阅读说明：本技术 一种气化炉用铬钼钢板的焊后热处理工艺 (Postweld heat treatment process of chromium-molybdenum steel plate for gasification furnace ) 是由 李样兵 李建朝 李�杰 袁锦程 吴艳阳 龙杰 庞辉勇 柳付芳 牛红星 尹卫江 侯 于 2020-06-10 设计创作，主要内容包括：一种气化炉用铬钼钢板的焊后热处理工艺,属于冶金技术领域。其包括以下步骤：(1)预热升温：钢板在炉温300～400℃时装炉,匀速升温至600～640℃；(2)一次保温：钢板在600～640℃保温5～7h；(3)二次升温：一次保温结束后钢板不出炉,随即匀速升温至680～705℃；(4)二次保温：钢板在680～705℃保温24～26h；(5)钢板缓冷：二次保温结束后,钢板随炉匀速降温至炉温300～400℃,之后出炉空冷。本发明可显著减少钢板焊后容易在焊缝及热影响区产生热裂纹和延迟裂纹的问题；所得钢板板厚1/2处抗拉强度530-590MPa、-18℃冲击功平均值≥80J,焊后开裂计划外率≤0.6%。(A postweld heat treatment process of a chromium-molybdenum steel plate for a gasification furnace belongs to the technical field of metallurgy. Which comprises the following steps: (1) preheating and warming: charging the steel plate at the furnace temperature of 300-400 ℃, and raising the temperature to 600-640 ℃ at a constant speed; (2) primary heat preservation: the steel plate is subjected to heat preservation for 5-7 h at the temperature of 600-640 ℃; (3) secondary heating: after primary heat preservation is finished, the steel plate is not taken out of the furnace, and then the temperature is uniformly increased to 680-705 ℃; (4) secondary heat preservation: the steel plate is subjected to heat preservation for 24-26 h at 680-705 ℃; (5) slowly cooling the steel plate: and after the secondary heat preservation is finished, the steel plate is cooled to the furnace temperature of 300-400 ℃ along with the furnace at a constant speed, and then the steel plate is taken out of the furnace for air cooling. The invention can obviously reduce the problems that the steel plate is easy to generate hot cracks and delayed cracks in a welding seam and a heat affected zone after being welded; the tensile strength of 530-590MPa at the position of 1/2 mm of the obtained steel plate is more than or equal to 80J on the average value of impact energy at-18 ℃, and the planned external rate of cracking after welding is less than or equal to 0.6 percent.)

一种气化炉用铬钼钢板的焊后热处理工艺

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种气化炉用铬钼钢板的焊后热处理工艺。

背景技术

在全球日益重视环保节能的形势下，气化炉结构、装置不断更新升级、复杂化。水煤浆水冷壁废锅气化炉为我国最新一代气化炉，该气化炉的气化室、辐射式蒸汽发生器、激冷室直连共用一个整体外壳，其结构简单，投资低；可以通过回收高温合成气热量副产高品质蒸汽，系统热效率高，具有良好的煤种适应性，可实现高灰熔点、高灰份、高硫、高碱金属、低挥发份煤以及半焦、石油焦等资源的高效洁净化利用。

而现有的气化炉用钢板的焊后热处理工艺由于仅执行一次到温装炉+高温保温+一次到点出炉，加上升降温速率过快，热处理过程中极易使钢板在焊接后出现开裂等焊接缺陷，造成经济损失的同时给设备安全带来很大隐患。上述问题严重制约了我国气化炉行业尤其是水煤浆水冷壁废锅气化炉的发展。

因此，针对上述难题，本发明对气化炉用钢板的焊后热处理工艺进行创新，解决了气化炉用钢板在施焊过程中易在焊缝及热影响区产生热裂纹和延迟裂纹的问题，降低了生产损失同时明显提高了生产效率。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种气化炉用铬钼钢板的焊后热处理工艺。本发明采用如下技术方案：

