一种厚度≥120mm的热套容器钢及其生产方法[工艺流程]

　　厚度≥120mm的热套容器钢及其生产方法

　　【技术领域】

　　[0001] 本发明涉及压力锅炉和压力容器钢超厚钢板制造技术，具体地指一种厚度 彡120mm的热套容器钢及其生产方法。

　　【背景技术】

　　[0002] 锅炉和压力容器钢用途极广，被广泛用于石油、化工、电站、锅炉等行业，一般用于 制作反应器、热换器、分离器、导气管、锅炉汽包等。热套容器钢板是低温压力容器中使用量 最大的一个钢号，广泛用于制造单层卷焊容器、整体多层夹紧容器、多层包扎容器、热套容 器和球形容器。与此同时，制造这些大型装置所使用的大单重超厚（大于100mm)钢板的需 求量也越来越大，为降低各种装置的制造成本，这些装置都趋向于大型化；为提高大型装置 的安全可靠性，对使用的钢板内部质量要求越来越严格。从目前特厚板生产的方式来讲，除 了采用原有的模铸法之外，还有较为经济的连铸法。但是连铸生产受技术条件的限制无法 生产厚度过大的特厚板，目前世界上最大的转炉连铸板坯厚度为390mm，由于转炉连铸坯内 部偏析和压缩比的限制，只能生产厚度小于IOOmm的特厚板，由此带来了使用电渣重熔冶 炼工艺生产连铸板坯。经过电渣炉冶炼的钢，具有纯度高、硫含量低、非金属夹杂物少、钢锭 表面光滑、结晶均匀致密、金属组织和化学成分均匀的优点。

　　[0003] 目前国内生产超过IOOmm厚压力容器用热套容器钢的厂家较少，且国内市场上规 格为120mm的钢板，因厂家无法保证探伤、性能，市场供应量几乎没有；如果依赖进口，不仅 价格贵，而且进货周期长，无法保证工程的正常运行。因此，生产探伤合格、性能优异的超厚 规格热套压力容器钢对企业实现差异化战略、增强企业竞争力具有十分重要的意义。

　　[0004] 未解决上述问题，公告号CN102345054B的中国发明专利公开了一种120mm低温 压力容器16MnDR厚板及其生产方法，所述厚板包含如下质量百分比的化学成分（单位： 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,其它为Fe和不可避免的残留元素。 碳当量[Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]彡 0· 40。其生产方法为：通过 KR 铁水 预处理、转炉冶炼、吹氩处理、LF精炼、VD精炼、模铸、加热、控轧控冷、对冷、热处理工艺，在 保证16MnDR成分的基础上，严格控制钢中P、S等影响钢板塑韧性的有害元素含量，同时严 格控制轧钢的加热制度，乳制过程中严格控制终轧温度、返红温度及冷却速度，采用钢板堆 垛缓冷等方法，从而保证了 16MnDR钢种120mm厚度钢板的各项性能指标达到标准要求。但 是，该专利中利用了转炉冶炼和模铸浇注的方式炼钢，虽然保证了大单重钢板有足够的压 下量和成材原料，但是无法保证高纯度，并且模铸浇注成材率较低，操作环境也较差。

　　[0005] 公告号CN102605241A的中国发明专利申请文件公开了一种正火型16MnDR压力 容器钢板及其制造方法，钢板的化学成分按质量百分比为（单位) :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,余量为Fe和不可避免的杂质。制造方法是：采用经过脱 硫预处理的铁水和废钢作为原料，经过冶炼、连铸、加热、乳制和冷却、正火热处理等工序得 到正火型16MnDR低温压力容器钢板。其优点是：具有良好的强塑性匹配、优良的低温冲击 韧性，且生产成本较低，规格可控，该钢板主要用于低温压力容器设备的制造领域。但是该 方法生产的钢板厚度仅为10~60_。

　　[0006] 因此，提供一种生产探伤合格、性能优异的超厚规格热套压力容器钢的方法显得 十分必要。

　　【发明内容】

　　[0007] 本发明的目的在于克服上述现有【背景技术】的不足之处，而提供一种厚度多120mm 的热套容器钢及其生产方法。

　　[0008] 本发明的目的是通过如下措施来达到的：一种厚度多120mm的热套容器钢，钢中 化学成分及质量百分比为：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%，其余为 Fe 和不 可避免的残留元素。

　　[0009] 优选地，钢中化学成分及质量百分比为：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%， 其余为Fe和不可避免的残留元素。

　　[0010] 再进一步地，钢中化学成分及质量百分比为：C :0. 14%、Si :0. 35%、Mn :1. 34%、 P :0. 01%、S :0. 004%、Nb :0. 034%、Alt :0. 04%，其余为 Fe 和不可避免的残留元素。

