[发明专利]一种临氢设备用15CrMoR钢板的生产方法

说明书

本发明公开了一种临氢设备用15CrMoR钢板板的生产方法，钢的化学成分重量百分比为C=0.10～0.15、Si=0.16～0.25、Mn=0.42～0.52、P≤0.010、S≤0.005、Alt=0.020～0.050、Cr=0.90～1.10、Mo=0.46～0.56，Sn≤0.010，As≤0.012，Sb≤0.003，回火脆化系数X=（10P+5Sb+4Sn+As）×10^‑2≤15ppm，其它为Fe和残留元素。生产工艺流程为转炉冶炼→LF精炼→VD真空处理→连铸→板坯加热→控制轧制→在线冷却→热处理。本发明方法生产的产品的实物质量各项性能：钢板头尾试样经最大模拟焊后热处理，其1/2板厚处屈服富余量在40~100Mpa，抗拉富余量在50～80Mpa，低温冲击性能稳定、富裕量大。

技术领域

本发明炼钢技术领域，具体涉及到一种临氢设备用15CrMoR钢板的生产方法。

背景技术

临氢钢主要用于制造在高温（温度＞250℃）、高压（氢分压＞1.4MPa）临氢环境下使用的压力容器设备，广泛用于石油化工、煤化工、电力等相关行业，其中绝大部分用于制造炼油及化工行业中的加氢装置，还有小部分用于临氢环境下的分离、换热设备及压力输送管线设备制造等。

中国设计使用的临氢15CrMoR钢板除需满足GB/T713-2014的要求外，还需保证钢板模拟焊后热处理的力学性能满足标准要求，且对-18℃低温冲击性能、夹杂物、有害元素等提出更高的要求。

控制轧制是在热轧过程中通过对金属加热制度、变形制度和温度制度的合理控制，使热塑性变形与固态相变结合，以获得细小晶粒组织，使钢材具有优异的综合力学性能的轧制新工艺。它能改善钢材组织晶粒，提高钢板的强度和低温韧度,同时可以节约能源,简化工艺,也可以充分发挥合金元素的作用。

直接淬火是利用钢的轧后余热把钢材从形变奥氏体冷却到马氏体点温度下最终得到马氏体的热处理工艺。由于控制轧制过程中合金元素的充分溶解增加了奥氏体的淬透性,有利于随后的直接淬火；另外控制轧制细化了奥氏体晶粒,增加了奥氏体变形带,为后续相变提供形核点,有望得到理想的组织形态,从而在回火后得到优良的强度和韧度组合。同时，部分封头用钢板宽度大，对生产装备、生产工艺等提出更高的要求，生产工艺控制难度大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种临氢设备用15CrMoR钢的生产方法，采用控制轧制+直接淬火+回火相结合的工艺，生产16～100mm保性能、保探伤的临氢钢。

发明的技术方案：

一种临氢设备用15CrMoR钢板的生产方法，化学成分质量百分比为C=0.10～0.15、Si=0.16～0.25、Mn=0.42～0.52、P≤0.010、S≤0.005、Alt=0.020～0.050、Cr=0.90～1.10、Mo=0.46～0.56，Sn≤0.010，As≤0.012，Sb≤0.003，回火脆化系数X =（10P+5Sb+4Sn+As）×10^-2≤15ppm ，其它为Fe和残留元素；包括如下步骤 ：

a. 转炉冶炼：控制出钢时C≥0.05%， P≤0.006%，出钢温度≥1580℃，避免出钢过程下渣 ；

b. LF 精炼：LF精炼中白渣保持时间在20min以上；LF炉出站前进行二次脱P，P≤0.004%；

c. 真空精炼：真空精炼中，在≤67Pa下的保真空时间≥23min；VD破空后进行钙处理；

d. 连铸：连铸采用断面为260mm或300mm，连铸实行全程保护浇铸，浇注温度按液相线温度+ (15～25℃)控制，板坯下线后堆冷24h以上；

e. 板坯加热：板坯在步进炉中进行加热，温度控制在1180~1220℃；