一种3.0-20.0mm厚度稀土耐热合金钢15CrMo热轧钢带的制备方法与流程

本发明主要应用于锅炉耐热结构件、高温管道、高温法兰及船舶脱硫塔等工业领域，尤其涉及一种3.0-20.0mm厚度稀土耐热合金钢15crmo热轧钢带的制备方法。

背景技术：

1、随着钢材市场的激烈竞争，国内外钢铁行业不断的迅速发展，客户对15crmo卷板的需求不断加大，结合产品在石油、航天、能源方面的应用要求，对产品的强韧性和抗氧化性及焊接性方面，大气腐蚀环境下服役产品，如在电力、化工企业建设工程中，15crmo钢是一种珠光体组织耐热钢，它在高温环境下具有显著的热强性和抗氧化性，并展现出一定的抗氢腐蚀能力。这些出色的性能主要归功于钢材中较高的cr、c以及其他合金元素的含量。

2、为满足生产及市场需求，开发出满足市场要求的15crmo热轧卷板，利用2250mm先进的轧制设备及产品特殊需求的轧制工艺，产品各项性能指标良好，得到客户的好评。

3、邓建军等人(邓建军等，一种低合金15crmo钢板的轧制方法，受理专利，2018年12月21日)研究一种低合金15crmo钢板的轧制方法，所述轧制方法包括连铸坯两阶段控制轧制和轧后控制冷却工序，生产的钢板厚度为20～50mm，性能满足：屈服强度≥300mpa，抗拉强度rm：470～590mpa；延伸率≥20％，0℃横向冲击功均大于80j，生产的产品满足客户的要求，不足之处其产品设计为中厚板材，且未利用cvc技术调节钢带平直度，未对钢带成分及轧制生产情况做介绍。

4、杨华等(杨华等，一种免热处理15crmo耐热合金钢热连轧卷板及其csp工艺生产方法，受理专利，2024年2月27日)介绍了一种免热处理15crmo耐热合金钢热连轧卷板及其csp工艺生产方法，不足之处为其连铸板坯厚度是60-70mm，相比此专利板坯230mm在轧制时压缩比小，金相组织尺寸及晶粒度相比2250mm轧机轧制钢带的较大且不均匀，且成本偏高，并未加入稀土元素。

5、聂鑫磊等(聂鑫磊等，一种热强钢15crmo焊接工艺，受理专利，2023年9月29日)介绍了一种热强钢15crmo焊接工艺，属于焊接技术领域。基于通过采用了gtaw+smaw混合焊焊接工艺试验，以及采取预热、控制层间温度、后热和保温缓冷、合理匹配焊材、低热输入焊接参数等焊接工艺，获得性能优良的焊接接头，不足之处是其未对15crmo产品生产工艺控制进行详细说明，且未添加稀土元素。

6、总之，上述专利所涉及的对15crmo中厚板产线生产的耐热合金钢的生产及焊接工艺进行了研究说明，未能明确3-20mm厚度耐热合金钢产品在2250mm生产线生产的详细说明及产品的组织性能。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种3.0-20.0mm厚度稀土耐热合金钢15crmo热轧钢带的制备方法，通过添加合理mn、cr、mo、ce及控制气体元素(h、o、n)含量，匹配合理的控轧控冷工艺，轧后采用保温缓冷措施，产品组织均匀细小，性能稳定，板形良好，客户反馈应用效果良好。

2、产品厚度范为3.0-20.0mm的热轧卷板，产品经保温罩进行缓冷后，板形质量良好，组织均匀，性能稳定，特别是具有强韧性、焊接性和抗氧化性。

3、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

4、本发明一种3.0-20.0mm厚度稀土耐热合金钢15crmo热轧钢带的制备方法，包括如下步骤：铁水预处理、转炉复合吹炼、lf精炼、rh、连铸、板坯加热、热连轧、层流冷却和卷取、保温缓冷；所述热连轧包括加热炉、粗轧轧制、精轧轧制；其中：

5、连铸坯加热温度控制为1190-1250℃，均热温度1190-1240℃，厚度≤6mm时出炉温度控制为1220±20℃，厚度6.01-12.00mm时出炉温度控制为1210±20℃，厚度为12.01-20.00mm时炉温度控制为1200±20℃，板坯在炉时间控制为180-240min内；

6、粗轧采用3+5模式，粗轧开轧温度为980-1120℃；

7、精轧开轧厚度3.0-12.00mm，中间坯厚度为40-55mm，终轧温度为870-1010℃；厚度12.0-20.00mm中间坯厚度为55-65mm，终轧温度为850-870℃；

8、所述冷却和卷取步骤中：

9、厚度3.0-12.0mm，冷却采用“29”模式的层流冷却方式，为后分散，冷却方式为隔一开一，冷却速度控制为30-50℃/s，卷取温度为650-690℃；

10、厚度12.0-16.0mm，冷却采用“12”模式的层流冷却方式，为前分散，冷却方式为隔二开一，冷却速度控制为25-45℃/s，卷取温度为630-670℃；

11、厚度16.0-20.0mm，冷却采用“11”模式的层流冷却方式，为前分散，冷却方式为隔一开一，所述冷却速度控制为20-40℃/s，所述卷取温度为610-650℃。