　　[0011] 本发明选择的主要化学元素及其百分含量在本发明热套容器钢中的作用如下：

　　[0012] C :碳是钢中主要的强度元素，增加碳可以大幅度提高钢的强度，当含量超过 0. 18%时，钢的低温韧性显著恶化，因此控制在0. 10~0. 16%。

　　[0013] Si :硅是炼钢脱氧的必要元素，也具有一定的强化作用，当含量低于0. 1时，冶炼 难度加大；当含量超过0. 5%时，钢的洁净度降低，韧性和焊接性能下降，回火脆性增强，因 此控制在0.25~0.50%。

　　[0014] Mn :降低钢的下临界点，增加奥氏体冷却的过冷度，细化珠光体组织，以及改善 其力学性能，能明显提高钢的淬透性，但是含量高时，将降低钢的低温韧性，因此控制在 1. 0 ~1. 55%〇

　　[0015] Nb:铌可以显著提高钢的奥氏体再结晶温度，扩大未再结晶区范围，便于实现高温 轧制。铌还可以抑制奥氏体晶粒长大，具有显著地细晶强化和析出强化作用。

　　[0016] Alt :钢中的全铝含量，可与N形成A1N，可细化晶粒，其含量不足0. 015%时，效果 不佳，超过0. 05 %时，脱氧作用趋于饱和，增加钢中夹杂物。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 :硫元素增加钢的热脆性，硫含量高时，对焊接性能不利。

　　[0019] 一种厚度彡120mm的热套容器钢的生产方法，包括如下步骤：

　　[0020] 1)转炉冶炼：入炉钢水按照所述化学成分质量百分比要求，严格控制 P < 0. 015%、S < 0. 005%，保证钢水的纯洁度，钢水转入转炉冶炼，经过转炉冶炼后，出钢 目标控制为：C :0· 04~0· 07% ;P彡0· 010% ;出钢温度1630~1650°C ;

　　[0021] 2)LF精炼：将转炉冶炼后的钢水送入LF精炼炉中精炼，精炼时，送电提温3~ 5min后，按照4. 5~7. 5Kg/吨钢加入活性石灰，按照1. 15~I. 30Kg/吨钢加入脱氧剂进 行扩散脱氧；白渣后取样，根据钢水成分进行预调，除残余元素外，控制Si的质量百分比为 0. 30~0. 40%，其它化学成分按照所述化学成分质量百分比范围的中线控制，吊包进RH 炉；

　　[0022] 3) RH炉真空处理：钢包入RH炉后，调整氩气流量，控制氩气流量为80~100mL/ min，使钢液面具有明显波动，待真空度降至67Pa时进行保压，真空完毕，关闭氩气阀门后 破空，测温；

　　[0023] 4)按照L 4~L 6米/吨钢喂Si~Ca线；

　　[0024] 5)软吹：软吹时间控制为8~15min ;

　　[0025] 6)连铸：控制起步拉速控制为1. 5~I. 9m/min，得到连铸坯，连铸坯断面为 1 50mm X 1800mm，长度为 2500 ~4500mm ；

　　[0026] 7)堆冷，堆冷时间为24~48h ;

　　[0027] 8)电渣重熔冶炼：连铸坯采用低频双极串联板坯电渣炉冶炼并抽锭；控制Si的质 量百分比为0. 35~0. 50%，其它化学成分按照所述化学成分质量百分比控制含量；

　　[0028] a.按照20~30Kg/吨钢取预熔渣，并在1650~1750°C的温度下进行烘烤，烘烤 时间3~4h，预熔渣烘干；将烘干后的预熔渣进行化渣处理，化渣时间为1. 5~2h，预熔渣 化成液态；

　　[0029] b.将由转炉冶炼的连铸坯接入电渣炉，形成自耗电极回路；并将液态预熔渣装入 电渣炉的结晶器中；进行抽锭；

　　[0030] c.当抽锭速度控制在7. 5~8. 5mm/min时，进行重恪，并按照28~31g/min加入错 粒直至重熔结束；重熔中，控制钢水中非金属夹杂物A、B、C、D类夹杂物总量不超过1.0级； 其

　　中，A、B、C、D类夹杂物分别指硫化物、氧化铝、硅酸盐、球状氧化物；控制氧浓度< 30ppm、 氮浓度< 70ppm ;

