q370r锅炉和压力容器用钢板的研制

《q370r锅炉和压力容器用钢板的研制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、Q370R锅炉和压力容器用钢板的研制【摘要】采用包钢宽厚板先进的炼钢连铸、双机架轧制和热处理生产工艺路线，生产了两种不同化学成分的Q370R锅炉和压力容器用钢板。试验结果表明：包钢生产的压力容器Q370R性能优良、组织均匀，抗层状撕裂能力达到Z35要求；同时也研究了Ni对Q370R锅炉和压力容器用钢板力学性能的影响。【关键词】锅炉和压力容器Q370R力学性能Ni对钢板性能的影响1.前言锅炉和压力容器用钢板是国民经济建设中一类重要的钢铁材料，普遍应用于工业与民用锅炉、化工原料储罐、石油和液化天然气储罐等承压容器方面[1,2]。特别是随着

2、经济发展和能源需求的日益紧张，作为战略物资的石油天然气储备量成为衡量各国经济持续发展能力的指标之一，我国也在陆续建设大型的石油和液化天然气储罐，由此带来对常温、低温环境下的锅炉和压力容器用钢板的需求量日渐增长，技术要求也逐步提高，我国已经分别对《GB713锅炉用钢板》、《GB6653压力容器用钢板》和《GB3531低温压力容器用低合金钢板》进行了整合及修订，还将对《GB19189压力容器用调质高强度钢板》进行修订。目前，美国、日本、以及欧洲一些国家在锅炉和压力容器用钢行业内处于技术领先地位。近些年来，国内武钢、舞阳钢铁、宝钢、鞍钢等企

3、业在此领域已达到或超过国外先进水平[3]。GB713-2008锅炉和压力容器用钢标准中的高钢级产品通过正火或正火＋回火工艺后，具有优良的综合力学性能，是石油化工装置中常用钢种之一，随着我国石油化工行业的发展，必定有着广阔的市场前景。随着国家石油战略贮备、大型和特大型石油化工项目、天然气产业等一大批建设工程的确立，市场对压力容器用高强度钢板需求巨大，有着广阔的市场前景。如能成功开发，对于改善包钢的品种结构，提升企业竞争力，增加经济效益都有极大的影响。Q370R（原牌号为15MnNbR）钢是国内近年来研制出来的一种新型钢材，具有优良的综合

4、性能，其强度和韧性优于16MnR钢材，而焊接性能及抗硫化氢应力腐蚀性能与16MnR的相近，成本与国外同性能材料相比要低很多，用于大型液化石油气球罐是比较理想的。因此，开发一种强度高于16MnR，且具有较高韧度、较好焊接性的正火压力容器用钢已成为行业的迫切需要。本文根据包钢先进的宽厚板生产线，对Q370R压力容器用钢板进行了两种不同成分的设计，而且采用同样的工艺试制了两炉。对两炉不同成分的钢板，分别进行了各项性能检验和对比，以找到最佳的成分设计。2.化学成分和工艺设计2.1成分设计压力容器用钢板是一种用途非常特殊的专用钢板。用于制作压力

5、容器等关键部位，承受一定压力，因而对安全可靠性和寿命等要求很高，这就决定了压力容器用钢板研制要遵循以下原则：(1)具有符合标准要求的较高的强度和韧性。(2)具有良好的内部质量。(3)具有良好的焊接性能和加工性能。Q370R钢板的设计除遵循上述原则外，还必须满足低温冲击韧性和高温力学性能。因此，钢中加入Nb、V、Ti与碳、氮形成碳化物、氮化物及碳氮化物，有效延迟奥氏体形变后的再结晶时间，在控制轧制后使铁素体晶粒充分细化，显著提高强度和韧性，降低其脆性转变温度并改善焊接性能[4]。Ti的加入提高了晶粒粗化温度，防止在高输入热量的焊接过程中

6、，在热影响区产生晶粒粗化的趋向，保证热影响区有较好的缺口韧性，提高了钢材的焊接性能[5]。加入Ni可以大大地改善钢板的低温韧性，降低韧脆转变温度[6]。同时，对有害元素P、S含量提出了严格的限定，提高钢水的洁净度，改善钢板的力学性能。根据GB713-2008《锅炉和压力容器用钢板》要求，Q370R钢板的化学成分见表1，力学性能要求见表2,3。表1Q370R化学成（wt%）535CSiMnPSNbNb+V+Ti≤0.18≤0.551.20~1.60≤0.025≤0.0150.015~0.050≤0.12表2Q370R力学性能厚度（mm）

7、屈服强度（N/mm2）抗拉强度（N/mm2）伸长率（A%）纵向冲击功J（-20℃）弯曲180°,b=2a交货状态10~16370530~630≥20≥34d=2a正火＞16~36360d=3a＞36~60340520~620表3Q370R高温拉伸性能厚度mm试验温度，℃200250300350400450屈服强度，N/mm2,不小于＞20~36290275260245230--＞36~60280270255240225--2.2生产工艺流程根据用户特殊性能要求，结合包钢宽厚板生产条件，采用的生产工艺流程为：混铁炉→铁水脱硫→顶底复吹转

8、炉冶炼→LF精炼→RH真空循环脱气→连铸→加热→除鳞→粗轧→精轧→矫直→冷却→切割→抛丸→正火→取样检验→判定→入库→发货包钢宽厚板生产线采用经过脱硫预处理的铁水和优质废钢作为原料，以高效顶底复吹、炉气自动分析以及动静态