厚度≥120mm的熱套容器鋼及其生產方法

　　【技術領域】

　　[0001] 本發明涉及壓力鍋爐和壓力容器鋼超厚鋼板制造技術，具體地指一種厚度 彡120mm的熱套容器鋼及其生產方法。

　　【背景技術】

　　[0002] 鍋爐和壓力容器鋼用途極廣，被廣泛用于石油、化工、電站、鍋爐等行業，一般用于 制作反應器、熱換器、分離器、導氣管、鍋爐汽包等。熱套容器鋼板是低溫壓力容器中使用量 最大的一個鋼號，廣泛用于制造單層卷焊容器、整體多層夾緊容器、多層包扎容器、熱套容 器和球形容器。與此同時，制造這些大型裝置所使用的大單重超厚（大于100mm)鋼板的需 求量也越來越大，為降低各種裝置的制造成本，這些裝置都趨向于大型化；為提高大型裝置 的安全可靠性，對使用的鋼板內部質量要求越來越嚴格。從目前特厚板生產的方式來講，除 了采用原有的模鑄法之外，還有較為經濟的連鑄法。但是連鑄生產受技術條件的限制無法 生產厚度過大的特厚板，目前世界上最大的轉爐連鑄板坯厚度為390mm，由于轉爐連鑄坯內 部偏析和壓縮比的限制，只能生產厚度小于IOOmm的特厚板，由此帶來了使用電渣重熔冶 煉工藝生產連鑄板坯。經過電渣爐冶煉的鋼，具有純度高、硫含量低、非金屬夾雜物少、鋼錠 表面光滑、結晶均勻致密、金屬組織和化學成分均勻的優點。

　　[0003] 目前國內生產超過IOOmm厚壓力容器用熱套容器鋼的廠家較少，且國內市場上規 格為120mm的鋼板，因廠家無法保證探傷、性能，市場供應量幾乎沒有；如果依賴進口，不僅 價格貴，而且進貨周期長，無法保證工程的正常運行。因此，生產探傷合格、性能優異的超厚 規格熱套壓力容器鋼對企業實現差異化戰略、增強企業競爭力具有十分重要的意義。

　　[0004] 未解決上述問題，公告號CN102345054B的中國發明專利公開了一種120mm低溫 壓力容器16MnDR厚板及其生產方法，所述厚板包含如下質量百分比的化學成分（單位： wt% ) :C:0. 10 ~0· 17、Si:0. 25 ~0· 45、Mn :1. 10 ~1. 40、P 彡 0· 015、S 彡 0· 005、Als : 0. 015~0. 055、Nb :0. 015~0. 04、Ti:0. 010~0. 020,其它為Fe和不可避免的殘留元素。 碳當量[Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]彡 0· 40。其生產方法為：通過 KR 鐵水 預處理、轉爐冶煉、吹氬處理、LF精煉、VD精煉、模鑄、加熱、控軋控冷、對冷、熱處理工藝，在 保證16MnDR成分的基礎上，嚴格控制鋼中P、S等影響鋼板塑韌性的有害元素含量，同時嚴 格控制軋鋼的加熱制度，乳制過程中嚴格控制終軋溫度、返紅溫度及冷卻速度，采用鋼板堆 垛緩冷等方法，從而保證了 16MnDR鋼種120mm厚度鋼板的各項性能指標達到標準要求。但 是，該專利中利用了轉爐冶煉和模鑄澆注的方式煉鋼，雖然保證了大單重鋼板有足夠的壓 下量和成材原料，但是無法保證高純度，并且模鑄澆注成材率較低，操作環境也較差。

　　[0005] 公告號CN102605241A的中國發明專利申請文件公開了一種正火型16MnDR壓力 容器鋼板及其制造方法，鋼板的化學成分按質量百分比為（單位) :C :0. 15~0. 17、 Si :0· 25 ~0· 40、Mn :1. 4 ~L 55、P 彡 0· 015、S 彡 0· 005、V :0· 05 ~0· 07、Als :0· 020 ~ 0. 030、O < 0. 0040、N < 0. 0060,余量為Fe和不可避免的雜質。制造方法是：采用經過脫 硫預處理的鐵水和廢鋼作為原料，經過冶煉、連鑄、加熱、乳制和冷卻、正火熱處理等工序得 到正火型16MnDR低溫壓力容器鋼板。其優點是：具有良好的強塑性匹配、優良的低溫沖擊 韌性，且生產成本較低，規格可控，該鋼板主要用于低溫壓力容器設備的制造領域。但是該 方法生產的鋼板厚度僅為10~60_。

　　[0006] 因此，提供一種生產探傷合格、性能優異的超厚規格熱套壓力容器鋼的方法顯得 十分必要。

　　【發明內容】

　　[0007] 本發明的目的在于克服上述現有【背景技術】的不足之處，而提供一種厚度多120mm 的熱套容器鋼及其生產方法。

　　[0008] 本發明的目的是通過如下措施來達到的：一種厚度多120mm的熱套容器鋼，鋼中 化學成分及質量百分比為：C :0. 13~0. 18%、Si :0. 25~0. 50%、Mn :1. 30~1. 60%、 P 彡 0· 015%、S 彡 0· 005%、Nb :0· 020 ~0· 040%、Alt :0· 025 ~0· 050%，其余為 Fe 和不 可避免的殘留元素。

