CN102127689A - 一种造船用热轧钢卷的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种造船用热轧钢卷的生产方法,包括:1)成分设计,对铁水进行预处理,然后转炉冶炼,氮氩切换,出钢得钢水;2)将上述钢水进行连铸得板坯,连铸中包停浇时中包钢水量控制在8~15t,液位200~350mm;全程保护浇注,长水口插入深度300~400mm;3)将上述的板坯加热;4)最后将上述加热后的板坯轧制,卷曲即得。本发明采用TMCP+RPC轧制工艺,利用微铌处理来大幅度降低C、Mn的含量,降低生产成本;本发明所得E36级造船用热轧钢卷有优良的塑性及韧性,其延伸率提高8%以上,同时改善了材料焊接性能,保证连铸坯表面质量良好。
Description
技术领域
本发明属于热轧钢卷制备领域,特别涉及一种造船用热轧钢卷的生产方法。
背景技术
现生产屈服强度345MPa级系列钢卷各钢厂成分中C高,铸坯表面裂纹多,强度富余量大,塑性及韧性低。强度富余量大,影响冷加工性能;铸坯表面有裂纹几率大不能直装,不利于节能减排;含C量高,焊接性能差;钢中Mn含量高,生产成本居高不下,产品市场竞争能力差;轧钢采用任意轧制工艺,产品的性能波动范围大,不利于用户的使用。Q345系列钢卷生产性能实绩调查
表1Q345系列钢厚度、性能范围统计表
从表1可看出:
Q345生产主要厚度在16mm以下,屈服强度在290~540MPa,抗拉强度在450~665MPa,延伸率9.5~50%;在生产中性能波动范围大,同时有的性能不合格。
表2Q345系列钢厚度及性能指标频次表
从表2可看出:
Q345的屈服强度主要是在370~490MPa、抗拉强度主要在490~630MPa范围、延伸率主要在14~34%、生产主要厚度是3-17mm;
Q345系列钢卷生产成分实绩调查
对625炉Q345进行C、Si、Mn三元素统计。
表3Q345系列钢C、Si、Mn含量范围统计表
从表3可看出:
Q345钢C平均含量为0.16%、Mn平均含量为1.39%;
表4C、Si、Mn成分频次
从表4可看出:
Q345系列钢熔炼分析C含量主要0.15~0.18%、Mn含量主要在1.32~1.52%。国家标准(GB712)对Q345成分、性能要求及生产实绩对比
表5成分、性能要求及生产实绩
从表5可看出:热轧钢卷Q345强度富裕量大,延伸率低,材料综合性能差,成分中Mn高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种造船用热轧钢卷的生产方法,该方法降低了E36钢成分中C、Mn含量,采用合适的轧制工艺及控冷工艺,提高E36钢的综合性能,生产出低成本、高性能的E36热轧钢卷,本着绿色钢铁的理念实现节能减排。
本发明的一种造船用热轧钢卷的生产方法,包括:
1)成分设计好后,对铁水进行预处理,然后转炉冶炼,氮氩切换,出钢得钢水;出钢前补吹≤1次,出钢时间4.5~6.0min;出钢4/5前加完合金;出钢双挡渣,到站渣厚≤80mm;氩站处理吹氩全程时间17~30min;
2)将上述出钢后的钢水进行连铸得板坯,其中连浇第一炉中包开浇时中包钢水量25~30t,液位550~580mm;中包快换时中包钢水量15~20t,液位350~400mm;正常浇次浇注保持中包钢水量42~50t,液位950~1000mm;更换大包时中包钢水量35~40t,液位800~850mm;连铸中包停浇时中包钢水量控制在8~15t,液位200~350mm;全程保护浇注,长水口插入深度300~400mm;
3)将上述的板坯加热,3mm≤板坯厚度≤16mm,出炉温度控制在1230±30℃,在炉时间160~200min,均热时间22~30min;
4)将上述加热后的板坯轧制,卷曲即得热轧钢卷;3mm≤板坯厚度≤16mm,精轧入口温度控制在1050±30℃,终轧温度控制在850±30℃,卷曲温度控制为580±30℃,冷却策略为后段。
上述步骤1)中,转炉冶炼中钢水处理结束前钢包弱吹Ar时间5~8min,其亮圈≤200mm;转炉冶炼中加料调整成分和温度,钢包吹Ar时间5~8min,其亮圈≤200mm;吹氩处理结束至连铸钢包开浇时间10~13min。
