[发明专利]一种1000MPa级中温超高压锅炉钢板及其生产方法

说明书

本发明公开一种1000MPa级中温超高压锅炉钢板及其生产方法。钢中含有C 0.15％～0.23％、Si 0.15％～0.40％、Mn 1.20％～1.60％、S≤0.005％、P≤0.015％、Mo 0.40％～0.80％、Cr 0.30％～0.55％、Cu 0.20％～0.50％、V 0.05％～0.15％、Nb 0.04％～0.10％、N 0.03％～0.10％、B 0.002％～0.005％、Als 0.02％～0.05％，其余为Fe和不可避免的杂质。铸坯加热到1150～1250℃；再结晶区1050～1150℃开轧，950～1100℃终轧；未再结晶区800～870℃开轧，750～800℃终轧，开冷温度740～780℃，冷却速度20～30℃/s；淬火温度890～930℃，回火温度555～585℃，成品钢板厚度20～40mm，耐中温超高压性能优良。

技术领域

本发明涉及金属材料领域，特别是涉及一种厚度20～40mm的1000MPa级中温高压锅炉钢板及其生产方法。

背景技术

锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能、高温烟气的热能等形式，而经过锅炉转换，向外输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体，长久以来在国民经济发展中起着举足轻重的作用，多用于火电站、船舶、机车和工矿等领域。中温超高压锅炉容器主要指使用环境在13.7MPa＜压力＜16.7MPa、450℃＜温度＜540℃的锅炉容器设施，由于制造锅炉容器的原材料主要钢材，因此钢铁企业需要不断开发新产品满足锅炉制造业的新需求。

本发明之前，公开的发明专利一种650MPa级中温中压锅炉钢板及其生产方法(CN107287506A)，其性能是满足中压及中温偏低的使用环境，在高压工作环境，其承压能力已经无法满足要求。

公开的发明专利“一种为钒钛复合处理锅炉和压力容器用钢及其生产方法”(CN102041448A)，通过钒钛复合处理提高钢材的强度，但其属于锅炉容器中强度较低的牌号。

公开的发明专利“一种大厚度锅炉锅筒用低合金高强钢板及其制造方法”(CN103834873A)，钢板厚度100～150mm，成分上添加Cr、Ni、Mo、Nb等合金元素，通过传统的模铸钢锭+轧制+离线热处理工艺保证钢板的各项性能，工艺复杂繁琐。

公开的“一种锅炉或压力容器用16Mo3钢板及其生产方法”(CN107746922A)，其性能满足中低压使用环境，但在高压工作环境，其承压能力已经无法满足要求。

上述公开的发明专利涉及的钢板局限于强度级别低、使用温度相对较低、钢板厚度规格大(100mm及以上厚度规格)等特点。对于中温高强度或超高强度的中薄规格锅炉钢板的开发上存在空白。

发明内容

出于火电站锅炉的减量化、低成本化运行考虑，本发明的目的是通过全新的化学成分设计，采用与大厚度、低级别锅炉钢板不同的生产工艺路线，得到中薄厚度规格的、耐中温、高压的锅炉钢板。

本发明采用的化学成分设计是适量提高碳含量、添加Mo、Cr、Cu合金元素、V、Nb微合金元素及N元素，配以合适的生产工艺，开发出的中薄规格钢板能够承受中温高压，满足火电站装备升级过程对轻质化、安全性的要求。

具体的技术方案是：

一种1000MPa级中温超高压锅炉钢板，其化学成分按质量百分比计，含有：C0.15％～0.23％、Si 0.15％～0.40％、Mn 1.20％～1.60％、S≤0.005％、P≤0.015％、Mo0.40％～0.80％、Cr 0.30％～0.55％、Cu 0.20％～0.50％、V 0.05％～0.15％、Nb 0.04％～0.10％、N 0.03％～0.10％、B 0.002％～0.005％、Als 0.02％～0.05％，余量为Fe及不可避免夹杂。

钢板中合金元素作用机理详述如下：