[发明专利]一种大厚度低温压力容器用钢板及其制造方法

说明书

本发明公开了一种大厚度低温压力容器用钢板及其制造方法，所述钢板包括：C：0.040‑0.100%；Si：0.15‑0.40%；Mn：1.30‑1.45%；P：≤0.010%；S：≤0.002%；Mo：0.10‑0.30%；Ni：0.30‑0.60%；Cu：0.02‑0.20%；Nb：0.010‑0.040%；V：0.010‑0.040%；Ti：0.005‑0.018%；Als：0.015‑0.050%；N：≤0.0040%；H：≤0.00015%；B：≤0.0012%，其余为Fe；且Tc≤‑66。本发明钢板满足低温、高压等苛刻服役环境要求，同时钢板内部质量良好，具备批量工业生产条件。

技术领域

本发明属于金属材料技术领域，具体涉及一种大厚度低温压力容器用钢板及其制造方法，尤其是指心部冲击韧性良好NDT≤-50℃的大厚度低温压力容器用钢板及其制造方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展，各行业对能源需求越来越大，迫切需要建设各种大型储能、储气压力容器，例如石油、化工、发电行业的反应器、换热器、分离器、球罐、油气罐、锅炉汽包等。通常这些大型压力容器设施在低温、高压等苛刻环境下服役，因此要求钢材具有较高的强度和良好的低温韧性。

为了保证大型压力容器的安全性和稳定性，制造大型压力容器用的钢板除了要求厚度1/4位置的强度和低温韧性满足标准要求外，还要求厚度1/2心部位置也具有较高的强度和良好的低温韧性。而在实际过程中，由于元素分配系数不同及受凝固顺序的影响，造成连铸坯心部位置存在中心偏析、中心疏松等固有缺陷。在轧钢过程中，变形始于板坯表面，变形量较小时变形集中在板坯表面，随着变形量的增大，变形才会逐渐向心部渗透。轧制大厚度压力容器用钢板时，由于变形量小、压缩比不足，钢板心部位置往往无法充分变形、再结晶，从而造成心部位置组织相对粗大。由于钢板心部位置存在中心偏析、中心疏松等固有缺陷，且组织相对粗大，因此，大厚度钢板普遍存在厚度1/2心部位置低温韧性不稳定问题，及NDT性能合格率低等难题。

对比文件1，一种调质高强压力容器07MnNiMoDR及其生产方法（申请号：CN109487041A），采取的方法包括：KR预处理、转炉冶炼、LF精炼、真空精炼、浇注、铸坯加热、轧制、缓冷、热处理工艺，通过合理的成分设计，LF+VD工艺来保证钢质的洁净度，并通过加热、轧制及热处理调质等工艺有效实施，生产的钢板性能满足厚度1/2位置-50℃横向冲击功控制在120-160J。在转炉冶炼过程中，要求出钢P≤0.006%，控制范围极窄，在实际生产中是无法满足无法控制的，批量生产基本难度极大，且控制成本很高。模拟焊后热处理PWHT后仅厚度1/4位置-50℃冲击功能满足要求。此外，该发明采用钢锭方式生产，其切损量很大、成材率很低，生产方式不经济。

对比文件2，一种球罐用07MnNiMoDR钢板及生产方法（申请号：CN111778451A），通过采用少量Nb、Ni合金元素，生产工艺采用离线淬火+回火工艺，生产钢板满足产品性能和对NDT的要求。该专利仅调质交货态钢板满足NDT转变温度-50℃的要求，模拟焊后热处理PWHT后能否满足NDT -50℃合格属于未知，该专利也未从根本上揭示出化学成分及生产工艺对NDT根本性及规律性影响因素，对实际生产指导性不足。另外，该专利所涉及的钢板厚度规格仅为40～50mm。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大厚度低温压力容器用钢板及其制造方法，采用厚度375mm以上特厚优质连铸坯，生产厚度48～60mm特别是55～60mm的大厚度低温压力容器用钢板，调质交货态及模拟焊后热处理PWHT，拉伸、冷弯等力学性能良好，厚度1/2的心部位置-50℃冲击功≥100J，NDT转变温度≤-50℃。