一種電站鍋爐用耐熱鋼板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電站鍋爐用耐熱鋼板，同時還及該鋼板的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電站鍋爐用耐熱鋼由于具有高的抗氧化性能、抗高溫蒸汽腐蝕性以及良好的沖擊韌性和持久塑性，可用作鍋爐受熱面結(jié)構(gòu)件領(lǐng)域，現(xiàn)有的電站鍋爐用耐熱鋼板中S鐵素體的產(chǎn)生，材料的熱塑性較差，鑄坯在軋制過程中開裂，材料的綜合力學性能達不到使用要求。
[0003]由于電站鍋爐用耐熱鋼為高合金鋼，合金化程度高，變形抗力加大、熱加工溫度范圍窄、塑性差，在熱加工過程中以及軋后容易開裂，特別是寬幅中厚板生產(chǎn)難度極大。目前，國內(nèi)沒有任何一家公司能夠生產(chǎn)尺寸規(guī)格為厚度20?40mm、寬度2000?3000 mm的電站鍋爐用耐熱鋼板，該鋼長期以來一直由國外企業(yè)保密壟斷，沒有查到公開的報導。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有電站鍋爐用耐熱鋼板的上述不足之處，本發(fā)明提供一種鋼中無δ鐵素體，具有良好熱加工性以及綜合力學性能的電站鍋爐用耐熱鋼板。
[0005]與此相應(yīng)，本發(fā)明還提供一種避免在軋制過程中表面開裂、皮下氣孔的延伸擴展，并且鋼板的成材率高、成本較低的電站鍋爐用耐熱鋼板的制造方法。本方法制造的電站鍋爐用耐熱鋼板的厚度可達20?40mm，寬度達2000?3000 mm。
[0006]本發(fā)明的機理是通過控制合適的化學成分，抑制鋼中δ鐵素體的產(chǎn)生，改善了材料的熱塑性，避免鑄坯在軋制過程中開裂，進行低氧、低鋁成分控制，降低了夾雜物數(shù)量和級別，提高了材料的綜合性能，采用坯料熱修磨工藝，磨凈坯料上下板面缺陷，避免板坯在加熱和軋制過程中表面裂紋、皮下氣孔的延伸擴展，并匹配合理的軋制工藝及熱處理參數(shù)，制造板形良好、性能滿足要求的電站鍋爐用耐熱鋼寬幅中厚板。
[0007]本電站鍋爐用耐熱鋼成分的質(zhì)量百分配比為:
C 0.08 ?0.12，Si 0.15 ?0.45，Mn 0.35 ?0.55，P ^ 0.013, S^0.005, Cr 8.60 ?8.90, Mo 0.31 ?0.50, V 0.16 ?0.22, W 1.55 ?1.85,
Nb 0.045 ?0.085，N 0.045 ?0.065，B 0.002 ?0.004， Ni 0.20 ?0.35， O < Al ^ 0.01, O < O ^ 20ppm,其余為Fe與不可避免的雜質(zhì)；
經(jīng)過軋制、熱矯直與多次熱處理，該鋼板具有良好熱加工性以及綜合力學性能，超聲探傷級別彡II級；屈服強度Rp0.2為460?520MPa，抗拉強度Rm為660?690MPa，延伸率A為23?28%，常溫沖擊功Akv2為150?200J ;鋼板寬度方向不平度彡5mm/m。
[0008](以上提到的技術(shù)指標均為國內(nèi)電站鍋爐用戶要求的指標，在該鋼所在美標ASMESA-1017/SA1017-M中，對屈服強度、抗拉強度、延伸率提出了具體明確數(shù)值要求，而對沖擊功以及超聲探傷沒有明確具體數(shù)值，只是提到根據(jù)用戶要求可做沖擊功以及超聲探傷檢測項目。超聲探傷級別<11級是電站鍋爐用戶要求。) 本電站鍋爐用耐熱鋼板制造方法的工藝流程為:還料制備一退火一熱修磨一鋼還加熱—軋制一熱矯直一正火一回火一檢驗、判定、交庫。
[0009]本發(fā)明針對制造中的軋制過程中的坯料準備、退火、熱修磨、鋼坯加熱、軋制、熱矯直、正火、回火等進行說明。
[0010]本電站鍋爐用耐熱鋼板的制造方法包括下述依次的步驟:
I坯料制備
經(jīng)鐵水預處理，180噸轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖痛担珹OD與LF精煉，鋼水的成分的質(zhì)量百分比達下述要求出鋼:
C 0.08 ?0.12，Si 0.15 ?0.45，Mn 0.35 ?0.55，P ^ 0.013, S^0.005, Cr 8.60 ?8.90, Mo 0.31 ?0.50, V 0.16 ?0.22, W 1.55 ?1.85,
Nb 0.045 ?0.085，N 0.045 ?0.065，B 0.002 ?0.004， Ni 0.20 ?0.35， O < Al ^ 0.01, O < O ^ 20ppm,其余為Fe與不可避免的雜質(zhì)；
連鑄成厚200 ± 20mm的連鑄坯；
II退火
鑄坯紅送退火爐進行退火，退火溫度740 士 10°C，保溫時間3?4小時，直接出爐，紅送熱修磨工序；
