CN110408758B - 一种p91钢板的加热轧制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于冶金技术领域，涉及一种P91钢板的加热轧制方法，其包括加热、轧制工序；所述加热工序采用低温焖钢及四阶段渐进式的加热工艺，所述轧制工序采用抢温轧制工艺；所述的低温焖钢步骤为钢锭装炉温度≤200℃，装炉后焖钢时间8～10h。本发明通过加热、轧制工艺的控制，减少了钢板在轧制过程中炸裂的现象，提高了钢板的成型性能，降低了生产成本。所得钢板表面质量良好，且性能稳定，屈服强度≥560MPa，抗拉强度≥680MPa，冲击功≥120J。

Description

一种P91钢板的加热轧制方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种P91钢板的加热轧制方法。
背景技术
P91钢板是在美国9Cr-1Mo基础上改进的锅炉与压力容器用钢，具有较高的抗氧化性能和抗蒸汽腐蚀性能以及良好的蠕变断裂强度等性能。从上世纪80年代开始，我国一些火电厂引进P91钢，并开展国产化研究工作。由于钢板中合金元素含量较高，如采用传统的加热轧制方式，P91钢板轧后极易出现炸裂现象，甚至是坯料在出加热炉后直接炸裂，只能报废，经济损失极大。因此研究该钢加热轧制工艺尤为重要。
发明内容
本发明提供一种P91钢板的加热轧制方法，采用低温焖钢及阶梯渐进式加热方法，减少了钢板在轧制过程中产生炸裂的现象，降低了生产成本。
为解决以上技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种P91钢板的加热轧制方法，其包括加热和轧制步骤，所述加热工序采用低温焖钢及四阶段渐进式的加热工艺，所述轧制工序采用抢温轧制工艺；所述的低温焖钢步骤为钢锭装炉温度≤200℃，装炉后焖钢时间8～10h。
所述加热工序，四阶段渐进式的加热步骤为钢锭低温焖钢结束后，以40～60℃/h的升温速率加热至650～670℃后保温2～3小时；以60～80℃/h的升温速率加热至850～870℃后保温2～3小时；再以200～300℃/h的升温速率加热至1150～1170℃后保温2～3小时；最后以200～300℃/h的升温速率加热至1250～1270℃保温2～3h。
所述轧制工序采用抢温轧制，开轧温度1050～1100℃，轧制过程不晾钢，热轧直接成材，终轧温度950～980℃，轧后不浇水。
所述钢板轧后进行堆垛处理，堆垛温度≥550℃，堆垛时间48～52h，拆垛温度100～150℃。
所述钢板的化学成分组成及质量百分含量为：C：0.09～0.12%，Si：0.3～0.4%，Mn：0.4～0.5%，Cr：8.5～9.5%，Mo：0.95～1.05%，V：0.20～0.25%，Al≤0.02%，Ni≤0.4%，P≤0.02%，S≤0.01%，N：0.03～0.07%，Nb：0.06～0.1%，其余为Fe和不可避免杂质。
为提高钢板轧制成材率，本发明根据该钢板相图，确定加热过程中保温平台，并根据相转变速率，确定加热速率。相平台保温及适当的加热速率降低了坯料内应力，可以有效避免坯料炸裂。钢板轧制过程热轧直接成型，可以避免由于坯料温度过低而出现的无法轧制现象，提高了轧制合格率。轧后不浇水及轧后堆垛工艺，可以进一步降低轧后钢板内应力，提高钢板轧制成材率。
通过对P91坯料加热温度、升温速度控制和坯料轧制过程控制，可以明显提高钢板的成型性能，轧制过程中的炸裂现象明显降低，所得钢板表面质量良好，且性能稳定，屈服强度≥560MPa，抗拉强度≥680MPa，冲击功≥120J。
附图说明
图1为本发明实施例1钢板轧后形貌。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1