　　[0031] d.钢水浇注断面为320 X 2000mm的电渣坯；

　　[0032] e.在抽锭、重熔和浇注电渣坯的过程中，采用保护罩进行缓冷，重熔结束后，将电 渣坯掉入缓冷坑进行缓冷，缓冷时间为不小于48h。

　　[0033] 9)加热：加热步骤8)得到的电渣坯；

　　[0034] 10)控轧：对步骤9)中的电渣坯进行轧制；

　　[0035] 11)控冷和正火热处理：进行控冷和正火热处理，即得到厚度多120mm的热套容器 钢。

　　[0036] 优选地，步骤2)中，脱氧剂由硅钙粉/硅铁粉与AD15脱氧剂组成，其中，硅钙粉/ 硅铁粉与AD15脱氧剂的重量比为I : 1~3。

　　[0037] 进一步地，步骤3)中，保压时间为15~25min，整个抽真空时间25~35min。

　　[0038] 更进一步地，步骤8)中，当电渣炉中的钢水液面高度达到70mm时，开始抽锭，抽锭 速度控制在4~5mm/min，当电渣炉中的钢水液面高度达到70~75mm时，抽锭速度控制在 5~7mm/min ;当电澄炉中的钢水液面高度达到80mm时，抽锭速度控制在6. 5~8. 5mm/min。

　　[0039] 再进一步地，步骤9)中，加热温度为1200~1240°C，加热速率为8~12min/cm， 电渣坯出炉温度为1180~1220°C。

　　[0040] 再进一步地，步骤10)中，加热后的电渣坯在4300mm轧机上进行两阶段控制轧制， 第一阶段开轧温度1100~1190°c，第二阶段开轧温度870~900°C，终轧温度840~870°C; 第一阶段轧制道次压下量20~35mm ;第二阶段轧制最后三道总压下率为30~50%，成品 道次压下率为8~20%。

　　[0041] 再进一步地，步骤11)中，控冷后钢板返红温度控制为650~750°C ;正火热处理 温度为870~910°C，正火热处理时间为160~2IOmin。

　　[0042] 本发明的优点在于：

　　[0043] 其一，本发明热套容器钢组分合理；

　　[0044] 其二，本发明采用低频双极串联板坯电渣炉的电渣重熔冶炼工艺以提高连铸坯的 纯净度从而消除了连铸坯压缩比的限制，比传统的锻造、模铸等生产超厚板的工艺效率更 尚；

　　[0045] 其三，本发明采用4300mm轧机对热套容器钢进行轧制和热处理，使热套容器钢具 有良好的拉伸性能、冲击性能和Z向拉伸性能；

　　[0046] 其四，采用本发明方法可以生产出性能优异的厚度多120mm的热套容器钢，解决 了采用传统转炉冶炼-轧制的模式无法生产出120mm以上的特厚热套容器钢；本发明方法 可以批量生产，工艺简单，解决了采用锻打的方式生产120mm以上特厚热套容器钢板不仅 成本高而且效率极低的问题，进而提升了产品竞争力。

　　【附图说明】

　　[0047] 图1为本发明实施例1钢板的金相结构图。

　　【具体实施方式】

　　[0048] 下面结合实施例详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定， 仅作举例而已。同时通过说明本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。

　　[0049] 实施例1

　　[0050] 一种厚度彡120mm的热套容器钢，钢中化学成分及质量百分比为：C :0. 14%、Si : 0· 35%、Mn :1. 34%、P :0· 010%、S :0· 004%、Nb :0· 034%、Alt :0· 040%。

　　[0051] 一种厚度彡120mm的热套容器钢的生产方法，包括如下步骤：

　　[0052] 1)转炉冶炼：入炉钢水按照所述化学成分质量百分比要求，严格控制 P < 0. 015%、S < 0. 005%，保证钢水的纯洁度，钢水转入转炉冶炼，经过转炉冶炼后，出钢 目标控制为：C :0. 05% ;P < 0. 009% ;出钢温度1645°C ;

　　[0053] 2) LF精炼：将转炉冶炼后的钢水送入LF精炼炉中精炼，精炼时，送电提温4min 后，按照6. 5Kg/吨钢加入活性石灰，按照I. 25Kg/吨钢加入脱氧剂进行扩散脱氧；脱氧剂由 硅钙粉/硅铁粉与AD15脱氧剂组成，其中，硅钙粉/硅铁粉与AD15脱氧剂的重量比为1 : 2,白渣后取样，根据钢水成分进行预调，除残余元素外，控制Si的质量百分比为0. 40%，其 它化学成分按照所述化学成分质量百分比范围的中线控制，吊包进RH炉；

　　[0054] 3) RH炉真空处理：钢包入RH炉后，调整氩气流量，控制氩气流量为90ml/min，使 钢液面具有明显波动，待真空度降至67Pa时进行保压，保压时间为20min，整个抽真空时间 30min，真空完毕，关闭氩气阀门后破空，测温；

　　[0055] 4)按照1. 5米/吨钢喂Si~Ca线；

　　[0056] 5)软吹：软吹时间控制为IOmin ;

　　[0057] 6)连铸：控制起步拉速控制为I. 8m/min，得到连铸还，连铸坯断面为 1 50mm X 1800mm，长度为 3000mm ；

　　[0058] 7)堆冷，堆冷时间为40h ;

