[发明专利]一种特宽特厚核电常规岛设备用钢及其制造方法

说明书

本发明公开一种特宽特厚核电常规岛设备用钢及其制造方法。钢中含有C：0.10％～0.18％；Si：0.15％～0.40％；Mn：0.90％～1.50％；P≤0.02％；S≤0.005％；Ni：0.10％～0.30％；Cr：0.15％～0.30％；V：0.01％～0.05％；Nb：0.01％～0.05％；Als：0.015％～0.04％，余量为铁和不可避免的杂质。连铸坯加热温度1200～1250℃，在炉时间4～6h；第Ⅰ阶段开轧温度≥1100℃，总压下率≥60％；第Ⅱ阶段开轧温度900～950℃，终轧温度800～850℃；正火温度880～920℃，保温时间1～3min/mm，出炉后自然冷却。成品钢板厚60～100mm，宽4000～5100mm，满足核电站常规岛设备用钢的使用条件。

技术领域

本发明属于黑色金属材料，特别涉及一种特宽特厚核电常规岛设备用钢及其制造方法。

背景技术

压水堆核电站通常由两个回路组成。一回路由核反应堆、稳压器、蒸汽发生器一次侧和循环泵组成；密封在安全壳里，称为核电站的核岛。二回路由蒸汽发生器二次侧、汽轮机、回热加热系统和给水泵等组成，称为核电站的常规岛。常规岛系统复杂，涉及多个设备，所用钢种也多种多样。其中用于高、低压加热器，除氧器及水箱等压力容器的筒身、封头、接管、补强板、法兰、管板、平盖等受压元件不仅要求钢板具有优异的力学性能和高标准的探伤等级，同时部分元件厚度在60mm以上，宽度达到4900mm以上。

特宽特厚钢板由于平面尺寸及厚度都比较大，在制作大型容器、设备和钢结构时比其它产品利用率高，不仅节约焊材，减少焊接量，而且也提高安全度。现有关于此类钢种的发明专利中，钢板的宽度均达不到4900mm以上，此外相关专利也存在着钢板强度偏低、厚度不合适、以及未关注钢板高温拉伸性能和模拟焊后热处理后力学性能等问题。

CN200910187778.7公开了“一种特厚钢板的生产方法”，设计板坯化学成分的质量百分比为C：0.10％～0.16％，Si：0.25％～0.35％，Mn：1.25％～1.55％，P≤0.02％，S≤0.005％，Nb：0.03％～0.05％，V：0.02％～0.04％，Ti：0.005％～0.015％，Als：0.015％～0.045％，其余为Fe和不可避免的杂质。该发明具有生产效率高，机械性能良好等优点。但钢板采用热轧方式生产，无法保证细小的晶粒度及均匀的组织；此外采用C-Mn的成分设计，不添加Ni、Cr元素，热轧生产，成品钢板抗拉强度485～530MPa，强度偏低。

CN201410239091.4公开了“一种X90管线钢宽厚板及其生产方法”。发明中成分重量百分数为：C：0.06％～0.10％，Si：0.20％～0.50％，Mn：1.50％～1.80％，P≤0.010％，S≤0.003％，Nb：0.04％～0.06％，V：0.04％～0.06％，Ti：0.010％～0.020％，Ni：0.15％～0.30％，Cr：0.15％～0.30％，Mo：0.10％～0.30％，Als：0.020％～0.05％，余量为Fe及不可避免的杂质。成分设计采用低C、高Mn，并添加适量的微合金元素，钢板采用TMCP方式生产，具有高的强度，优良的低温韧性和抗动态撕裂能力。但该发明Mn、Nb、V、Ti等元素含量均偏高，虽然所生产钢板综合性能优异，但成本较高，不具有很好的经济适用性。

CN201610575680.9公开了“一种460MPa级别特厚板及其生产方法”，钢板化学成分质量分数为：C：0.14％～0.17％、Mn：1.40％～1.80％、Si：0.15％～0.25％、Al：0.20％～0.40％、S≤0.01％、P≤0.02％、V≥0.020％、Ti≥0.010％、Nb≥0.020％，其余为Fe和少量杂质元素。该发明采用C-Mn-Nb-V-Ti成分体系结合超快冷生产60～100mm厚度规格460MPa级别特厚板。但Nb、V、Ti含量只给出下限，超快冷方式生产无法保证厚度截面组织性能的均匀性。此外，该发明中只关注钢板轧态性能，对热处理未提及。