本实施例P91钢板化学成分及质量百分含量为：C：0.12%，Si：0.40%，Mn：0.50%，Cr：9.5%，Mo：1.05%，V：0.25%，Al：0.02%，Ni：0.40%，P：0.02%，S：0.01%，N：0.07%，Nb：0.10%，其余为Fe和不可避免杂质。
上述钢板的生产方法如下：
（1）加热工序：采用低温焖钢及四阶段渐进式的加热工艺；钢锭装炉温度200℃，装炉后焖钢8h；随后以50℃/h的升温速率加热至670℃后保温2h；再以80℃/h的升温速率加热至870℃后保温2h；再以300℃/h的升温速率加热至1170℃后保温2h；最后以300℃/h的升温速率加热至1270℃后保温2h；
（2）轧制工序：采用抢温轧制工艺，开轧温度1100℃，轧制过程不晾钢，热轧直接成材，终轧温度980℃，轧后不浇水；
（3）轧制完成后进行堆垛处理，堆垛温度550℃，堆垛时间48h，拆垛温度150℃。
本实施例所得P91钢板屈服强度590MPa，抗拉强度693MPa，冲击功均达到200J以上。钢板轧后板形完好，未出现炸裂等缺陷，钢板形貌如图1所示，其余实施例钢板形貌与图1相似，故省略。
实施例2
本实施例P91钢板化学成分及质量百分含量为：C：0.09%，Si：0.30%，Mn：0.40%，Cr：8.5%，Mo：0.95%，V：0.20%，Al：0.01%，Ni：0.35%，P：0.01%，S：0.009%，N：0.03%，Nb：0.06%，其余为Fe和不可避免杂质。
（1）加热工序：采用低温焖钢及四阶段渐进式的加热工艺；钢锭装炉温度180℃，装炉后焖钢10h；随后以40℃/h的升温速率加热至650℃后保温3h；再以60℃/h的升温速率加热至850℃后保温3h；再以200℃/h的升温速率加热至1150℃后保温3h；最后以200℃/h的升温速率加热至1250℃后保温3h；
（2）轧制工序：采用抢温轧制工艺，开轧温度1050℃，轧制过程不晾钢，热轧直接成材，终轧温度950℃，轧后不浇水；
（3）轧制完成后进行堆垛处理，堆垛温度570℃，堆垛时间52h，拆垛温度100℃。
本实施例所得P91钢板轧后板形完好，未出现炸裂等缺陷。钢板屈服强度584MPa，抗拉强度705MPa，冲击功均达到159J以上。
实施例3
本实施例P91钢板化学成分及质量百分含量为：C：0.09%，Si：0.30%，Mn：0.40%，Cr：9.5%，Mo：0.95%，V：0.21%，Al：0.015%，Ni：0.30%，P：0.015%，S：0.008%，N：0.05%，Nb：0.07%，其余为Fe和不可避免杂质。
（1）加热工序：采用低温焖钢及四阶段渐进式的加热工艺；钢锭装炉温度190℃，装炉后焖钢8.5h；随后以46℃/h的升温速率加热至655℃后保温2.6h；再以75℃/h的升温速率加热至860℃后保温2.4h；再以230℃/h的升温速率加热至1155℃后保温2.4h；最后以280℃/h的升温速率加热至1260℃后保温2.4h；
（2）轧制工序：采用抢温轧制工艺，开轧温度1080℃，轧制过程不晾钢，热轧直接成材，终轧温度970℃，轧后不浇水；
（3）轧制完成后进行堆垛处理，堆垛温度565℃，堆垛时间50h，拆垛温度120℃。
本实施例所得P91钢板轧后板形完好，未出现炸裂等缺陷。钢板屈服强度569MPa，抗拉强度684MPa，冲击功均达到139J以上。
实施例4
本实施例P91钢板化学成分及质量百分含量为：C：0.11%，Si：0.35%，Mn：0.43%，Cr：8.7%，Mo：0.97%，V：0.22%，Al：0.017%，Ni：0.29%，P：0.012%，S：0.009%，N：0.06%，Nb：0.09%，其余为Fe和不可避免杂质。
