阅读说明：本技术 耐高温3Cr-1Mo-0.25V合金钢板的制备方法 (The preparation method of high temperature resistant 3Cr-1Mo-0.25V alloy-steel plate ) 是由 邓建军 赵国昌 李样兵 袁锦程 吴艳阳 龙杰 柳付芳 牛红星 尹卫江 侯敬超 王 于 2019-08-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了耐高温3Cr-1Mo-0.25V合金钢板的制备方法,包括冶炼、连铸、电渣重熔、加热、轧制、热处理工序。本发明耐高温3Cr-1Mo-0.25V合金钢板在经过模焊温度705-710℃,模焊时间34-36h处理后检验板厚1/2处性能：屈服强度≥415MPa、抗拉强度580-760MPa,延伸率≥20%；-80℃AKV冲击功单值>100J；冷弯d=2a,180°,外观无裂纹,其中d为弯芯直径,a为试样厚度；500℃高温拉伸屈服强度Rp0.2≥315MPa；钢板强韧性匹配良好,能够满足中高温高压环境使用的需求；制备方法可操作性强,在满足钢板性能要求的基础上成本更低,市场潜力和竞争力很大。(The invention discloses the preparation methods of high temperature resistant 3Cr-1Mo-0.25V alloy-steel plate, including smelting, continuous casting, electroslag remelting, heating, rolling, heat treatment procedure.High temperature resistant 3Cr-1Mo-0.25V alloy-steel plate of the present invention is passing through 705-710 DEG C of die welding temperature, examines performance at plate thickness 1/2: yield strength >=415MPa, tensile strength 580-760MPa, elongation percentage >=20% after die welding time 34-36h processing；- 80 DEG C of AKV ballistic work monodrome > 100J；Clod wash d=2a, 180 °, appearance flawless, wherein d is curved core diameter, and a is sample thickness；500 DEG C of drawing by high temperature yield strength Rp0.2 >=315MPa；The matching of steel plate obdurability is good, can satisfy the demand that high temperature hyperbaric environment uses；Preparation method strong operability, cost is lower on the basis of meeting plate property requirement, and market potential and competitiveness are very big.)

耐高温3Cr-1Mo-0.25V合金钢板的制备方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及耐高温3Cr-1Mo-0.25V合金钢板的制备方法。

背景技术

当前，为满足石化、煤化工行业快速发展的需要，锅炉及压力容器设备逐渐向大型化和复杂化方向发展，与此同时，国家对其安全性的重视程度却有增无减。为此，多数制造厂转而向容器设备轻量化方向发展，自然催生出了像2.25Cr-1Mo-0.3V等新型加氢反应器、重整反应器压力容器用新型钢板。然而，随着设计院和制造厂针对此类钢的设计技术难度越来越大，比如要求34h或更长的模焊时间，705℃或更高的模焊温度等等。若仍采用上述常规钢板，其最大模焊后的强度富余量已不大，部分指标甚至不能满足要求。

综上所述，迫切需要开发出更新一代的压力容器用钢板，以满足日益提升的技术需求，做好技术储备。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供耐高温3Cr-1Mo-0.25V合金钢板的制备方法。该发明制备方法制得的钢板强韧性匹配良好，能够满足中高温高压环境使用的需求。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：耐高温3Cr-1Mo-0.25V合金钢板的制备方法，所述方法包括冶炼、连铸、电渣重熔、加热、轧制、热处理工序，具体工艺步骤如下所述：

（1）冶炼、连铸工序：钢水经电炉初炼、LF炉精炼、VD真空处理后进行连铸，得到连铸坯；电炉出钢P≤0.005%，出钢温度1650-1700℃，无渣出钢；

（2）电渣重熔工序：利用连铸坯制作电极，挂装至980mm结晶器进行电渣重熔，电渣重熔注渣温度为1600-1660℃，平均熔速为900-1200kg/h，埋弧深度为5-80mm，电渣锭脱模后带温清理，电渣锭带温清理温度为180-250℃；

