CN102345045A - 一种海洋平台齿条用钢A514GrQ钢板及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海洋平台齿条用钢A514GrQ钢板,所述钢板包含如下质量百分比的化学成分(单位,wt%):C:0.10~0.19、Si:0.17~0.30、Mn:1.00~1.45、P:≤0.018、S:≤0.005、Cr+Mo+Ni:≤3.5、V+Nb+Ti:≤0.1、B:0.001~0.002、Als:0.015~0.050,其它为Fe和残留元素。通过KR铁水预处理、转炉冶炼、吹氩处理、LF精炼、VD精炼、模铸、加热、控轧控冷、堆冷、调质工艺,通过合理的化学成分设计,LF+VD工艺来保证钢质的洁净度,并通过加热、轧制及调质处理等工艺有效实施,成功地开发出了120mm-150mm厚度海洋平台齿条用钢A514GrQ钢板,其屈服强度控制在720~760MPa,抗拉强度控制在830~880MPa,伸长率控制在22%-24%;V型冲击功控制在90~150J。
Description
技术领域
本发明属于中厚钢板生产技术领域,具体涉及到一种海洋平台齿条用钢A514GrQ钢板及其生产方法。
背景技术
A514GrQ是ASTM标准下的经淬火与回火的高强度可焊接钢板,主要用途是用在需要高抗拉,高屈服的场所,工程汽车升降齿轮,海洋平台用的齿条。它具有强度高、韧性好、低温韧性优良、加工性能和焊接性能好、耐磨、耐腐蚀等特点。目前,国内采购的A514GrQ特厚钢板由于生产难度极大基本上依赖进口。
发明内容
针对上述问题,本发明提供一种节省成本、生产简便、自主研发的海洋平台齿条用钢A514GrQ钢板及其生产方法。
一种海洋平台齿条用钢A514GrQ钢板,包含如下质量百分比的化学成分(单位,wt%):C:0.10~0.19、Si:0.17~0.30、Mn:1.00~1.45、P:≤0.018、S:≤0.005、Cr+Mo+Ni:≤3.5、V+Nb+Ti:≤0.1、B:0.001~0.002、Als:0.015~0.050,其它为Fe和残留元素。
所述海洋平台齿条用钢A514GrQ钢板的厚度为120mm-150mm。
为达到上述目的,所述海洋平台齿条用钢A514GrQ钢板的生产方法,它包括如下步骤:
a.KR铁水预处理:到站铁水必须扒前渣与扒后渣,保证液面渣层厚度≤20mm,铁水经KR搅拌脱硫后保证铁水S≤0.005%,保证脱硫周期≤21min、脱硫温降≤20℃;
b.转炉冶炼:采用100/120吨顶底复吹转炉,入炉铁水中按质量百分比含S≤0.005%、含P≤0.080%,铁水温度≥1270℃,铁水装入量误差按±1t来控制,过程枪位按前期1.0-1.3m、中期1.2-1.6m、后期1.0-1.1m控制,造渣碱度R按2.5-4.0控制,出钢目标P≤0.015%、C≥0.05%、S≤0.012%,出钢过程中向钢包内加硅铝钡钙、锰铁合金、硅铁合金和石灰、萤石,出钢前用挡渣塞挡前渣出钢,出钢结束前采用挡渣锥挡渣,保证渣层厚度≤30mm,转炉出钢过程中要求全程吹氩;
c.吹氩处理:氩站一次性加入铝线,在氩站要求强吹氩3min,流量200-500NL/min,钢液面裸眼直径控制在300~500mm,离氩站温度不得低于1570℃;
d.LF精炼:精炼过程中全程吹氩,加入渣料,碱度按4.0-6.0控制,加入脱氧剂,加热采用电流进行加热,加热时间按两次控制,一加热7-12min、二加热6-10min,二加热过程中补加脱氧剂,并要求粘渣次数大于6次,离站前加入硅钙线,加硅钙线前必须关闭氩气,不采用真空脱气的上钢温度1565±15℃,采用真空脱气的上钢温度1610±15℃;
e.VD精炼:VD真空度必须达到67Pa以下,保压时间必须≥15min,破真空后软吹2-5min或不吹,软吹过程中钢水不得裸露,在线包抽真空时间1.7min,覆盖剂保证铺满钢液面,加覆盖剂前必须关闭氩气,上钢温度1565±15℃;
f.模铸:过热度控制在30-35℃,本体浇注时间12-20min,帽口浇铸时间2-6min,保护渣按照70kg/支进行添加,7h后脱帽,9h后脱锭;
g.加热:钢锭入炉后焖钢2h,1000℃以下升温速度小于100℃/h,1000℃以上升温速度小于130℃/h,钢锭加热温度控制在≤1320℃;
