，锰（Mn）1.26%，磷（P）0.006%、硫（S）0.003%，镍（Ni）0.38%，铬（Cr）0.10%，钼（Mo）0.25%，钒（V）0.038%，铌（Nb）0.018%，钛（Ti）0.016%，铝（Al）0.037%，氮（N）0.004%，Nb+V0.06%，余量为铁和不可避免的杂质。
一种第三代核电站反应堆安全壳用钢板的制造方法，包括下述的步骤：铁水预处理脱硫、脱磷、LF+RH精炼、板坯连铸、板坯堆垛缓冷及再加热、高压水除磷、钢板堆垛缓冷；其特征在于，所述的脱磷步骤中，第一次造渣期间即脱磷期吹氧冶炼时间6～7min，转炉脱磷期供氧强度为23000～26000m3/h，枪位为1800～2000mm，矿石的加入方式：矿石的三分之二在脱磷时加入，后三分之一在脱磷后加入，保证过程温度不高于1630℃，底吹强度维持55m3/h；当碳0.20%时补吹一次，终点碳含量目标为≤0.03％，P≤0.006％，出钢温度目标为1600-1630℃；采用挡渣塞、挡渣棒双挡渣出钢；电解镍与钼铁随废钢加入转炉，出钢过程加铝锰铁、石灰1000kg和200～300kg萤石造顶渣；依次加入金属锰、铝锰铁、硅铁、铌铁及铬铁、钒铁进行合金化，出钢过程吹氩时间10-15分钟，在LF精炼炉进行深脱硫，对各合金元素进行微调至目标并加入钛铁。
第三代核电站反应堆安全壳用钢板的制造方法，该方法还包括钢板堆垛缓冷后的淬火+回火热处理，其具体步骤为：钢板淬火温度800～1000℃，在炉时间1～3min/mm，保温时间10～20min，钢板回火温度500～700℃，在炉时间0.8～1.6min/mm,回火保温时间10～20min，钢板出炉后空冷。
优选的，第三代核电站反应堆安全壳用钢板的制造方法，包括下述的步骤：
a.铁水预处理：使其中硫脱至0.002-0.005%，经过KR深脱硫预处理且扒渣后铁水亮面大于90％，铁水温度1250～1350℃，铁水中砷（As）≤0.006%；
b.脱磷：转炉冶炼采用双渣法脱磷方法，第一次造渣期间即脱磷期吹氧冶炼时间6～7min，转炉脱磷期供氧强度为23000～26000m3/h，枪位为1800～2000mm，矿石的加入方式：矿石的三分之二在脱磷时加入，后三分之一在脱磷后加入，保证过程温度不高于1630℃，底吹强度维持55m3/h；当碳0.20%时补吹一次，终点碳含量目标为≤0.03％，P≤0.006％，出钢温度目标为1600-1630℃；采用挡渣塞、挡渣棒双挡渣出钢；电解镍与钼铁随废钢加入转炉，出钢过程加铝锰铁、石灰1000kg和200～300kg萤石造顶渣；依次加入金属锰、铝锰铁、硅铁、铌铁及铬铁、钒铁进行合金化，出钢过程吹氩时间10-15分钟，在LF精炼炉进行深脱硫，对各合金元素进行微调至目标并加入钛铁。
c.LF精炼:采用早期造白渣方式，钒铁在LF工序加入，出站温度1650-1665℃；RH真空处理真空度不大于1.5mbar，保真空时间15～20分钟；RH后喂钙铁线，钢中硫变性，喂线后吹氩时间不小于15分钟；
d.板坯连铸：连铸拉速0.8-1.0m/min，全氩气保护浇铸，过程增氮不大于0.0015%；
e.板坯堆垛缓冷及再加热：对连铸坯堆垛缓冷48小时以上，之后进行加热，加热时间按照8-10min/mm，加热后出炉温度控制在1120-1170℃；
f.高压水除磷：连铸坯加热后进行高压水除磷，开轧温度1050～1090℃，高温阶段加大压下量提高变形渗透率，减少精轧道次，精轧阶段在完全再结晶区终止，终轧温度900℃以上；
h.钢板轧后采用堆垛缓冷工艺，保证钢中氢的析出和微观组织的均匀化；
i.钢板淬火温度800～1000℃，在炉时间1～3min/mm，保温时间10～20min，钢板回火温度500～700℃，在炉时间0.8～1.6min/mm,回火保温时间10～20min，钢板出炉后空冷。