　　[0009] 優選地，鋼中化學成分及質量百分比為：C :0. 14~0. 16%、Si :0. 32~0. 42%、 Mn :1. 34 ~I. 43%、P 彡 0. 01%、S 彡 0. 004%、Nb :0. 034 ~0. 036%、Alt :0. 04 ~0. 045%， 其余為Fe和不可避免的殘留元素。

　　[0010] 再進一步地，鋼中化學成分及質量百分比為：C :0. 14%、Si :0. 35%、Mn :1. 34%、 P :0. 01%、S :0. 004%、Nb :0. 034%、Alt :0. 04%，其余為 Fe 和不可避免的殘留元素。

　　[0011] 本發明選擇的主要化學元素及其百分含量在本發明熱套容器鋼中的作用如下：

　　[0012] C :碳是鋼中主要的強度元素，增加碳可以大幅度提高鋼的強度，當含量超過 0. 18%時，鋼的低溫韌性顯著惡化，因此控制在0. 10~0. 16%。

　　[0013] Si :硅是煉鋼脫氧的必要元素，也具有一定的強化作用，當含量低于0. 1時，冶煉 難度加大；當含量超過0. 5%時，鋼的潔凈度降低，韌性和焊接性能下降，回火脆性增強，因 此控制在0.25~0.50%。

　　[0014] Mn :降低鋼的下臨界點，增加奧氏體冷卻的過冷度，細化珠光體組織，以及改善 其力學性能，能明顯提高鋼的淬透性，但是含量高時，將降低鋼的低溫韌性，因此控制在 1. 0 ~1. 55%〇

　　[0015] Nb:鈮可以顯著提高鋼的奧氏體再結晶溫度，擴大未再結晶區范圍，便于實現高溫 軋制。鈮還可以抑制奧氏體晶粒長大，具有顯著地細晶強化和析出強化作用。

　　[0016] Alt :鋼中的全鋁含量，可與N形成A1N，可細化晶粒，其含量不足0. 015%時，效果 不佳，超過0. 05 %時，脫氧作用趨于飽和，增加鋼中夾雜物。因此控制在0. 015~0. 040%。

　　[0017] P :磷元素增加回火脆性及冷脆敏感性。

　　[0018] S :硫元素增加鋼的熱脆性，硫含量高時，對焊接性能不利。

　　[0019] 一種厚度彡120mm的熱套容器鋼的生產方法，包括如下步驟：

　　[0020] 1)轉爐冶煉：入爐鋼水按照所述化學成分質量百分比要求，嚴格控制 P < 0. 015%、S < 0. 005%，保證鋼水的純潔度，鋼水轉入轉爐冶煉，經過轉爐冶煉后，出鋼 目標控制為：C :0· 04~0· 07% ;P彡0· 010% ;出鋼溫度1630~1650°C ;

　　[0021] 2)LF精煉：將轉爐冶煉后的鋼水送入LF精煉爐中精煉，精煉時，送電提溫3~ 5min后，按照4. 5~7. 5Kg/噸鋼加入活性石灰，按照1. 15~I. 30Kg/噸鋼加入脫氧劑進 行擴散脫氧；白渣后取樣，根據鋼水成分進行預調，除殘余元素外，控制Si的質量百分比為 0. 30~0. 40%，其它化學成分按照所述化學成分質量百分比范圍的中線控制，吊包進RH 爐；

　　[0022] 3) RH爐真空處理：鋼包入RH爐后，調整氬氣流量，控制氬氣流量為80~100mL/ min，使鋼液面具有明顯波動，待真空度降至67Pa時進行保壓，真空完畢，關閉氬氣閥門后 破空，測溫；

　　[0023] 4)按照L 4~L 6米/噸鋼喂Si~Ca線；

　　[0024] 5)軟吹：軟吹時間控制為8~15min ;

　　[0025] 6)連鑄：控制起步拉速控制為1. 5~I. 9m/min，得到連鑄坯，連鑄坯斷面為 1 50mm X 1800mm，長度為 2500 ~4500mm ；

　　[0026] 7)堆冷，堆冷時間為24~48h ;

　　[0027] 8)電渣重熔冶煉：連鑄坯采用低頻雙極串聯板坯電渣爐冶煉并抽錠；控制Si的質 量百分比為0. 35~0. 50%，其它化學成分按照所述化學成分質量百分比控制含量；

　　[0028] a.按照20~30Kg/噸鋼取預熔渣，并在1650~1750°C的溫度下進行烘烤，烘烤 時間3~4h，預熔渣烘干；將烘干后的預熔渣進行化渣處理，化渣時間為1. 5~2h，預熔渣 化成液態；

　　[0029] b.將由轉爐冶煉的連鑄坯接入電渣爐，形成自耗電極回路；并將液態預熔渣裝入 電渣爐的結晶器中；進行抽錠；

　　[0030] c.當抽錠速度控制在7. 5~8. 5mm/min時，進行重恪，并按照28~31g/min加入錯 粒直至重熔結束；重熔中，控制鋼水中非金屬夾雜物A、B、C、D類夾雜物總量不超過1.0級； 其

