【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于炼钢，具体涉及一种低铝低硫高铬高氮系压力容器钢及冶炼方法。
技术介绍
1、低铝低硫高铬高氮系压力容器钢不仅具有高的抗氧化能力和高温蒸汽环境下抗腐蚀能力，并且还具有优良的冲击韧性和高而稳定的持久塑性及热强性，因此常用于高温压力容器装置。在使用温度低于620℃时，与奥氏体不锈钢相比，低铝低硫高铬高氮系压力容器钢的许用应力要高，在使用温度高于560℃时，与高级碳素工具钢相比，低铝低硫高铬高氮系压力容器钢设计的许用应力约为高级碳素工具钢的两倍。这种优异的性能可以用于支撑亚临界、超临界锅炉(壁温≤625℃)高温过热器、再热器的运行，以及壁温≤590℃时的高温集箱和蒸汽管道，此外在核电热交换器和石油裂化装置炉管中也可以采用此钢。
2、控制钢中的alt不宜过高，当alt含量大于0.02％时，易生成脆性氧化铝夹杂，降低钢的抗冲击耐疲劳性，又会促进钢板氧化。因为工艺生产中，铝含量高引起浇注时易结瘤及铸坯表面易结疤、成品表面缺陷多。此外，在成品退火时再结晶过程之前高铝沿亚晶界或原晶界处析出al-n，al-n抑制效果过强，得不到成品退火再结晶所期望的组织结构，并且，当铝含量较高时，其还容易与中包熔解氧形成al2o3等，这些有害夹杂物极大地降低了钢板的力学性能和焊接性能，使得焊接线能量低，且焊接区易断裂。alt＜0.005％时，钢水脱氧不充分，钢中含氧较高，浇铸过程中铸坯会形成大量气孔。所以控制alt在0.005-0.015％。
3、s是钢中的有害元素，易与锰结合生成mns夹杂物，降低钢的低温冲击韧性,s元素在钢中
4、cr为此钢的主要合金元素，能提高钢的硬度和耐磨性而不使钢变脆，具有良好的高温抗氧化性和耐氧化性腐蚀的作用，还能增加钢的热强性。虽然cr含量的提升有利于提高抗氧化性，但当其含量高于一定值时在服役中会产生极易粗化的z相，并且会消耗钢中的v、nb元素，同时cr含量提升会生成更多的δ铁素体相，因此需要控制钢中的cr含量，控制cr含量为8.0-13.5％。
5、n含量控制在0.03-0.08％。n在钢中的作用主要体现在两个方面：一方面起固溶强化作用，由于n在常温下钢中的溶解度很小，焊后焊接热影响区和焊后热处理过程中，组织中将先后出现v-n的固溶和析出过程，增强了组织的稳定性，使之致密坚实，提高了热影响区的持久强度；另一方面起弥散强化作用，钢中含有的微量元素al与n化合生成的氮化物，可提高钢的强度、硬度、耐磨性和抗蚀性等。
6、专利文献cn103643117b公开了一种超低铝钢及其冶炼方法，其抗拉强度在1290-1300mpa，屈服强度在945-950mpa，伸长率在15-15.5％，冲击功aku在52-54j，其所述超低铝钢的化学成分，按质量百分比为：0.12％≤c≤0.18％，0.95％≤si≤1.05％，1.15％≤mn≤1.25％，0.02％≤ti≤0.03％，0.10％≤ni≤0.20％，0.20％≤mo≤0.30％，0.02％≤v≤0.03％，0≤p≤0.010％，0≤s≤0.010％，0≤al≤0.0015％，0≤o≤0.0020％，0≤h≤0.0010％，0≤n≤0.0010％，余量为fe。该专利技术工艺采用铁水预处理深脱s、p、转炉脱碳、出钢时硅锰脱氧合金化、吹氩排渣、钢包精炼深脱o、s、p并进行ti、ni、mo、v等元素的微合金化、rh真空循环脱气、软吹氩和全保护浇铸的生产路线。该专利技术中s含量较高，增加了钢的脆性；未添加cr元素，不能达到低铝低硫高铬高氮系压力容器钢的使用要求；含n量较低，不属于采用氮元素固溶强化的类型，属于控制元素。
7、专利文献cn103060519.b公开了一种高氮钢的脱氧方法，其特征在于：脱氧过程在中频真空感应炉中进行，合金成分适用范围：cr：20-21％、ni：6-7％、mn：8-10％、fe余量。钢水增氮的方式为氮化合金增氮。脱氧剂选择铝，在铝加入后必须进行15-25min的持续冶炼过程。该专利技术中cr、ni、mn含量均很高；此外，钢水脱氧是在中频真空感应炉中进行。
