CN108286015A - 压力容器用SA387Gr12Cl2钢板及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种压力容器用SA387Gr12Cl2钢板及其生产方法，属于钢铁生产技术领域。所述钢板的成分重量百分比组成：C 0.04～0.15%，Si 0.13～0.45%，Mn 0.35～0.73%，Cr 0.74～1.21%，Mo 0.40～0.65%，P≤0.007%，S≤0.007%，Ni 0.15~0.30%，Cu≤0.20%，余量为Fe和不可避免的杂质。所述生产方法包括炼钢、加热、轧制和热处理工序；所述轧制工序采用Ⅱ阶段控轧工艺；所述热处理工序采用正火+回火工艺。本发明所得钢板晶粒度≥5级，力学性能优良，符合SA387/SA387M标准要求，适用于各种压力容器设备的制造。

Description

压力容器用SA387Gr12Cl2钢板及其生产方法
技术领域
本发明属于钢铁生产技术领域，具体涉及一种压力容器用SA387Gr12Cl2钢板及其生产方法。
背景技术
SA387Gr12Cl2钢是ASME SA387/SA387M-2015中容器类钢板，属于低碳、低合金珠光体型耐热钢，由于合金元素Cr、Mo同时加入，此钢具有良好的抗高温氧化性和热强性，被广泛应用于焦炭塔、水洗塔、脱硫槽等化工设备。随着化工设备的大型化和设备介质环境的持续恶化，针对焦炭塔用SA387Gr12Cl2钢中有害元素含量、力学性能指标的要求更加严格，尤其是对低温冲击韧性指标的要求更严格，钢板的生产难度越来越大，开发具有高性能要求的钢板满足大型关键设备需求是本发明关键所在。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种压力容器用SA387Gr12Cl2钢板，本发明还提供一种压力容器用SA387Gr12Cl2钢板的生产方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：
一种压力容器用SA387Gr12Cl2钢板，所述钢板的化学成分组成及重量百分为：C 0.04～0.15%，Si 0.13～0.45%，Mn 0.35～0.73%，Cr 0.74～1.21%，Mo 0.40～0.65%，P≤0.007%，S≤0.007%，Ni 0.15~0.30%，Cu≤0.20%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明所述钢板厚度为50～80mm。
本发明所述钢板晶粒度≥5级，抗拉强度Rm：500～585MPa，屈服强度Rp0.2≥325MPa，延伸率A≥24%；-20℃冲击功≥60J，硬度≤225HBW。
压力容器用SA387Gr12Cl2钢板的生产方法，其包括炼钢、加热、轧制和热处理工序；所述轧制工序采用Ⅱ阶段控轧工艺；所述热处理工序采用正火+回火工艺。
本发明方法所述炼钢工序为转炉冶炼后的钢水经LF炉精炼后，转入VD炉真空处理，所述VD炉真空处理过程中真空度55~66Pa，真空保持时间为16～20min。
本发明方法所述加热工序最高加热温度为1260℃，均热温度为1230～1250℃。
本发明方法所述轧制工序Ⅰ阶段采用高温低速大压下轧制工艺，即开轧温度1000～1100℃，940～980℃以1.3～1.8m/s的速度轧制，并控制单道次压下率15～20%，累计压下率35～50%；Ⅱ阶段开轧温度≤920℃，终轧温度830～850℃。
本发明方法所述热处理工序正火温度910～930℃，保温时间2～2.5min/mm，出炉水冷；回火温度730～750℃，在炉总加热时间3～4min/mm，出炉空冷。
本发明通过优化钢板中元素的配比，采用Π型轧制工艺及正火+回火的热处理工艺，所得钢板力学性能优良，完全符合SA387/SA387M标准要求，适用于各种压力容器设备的制造。