12、进一步的，精轧采用7机架连续变凸度轧机精轧，精轧的开轧温度为980-1120℃。

13、进一步的，所述耐热合金钢的化学成分按重量百分比计为c：0.12-0.18％，si：0.15-0.40％，mn：0.40-0.70％，p：≤0.030％，s：≤0.030％，cr：0.80-1.10％，mo：0.40-0.55％，ce≤0.0030％，余量为fe和不可避免的杂质。

14、进一步的，所述耐热合金钢的化学成分按重量百分比计为c：0.13-0.15％，s i：0.20-0.30％，mn：0.40-0.55％，p：≤0.015％，s：≤0.01％，cr：0.90-1.10％，mo：0.40-0.50％，ce：0.0010-0.0025％，余量为fe和不可避免的杂质。

15、进一步的，所述耐热合金钢的金相组织为铁素体+珠光体，其中晶粒度≥11级。

16、进一步的，所述耐热合金钢满足：抗拉强度≥450mpa，屈服强度≥295mpa，伸长率≥19％，180°冷弯试验。

17、与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

18、本发明以c、mn、cr、mo为基础，辅以ce微合金化的合金设计体系，通过控制各类耐腐蚀元素及强化元素，生产的产品耐腐蚀性、焊接性、强度及韧性效果良好。本发明人发现采用本发明提供的原料成分及质量配比，同时结合控制轧制和控制冷却工艺，利用2250mm热轧生产线开发出稀土耐热合金钢15crmo，具有良好的耐腐蚀性能、强韧性和焊接性，成功应用于冶金、电力、化工等工业领域管道用钢系统；

19、本发明通过合理的成分体系设计，该热轧钢带含有cr：0.90-1.00％，mo：0.40-0.50％，ce：0.0010-0.0030％耐腐蚀元素，显微组织为铁素体+珠光体，晶粒度约12级，具有高强度、抗氧化性和耐腐蚀性等特点，适用于高温管道用钢。力学性能和工艺性能满足：抗拉强度≥450mpa，屈服强度≥295mpa，伸长率≥19％。

技术特征：

1.一种3.0-20.0mm厚度稀土耐热合金钢15crmo热轧钢带的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：铁水预处理、转炉复合吹炼、lf精炼、rh、连铸、板坯加热、热连轧、层流冷却和卷取、保温缓冷；所述热连轧包括加热炉、粗轧轧制、精轧轧制；其中：

2.根据权利要求1所述的3.0-20.0mm厚度稀土耐热合金钢15crmo热轧钢带的制备方法，其特征在于：精轧采用7机架连续变凸度轧机精轧，精轧的开轧温度为980-1120℃。

3.根据权利要求1所述的3.0-20.0mm厚度稀土耐热合金钢15crmo热轧钢带的制备方法，其特征在于：所述耐热合金钢的化学成分按重量百分比计为c：0.12-0.18％，si：0.15-0.40％，mn：0.40-0.70％，p：≤0.030％，s：≤0.030％，cr：0.80-1.10％，mo：0.40-0.55％，ce≤0.0030％，余量为fe和不可避免的杂质。

4.根据权利要求3所述的3.0-20.0mm厚度稀土耐热合金钢15crmo热轧钢带的制备方法，其特征在于：所述耐热合金钢的化学成分按重量百分比计为c：0.13-0.15％，si：0.20-0.30％，mn：0.40-0.55％，p：≤0.015％，s：≤0.01％，cr：0.90-1.10％，mo：0.40-0.50％，ce：0.0010-0.0025％，余量为fe和不可避免的杂质。

5.根据权利要求3所述的3.0-20.0mm厚度稀土耐热合金钢15crmo热轧钢带的制备方法，其特征在于：所述耐热合金钢的金相组织为铁素体+珠光体，其中晶粒度≥11级。

6.根据权利要求3所述的3.0-20.0mm厚度稀土耐热合金钢15crmo热轧钢带的制备方法，其特征在于：所述耐热合金钢满足：抗拉强度≥450mpa，屈服强度≥295mpa，伸长率≥19％，180°冷弯试验。

技术总结
本发明公开了一种3.0‑20.0mm厚度稀土耐热合金钢15CrMo热轧钢带的制备方法，包括如下步骤：铁水预处理、转炉复合吹炼、LF精炼、RH、连铸、板坯加热、热连轧、层流冷却和卷取、保温缓冷；所述耐热用合金钢的化学成分按重量百分比计为C：0.12‑0.18％，Si：0.15‑0.40％，Mn：0.40～0.70％，P：≤0.030％，S：≤0.030％，Cr：0.80‑1.10％，Mo：0.40‑0.55％，Ce≤0.0030％。本发明目的是通过添加合理Mn、Cr、Mo、Ce及控制气体元素含量，匹配合理的控轧控冷工艺，轧后采用保温缓冷措施，产品组织均匀细小，性能稳定，板形良好。

技术研发人员：董磊,宿成,康旭,田雨海,杨源远
受保护的技术使用者：包头钢铁（集团）有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/18