8、专利文献cn108286015.a公开了压力容器用钢板及其生产方法，其所述钢板的化学成分组成及重量百分含量为：c：0.04-0.15％，si：0.13-0.45％，mn：0.35-0.73％，cr：0.74-1.21％，mo：0.40-0.65％，p≤0.007％，s≤0.007％，ni：0.15～0.30％，cu≤0.20％，余量为fe和不可避免的杂质，该专利技术中cr含量较低，s含量较高且alt、n含量没有具体说明，不属于采用n元素固溶强化的类型；该专利技术工艺采用转炉冶炼→lf炉精炼→vd炉真空处理→连铸成坯→板坯加热→热轧→热处理→成品，属于全工序的生产方法，其重点在于轧钢及热处理工艺的控制，属于轧钢范畴。
9、专利文献cn111286677.a公开了一种超低硫低铝高氮钢及冶炼方法，其所述钢的组分及重量百分比含量为：c：0.17-0.19％、si：0.26-0.40％、mn：1.6-1.7％、alt：0.005-0.020％、p≤0.010％、s≤0.0015％、ni：0.28-0.40％、v：0.15-0.17％、n：0.0100-0.0150％，其余为fe及不可避免的杂质，该专利技术中n含量为0.01-0.015％，含量较低，且未添加cr；冶炼方法为kr脱硫→转炉冶炼→lf精炼→rh真空处理→常规连铸成坯，只通过连续的三阶段控制rh真空度及真空时间来控制钢中的氮含量，但是冶炼工艺中增加了kr脱硫，增加了工序成本；此外，该专利技术只在rh工序通过控制真空度及真空时间增n，控氮达不到产品的要求。
10、专利文献cn100593578c公开了一种高氮钢的冶炼方法，其冶炼步骤：(1)用电弧炉或感应炉熔炼钢水，(2)同时采用另一台电弧炉或感应炉熔炼含氮合金，将上述(1)、(2)步骤中的钢水成分的总和与钢种适配，(3)将熔炼的钢水加入到含氮合金液中，并在氮气保护下精炼，得到高氮钢。该法虽无需复杂的加压、重熔设备，总的冶炼时间大大缩短，仅为现有技术冶炼高氮钢时间的一半，操作简单，而且钢中化学成分稳定，炉与炉间钢的成分波动小，同时能减少脱氧还原剂数量，降低了冶炼成本。但存在需要2台电弧炉或感应炉分别熔炼钢水和熔炼含氮合金，工序复杂成本高。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种低铝低硫高铬高氮系压力容器钢及冶炼方法，在保证各合金元素含量的基础上，不增加设备，解决lf炉在低alt条件下难以保证深脱硫以及使用lf炉冶炼高n高cr钢过程中增氮不进、成分控制不稳定的问题，使n含量稳定控制在0.03％-0.08％。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
3、一种低铝低硫高铬高氮系压力容器钢，其化学组分及重量百分比含量为：c含量为0.06-0.15％，si含量为0.2-0.5％，mn含量为0.3-0.6％，p含量为≤0本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种低铝低硫高铬高氮系压力容器钢，其特征在于，其化学组分及重量百分比含量为：C含量为0.06-0.15％，Si含量为0.2-0.5％，Mn含量为0.3-0.6％，P含量为≤0.025％，S含量为≤0.003％，Alt含量为0.005-0.015％，Cr含量为8.0-13.5％，Mo含量为0.8-1.2％，V含量为0.15-0.3％，Nb含量为0.05-0.1％，N含量为0.03-0.08％，余量为Fe和其它不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种低铝低硫高铬高氮系压力容器钢，其特征在于，所述低铝低硫高铬高氮系压力容器钢的化学组分及重量百分比含量为：C含量为0.06-0.12％，Si含量为0.2-0.4％，Mn含量为0.3-0.6％，P含量为≤0.025％，S含量为≤0.003％，Alt含量为0.005-0.015％，Cr含量为8.0-10.5％，Mo含量为0.8-1.1％，V含量为0.16-0.25％，Nb含量为0.05-0.07％，N含量为0.03-0.06％，余量为Fe和其它不可避免的杂质。