优选的，步骤i中，钢板的淬火温度为850～950℃，在炉时间1.5～2.5min/mm，保温时间12～18min，钢板回火温度550～650℃，在炉时间1.2～1.5min/mm,回火保温时间12～18min。
更优选的，步骤i中，钢板的淬火温度为915℃，在炉时间2min/mm，保温时间16min，钢板回火温度630℃，在炉时间1.2min/mm,回火保温时间14min。
以上的钢板的厚度大于40mm。
本发明的有益效果在于：采用双渣法脱磷工艺能够在现有设备条件下实现超低磷钢的冶炼，具有良好的经济性和可行性；冶炼过程严格控制非金属夹杂物，实现了洁净钢的生产；采用本发明所用的重量份数配比的元素组合的以及本发明所采用的方法制造钢板，其碳含量低，其抗拉强度达到600MPa以上，耐200℃高温性能，成本低廉、焊接性能优良。
附图说明
图1 实施例1钢板金相组织照片（厚度1/4处，500倍）；
图2 实施例2钢板金相组织照片（厚度1/4处，500倍）；
图3 实例1钢板奥氏体晶粒度照片（100倍，晶粒度为8.5级，试验标准为ASTM E112-96）；
图4 实例2钢板奥氏体晶粒度照片（100倍，晶粒度为8.5级，试验标准为ASTM E112-96）。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式来对本发明作更进一步的说明，以便本领域的技术人员更了解本发明，但并不以此限制本发明。
实施例1
采用KR铁水预处理脱硫，处理后硫含量0.002%，铁水温度1269℃，砷含量0.003%；
转炉：采用双渣法冶炼工艺，脱磷期供氧流量24000立方米/小时，枪位平均为1900mm。吹炼达到5分55秒时脱磷期结束，倒渣，倒渣时化渣状态较好，倒渣量大。转炉终点磷含量0.0052%，终点温度1615℃；
出钢：出钢采取双挡渣工艺，挡渣良好，下渣量小，出钢加顶渣800kg，萤石260kg，锰铁1358kg，AlMnTi221kg。CAS喂铝线220m，CAS后磷含量为0.0056%；
LF：到站温度1527℃，出站温度1651℃。加热时间30min，处理周期59min。加入钒铁调整钒元素含量；
RH：保真空时间15min，真空度0.6mbr。RH后喂钙铁线后软吹氩20min，软吹过程钢液面无裸露；
连铸：拉速为0.8m/min，全氩气保护浇铸；
熔炼分析得到钢板的化学成分为：C：0.09%，Si：0.23%，Mn：1.26%，P：0.0065%，S：0.0030%，Cr：0.14%，Nb：0.018%，Ni：0.38%， V：0.038%，N:0.0040%，Ti：0.016%，Mo：0.17%，Alt：0.040%，Nb+V：0.056%；
板坯下线冷却69小时以上；
连铸坯在加热：加热时间258分钟，出炉温度1125～1146℃。
开轧温度：1058℃，
终轧温度：909℃，
钢板调质工艺：加热温度912℃，保温时间17分钟后水冷；回火温度628℃，保温时间17分钟，
生产钢板的厚度为42.5mm，常温拉伸性能如表1所示。
表1 钢板常温拉伸性能
| 批号 | RP0.2, MPa | 抗拉强度， MPa | 延伸率A50，% | 断面收缩率，% |
| 11TR030368-1 | 540 | 635 | 27 | 63.6 |
| 11TR030368-2 | 540 | 635 | 28 | 64.1 |
| 11TR030369-1 | 550 | 640 | 29 | 64.8 |
| 11TR030369-2 | 570 | 655 | 27 | 63.6 |
