[發明專利]臨氫設備用12Cr2Mo1R厚鋼板及其制造方法

有效

• 申請號: 200710046655.2
• 申請日: 2007-09-29
• 公開（公告）號: CN101397635A
• 公開（公告）日: 2009-04-01
• 發明（設計）人: 姜洪生;張漢謙
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/44
• 分類號: C22C38/44;C22C33/04;C21D8/00;C21D1/28;C21D1/18
• 代理公司: 上海開祺知識產權代理有限公司
• 代理人: 竺 明

技術領域

本發明涉及一種厚鋼板及其制造方法，特別涉及2.25Cr1Mo合金體系中獲得能夠滿足臨氫設備用的12Cr2Mo1R厚鋼板(50～100mm)及其制造方法。

背景技術

石油精煉壓力容器用12Cr2Mo1R(SA387Gr22Cl2)厚鋼板，除要求高溫強度外，還有其它要求。以重油脫硫塔為例，12Cr2Mo1R(SA387Gr22Cl2)厚鋼板必須具有在高溫高壓和氫環境作用下正常工作的能力。

目前，對2.25Cr1Mo系臨氫設備用12Cr2Mo1R(SA387Gr22Cl2)厚鋼板的基本要求有：J系數和X系數滿足：J＝(Si+Mn)×(P+Sn)×10⁴≤150，X＝(10P+5?Sb+4Sn+As)/100≤15；韌脆轉變條件滿足：_vTr5?5+2.5Δ_vTr55≤10℃；強度滿足：屈服強度≥310Mpa，抗拉強度：515～690MPa。在CrMo系低合金鋼中，J系數和X系數主要取決于鋼中或焊接材料熔敷金屬中的P、Sb、Sn、As含量的多少，其它性能除與化學成分有關外，還與制造過程的工藝制度有關，尤其是強度、韌性，而強度和韌性最終決定于成品厚鋼板的顯微組織狀態。但是，Cr-Mo鋼在生產時，往往由于沒有合適設備和工藝方法，得不到所希望的顯微組織，無法滿足臨氫設備使用條件的要求。

現有臨氫設備用鋼，通常國內在制造2.25Cr1Mo系CrMo鋼時，采用電弧爐冶煉，熱處理工藝采用正火+回火生產12Cr2Mo1R厚鋼板，也可以滿足臨氫設備器用厚鋼板標準要求“壓力容器用1?2Cr2Mo1R鋼板的研制，楊海林等，寬厚板1997，1∶17～21”，由于電弧爐冶煉原料限制，J系數最大達到145.8，X系數達到17.30。

日本神戶制鋼制造2.25Cr1Mo系ASTM?A387Gr.22時，通過鐵水脫S、P和轉爐脫P降低鋼中P、S含量，熱處理是采用N后空冷、回火工藝制造石油精煉重油脫硫裝置用厚鋼板“超低P、S21/4Cr1Mo材料ASTMA387Gr.22.神戶制鋼技報，小林清二等，Vol.33(4)1983：17～20”。

日本鋼管公司化學成分上通過添加V和微量B，用單向凝固錠和超低速大壓下方法，熱處理工藝用N+T生產特厚規格的2.25Cr1Mo厚鋼板“見塚本裕昭等，焊接低溫裂紋敏感性低的正火型21/4Cr1Mo特厚板開發。日本鋼管技報，No.111(1986)：9～16”；迪林根制造SA387?Gr.22采用N+AC+T“Heavy?plate?for?petrochemical?reactors?Sophistication?inChromium-Molybdenum?steel?http://www.dillinger.de”。

發明內容

本發明的目的在于提供一種臨氫設備用12Cr2Mo1R厚鋼板及其制造方法，以2.25Cr1Mo系CrMo鋼為基礎，添加適量的Cu、Ni，控制Sn、As、Sb、P、S等有害元素，利用壓力淬火機設備，通過正火+加速冷卻+回火工藝，保證成品鋼板的顯微組織為回火貝氏體，獲得優異的力學性能和優良的焊接性，用于制造各種臨氫設備。

為達到上述目的，本發明的技術方案是：

本發明以2.25Cr1Mo系CrMo鋼為基礎(滿足12Cr2Mo1R(SA387Gr22Cl2)標準要求)，添加適量的Cu、Ni，控制Sn、As、Sb、P、S等有害元素，利用壓力淬火機設備，通過正火+加速冷卻+回火工藝，保證成品鋼板的顯微組織為回火貝氏體，獲得優異的力學性能和優良的焊接性，所生產的(50～100mm)12Cr2Mo1R(SA3?87Gr22Cl2)厚鋼板可用于制造各種臨氫設備。

具體地，本發明的臨氫設備用12Cr2Mo1R鋼，其成分質量百分比為：C：0.10～0.1?5、Si：≤0.10、Mn：0.40～0.60、P≤0.010、S≤0.003、Cr：2.0～2.5、Mo：0.90～1.10、Cu：0.10～0.20、Ni：0.10～0.20、Sn≤0.003、Sb≤0.003、As≤0.003、Ca：0.001～0.005、其余為Fe和不可避免雜質。

在本發明的12Cr2Mo1R鋼中，

C，對鋼的強度、低溫韌性及焊接性影響很大，從改善鋼的低溫韌性及焊接性，希望鋼中C含量控制得較低，但是從鋼的強度，又不希望C過低；因此C含量不宜高于0.15％。