（1）加热工序：采用低温焖钢及四阶段渐进式的加热工艺；钢锭装炉温度170℃，装炉后焖钢10h；随后以48℃/h的升温速率加热至665℃后保温2.3h；再以71℃/h的升温速率加热至870℃保温后2.2h；再以280℃/h的升温速率加热至1165℃后保温2.3h；最后以240℃/h的升温速率加热至1265℃后保温2.1h；
（2）轧制工序：采用抢温轧制工艺，开轧温度1090℃，轧制过程不晾钢，热轧直接成材，终轧温度975℃，轧后不浇水；
（3）轧制完成后进行堆垛处理，堆垛温度576℃，堆垛时间49h，拆垛温度140℃。
本实施例所得P91钢板轧后板形完好，未出现炸裂等缺陷。钢板屈服强度578MPa，抗拉强度706MPa，冲击功均达到187J以上。
实施例5
本实施例P91钢板化学成分及质量百分含量为：C：0.10%，Si：0.38%，Mn：0.42%，Cr：8.9%，Mo：1.00%，V：0.23%，Al：0.014%，Ni：0.20%，P：0.007%，S：0.005%，N：0.04%，Nb：0.06%，其余为Fe和不可避免杂质。
（1）加热工序：采用低温焖钢及四阶段渐进式的加热工艺；钢锭装炉温度200℃，装炉后焖钢9h；随后以40℃/h的升温速率加热至660℃后保温2.5h；再以69℃/h的升温速率加热至855℃后保温2.3h；再以300℃/h的升温速率加热至1155℃后保温2.5h；最后以250℃/h的升温速率加热至1256℃后保温2.7h；
（2）轧制工序：采用抢温轧制工艺，开轧温度1060℃，轧制过程不晾钢，热轧直接成材，终轧温度955℃，轧后不浇水；
（3）轧制完成后进行堆垛处理，堆垛温度580℃，堆垛时间48.5h，拆垛温度110℃。
本实施例所得P91钢板轧后板形完好，未出现炸裂等缺陷。板屈服强度562MPa，抗拉强度697MPa，冲击功均达到201J以上。
实施例6
本实施例P91钢板化学成分及质量百分含量为：C：0.09%，Si：0.39%，Mn：0.50%，Cr：9.0%，Mo：0.99%，V：0.24%，Al：0.018%，Ni：0.10%，P：0.010%，S：0.006%，N：0.07%，Nb：0.08%，其余为Fe和不可避免杂质。
（1）加热工序：采用低温焖钢及四阶段渐进式的加热工艺；钢锭装炉温度182℃，装炉后焖钢9.5h；随后以45℃/h的升温速率加热至650℃后保温2.1h；再以65℃/h的升温速率加热至860℃后保温2.5h；再以210℃/h的升温速率加热至1159℃后保温2.8h；最后以210℃/h的升温速率加热至1255℃后保温2h；
（2）轧制工序：采用抢温轧制工艺，开轧温度1055℃，轧制过程不晾钢，热轧直接成材，终轧温度960℃，轧后不浇水；
（3）轧制完成后进行堆垛处理，堆垛温度560℃，堆垛时间51h，拆垛温度105℃。
本实施例所得P91钢板轧后板形完好，未出现炸裂等缺陷。钢板屈服强度579MPa，抗拉强度702MPa，冲击功均达到157J以上。
实施例7
本实施例P91钢板化学成分及质量百分含量为：C：0.12%，Si：0.32%，Mn：0.46%，Cr：8.5%，Mo：1.01%，V：0.23%，Al：0.015%，Ni：0.21%，P：0.005%，S：0.003%，N：0.05%，Nb：0.07%，其余为Fe和不可避免杂质。
（1）加热工序：采用低温焖钢及四阶段渐进式的加热工艺；钢锭装炉温度150℃，装炉后焖钢8.6h；随后以43℃/h的升温速率加热至655℃后保温2h；再以70℃/h的升温速率加热至865℃后保温2.6h；再以253℃/h的升温速率加热至1169℃后保温2.6h；最后以200℃/h的升温速率加热至1254℃后保温2.8h；
（2）轧制工序：采用抢温轧制工艺，开轧温度1085℃，轧制过程不晾钢，热轧直接成材，终轧温度963℃，轧后不浇水；