　　中，A、B、C、D類夾雜物分別指硫化物、氧化鋁、硅酸鹽、球狀氧化物；控制氧濃度< 30ppm、 氮濃度< 70ppm ;

　　[0031] d.鋼水澆注斷面為320 X 2000mm的電渣坯；

　　[0032] e.在抽錠、重熔和澆注電渣坯的過程中，采用保護罩進行緩冷，重熔結束后，將電 渣坯掉入緩冷坑進行緩冷，緩冷時間為不小于48h。

　　[0033] 9)加熱：加熱步驟8)得到的電渣坯；

　　[0034] 10)控軋：對步驟9)中的電渣坯進行軋制；

　　[0035] 11)控冷和正火熱處理：進行控冷和正火熱處理，即得到厚度多120mm的熱套容器 鋼。

　　[0036] 優選地，步驟2)中，脫氧劑由硅鈣粉/硅鐵粉與AD15脫氧劑組成，其中，硅鈣粉/ 硅鐵粉與AD15脫氧劑的重量比為I : 1~3。

　　[0037] 進一步地，步驟3)中，保壓時間為15~25min，整個抽真空時間25~35min。

　　[0038] 更進一步地，步驟8)中，當電渣爐中的鋼水液面高度達到70mm時，開始抽錠，抽錠 速度控制在4~5mm/min，當電渣爐中的鋼水液面高度達到70~75mm時，抽錠速度控制在 5~7mm/min ;當電澄爐中的鋼水液面高度達到80mm時，抽錠速度控制在6. 5~8. 5mm/min。

　　[0039] 再進一步地，步驟9)中，加熱溫度為1200~1240°C，加熱速率為8~12min/cm， 電渣坯出爐溫度為1180~1220°C。

　　[0040] 再進一步地，步驟10)中，加熱后的電渣坯在4300mm軋機上進行兩階段控制軋制， 第一階段開軋溫度1100~1190°c，第二階段開軋溫度870~900°C，終軋溫度840~870°C; 第一階段軋制道次壓下量20~35mm ;第二階段軋制最后三道總壓下率為30~50%，成品 道次壓下率為8~20%。

　　[0041] 再進一步地，步驟11)中，控冷后鋼板返紅溫度控制為650~750°C ;正火熱處理 溫度為870~910°C，正火熱處理時間為160~2IOmin。

　　[0042] 本發明的優點在于：

　　[0043] 其一，本發明熱套容器鋼組分合理；

　　[0044] 其二，本發明采用低頻雙極串聯板坯電渣爐的電渣重熔冶煉工藝以提高連鑄坯的 純凈度從而消除了連鑄坯壓縮比的限制，比傳統的鍛造、模鑄等生產超厚板的工藝效率更 尚；

　　[0045] 其三，本發明采用4300mm軋機對熱套容器鋼進行軋制和熱處理，使熱套容器鋼具 有良好的拉伸性能、沖擊性能和Z向拉伸性能；

　　[0046] 其四，采用本發明方法可以生產出性能優異的厚度多120mm的熱套容器鋼，解決 了采用傳統轉爐冶煉-軋制的模式無法生產出120mm以上的特厚熱套容器鋼；本發明方法 可以批量生產，工藝簡單，解決了采用鍛打的方式生產120mm以上特厚熱套容器鋼板不僅 成本高而且效率極低的問題，進而提升了產品競爭力。

　　【附圖說明】

　　[0047] 圖1為本發明實施例1鋼板的金相結構圖。

　　【具體實施方式】

　　[0048] 下面結合實施例詳細說明本發明的實施情況，但它們并不構成對本發明的限定， 僅作舉例而已。同時通過說明本發明的優點將變得更加清楚和容易理解。

　　[0049] 實施例1

　　[0050] 一種厚度彡120mm的熱套容器鋼，鋼中化學成分及質量百分比為：C :0. 14%、Si : 0· 35%、Mn :1. 34%、P :0· 010%、S :0· 004%、Nb :0· 034%、Alt :0· 040%。

　　[0051] 一種厚度彡120mm的熱套容器鋼的生產方法，包括如下步驟：

　　[0052] 1)轉爐冶煉：入爐鋼水按照所述化學成分質量百分比要求，嚴格控制 P < 0. 015%、S < 0. 005%，保證鋼水的純潔度，鋼水轉入轉爐冶煉，經過轉爐冶煉后，出鋼 目標控制為：C :0. 05% ;P < 0. 009% ;出鋼溫度1645°C ;

　　[0053] 2) LF精煉：將轉爐冶煉后的鋼水送入LF精煉爐中精煉，精煉時，送電提溫4min 后，按照6. 5Kg/噸鋼加入活性石灰，按照I. 25Kg/噸鋼加入脫氧劑進行擴散脫氧；脫氧劑由 硅鈣粉/硅鐵粉與AD15脫氧劑組成，其中，硅鈣粉/硅鐵粉與AD15脫氧劑的重量比為1 : 2,白渣后取樣，根據鋼水成分進行預調，除殘余元素外，控制Si的質量百分比為0. 40%，其 它化學成分按照所述化學成分質量百分比范圍的中線控制，吊包進RH爐；