一种气化炉用铬钼钢板的焊后热处理工艺，其包括以下步骤：

（1）预热升温：钢板在炉温300～400℃时装炉，以25～58℃/h的升温速率匀速升温至600～640℃；

（2）一次保温：钢板在600～640℃保温5～7h；

（3）二次升温：一次保温结束后钢板不出炉，随即以80～220℃/h的升温速率匀速升温至680～705℃；

（4）二次保温：钢板在680～705℃保温24～26h；

（5）钢板缓冷：二次保温结束后，钢板随炉以25～58℃/h的降温速率匀速降温至炉温300～400℃，之后出炉空冷至20～25℃。

本发明所述铬钼钢板的牌号为14Cr1MoR，其中Cr：1.45～1.54%，Mo：0.60～0.70%。

本发明所述铬钼钢板的厚度为70～150mm。

本发明所述铬钼钢板经焊后热处理工艺处理后板厚1/2处抗拉强度530～590MPa，-18℃冲击功平均值≥80J，焊后开裂计划外率≤0.6%。

采用上述技术方案产生的有益效果在于：本发明在高温焊后热处理之前增加了较低保温温度的预热制度，且全程严格控制升降温速率，切实解决了钢板在施焊后易在焊缝及热影响区产生热裂纹和延迟裂纹的问题。本发明焊后热处理工艺处理后的钢板板厚1/2处抗拉强度530-590MPa、-18℃冲击功平均值≥80J，焊后开裂计划外率≤0.6%，力学性能稳定、良好；为制造企业降低生产成本的同时提高了生产作业效率。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1

本实施例气化炉用铬钼钢板：Cr：1.45%、Mo：0.60%，厚度70mm。其焊后热处理工艺包括预热升温、一次保温、一次保温结束后不出炉继续升温、二次保温以及缓冷工序，具体步骤如下：

（1）预热升温：钢板在炉温300℃装炉，以25℃/h的速率匀速升温至600℃；

（2）一次保温：钢板在600℃保温5h；

（3）二次升温：一次保温结束后钢板不出炉，随即以80℃/h的速率匀速升温至680℃；

（4）二次保温：钢板继续在680℃保温24h；

（5）缓冷：钢板二次保温结束后，随炉以25℃/h的速率匀速降温至炉温300℃，之后出炉空冷至20℃。

经上述热处理工艺处理后，钢板焊缝处及焊缝周围表面无裂纹缺陷或开裂现象，外在质量良好；钢板板厚1/2处抗拉强度590MPa、-18℃冲击功平均值180J，力学性能稳定、良好。

实施例2

本实施例气化炉用铬钼钢板：Cr：1.46%、Mo：0.62%，厚度82mm。其焊后热处理工艺包括预热升温、一次保温、一次保温结束后不出炉继续升温、二次保温以及缓冷工序，具体步骤如下：

（1）预热升温：钢板在炉温320℃装炉，以28℃/h的速率匀速升温至608℃；

（2）一次保温：钢板在608℃保温5.2h；

（3）二次升温：一次保温结束后钢板不出炉，随即以85℃/h的速率匀速升温至682℃；

（4）二次保温：钢板继续在682℃保温24.5h；

（5）缓冷：钢板二次保温结束后，随炉以28℃/h的速率匀速降温至炉温320℃，之后出炉空冷至22℃。

经上述热处理工艺处理后，钢板焊缝处及焊缝周围表面无裂纹缺陷或开裂现象，外在质量良好；钢板板厚1/2处抗拉强度535MPa、-18℃冲击功平均值160J，力学性能稳定、良好。

实施例3

本实施例气化炉用铬钼钢板：Cr：1.48%、Mo：0.64%，厚度90mm。其焊后热处理工艺包括预热升温、一次保温、一次保温结束后不出炉继续升温、二次保温以及缓冷工序，具体步骤如下：

（1）预热升温：钢板在炉温350℃装炉，以30℃/h的速率匀速升温至615℃；

（2）一次保温：钢板在615℃保温5.5h；

（3）二次升温：一次保温结束后钢板不出炉，随即以90℃/h的速率匀速升温至685℃；

（4）二次保温：钢板继续在685℃保温25h；

（5）缓冷：钢板二次保温结束后，随炉以30℃/h的速率匀速降温至炉温350℃，之后出炉空冷至22.5℃。

经上述热处理工艺处理后，钢板焊缝处及焊缝周围表面无裂纹缺陷或开裂现象，外在质量良好；钢板板厚1/2处抗拉强度540MPa、-18℃冲击功平均值120J，力学性能稳定、良好。

实施例4

本实施例气化炉用铬钼钢板：Cr：1.50%、Mo：0.65%，厚度112mm。其焊后热处理工艺包括预热升温、一次保温、一次保温结束后不出炉继续升温、二次保温以及缓冷工序，具体步骤如下：

（1）预热升温：钢板在炉温355℃装炉，以38℃/h的速率匀速升温至620℃；

（2）一次保温：钢板在620℃保温5.8h；

（3）二次升温：一次保温结束后钢板不出炉，随即以100℃/h的速率匀速升温至690℃；

（4）二次保温：钢板继续在690℃保温25.5h；

（5）缓冷：钢板二次保温结束后，随炉以38℃/h的速率匀速降温至炉温355℃，之后出炉空冷至23℃。

经上述热处理工艺处理后，钢板焊缝处及焊缝周围表面无裂纹缺陷或开裂现象，外在质量良好；钢板板厚1/2处抗拉强度548MPa、-18℃冲击功平均值100J，力学性能稳定、良好。

