CN107022723A - 大规格大单重12Cr2Mo1VR钢板及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了大规格大单重12Cr2Mo1VR钢板及其生产方法，所述钢板主要合金元素及质量百分含量为：C：0.10‑0.16%，Si≤0.1%，Mn：0.27‑0.63%，Cr：1.95‑2.6%，Mo：0.87‑1.13%，V：0.25‑0.35%；有害元素化学成分及质量百分含量为：S≤0.002%，P≤0.005%，As≤0.006%，Sb≤0.001%，Sn≤0.003%，余量为Fe和不可避免的杂质元素。生产方法包括炼钢、加热轧制、热处理工序，炼钢时采用电弧炉或转炉炼钢+连铸生产出连铸坯，连铸坯制成电极在电渣重熔炉中进行二次重熔制得电渣锭，电渣锭经过开坯、缓冷、轧制和正火（加速冷却）+回火热处理工艺生产的12Cr2Mo1VR钢板最重达36t，厚度最大达162mm，最长达15600mm。钢板探伤符合NB/T47013.3 Ⅰ级，表面质量良好，性能优于标准要求。

Description

大规格大单重12Cr2Mo1VR钢板及其生产方法
技术领域
本发明属于钢铁冶金技术领域，具体涉及大规格大单重12Cr2Mo1VR钢板及其生产方法。
背景技术
12Cr2Mo1R钢板是目前世界上广泛使用的热强耐热钢和抗氢用钢，具有良好的高温力学性能、抗高温氧化性能、抗腐蚀性能、良好的韧性和可焊性。但随着使用条件越来越苛刻，在有些设备的使用上12Cr2Mo1R已无法满足需求。添加V的改进型Cr-Mo钢12Cr2Mo1VR是国际上新近发展起来的高温高压反应器材料，在强度、抗氢性能、抗回火脆化能力、抗氢致剥离能力等方面都较12Cr2Mo1R钢有明显提高。12Cr2Mo1VR钢的订货量逐渐增加，对其规格和质量要求也逐渐增加，为了生产更大规格和更高质量的12Cr2Mo1VR钢板，连铸坯和钢锭成材已无法满足生产要求，因此采用电渣锭生产大规格大单重12Cr2Mo1VR钢板成为研究的难点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供大规格大单重12Cr2Mo1VR钢板；同时提供大规格大单重12Cr2Mo1VR钢板的生产方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：大规格大单重12Cr2Mo1VR钢板，所述钢板主要合金元素及质量百分含量为：C：0.10-0.16%，Mn：0.27-0.63%，Si≤0.1%，Cr：1.95-2.6%，Mo：0.87-1.13%，V：0.25-0.35%；有害元素及质量百分含量为：S≤0.002%，P≤0.005%，As≤0.006%，Sb≤0.001%，Sn≤0.003%，余量为Fe和不可避免的杂质元素；钢板头尾成分差距不大。
本发明所述钢板重量≤36t，厚度≤162mm，长度≤15600mm。
本发明所述钢板屈服强度≥470MPa，延伸率≥18%，冲击功≥169J，晶粒度≥5.5。
本发明所述抗拉强度600-730MPa。
本发明还提供一种上述大规格大单重12Cr2Mo1VR钢板的生产方法，所述方法包括炼钢、加热轧制、热处理工序。
本发明所述炼钢工序，采用电弧炉或转炉炼钢，在精炼炉中进行精炼并真空处理，拉出连铸坯后将连铸坯加工成电极，将电极在电渣重熔炉中进行二次重熔制成电渣锭，电渣重熔时渣系为五元渣系，熔速为1000-1500kg/h，熔炼温度为1600-1630℃。
本发明所述炼钢工序，连铸坯冶炼时主要合金元素及质量百分含量控制如下：C：0.14-0.15%，Si：0.05-0.07%，Mn：0.56-0.60%，Cr：2.47-2.53%，Mo：1.05-1.10%，V：0.31-0.35%，其他元素按标准规定进行控制。