（3）轧制完成后进行堆垛处理，堆垛温度570℃，堆垛时间51.5h，拆垛温度120℃。
本实施例所得P91钢板轧后板形完好，未出现炸裂等缺陷。钢板屈服强度588MPa，抗拉强度697MPa，冲击功均达到178J以上。
实施例8
本实施例P91钢板化学成分及质量百分含量为：C：0.10%，Si：0.32%，Mn：0.40%，Cr：9.2%，Mo：0.98%，V：0.21%，Al：0.017%，Ni：0.25%，P：0.02%，S：0.007%，N：0.035%，Nb：0.09%，其余为Fe和不可避免杂质。
（1）加热工序：采用低温焖钢及四阶段渐进式的加热工艺；钢锭装炉温度160℃，装炉后焖钢9.4h；随后以50℃/h的升温速率加热至660℃后保温2.4h；再以67℃/h的升温速率加热至853℃后保温2.6h；再以270℃/h的升温速率加热至1160℃后保温3h；最后以230℃/h的升温速率加热至1265℃后保温2.4h；
（2）轧制工序：采用抢温轧制工艺，开轧温度1095℃，轧制过程不晾钢，热轧直接成材，终轧温度950℃，轧后不浇水；
（3）轧制完成后进行堆垛处理，堆垛温度555℃，堆垛时间50h，拆垛温度140℃。
本实施例所得P91钢板轧后板形完好，未出现炸裂等缺陷。钢板屈服强度574MPa，抗拉强度689MPa，冲击功均达到152J以上。
实施例9
本实施例P91钢板化学成分及质量百分含量为：C：0.098%，Si：0.31%，Mn：0.45%，Cr：9.3%，Mo：0.99%，V：0.21%，Al：0.017%，Ni：0.30%，P：0.008%，S：0.010%，N：0.06%，Nb：0.08%，其余为Fe和不可避免杂质。
（1）加热工序：采用低温焖钢及四阶段渐进式的加热工艺；钢锭装炉温度180℃，装炉后焖钢8.5h；随后以48℃/h的升温速率加热至670℃后保温2.5h；再以63℃/h的升温速率加热至868℃后保温2.2h；再以260℃/h的升温速率加热至1167℃后保温2.2h；最后以270℃/h的升温速率加热至1270℃后保温2.6h；
（2）轧制工序：采用抢温轧制工艺，开轧温度1060℃，轧制过程不晾钢，热轧直接成材，终轧温度960℃，轧后不浇水；
（3）轧制完成后进行堆垛处理，堆垛温度580℃，堆垛时间49h，拆垛温度100℃。
本实施例所得P91钢板轧后板形完好，未出现炸裂等缺陷。钢板屈服强度579MPa，抗拉强度693Pa，冲击功均达到123J以上。
实施例10
本实施例P91钢板化学成分及质量百分含量为：C：0.11%，Si：0.36%，Mn：0.47%，Cr：8.8%，Mo：0.97%，V：0.24%，Al：0.01%，Ni：0.15%，P：0.017%，S：0.005%，N：0.05%，Nb：0.10%，其余为Fe和不可避免杂质。
（1）加热工序：采用低温焖钢及四阶段渐进式的加热工艺；钢锭装炉温度150℃，装炉后焖钢9h；随后以45℃/h的升温速率加热至665℃后保温2.8h；再以80℃/h的升温速率加热至860℃后保温2h；再以290℃/h的升温速率加热至1162℃后保温2.5h；最后以220℃/h的升温速率加热至1255℃后保温2.2h；
（2）轧制工序：采用抢温轧制工艺，开轧温度1070℃，轧制过程不晾钢，热轧直接成材，终轧温度975℃，轧后不浇水；
（3）轧制完成后进行堆垛处理，堆垛温度590℃，堆垛时间48h，拆垛温度130℃。
本实施例所得P91钢板轧后板形完好，未出现炸裂等缺陷。钢板屈服强度601MPa，抗拉强度714a，冲击功均达到174J以上。
实施例11
本实施例P91钢板化学成分及质量百分含量为：C：0.12%，Si：0.30%，Mn：0.50%，Cr：9.4%，Mo：0.98%，V：0.25%，Al：0.018%，Ni：0.05%，P：0.010%，S：0.010%，N：0.04%，Nb：0.06%，其余为Fe和不可避免杂质。
