锅炉钢板分为工业用锅炉钢板、 电站锅炉用板、 核电站用钢板等。
工业用锅炉钢板一般以20g和16Mng为主。 板厚在6~120mm (个别达到210mm), 其中厚度小于25mm 用量最大。 交货状态为热轧、 控制和控冷态和正火态。
电站 锅 炉 用 钢 以 19Mn6、 12CrMoV、 BHW35、 SA-299、 SB-42、 SB-56、SM-50B等钢为主。 板厚50~210mm 的约占65%, 5~50mm 的约占35%。
核电站用钢钢板厚度在32~80mm, 代表钢种有国际核电二级钢15MnNi63、SA533-B、 SA533-D等。
锅炉钢板的低强度钢种可采用热轧生产。 高强度钢种通常添加微量合金铌,一般采用控轧工艺。
20g、 15MnVg和16Mng的轧制工艺参数如下。
① 加热温度不易过高, 一般控制在1150℃左右。
② 1000℃以上的总变形量不小于60%, 道次压下率大于5%。
③ 精轧开轧温度不大于940℃, 在奥氏体未再结晶区道次压下率大于35%,总压下率大于60%。
④ 终轧温度为880~840℃, 轧后以5℃/s的冷却速率控冷, 冷至650℃ 后空冷。
⑤ 由于20g的淬透性比16Mn钢低, 要求用较大的冷却速率和低的终冷温度。 20g的终轧温度在830~880℃时, 薄规格钢板可以不用水冷。 当碳含量大于0.28%时, 可以减少水量。 各种厚度钢板均可以在450~600℃ 堆垛冷却, 以获得较高的强韧性钢板。
20g钢板是制造锅炉及压力容器的主要材料, 其组织主要由铁素体+珠光体组织组成。
压力容器钢板包括一般压力容器钢板、 低温压力容器钢板、 高强度容器钢板、 合金容器钢板、 特殊性能的容器钢板等类别。
一般压力容器钢板包括有碳素钢和低合金钢, 如20R、 16MnR、 15MnVR、15MnVNR、 18MnMoNbR。 钢板厚度规格为12~125mm。 这种钢板以热轧、 轧后正火或者调质状态交货, 也可以控轧控冷代替正火交货。
低温压力容器钢板用于制造工作环境-70~-20℃ (最低可达-90℃) 的低温压 力 容 器。 钢 种 有 16MnDR、 09MnTiCuXtDR、 09Mn2VDR 及 06MnNbDR等。 轧后经正火或者调质处理交货, 也可以经控轧控冷代替正火交货。
高强度容器板用于400MPa以上的压力容器钢板, 制造大型球罐和容器设备, 如用于 氮 气 球 罐 的 CF 钢 (低 裂 纹 敏 感 性 钢) 等。 钢 板 厚 度 规 格 一 般 为12~125mm。
合金容器钢板用于制造较高温度的压力容器及构件。 其典型钢种有 Cr13、0Cr18Ni9、 0Cr18Ni12Mo2Ti、 12CrMo、 15CrMoR 等。 钢 板 厚 度 规 格 一 般 在12~65mm 之间。
特殊性能的容器钢板用于制造乙烯、 合成氨、 尿素、 硝酸等成套设备的耐热和耐腐蚀钢板、 耐高压和超高压容器板、 加氢反应器用中厚和特厚钢板等。 钢板厚度规格一般为5~35mm。
下面以16MnR 钢为例介绍其控轧控冷工艺。
出炉温度要求大于1150℃, Ⅰ阶段控轧时, 开轧温度大于1100℃, 道次压下率在15%以上, 终轧温度为900~1000℃, 轧后中间待温到930~880℃; Ⅱ阶段控轧时, 总变形量在50%以上, 终轧温度为880~820℃。 轧后立即进行水冷, 终冷温度为700℃以上 (要保证低温韧性, 一般终轧温度控制在830~860℃
较为合适)。 在组织方面, 只控轧、 轧后空冷及正火的组织基本上是块状铁素体与条带状分布的珠光体, 带状评级为2级。 经过控轧和控冷的钢板, 带状组织得到明显改善。