| 11TR026025-1 | 560 | 645 | 28 | 63.8 |
| 11TR026025-2 | 560 | 650 | 26 | 62.9 |
| 11TR026026-1 | 530 | 635 | 26 | 62.9 |
| 11TR026026-2 | 570 | 650 | 25 | 62.3 |
| 11TR026029-1 | 545 | 630 | 24 | 62.2 |
| 11TR026029-2 | 550 | 620 | 26 | 62.7 |
高温拉伸试验：将直径6mm圆棒拉伸试样加热到200℃保温20min，拉伸性能如表2所示。
表2 钢板高温拉伸性能
| 批号 | RP0.2,MPa | 抗拉强度， MPa | 延伸率A，% |
| 11TR026025-1 | 540 | 620 | 17 |
| 11TR026025-2 | 550 | 645 | 18 |
| 11TR026026-1 | 520 | 595 | 18 |
| 11TR026026-2 | 540 | 615 | 18 |
| 11TR026029-1 | 510 | 600 | 19 |
| 11TR026029-2 | 510 | 610 | 20 |
| 11TR030368-1 | 510 | 620 | 20 |
| 11TR-030368-2 | 510 | 605 | 22 |
| 11TR-030369-1 | 540 | 625 | 20 |
| 11TR-030369-2 | 510 | 595 | 21.5 |
低温冲击试验：在-45℃进行低温冲击试验，冲击试验采用V型缺口，冲击试验结果如表3所示。
表3 钢板-45℃ V型冲击试验结果
按照ASTM E45-2002标准，分析了钢板的夹杂物级别，结果如表4所示。
表4 夹杂物评级结果
实施例2
采用KR铁水预处理脱硫，处理后硫含量0.002%，铁水温度1279℃，砷含量0.003%；
转炉：采用双渣法冶炼工艺，脱磷期供氧流量26000立方米/小时，枪位平均为2000mm。吹炼达到5分55秒时脱磷期结束，倒渣，倒渣时化渣状态一般，渣较稠。转炉终点磷含量0.0058%；
出钢：出钢采取双挡渣工艺，挡渣良好，下渣量小。出钢加顶渣800kg，萤石260kg，锰铁1750kg，铌铁30kg，铬铁300kg，硅铁430kg，AlMnTi280kg。CAS喂铝线300m；
LF：到站温度1553℃，出站温度1658℃。加热时间27min，处理周期44min。加入钒铁调整钒元素含量；
RH：保真空时间16分45秒，真空度0.6mbr。RH后喂钙铁线后软吹氩17分钟，软吹过程钢液面无裸露；
连铸：拉速为0.9m/min，全氩气保护浇铸；
熔炼分析得到钢板的化学成分为：C：0.08%，Si：0.25%，Mn：1.33%，P：0.0062%，S：0.0033%，Cr：0.17%，Nb：0.019%，Ni：0.36%， V：0.043%，Ti：0.015%，Mo：0.13%，Alt：0.036%，Nb+V：0.062%。
板坯下线冷却69小时以上；
连铸坯在加热：加热时间261分钟，出炉温度1130～1140℃；
开轧温度：1054～1067℃；
终轧温度：905～916℃；
轧后钢板堆垛缓冷24小时以上。
钢板调质工艺：加热温度907-915℃，保温时间19分钟后水冷；回火温度627-634℃，保温时间17分钟。
生产钢板的厚度为45mm，常温拉伸性能如表5所示。
表5钢板常温拉伸性能
将直径6mm圆棒试样加热到200℃，保温16～21分钟后进行高温拉伸试验，试验结果如表6所示。
表6钢板高温拉伸性能
