一種爐殼用耐熱壓力容器鋼板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及耐熱壓力容器用鋼板制造的技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種爐殼用耐熱壓力 容器鋼板及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 各種耐熱工業(yè)爐設(shè)備如高爐、熱風(fēng)爐、轉(zhuǎn)爐、煤氣化爐、焦?fàn)t等其爐殼通常是襯有 耐火材料的鋼制殼體，該鋼制殼體在高溫高壓的惡劣條件下，與耐火材料之間存在著極其 復(fù)雜的相互作用，因此類(lèi)似爐殼鋼的選材顯得尤為關(guān)鍵。但是，長(zhǎng)期以來(lái)關(guān)于此類(lèi)鋼種的選 材一直沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)作為參考。隨著國(guó)內(nèi)外工業(yè)規(guī)模的迅猛發(fā)展，該類(lèi)型鋼板的需 求量也不斷增加，依據(jù)某些鋼廠的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和研究結(jié)果，可供設(shè)計(jì)院選用的鋼種非常有限， 該種材料首先被定位為耐高溫壓力容器用鋼，為了能夠承受眾多未知的負(fù)荷和應(yīng)力，具備 吸收震動(dòng)載荷和抗疲勞脆裂能力，應(yīng)選擇一種晶粒較細(xì)的鋼材。這種鋼應(yīng)具有相對(duì)較低的 屈服應(yīng)力，但在屈服點(diǎn)之外的應(yīng)變硬化能力需很高。這樣，即便發(fā)生過(guò)載時(shí)強(qiáng)度依然有許多 富余。甚至當(dāng)出現(xiàn)裂紋時(shí)也不會(huì)發(fā)生脆裂的擴(kuò)展，且裂紋會(huì)停止發(fā)展或僅僅是非常緩慢的 發(fā)展。通?？晒┻x擇的鋼種有：A516Gr60、ALDUR41、ALTHERM41、WAtE285、WStE355、P275NH、 P355NH、Q345R等。近年來(lái)，隨著鎂碳磚等耐火材料的使用以及如轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐等工藝的投 用，使耐材壽命得到有效延長(zhǎng)，這就意味著爐殼溫度也會(huì)進(jìn)一步升高，從而更加劇了蠕變效 應(yīng)影響到了爐殼壽命，因此需要更高要求的爐殼鋼材料來(lái)補(bǔ)償這方面的影響。鑒于以上情 況，我公司結(jié)合現(xiàn)有生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)以及多家建設(shè)項(xiàng)目的用料技術(shù)條件，研究發(fā)明了一種爐殼用 耐熱壓力容器用鋼板及其制造方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種爐殼用耐熱壓力容器鋼板及其制造方法。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下： 一種爐殼用耐熱壓力容器鋼板，由如下質(zhì)量百分比的組分制備而成：C :0. 12~0. 20%， Si ：0. 10-0. 35%, Mn ：0. 50-0. 90%, P^0.0 20%, S^0.00 5%, Mo ：0. 25-0. 35%, Alt ： 0. 020~0. 050%，其他為Fe和不可避免的殘余元素，鋼板的碳當(dāng)量Ceq彡0. 43%。
[0005] 上述的爐殼用耐熱壓力容器鋼板，其鋼水采用LF+ RH精煉，產(chǎn)出的板坯連鑄坯經(jīng) 48小時(shí)堆垛緩冷后乳制，乳后鋼板再經(jīng)過(guò)正火熱處理最終得到合格鋼板。該發(fā)明鋼板厚 度范圍為30~80mm，具有良好的耐熱性，較高的高溫強(qiáng)度和抗蠕變性能，其500°C高溫下的 屈服強(qiáng)度（RpO. 2)達(dá)到160MPa以上的水平，其上屈服強(qiáng)度ReH彡270MPa，抗拉強(qiáng)度Rm達(dá)到 450~5801^，伸長(zhǎng)率4彡22%，0°(：橫向沖擊1^2彡10(^，鋼種強(qiáng)度適中，韌塑性良好，具有較 強(qiáng)的抗機(jī)械沖擊性能，且便于設(shè)備的加工制造。所生產(chǎn)鋼板經(jīng)過(guò)探傷檢查達(dá)到JB/T4730. 3 承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)(第三部分超聲檢測(cè)）I級(jí)合格水平。
[0006] 本發(fā)明的目的還在于提供一種爐殼用耐熱壓力容器鋼板的制造方法，該發(fā)明鋼板 的生產(chǎn)工藝路線如下： 高爐鐵水一鐵水預(yù)處理一轉(zhuǎn)爐冶煉一脫氧合金化一LF精煉一RH精煉一板坯連鑄 -48h鑄坯緩冷一鑄坯加熱一除鱗一乳制一加速冷卻一矯直一冷卻一切割一正火一探傷 -取樣一檢驗(yàn)、標(biāo)志一入庫(kù)。
