Q370R锅炉和压力容器用钢板的研制.pdf

第33卷第3期
上海金属
2011年5月
SHANGHAI METALS
May, 2011
Q370R锅炉和压力容器用钢板的研制
张军董瑞峰王栋孙丽钢温利军
(包钢(集团)公可薄板坯连铸连轧厂,包头014010)
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锅炉和压カ容器用钢板。试验结果表明:包钢生产的压力容器钢
Q370R组织均匀、性能优良,抗层状撕裂能カ达到Z35钢要求。试验中也研究了Ni元素对
Q370R锅炉和压カ容器用钢板力学性能的影响
关键词】锅炉和压力容器用钢Q370R钢力学性能Ni元素
DEVELOPMENT OF Q37OR STEEL PLATE USED
FOR BOILER AND PRESSURE VESSEL
Zhang Jun Dong Ruifeng Wang Dong Sun Ligang Wen Lijun
(Baotou Iron Steel (Group )Co., Ltd., Compact Strip Production Plant
I Abstract) Two kinds of Q370R steel plates with ifferent chemical compositions applied in
boiler and pressure vessel were produced by using advanced facilities of steelmaking, continuous
casting, double mill rolling and heat treatment process in the Heavy Plate Plant of Baotou Iron & Steel
Group. The products showed excellent properties with uniform microstructure, which laminar tearing
strength reached the Z35 steel slandard. The effect of Ni element on the mechanical properties of
Q370R steel was studied also during the test
(Key Words Boiler and Pressure Vessel Steel, Q370R Stecl, Mechanical Properties, N
ement
锅炉和压力容器用钢板是国民经济建设中
目前,美国、日本、以及欧洲一些国家在锅炉
类重要的钢铁材料,普遍应用于工业与民用锅炉、和压力容器用钢行业内处于技术领先地位。近些
化工原料储罐、石油和液化天然气储罐等承压容器年来,国内武钢、舞阳钢铁、宝钢、鞍钢等企业在此
方面2?。特别是随着经济发展和能源需求的日益领域已达到或超过国外先进水平。
增长,作为战略物资的石油天然气储备量成为衡量
CGB713-2008锅炉和压力容器用钢标准生产
各国经济持续发展能力的指标之一,我国也在陆续的高钢级产品通过正火或正火+回火工艺后,具
建设大型的石油和液化天然气储罐,由此带来对常有优良的综合力学性能,是石油化工装置中常用
温、低温环境下的锅炉和压力容器用钢板的需求量钢种之一,随着我国石油化工行业的发展,必定有
日渐增长,技术要求也逐步提高,我国已经分别对着广闹的市场前景。随着国家石油战略贮备、大
《CB713锅炉用钢板》、《GB6653压力容器用钢板》型和特大型石油化工项目、天然气产业等一大批
和《GB3531低温压力容器用低合金钢板》等标准进建设工程的确立,市场对压力容器用高强度钢板
行了整合及修订,还将对《GB19189压力容器用调需求巨大。如能成功开发,对于改善包钢产品的
质高强度钢板》标准进行修订。
品种结构,提升企业竞争力,增加经济效益都有极
作者简介:张军,男,主要从事治炼和连铸技术的研发工作
第3期
张军等:Q370R锅炉和压力容器用钢板的研制
大的影响。
(3)具有良好的焊接性能和加工性能。
Q370R(原牌号为15 MNNBR)钢是国内近年
Q370R钢板的设计除遵循上述原则外,还必
来研制出来的一种新型钢材,具有优良的综合性须满足低温冲击韧性和高温力学性能。因此,钢
能,其强度利韧性优于16MnR钢材,而焊接性能中加入Nb、V、Ti与碳、氮形成碳化物、氮化物及
及抗硫化氢应力腐蚀性能与16MnR钢相近,成碳氮化物,有效延迟奥氏体形变后的再结晶时间,
本与国外同性能材料相比要低很多,用于大型液在控制轧制后使铁素体晶粒允分细化,显著提高
化石油气球罐是比较理想的。因此,开发一种强强度和初性,降低其脆性转变温度并改善焊接性
度高于16MnR,且具有较高韧度、较好焊接性的能。T的加入提高了晶粒粗化温度,防止在高
正火压力容器用钢已成为行业的迫切需要。
输入热量的焊接过程中,在热影响区产生品粒粗
本文根据包钢先进的宽厚板生产线,对化的趋向,保证热影响区有较好的缺口韧性,提高
Q370R压力容器用钢板进行了两种不同成分的了钢材的焊接性能的。加入Ni可以大大地改善
设计,而且采用同样的工艺试制了两炉。对两炉钢板的低温韧性,降低韧脆转变温度?。同时,对
不同成分的钢板,分别进行了各项性能检验和对有害元素P、S含量提出了严格的限定,提高钢水
比,以找到最佳的成分设计。
的洁净度,改善钢板的力学性能。
化学成分和工艺设计
根据GB713-2008《锅炉和压力容器用钢板
1.1成分设计
标准要求,)370R钢板的化学成分见表1,力学性
压力容器用钢板是一种用途非常特殊的专用能要求见表2、3。
钢板,用于制作压力容器等关键部位,承受一定压
表1Q370R化学成分(质量分数,%)
力,因而对安全可靠性和寿命等要求很高,这就决 Table1C" hemical composition of C370 R steel(wt%
定了压力容器用钢板研制要遵循以下原则:
NI
1)具有符合标准要求的较高强度和韧性
(2)具有良好的内部质量;
≤0.18≤0.551.20-1.60≤0.05≤0.0150.01.5~0.050≤0.12
表2Q370R钢力学性能
Table 2 Mechanical properties of Q370R stee.
屈服强度
抗拉强度/
弯曲
厚度/mm
伸长率AM%
纵向冲击功/J
(N?mm
(N?mm-)
(-20℃)
180°,b=2a
交货状态
1016
370
d
>16~36
530~6.30
34
正:火
340
520~620
表3Q370R钢高温拉伸性能
Table 3 High temperature tensile properties of 370R stee
试验温度/C
厚度/mm
20
300
400
屈服强度/(N?mm-2),不小于
275
>36-60
240
2.2生产エ艺流程
取样检验→判定→人库一→发货