低温冲击试验：在-45℃进行低温冲击试验，冲击试验采用V型缺口，冲击试验结果如表7所示。
表7 钢板-45℃ V型冲击试验结果
实施例3
a.铁水预处理：使其中硫脱至0.003%，经过KR深脱硫预处理且扒渣后铁水亮面大于90％，铁水温度1300℃，铁水中砷（As）≤0.006%；
b.脱磷：转炉冶炼采用双渣法脱磷方法，第一次造渣期间即脱磷期吹氧冶炼时间7min，采用标称容量120t转炉，脱磷期供氧强度为26000m3/h，枪位为2000mm，矿石的加入方式：矿石的三分之二在脱磷加入，后三分之一在脱磷后加入，保证过程温度不过高，底吹强度维持55m3/h；当碳0.20%时补吹一次，终点碳含量目标为≤0.03％，P≤0.006％，出钢温度目标为1630℃；采用挡渣塞、挡渣棒双挡渣出钢；出钢过程加铝锰铁、石灰1000kg和300kg萤石造顶渣；使用金属锰、硅铁按Si、Mn成分中限进行合金化；脱氧合金化，吹氩时间15分钟；
c.LF精炼:采用早期造白渣方式，钒铁在LF工序加入，出站温度1665℃；RH真空处理真空度不大于1.5mbar，保真空时间20分钟；RH后喂钙铁线，钢中硫变性，喂线后吹氩时间不小于15分钟；
d.板坯连铸：连铸拉速1.0m/min，全氩气保护浇铸，过程增氮不大于0.0015%；
e.板坯堆垛缓冷及再加热：对连铸坯堆垛缓冷48小时以上，之后进行加热，加热时间按照10min/mm，加热后出炉温度控制在1170℃；
f.高压水除磷：连铸坯加热后进行高压水除磷，开轧温度1090℃，高温阶段加大压下量提高变形渗透率，减少精轧道次，精轧阶段在完全再结晶区终止，终轧温度900℃以上；
h.钢板轧后采用堆垛缓冷工艺，保证钢中氢的析出和微观组织的均匀化；
i.钢板淬火温度1000℃，在炉时间3min/mm，保温时间20min，钢板回火温度700℃，在炉时间1.6min/mm,回火保温时间20min，钢板出炉后空冷。
实施例4
a.铁水预处理：使其中硫脱至0.002%，经过KR深脱硫预处理且扒渣后铁水亮面大于90％，铁水温度1250℃，铁水中砷（As）≤0.006%；
b.脱磷：转炉冶炼采用双渣法脱磷方法，第一次造渣期间即脱磷期吹氧冶炼时间6min，采用标称容量120t转炉，脱磷期供氧强度为23000m3/h，枪位为1800mm，矿石的加入方式：矿石的三分之二在脱磷时加入，后三分之一在脱磷后加入，保证过程温度不过高，底吹强度维持55m3/h；当碳0.20%时补吹一次，终点碳含量目标为≤0.03％，P≤0.006％，出钢温度目标为1600℃；采用挡渣塞、挡渣棒双挡渣出钢；出钢过程加铝锰铁、石灰1000kg和200kg萤石造顶渣；使用金属锰、硅铁按Si、Mn成分中限进行合金化；脱氧合金化，吹氩时间10-15分钟；
c.LF精炼:采用早期造白渣方式，钒铁在LF工序加入，出站温度1650℃；RH真空处理真空度不大于1.5mbar，保真空时间15分钟；RH后喂钙铁线，钢中硫变性，喂线后吹氩时间不小于15分钟；
d.板坯连铸：连铸拉速0.8m/min，全氩气保护浇铸，过程增氮不大于0.0015%；
e.板坯堆垛缓冷及再加热：对连铸坯堆垛缓冷48小时以上，之后进行加热，加热时间按照8min/mm，加热后出炉温度控制在1120℃；
f.高压水除磷：连铸坯加热后进行高压水除磷，开轧温度1050℃，高温阶段加大压下量提高变形渗透率，减少精轧道次，精轧阶段在完全再结晶区终止，终轧温度900℃以上；
h.钢板轧后采用堆垛缓冷工艺，保证钢中氢的析出和微观组织的均匀化；
i.钢板淬火温度800℃，在炉时间1min/mm，保温时间10min，钢板回火温度500℃，在炉时间0.8min/mm,回火保温时间10min，钢板出炉后空冷。