本发明所述加热轧制工序，电渣锭放入均热炉中进行加热保温，开坯后将钢坯转缓冷坑进行扩氢退火，退火结束后钢坯带温清理并装连续炉热轧直接成材，并堆垛处理，加热轧制温度为1200-1250℃，扩氢退火温度为600-650℃。
本发明所述热处理工序，轧制后的钢板经两次正火后加速冷却，一次正火温度为930-950℃，二次正火温度为920-940℃。
本发明所述热处理工序，经回火处理制得成品钢板，回火温度为680-710℃，在炉时间470-490min。
大规格大单重12Cr2Mo1VR钢板性能检测标准参考：GB713-2014。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明电渣锭生产的12Cr2Mo1VR钢板最重达到36t，厚度最大达到162mm，最长15600mm。2、本发明生产钢板探伤符合NB/T47013.3 Ⅰ级，屈服强度≥470MPa，延伸率≥18%，冲击功≥169J，晶粒度≥5.5，抗拉强度600-730MPa。钢板表面质量良好，性能优于标准要求。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
本12Cr2Mo1VR钢板重量为35t，厚度为160mm，长度15000mm。
本12Cr2Mo1VR钢板化学成分及质量百分含量为：C：0.15%，Si：0.04%，Mn：0.54%，Cr：2.36%，Mo：1%，V：0.31%，P：0.005%，S：0.001%，As：0.006%，Sn：0.001%，Sb：0.001%。
本12Cr2Mo1VR钢板生产方法包括炼钢、加热轧制、热处理工序。具体步骤如下：
1）炼钢工序：采用电弧炉炼钢，在精炼炉中进行精炼并真空处理，拉出连铸坯后制做成电极，将电极在电渣重熔炉中进行二次重熔制成电渣锭，电渣重熔时渣系为五元渣系，熔速为1250kg/h，熔炼温度为1610℃；连铸坯冶炼时化学成分及质量百分含量控制如下：C：0.15%，Si：0.05%，Mn：0.56%，Cr：2.47%，Mo：1.06%，V：0.314%，P：0.004%，S：0.002%，As：0.005%，Sn：0.001%，Sb：0.001%。
2）加热轧制工序：电渣锭放入均热炉中进行加热保温，加热轧制温度为1250℃；开坯后将钢坯转缓冷坑进行扩氢退火，扩氢退火温度为620℃，退火结束后钢坯带温清理并装连续炉热轧直接成材，轧后不浇水，并堆垛处理。
3）热处理工序：轧制后的钢板经两次正火后加速冷却，一次正火温度为950℃，二次正火温度为940℃；冷却后经回火处理制得成品钢板，回火温度为680℃，在炉时间为485min。
本12Cr2Mo1VR钢板性能指标见表1。
实施例2
本12Cr2Mo1VR钢板重量为36t，厚度为162mm，长度15600mm。
本12Cr2Mo1VR钢板化学成分及质量百分含量为：C：0.10%，Si：0.1%，Mn：0.27%，Cr：1.95%，V：0.25%，Mo：0.87%，P：0.005%，S：0.002%，As：0.006%，Sn：0.003%，Sb：0.001%。
本12Cr2Mo1VR钢板生产方法包括炼钢、加热轧制、热处理工序。具体步骤如下：
1）炼钢工序：采用转炉炼钢，在精炼炉中进行精炼并真空处理，拉出连铸坯后制做成电极，将电极在电渣重熔炉中进行二次重熔制成电渣锭，电渣重熔时渣系为五元渣系，熔速为1000kg/h，熔炼温度为1600℃；连铸坯冶炼时化学成分及质量百分含量控制如下：C：0.14%，Si：0.06%，Mn：0.56%，Cr：2.47%，Mo：1.05%，V：0.31%，P：0.005%，S：0.002%，As：0.006%，Sn：0.003%，Sb：0.001%。
2）加热轧制工序：电渣锭放入均热炉中进行加热保温，加热轧制温度为1200℃；开坯后将钢坯转缓冷坑进行扩氢退火，扩氢退火温度为600℃，退火结束后钢坯带温清理并装连续炉热轧直接成材，轧后不浇水，并堆垛处理。