　　[0054] 3) RH爐真空處理：鋼包入RH爐后，調整氬氣流量，控制氬氣流量為90ml/min，使 鋼液面具有明顯波動，待真空度降至67Pa時進行保壓，保壓時間為20min，整個抽真空時間 30min，真空完畢，關閉氬氣閥門后破空，測溫；

　　[0055] 4)按照1. 5米/噸鋼喂Si~Ca線；

　　[0056] 5)軟吹：軟吹時間控制為IOmin ;

　　[0057] 6)連鑄：控制起步拉速控制為I. 8m/min，得到連鑄還，連鑄坯斷面為 1 50mm X 1800mm，長度為 3000mm ；

　　[0058] 7)堆冷，堆冷時間為40h ;

　　[0059] 8)電渣重熔冶煉：連鑄坯采用低頻雙極串聯板坯電渣爐冶煉并抽錠；控制Si的質 量百分比為0. 50%，其它化學成分按照所述化學成分質量百分比控制含量；

　　[0060] a.按照25Kg/噸鋼取預熔澄，并在1700°C的溫度下進行烘烤，烘烤時間3. 5h，預熔 渣烘干；將烘干后的預熔渣進行化渣處理，化渣時間為I. 8h，預熔渣化成液態；

　　[0061] b.將由轉爐冶煉的連鑄坯接入電渣爐，形成自耗電極回路；并將液態預熔渣裝入 電渣爐的結晶器中；進行抽錠；當電渣爐中的鋼水液面高度達到70mm時，開始抽錠，抽錠速 度控制在4. 5mm/min，當電渣爐中的鋼水液面高度達到70~75mm時，抽錠速度控制在6mm/ min ;當電澄爐中的鋼水液面高度達到80mm時，抽錠速度控制在7mm/min ;

　　[0062] c.當抽錠速度控制在7. 5~8. 5mm/min時，進行重恪，并按照30g/min加入錯粒直 至重熔結束；重熔中，控制鋼水中非金屬夾雜物A、B、C、D類夾雜物總量不超過1.0級；控制 氧濃度彡30ppm、氮濃度彡70ppm ;

　　[0063] d.鋼水澆注斷面為320 X 2000mm的電渣坯；

　　[0064] e.在抽錠、重熔和澆注電渣坯的過程中，采用保護罩進行緩冷，重熔結束后，將電 渣坯掉入緩冷坑進行緩冷，緩冷時間為不小于48h。

　　[0065] 9)加熱：加熱步驟8)得到的電渣坯；加熱溫度為1220°C，加熱速率為10min/cm， 電渣坯出爐溫度為1200°C。

　　[0066] 10)控軋：對步驟9)中的電渣坯進行軋制；加熱后的電渣坯在4300mm軋機上進行 兩階段控制軋制，第一階段開軋溫度1150°C，第二階段開軋溫度890°C，終軋溫度860°C ;第 一階段軋制道次壓下量30mm ;第二階段軋制最后三道總壓下率為40%，成品道次壓下率為 10%〇

　　[0067] 11)控冷和正火熱處理：進行控冷和正火熱處理，即得到厚度多120mm的熱套容 器鋼?？乩浜箐摪宸导t溫度控制為700°C ;正火熱處理溫度為900°C，正火熱處理時間為 200min〇

　　[0068] 實施例2

　　[0069] -種厚度彡120mm的熱套容器鋼，鋼中化學成分及質量百分比為：C :0. 16%、Si : 0.42%、Mn :1.43%、P :0.010%、S :0.004%、Nb :0.036%、Alt :0.045%，其余為 Fe 和不可 避免的殘留元素。

　　[0070] 一種厚度彡120mm的熱套容器鋼的生產方法，包括如下步驟：

　　[0071] 1)轉爐冶煉：入爐鋼水按照所述化學成分質量百分比要求，嚴格控制 P < 0. 015%、S < 0. 005%，保證鋼水的純潔度，鋼水轉入轉爐冶煉，經過轉爐冶煉后，出鋼 目標控制為：C :0. 06% ;P < 0. 008% ;出鋼溫度1630~1650°C ;

　　[0072] 2) LF精煉：將轉爐冶煉后的鋼水送入LF精煉爐中精煉，精煉時，送電提溫4min 后，按照7Kg/噸鋼加入活性石灰，按照I. 20Kg/噸鋼加入脫氧劑進行擴散脫氧；脫氧劑由 硅鈣粉/硅鐵粉與AD15脫氧劑組成，其中，硅鈣粉/硅鐵粉與AD15脫氧劑的重量比為1 : 2. 5,白渣后取樣，根據鋼水成分進行預調，除殘余元素外，控制Si的質量百分比為0. 35%， 其它化學成分按照所述化學成分質量百分比范圍的中線控制，吊包進RH爐；

　　[0073] 3) RH爐真空處理：鋼包入RH爐后，調整氬氣流量，控制氬氣流量為95ml/min，使 鋼液面具有明顯波動，待真空度降至67Pa時進行保壓，保壓時間為18min，整個抽真空時間 29min，真空完畢，關閉氬氣閥門后破空，測溫；

　　[0074] 4)按照L 5米/噸鋼喂Si~Ca線；

　　[0075] 5)軟吹：軟吹時間控制為8min ;

　　[

　　0076] 6)連鑄：控制起步拉速控制為I. 5m/min，得到連鑄還，連鑄坯斷面為 1 50mm X 1800mm，長度為 2500mm ；

　　[0077] 7)堆冷，堆冷時間為24h ;