h.控轧控冷:采用两阶段轧制,一阶段开轧温度1050℃~1150℃,道次压下量为30~45mm,二阶段开轧温度≤950℃,终轧温度820~920℃;
i.堆冷:堆垛缓冷温度不低于450℃,堆冷时间≥48小时;
j.调质:正火温度880-950℃,保温时间2-3min/mm,回火保温温度600-700℃,保温时间3-5min/mm。
由于本发明通过KR铁水预处理、转炉冶炼、吹氩处理、LF精炼、VD精炼、模铸、加热、控轧控冷、堆冷、调质工艺,通过合理的化学成分设计,LF+VD工艺来保证钢质的洁净度,并通过加热、轧制及调质处理等工艺有效实施,成功地开发出了120mm-150mm厚度海洋平台齿条用钢A514GrQ钢板,其屈服强度控制在720~760MPa,抗拉强度控制在830~880 MPa,伸长率控制在22%-24%; V型冲击功控制在90~150 J。钢板性能达到国家标准要求,并且降低生产能耗,大大降低了生产成本。
具体实施方式
本发明所述的海洋平台齿条用钢A514GrQ钢板包含如下质量百分比的化学成分(单位,wt%):C:0.10~0.19、Si:0.17~0.30、Mn:1.00~1.45、P:≤0.018、S:≤0.005、Cr+Mo+Ni:≤3.5、V+Nb+Ti:≤0.1、B:0.001~0.002、Als:0.015~0.050,其它为Fe和残留元素。
为达到上述目的,本发明采取的生产方法包括:KR铁水预处理、转炉冶炼、吹氩处理、LF精炼、VD精炼、模铸、加热、控轧控冷、堆冷、调质。在所述KR铁水预处理中,到站铁水必须扒前渣与扒后渣,保证液面渣层厚度≤20mm,铁水经KR搅拌脱硫后保证铁水S≤0.005%,保证脱硫周期≤21min、脱硫温降≤20℃;在所述转炉冶炼中,入炉铁水S≤0.005%、P≤0.080%,铁水温度≥1270℃,铁水装入量误差按±1t来控制,废钢严格采用优质边角料,过程枪位按前期1.0-1.3m、中期1.2-1.6m、后期1.0-1.1m控制,造渣碱度R按2.5-4.0控制,出钢目标P≤0.015%、C≥0.05%、S≤0.012%,出钢过程中向钢包内硅铝钡钙、锰铁合金、硅铁合金和石灰、萤石,出钢前用挡渣塞挡前渣出钢,出钢结束前采用挡渣锥挡渣,保证渣层厚度≤30mm,转炉出钢过程中要求全程吹氩;在所述吹氩处理中,氩站一次性加入铝线,在氩站要求强吹氩3min,流量200-500NL/min,钢液面裸眼直径控制在300~500mm,离氩站温度不得低于1570℃;在所述LF精炼中,精炼过程中全程吹氩,吹氩强度根据不同环节需要进行调节,加入精炼渣料,碱度按4.0-6.0控制,精炼脱氧剂以电石、铝粒、硅铁粉为主,加入量根据钢水中氧含量及造白渣情况适量加入,加热过程根据节奏富余和温度情况选择适当电流进行加热,加热时间按两次控制,一加热7-12min、二加热6-10min,二加热过程中要求根据造渣情况,补加脱氧剂,并要求粘渣次数大于6次,离站前加入硅钙线,加硅钙线前必须关闭氩气,上钢温度1565±15℃(不采用真空脱气)/1610±15℃(采用真空脱气);在所述VD精炼中,VD真空度必须达到67Pa以下,保压时间必须≥15min,破真空后软吹2-5min或不吹,软吹过程中钢水不得裸露,正常在线包抽真空时间:(抽真空前钢水温度—目标离站温度)/1.7min,覆盖剂,保证铺满钢液面,加覆盖剂前必须关闭氩气,上钢温度1565±15℃;在所述模铸中,过热度控制在30-35℃,本体浇注时间12-20min,帽口浇铸时间2-6min,保护渣按照70kg/支进行添加,7h后脱帽,9h后脱锭;在所述加热中,钢锭入炉后焖钢2h,1000℃以下升温速度小于100℃/h,1000℃以上升温速度小于130℃/h,钢锭最高加热温度控制在≤1320℃;在所述控轧控冷中,采用两阶段轧制,一阶段开轧温度1050℃~1150℃,采用高温低速大压下轧制,道次压下量为30~45mm,二阶段开轧温度≤950℃,终轧温度820~920℃;在所述堆冷中,堆垛缓冷温度不低于450℃,堆冷时间≥48小时;在所述调质中,正火温度880-950℃,保温时间2-3min/mm,回火保温温度600-700℃,保温时间3-5min/mm。
实施例1
通过KR铁水预处理、转炉冶炼、吹氩处理、LF精炼、VD精炼、模铸、加热、控轧控冷、堆冷、调质工艺,获得一种海洋平台齿条用钢A514GrQ钢板,它包含如下质量百分比的化学成分(单位,wt%):C:0.11、Si:0.28、Mn:1.00、P: 0.015、S:0.001、Cr+Mo+Ni:3.0、V+Nb+Ti:0.02、B:0.002、Als:0.018,其它为Fe和残留元素。
