一種150mm以上鍋爐汽包用特厚鋼板及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于寬厚板生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及到一種150mm以上鍋爐汽包用特厚鋼板 BHW35(13MnNiMo5-4)及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 高壓汽包板BHW35(13MnNiM〇5-4)是低碳低合金高強(qiáng)度細(xì)晶粒鋼，具有良好的高 溫強(qiáng)度、塑性與韌性、焊接性能，適用于冷、熱成形和焊接構(gòu)件，特別適用于制造金屬溫度不 超過400°C的壓力容器和鍋爐汽包，目前是世界上普遍用于制造鍋爐汽包低合金鋼板材料 之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對上述問題，本發(fā)明人經(jīng)過反復(fù)理論計算、并不斷試驗摸索，獲得了一種150mm 以上鍋爐汽包用特厚鋼板BHW35(13MnNiMo5?4)及其生產(chǎn)方法，從而完成了本發(fā)明。
[0004] 因此，本發(fā)明的目的在于提供一種150mm以上鍋爐汽包用特厚鋼板及其生產(chǎn)方 法。
[0005] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：該鍋爐汽包用特厚鋼板 BHW35(13MnNiMo5-4)包含如下質(zhì)量百分比的化學(xué)成分（單位，wt%) :C :0. 11?0. 13、Si : 0. 15 ?0. 35、Mn :1. 30 ?1. 40、P 彡 0. 012、S 彡 0. 003、Nb :0. 015 ?0. 020、Cr :0. 20 ? 0· 30、M〇 :0· 25 ?0· 35、Ni:0. 80 ?0· 90,其它為 Fe 和殘留元素； 上述方法中，所生產(chǎn)的鋼板厚度為150mm以上厚度規(guī)格。
[0006] 為得到本發(fā)明所述產(chǎn)品，本發(fā)明采用轉(zhuǎn)爐冶煉、模鑄澆注，3800m寬厚板軋機(jī)軋制 的方法生產(chǎn)鍋爐汽包用特厚鋼板BHW35 (13MnNiM〇5-4)，其工藝流程為：優(yōu)質(zhì)鐵水、KR鐵水 預(yù)處理、100/120噸頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐、LF爐精煉、真空脫氣處理、鋼錠堆冷24?60小時、鋼錠 加熱開坯加熱-軋制-堆冷、中間坯加熱-軋制-堆冷、淬火+回火、精整、外檢、探傷、入 庫； 轉(zhuǎn)爐冶煉：轉(zhuǎn)爐冶煉過程轉(zhuǎn)爐廢鋼采用潔凈的邊角料，出鋼碳控制在〇. 04?0. 08%之 間，出鋼P(yáng)S0.010%。點吹次數(shù)不得大于2次，強(qiáng)化擋渣，避免出鋼過程下渣。LF精煉：采 用大渣量造渣工藝，精煉一加熱結(jié)束爐渣變白或黃白，白渣保持時間> 30min，合金在精煉 二加熱過程中加入。要求精煉結(jié)束的終渣為流動性良好、粘度合適的泡沫白渣，精煉總時間 要求控制在60?80min。VD真空脫氣：VD保壓時間按照> 22min執(zhí)行，要求在67Pa的真空 度下，保壓過程鋼水翻騰效果良好。模鑄澆注：溫度按照1550?1555°C進(jìn)行控制，鋼水到 站后必須執(zhí)行軟吹氦工藝，吹氦時間控制在5?IOmin,吹氦結(jié)束后要求鎮(zhèn)靜5min后開燒， 澆注結(jié)束后必須確保帽口保溫效果； 鋼錠加熱：為保證鋼錠充分奧氏體化，以及原始晶粒不會充分長大，在定制加熱工藝方 面，最高加熱工藝定制1250°C。裝爐后，需燜鋼，燜鋼時間4?5小時；燜鋼結(jié)束后，升溫至 700?750°C，并保溫2?3小時；700?750°C保溫結(jié)束后，升溫至900?950°C，并保溫 2?3小時；900?950°C保溫結(jié)束后，升溫至1240°C，保溫時間13?15小時。升溫速度要 求：900°C以前升溫速度彡70°C /h，900°C以上升溫速度彡100°C /h。保證鋼錠均勻燒透，為 保證鐵皮易除，要求在出鋼前30分鐘內(nèi)適當(dāng)降溫10?20°C。中間坯加熱：采用III組鋼加 熱工藝進(jìn)行加熱，二加熱溫度按照1220?1240°C，均熱段按照1210?1230°C，加熱溫度嚴(yán) 禁超過1250°C，加熱時間按照11?13min/cm進(jìn)行控制。