　　[0059] 8)电渣重熔冶炼：连铸坯采用低频双极串联板坯电渣炉冶炼并抽锭；控制Si的质 量百分比为0. 50%，其它化学成分按照所述化学成分质量百分比控制含量；

　　[0060] a.按照25Kg/吨钢取预熔澄，并在1700°C的温度下进行烘烤，烘烤时间3. 5h，预熔 渣烘干；将烘干后的预熔渣进行化渣处理，化渣时间为I. 8h，预熔渣化成液态；

　　[0061] b.将由转炉冶炼的连铸坯接入电渣炉，形成自耗电极回路；并将液态预熔渣装入 电渣炉的结晶器中；进行抽锭；当电渣炉中的钢水液面高度达到70mm时，开始抽锭，抽锭速 度控制在4. 5mm/min，当电渣炉中的钢水液面高度达到70~75mm时，抽锭速度控制在6mm/ min ;当电澄炉中的钢水液面高度达到80mm时，抽锭速度控制在7mm/min ;

　　[0062] c.当抽锭速度控制在7. 5~8. 5mm/min时，进行重恪，并按照30g/min加入错粒直 至重熔结束；重熔中，控制钢水中非金属夹杂物A、B、C、D类夹杂物总量不超过1.0级；控制 氧浓度彡30ppm、氮浓度彡70ppm ;

　　[0063] d.钢水浇注断面为320 X 2000mm的电渣坯；

　　[0064] e.在抽锭、重熔和浇注电渣坯的过程中，采用保护罩进行缓冷，重熔结束后，将电 渣坯掉入缓冷坑进行缓冷，缓冷时间为不小于48h。

　　[0065] 9)加热：加热步骤8)得到的电渣坯；加热温度为1220°C，加热速率为10min/cm， 电渣坯出炉温度为1200°C。

　　[0066] 10)控轧：对步骤9)中的电渣坯进行轧制；加热后的电渣坯在4300mm轧机上进行 两阶段控制轧制，第一阶段开轧温度1150°C，第二阶段开轧温度890°C，终轧温度860°C ;第 一阶段轧制道次压下量30mm ;第二阶段轧制最后三道总压下率为40%，成品道次压下率为 10%〇

　　[0067] 11)控冷和正火热处理：进行控冷和正火热处理，即得到厚度多120mm的热套容 器钢。控冷后钢板返红温度控制为700°C ;正火热处理温度为900°C，正火热处理时间为 200min〇

　　[0068] 实施例2

　　[0069] -种厚度彡120mm的热套容器钢，钢中化学成分及质量百分比为：C :0. 16%、Si : 0.42%、Mn :1.43%、P :0.010%、S :0.004%、Nb :0.036%、Alt :0.045%，其余为 Fe 和不可 避免的残留元素。

　　[0070] 一种厚度彡120mm的热套容器钢的生产方法，包括如下步骤：

　　[0071] 1)转炉冶炼：入炉钢水按照所述化学成分质量百分比要求，严格控制 P < 0. 015%、S < 0. 005%，保证钢水的纯洁度，钢水转入转炉冶炼，经过转炉冶炼后，出钢 目标控制为：C :0. 06% ;P < 0. 008% ;出钢温度1630~1650°C ;

　　[0072] 2) LF精炼：将转炉冶炼后的钢水送入LF精炼炉中精炼，精炼时，送电提温4min 后，按照7Kg/吨钢加入活性石灰，按照I. 20Kg/吨钢加入脱氧剂进行扩散脱氧；脱氧剂由 硅钙粉/硅铁粉与AD15脱氧剂组成，其中，硅钙粉/硅铁粉与AD15脱氧剂的重量比为1 : 2. 5,白渣后取样，根据钢水成分进行预调，除残余元素外，控制Si的质量百分比为0. 35%， 其它化学成分按照所述化学成分质量百分比范围的中线控制，吊包进RH炉；

　　[0073] 3) RH炉真空处理：钢包入RH炉后，调整氩气流量，控制氩气流量为95ml/min，使 钢液面具有明显波动，待真空度降至67Pa时进行保压，保压时间为18min，整个抽真空时间 29min，真空完毕，关闭氩气阀门后破空，测温；

　　[0074] 4)按照L 5米/吨钢喂Si~Ca线；

　　[0075] 5)软吹：软吹时间控制为8min ;

　　[

　　0076] 6)连铸：控制起步拉速控制为I. 5m/min，得到连铸还，连铸坯断面为 1 50mm X 1800mm，长度为 2500mm ；

　　[0077] 7)堆冷，堆冷时间为24h ;

　　[0078] 8)电渣重熔冶炼：连铸坯采用低频双极串联板坯电渣炉冶炼并抽锭；控制Si的质 量百分比为0. 35%，其它化学成分按照所述化学成分质量百分比控制含量；