实施例2
通过KR铁水预处理、转炉冶炼、吹氩处理、LF精炼、VD精炼、模铸、加热、控轧控冷、堆冷、调质工艺,获得一种海洋平台齿条用钢A514GrQ钢板,它包含如下质量百分比的化学成分(单位,wt%):C:0.19、Si:0.18、Mn:1.40、P:0.008、S:0.004、Cr+Mo+Ni:1.5、V+Nb+Ti:0.1、B:0.001、Als:0.048,其它为Fe和残留元素。
机械力学性能分析
成份及机械力学性能按ASTM A514/A514M-05,机械力学性能具体见下表1
表1 海洋平台齿条用钢A514GrQ钢板机械力学性能
本次分别试生产127mm、152mm厚度A514GrQ各 10批,通过合理的化学成分设计及生产工艺控制,成功地开发出了海洋平台齿条用钢A514GrQ钢板。其屈服强度控制在720~760MPa,抗拉强度控制在830~880 MPa,;伸长率控制在22%-24%; V型冲击功控制在90~150 J。
Claims (3)
1.一种海洋平台齿条用钢A514GrQ钢板,其特征在于:包含如下质量百分比的化学成分(单位,wt%):C:0.10~0.19、Si:0.17~0.30、Mn:1.00~1.45、P:≤0.018、S:≤0.005、Cr+Mo+Ni:≤3.5、V+Nb+Ti:≤0.1、B:0.001~0.002、Als:0.015~0.050,其它为Fe和残留元素。
2.如权利要求1所述的海洋平台齿条用钢A514GrQ钢板,其特征在于:所述海洋平台齿条用钢A514GrQ钢板的厚度为120mm-150mm。
3.如权利要求1所述的海洋平台齿条用钢A514GrQ钢板的生产方法,其特征在于:包括如下步骤:
a.KR铁水预处理:到站铁水必须扒前渣与扒后渣,保证液面渣层厚度≤20mm,铁水经KR搅拌脱硫后保证铁水S≤0.005%,保证脱硫周期≤21min、脱硫温降≤20℃;
b.转炉冶炼:采用100/120吨顶底复吹转炉,入炉铁水中按质量百分比含S≤0.005%、含P≤0.080%,铁水温度≥1270℃,铁水装入量误差按±1t来控制,过程枪位按前期1.0-1.3m、中期1.2-1.6m、后期1.0-1.1m控制,造渣碱度R按2.5-4.0控制,出钢目标P≤0.015%、C≥0.05%、S≤0.012%,出钢过程中向钢包内加硅铝钡钙、锰铁合金、硅铁合金和石灰、萤石,出钢前用挡渣塞挡前渣出钢,出钢结束前采用挡渣锥挡渣,保证渣层厚度≤30mm,转炉出钢过程中要求全程吹氩;
c.吹氩处理:氩站一次性加入铝线,在氩站要求强吹氩3min,流量200-500NL/min,钢液面裸眼直径控制在300~500mm,离氩站温度不得低于1570℃;
d.LF精炼:精炼过程中全程吹氩,加入渣料,碱度按4.0-6.0控制,加入脱氧剂,加热采用电流进行加热,加热时间按两次控制,一加热7-12min、二加热6-10min,二加热过程中补加脱氧剂,并要求粘渣次数大于6次,离站前加入硅钙线,加硅钙线前必须关闭氩气,不采用真空脱气的上钢温度1565±15℃,采用真空脱气的上钢温度1610±15℃;
e.VD精炼:VD真空度必须达到67Pa以下,保压时间必须≥15min,破真空后软吹2-5min或不吹,软吹过程中钢水不得裸露,在线包抽真空时间1.7min,覆盖剂保证铺满钢液面,加覆盖剂前必须关闭氩气,上钢温度1565±15℃;
f.模铸:过热度控制在30-35℃,本体浇注时间12-20min,帽口浇铸时间2-6min,保护渣按照70kg/支进行添加,7h后脱帽,9h后脱锭;
g.加热:钢锭入炉后焖钢2h,1000℃以下升温速度小于100℃/h,1000℃以上升温速度小于130℃/h,钢锭最高加热温度控制在≤1320℃;
h.控轧控冷:采用两阶段轧制,一阶段开轧温度1050℃~1150℃,道次压下量为30~45mm,二阶段开轧温度≤950℃,终轧温度820~920℃;
i.堆冷:堆垛缓冷温度不低于450℃,堆冷时间≥48小时;
j.调质:正火温度880-950℃,保温时间2-3min/mm,回火保温温度600-700℃,保温时间3-5min/mm。
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