（3）加热工序：清理合格的电渣锭在单体炉加热至1260-1380℃，保温38-50h后进行轧制；

（4）轧制工序：开轧温度1100-1300℃，道次压下率≤13%；

（5）热处理工序：淬火温度920-1000℃，总加热时间1.8-2.8min/mm，淬火过程总水量≥13000m³/h，淬火水温≤25℃，淬火时间60-90min，钢板水冷至20-25℃；回火保温温度670-750℃，总加热时间3.0-4.0min/mm，回火后空冷。

本发明所述耐高温3Cr-1Mo-0.25V合金钢板的厚度为151-250mm。

本发明所述耐高温3Cr-1Mo-0.25V合金钢板中合金元素：Cr：2.75-3.25%，Mo：0.90-1.10%，V：0.20-0.30%。

本发明所述耐高温3Cr-1Mo-0.25V合金钢板板厚1/2处夹杂物A类粗系+细系≤1.0级、B类粗系+细系≤1.5级、C类粗系+细系≤1.5级、D类粗系+细系≤1.0级、Ds类≤1.5级；晶粒度6.5-8.0级。

本发明所述耐高温3Cr-1Mo-0.25V合金钢板在经过模焊温度705-710℃，模焊时间34-36h处理后检验板厚1/2处性能：屈服强度≥415MPa、抗拉强度580-760MPa，延伸率≥20%；-80℃AKV冲击功单值>100J；冷弯d=2a，180°，外观无裂纹，其中d为弯芯直径，a为试样厚度；500℃高温拉伸屈服强度Rp0.2≥315MPa。

本发明所述冶炼工序，电炉冶炼，生铁和铁水总加入量不低于出钢量的一半，尽量减少社会废钢的加入量；电炉冶炼过程中加强熔氧期低温脱P操作，采用大渣量勤流渣，利于深度脱P；冶炼过程中勤换渣、勤流渣。

本发明耐高温3Cr-1Mo-0.25V合金钢板的模焊条件：模焊温度705-710℃，模焊时间34-36h，装出炉温度200-350℃，升降温速率50-55℃/h。

本发明设计思路：

本发明采用Cr、Mo、V复合强化机理，以更优的合金元素含量和比例充分发挥各元素的最大作用，确保钢板性能稳定良好。

C能直接影响钢的强度、塑韧性，一定含量范围内，随其含量增加，钢的强度逐渐升高，但塑性下降，韧性下降，焊接性能也会同时下降，故其含量不易太高；

Si元素能促进P、Sn等有害元素在晶界上偏聚，降低钢的低温冲击韧性，其含量也应控制至在低水平；Mn能增强钢的淬透性，但其加入量过高钢的塑性、韧性会下降，其加入量也不宜太高；

Cr、Mo、V元素形成的碳化物能有效扩大奥氏体过冷度，增强钢的淬透性，提高钢的强度、韧性和热强性，同时还可起到析出强化和固溶强化效果。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明采用电炉冶炼，通过优选原料，钢中有害元素和残余元素含量低，钢水纯净度高；钢板采用电渣锭热轧成材，电渣锭组织致密且压缩比大，相比其他成材方式，钢板全厚度性能得到更大程度保证；钢板加热工艺在确保电渣锭均匀烧透的基础上降低加热成本。2、本发明耐高温3Cr-1Mo-0.25V合金钢板在经过模焊温度705-710℃，模焊时间34-36h处理后检验板厚1/2处性能：屈服强度≥415MPa、抗拉强度580-760MPa，延伸率≥20%；-80℃AKV冲击功单值>100J；冷弯d=2a，180°，外观无裂纹，其中d为弯芯直径，a为试样厚度；500℃高温拉伸屈服强度Rp0.2≥315MPa；钢板强韧性匹配良好，能够满足中高温高压环境使用的需求。3、本发明耐高温3Cr-1Mo-0.25V合金钢板板厚1/2处夹杂物A类粗系+细系≤1.0级、B类粗系+细系≤1.5级、C类粗系+细系≤1.5级、D类粗系+细系≤1.0级、Ds类≤1.5级；晶粒度6.5-8.0级。4、本发明制备方法可操作性强，在满足钢板性能要求的基础上成本更低，市场潜力和竞争力很大。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细地说明。

