一种电站锅炉用耐热钢板及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电站锅炉用耐热钢板，同时还及该钢板的制造方法。
【背景技术】
[0002]电站锅炉用耐热钢由于具有高的抗氧化性能、抗高温蒸汽腐蚀性以及良好的冲击韧性和持久塑性，可用作锅炉受热面结构件领域，现有的电站锅炉用耐热钢板中S铁素体的产生，材料的热塑性较差，铸坯在轧制过程中开裂，材料的综合力学性能达不到使用要求。
[0003]由于电站锅炉用耐热钢为高合金钢，合金化程度高，变形抗力加大、热加工温度范围窄、塑性差，在热加工过程中以及轧后容易开裂，特别是宽幅中厚板生产难度极大。目前，国内没有任何一家公司能够生产尺寸规格为厚度20?40mm、宽度2000?3000 mm的电站锅炉用耐热钢板，该钢长期以来一直由国外企业保密垄断，没有查到公开的报导。
【发明内容】
[0004]为了克服现有电站锅炉用耐热钢板的上述不足之处，本发明提供一种钢中无δ铁素体，具有良好热加工性以及综合力学性能的电站锅炉用耐热钢板。
[0005]与此相应，本发明还提供一种避免在轧制过程中表面开裂、皮下气孔的延伸扩展，并且钢板的成材率高、成本较低的电站锅炉用耐热钢板的制造方法。本方法制造的电站锅炉用耐热钢板的厚度可达20?40mm，宽度达2000?3000 mm。
[0006]本发明的机理是通过控制合适的化学成分，抑制钢中δ铁素体的产生，改善了材料的热塑性，避免铸坯在轧制过程中开裂，进行低氧、低铝成分控制，降低了夹杂物数量和级别，提高了材料的综合性能，采用坯料热修磨工艺，磨净坯料上下板面缺陷，避免板坯在加热和轧制过程中表面裂纹、皮下气孔的延伸扩展，并匹配合理的轧制工艺及热处理参数，制造板形良好、性能满足要求的电站锅炉用耐热钢宽幅中厚板。
[0007]本电站锅炉用耐热钢成分的质量百分配比为:
C 0.08 ?0.12，Si 0.15 ?0.45，Mn 0.35 ?0.55，P ^ 0.013, S^0.005, Cr 8.60 ?8.90, Mo 0.31 ?0.50, V 0.16 ?0.22, W 1.55 ?1.85,
Nb 0.045 ?0.085，N 0.045 ?0.065，B 0.002 ?0.004， Ni 0.20 ?0.35， O < Al ^ 0.01, O < O ^ 20ppm,其余为Fe与不可避免的杂质；
经过轧制、热矫直与多次热处理，该钢板具有良好热加工性以及综合力学性能，超声探伤级别彡II级；屈服强度Rp0.2为460?520MPa，抗拉强度Rm为660?690MPa，延伸率A为23?28%，常温冲击功Akv2为150?200J ;钢板宽度方向不平度彡5mm/m。
[0008](以上提到的技术指标均为国内电站锅炉用户要求的指标，在该钢所在美标ASMESA-1017/SA1017-M中，对屈服强度、抗拉强度、延伸率提出了具体明确数值要求，而对冲击功以及超声探伤没有明确具体数值，只是提到根据用户要求可做冲击功以及超声探伤检测项目。超声探伤级别<11级是电站锅炉用户要求。) 本电站锅炉用耐热钢板制造方法的工艺流程为:还料制备一退火一热修磨一钢还加热—轧制一热矫直一正火一回火一检验、判定、交库。
[0009]本发明针对制造中的轧制过程中的坯料准备、退火、热修磨、钢坯加热、轧制、热矫直、正火、回火等进行说明。
[0010]本电站锅炉用耐热钢板的制造方法包括下述依次的步骤:
I坯料制备
经铁水预处理，180吨转炉顶底复吹，AOD与LF精炼，钢水的成分的质量百分比达下述要求出钢:
C 0.08 ?0.12，Si 0.15 ?0.45，Mn 0.35 ?0.55，P ^ 0.013, S^0.005, Cr 8.60 ?8.90, Mo 0.31 ?0.50, V 0.16 ?0.22, W 1.55 ?1.85,
Nb 0.045 ?0.085，N 0.045 ?0.065，B 0.002 ?0.004， Ni 0.20 ?0.35， O < Al ^ 0.01, O < O ^ 20ppm,其余为Fe与不可避免的杂质；
连铸成厚200 ± 20mm的连铸坯；
II退火
铸坯红送退火炉进行退火，退火温度740 士 10°C，保温时间3?4小时，直接出炉，红送热修磨工序；
III热修磨