本发明钢板探伤满足SA578-B级，晶粒度≥5级，抗拉强度Rm：500～585MPa，屈服强度Rp0.2≥325MPa，延伸率A≥24%；-20℃冲击功≥60J，硬度≤225HBW。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本压力容器用SA387Gr12Cl2钢板的生产工艺包括炼钢、加热、轧制和热处理工序。各工序具体步骤如下所述：
（1）炼钢工序：转炉冶炼后的钢水经LF炉精炼后，转入VD炉真空处理，所述VD炉真空处理过程中真空度55~66Pa，真空保持时间为16～20min，采用连铸制成连铸坯；
（2）加热工序：连铸坯在连续炉中进行加热处理，最高加热温度为1260℃，均热温度为1230～1250℃，此过程中保证连铸坯加热均匀透烧；
（3）轧制工序：采用Ⅱ阶段控轧工艺。轧制工序Ⅰ阶段采用高温低速大压下轧制工艺，即开轧温度1000～1100℃，940～980℃以1.3～1.8m/s的速度轧制，并控制单道次压下率15～20%，累计压下率35～50%，保证充足变形量，细化晶粒度；Ⅱ阶段开轧温度≤920℃，终轧温度830～850℃；
（4）热处理工序：采用正火+回火工艺。正火在淬火炉进行，正火温度910～930℃，保温时间2～2.5min/mm，出炉水冷；回火温度730～750℃，在炉总加热时间3～4min/mm，出炉空冷。
实施例1
本压力容器用SA387Gr12Cl2钢板的生产工艺包括炼钢、加热、轧制和热处理工序。各工序具体步骤如下所述：
（1）炼钢工序：转炉冶炼后的钢水经LF炉精炼后，转入VD炉真空处理，所述VD炉真空处理过程中真空度66Pa，真空保持时间为16min；
（2）加热工序：连铸坯在连续炉中进行加热处理，最高加热温度为1260℃，均热温度为1230℃；
（3）轧制工序：采用Ⅱ阶段控轧工艺。Ⅰ阶段采用高温低速大压下轧制工艺，开轧温度1000℃，940～980℃以1.5m/s的速度轧制，并控制单道次压下率15%，累计压下率35%；Ⅱ阶段开轧温度920℃，终轧温度850℃；
（4）热处理工序：采用正火+回火工艺。正火温度910℃，保温时间2min/mm，出炉水冷；回火温度730℃，在炉总加热时间3min/mm，出炉空冷。
本实施例所得压力容器用SA387Gr12Cl2钢板的化学成分组成及质量百分含量见表1，厚度及力学性能见表2。
实施例2
本压力容器用SA387Gr12Cl2钢板的生产工艺包括炼钢、加热、轧制和热处理工序。各工序具体步骤如下所述：
（1）炼钢工序：转炉冶炼后的钢水经LF炉精炼后，转入VD炉真空处理，所述VD炉真空处理过程中真空度60Pa，真空保持时间为17min；
（2）加热工序：连铸坯在连续炉中进行加热处理，最高加热温度为1260℃，均热温度为1240℃；
（3）轧制工序：采用Ⅱ阶段控轧工艺。Ⅰ阶段采用高温低速大压下轧制工艺，开轧温度1100℃，940～980℃以1.3m/s的速度轧制，并控制单道次压下率20%，累计压下率50%；Ⅱ阶段开轧温度915℃，终轧温度835℃；
（4）热处理工序：采用正火+回火工艺。正火温度915℃，保温时间2.2min/mm，出炉水冷；回火温度735℃，在炉总加热时间3.5min/mm，出炉空冷。
本实施例所得压力容器用SA387Gr12Cl2钢板的化学成分组成及质量百分含量见表1，厚度及力学性能见表2。
实施例3
本压力容器用SA387Gr12Cl2钢板的生产工艺包括炼钢、加热、轧制和热处理工序。各工序具体步骤如下所述：
（1）炼钢工序：转炉冶炼后的钢水经LF炉精炼后，转入VD炉真空处理，所述VD炉真空处理过程中真空度58Pa，真空保持时间为18min；
（2）加热工序：连铸坯在连续炉中进行加热处理，最高加热温度为1260℃，均热温度为1240℃；
（3）轧制工序：采用Ⅱ阶段控轧工艺。Ⅰ阶段采用高温低速大压下轧制工艺，开轧温度1050℃，940～980℃以1.7m/s的速度轧制，并控制单道次压下率16%，累计压下率40%；Ⅱ阶段开轧温度910℃，终轧温度845℃；