　　[0079] a.按照20Kg/吨钢取预熔渣，并在1650°C的温度下进行烘烤，烘烤时间3h，预熔渣 烘干；将烘干后的预熔渣进行化渣处理，化渣时间为I. 5h，预熔渣化成液态；

　　[0080] b.将由转炉冶炼的连铸坯接入电渣炉，形成自耗电极回路；并将液态预熔渣装入 电渣炉的结晶器中；进行抽锭；当电渣炉中的钢水液面高度达到70mm时，开始抽锭，抽锭速 度控制在4mm/min，当电渣炉中的钢水液面高度达到70~75mm时，抽锭速度控制在5mm/ min ;当电澄炉中的钢水液面高度达到80mm时，抽锭速度控制在6. 5mm/min ;

　　[0081] c.当抽锭速度控制在7. 5~8. 5mm/min时，进行重恪，并按照28g/min加入错粒直 至重熔结束；重熔中，控制钢水中非金属夹杂物A、B、C、D类夹杂物总量不超过1.0级；控制 氧浓度彡30ppm、氮浓度彡70ppm ;

　　[0082] d.钢水浇注断面为320 X 2000mm的电渣坯；

　　[0083] e.在抽锭、重熔和浇注电渣坯的过程中，采用保护罩进行缓冷，重熔结束后，将电 渣坯掉入缓冷坑进行缓冷，缓冷时间为不小于48h。

　　[0084] 9)加热：加热步骤8)得到的电渣坯；加热温度为1200°C，加热速率为8min/cm，电 渣坯出炉温度为1180 °C。

　　[0085] 10)控轧：对步骤9)中的电渣坯进行轧制；加热后的电渣坯在4300mm轧机上进行 两阶段控制轧制，第一阶段开轧温度Il〇〇°C，第二阶段开轧温度870°C，终轧温度840°C ;第 一阶段轧制道次压下量20mm ;第二阶段轧制最后三道总压下率为30%，成品道次压下率为

　　[0086] 11)控冷和正火热处理：进行控冷和正火热处理，即得到厚度多120mm的热套容 器钢。控冷后钢板返红温度控制为650°C ;正火热处理温度为870°C，正火热处理时间为 160min〇

　　[0087] 实施例3

　　[0088] -种厚度彡120mm的热套容器钢，钢中化学成分及质量百分比为：C :0. 13%、Si : 0· 27%、Mn :1. 31%、P :0· 015%、S :0· 005%、Nb :0· 022%、Alt :0· 050%，其余为 Fe 和不可 避免的残留元素。

　　[0089] -种厚度彡120mm的热套容器钢的生产方法，包括如下步骤：

　　[0090] 1)转炉冶炼：入炉钢水按照所述化学成分质量百分比要求，严格控制 P < 0. 015%、S < 0. 005%，保证钢水的纯洁度，钢水转入转炉冶炼，经过转炉冶炼后，出钢 目标控制为：C :0. 04% ;P彡0. 010% ;出钢温度1630°C ;

　　[0091] 2)LF精炼：将转炉冶炼后的钢水送入LF精炼炉中精炼，精炼时，送电提温3min 后，按照4. 5Kg/吨钢加入活性石灰，按照I. 15Kg/吨钢加入脱氧剂进行扩散脱氧；脱氧剂由 硅钙粉/硅铁粉与AD15脱氧剂组成，其中，硅钙粉/硅铁粉与AD15脱氧剂的重量比为1 : 3,白渣后取样，根据钢水成分进行预调，除残余元素外，控制Si的质量百分比为0. 40%，其 它化学成分按照所述化学成分质量百分比范围的中线控制，吊包进RH炉；

　　[0092] 3) RH炉真空处理：钢包入RH炉后，调整氩气流量，控制氩气流量为100ml/min，使 钢液面具有明显波动，待真空度降至67Pa时进行保压，保压时间为25min，整个抽真空时间 35min，真空完毕，关闭氩气阀门后破空，测温；

　　[0093] 4)按照1. 6米/吨钢喂Si~Ca线；

　　[0094] 5)软吹：软吹时间控制为15min ;

　　[0095] 6)连铸：控制起步拉速控制为I. 9m/min，得到连铸还，连铸还断面为 1 50mm X 1800mm，长度为 4500mm ；

　　[0096] 7)堆冷，堆冷时间为48h ;

　　[0097] 8)电渣重熔冶炼：连铸坯采用低频双极串联板坯电渣炉冶炼并抽锭；控制Si的质 量百分比为0. 50%，其它化学成分按照所述化学成分质量百分比控制含量；

　　[0098] a.按照30Kg/吨钢取预熔澄，并在1750°C的温度下进行烘烤，烘烤时间4h，预熔渣 烘干；将烘干后的预熔渣进行化渣处理，化渣时间为2h，预熔渣化成液态；