（1）加热工序：采用低温焖钢及四阶段渐进式的加热工艺；钢锭装炉温度200℃，装炉后焖钢9.2h；随后以43℃/h的升温速率加热至652℃后保温2.6h；再以74℃/h的升温速率加热至865℃后保温3h；再以220℃/h的升温速率加热至1153℃后保温2.4h；最后以260℃/h的升温速率加热至1260℃后保温3h；
（2）轧制工序：采用抢温轧制工艺，开轧温度1069℃，轧制过程不晾钢，热轧直接成材，终轧温度973℃，轧后不浇水；
（3）轧制完成后进行堆垛处理，堆垛温度569℃，堆垛时间50.5h，拆垛温度145℃。
本实施例所得P91钢板轧后板形完好，未出现炸裂等缺陷。钢板屈服强度603MPa，抗拉强度700Ma，冲击功均达到148J以上。
实施例12
本实施例P91钢板化学成分及质量百分含量为：C：0.10%，Si：0.36%，Mn：0.47%，Cr：9.0%，Mo：1.02%，V：0.20%，Al：0.012%，Ni：0.30%，P：0.018%，S：0.008%，N：0.07%，Nb：0.10%，其余为Fe和不可避免杂质。
（1）加热工序：采用低温焖钢及四阶段渐进式的加热工艺；钢锭装炉温度140℃，装炉后焖钢8h；随后以40℃/h的升温速率加热至660℃后保温3h；再以70℃/h的升温速率加热至850℃后保温2.7h；再以240℃/h的升温速率加热至1160℃后保温2.7h；最后以290℃/h的升温速率加热至1260℃后保温2.3h；
（2）轧制工序：采用抢温轧制工艺，开轧温度1075℃，轧制过程不晾钢，热轧直接成材，终轧温度980℃，轧后不浇水；
（3）轧制完成后进行堆垛处理，堆垛温度560℃，堆垛时间51h，拆垛温度125℃。
本实施例所得P91钢板轧后板形完好，未出现炸裂等缺陷。钢板屈服强度598MPa，抗拉强度706Ma，冲击功均达到203J以上。
由图1可知，本发明的P91钢板表面光洁无裂纹，生产过程中未产生开裂现象。由钢板力学性能可知，本发明的钢板质量良好，满足使用要求。

Claims (3)

1.一种P91钢板的加热轧制方法，其包括加热、轧制工序，其特征在于：所述加热工序采用低温焖钢及四阶段渐进式的加热工艺，所述轧制工序采用抢温轧制工艺；所述的低温焖钢步骤为钢锭装炉温度≤200℃，装炉后焖钢时间8～10h；所述加热工序，四阶段渐进式的加热步骤为钢锭低温焖钢结束后，以40～50℃/h的升温速率加热至650～670℃后保温2～3小时；以60～80℃/h的升温速率加热至850～870℃后保温2～3小时；再以200～300℃/h的升温速率加热至1150～1170℃后保温2～3小时；最后以200～300℃/h的升温速率加热至1250～1270℃保温2～3h；
所述钢板的化学成分组成及质量百分含量为：C：0.09～0.12%，Si：0.3～0.4%，Mn：0.4～0.5%，Cr：8.5～9.5%，Mo：0.95～1.05%，V：0.20～0.25%，Al≤0.02%，Ni≤0.4%，P≤0.02%，S≤0.01%，N：0.03～0.07%，Nb：0.06～0.1%，其余为Fe和不可避免杂质。
2.根据权利要求1所述的一种P91钢板的加热轧制方法，其特征在于，所述轧制工序采用抢温轧制，开轧温度1050～1100℃，轧制过程不晾钢，热轧直接成材，终轧温度950～980℃，轧后不浇水。
3.根据权利要求1所述的一种P91钢板的加热轧制方法，其特征在于，钢板轧后进行堆垛处理，堆垛温度≥550℃，堆垛时间48～52h，拆垛温度100～150℃。
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