　　[0078] 8)電渣重熔冶煉：連鑄坯采用低頻雙極串聯板坯電渣爐冶煉并抽錠；控制Si的質 量百分比為0. 35%，其它化學成分按照所述化學成分質量百分比控制含量；

　　[0079] a.按照20Kg/噸鋼取預熔渣，并在1650°C的溫度下進行烘烤，烘烤時間3h，預熔渣 烘干；將烘干后的預熔渣進行化渣處理，化渣時間為I. 5h，預熔渣化成液態；

　　[0080] b.將由轉爐冶煉的連鑄坯接入電渣爐，形成自耗電極回路；并將液態預熔渣裝入 電渣爐的結晶器中；進行抽錠；當電渣爐中的鋼水液面高度達到70mm時，開始抽錠，抽錠速 度控制在4mm/min，當電渣爐中的鋼水液面高度達到70~75mm時，抽錠速度控制在5mm/ min ;當電澄爐中的鋼水液面高度達到80mm時，抽錠速度控制在6. 5mm/min ;

　　[0081] c.當抽錠速度控制在7. 5~8. 5mm/min時，進行重恪，并按照28g/min加入錯粒直 至重熔結束；重熔中，控制鋼水中非金屬夾雜物A、B、C、D類夾雜物總量不超過1.0級；控制 氧濃度彡30ppm、氮濃度彡70ppm ;

　　[0082] d.鋼水澆注斷面為320 X 2000mm的電渣坯；

　　[0083] e.在抽錠、重熔和澆注電渣坯的過程中，采用保護罩進行緩冷，重熔結束后，將電 渣坯掉入緩冷坑進行緩冷，緩冷時間為不小于48h。

　　[0084] 9)加熱：加熱步驟8)得到的電渣坯；加熱溫度為1200°C，加熱速率為8min/cm，電 渣坯出爐溫度為1180 °C。

　　[0085] 10)控軋：對步驟9)中的電渣坯進行軋制；加熱后的電渣坯在4300mm軋機上進行 兩階段控制軋制，第一階段開軋溫度Il〇〇°C，第二階段開軋溫度870°C，終軋溫度840°C ;第 一階段軋制道次壓下量20mm ;第二階段軋制最后三道總壓下率為30%，成品道次壓下率為

　　[0086] 11)控冷和正火熱處理：進行控冷和正火熱處理，即得到厚度多120mm的熱套容 器鋼?？乩浜箐摪宸导t溫度控制為650°C ;正火熱處理溫度為870°C，正火熱處理時間為 160min〇

　　[0087] 實施例3

　　[0088] -種厚度彡120mm的熱套容器鋼，鋼中化學成分及質量百分比為：C :0. 13%、Si : 0· 27%、Mn :1. 31%、P :0· 015%、S :0· 005%、Nb :0· 022%、Alt :0· 050%，其余為 Fe 和不可 避免的殘留元素。

　　[0089] -種厚度彡120mm的熱套容器鋼的生產方法，包括如下步驟：

　　[0090] 1)轉爐冶煉：入爐鋼水按照所述化學成分質量百分比要求，嚴格控制 P < 0. 015%、S < 0. 005%，保證鋼水的純潔度，鋼水轉入轉爐冶煉，經過轉爐冶煉后，出鋼 目標控制為：C :0. 04% ;P彡0. 010% ;出鋼溫度1630°C ;

　　[0091] 2)LF精煉：將轉爐冶煉后的鋼水送入LF精煉爐中精煉，精煉時，送電提溫3min 后，按照4. 5Kg/噸鋼加入活性石灰，按照I. 15Kg/噸鋼加入脫氧劑進行擴散脫氧；脫氧劑由 硅鈣粉/硅鐵粉與AD15脫氧劑組成，其中，硅鈣粉/硅鐵粉與AD15脫氧劑的重量比為1 : 3,白渣后取樣，根據鋼水成分進行預調，除殘余元素外，控制Si的質量百分比為0. 40%，其 它化學成分按照所述化學成分質量百分比范圍的中線控制，吊包進RH爐；

　　[0092] 3) RH爐真空處理：鋼包入RH爐后，調整氬氣流量，控制氬氣流量為100ml/min，使 鋼液面具有明顯波動，待真空度降至67Pa時進行保壓，保壓時間為25min，整個抽真空時間 35min，真空完畢，關閉氬氣閥門后破空，測溫；

　　[0093] 4)按照1. 6米/噸鋼喂Si~Ca線；

　　[0094] 5)軟吹：軟吹時間控制為15min ;

　　[0095] 6)連鑄：控制起步拉速控制為I. 9m/min，得到連鑄還，連鑄還斷面為 1 50mm X 1800mm，長度為 4500mm ；

　　[0096] 7)堆冷，堆冷時間為48h ;

　　[0097] 8)電渣重熔冶煉：連鑄坯采用低頻雙極串聯板坯電渣爐冶煉并抽錠；控制Si的質 量百分比為0. 50%，其它化學成分按照所述化學成分質量百分比控制含量；