实施例1

本实施例耐高温3Cr-1Mo-0.25V合金钢板厚度为151mm，钢板中合金元素Cr：2.75%、Mo：0.90%、V：0.20%，制备方法包括冶炼、连铸、电渣重熔、加热、轧制、热处理工序，具体工艺步骤如下步骤：

（1）冶炼、连铸工序：钢水经电炉初炼、LF炉精炼、VD真空处理后进行连铸，得到连铸坯；电炉出钢P：0.0038%，出钢温度1678℃，无渣出钢；

（2）电渣重熔工序：利用连铸坯制作电极，挂装至980mm结晶器进行电渣重熔，电渣重熔注渣温度为1600℃，平均熔速为900kg/h，埋弧深度为5mm，电渣锭脱模后带温清理，电渣锭带温清理温度为180℃；

（3）加热工序：清理合格的电渣锭在单体炉加热至1260℃，保温38h后进行轧制；

（4）轧制工序：开轧温度1100℃，道次压下率13%；

（5）热处理工序：淬火温度920℃，总加热时间1.8min/mm，淬火过程总水量13000m³/h，淬火水温25℃，淬火时间60min，钢板水冷至25℃；回火保温温度750℃，总加热时间3.0min/mm，回火后空冷。

本实施例耐高温3Cr-1Mo-0.25V合金钢板夹杂物和晶粒度检测结果见表1；钢板性能检测结果见表2。

实施例2

本实施例耐高温3Cr-1Mo-0.25V合金钢板厚度为177mm，钢板中合金元素Cr：2.83%、Mo：0.94%、V：0.22%，制备方法包括冶炼、连铸、电渣重熔、加热、轧制、热处理工序，具体工艺步骤如下步骤：

（1）冶炼、连铸工序：钢水经电炉初炼、LF炉精炼、VD真空处理后进行连铸，得到连铸坯；电炉出钢P：0.0028%，出钢温度1662℃，无渣出钢；

（2）电渣重熔工序：利用连铸坯制作电极，挂装至980mm结晶器进行电渣重熔，电渣重熔注渣温度为1618℃，平均熔速为950kg/h，埋弧深度为20mm，电渣锭脱模后带温清理，电渣锭带温清理温度为190℃；

（3）加热工序：清理合格的电渣锭在单体炉加热至1280℃，保温41h后进行轧制；

（4）轧制工序：开轧温度1130℃，道次压下率12%；

（5）热处理工序：淬火温度935℃，总加热时间2.0min/mm，淬火过程总水量14000m³/h，淬火水温24℃，淬火时间70min，钢板水冷至24℃；回火保温温度730℃，总加热时间3.3min/mm，回火后空冷。

本实施例耐高温3Cr-1Mo-0.25V合金钢板夹杂物和晶粒度检测结果见表1；钢板性能检测结果见表2。

实施例3

本实施例耐高温3Cr-1Mo-0.25V合金钢板厚度为200mm，钢板中合金元素Cr：3%、Mo：1%、V：0.25%，制备方法包括冶炼、连铸、电渣重熔、加热、轧制、热处理工序，具体工艺步骤如下步骤：

（1）冶炼、连铸工序：钢水经电炉初炼、LF炉精炼、VD真空处理后进行连铸，得到连铸坯；电炉出钢P：0.0032%，出钢温度1660℃，无渣出钢；

（2）电渣重熔工序：利用连铸坯制作电极，挂装至980mm结晶器进行电渣重熔，电渣重熔注渣温度为1630℃，平均熔速为1050kg/h，埋弧深度为47mm，电渣锭脱模后带温清理，电渣锭带温清理温度为220℃；

