專利名稱：一種47kg級(jí)海洋工程平臺(tái)用鋼板及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于黑色金屬材料領(lǐng)域，尤其涉及一種用于海洋工程平臺(tái)的47kg級(jí)結(jié)構(gòu)鋼板及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的船板屈服強(qiáng)度普遍較低，如被大多數(shù)廠家采用的《船體結(jié)構(gòu)鋼GB/T 712-2000》標(biāo)準(zhǔn)，在這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中，鋼板的最大強(qiáng)度和質(zhì)量級(jí)別為FH40。迄今為止，我國(guó)能夠自行生產(chǎn)的船板的頂級(jí)產(chǎn)品為EH36，即強(qiáng)度等級(jí)最高為屈服36kg級(jí)，能滿足韌性要求的最低溫度為-40°C。高強(qiáng)船板尚差40 kg級(jí)不能提供，更不用說(shuō)47 kg級(jí)的海洋工程平臺(tái)用鋼。而且各強(qiáng)度級(jí)別均未達(dá)到_60°C的低溫沖擊要求。從供貨狀態(tài)上看，正火和熱軋是主要生產(chǎn)形式，而在其他品種中廣泛采用的TMCP (控制軋制與控制冷卻相結(jié)合的組合エ藝)尚未得到應(yīng)用。在規(guī)格方面，我國(guó)鋼鐵企業(yè)只能提供40_以下的中、薄規(guī)格板材產(chǎn)品，而在海洋工程領(lǐng)域廣泛采用的厚板和特厚板產(chǎn)品則全部依賴進(jìn)ロ解決。從質(zhì)量上看，我國(guó)海洋工程平臺(tái)用鋼產(chǎn)品碳當(dāng)量較高，造成焊接性等應(yīng)用性能不良，使用戶在焊接加工時(shí)不得不采取預(yù)熱、后熱等技術(shù)措施，既降低了效率，惡化了工作條件，又増加了生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明g在改變目前國(guó)內(nèi)不能生產(chǎn)高等級(jí)海洋工程平臺(tái)用鋼的現(xiàn)狀，從而提供一種成分設(shè)計(jì)合理，具有高強(qiáng)度、良好低溫韌性和抗沖擊性能的47kg級(jí)海洋工程平臺(tái)用鋼板及其生產(chǎn)方法。為此，本發(fā)明所采取的解決方案是
ー種47kg級(jí)海洋工程平臺(tái)用鋼板，其化學(xué)成分重量百分比含量為
C O. 04-0. 07%, Si O. 30-0. 50%, Mn I. 45-1. 60，P 彡 O. 020%, S 彡 O. 005%, CrO. 25-0. 40%, Ni O. 25-0. 40%, Mo O. 15-0. 20%, V O. 04-0. 06%, Nb O. 03% 0. 05%, Cu
O.28-0. 45%, AlsO. 015-0. 045%，其余為 Fe 和微量雜質(zhì)。ー種上述47kg級(jí)海洋工程平臺(tái)用鋼板的生產(chǎn)方法，其具體生產(chǎn)方法及步驟為
冶煉エ藝
轉(zhuǎn)爐冶煉進(jìn)行鐵水脫硫預(yù)處理，脫硫渣扒凈，使用清潔廢鋼和合金，而且合金要充分烘烤；通過(guò)頂吹或頂?shù)讖?fù)合吹煉，進(jìn)行深脫碳；熔煉成分按照上述47kg級(jí)海洋工程平臺(tái)用鋼板化學(xué)成分重量百分比含量給定范圍控制；轉(zhuǎn)爐擋渣出鋼，出鋼后渣層厚度控制在< IOOmm ；
在LF爐(鋼包精煉爐)造白渣并調(diào)整精煉渣系，調(diào)整精煉過(guò)程底吹氬氣流量或強(qiáng)度，使鋼中夾雜充分上浮排出；
VD爐(真空精煉爐)處理時(shí)保壓時(shí)間或RH爐(真空循環(huán)脫氣爐)鋼水循環(huán)時(shí)間彡IOmin,VD處理后靜吹氬時(shí)間彡5min, RH處理后鎮(zhèn)靜時(shí)間彡5min ；連鑄澆注過(guò)程鋼包吹氬時(shí)間> lOmin，中間包目標(biāo)過(guò)熱度控制在< 25°C ;全程保護(hù)澆注，并投入兩段電磁攪拌，電流I=IOOOA ；
軋鋼エ藝
采用TMCP軋制エ藝，鋼坯加熱溫度控制在1150-1200°C，保溫I. 9-2. Ih ；
采用兩階段控制軋制和控制冷卻第一階段在> 1000°C的奧氏體再結(jié)晶溫度范圍內(nèi)軋制，累計(jì)變形量50-65% ;第二階段在830-890°C奧氏體未再結(jié)晶溫度范圍內(nèi)軋制，累計(jì)變形量 50-65% ；
終軋溫度在820-880°C，終冷溫度在400-550°C之間，冷卻速度控制在10_15°C /s,使之最終得到板條狀貝氏體和鐵素體組織。
本發(fā)明的有益效果為