上述步骤1)中出钢的钢水各成分的重量百分比如表6所示:
表6成分标准
上述步骤2)中,连铸时液相线温度控制为1526℃,目标中包温度控制为1551±7℃,结晶器保护渣采用低碳钢保护渣。
上述步骤4)中,所得热轧钢卷为E36级造船用热轧钢卷。
本发明的E36级热轧钢卷,利用微铌处理,大幅度降低C、Mn的含量,辅以合适的轧制工艺保证钢卷有优良的塑性及韧性,其延伸率提高8%以上,-40℃冲击功提高一倍以上;低碳成分设计(C≤0.08%),改善了材料焊接性能,保证连铸坯表面质量良好(传统的E36级造船用钢成分在亚包晶范围内,铸坯表面产生大量裂纹),同时实现直装,节能减排;低Mn设计,减少合金用量,降低生产成本。
轧制工艺采用TMCP+RPC工艺,首次将轧后弛豫-控制相变工艺(RPC)技术应用于(P+F)钢的生产,低的终轧温度及卷曲温度,保证钢卷组织细小、均匀;钢卷保持了P+F的显微组织特征,钢卷性能各向异性小;低C、低Mn成分的E36级钢有优良的强韧性配合。该成分设计及轧制工艺将是我国低成本、高性能低合金热轧钢卷的一种新的生产方法。
有益效果
1、本发明方法简单,采用TMCP+RPC轧制工艺,成分设计上利用微铌处理来降低C、Mn的含量,减少合金的用量,降低生产成本。
2、本发明的E36级造船用热轧钢卷有优良的塑性及韧性,提高了冷加工性能,避免E36级钢卷使用中大变形的折弯开裂问题,减少质量异议;改善了材料焊接性能,同时保证连铸坯表面质量良好,实现直装,节能减排。
附图说明
图1为样品编号1的E36级钢轧制后金相组织(500倍放大),晶粒度为11级。
图2为样品编号2的E36级钢轧制后金相组织(500倍放大),晶粒度为10级。
图3为样品编号3的E36级钢轧制后金相组织(500倍放大),晶粒度为10级。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
1)成分设计好后,对铁水进行预处理,然后转炉冶炼,氮氩切换,出钢得钢水;出钢前补吹1次,出钢时间4.5min;出钢4/5前加完合金;出钢双挡渣,到站渣厚80mm;氩站处理吹氩全程时间17min;
2)上述出钢后的钢水各成分的重量百分比依次为:C 0.06%,Si 0.20%,Mn 0.90%,P0.010%,S 0.005%,Nb+Ti+V 0.040%,Als 0.020%,其余为铁和不可避免的杂质;将所述钢水进行连铸得板坯,其中连浇第一炉中包开浇时中包钢水量25t,液位550mm;中包快换时中包钢水量15t,液位350mm;正常浇次浇注保持中包钢水量42t,液位950mm,更换大包时中包钢水量35t,液位800mm,连铸中包停浇时中包钢水量控制在8t,液位200mm;全程保护浇注,长水口插入深度300mm;
3)将上述的板坯加热,在炉时间160min,均热时间22min,板坯厚度3.55mm,出炉温度控制在1260℃;
4)将上述加热后的板坯轧制,精轧入口温度控制在1080℃,终轧温度控制在880℃;卷曲温度控制为610℃,冷却策略为后段,最后卷曲即得样品编号为1的E36级造船用热轧钢卷。其金相组织见附图1,拉伸性能检验结果见表7,冲击检验结果见表8。
实施例2
1)成分设计好后,对铁水进行预处理,然后转炉冶炼,氮氩切换,出钢得钢水;出钢前补吹0次,出钢时间6.0min;出钢4/5前加完合金;出钢双挡渣,到站渣厚60mm;氩站处理吹氩全程时间25min;
2)上述出钢后的钢水各成分的重量百分比依次为:C 0.07%,Si 0.25%,Mn 1.0%,P0.015%,S 0.010%,Nb+Ti+V 0.050%,Als 0.025%,其余为铁和不可避免的杂质;将所述钢水进行连铸得板坯,其中连浇第一炉中包开浇时中包钢水量30t,液位560mm;中包快换时中包钢水量18t,液位380mm;正常浇次浇注保持中包钢水量45t,液位980mm,更换大包时中包钢水量38t,液位830mm,连铸中包停浇时中包钢水量控制在10t,液位270mm;全程保护浇注,长水口插入深度350mm;
3)将上述的板坯加热,在炉时间180min,均热时间25min,板坯厚度7.05mm,出炉温度控制在1230℃;
