薄规格Q345R压力容器钢生产工艺研究

摘 要：压力容器用钢要求有足够高的强度、良好的韧性和优良的焊接性能，较高的耐腐蚀性能，本文论述了薄规格Q345R压力容器钢的冶炼和轧制生产工艺，并研究了不同的加热制度和轧制工艺对Q345R压力容器板性能的影响。

关键词：Q345R；压力容器板；研究

中图分类号：TG146.2 1；TG156.2 文献标识码：A

随着压力容器日趋大型化、高压化、高温化，加之一些压力容器中的介质对金属材料具有腐蚀、脆化等作用，使压力容器的工作条件更加恶劣。因此，压力容器对钢的性能要求越来越高。压力容器用钢要求有足够高的强度、良好的韧性和优良的焊接性能，高的耐腐蚀性能。特别是近年来高压容器和超高压容器的广泛使用， 对压力容器的安全性提出了更高的要求， 钢板是制作压力容器的主要材料， 其质量是保证压力容器安全运行的关键因素。Q345R主要用于制造各类中低压容器，都是在承压态下进行工作。

有些还要同时承受高温和腐蚀性介质的作用，使用条件非常复杂。所以对Q345R钢板的力学性能要求比较高，要求具有强韧性匹配好、板厚效应低、焊接性能好等优点。

1生产工艺

铁水预处理——120t转炉冶炼——LF精炼——3#板坯连铸机——加热——高压水除鳞——轧制——冷却——发货

1.1化学成分

产品的化学成分如表1所示。

成分控制水平终点成分均满足内控要求；转炉通过优化造渣过程和减少出钢下渣，使钢中[P]≤0.015；整个冶炼过程硫含量控制较好，均在30ppm以下，达到了较低硫的要求；微量元素控制较好，成分均符合钢种要求。

1.2 冶炼生产

冶炼过程枪位控制得当，渣子化透，未出现渣子返干现象；一次拉碳成功，拉碳温度合理；放钢过程钢流稳定，未出现散流，钢水氧含量较低；转炉放钢过程下渣控制良好，渣厚＜110mm；合金和脱氧剂均按要求加入，合金回收率稳定，脱氧合金化情况良好。LF精炼过程成分微调作用显著，因转炉放钢碳含量相对较低，各炉次均加入数量不等的碳粉；钢中[Ti]含量在中下限，因此喂入部分钛线。因不走RH精炼，为顺应连铸机的生产节奏，冶炼耗时较长，软吹时间达到14min，钢水温降显著。连铸控制数据如下：

本次浇注保护渣采用通宇Q345B-4A中碳保护渣，渣耗：0.6kg/t钢；液渣层厚度12～15mm。各炉次大包均实现自动开浇，水口氩封良好，中间包采用普通覆盖剂配稻壳进行覆盖，液面覆盖良好，钢水未出现严重的二次氧化。从整个浇注过程看，中包温度控制较好，过热度基本稳定在25℃～35℃。肉眼观察铸坯表面未出现明显的质量缺陷。

1.3 轧制生产

将两支化学成分相同，规格均为175*1350*2760 mm（厚*宽*长）的坯料（分别命名为试样1和试样2），轧制为成品规格8*2600*28600（厚*宽*长）。利用不同生产工艺进行轧制，研究轧制工艺对产品性能的影响.试样1和试样2的轧制工艺如表2所示。

如表2所示，试样1的加热时间为635min， 粗轧开轧温度为1207℃，精轧开轧温度为1091℃。粗轧为6道次轧制，精轧5道次轧制。试样2加热时间为293min，少于试样1的加热时间。粗轧开轧温度为1211℃，精轧开轧温度为1088℃。粗轧为6道次轧制，精轧7道次轧制，较试样1增加2道次。两个样品的物理性能试验结果如表3所示。由表3所知，试样1的屈服强度和抗拉强度分别定为500 Mpa和630Mpa，延长率和冲击功分别为21%和96 J。试样2的屈服强度和抗拉强度分别定为480Mpa和580Mpa，延长率和冲击功分别为24%和70J。以上性能均符合国家标准。

对热轧后的两块钢板进行取样，试样经打磨抛光后用4 ％的硝酸酒精溶液腐蚀，采用金相显微镜观察试样厚度方向1／4部位的组织形貌。两块钢板金相照片如下图所示：

由图1(a)可知，试样1组织为铁素体与珠光体混合物，晶粒度8.5级，带状组织3级左右。由图1(b)可知，试样2钢板组织晶粒度在8级左右，中心带状2.5级。相同成分的实验钢板，试样1比试样2的晶粒度有明显提高。要在轧制过程中，使晶粒细化和均匀化，必须在奥氏体再结晶温度区间进行多道次轧制，得到细小的奥氏体组织。1号实验钢采用5道次轧制，钢板变形量大，组织相变时，形核点明显增多。因此，发生相变后，钢板内部晶粒较常规轧制更加细化。使得变形带、位错密度增大，强度、韧性会增大。同时，试样1次加热时间较长，合金元素溶解较多，析出强化效果也较为明显，强度要比试样2次高。

结语

相同规格的Q345R，通过减少轧制道次，钢板变形量大，组织相变时，形核点明显增多。因此，发生相变后，钢板内部晶粒较常规轧制更加细化。使得变形带、位错密度增大，强度、韧性会增大。通过本生产工艺，产品性能稳定，符合国家标准要求。

参考文献

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