本发明属冶金领域技术，具体涉及到一种核能安全容器用高强钢板的生产方法。
背景技术：
核能作为新型能源，具有清洁无污染等特点，节能减排、低碳经济正促进核能再全球的复兴。熔盐堆作为第四代先进反应堆的6个候选堆之一，钍基熔盐堆具有钍高效利用、高温制氢、无水冷却、适合小型模块化设计等优势和潜力。发展钍基熔盐堆，将会有助于解决能源和环境双重挑战。发明出适用于第四代核电技术使用的钢板就非常必要，对促进核电技术的发展也十分重要。
技术实现要素：
本发明旨在提供一种核能安全容器用高强钢板的生产方法，特别是钍基熔盐堆核能系统安全容器用高强钢板的生产方法，生产的钢交货态及模焊态不仅具有较高常温抗拉强度及150℃高温强度，同时具有较好的-12℃以下的低温冲击韧性及-28℃以下的无塑性转变温度tndt。
本发明的技术方案：
核能安全容器用高强钢板的生产方法，钢的化学成分质量百分比为c≤0.20，si=0.15~0.55，mn=0.85～1.70，p≤0.015，s≤0.005，v≤0.080，ni≤0.60，mo≤0.30，ti=0.010~0.030，nb=0.010~0.050，cr≤0.30，cu≤0.35，b≤0.0010，alt=0.020~0.060，其余为fe和不可避免的杂质，碳当量ceq≤0.50；包括如下工艺步骤：
a.转炉冶炼：挡渣出钢，出钢c≥0.06%，p≤0.012%；
b.lf精炼：白渣保持时间15min以上，出站s≤0.005%；
c.真空脱气处理：在真空度≤0.5tor下保持时间≥15min；破空后进行ca处理，喂入纯钙线≥200m；软吹氩时间≥15min；
d.连铸：全程保护浇铸；中间包钢水过热度8~18℃；采用动态轻压下技术，压下量大于6mm；模铸采取氩气保护浇注技术，钢水过热度30~40℃，浇注完毕后冒口加入发热剂保温,钢锭下线使用保温罩堆垛缓冷48～72h；
e.连铸坯加热：轧制前板坯加热温度1180~1220℃，加热速度7~12min/cm；模铸钢锭加热：装入钢锭关闭炉门焖钢1h，其后以1.8~2℃/min加热升至850±10℃保温2~2.5h，随后以<2℃/min的加热速度将温度升至1000℃，1000℃后温度直接升至1260~1300℃，保温5~13h直至出钢；
f.连铸坯轧制：一阶段开轧温度≥1050℃，一阶段终轧温度＞980℃，最后三道次压下率在15%以上，中间坯厚度≥2倍成品厚度；二阶段开轧温度≤900℃，终轧温度780~850℃；模铸钢锭轧制：一阶段开轧温度≥1050℃，一阶段终轧温度＞980℃，中间坯厚度≥2倍成品厚度，二阶段开轧温度在840~880℃，终轧温度780~820℃；
g.热处理：采用淬火 回火热处理工艺，淬火温度900~930℃，保温时间10~40min，然后采用淬火机水淬；回火温度630~680℃，保温时间30~200min，然后空冷。
所述碳当量ceq的计算公式：ceq=c mn/6 (cr mo v)/5 (ni cu)/15。
本发明钍基熔盐堆核能系统安全容器用高强钢板产品标准参考钍基熔盐堆核能系统试验平台项目安全容器用钢板的相关技术标准，板交货态及模焊态力学性能均应满足：常温拉伸rp0.2≥415mpa，rm=585~705mpa，a50≥20%；150℃高温拉伸rp0.2≥360mpa，rm≥528mpa；-12℃横向冲击akv8平均值≥54j；落锤试验tndt≤-28℃。钢板的a类、b类、c类、d类非金属夹杂物皆应小于1.5级。
