[发明专利]一种厚度≥80毫米的锅炉汽包用钢及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及压力容器钢及其生产方法，具体属于一种厚度≥80毫米的锅炉汽包用钢及其生产方法。

背景技术

锅炉汽包作为一种压力容器，其工作环境是在高温、高压下进行，因此，对材料纯净度、抗脆化能力、内部质量等一系列主要技术指标要求极为苛刻。目前，其所用钢种为13MnNiMoR。

越来越多厂家使用1000t/h以上锅炉汽包，对于使用厚度小于80mm以下的汽包钢已经不能满足要求，因此，制造锅炉汽包使用大单重超厚（大于80毫米）钢板的需求量越来越大，而且从降低制造成本考虑，趋向于大型化及更可靠的安全性。从目前特厚板生产的方式来讲，除了采用原有的锻造法之外，还有较为经济的连铸法，但是连铸生产受技术条件的限制无法生产特厚板，目前钢厂连铸板坯厚度普遍为300mm，由于该厚度连铸坯中心偏析严重，铸坯内部质量满足不了钢板的质量要求，钢板探伤合格率较低，因此只能生产厚度小于100mm的厚板。随着冶金技术装备的进步，电渣炉宽板坯的诞生为生产高质量的特厚板创造了条件，由此开展了使用电渣重熔生产宽板坯冶炼工艺的技术研究。

目前国内生产超过100mm厚锅炉汽包钢13MnNiMoR的厂家较少，国内市场只有舞阳钢厂能够提供；但是舞阳钢厂采用转炉冶炼+模铸浇注的方式炼钢，虽然保证了大单重钢板有足够的压下量和成材原料，但是无法保证高纯度，并且模铸浇注成材率较低，操作环境较差。如果能利用电渣重熔冶炼工艺生产具有高质量的锅炉汽包用特厚钢板，则对企业实现差异化战略，增强企业竞争力具有十分重要的意义；且电渣重熔冶炼设备投资少，场地占用小，操作环境整洁且环保。

发明内容

本发明在于解决现有锅炉汽包用钢的夹杂多、成材率低、工艺不能满足厚度大于80毫米，尤其不能生产厚度超过100毫米的钢板的不足，提供一种钢质洁净度高，即钢中非金属(A、B、C、D)类夹杂物均应不大于1.0级，各类总和≤3.5，钢中[H]≤0.0002%、[O] ≤0.001%、[N] ≤0.005%，钢板的力学性能稳定、使用安全可靠的厚度≥80毫米的锅炉汽包用钢及其生产方法。

实现上述目的的措施：

一种厚度≥80毫米的锅炉汽包用钢，其组分及重量百分比含量为：C: 0.11～0.145%、Si：0.22～0.42%、Mn:1.24～1.49%、P:≤0.010%、S:≤0.010%、Cr：0.22～0.38%、Ni：0.68～0.90%、Mo：0.22～0.38%、Nb：0.005～0.016%，并控制[H]≤0.0002%、[O] ≤0.001%、[N] ≤0.005%,其余为Fe及不可避免的杂质。

生产一种厚度≥80毫米的锅炉汽包用钢的方法，其步骤：

1）进行电炉冶炼，控制出钢温度在1620～1640℃；

2）将钢水预热3～5分钟；

3）进行LF炉处理：按照45～70Kg/吨钢加入活性石灰，按照0.03～0.05Kg/吨钢加入硅钙或硅铁粉，按照0.015～0.025Kg/吨钢加入AD15脱氧剂；

4）进行扒渣，控制钢水中Si的重量百分比含量在：0.05～0.15%；

5）在VD真空炉中进行真空处理及吹氩，按照80～100ml/分钟吹入氩气；控制真空度不超过67Pa,并进行至少25分钟的保压，真空处理时间不少于25分钟并同时停止吹氩气；

6）按照2.7～3.0米/吨钢一次性喂入Si—Ca线；

7）进行再次吹氩，按照80～100ml/分钟吹入，吹氩时间不低于8分钟；

8）进行连铸，控制拉坯速度在1.6～1.7米/分钟，并控制铸坯厚度不少于150毫米；

9）堆冷至室温；

10）采用低频双极串联板坯电渣炉进行电渣重熔冶炼、抽锭、补缩：

a)将由电炉冶炼的铸坯进行拼接装入电渣炉，并形成自耗极回路；并将预熔渣按照按照20～30Kg/吨钢装入电渣炉的结晶器中；

b）进行抽锭并同时采用保护罩进行缓冷：当电渣炉中的钢水液面高度达到60～＜70毫米时，抽锭速度控制在3.5～＜4.5毫米/分钟；当电渣炉中的钢水液面高度达到70～＜80毫米时，抽锭速度控制在4.5～＜6.5毫米/分钟；当电渣炉中的钢水液面高度达到80毫米及以上后，抽锭速度控制在6.5～8.5毫米/分钟； 

c）抽锭速度控制在7.5～8.5毫米/分钟时，进行重熔，并按照32～36g/分钟加入铝粒直至重熔结束；