（3）加热工序：清理合格的电渣锭在单体炉加热至1320℃，保温45h后进行轧制；

（4）轧制工序：开轧温度1200℃，道次压下率11%；

（5）热处理工序：淬火温度950℃，总加热时间2.5min/mm，淬火过程总水量15000m³/h，淬火水温23℃，淬火时间80min，钢板水冷至23℃；回火保温温度715℃，总加热时间3.5min/mm，回火后空冷。

本实施例耐高温3Cr-1Mo-0.25V合金钢板夹杂物和晶粒度检测结果见表1；钢板性能检测结果见表2。

实施例4

本实施例耐高温3Cr-1Mo-0.25V合金钢板厚度为230mm，钢板中合金元素Cr：3.19%、Mo：1.06%、V：0.28%，制备方法包括冶炼、连铸、电渣重熔、加热、轧制、热处理工序，具体工艺步骤如下步骤：

（1）冶炼、连铸工序：钢水经电炉初炼、LF炉精炼、VD真空处理后进行连铸，得到连铸坯；电炉出钢P：0.0042%，出钢温度1690℃，无渣出钢；

（2）电渣重熔工序：利用连铸坯制作电极，挂装至980mm结晶器进行电渣重熔，电渣重熔注渣温度为1650℃，平均熔速为1140kg/h，埋弧深度为65mm，电渣锭脱模后带温清理，电渣锭带温清理温度为240℃；

（3）加热工序：清理合格的电渣锭在单体炉加热至1360℃，保温48h后进行轧制；

（4）轧制工序：开轧温度1265℃，道次压下率10.5%；

（5）热处理工序：淬火温度980℃，总加热时间2.6min/mm，淬火过程总水量16600m³/h，淬火水温22.5℃，淬火时间88min，钢板水冷至22.5℃；回火保温温度689℃，总加热时间3.7min/mm，回火后空冷。

本实施例耐高温3Cr-1Mo-0.25V合金钢板夹杂物和晶粒度检测结果见表1；钢板性能检测结果见表2。

实施例5

本实施例耐高温3Cr-1Mo-0.25V合金钢板厚度为250mm，钢板中合金元素Cr：3.25%、Mo：1.10%、V：0.30%，制备方法包括冶炼、连铸、电渣重熔、加热、轧制、热处理工序，具体工艺步骤如下步骤：

（1）冶炼、连铸工序：钢水经电炉初炼、LF炉精炼、VD真空处理后进行连铸，得到连铸坯；电炉出钢P：0.005%，出钢温度1680℃，无渣出钢；

（2）电渣重熔工序：利用连铸坯制作电极，挂装至980mm结晶器进行电渣重熔，电渣重熔注渣温度为1650℃，平均熔速为1200kg/h，埋弧深度为80mm，电渣锭脱模后带温清理，电渣锭带温清理温度为250℃；

（3）加热工序：清理合格的电渣锭在单体炉加热至1380℃，保温50h后进行轧制；

（4）轧制工序：开轧温度1300℃，道次压下率10%；

（5）热处理工序：淬火温度1000℃，总加热时间2.8min/mm，淬火过程总水量17000m³/h，淬火水温20℃，淬火时间90min，钢板水冷至20℃；回火保温温度670℃，总加热时间4.0min/mm，回火后空冷。

本实施例耐高温3Cr-1Mo-0.25V合金钢板夹杂物和晶粒度检测结果见表1；钢板性能检测结果见表2。

实施例6

本实施例耐高温3Cr-1Mo-0.25V合金钢板厚度为192mm，钢板中合金元素Cr：2.94%、Mo：1.02%、V：0.24%，制备方法包括冶炼、连铸、电渣重熔、加热、轧制、热处理工序，具体工艺步骤如下步骤：