3.根据权利要求1-2任一项所述的一种低铝低硫高铬
4.根据权利要求3所述的一种低铝低硫高铬高氮系压力容器钢的冶炼方法，其特征在于,所述S1中石灰的用量为1.7-2.0kg/吨钢水，铝块的用量为0.9-1.5kg/吨钢水，低碳铬铁的用量为44-47kg/吨钢水，顶渣改质剂的用量为0.8-1.5kg/吨钢水。
5.根据权利要求3所述的一种低铝低硫高铬高氮系压力容器钢的冶炼方法，其特征在于,所述S1中顶渣改质剂的化学成分的重量百分比为Al含量为35-50％，Al2O3含量为12-25％，CaO含量18-28％，SiO2含量2.5-7.5％，MgO含量1.5-5.5％。
6.根据权利要求3所述的一种低铝低硫高铬高氮系压力容器钢的冶炼方法，其特征在于,所述S2中石灰的用量为5-10kg/吨钢水，低硅精炼预熔渣的用量为0.5-2.5kg/吨钢水，铝块的用量为0.4-0.8kg/吨钢水，铬铁合金的用量为91-98kg/吨钢水。
7.根据权利要求3所述的一种低铝低硫高铬高氮系压力容器钢的冶炼方法，其特征在于,所述S2中低硅精炼预熔渣的化学成分的重量百分比为Al2O3含量为30-45％，CaO含量40-55％，SiO2含量2-5％，MgO含量1.5-10.5％。
8.根据权利要求3所述的一种低铝低硫高铬高氮系压力容器钢的冶炼方法，其特征在于,所述S3中含氮合金的用量为1.2-4.2kg/吨钢水。
...【技术特征摘要】
1.一种低铝低硫高铬高氮系压力容器钢，其特征在于，其化学组分及重量百分比含量为：c含量为0.06-0.15％，si含量为0.2-0.5％，mn含量为0.3-0.6％，p含量为≤0.025％，s含量为≤0.003％，alt含量为0.005-0.015％，cr含量为8.0-13.5％，mo含量为0.8-1.2％，v含量为0.15-0.3％，nb含量为0.05-0.1％，n含量为0.03-0.08％，余量为fe和其它不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种低铝低硫高铬高氮系压力容器钢，其特征在于，所述低铝低硫高铬高氮系压力容器钢的化学组分及重量百分比含量为：c含量为0.06-0.12％，si含量为0.2-0.4％，mn含量为0.3-0.6％，p含量为≤0.025％，s含量为≤0.003％，alt含量为0.005-0.015％，cr含量为8.0-10.5％，mo含量为0.8-1.1％，v含量为0.16-0.25％，nb含量为0.05-0.07％，n含量为0.03-0.06％，余量为fe和其它不可避免的杂质。
3.根据权利要求1-2任一项所述的一种低铝低硫高铬高氮系压力容器钢的冶炼方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种低铝低硫高铬高氮系压力容器钢的冶炼方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：靳仁春，刘彭，邓必荣，梁亮，齐江华，谢世正，肖爱达，董常福，谭大进，
申请(专利权)人：湖南华菱涟源钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：
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