III熱修磨
將紅送的退火連鑄坯上下板面進行修磨，磨凈缺陷(缺陷為連鑄坯表面微裂紋、皮下氣孔等，單面磨削厚度為0.9-2.2mm)，剝皮量為I?2% (體積百分比)，成鋼坯；
IV鋼坯加熱
將修磨后的鋼坯在加熱爐內(nèi)加熱，加熱溫度為1230 士 10°C，保溫時間為3?4小時，確保鋼坯燒勻、燒透；
V軋制
經(jīng)高壓水除鱗，將高壓水除鱗后的鋼坯在粗軋機上軋制，開軋溫度1160?1200°C，粗軋道次壓下量為30?35%，軋制成中間坯，中間坯厚度控制在40?60mm，之后在精軋機上軋制，精軋道次壓下量為25?30%，終軋溫度控制在860?900°C，精軋成鋼板；
VI熱矯直
為了保證板型，將鋼板進行熱矯直；矯直溫度為600-800°C，矯直道次為1-2道，保證鋼板寬度方向不平度< 5mm/m。
[0011]νπ 正火
將鋼板紅送到熱處理爐內(nèi)進行正火處理，正火溫度為1050 士 10°C，保溫時間為1-2小時，鋼板出爐空冷；
VDI回火
將鋼板送入熱處理爐內(nèi)進行回火處理，回火溫度為780 士 10°C，保溫時間為1-2小時，鋼板出爐空冷。
[0012]為保證質(zhì)量，本電站鍋爐用耐熱鋼板的制造方法在珊回火中鋼板出爐空冷后，還對鋼板進行IX檢驗，即探傷、力學性能以及板形檢驗；超聲探傷，級別< II級；力學性能檢驗，屈服強度Rp0.2為460?520MPa，抗拉強度Rm為660?690MPa，延伸率A為23?28%，常溫沖擊功Akv2為150?200J ;滿足力學性能要求；板形檢驗，鋼板寬度方向不平度< 5mm/m0
[0013]本電站鍋爐用耐熱鋼板的制造方法通過控制合適的化學成分，抑制鋼中δ鐵素體的產(chǎn)生，改善了材料的熱塑性，消除了鑄坯表面裂紋、氣孔等缺陷，避免了該類鋼種在軋制過程中表面裂紋的延伸擴展，提高了鋼板的成材率，進行低氧、低鋁成分控制，降低了夾雜物數(shù)量和級別，提高了材料的綜合性能，采用坯料熱修磨工藝，磨凈坯料上下板面缺陷，避免板坯在加熱和軋制過程中表面裂紋、皮下氣孔的延伸擴展，通過匹配合理的軋制溫度、壓下量熱矯工藝以及熱處理制度，控制鋼板的組織性能及板形，制得的電站鍋爐用耐熱鋼寬幅中厚板，探傷級別< II級，板形良好、力學性能均滿足使用要求。
用本發(fā)明的制造方法生產(chǎn)電站鍋爐用耐熱鋼寬幅中厚板，通過使用連鑄工藝能夠制備出寬幅中厚耐熱鋼板。打破了電站鍋爐用耐熱鋼寬幅中厚板長期以來由國外壟斷的局面，解決了本國電站鍋爐用耐熱鋼寬幅中厚板(厚度20?40mm、寬度2000?3000 mm)的生產(chǎn)，性能達到了使用要求。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合實施例詳細說明本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的具體實施不局限于下述的實施例。
[0015]方法實施例1
電站鍋爐用耐熱鋼板尺寸規(guī)格為厚度20mm、寬度2000mm，其化學成分的質(zhì)量百分比為:C 0.087%, Si 0.22%, Mn 0.51%, P 0.012 %，S 0.001%, Cr 8.74%, Mo 0.38%, V 0.18%,W 1.63%, Nb 0.051%, N 0.061%, B 0.0024%, Ni 0.25%, Al 0.004%, O 18ppm，其余為 Fe 與不可避免的雜質(zhì)。
[0016]探傷要求:探傷級別彡II級
力學性能要求:屈服強度Rpa2^ 440MPa，抗拉強度RmS 620MPa，延伸率A彡20%，常溫沖擊功Akv2彡90J ；
板型要求:鋼板寬度方向不平度< 5mm/m。
[0017]本實施例包括下述依次的步驟:
I坯料制備
經(jīng)鐵水預處理，180噸轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖痛担珹OD與LF精煉，化學成分的質(zhì)量百分比達下述要求出鋼:
C 0.087%, Si 0.22%, Mn 0.51%, P 0.012 %， S 0.001%,
Cr 8.74%, Mo 0.38%, V 0.18%, W 1.63%, Nb 0.051%,
N 0.061%, B 0.0024%, Ni 0.25%, Al 0.004%, O 18ppm,
其余為Fe與不可避免的雜質(zhì)。
[0018]連鑄成厚200mm的連鑄坯；
II退火
鑄坯紅送退火爐進行退火，退火溫度740°C，保溫時間4小時，直接出爐，紅送熱修磨工序;
III熱修磨
將紅送的退火連鑄坯上下板面進行修磨，磨凈缺陷，缺陷為連鑄坯表面微裂紋、皮下氣孔等，單面磨削厚度為1.5mm，剝皮