[0007] 本發(fā)明的一種爐殼用耐熱壓力容器鋼板的制造方法，步驟如下： a. 冶煉時(shí)下列熔煉成分嚴(yán)格控制，C :0· 12~0· 20%，Si :0· 10~0· 35%，Mn :0· 50~0· 90%， P 彡 0· 020%，S 彡 0· 005%，Mo :0· 25~0· 35%，Alt :0· 020~0· 050%，其余為 Fe 和不可避免的雜 質(zhì)； b. 原料鐵水經(jīng)KR深脫硫處理，處理后鐵水利用頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉，轉(zhuǎn)爐出鋼完畢 后，在吹氬站吹氬至少8分鐘以上，并喂鋁線脫氧處理；LF精煉造白渣處理，P、S含量要求 盡可能低，Al含量按0.035%目標(biāo)值控制；鋼水RH真空精煉處理過(guò)程中，要求保真空時(shí)間 彡15min，真空處理后喂鈣鐵線鈣處理，含30%的鈣，處理結(jié)束后保證軟吹氬時(shí)間彡lOmin， 氬氣流量以鋼液微微翻動(dòng)為準(zhǔn)，翻動(dòng)直徑100-200mm ; c. 真空處理后鋼水經(jīng)250mm厚板坯連鑄機(jī)全程保護(hù)澆注，結(jié)晶器選用中碳低合金鋼專(zhuān) 用保護(hù)渣，要求中間包低過(guò)熱度澆注，過(guò)熱溫度10-25Γ，恒溫恒速拉鋼，二冷采用弱冷配水 制度，連鑄坯下線后立即堆垛緩冷48小時(shí)以上； d. 待乳坯料在加熱爐加熱時(shí)間系數(shù)按0. 8~1. lmin/mm鋼坯厚度控制，加熱溫度按 1130~1180°C設(shè)定；鋼坯出加熱爐后經(jīng)高壓水除鱗后乳制，乳制過(guò)程中，采用粗、精乳分階段 車(chē)L制，開(kāi)乳溫度按1070~1150°C，保證30~40mm厚鋼板的中間坯厚度不小于成品厚度的2. 5 倍，> 40~60mm厚鋼板的中間坯厚度不小于成品厚度的2倍，> 60~80mm厚鋼板的中間坯厚 度不小于140mm ;精乳開(kāi)乳溫度880~910°C，終乳溫度800~850°C，鋼板乳后水冷3-8°C /S至 600-650°C，空冷至室溫；鋼板視板形情況矯直后根據(jù)定尺情況剪切或火焰切割； e. 冷卻后鋼板進(jìn)行正火熱處理，正火溫度為900±5°C，在爐時(shí)間1. 4~I. 6min/mm，鋼 板出爐后自然冷卻，收集溫度不得高于150°C ; f. 乳后鋼板按標(biāo)準(zhǔn)JB/T4730. 3探傷檢驗(yàn)，要求達(dá)到I級(jí)合格水平，然后檢驗(yàn)、標(biāo)志、入 庫(kù)。
[0008] 本發(fā)明的有益效果為：（1)該鋼板設(shè)計(jì)簡(jiǎn)捷、巧妙、經(jīng)濟(jì)，鋼板具有良好的耐熱性， 其高溫強(qiáng)度和抗蠕變性能倶佳，其500°C高溫下的屈服強(qiáng)度（RpO. 2)達(dá)到160MPa以上的水 平，抗拉強(qiáng)度Rm多450MPa ;(2)采用以上成分設(shè)計(jì)生產(chǎn)出的鋼板具有較低的碳當(dāng)量(最高不 到0. 43%)，更加便于現(xiàn)場(chǎng)的施工焊接；（3)該發(fā)明鋼板其上屈服強(qiáng)度ReH彡270MPa，抗拉強(qiáng) 度伽達(dá)到450~58010^，伸長(zhǎng)率4彡22%，0°(：橫向沖擊1^2彡10(^，鋼種強(qiáng)度適中，韌塑性良 好，具有較強(qiáng)的抗機(jī)械沖擊性能，且便于設(shè)備的加工制造；（4)該發(fā)明鋼板Z向拉伸斷面收 縮率達(dá)到35%以上水平，說(shuō)明其具有極佳的抗層狀撕裂性能。
[0009] 總之，本發(fā)明的鋼板高溫強(qiáng)度和抗蠕變性能非常好，可適用于工作溫度高達(dá)500°C 的環(huán)境，能夠應(yīng)對(duì)高溫、機(jī)械沖擊和熱應(yīng)力等惡劣條件的挑戰(zhàn)，且該發(fā)明鋼種巧妙發(fā)揮了 Mo元素在鋼中的作用使其具有優(yōu)良的高溫?zé)釓?qiáng)性和耐磨性，更能符合各應(yīng)用領(lǐng)域的使用要 求，該發(fā)明鋼板性能穩(wěn)定、安全系數(shù)高，而且成本低廉，也可應(yīng)用于核電壓力容器建設(shè)領(lǐng)域。
【具體實(shí)施方式】
[0010] 下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0011] 實(shí)施例1 本實(shí)施例的爐殼用耐熱壓力容器鋼板是由以下質(zhì)量百分比的組分制備而成：C : 0· 18%，Si :0· 15%，Mn :0· 75%，P :0· 015%，S :0· 003%，Mo :0· 28%，Alt :0· 032%，其余為 Fe 和不 可避免的雜質(zhì)。
[0012] 本實(shí)施例的爐殼用耐熱壓力容器鋼板的生產(chǎn)制備方法如下： 1) 冶煉工藝：原料鐵水KR預(yù)處理后，經(jīng)過(guò)210t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉，轉(zhuǎn)爐出鋼后鋼包吹 氬15分鐘并喂鋁線脫氧處理，鋼水送入LF精煉爐精煉，做好溫度及成分的微調(diào)處理后再在 RH爐中真空處理，保真空時(shí)間1