3）热处理工序：轧制后的钢板经两次正火后加速冷却，一次正火温度为930℃，二次正火温度为920℃；冷却后经回火处理制得成品钢板，回火温度为685℃，在炉时间为490min。
本12Cr2Mo1VR钢板性能指标见表1。
实施例3：
本12Cr2Mo1VR钢板重量为31t，厚度为161mm，长度15500mm。
本12Cr2Mo1VR钢板化学成分及质量百分含量为：C：0.16%，Si：0.04%，Mn：0.63%，Cr：2.6%，V：0.35%，Mo：1.13%，P：0.005%，S：0.002%，As：0.005%，Sn：0.001%，Sb：0.001%。
本12Cr2Mo1VR钢板生产方法包括炼钢、加热轧制、热处理工序。具体步骤如下：
1）炼钢工序：采用电弧炉炼钢，在精炼炉中进行精炼并真空处理，拉出连铸坯后制做成电极，将电极在电渣重熔炉中进行二次重熔制成电渣锭，电渣重熔时渣系为五元渣系，熔速为1500kg/h，熔炼温度为1630℃；连铸坯冶炼时化学成分及质量百分含量控制如下：C：0.14%，Si：0.06%，Mn：0.60%，Cr：2.53%，Mo：1.10%，V：0.35%，P：0.004%，S：0.001%，As：0.005%，Sn：0.002%，Sb：0.001%。
2）加热轧制工序：电渣锭放入均热炉中进行加热保温，加热轧制温度为1245℃；开坯后将钢坯转缓冷坑进行扩氢退火，扩氢退火温度为650℃，退火结束后钢坯带温清理并装连续炉热轧直接成材，轧后不浇水，并堆垛处理。
3）热处理工序：轧制后的钢板经两次正火后加速冷却，一次正火温度为950℃，二次正火温度为930℃；冷却后经回火处理制得成品钢板，回火温度为680℃，在炉时间为470min。
本12Cr2Mo1VR钢板性能指标见表1。
实施例4：
本12Cr2Mo1VR钢板重量为32t，厚度为152mm，长度15400mm。
本12Cr2Mo1VR钢板化学成分及质量百分含量为：C：0.14%，Si：0.05%，Mn：0.54%，Cr：2.39%，V：0.3%，Mo：1.01%，P：0.005%，S：0.002%，As：0.004%，Sn：0.001%，Sb：0.001%。
本12Cr2Mo1VR钢板生产方法包括炼钢、加热轧制、热处理工序。具体步骤如下：
1）炼钢工序：采用转炉炼钢，在精炼炉中进行精炼并真空处理，拉出连铸坯后制做成电极，将电极在电渣重熔炉中进行二次重熔制成电渣锭，电渣重熔时渣系为五元渣系，熔速为1210kg/h，熔炼温度为1615℃；连铸坯冶炼时化学成分及质量百分含量控制如下：C：0.15%，Si：0.05%，Mn：0.56%，Cr：2.48%，Mo：1.07%，V：0.32%，P：0.005%，S：0.001%，As：0.005%，Sn：0.001%，Sb：0.001%。
2）加热轧制工序：电渣锭放入均热炉中进行加热保温，加热轧制温度为1250℃；开坯后将钢坯转缓冷坑进行扩氢退火，扩氢退火温度为630℃，退火结束后钢坯带温清理并装连续炉热轧直接成材，轧后不浇水，并堆垛处理。
3）热处理工序：轧制后的钢板经两次正火后加速冷却，一次正火温度为950℃，二次正火温度为935℃；冷却后经回火处理制得成品钢板，回火温度为690℃，在炉时间为490min。
本12Cr2Mo1VR钢板性能指标见表1。
实施例5
本12Cr2Mo1VR钢板重量为33t，厚度为160mm，长度15100mm。
本12Cr2Mo1VR钢板化学成分及质量百分含量为：C：0.13%，Si：0.06%，Mn：0.51%，Cr：2.41%，V：0.31%，Mo：1.0%，P：0.004%，S：0.002%，As：0.004%，Sn：0.001%，Sb：0.001%。
本12Cr2Mo1VR钢板生产方法包括炼钢、加热轧制、热处理工序。具体步骤如下：