实施例5
a.铁水预处理：使其中硫脱至0.003%，经过KR深脱硫预处理且扒渣后铁水亮面大于90％，铁水温度1300℃，铁水中砷（As）≤0.006%；
b.脱磷：转炉冶炼采用双渣法脱磷方法，第一次造渣期间即脱磷期吹氧冶炼时间6～7min，采用标称容量120t转炉，脱磷期供氧强度为23000～26000m3/h，枪位为1800～2000mm，矿石的加入方式：矿石的三分之二在脱磷时加入，后三分之一在脱磷后加入，保证过程温度不过高，底吹强度维持55m3/h；当碳0.20%时补吹一次，终点碳含量目标为≤0.03％，P≤0.006％，出钢温度目标为1600-1630℃；采用挡渣塞、挡渣棒双挡渣出钢；出钢过程加铝锰铁、石灰1000kg和200～300kg萤石造顶渣；使用金属锰、硅铁按Si、Mn成分中限进行合金化；脱氧合金化，吹氩时间10-15分钟；
c.LF精炼:采用早期造白渣方式，钒铁在LF工序加入，出站温度1650-1665℃；RH真空处理真空度不大于1.5mbar，保真空时间15～20分钟；RH后喂钙铁线，钢中硫变性，喂线后吹氩时间不小于15分钟；
d.板坯连铸：连铸拉速0.8-1.0m/min，全氩气保护浇铸，过程增氮不大于0.0015%；
e.板坯堆垛缓冷及再加热：对连铸坯堆垛缓冷48小时以上，之后进行加热，加热时间按照8-10min/mm，加热后出炉温度控制在1120-1170℃；
f.高压水除磷：连铸坯加热后进行高压水除磷，开轧温度1050～1090℃，高温阶段加大压下量提高变形渗透率，减少精轧道次，精轧阶段在完全再结晶区终止，终轧温度900℃以上；
h.钢板轧后采用堆垛缓冷工艺，保证钢中氢的析出和微观组织的均匀化；
i.钢板的淬火温度为915℃，在炉时间2min/mm，保温时间16min，钢板回火温度630℃，在炉时间1.2min/mm,回火保温时间14min，钢板出炉后空冷。
对比例1
钢板的淬火温度为950℃，其余条件与实施例5完全相同；
对比例2
钢板的淬火温度为1050℃，其余条件与实施例5完全相同；
对比例3
钢板淬火在炉时间0.5min/mm，其余时间与实施例5相同；
对比例4
钢板淬火保温时间4min/mm，其余时间与实施例5相同；
对比例5
钢板淬火温度850℃，在炉时间1min/mm，保温时间10min，钢板回火温度550℃，在炉时间0.7min/mm,回火保温时间8min，钢板出炉后空冷。
对比例6
钢板淬火温度1050℃，在炉时间4min/mm，保温时间25min，钢板回火温度750℃，在炉时间1.8min/mm,回火保温时间25min，钢板出炉后空冷。
以下是实施例5与对比例1-6的钢板各项性能的比较
表8 钢板其性能比较
| RP0.2, MPa | 抗拉强度， MPa | 延伸率A50，% | 断面收缩率，% | |
| 实施例5 | 550 | 640 | 29 | 64.8 |
| 对比例1 | 535 | 610 | 25 | 35.2 |
| 对比例2 | 510 | 625 | 20 | 45.5 |
| 对比例3 | 625 | 755 | 15 | 35.1 |
| 对比例4 | 580 | 645 | 23 | 54.4 |
| 对比例5 | 620 | 705 | 19 | 32.6 |
| 对比例6 | 435 | 550 | 30 | 66.3 |
表9 钢板高温拉伸性能比较（200℃）
| RP0.2,MPa | 抗拉强度， MPa | 延伸率A，% | |
| 实施例5 | 515 | 605 | 23 |
| 对比例1 | 480 | 555 | 18 |
| 对比例2 | 445 | 540 | 24 |