　　[0099] b.将由转炉冶炼的连铸坯接入电渣炉，形成自耗电极回路；并将液态预熔渣装入 电渣炉的结晶器中；进行抽锭；当电渣炉中的钢水液面高度达到70mm时，开始抽锭，抽锭速 度控制在5mm/min，当电渣炉中的钢水液面高度达到70~75mm时，抽锭速度控制在7mm/ min ;当电澄炉中的钢水液面高度达到80mm时，抽锭速度控制在8. 5mm/min ;

　　[0100] C.当抽锭速度控制在7. 5~8. 5mm/min时，进行重恪，并按照31g/min加入错粒直 至重熔结束；重熔中，控制钢水中非金属夹杂物A、B、C、D类夹杂物总量不超过1.0级；控制 氧浓度彡30ppm、氮浓度彡70ppm ;

　　[0101] d.钢水浇注断面为320 X 2000mm的电渣坯；

　　[0102] e.在抽锭、重熔和浇注电渣坯的过程中，采用保护罩进行缓冷，重熔结束后，将电 渣坯掉入缓冷坑进行缓冷，缓冷时间为不小于48h。

　　[0103] 9)加热：加热步骤8)得到的电渣坯；加热温度为1240°C，加热速率为12min/cm， 电渣坯出炉温度为1220°C。

　　[0104] 10)控轧：对步骤9)中的电渣坯进行轧制；加热后的电渣坯在4300mm轧机上进行 两阶段控制轧制，第一阶段开轧温度1190°C，第二阶段开轧温度900°C，终轧温度870°C ;第 一阶段轧制道次压下量35mm ;第二阶段轧制最后三道总压下率为50%，成品道次压下率为 20%〇

　　[0105] 11)控冷和正火热处理：进行控冷和正火热处理，即得到厚度多120mm的热套容 器钢。控冷后钢板返红温度控制为750°C ;正火热处理温度为910°C，正火热处理时间为 210min〇

　　[0106] 实施例4

　　[0107] -种厚度彡120mm的热套容器钢，钢中化学成分及质量百分比为：C :0. 18%、Si : 0· 50%、Mn :1. 6%、P :0· 010%、S :0· 004%、Nb :0· 040%、Alt :0· 025%，其余为 Fe 和不可避 免的残留元素。

　　[0108] -种厚度彡120mm的热套容器钢的生产方法，包括如下步骤：

　　[0109] 1)转炉冶炼：入炉钢水按照所述化学成分质量百分比要求，严格控制 P < 0. 015%、S < 0. 005%，保证钢水的纯洁度，钢水转入转炉冶炼，经过转炉冶炼后，出钢 目标控制为：C :0. 07% ;P < 0. 004% ;出钢温度1650°C ;

　　[0110] 2)LF精炼：将转炉冶炼后的钢水送入LF精炼炉中精炼，精炼时，送电提温5min 后，按照7. 5Kg/吨钢加入活性石灰，按照I. 30Kg/吨钢加入脱氧剂进行扩散脱氧；脱氧剂由 硅钙粉/硅铁粉与AD15脱氧剂组成，其中，硅钙粉/硅铁粉与AD15脱氧剂的重量比为1 : 1，白渣后取样，根据钢水成分进行预调，除残余元素外，控制Si的质量百分比为0. 30%，其 它化学成分按照所述化学成分质量百分比范围的中线控制，吊包进RH炉；

　　[0111] 3) RH炉真空处理：钢包入RH炉后，调整氩气流量，控制氩气流量为80ml/min，使 钢液面具有明显波动，待真空度降至67Pa时进行保压，保压时间为15min，整个抽真空时间 25min，真空完毕，关闭氩气阀门后破空，测温；

　　[0112] 4)按照1. 4米/吨钢喂Si~Ca线；

　　[0113] 5)软吹：软吹时间控制为8min ;

　　[0114] 6)连铸：控制起步拉速控制为I. 5m/min，得到连铸坯，连铸坯断面为 1 50mm X 1800mm，长度为 2500mm ；

　　[0115] 7)堆冷，堆冷时间为24h ;

　　[0116] 8)电渣重熔冶炼：连铸坯采用低频双极串联板坯电渣炉冶炼并抽锭；控制Si的质 量百分比为0. 35%，其它化学成分按照所述化学成分质量百分比控制含量；

　　[0117] a.按照20Kg/吨钢取预熔渣，并在1650°C的温度下进行烘烤，烘烤时间3h，预熔渣 烘干；将烘干后的预熔渣进行化渣处理，化渣时间为I. 5h，预熔渣化成液态；