　　[0098] a.按照30Kg/噸鋼取預熔澄，并在1750°C的溫度下進行烘烤，烘烤時間4h，預熔渣 烘干；將烘干后的預熔渣進行化渣處理，化渣時間為2h，預熔渣化成液態；

　　[0099] b.將由轉爐冶煉的連鑄坯接入電渣爐，形成自耗電極回路；并將液態預熔渣裝入 電渣爐的結晶器中；進行抽錠；當電渣爐中的鋼水液面高度達到70mm時，開始抽錠，抽錠速 度控制在5mm/min，當電渣爐中的鋼水液面高度達到70~75mm時，抽錠速度控制在7mm/ min ;當電澄爐中的鋼水液面高度達到80mm時，抽錠速度控制在8. 5mm/min ;

　　[0100] C.當抽錠速度控制在7. 5~8. 5mm/min時，進行重恪，并按照31g/min加入錯粒直 至重熔結束；重熔中，控制鋼水中非金屬夾雜物A、B、C、D類夾雜物總量不超過1.0級；控制 氧濃度彡30ppm、氮濃度彡70ppm ;

　　[0101] d.鋼水澆注斷面為320 X 2000mm的電渣坯；

　　[0102] e.在抽錠、重熔和澆注電渣坯的過程中，采用保護罩進行緩冷，重熔結束后，將電 渣坯掉入緩冷坑進行緩冷，緩冷時間為不小于48h。

　　[0103] 9)加熱：加熱步驟8)得到的電渣坯；加熱溫度為1240°C，加熱速率為12min/cm， 電渣坯出爐溫度為1220°C。

　　[0104] 10)控軋：對步驟9)中的電渣坯進行軋制；加熱后的電渣坯在4300mm軋機上進行 兩階段控制軋制，第一階段開軋溫度1190°C，第二階段開軋溫度900°C，終軋溫度870°C ;第 一階段軋制道次壓下量35mm ;第二階段軋制最后三道總壓下率為50%，成品道次壓下率為 20%〇

　　[0105] 11)控冷和正火熱處理：進行控冷和正火熱處理，即得到厚度多120mm的熱套容 器鋼?？乩浜箐摪宸导t溫度控制為750°C ;正火熱處理溫度為910°C，正火熱處理時間為 210min〇

　　[0106] 實施例4

　　[0107] -種厚度彡120mm的熱套容器鋼，鋼中化學成分及質量百分比為：C :0. 18%、Si : 0· 50%、Mn :1. 6%、P :0· 010%、S :0· 004%、Nb :0· 040%、Alt :0· 025%，其余為 Fe 和不可避 免的殘留元素。

　　[0108] -種厚度彡120mm的熱套容器鋼的生產方法，包括如下步驟：

　　[0109] 1)轉爐冶煉：入爐鋼水按照所述化學成分質量百分比要求，嚴格控制 P < 0. 015%、S < 0. 005%，保證鋼水的純潔度，鋼水轉入轉爐冶煉，經過轉爐冶煉后，出鋼 目標控制為：C :0. 07% ;P < 0. 004% ;出鋼溫度1650°C ;

　　[0110] 2)LF精煉：將轉爐冶煉后的鋼水送入LF精煉爐中精煉，精煉時，送電提溫5min 后，按照7. 5Kg/噸鋼加入活性石灰，按照I. 30Kg/噸鋼加入脫氧劑進行擴散脫氧；脫氧劑由 硅鈣粉/硅鐵粉與AD15脫氧劑組成，其中，硅鈣粉/硅鐵粉與AD15脫氧劑的重量比為1 : 1，白渣后取樣，根據鋼水成分進行預調，除殘余元素外，控制Si的質量百分比為0. 30%，其 它化學成分按照所述化學成分質量百分比范圍的中線控制，吊包進RH爐；

　　[0111] 3) RH爐真空處理：鋼包入RH爐后，調整氬氣流量，控制氬氣流量為80ml/min，使 鋼液面具有明顯波動，待真空度降至67Pa時進行保壓，保壓時間為15min，整個抽真空時間 25min，真空完畢，關閉氬氣閥門后破空，測溫；

　　[0112] 4)按照1. 4米/噸鋼喂Si~Ca線；

　　[0113] 5)軟吹：軟吹時間控制為8min ;

　　[0114] 6)連鑄：控制起步拉速控制為I. 5m/min，得到連鑄坯，連鑄坯斷面為 1 50mm X 1800mm，長度為 2500mm ；

　　[0115] 7)堆冷，堆冷時間為24h ;

　　[0116] 8)電渣重熔冶煉：連鑄坯采用低頻雙極串聯板坯電渣爐冶煉并抽錠；控制Si的質 量百分比為0. 35%，其它化學成分按照所述化學成分質量百分比控制含量；

　　[0117] a.按照20Kg/噸鋼取預熔渣，并在1650°C的溫度下進行烘烤，烘烤時間3h，預熔渣 烘干；將烘干后的預熔渣進行化渣處理，化渣時間為I. 5h，預熔渣化成液態；

　　[0118] b.將由轉爐冶煉的連鑄坯接入電渣爐，形成自耗電極回路；并將液態預熔渣裝入 電渣爐的結晶器中；進行抽錠；當電渣爐中的鋼水液面高度達到70mm時，開始抽錠，抽錠速 度控制在4mm/min，當電渣爐中