| 对比例3 | 600 | 695 | 15 |
| 对比例4 | 525 | 600 | 16 |
| 对比例5 | 580 | 685 | 15 |
| 对比例6 | 395 | 465 | 26 |
表10 钢板-45℃ V型冲击试验结果
| 平均冲击功 | |
| 实施例5 | 293 |
| 对比例1 | 195 |
| 对比例2 | 209 |
| 对比例3 | 185 |
| 对比例4 | 165 |
| 对比例5 | 163 |
| 对比例6 | 322 |
从以上各对比例与实例5的实验结果的对比中得知，淬火温度、淬火加热时间和回火温度都对钢板的拉伸和冲击韧性都有显著的影响。随着淬火温度的下降钢板的常温拉伸和高温拉伸的强度呈下降趋势，而冲击功增大；回火保温时间越长，拉伸强度越低而延伸率增大。与对比例1-对比例6比较，采用实例5的工艺参数生产的SA738Gr.B钢板具有合适的强度指标和较高的韧性，强度和韧性匹配合理，且生产过程具有较高的经济性，为合理的工艺方法。
Claims (9)
1.一种第三代核电站反应堆安全壳用钢板，包括下述重量百分比的组份：碳（C）0.08～0.12%，硅（Si）0.15～0.55%，锰（Mn）0.9～1.5%，磷（P）≤0.007%、硫（S）≤0.004%，镍（Ni）0.1～0.5%，铬（Cr）0.0～0.3%，钼（Mo）0.10～0.35%，钒（V）0.010～0.050%，铌（Nb）0.010～0.030%，钛（Ti）0.008～0.035%，铝（Al）0.020～0.050%，氮（N）≤0.006%，Nb+V≤0.08%，余量为铁和不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的一种第三代核电站反应堆安全壳用钢板，包括下述重量百分比的组份：碳（C）0.09～0.11%，硅（Si）0.15～0.40%，锰（Mn）1.1～1.4%，磷（P）≤0.007%、硫（S）≤0.004%，镍（Ni）0.3～0.5%，铬（Cr）0.0～0.2%，钼（Mo）0.2～0.3%，钒（V）0.030～0.050%，铌（Nb）0.015～0.030%，钛（Ti）0.015～0.030%，铝（Al）0.030～0.045%，氮（N）≤0.006%，Nb+V≤0.08%，余量为铁和不可避免的杂质。
3.如权利要求1或2所的所述的一种第三代核电站反应堆安全壳用钢板，包括下述重量百分比的组份：碳（C）0.10%，硅（Si）0.23%，锰（Mn）1.26%，磷（P）0.006%、硫（S）0.003%，镍（Ni）0.38%，铬（Cr）0.10%，钼（Mo）0.25%，钒（V）0.038%，铌（Nb）0.018%，钛（Ti）0.016%，铝（Al）0.037%，氮（N）0.004%，Nb+V0.06%，余量为铁和不可避免的杂质。
4.根据权利要求1所述的一种第三代核电站反应堆安全壳用钢板的制造方法，包括下述的步骤：铁水预处理脱硫、脱磷、LF+RH精炼、板坯连铸、板坯堆垛缓冷及再加热、高压水除磷、钢板堆垛缓冷；其特征在于，所述的脱磷步骤中，第一次造渣期间即脱磷期吹氧冶炼时间6～7min，转炉脱磷期供氧强度为23000～26000m3/h，枪位为1800～2000mm，矿石的加入方式：矿石的三分之二在脱磷时加入，后三分之一在脱磷后加入，保证过程温度不高于1630℃，底吹强度维持55m3/h；当碳0.20%时补吹一次，终点碳含量目标为≤0.03％，P≤0.006％，出钢温度目标为1600-1630℃；采用挡渣塞、挡渣棒双挡渣出钢；电解镍与钼铁随废钢加入转炉，出钢过程加铝锰铁、石灰1000kg和200～300kg萤石造顶渣；依次加入金属锰、铝锰铁、硅铁、铌铁及铬铁、钒铁进行合金化，出钢过程吹氩时间10-15分钟，在LF精炼炉进行深脱硫，对各合金元素进行微调至目标并加入钛铁。