将红送的退火连铸坯上下板面进行修磨，磨净缺陷(缺陷为连铸坯表面微裂纹、皮下气孔等，单面磨削厚度为0.9-2.2mm)，剥皮量为I?2% (体积百分比)，成钢坯；
IV钢坯加热
将修磨后的钢坯在加热炉内加热，加热温度为1230 士 10°C，保温时间为3?4小时，确保钢坯烧匀、烧透；
V轧制
经高压水除鳞，将高压水除鳞后的钢坯在粗轧机上轧制，开轧温度1160?1200°C，粗轧道次压下量为30?35%，轧制成中间坯，中间坯厚度控制在40?60mm，之后在精轧机上轧制，精轧道次压下量为25?30%，终轧温度控制在860?900°C，精轧成钢板；
VI热矫直
为了保证板型，将钢板进行热矫直；矫直温度为600-800°C，矫直道次为1-2道，保证钢板宽度方向不平度< 5mm/m。
[0011]νπ 正火
将钢板红送到热处理炉内进行正火处理，正火温度为1050 士 10°C，保温时间为1-2小时，钢板出炉空冷；
VDI回火
将钢板送入热处理炉内进行回火处理，回火温度为780 士 10°C，保温时间为1-2小时，钢板出炉空冷。
[0012]为保证质量，本电站锅炉用耐热钢板的制造方法在珊回火中钢板出炉空冷后，还对钢板进行IX检验，即探伤、力学性能以及板形检验；超声探伤，级别< II级；力学性能检验，屈服强度Rp0.2为460?520MPa，抗拉强度Rm为660?690MPa，延伸率A为23?28%，常温冲击功Akv2为150?200J ;满足力学性能要求；板形检验，钢板宽度方向不平度< 5mm/m0
[0013]本电站锅炉用耐热钢板的制造方法通过控制合适的化学成分，抑制钢中δ铁素体的产生，改善了材料的热塑性，消除了铸坯表面裂纹、气孔等缺陷，避免了该类钢种在轧制过程中表面裂纹的延伸扩展，提高了钢板的成材率，进行低氧、低铝成分控制，降低了夹杂物数量和级别，提高了材料的综合性能，采用坯料热修磨工艺，磨净坯料上下板面缺陷，避免板坯在加热和轧制过程中表面裂纹、皮下气孔的延伸扩展，通过匹配合理的轧制温度、压下量热矫工艺以及热处理制度，控制钢板的组织性能及板形，制得的电站锅炉用耐热钢宽幅中厚板，探伤级别< II级，板形良好、力学性能均满足使用要求。
用本发明的制造方法生产电站锅炉用耐热钢宽幅中厚板，通过使用连铸工艺能够制备出宽幅中厚耐热钢板。打破了电站锅炉用耐热钢宽幅中厚板长期以来由国外垄断的局面，解决了本国电站锅炉用耐热钢宽幅中厚板(厚度20?40mm、宽度2000?3000 mm)的生产，性能达到了使用要求。
【具体实施方式】
[0014]下面结合实施例详细说明本发明的【具体实施方式】，但本发明的具体实施不局限于下述的实施例。
[0015]方法实施例1
电站锅炉用耐热钢板尺寸规格为厚度20mm、宽度2000mm，其化学成分的质量百分比为:C 0.087%, Si 0.22%, Mn 0.51%, P 0.012 %，S 0.001%, Cr 8.74%, Mo 0.38%, V 0.18%,W 1.63%, Nb 0.051%, N 0.061%, B 0.0024%, Ni 0.25%, Al 0.004%, O 18ppm，其余为 Fe 与不可避免的杂质。
[0016]探伤要求:探伤级别彡II级
力学性能要求:屈服强度Rpa2^ 440MPa，抗拉强度RmS 620MPa，延伸率A彡20%，常温冲击功Akv2彡90J ；
板型要求:钢板宽度方向不平度< 5mm/m。
[0017]本实施例包括下述依次的步骤:
I坯料制备
经铁水预处理，180吨转炉顶底复吹，AOD与LF精炼，化学成分的质量百分比达下述要求出钢:
C 0.087%, Si 0.22%, Mn 0.51%, P 0.012 %， S 0.001%,
Cr 8.74%, Mo 0.38%, V 0.18%, W 1.63%, Nb 0.051%,
N 0.061%, B 0.0024%, Ni 0.25%, Al 0.004%, O 18ppm,
其余为Fe与不可避免的杂质。
[0018]连铸成厚200mm的连铸坯；
II退火
铸坯红送退火炉进行退火，退火温度740°C，保温时间4小时，直接出炉，红送热修磨工序;
III热修磨
将红送的退火连铸坯上下板面进行修磨，磨净缺陷，缺陷为连铸坯表面微裂纹、皮下气孔等，单面磨削厚度为1.5mm，剥皮