1）炼钢工序：采用电弧炉炼钢，在精炼炉中进行精炼并真空处理，拉出连铸坯后制做成电极，将电极在电渣重熔炉中进行二次重熔制成电渣锭，电渣重熔时渣系为五元渣系，熔速为1300kg/h，熔炼温度为1620℃；连铸坯冶炼时化学成分及质量百分含量控制如下：C：0.14%，Si：0.07%，Mn：0.57%，Cr：2.48%，Mo：1.09%，V：0.33%，P：0.005%，S：0.001%，As：0.005%，Sn：0.001%，Sb：0.001%。
2）加热轧制工序：电渣锭放入均热炉中进行加热保温，加热轧制温度为1250℃；开坯后将钢坯转缓冷坑进行扩氢退火，扩氢退火温度为630℃，退火结束后钢坯带温清理并装连续炉热轧直接成材，轧后不浇水，并堆垛处理。
3）热处理工序：轧制后的钢板经两次正火后加速冷却，一次正火温度为950℃，二次正火温度为940℃；冷却后经回火处理制得成品钢板，回火温度为710℃，在炉时间为480min。
本12Cr2Mo1VR钢板性能指标见表1。
表1 各实施例产品正火+回火+模拟焊后力学性能表
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.大规格大单重12Cr2Mo1VR钢板，其特征在于，所述钢板主要合金元素及质量百分含量为：C：0.10-0.16%，Si≤0.1%，Mn：0.27-0.63%，Cr：1.95-2.6%，Mo：0.87-1.13%，V：0.25-0.35%；有害元素及质量百分含量为：S≤0.002%，P≤0.005%，As≤0.006%，Sb≤0.001%，Sn≤0.003%，余量为Fe和不可避免的杂质元素。
2.根据权利要求1所述的大规格大单重12Cr2Mo1VR钢板，其特征在于，所述钢板重量≤36t，厚度≤162mm，长度≤15600mm。
3.根据权利要求1或2所述的大规格大单重12Cr2Mo1VR钢板，其特征在于，所述钢板屈服强度≥470MPa，延伸率≥18%，冲击功≥169J，晶粒度≥5.5。
4.根据权利要求1或2所述的大规格大单重12Cr2Mo1VR钢板，其特征在于，所述钢板抗拉强度600-730MPa。
5.基于权利要求1-4任意一项所述的大规格大单重12Cr2Mo1VR钢板的生产方法，其特征在于，所述方法包括炼钢、加热轧制、热处理工序。
6.根据权利要求5所述的大规格大单重12Cr2Mo1VR钢板的生产方法，其特征在于，所述炼钢工序，采用电弧炉或转炉炼钢，在精炼炉中进行精炼并真空处理，拉出连铸坯后将连铸坯加工成电极，将电极在电渣重熔炉中进行二次重熔制成电渣锭，电渣重熔时渣系为五元渣系，熔速为1000-1500kg/h，熔炼温度为1600-1630℃。
7.根据权利要求5所述的大规格大单重12Cr2Mo1VR钢板的生产方法，其特征在于，所述炼钢工序，连铸坯冶炼时主要合金元素及质量百分含量控制如下：C：0.14-0.15%，Si：0.05-0.07%，Mn：0.56-0.60%，Cr：2.47-2.53%，Mo：1.05-1.10%，V：0.31-0.35%。
8.根据权利要求5-7任意一项所述的大规格大单重12Cr2Mo1VR钢板的生产方法，其特征在于，所述加热轧制工序，电渣锭放入均热炉中进行加热保温，开坯后将钢坯转缓冷坑进行扩氢退火，退火结束后钢坯带温清理并装连续炉热轧直接成材，并堆垛处理，加热轧制温度为1200-1250℃，扩氢退火温度为600-650℃。
9.根据权利要求5-7任意一项所述的大规格大单重12Cr2Mo1VR钢板的生产方法，其特征在于，所述热处理工序，轧制后的钢板经两次正火后加速冷却，一次正火温度为930-950℃，二次正火温度为920-940℃。
10.根据权利要求5-7任意一项所述的大规格大单重12Cr2Mo1VR钢板的生产方法，其特征在于，所述热处理工序，经回火处理制得成品钢板，回火温度为680-710℃，在炉时间470-490min。
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