5.如权利要求4所述的一种第三代核电站反应堆安全壳用钢板的制造方法，其特征在于，该方法还包括钢板堆垛缓冷后的淬火+回火热处理，所述的淬火+回火热处理的具体步骤为：钢板淬火温度800～1000℃，在炉时间1～3min/mm，保温时间10～20min，钢板回火温度500～700℃，在炉时间0.8～1.6min/mm,回火保温时间10～20min，钢板出炉后空冷。
6.如权利要求5所述的一种第三代核电站反应堆安全壳用钢板的制造方法，包括下述的步骤：
a.铁水预处理：使其中硫脱至0.002-0.005%，经过KR深脱硫预处理且扒渣后铁水亮面大于90％，铁水温度1250～1350℃，铁水中砷（As）≤0.006%；
b.脱磷：转炉冶炼采用双渣法脱磷方法，第一次造渣期间即脱磷期吹氧冶炼时间6～7min，转炉脱磷期供氧强度为23000～26000m3/h，枪位为1800～2000mm，矿石的加入方式：矿石的三分之二在脱磷时加入，后三分之一在脱磷后加入，保证过程温度不高于1630℃，底吹强度维持55m3/h；当碳0.20%时补吹一次，终点碳含量目标为≤0.03％，P≤0.006％，出钢温度目标为1600-1630℃；采用挡渣塞、挡渣棒双挡渣出钢；电解镍与钼铁随废钢加入转炉，出钢过程加铝锰铁、石灰1000kg和200～300kg萤石造顶渣；依次加入金属锰、铝锰铁、硅铁、铌铁及铬铁、钒铁进行合金化，出钢过程吹氩时间10-15分钟，在LF精炼炉进行深脱硫，对各合金元素进行微调至目标并加入钛铁；
c.LF精炼:采用早期造白渣方式，钒铁在LF工序加入，出站温度1650-1665℃；RH真空处理真空度不大于1.5mbar，保真空时间15～20分钟；RH后喂钙铁线，钢中硫变性，喂线后吹氩时间不小于15分钟；
d.板坯连铸：连铸拉速0.8-1.0m/min，全氩气保护浇铸，过程增氮不大于0.0015%；
e.板坯堆垛缓冷及再加热：对连铸坯堆垛缓冷48小时以上，之后进行加热，加热时间按照8-10min/mm，加热后出炉温度控制在1120-1170℃；
f.高压水除磷：连铸坯加热后进行高压水除磷，开轧温度1050～1090℃，高温阶段加大压下量提高变形渗透率，减少精轧道次，精轧阶段在完全再结晶区终止，终轧温度900℃以上；
h.钢板轧后采用堆垛缓冷工艺，保证钢中氢的析出和微观组织的均匀化；
i.钢板淬火温度800～1000℃，在炉时间1～3min/mm，保温时间10～20min，钢板回火温度500～700℃，在炉时间0.8～1.6min/mm,回火保温时间10～20min，钢板出炉后空冷。
7.如权利要求6所述的一种第三代核电站反应堆安全壳用钢板的制造方法，其特征在于，所述的步骤i中，钢板的淬火温度为850～950℃，在炉时间1.5～2.5min/mm，保温时间12～18min，钢板回火温度550～650℃，在炉时间1.2～1.5min/mm,回火保温时间12～18min。
8.如权利要求7所述的一种第三代核电站反应堆安全壳用钢板的制造方法，其特征在于，所述的步骤i中，钢板的淬火温度为915℃，在炉时间2min/mm，保温时间16min，钢板回火温度630℃，在炉时间1.2min/mm,回火保温时间14min。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的一种核电反应堆安全壳用钢板，其特征在于，该钢板的厚度大于40mm。
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