[发明专利]一种压力容器钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种压力容器钢板及其制造方法，特别是一种厚规格Q345R-Z35压力容器钢板及其制造方法，属于冶金领域。

背景技术

压力容器广泛应用于化工、石油、机械、动力、冶金、核能、航空、航天、海洋等部门。它是工业生产过程中必不可少的核心设备，是一个国家装备制造水平的重要标志。压力容器钢板为中厚板中一大类专用高技术含量，高附加值产品。用于储存、运输液化石油气、液化天然气等低温液体的压力容器用钢，不仅要求钢板具有优良的强韧性和高温力学性能，还要求钢板具有良好的低温冲击韧性。

目前国内同级别压力容器用钢及其制造方法如下：

中国专利CN102041448A公开了“一种微钒钛复合处理锅炉和压力容器用钢及其制造方法”，化学成分为：C：0.12～0.20％，Si：0.20～0.50％，Mn：1.20～1.60％，P≤0.020％，S≤0.010％，Als：0.020～0.050％，V：0.010～0.025％，Ti：0.010～0.025％，其余为Fe和不可避免的杂质。制造工艺为：铁水预处理脱硫、转炉冶炼、LF炉精炼或CAS炉精炼、连铸、板坯加热、热连轧、开平矫直。优点在于，依据该发明提供的化学成分及其制造方法生产出的Q345R开平钢板与中厚板轧机轧制的同样规格Q345R钢板相比，化学成分稳定，各种性能均匀，冶金质量和表面质量优良，板形及尺寸控制精度高，产品合格率和成材率高。不足之处是采用热连轧工艺生产，限制了成品的厚度。

中国专利CN102002630A公开了一种“抗HIC压力容器用钢Q345R-Z35特厚板及其生产方法”化学成分质量百分比为：C：≤0.20、Si：≤0.55、Mn：1.20～1.60、P：≤0.025、S：≤0.005、微合金化元素：≤0.10、Als：≥0.015，其它为Fe和残留元素。其采取的生产方法包括以下步骤：铁水KR脱硫、转炉冶炼、LF精练、VD真空脱气、模铸浇注、钢锭加热、轧制、ACC冷却、矫直、钢板堆冷、正火热处理等工艺；该发明通过合理的成分设计、工艺路线设计，开发出了特厚压力容器用钢板，检测结果表明，一级探伤合格率、性能初验合格率均达到100％，此外抗层状撕裂性能达到Z35级别，抗氢致裂纹检测结果优异。不足之处是采用模铸浇注，且增加了正火热处理工序，既降低了生产效率，又增加了生产成本。

中国专利CN101787490A公开了“一种微合金化的Q345R钢”，170和210断面的Q345R钢按重量添加Ti：0.018～0.035；240断面的Q345R钢按重量添加Ti：0.018～0.035，V：0.020～0.030，经上述微合金化处理后生产的Q345R钢板，依照GB713-2008《锅炉和压力容器用钢板》的要求，最终综合性能合格率为97.06％。，不足之处是钢板需正火热处理，且未涉及Z向拉伸性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种厚度大于60mm、屈服强度大于345Mpa、具有良好的塑性、低温冲击韧性以及优良Z向拉伸性能，且生产成本较低、规格可控的压力容器钢板及其制造方法。该钢板主要用于生产、储存和运输过程中压力容器设备的制造。

本发明的技术方案如下：

本发明的钢板的化学成分按重量百分比为C：0.05～0.07％、Si：0.25～0.50％、Mn：1.3～1.5％、P：≤0.015％、S：≤0.005％、Nb：0.02～0.05％、Ti：0.007～0.012％、Als：0.024～0.034％，余量为Fe和不可避免的杂质。

本发明的钢板的制造方法如下：

1、冶炼

转炉冶炼采用经过脱硫预处理的铁水和废钢作为原料，保证一次拉碳成功，补吹次数不得大于一次，出钢温度控制在1630-1650℃，出钢挡渣；LF工序加入铌铁和钛铁进行微合金化；RH工序采用循环深脱气工艺，在保证钢水温度稳定的前提下大幅降低氢、氧、氮等气体含量，减小有害气体对钢质的不利影响，最终得到化学成分重量百分比为C：0.05～0.07％、Si：0.25～0.50％、Mn：1.3～1.5％、P：≤0.015％、S：≤0.005％、Nb：0.02～0.05％、Ti：0.007～0.012％、Als：0.024～0.034％，余量为Fe和不可避免的杂质的钢水。

2、连铸