實(shí)施本發(fā)明生產(chǎn)的鋼板，經(jīng)實(shí)際檢驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)的平均值為屈服強(qiáng)度480MPa，完全達(dá)到47kg級(jí)的要求；抗拉強(qiáng)度630 MPa，延伸率27. 5% ;_20°C下的沖擊功為280J，-40°C下的沖擊功為284J，-60°C下的沖擊功為290J，保證了低溫韌性，可滿足海洋平臺(tái)在低溫水域作業(yè)的環(huán)境要求，解決了現(xiàn)有技術(shù)中海洋工程用鋼強(qiáng)度較低的問(wèn)題，改變了目前國(guó)內(nèi)不能生產(chǎn)高等級(jí)海洋工程用鋼的現(xiàn)狀。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明47kg級(jí)海洋工程平臺(tái)用鋼板根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備及エ藝條件，綜合考慮產(chǎn)品的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性，采用低碳含量設(shè)計(jì)，通過(guò)微合金元素強(qiáng)化，并采取TMCP軋制エ藝，使軋后鋼板不僅達(dá)到了強(qiáng)度要求，而且具有良好的焊接性能和耐腐蝕性能。本發(fā)明生產(chǎn)エ藝流程為轉(zhuǎn)爐冶煉ーLF爐/VD爐或RH爐精煉一連鑄ー板坯加熱一TMCPエ藝軋制一探傷一檢查、檢驗(yàn)-入庫(kù)。實(shí)施例I :
47kg級(jí)海洋工程平臺(tái)用鋼板控制熔煉化學(xué)成分重量百分比含量為
C O. 05%, Si O. 50%, Mn I. 60，P O. 020%, S O. 050%, Cr O. 35%, Ni O. 35%, Mo O. 15%, V
0.05%, Nb O. 04%, Cu O. 38%, AlsO. 015%，其余為 Fe 和微量雜質(zhì)。冶煉エ藝
轉(zhuǎn)爐冶煉進(jìn)行鐵水脫硫預(yù)處理，脫硫渣扒凈，使用清潔廢鋼和合金，而且合金要充分烘烤。通過(guò)頂?shù)讖?fù)合吹煉，進(jìn)行深脫碳；轉(zhuǎn)爐擋渣出鋼，出鋼后渣層厚度控制在90mm。在LF爐造白渣，并調(diào)整精煉渣系，調(diào)整精煉過(guò)程底吹氬氣流量或強(qiáng)度，使鋼中夾雜充分上浮排出。VD爐處理時(shí)保壓時(shí)間為15min，VD處理后靜吹氬5min，RH處理后鎮(zhèn)靜時(shí)間控制在7min。連鑄澆注過(guò)程鋼包吹氬12min，中間包目標(biāo)過(guò)熱度控制在20°C ;采取全程保護(hù)澆注，并投入兩段電磁攪拌，電流I=1000A。連鑄板坯按YB/T2012標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢查和清理。軋鋼エ藝中間還厚度為80mm,成品厚度30 mm.
采用TMCP軋制エ藝，鋼坯加熱溫度控制在1150°C，以保證細(xì)小的奧氏體晶粒，保溫
1.9h，使Nb充分熔入奧氏體當(dāng)中。采用兩階段控制軋制和控制冷卻第一階段在1130°C的奧氏體再結(jié)晶溫度范圍內(nèi)軋制，累計(jì)變形量為52% ;第二階段在850°C奧氏體未再結(jié)晶溫度范圍內(nèi)軋制，累計(jì)變形
量 43%ο終軋溫度在820°C，開(kāi)冷溫度720°C，冷卻速度控制在12°C /s,終冷溫度400°C，從而獲得板條狀貝氏體和鐵素體組織。實(shí)施例2:
47kg級(jí)海洋工程平臺(tái)用鋼板控制熔煉化學(xué)成分重量百分比含量為
C O. 07%, Si O. 30%, Mn I. 47，P O. 010%, S O. 0030%, Cr O. 25%, Ni O. 30%, Mo O. 20%,V O. 06%, Nb O. 05%, Cu O. 43%, AlsO. 040%，其余為 Fe 和微量雜質(zhì)。冶煉エ藝
轉(zhuǎn)爐冶煉進(jìn)行鐵水脫硫預(yù)處理，脫硫渣扒凈，使用清潔廢鋼和合金，而且合金要充分烘烤。通過(guò)頂?shù)讖?fù)合吹煉，進(jìn)行深脫碳；轉(zhuǎn)爐擋渣出鋼，出鋼后渣層厚度控制在93mm。在LF爐造白渣，并調(diào)整精煉渣系，調(diào)整精煉過(guò)程底吹氬氣流量或強(qiáng)度，使鋼中夾雜充分上浮排出。VD爐處理時(shí)保壓時(shí)間或RH爐鋼水循環(huán)時(shí)間lOmin，VD處理后靜吹氬8min，RH處理后鎮(zhèn)靜時(shí)間控制在5min。連鑄澆注過(guò)程鋼包吹氬15min，中間包目標(biāo)過(guò)熱度控制在22°C ;采取全程保護(hù)澆注，并投入兩段電磁攪拌，電流I=1000A。連鑄板坯按YB/T2012標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢查和清理。軋鋼エ藝中間坯厚度為150mm，成品厚度70 mm.