（4）热处理工序：采用正火+回火工艺。正火温度925℃，保温时间2.3min/mm，出炉水冷；回火温度740℃，在炉总加热时间3.7min/mm，出炉空冷。
本实施例所得压力容器用SA387Gr12Cl2钢板的化学成分组成及质量百分含量见表1，厚度及力学性能见表2。
实施例4
本压力容器用SA387Gr12Cl2钢板的生产工艺包括炼钢、加热、轧制和热处理工序。各工序具体步骤如下所述：
（1）炼钢工序：转炉冶炼后的钢水经LF炉精炼后，转入VD炉真空处理，所述VD炉真空处理过程中真空度59Pa，真空保持时间为20min；
（2）加热工序：连铸坯在连续炉中进行加热处理，最高加热温度为1260℃，均热温度为1250℃；
（3）轧制工序：采用Ⅱ阶段控轧工艺。Ⅰ阶段采用高温低速大压下轧制工艺，开轧温度1040℃，940～980℃以1.7m/s的速度轧制，并控制单道次压下率18%，累计压下率45%；Ⅱ阶段开轧温度915℃，终轧温度850℃；
（4）热处理工序：采用正火+回火工艺。正火温度930℃，保温时间2.5min/mm，出炉水冷；回火温度750℃，在炉总加热时间4min/mm，出炉空冷。
本实施例所得压力容器用SA387Gr12Cl2钢板的化学成分组成及质量百分含量见表1，厚度及力学性能见表2。
实施例5
本压力容器用SA387Gr12Cl2钢板的生产工艺包括炼钢、加热、轧制和热处理工序。各工序具体步骤如下所述：
（1）炼钢工序：转炉冶炼后的钢水经LF炉精炼后，转入VD炉真空处理，所述VD炉真空处理过程中真空度57Pa，真空保持时间为19min；
（2）加热工序：连铸坯在连续炉中进行加热处理，最高加热温度为1240℃，均热温度为1230℃；
（3）轧制工序：采用Ⅱ阶段控轧工艺。Ⅰ阶段采用高温低速大压下轧制工艺，开轧温度1010℃，940～980℃以1.8m/s的速度轧制，并控制单道次压下率17%，累计压下率44%；Ⅱ阶段开轧温度905℃，终轧温度835℃；
（4）热处理工序：采用正火+回火工艺。正火温度920℃，保温时间2.5min/mm，出炉水冷；回火温度745℃，在炉总加热时间3.2min/mm，出炉空冷。
本实施例所得压力容器用SA387Gr12Cl2钢板的化学成分组成及质量百分含量见表1，厚度及力学性能见表2。
实施例6
本压力容器用SA387Gr12Cl2钢板的生产工艺包括炼钢、加热、轧制和热处理工序。各工序具体步骤如下所述：
（1）炼钢工序：转炉冶炼后的钢水经LF炉精炼后，转入VD炉真空处理，所述VD炉真空处理过程中真空度62Pa，真空保持时间为16min；
（2）加热工序：连铸坯在连续炉中进行加热处理，最高加热温度为1250℃，均热温度为1235℃；
（3）轧制工序：采用Ⅱ阶段控轧工艺。Ⅰ阶段采用高温低速大压下轧制工艺，开轧温度1070℃，940～980℃以1.4m/s的速度轧制，并控制单道次压下率19%，累计压下率47%；Ⅱ阶段开轧温度900℃，终轧温度840℃；
（4）热处理工序：采用正火+回火工艺。正火温度910℃，保温时间2.4min/mm，出炉水冷；回火温度733℃，在炉总加热时间3.0min/mm，出炉空冷。
本实施例所得压力容器用SA387Gr12Cl2钢板的化学成分组成及质量百分含量见表1，厚度及力学性能见表2。
实施例7
本压力容器用SA387Gr12Cl2钢板的生产工艺包括炼钢、加热、轧制和热处理工序。各工序具体步骤如下所述：
（1）炼钢工序：转炉冶炼后的钢水经LF炉精炼后，转入VD炉真空处理，所述VD炉真空处理过程中真空度64Pa，真空保持时间为19min；
（2）加热工序：连铸坯在连续炉中进行加热处理，最高加热温度为1260℃，均热温度为1250℃；
（3）轧制工序：采用Ⅱ阶段控轧工艺。Ⅰ阶段采用高温低速大压下轧制工艺，开轧温度1080℃，940～980℃以1.6m/s的速度轧制，并控制单道次压下率15%，累计压下率48%；Ⅱ阶段开轧温度910℃，终轧温度833℃；
（4）热处理工序：采用正火+回火工艺。正火温度927℃，保温时间2.0min/mm，出炉水冷；回火温度730℃，在炉总加热时间3.9min/mm，出炉空冷。
