[发明专利]一种保低温韧性的大厚度SA302GrC钢板及其制备方法

说明书

本发明涉及一种保低温韧性的大厚度SA302GrC钢板，以Fe为基础元素，且包含如下各元素：C：0.10‑0.20％；Si：0.15‑0.30％；Mn：1.30‑1.50％；P：≤0.015％；S：≤0.005％；Al：0.010‑0.020％；Nb：0.010‑0.020％；Mo：0.45‑0.60％；Ni：0.50‑0.70％；H≤1ppm；Al≤Nb；Al+Nb：0.028‑0.32％，As+Sb+Bi+Sn+Pb≤0.10％；CEV≤0.55。钢板厚度为125‑150mm。制备流程：450mm连铸坯‑连铸坯加罩缓冷–连铸坯清理‑连铸坯加热‑保温处理‑除鳞‑轧‑矫直–堆缓冷–热处理。交货态和经过模拟焊后热处理，钢板拉伸性能仍然满足ASME要求，且‑20℃的低温下钢板1/4和1/2厚度处的夏比冲击功均≥47J。

技术领域

本发明涉及SA302GrC压力容器用钢板及其制造方法。

背景技术

EO是环氧乙烷的简称，是乙烯衍生产品，重要的有机化工中间体和原料；EO反应器则是EO生产的核心设备，一种典型的大型固定管板式换热器。EO反应器在运行时，设备同时承受管、壳程流体的高温、高压载荷。

有学者(朱昌海，《国产大型EO反应器极端工况下结构安全分析》)通过有限元分析了EO反应器运行过程中在应力分布及温度场分布，认为EO反应器最大应力值达到 265MPa；系统承受的最高工作温度近300℃。作为筒体和封头原料的钢板，是整个反应器的核心部件，在整个系统中保障设备安全、可靠运转。

随着装备向大型化发展，筒体、封头的厚度也随之增加，作为EO反应器主要选材SA302GrC钢板，性能要求也相应提升，主要体现在钢板多状态下拉伸力学性能稳定，主要包括高温拉伸、常温拉伸、Z向拉伸、最大模拟焊后态的拉伸与最小模拟焊后态的拉伸；且保证钢板在多维度下保证冲击韧性，主要体现在保证厚度方向1/4T处及1/2T 处的冲击吸收能量，包括-20℃和0℃；另外，筒体板在圈圆过程中，还需要考虑钢板表面及厚度方向硬度的均匀性。

目前，公开的国内外诸多文献资料对SA302GrC钢板的记载，主要集中在厚度≤100mm以下规格，或性能仅仅满足ASME的功能性标准，并不能很好在满足EO反应器设计要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种保低温韧性的大厚度SA302GrC钢板及其制造方法，属于化工领域用特殊的压力容器钢板，钢板的设计厚度：125-150mm，钢板能较好在满足EO 反应器设计要求，且碳当量CEV≤0.55，具备良好的可焊性。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种保低温韧性的大厚度SA302GrC钢板，其特征在于：钢板以Fe为基础元素，且包含如下质量百分比的各元素：C： 0.10-0.20％；Si：0.15-0.30％；Mn：1.30-1.50％；P：≤0.015％；S：≤0.005％；Al：0.010-0.020％； Nb：0.010-0.020％；Mo：0.45-0.60％；Ni：0.50-0.70％；H≤1ppm；Al≤Nb；Al+Nb： 0.028-0.32％，As+Sb+Bi+Sn+Pb≤0.10％；CEV≤0.55。

本申请钢板厚度为125-150mm-20℃的低温下钢板1/4和1/2厚度处的夏比冲击功均≥47J；经过模拟焊后热处理，钢板拉伸性能仍然满足ASME要求，且-20℃的低温下钢板1/4和1/2厚度处的夏比冲击功均≥47J。

与专利文献(一种大厚度高性能SA302GrC钢板及其生产方法，专利公开号CN103305752A)相比，本申请板坯产品采用连铸工艺制造的连铸坯作为钢坯；在成分设计方面，鉴于该选择，本申请加强了有害元素的控制。