本发明的有益效果：通过合理的化学成分设计，使ceq≤0.50%；通过lf精炼 真空脱气处理工艺保证钢质的洁净度；采用控轧 淬火 回火的工艺，最终得到组织为回火索氏体，晶粒度达到9.0～10.0级，a类、b类、c类、d类非金属夹杂物皆小于1.5级；交货态及模拟焊后态的常温拉伸抗拉强度皆达到585mpa以上，150℃高温拉伸抗拉强度528mpa以上，并具有较好的低温韧性的厚度为10~150mm的钍基熔盐堆核能系统安全容器用高强钢板。
附图说明
图1为本发明实施例1钢的组织结构图。
具体实施方式
以下结合实施例，进一步详细说明本发明。
实施例1：钍基熔盐堆核能安全容器用高强钢板的生产方法
炼钢工艺实施过程：转炉出钢c=0.06%，p=0.010%。lf精炼白渣保持时间20min，出站s=0.0040%，vd真空度0.5tor，保真空时间16min，破空后喂入纯ca线250米处理，软吹氩时间16min。连铸浇注260mm厚度铸坯，连铸中间包钢水过热度11~12℃，动态轻压下压下量6.3mm，熔炼成分如表1所示。
轧钢工艺实施过程：铸坯加热速度9.0min/cm，出钢温度1195℃，第一阶段开轧温度1060℃，最后三道次压下率分别为20%，21%，20%，终轧温度1000℃，轧制中间坯厚度110mm。第二阶段开轧温度820℃，累计压下率50%，终轧温度815℃，轧制成品厚度50mm。
热处理工艺实施过程：钢板从室温加热至温度910℃，保温20分钟，然后淬火机水淬至室温；回火温度660℃，保温35分钟，然后空冷。最后得到所述钢板，其非金属夹杂物检测结果如表2所示，其性能如表3所示。
实施例2：钍基熔盐堆核能安全容器用高强钢板的生产方法
炼钢工艺实施过程：转炉出钢c=0.09%，p=0.009%。lf精炼白渣保持时间18min，出站s=0.0038%，vd真空度0.5tor，保真空时间17min，破空后喂入纯ca线250米处理，软吹氩时间16min。连铸浇注260mm厚度铸坯，连铸中间包钢水过热度12~15℃，动态轻压下压下量6.2mm，熔炼成分如表1所示。
轧钢工艺实施过程：铸坯加热速度9.1min/cm，出钢温度1190℃，第一阶段开轧温度1070℃，最后三道次压下率分别为21%，19%，20%，终轧温度1005℃，轧制中间坯厚度70mm。第二阶段开轧温度895℃，累计压下率49%，终轧温度830℃，轧制成品厚度20mm。
热处理工艺实施过程：钢板从室温加热至温度900℃，保温13分钟，然后淬火机水淬至室温；回火温度680℃，保温35分钟，然后空冷。最后得到所述钢板，其非金属夹杂物检测结果如表2所示，其性能如表3所示。
实施例3：钍基熔盐堆核能安全容器用高强钢板的生产方法
炼钢工艺实施过程：转炉出钢c=0.08%，p=0.009%。lf精炼白渣保持时间16min，出站s=0.0036%，vd真空度0.5tor，保真空时间18min，破空后喂入纯ca线250米处理，软吹氩时间20min。模铸浇注35吨锭型钢锭，钢水过热度36℃，钢锭堆冷60小时后脱模，熔炼成分如表1所示。
轧钢工艺实施过程：钢锭表面火焰清理后入炉闷钢1小时，2℃/min加热升至850℃保温2.1小时，随后以1.8℃/min的加热速度将温度升至1000℃，再以3.0℃/min的速度加热至1280℃，保温9小时后出钢。第一阶段开轧温度1095℃，终轧温度1005℃，轧制中间坯厚度320mm。第二阶段开轧温度855℃，终轧温度800℃，轧制成品厚度150mm。
热处理工艺实施过程：钢板从室温加热至930℃，保温25分钟，然后淬火机水淬至室温；回火温度640℃，保温180分钟，然后空冷。最后得到所述钢板，其非金属夹杂物检测结果如表2所示；其性能如表3所示；其金相组织如附图1，由图可知其组织为回火索氏体，晶粒度8-9级。