实施例5

本实施例气化炉用铬钼钢板：Cr：1.52%、Mo：0.67%，厚度128mm。其焊后热处理工艺包括预热升温、一次保温、一次保温结束后不出炉继续升温、二次保温以及缓冷工序，具体步骤如下：

（1）预热升温：钢板在炉温360℃装炉，以40℃/h的速率匀速升温至625℃；

（2）一次保温：钢板在625℃保温6h；

（3）二次升温：一次保温结束后钢板不出炉，随即以120℃/h的速率匀速升温至695℃；

（4）二次保温：钢板继续在695℃保温26h；

（5）缓冷：钢板二次保温结束后，随炉以40℃/h的速率匀速降温至炉温360℃，之后出炉空冷至23.5℃。

经上述热处理工艺处理后，钢板焊缝处及焊缝周围表面无裂纹缺陷或开裂现象，外在质量良好；钢板板厚1/2处抗拉强度555MPa、-18℃冲击功平均值95J，力学性能稳定、良好。

实施例6

本实施例气化炉用铬钼钢板：Cr：1.53%、Mo：0.68%，厚度136mm。其焊后热处理工艺包括预热升温、一次保温、一次保温结束后不出炉继续升温、二次保温以及缓冷工序，具体步骤如下：

（1）预热升温：钢板在炉温380℃装炉，以50℃/h的速率匀速升温至630℃；

（2）一次保温：钢板在630℃保温6.5h；

（3）二次升温：一次保温结束后钢板不出炉，随即以180℃/h的速率匀速升温至700℃；

（4）二次保温：钢板继续在700℃保温26h；

（5）缓冷：钢板二次保温结束后，随炉以50℃/h的速率匀速降温至炉温380℃，之后出炉空冷至24℃。

经上述热处理工艺处理后，钢板焊缝处及焊缝周围表面无裂纹缺陷或开裂现象，外在质量良好；钢板板厚1/2处抗拉强度567MPa、-18℃冲击功平均值90J，力学性能稳定、良好。

实施例7

本实施例气化炉用铬钼钢板：Cr：1.49%、Mo：0.62%，厚度145mm。其焊后热处理工艺包括预热升温、一次保温、一次保温结束后不出炉继续升温、二次保温以及缓冷工序，具体步骤如下：

（1）预热升温：钢板在炉温400℃装炉，以55℃/h的速率匀速升温至620℃；

（2）一次保温：钢板在620℃保温6h；

（3）二次升温：一次保温结束后钢板不出炉，随即以150℃/h的速率匀速升温至690℃；

（4）二次保温：钢板继续在690℃保温24h；

（5）缓冷：钢板二次保温结束后，随炉以55℃/h的速率匀速降温至炉温400℃，之后出炉空冷至25℃。

经上述热处理工艺处理后，钢板焊缝处及焊缝周围表面无裂纹缺陷或开裂现象，外在质量良好；钢板板厚1/2处抗拉强度560MPa、-18℃冲击功平均值85J，力学性能稳定、良好。

实施例8

本实施例气化炉用铬钼钢板：Cr：1.54%、Mo：0.70%，厚度150mm。其焊后热处理工艺包括预热升温、一次保温、一次保温结束后不出炉继续升温、二次保温以及缓冷工序，具体步骤如下：

（1）预热升温：钢板在炉温400℃装炉，以58℃/h的速率匀速升温至640℃；

（2）一次保温：钢板在640℃保温7h；

（3）二次升温：一次保温结束后钢板不出炉，随即以220℃/h的速率匀速升温至705℃；

（4）二次保温：钢板继续在705℃保温26h；

（5）缓冷：钢板二次保温结束后，随炉以58℃/h的速率匀速降温至炉温400℃，之后出炉空冷至25℃。

经上述热处理工艺处理后，钢板焊缝处及焊缝周围表面无裂纹缺陷或开裂现象，外在质量良好；钢板板厚1/2处抗拉强度530MPa、-18℃冲击功平均值80J，力学性能稳定、良好。

实施例9

本实施例气化炉用铬钼钢板：Cr：1.51%、Mo：0.60%，厚度74mm。其焊后热处理工艺包括预热升温、一次保温、一次保温结束后不出炉继续升温、二次保温以及缓冷工序，具体步骤如下：

（1）预热升温：钢板在炉温300℃装炉，以32℃/h的速率匀速升温至602℃；

（2）一次保温：钢板在602℃保温7h；

（3）二次升温：一次保温结束后钢板不出炉，随即以168℃/h的速率匀速升温至694℃；

（4）二次保温：钢板继续在694℃保温24.6h；

（5）缓冷：钢板二次保温结束后，随炉以52℃/h的速率匀速降温至炉温332℃，之后出炉空冷至20.3℃。

经上述热处理工艺处理后，钢板焊缝处及焊缝周围表面无裂纹缺陷或开裂现象，外在质量良好；钢板板厚1/2处抗拉强度583MPa、-18℃冲击功平均值178 J，力学性能稳定、良好。