　　的鋼水液面高度達到70~75mm時，抽錠速度控制在5mm/ min ;當電澄爐中的鋼水液面高度達到80mm時，抽錠速度控制在6. 5mm/min ;

　　[0119] c.當抽錠速度控制在7. 5~8. 5mm/min時，進行重恪，并按照28g/min加入錯粒直 至重熔結束；重熔中，控制鋼水中非金屬夾雜物A、B、C、D類夾雜物總量不超過1.0級；控制 氧濃度彡30ppm、氮濃度彡70ppm ;

　　[0120] d.鋼水澆注斷面為320 X 2000mm的電渣坯；

　　[0121] e.在抽錠、重熔和澆注電渣坯的過程中，采用保護罩進行緩冷，重熔結束后，將電 渣坯掉入緩冷坑進行緩冷，緩冷時間為不小于48h。

　　[0122] 9)加熱：加熱步驟8)得到的電渣坯；加熱溫度為1200°C，加熱速率為8min/cm，電 渣坯出爐溫度為1180 °C。

　　[0123] 10)控軋：對步驟9)中的電渣坯進行軋制；加熱后的電渣坯在4300mm軋機上進行 兩階段控制軋制，第一階段開軋溫度1100°c，第二階段開軋溫度870°C，終軋溫度840°C ;第 一階段軋制道次壓下量20mm ;第二階段軋制最后三道總壓下率為30%，成品道次壓下率為

　　[0124] 11)控冷和正火熱處理：進行控冷和正火熱處理，即得到厚度多120mm的熱套容 器鋼?？乩浜箐摪宸导t溫度控制為650°C ;正火熱處理溫度為870°C，正火熱處理時間為 160min〇

　　[0125] 結果分析

　　[0126] 對實施例電渣坯內部夾雜物和氣體濃度結果，具體結果如表1所示。

　　[0127] 表1電渣坯內部夾雜物和氣體濃度結果

　　[0128]

　　[0129] 對實施例熱套容器鋼進行了力學性能和探傷檢測，具體結果如表2和表3所示。

　　[0130] 表2力學性能檢驗和探傷結果

　　[0131]

　　[0132] 表3 Z向拉伸性能

　　[0133]

　　[0134] 本發明的鋼板利用標準的容器鋼化學成分設計，采用低頻雙極串聯板坯電渣爐的 電渣重熔冶煉工藝以提高連鑄坯的純凈度從而消除了連鑄坯壓縮比的限制，比傳統的鍛 造、模鑄等生產超厚板的工藝效率更高；后續再通過4300mm寬厚板軋機軋制和熱處理，生 產出厚度多120mm熱套容器鋼，具有良好的拉伸性能、沖擊性能和Z向拉伸性能。從本發明 實施例1鋼板的金相結構圖可以看出生產的鋼板組織均勻。