　　[0118] b.将由转炉冶炼的连铸坯接入电渣炉，形成自耗电极回路；并将液态预熔渣装入 电渣炉的结晶器中；进行抽锭；当电渣炉中的钢水液面高度达到70mm时，开始抽锭，抽锭速 度控制在4mm/min，当电渣炉中

　　的钢水液面高度达到70~75mm时，抽锭速度控制在5mm/ min ;当电澄炉中的钢水液面高度达到80mm时，抽锭速度控制在6. 5mm/min ;

　　[0119] c.当抽锭速度控制在7. 5~8. 5mm/min时，进行重恪，并按照28g/min加入错粒直 至重熔结束；重熔中，控制钢水中非金属夹杂物A、B、C、D类夹杂物总量不超过1.0级；控制 氧浓度彡30ppm、氮浓度彡70ppm ;

　　[0120] d.钢水浇注断面为320 X 2000mm的电渣坯；

　　[0121] e.在抽锭、重熔和浇注电渣坯的过程中，采用保护罩进行缓冷，重熔结束后，将电 渣坯掉入缓冷坑进行缓冷，缓冷时间为不小于48h。

　　[0122] 9)加热：加热步骤8)得到的电渣坯；加热温度为1200°C，加热速率为8min/cm，电 渣坯出炉温度为1180 °C。

　　[0123] 10)控轧：对步骤9)中的电渣坯进行轧制；加热后的电渣坯在4300mm轧机上进行 两阶段控制轧制，第一阶段开轧温度1100°c，第二阶段开轧温度870°C，终轧温度840°C ;第 一阶段轧制道次压下量20mm ;第二阶段轧制最后三道总压下率为30%，成品道次压下率为

　　[0124] 11)控冷和正火热处理：进行控冷和正火热处理，即得到厚度多120mm的热套容 器钢。控冷后钢板返红温度控制为650°C ;正火热处理温度为870°C，正火热处理时间为 160min〇

　　[0125] 结果分析

　　[0126] 对实施例电渣坯内部夹杂物和气体浓度结果，具体结果如表1所示。

　　[0127] 表1电渣坯内部夹杂物和气体浓度结果

　　[0128]

　　[0129] 对实施例热套容器钢进行了力学性能和探伤检测，具体结果如表2和表3所示。

　　[0130] 表2力学性能检验和探伤结果

　　[0131]

　　[0132] 表3 Z向拉伸性能

　　[0133]

　　[0134] 本发明的钢板利用标准的容器钢化学成分设计，采用低频双极串联板坯电渣炉的 电渣重熔冶炼工艺以提高连铸坯的纯净度从而消除了连铸坯压缩比的限制，比传统的锻 造、模铸等生产超厚板的工艺效率更高；后续再通过4300mm宽厚板轧机轧制和热处理，生 产出厚度多120mm热套容器钢，具有良好的拉伸性能、冲击性能和Z向拉伸性能。从本发明 实施例1钢板的金相结构图可以看出生产的钢板组织均匀。