本实施例所得压力容器用SA387Gr12Cl2钢板的化学成分组成及质量百分含量见表1，厚度及力学性能见表2。
实施例8
本压力容器用SA387Gr12Cl2钢板的生产工艺包括炼钢、加热、轧制和热处理工序。各工序具体步骤如下所述：
（1）炼钢工序：转炉冶炼后的钢水经LF炉精炼后，转入VD炉真空处理，所述VD炉真空处理过程中真空度55Pa，真空保持时间为20min；
（2）加热工序：连铸坯在连续炉中进行加热处理，最高加热温度为1255℃，均热温度为1245℃；
（3）轧制工序：采用Ⅱ阶段控轧工艺。Ⅰ阶段采用高温低速大压下轧制工艺，开轧温度1090℃，940～980℃以1.5m/s的速度轧制，并控制单道次压下率16%，累计压下率38%；Ⅱ阶段开轧温度920℃，终轧温度848℃；
（4）热处理工序：采用正火+回火工艺。正火温度930℃，保温时间2.1min/mm，出炉水冷；回火温度747℃，在炉总加热时间4.0min/mm，出炉空冷。
本实施例所得压力容器用SA387Gr12Cl2钢板的化学成分组成及质量百分含量见表1，厚度及力学性能见表2。
表1：实施例1-8钢板成分（wt%）
表1中，余量为Fe和不可避免的杂质。
表2：实施例1-8钢板的厚度及力学性能

Claims (10)

1.一种压力容器用SA387Gr12Cl2钢板，其特征在于：所述钢板的化学成分组成及重量百分含量为：C 0.04～0.15%，Si 0.13～0.45%，Mn 0.35～0.73%，Cr 0.74～1.21%，Mo :0.40～0.65%，P≤0.007%，S≤0.007%，Ni 0.15~0.30%，Cu≤0.20%，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的压力容器用SA387Gr12Cl2钢板，其特征在于：所述钢板厚度为50～80mm。
3.根据权利要求1所述的压力容器用SA387Gr12Cl2钢板，其特征在于：所述钢板晶粒度≥5级，抗拉强度Rm：500～585MPa，屈服强度Rp0.2≥325MPa，延伸率A≥24%；-20℃冲击功≥60J，硬度≤225HBW。
4.如权利要求1-3所述的压力容器用SA387Gr12Cl2钢板的生产方法，其特征在于，其包括炼钢、加热、轧制和热处理工序；所述轧制工序采用Ⅱ阶段控轧工艺；所述热处理工序采用正火+回火工艺。
5.根据权利要求4所述的压力容器用SA387Gr12Cl2钢板的生产方法，其特征在于，所述炼钢工序为转炉冶炼后的钢水经LF炉精炼后，转入VD炉真空处理，所述VD炉真空处理过程中真空度55~66Pa，真空保持时间为16～20min。
6.根据权利要求5所述的压力容器用SA387Gr12Cl2钢板的生产方法，其特征在于，所述加热工序最高加热温度为1260℃，均热温度为1230～1250℃。
7.根据权利要求4-6任意一项所述的压力容器用SA387Gr12Cl2钢板的生产方法，其特征在于，所述轧制工序Ⅰ阶段采用高温低速大压下轧制工艺，即开轧温度1000～1100℃，940～980℃以1.3～1.8m/s的速度轧制，并控制单道次压下率15～20%，累计压下率35～50%。
8.根据权利要求4-6任意一项所述的压力容器用SA387Gr12Cl2钢板的生产方法，其特征在于，所述轧制工序Ⅱ阶段开轧温度≤920℃，终轧温度830～850℃。
9.根据权利要求4-6任意一项所述的压力容器用SA387Gr12Cl2钢板的生产方法，其特征在于，所述热处理工序正火温度910～930℃，保温时间2～2.5min/mm，出炉水冷。
10.根据权利要求4-6任意一项所述的压力容器用SA387Gr12Cl2钢板的生产方法，其特征在于，所述热处理工序回火温度730～750℃，在炉总加热时间3～4min/mm，出炉空冷。
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