表1各实施例钢的化学成分（wt.%）
表2各实施例钢的非金属夹杂物检测结果
表3各实施例钢的性能检测结果
表3中的常温拉伸及夏比v型缺口冲击试验按asmesa370进行试验。实施例2采取圆形拉伸试样，高温拉伸按asmee21进行试验；实施例1、实施例3落锤试验采用p-2型试样；实施例2落锤试验采用p-3型试样。所有试样皆垂直与钢板轧制方向，试样的纵轴线大于板厚1/4。表2中模焊态试样的模拟焊后热处理工艺为：试样进炉温度≤425℃，升温速率≤55℃/h；保温温度610℃±10℃，保温时间10~10.5h，然后以≤55℃/h的冷却速率冷却至425℃以下。
表1所示，各实施例碳当量ceq皆小于0.50%。
附图1所示，本发明钢为稳定的回火索氏体组织，晶粒度在8级以上。
由表2所示，各实施例的a类、b类、c类、d类非金属夹杂物皆小于1.5级。
由表3所示，各实施例常温拉伸rp0.2≥415mpa，rm=585~705mpa，a50≥20%；150℃高温拉伸rp0.2≥360mpa，rm≥528mpa；-12℃横向冲击akv8平均值≥47j，钢板无塑性转变温度tndt≤-28℃。本发明钢拥有良好的高温强度及低温韧性，满足交货态及模焊态的各项力学性能要求，且同时钢具有良好的内部及表面质量，符合钍基熔盐堆核能系统试验平台项目安全容器用钢板的相关技术标准要求，可以用于钍基熔盐堆核能系统安全容器的制造。
1.核能安全容器用高强钢板的生产方法，其特征在于：钢的化学成分质量百分比为c≤0.20，si=0.15~0.55，mn=0.85～1.70，p≤0.015，s≤0.005，v≤0.080，ni≤0.60，mo≤0.30，ti=0.010~0.030，nb=0.010~0.050，cr≤0.30，cu≤0.35，b≤0.0010，alt=0.020~0.060，其余为fe和不可避免的杂质，碳当量ceq≤0.50；包括如下工艺步骤：
a.转炉冶炼：挡渣出钢，出钢c≥0.06%，p≤0.012%；
b.lf精炼：白渣保持时间15min以上，出站s≤0.005%；
c.真空脱气处理：在真空度≤0.5tor下保持时间≥15min；破空后进行ca处理，喂入纯钙线≥200m；软吹氩时间≥15min；
d.连铸：全程保护浇铸；中间包钢水过热度8~18℃；采用动态轻压下技术，压下量大于6mm；模铸采取氩气保护浇注技术，钢水过热度30~40℃，浇注完毕后冒口加入发热剂保温,钢锭下线使用保温罩堆垛缓冷48～72h；
e.连铸坯加热：轧制前板坯加热温度1180~1220℃，加热速度7~12min/cm；模铸钢锭加热：装入钢锭关闭炉门焖钢1h，其后以1.8~2℃/min加热升至850±10℃保温2~2.5h，随后以<2℃/min的加热速度将温度升至1000℃，1000℃后温度直接升至1260~1300℃，保温5~13h直至出钢；
f.连铸坯轧制：一阶段开轧温度≥1050℃，一阶段终轧温度＞980℃，最后三道次压下率在15%以上，中间坯厚度≥2倍成品厚度；二阶段开轧温度≤900℃，终轧温度780~850℃；模铸钢锭轧制：一阶段开轧温度≥1050℃，一阶段终轧温度＞980℃，中间坯厚度≥2倍成品厚度，二阶段开轧温度在840~880℃，终轧温度780~820℃；
g.热处理：采用淬火 回火热处理工艺，淬火温度900~930℃，保温时间10~40min，然后采用淬火机水淬；回火温度630~680℃，保温时间30~200min，然后空冷。
技术总结