　　[0135] 其它未經詳細說明的部分均為現有技術。

　　【主權項】

　　1. 一種厚度多120mm的熱套容器鋼，其特征在于：鋼中化學成分及質量百分比為：C: 0? 13 ~0? 18%、Si:0? 25 ~0? 50%、Mn:1. 30~L60%、P彡 0? 015%、S彡 0? 005%、Nb: 0. 020~0. 040%、Alt:0. 025~0. 050%，其余為Fe和不可避免的殘留元素。2. 根據權利要求1所述的厚度多120mm的熱套容器鋼，其特征在于：鋼中化學成分及 質量百分比為：C:0? 14 ~0? 16%、Si:0? 32 ~0? 42%、Mn:1. 34~L43%、P彡 0? 01%、 S彡0? 004%、Nb:0? 034~0? 036%、Alt:0? 04~0? 045%，其余為Fe和不可避免的殘留元 素。3. 根據權利要求1所述的厚度多120mm的熱套容器鋼，其特征在于：鋼中化學成分及 質量百分比為：C:0? 14%、Si:0? 35%、Mn:1. 34%、P:0? 01%、S:0? 004%、Nb:0? 034%、 Alt:0.04%，其余為Fe和不可避免的殘留元素。4. 一種權利要求1所述的厚度多120mm的熱套容器鋼的生產方法，其特征在于：包括 如下步驟： 1) 轉爐冶煉：入爐鋼水按照所述化學成分質量百分比要求，嚴格控制P< 〇. 015%、 S< 0. 005 %，保證鋼水的純潔度，鋼水轉入轉爐冶煉，經過轉爐冶煉后，出鋼目標控制為： C:0? 04 ~0? 07%;P彡 0? 010% ;出鋼溫度 1630 ~1650°C; 2. LF精煉：將轉爐冶煉后的鋼水送入LF精煉爐中精煉，精煉時，送電提溫3~5min后， 按照4. 5~7. 5Kg/噸鋼加入活性石灰，按照1. 15~I. 30Kg/噸鋼加入脫氧劑進行擴散脫 氧；白渣后取樣，根據鋼水成分進行預調，除殘余元素外，控制Si的質量百分比為0. 30~ 0.40%，其它化學成分按照所述化學成分質量百分比范圍的中線控制，吊包進RH爐； 3. RH爐真空處理：鋼包入RH爐后，調整氬氣流量，控制氬氣流量為80~100ml/min，使 鋼液面具有明顯波動，待真空度降至67Pa時進行保壓，真空完畢，關閉氬氣閥門后破空，測 溫； 4) 按照1. 4~1. 6米/噸鋼喂Si~Ca線； 5) 軟吹：軟吹時間控制為8~15min; 6) 連鑄：控制起步拉速控制為1. 5~I. 9m/min，得到連鑄坯，連鑄坯斷面為 1 50mmX1800mm，長度為 2500 ~4500mm； 7) 堆冷，堆冷時間為24~48h; 8) 電渣重熔冶煉：連鑄坯采用低頻雙極串聯板坯電渣爐冶煉并抽錠；控制Si的質量百 分比為0. 35~0. 50%，其它化學成分按照所述化學成分質量百分比控制含量； a. 按照20~30Kg/噸鋼取預熔渣，并在1650~1750°C的溫度下進行烘烤，烘烤時間 3~4h，預熔渣烘干；將烘干后的預熔渣進行化渣處理，化渣時間為1. 5~2h，預熔渣化成 液態； b. 將由轉爐冶煉的連鑄坯接入電渣爐，形成自耗電極回路；并將液態預熔渣裝入電渣 爐的結晶器中；進行抽錠； c. 當抽錠速度控制在7. 5~8. 5mm/min時，進行重恪，并按照28~31g/min加入錯粒 直至重熔結束；重熔中，控制鋼水中非金屬夾雜物A、B、C、D類夾雜物總量不超過I. 0級；控 制氧濃度彡30ppm、氮濃度彡70ppm; d. 鋼水澆注斷面為320X2000mm的電渣坯； e. 在抽錠、重熔和澆注電渣坯的過程中，采用保護罩進行緩冷，重熔結束后，將電渣坯 掉入緩冷坑進行緩冷，緩冷時間為不小于48h。 9) 加熱：加熱步驟8)得到的電渣坯； 10) 控軋：對步驟9)中的電渣坯進行軋制； 11) 控冷和正火熱處理：進行控冷和正火熱處理，即得到厚度多120mm的熱套容器鋼。5. 根據權利要求4所述的厚度多120mm的熱套容器鋼的生產方法，其特征在于：所述 步驟2)中，脫氧劑由硅鈣粉/硅鐵粉與AD15脫氧劑組成，其中，硅鈣粉/硅鐵粉與AD15脫 氧劑的重量比為I: 1~3。6. 根據權利要求5所述的厚度多120mm的熱套容器鋼的生產方法，其特征在于：所述 步驟3)中，保壓時間為15~25min，整個抽真空時間25~35min。7. 根據權利要求6所述的厚度多120mm的熱套容器鋼的生產方法，其特征在于：所述 步驟8)中，當電澄爐中的鋼水液面高度達到70mm時，開始抽錠，抽錠速度控制在4~5mm/ min，當電澄爐中的鋼水液面高度達到70~75mm時，抽錠速度控制在5~7mm/min;當電澄 爐中的鋼水液面高度達到80mm時，抽錠速度控制在6. 5~8. 5mm/min。8. 根據權利要求7所述的厚度多120mm的熱套容器鋼的生產方法，其特征在于：所 述步驟9)中，加熱溫度為1200~1240°C，加熱速率為8~12min/cm，電渣坯出爐溫度為 1180 ~1220°C。9. 根據權利要求8所述的厚度多120mm的熱套容器鋼的生產方法，其特征在于：所述 步驟10)中，加熱后的電渣坯在4300mm軋機上進行兩階段控制軋制，第一階段開軋溫度 1100~1190°C，第二階段開軋溫度870~900°C，終軋溫度840~870°C;第一階段軋制道次 壓下量20~35mm;第二階段軋制最后三道總壓下率為30~50%，成品道次壓下率為8~ 20%〇10. 根據權利要求9所述的厚度多120mm的熱套容器鋼的生產方法，其特征在于：所述 步驟11)中，控冷后鋼板返紅溫度控制為650~750 °C;正火熱處理溫度為870~910 °C，正 火熱處理時間為160~2IOmin。

　　【專利摘要】本發明公開了一種厚度≥120mm的熱套容器鋼，鋼中化學成分及質量百分比為：C：0.13～0.18％、Si：0.25～0.50％、Mn：1.30～1.60％、P≤0.015％、S≤0.005％、Nb：0.020～0.040％、Alt：0.025～0.050％，其余為Fe和不可避免的殘留元素。本發明還公開了這種厚度≥120mm的熱套容器鋼的生產方法。本發明熱套容器鋼組分合理；采用電渣重熔冶煉工藝以提高連鑄坯的純凈度消除了連鑄坯壓縮比的限制，效率更高；采用4300mm軋機軋制和熱處理，使熱套容器鋼具有良好的拉伸性能、沖擊性能和Z向拉伸性能。

　　【IPC分類】C22C33/04, C21D8/02, C22C38/12

　　【公開號】CN104894473

　　【申請號】CN201510341397

　　【發明人】梁寶珠, 董漢雄, 王世森, 洪君, 卜勇, 余宏偉, 李德發, 李銀華, 易勛, 陳勇, 王孝東, 鮑海燕

　　【申請人】武漢鋼鐵(集團)公司

　　【公開日】2015年9月9日

　　【申請日】2015年6月18日