　　[0135] 其它未经详细说明的部分均为现有技术。

　　【主权项】

　　1. 一种厚度多120mm的热套容器钢，其特征在于：钢中化学成分及质量百分比为：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%，其余为Fe和不可避免的残留元素。2. 根据权利要求1所述的厚度多120mm的热套容器钢，其特征在于：钢中化学成分及 质量百分比为：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%，其余为Fe和不可避免的残留元 素。3. 根据权利要求1所述的厚度多120mm的热套容器钢，其特征在于：钢中化学成分及 质量百分比为：C:0? 14%、Si:0? 35%、Mn:1. 34%、P:0? 01%、S:0? 004%、Nb:0? 034%、 Alt:0.04%，其余为Fe和不可避免的残留元素。4. 一种权利要求1所述的厚度多120mm的热套容器钢的生产方法，其特征在于：包括 如下步骤： 1) 转炉冶炼：入炉钢水按照所述化学成分质量百分比要求，严格控制P< 〇. 015%、 S< 0. 005 %，保证钢水的纯洁度，钢水转入转炉冶炼，经过转炉冶炼后，出钢目标控制为： C:0? 04 ~0? 07%;P彡 0? 010% ;出钢温度 1630 ~1650°C; 2. LF精炼：将转炉冶炼后的钢水送入LF精炼炉中精炼，精炼时，送电提温3~5min后， 按照4. 5~7. 5Kg/吨钢加入活性石灰，按照1. 15~I. 30Kg/吨钢加入脱氧剂进行扩散脱 氧；白渣后取样，根据钢水成分进行预调，除残余元素外，控制Si的质量百分比为0. 30~ 0.40%，其它化学成分按照所述化学成分质量百分比范围的中线控制，吊包进RH炉； 3. RH炉真空处理：钢包入RH炉后，调整氩气流量，控制氩气流量为80~100ml/min，使 钢液面具有明显波动，待真空度降至67Pa时进行保压，真空完毕，关闭氩气阀门后破空，测 温； 4) 按照1. 4~1. 6米/吨钢喂Si~Ca线； 5) 软吹：软吹时间控制为8~15min; 6) 连铸：控制起步拉速控制为1. 5~I. 9m/min，得到连铸坯，连铸坯断面为 1 50mmX1800mm，长度为 2500 ~4500mm； 7) 堆冷，堆冷时间为24~48h; 8) 电渣重熔冶炼：连铸坯采用低频双极串联板坯电渣炉冶炼并抽锭；控制Si的质量百 分比为0. 35~0. 50%，其它化学成分按照所述化学成分质量百分比控制含量； a. 按照20~30Kg/吨钢取预熔渣，并在1650~1750°C的温度下进行烘烤，烘烤时间 3~4h，预熔渣烘干；将烘干后的预熔渣进行化渣处理，化渣时间为1. 5~2h，预熔渣化成 液态； b. 将由转炉冶炼的连铸坯接入电渣炉，形成自耗电极回路；并将液态预熔渣装入电渣 炉的结晶器中；进行抽锭； c. 当抽锭速度控制在7. 5~8. 5mm/min时，进行重恪，并按照28~31g/min加入错粒 直至重熔结束；重熔中，控制钢水中非金属夹杂物A、B、C、D类夹杂物总量不超过I. 0级；控 制氧浓度彡30ppm、氮浓度彡70ppm; d. 钢水浇注断面为320X2000mm的电渣坯； e. 在抽锭、重熔和浇注电渣坯的过程中，采用保护罩进行缓冷，重熔结束后，将电渣坯 掉入缓冷坑进行缓冷，缓冷时间为不小于48h。 9) 加热：加热步骤8)得到的电渣坯； 10) 控轧：对步骤9)中的电渣坯进行轧制； 11) 控冷和正火热处理：进行控冷和正火热处理，即得到厚度多120mm的热套容器钢。5. 根据权利要求4所述的厚度多120mm的热套容器钢的生产方法，其特征在于：所述 步骤2)中，脱氧剂由硅钙粉/硅铁粉与AD15脱氧剂组成，其中，硅钙粉/硅铁粉与AD15脱 氧剂的重量比为I: 1~3。6. 根据权利要求5所述的厚度多120mm的热套容器钢的生产方法，其特征在于：所述 步骤3)中，保压时间为15~25min，整个抽真空时间25~35min。7. 根据权利要求6所述的厚度多120mm的热套容器钢的生产方法，其特征在于：所述 步骤8)中，当电澄炉中的钢水液面高度达到70mm时，开始抽锭，抽锭速度控制在4~5mm/ min，当电澄炉中的钢水液面高度达到70~75mm时，抽锭速度控制在5~7mm/min;当电澄 炉中的钢水液面高度达到80mm时，抽锭速度控制在6. 5~8. 5mm/min。8. 根据权利要求7所述的厚度多120mm的热套容器钢的生产方法，其特征在于：所 述步骤9)中，加热温度为1200~1240°C，加热速率为8~12min/cm，电渣坯出炉温度为 1180 ~1220°C。9. 根据权利要求8所述的厚度多120mm的热套容器钢的生产方法，其特征在于：所述 步骤10)中，加热后的电渣坯在4300mm轧机上进行两阶段控制轧制，第一阶段开轧温度 1100~1190°C，第二阶段开轧温度870~900°C，终轧温度840~870°C;第一阶段轧制道次 压下量20~35mm;第二阶段轧制最后三道总压下率为30~50%，成品道次压下率为8~ 20%〇10. 根据权利要求9所述的厚度多120mm的热套容器钢的生产方法，其特征在于：所述 步骤11)中，控冷后钢板返红温度控制为650~750 °C;正火热处理温度为870~910 °C，正 火热处理时间为160~2IOmin。

　　【专利摘要】本发明公开了一种厚度≥120mm的热套容器钢，钢中化学成分及质量百分比为：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％，其余为Fe和不可避免的残留元素。本发明还公开了这种厚度≥120mm的热套容器钢的生产方法。本发明热套容器钢组分合理；采用电渣重熔冶炼工艺以提高连铸坯的纯净度消除了连铸坯压缩比的限制，效率更高；采用4300mm轧机轧制和热处理，使热套容器钢具有良好的拉伸性能、冲击性能和Z向拉伸性能。

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

　　【公开号】CN104894473

　　【申请号】CN201510341397

　　【发明人】梁宝珠, 董汉雄, 王世森, 洪君, 卜勇, 余宏伟, 李德发, 李银华, 易勋, 陈勇, 王孝东, 鲍海燕

　　【申请人】武汉钢铁(集团)公司

　　【公开日】2015年9月9日

　　【申请日】2015年6月18日