[0007] 鋼錠軋制：開軋溫度控制在1020?1120°C之間，采用高溫低速大壓下工藝，道次 壓下量控制在60?70mm，確保乳制滲透，乳制厚度為400mm厚中間述。中間述乳制：采用 二階段控制軋制，一階段軋制過程依然采用"高溫低速大壓下"軋制方法，道次壓下量按 60mm控制，道次壓下率彡15%，為避免奧氏體部分在結(jié)晶區(qū)溫度軋制，一階段終軋溫度小于 900°C，晾鋼厚度220mm。二階段軋制道次壓下量控制在20mm?30mm，精軋后三道次壓下率 彡10%，且逐道次第增，終軋溫度控制在800°C?840°C。鋼錠軋制的中間坯以及由中間坯軋 制的鋼板，均采用ACC裝置多道次冷卻，返紅溫度控制在660°C?700°C。中間坯及鋼板軋 制下線后進(jìn)行堆垛緩冷，有利于鋼中H含量的擴(kuò)散，提高鋼板的塑性和內(nèi)部質(zhì)量，堆冷溫度 > 450°C，堆冷時間不小于96h，使得鋼種的殘余應(yīng)力得到充分釋放。
[0008] 正火工藝：正火工藝包括正火保溫時間、正火保溫溫度和冷卻方式。正火保溫溫 度：930± KTC，正火保溫時間：1. 8?2. 5min/mm，冷卻方式：鋼板出爐水冷150s后放涼鋼 平臺進(jìn)行空冷?；鼗鸸に嚕夯鼗鸨販囟龋?60±10°C，回火保溫時間：3. 0?4. 5min/mm， 冷卻方式：鋼板出爐后放涼鋼平臺空冷。
[0009] 在本發(fā)明中，碳是鋼中最重要的元素，對強(qiáng)度及韌?脆轉(zhuǎn)變溫度起著舉足輕重的 作用。由于當(dāng)碳含量增加時，鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度急劇上升，而且沖擊韌性全面下降，故多把 其含碳量控制在〇. 15%以下。P和S的含量即使很小，也使脆性轉(zhuǎn)變溫度升高，這是由于P 聚集于晶界，降低晶界表面能，產(chǎn)生沿晶脆性斷裂，同時降低脆斷應(yīng)力，影響交叉滑移所致。 而S增加夾雜物顆粒，減小夾雜物顆粒間距，這都使材料韌性下降鎳是提高鋼的低溫韌性、 降低脆性轉(zhuǎn)變溫度最有效的元素。因此P、S均應(yīng)控制在較低的范圍內(nèi)。鎳使鋼的等溫轉(zhuǎn)變 曲線移向右下方，且隨鎳含量增加孕育期加長，相變速度減小，從而降低臨界淬火速度，提 高淬透性，考慮到特厚BHW35 (13MnNiMo5-4)板厚效應(yīng)及熱處理時的正火+水冷工藝，Ni含 量盡量在標(biāo)準(zhǔn)范圍的上限區(qū)域。鈮是常用的細(xì)化晶粒元素，鈮在軋制過程中會產(chǎn)生顯著的 晶粒細(xì)化和中等的沉淀強(qiáng)化，因軋制鋼板為150mm厚，為獲得細(xì)小的晶粒，Nb含量的控制， 盡量在標(biāo)準(zhǔn)范圍的上限區(qū)域。加入鉻，可以顯著提高鋼的高溫性能，當(dāng)利用Cr-Mo復(fù)合強(qiáng)化 時，由于Cr對不同類型碳化物組成及分布的復(fù)雜影響，須使Cr、Mo含量維持在彼此相互作 用的最佳值時，才能收到最佳的強(qiáng)化效果。Mo元素能強(qiáng)烈抑制珠光體轉(zhuǎn)變，使鋼極易獲得貝 氏體組織，因而提高了 Cr-Mo鋼的綜合力學(xué)性能。此外Mo還能改善鋼的回火穩(wěn)定性，減弱 和消除含Cr鋼的回火脆化。
[0010] 為確保鋼板內(nèi)部質(zhì)量良好，以獲得良好的組織性能，并通過超聲波探傷檢驗，鋼水 在冶煉時必須嚴(yán)格控制鋼水中的P、s以及非金屬夾雜物含量。鋼水在冶煉時采用潔凈鋼冶 煉技術(shù)，高爐鐵水經(jīng)脫硫站進(jìn)行KR脫硫處理，確保進(jìn)轉(zhuǎn)爐鐵水S含量控制在0. 005%以下。 為防止鋼水過氧化，需控制轉(zhuǎn)爐冶煉終點C%含量，同時，擋渣出鋼以提高鋼水潔凈度。LF精 煉過程中，通過向鋼水中加入適量鋁線，去除鋼水中的氧，降低氧含量，并采用大渣量，造高 堿度、低氧化性還原性精煉渣，充分脫除鋼水中的硫元素，以及充分吸附鋼水中夾雜物，提 高鋼水純凈度。鋼水經(jīng)LF精煉后，需經(jīng)VD爐真空脫氣處理。通過潔凈鋼冶煉技術(shù)，確保鋼 水中S、P、N、H、O五大有害元素控制在180PPm以內(nèi)。
[0011] 此特厚BHW35(13MnNiMo5-4)鋼板中Ni元素含量較高，在加熱時，容易產(chǎn)生較 厚的氧化鐵皮，因此在加熱時應(yīng)注意爐內(nèi)保持微正壓燒鋼且加熱溫度不宜過高，否則產(chǎn)生 大量氧化鐵皮給高壓水除磷和后續(xù)軋制造成壓力，而且難以保證軋制鋼板的表面質(zhì)量。另 夕卜，若加熱溫度太高，促使鋼錠原始奧氏體晶粒長大，使軋后鋼材晶粒難以細(xì)化，組織及鋼 板性能難以保證。因此，鋼錠的實際加熱溫度應(yīng)不高于1250°C。由于BHW35(13MnNiM 〇5-4) 鋼Ni元素含量較高，鋼錠經(jīng)過加熱后會產(chǎn)生很厚的氧化鐵皮覆蓋在鋼錠表面，因此必 須保證高壓水壓力>