采用TMCP軋制エ藝，鋼坯加熱溫度控制在1200°C，以保證細(xì)小的奧氏體晶粒，保溫2h，使Nb充分熔入奧氏體當(dāng)中。采用兩階段控制軋制和控制冷卻第一階段在1180°C的奧氏體再結(jié)晶溫度范圍內(nèi)軋制，累計(jì)變形量為59% ;第二階段在850°C奧氏體未再結(jié)晶溫度范圍內(nèi)軋制，累計(jì)變形
量 50%ο終軋溫度在880°C，開(kāi)冷溫度730°C，冷卻速度控制在15°C /s,終冷溫度550°C，從而獲得板條狀貝氏體和鐵素體組織。上述生產(chǎn)方法中未列之エ藝均采用常規(guī)エ藝。
權(quán)利要求
1.ー種47kg級(jí)海洋工程平臺(tái)用鋼板，其特征在于，所述鋼板的化學(xué)成分重量百分比含量為C O. 04-0. 07%, Si O. 30-0. 50%, Mn I. 45-1. 60，P ≤ O. 020%, S ≤ O. 005%, CrO.25-0. 40%, Ni O. 25-0. 40%, Mo O. 15-0. 20%, V O. 04-0. 06%, Nb O. 03% 0. 05%, CuO.28-0. 45%, AlsO. 015-0. 045%，其余為 Fe 和微量雜質(zhì)。
2.一種如權(quán)利要求I所述47kg級(jí)海洋工程平臺(tái)用鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于，具體生產(chǎn)方法及步驟為 冶煉エ藝 轉(zhuǎn)爐冶煉進(jìn)行鐵水脫硫預(yù)處理，脫硫渣扒凈，使用清潔廢鋼和合金，而且合金要充分烘烤；通過(guò)頂吹或頂?shù)讖?fù)合吹煉，進(jìn)行深脫碳；熔煉成分按照權(quán)利要求I給定范圍控制；轉(zhuǎn)爐擋渣出鋼，出鋼后渣層厚度控制在< 100mm; 在LF爐造白渣并調(diào)整精煉渣系，調(diào)整精煉過(guò)程底吹氬氣流量或強(qiáng)度，使鋼中夾雜充分上浮排出； VD爐處理時(shí)保壓時(shí)間或RH鋼水循環(huán)時(shí)間彡IOmin, VD處理后靜吹氬時(shí)間彡5min, RH處理后鎮(zhèn)靜時(shí)間彡5min ； 連鑄澆注過(guò)程鋼包吹氬時(shí)間> lOmin，中間包目標(biāo)過(guò)熱度控制在< 25°C ;全程保護(hù)澆注，并投入兩段電磁攪拌，電流I=IOOOA ； 軋鋼エ藝 采用TMCP軋制エ藝，鋼坯加熱溫度控制在1150-1200°C，保溫I. 9-2. Ih ； 采用兩階段控制軋制和控制冷卻第一階段在> 1000°C的奧氏體再結(jié)晶溫度范圍內(nèi)軋制，累計(jì)變形量50-65% ;第二階段在830-890°C奧氏體未再結(jié)晶溫度范圍內(nèi)軋制，累計(jì)變形量 50-65% ； 終軋溫度在820-880°C，終冷溫度在400-550°C之間，冷卻速度控制在10_15°C /s,使之最終得到板條狀貝氏體和鐵素體組織。
全文摘要
本發(fā)明提供一種47kg級(jí)海洋工程平臺(tái)用鋼板及其生產(chǎn)方法，采用低碳含量設(shè)計(jì)，加入Mn、Cr、Ni、Mo、V、Cu等合金元素，進(jìn)行微合金元素強(qiáng)化，并采取控軋和控冷結(jié)合的軋制工藝，使之最終得到板條狀貝氏體和鐵素體組織。經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明鋼板屈服強(qiáng)度480MPa，完全達(dá)到47kg級(jí)的要求；抗拉強(qiáng)度630MPa，延伸率27.5%；-40℃下的沖擊功為284J，-60℃下的沖擊功為290J，保證了低溫韌性，可滿足海洋平臺(tái)在低溫水域作業(yè)的環(huán)境要求，解決了海洋工程用鋼強(qiáng)度較低的問(wèn)題。
文檔編號(hào)C22C38/58GK102676953SQ201210194220
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月13日
發(fā)明者叢津功, 李凡, 李靜, 王勇, 王 華, 蘇萬(wàn)濤, 韓鵬 申請(qǐng)人:鞍鋼股份有限公司