实施例10

本实施例气化炉用铬钼钢板：Cr：1.54%、Mo：0.69%，厚度121mm。其焊后热处理工艺包括预热升温、一次保温、一次保温结束后不出炉继续升温、二次保温以及缓冷工序，具体步骤如下：

（1）预热升温：钢板在炉温396℃装炉，以25℃/h的速率匀速升温至634℃；

（2）一次保温：钢板在634℃保温6.8h；

（3）二次升温：一次保温结束后钢板不出炉，随即以207℃/h的速率匀速升温至705℃；

（4）二次保温：钢板继续在705℃保温25.7h；

（5）缓冷：钢板二次保温结束后，随炉以45℃/h的速率匀速降温至炉温396℃，之后出炉空冷至21.4℃。

经上述热处理工艺处理后，钢板焊缝处及焊缝周围表面无裂纹缺陷或开裂现象，外在质量良好；钢板板厚1/2处抗拉强度560MPa、-18℃冲击功平均值97J，力学性能稳定、良好。

实施例11

本实施例气化炉用铬钼钢板：Cr：1.45%、Mo：0.66%，厚度103mm。其焊后热处理工艺包括预热升温、一次保温、一次保温结束后不出炉继续升温、二次保温以及缓冷工序，具体步骤如下：

（1）预热升温：钢板在炉温311℃装炉，以53℃/h的速率匀速升温至600℃；

（2）一次保温：钢板在600℃保温6.3h；

（3）二次升温：一次保温结束后钢板不出炉，随即以135℃/h的速率匀速升温至702℃；

（4）二次保温：钢板继续在702℃保温25h；

（5）缓冷：钢板二次保温结束后，随炉以58℃/h的速率匀速降温至炉温309℃，之后出炉空冷至24.5℃。

经上述热处理工艺处理后，钢板焊缝处及焊缝周围表面无裂纹缺陷或开裂现象，外在质量良好；钢板板厚1/2处抗拉强度545MPa、-18℃冲击功平均值110J，力学性能稳定、良好。

实施例12

本实施例气化炉用铬钼钢板：Cr：1.47%、Mo：0.70%，厚度70mm。其焊后热处理工艺包括预热升温、一次保温、一次保温结束后不出炉继续升温、二次保温以及缓冷工序，具体步骤如下：

（1）预热升温：钢板在炉温303℃装炉，以44℃/h的速率匀速升温至609℃；

（2）一次保温：钢板在609℃保温6.5h；

（3）二次升温：一次保温结束后钢板不出炉，随即以199℃/h的速率匀速升温至696℃；

（4）二次保温：钢板继续在696℃保温25.1h；

（5）缓冷：钢板二次保温结束后，随炉以34℃/h的速率匀速降温至炉温343℃，之后出炉空冷至20℃。

经上述热处理工艺处理后，钢板焊缝处及焊缝周围表面无裂纹缺陷或开裂现象，外在质量良好；钢板板厚1/2处抗拉强度589MPa、-18℃冲击功平均值175J，力学性能稳定、良好。

实施例13

本实施例气化炉用铬钼钢板：Cr：1.49%、Mo：0.63%，厚度97mm。其焊后热处理工艺包括预热升温、一次保温、一次保温结束后不出炉继续升温、二次保温以及缓冷工序，具体步骤如下：

（1）预热升温：钢板在炉温384℃装炉，以58℃/h的速率匀速升温至636℃；

（2）一次保温：钢板在636℃保温6.7h；

（3）二次升温：一次保温结束后钢板不出炉，随即以214℃/h的速率匀速升温至680℃；

（4）二次保温：钢板继续在680℃保温24.3h；

（5）缓冷：钢板二次保温结束后，随炉以57℃/h的速率匀速降温至炉温388℃，之后出炉空冷至21.1℃。

经上述热处理工艺处理后，钢板焊缝处及焊缝周围表面无裂纹缺陷或开裂现象，外在质量良好；钢板板厚1/2处抗拉强度546MPa、-18℃冲击功平均值112J，力学性能稳定、良好。

采用常规焊后热处理工艺和本发明热处理工艺产生的焊后开裂计划外率（废品率）见表1。

表1. 焊后开裂计划外率对比

由表1可见，本发明明显降低了焊后开裂等缺陷计划外率，有效解决了气化炉用钢板在实施焊接后容易在焊缝及热影响区产生的热裂纹和延迟裂纹问题，效果显著。