4)将上述加热后的板坯轧制,精轧入口温度控制在1050℃,终轧温度控制在850℃;卷曲温度控制为580℃,冷却策略为后段,最后卷曲即得样品编号为2的E36级造船用热轧钢卷。其金相组织见附图2,拉伸性能检验结果见表7,冲击检验结果见表8。
实施例3
1)成分设计好后,对铁水进行预处理,然后转炉冶炼,氮氩切换,出钢得钢水;出钢前补吹1次,出钢时间8.0min;出钢4/5前加完合金;出钢双挡渣,到站渣厚30mm;氩站处理吹氩全程时间30min;
2)上述出钢后的钢水各成分的重量百分比依次为:C 0.08%,Si 0.30%,Mn 1.10%,P0.020%,S 0.015%,Nb+Ti+V 0.058%,Als 0.030%,其余为铁和不可避免的杂质;将所述钢水进行连铸得板坯,其中连浇第一炉中包开浇时中包钢水量28t,液位580mm;中包快换时中包钢水量20t,液位400mm;正常浇次浇注保持中包钢水量50t,液位1000mm,更换大包时中包钢水量40t,液位850mm,连铸中包停浇时中包钢水量控制在15t,液位350mm;全程保护浇注,长水口插入深度400mm;
3)将上述的板坯加热,在炉时间200min,均热时间30min,板坯厚度10.55mm时,出炉温度控制在1200℃;
4)将上述加热后的板坯轧制,精轧入口温度控制在1020℃,终轧温度控制在820℃;卷曲温度控制为550℃,冷却策略为后段,最后卷曲即得样品编号为3的E36级造船用热轧钢卷。其金相组织见附图3,拉伸性能检验结果见表7,冲击检验结果见表8。本发明的拉伸性能检验结果和冲击检验结果分别见表7、表8。
表7拉伸性能检验结果
表8冲击检验结果
Claims (4)
1.一种造船用热轧钢卷的生产方法,包括:
1)成分设计好后,对铁水进行预处理,然后转炉冶炼,氮氩切换,出钢得钢水;出钢前补吹≤1次,出钢时间4.5~8.0min;出钢4/5前加完合金;出钢双挡渣,到站渣厚≤80mm;氩站处理吹氩全程时间17~30min;其中所得钢水各成分的重量百分比依次为:C0.06~0.08%,Si 0.20~0.30%,Mn 0.90~1.10%,P≤0.020%,S≤0.015%,Nb+Ti+V≤0.058%,Als 0.020~0.030%,其余为铁和不可避免的杂质;
2)将上述出钢后的钢水进行连铸得板坯,其中连浇第一炉中包开浇时中包钢水量25~30t,液位550~580mm;中包快换时中包钢水量15~20t,液位350~400mm;正常浇次浇注保持中包钢水量42~50t,液位950~1000mm;更换大包时中包钢水量35~40t,液位800~850mm;连铸中包停浇时中包钢水量控制在8~15t,液位200~350mm;全程保护浇注,长水口插入深度300~400mm;
3)将上述的板坯加热,3mm≤板坯厚度≤16mm,出炉温度控制在1230±30℃,在炉时间160~200min,均热时间22~30min;
4)将上述加热后的板坯轧制,卷曲即得热轧钢卷;3mm≤板坯厚度≤16mm,精轧入口温度控制在1050±30℃,终轧温度控制在850±30℃,卷曲温度控制为580±30℃,冷却策略为后段。
2.根据权利要求1所述的一种造船用热轧钢卷的生产方法,其特征在于:所述步骤1)转炉冶炼中钢水处理结束前钢包弱吹Ar时间5~8min,其亮圈≤200mm;转炉冶炼中加料调整成分和温度,钢包吹Ar时间5~8min,其亮圈≤200mm;吹氩处理结束至连铸钢包开浇时间10~13min。
3.根据权利要求1所述的一种造船用热轧钢卷的生产方法,其特征在于:所述步骤1)中出钢的钢水各成分的重量百分比依次为:C 0.07%,Si 0.25%,Mn 1.0%,P≤0.015%,S≤0.010%,Nb+Ti+V≤0.058%,Als 0.025%,其余为铁和不可避免的杂质。
4.根据权利要求1所述的一种造船用热轧钢卷的生产方法,其特征在于:所述步骤2)中,连铸时液相线温度控制为1526℃,中包温度控制为1551±7℃,结晶器保护渣采用低碳钢保护渣。
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