（1）冶炼、连铸工序：钢水经电炉初炼、LF炉精炼、VD真空处理后进行连铸，得到连铸坯；电炉出钢P：0.004%，出钢温度1670℃，无渣出钢；

（2）电渣重熔工序：利用连铸坯制作电极，挂装至980mm结晶器进行电渣重熔，电渣重熔注渣温度为1610℃，平均熔速为1000kg/h，埋弧深度为35mm，电渣锭脱模后带温清理，电渣锭带温清理温度为200℃；

（3）加热工序：清理合格的电渣锭在单体炉加热至1300℃，保温40h后进行轧制；

（4）轧制工序：开轧温度1160℃，道次压下率11.5%；

（5）热处理工序：淬火温度945℃，总加热时间2.3min/mm，淬火过程总水量13500m³/h，淬火水温21℃，淬火时间65min，钢板水冷至21℃；回火保温温度690℃，总加热时间3.2min/mm，回火后空冷。

本实施例耐高温3Cr-1Mo-0.25V合金钢板夹杂物和晶粒度检测结果见表1；钢板性能检测结果见表2。

实施例7

本实施例耐高温3Cr-1Mo-0.25V合金钢板厚度为220mm，钢板中合金元素Cr：3.10%、Mo：0.98%、V：0.27%，制备方法包括冶炼、连铸、电渣重熔、加热、轧制、热处理工序，具体工艺步骤如下步骤：

（1）冶炼、连铸工序：钢水经电炉初炼、LF炉精炼、VD真空处理后进行连铸，得到连铸坯；电炉出钢P：0.0035%，出钢温度1700℃，无渣出钢；

（2）电渣重熔工序：利用连铸坯制作电极，挂装至980mm结晶器进行电渣重熔，电渣重熔注渣温度为1622℃，平均熔速为970kg/h，埋弧深度为15mm，电渣锭脱模后带温清理，电渣锭带温清理温度为215℃；

（3）加热工序：清理合格的电渣锭在单体炉加热至1350℃，保温43h后进行轧制；

（4）轧制工序：开轧温度1220℃，道次压下率12.5%；

（5）热处理工序：淬火温度990℃，总加热时间2.1min/mm，淬火过程总水量15800m³/h，淬火水温24.5℃，淬火时间72min，钢板水冷至23.5℃；回火保温温度700℃，总加热时间3.9min/mm，回火后空冷。

本实施例耐高温3Cr-1Mo-0.25V合金钢板夹杂物和晶粒度检测结果见表1；钢板性能检测结果见表2。

实施例8

本实施例耐高温3Cr-1Mo-0.25V合金钢板厚度为210mm，钢板中合金元素Cr：3.15%、Mo：1.08%、V：0.23%，制备方法包括冶炼、连铸、电渣重熔、加热、轧制、热处理工序，具体工艺步骤如下步骤：

（1）冶炼、连铸工序：钢水经电炉初炼、LF炉精炼、VD真空处理后进行连铸，得到连铸坯；电炉出钢P：0.004%，出钢温度1650℃，无渣出钢；

（2）电渣重熔工序：利用连铸坯制作电极，挂装至980mm结晶器进行电渣重熔，电渣重熔注渣温度为1660℃，平均熔速为920kg/h，埋弧深度为72mm，电渣锭脱模后带温清理，电渣锭带温清理温度为205℃；

（3）加热工序：清理合格的电渣锭在单体炉加热至1335℃，保温47h后进行轧制；

（4）轧制工序：开轧温度1250℃，道次压下率11.5%；

（5）热处理工序：淬火温度962℃，总加热时间2.4min/mm，淬火过程总水量14500m³/h，淬火水温23.5℃，淬火时间85min，钢板水冷至21.5℃；回火保温温度720℃，总加热时间3.6min/mm，回火后空冷。

本实施例耐高温3Cr-1Mo-0.25V合金钢板夹杂物和晶粒度检测结果见表1；钢板性能检测结果见表2。

表1 实施例1-8耐高温3Cr-1Mo-0.25V合金钢板夹杂物和晶粒度检测结果

表2 实施例1-8耐高温3Cr-1Mo-0.25V合金钢板力学性能

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。