CN102345045B - 一种海洋平台齿条用钢A514GrQ钢板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海洋平台齿条用钢A514GrQ钢板及其生产方法，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120-150mm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

一种海洋平台齿条用钢A514GrQ钢板

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120-150 mm。 

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≤20 mm，铁水经KR搅拌脱硫后保证铁水S≤0.005 %，保证脱硫周期≤21 min、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1.0-1.3 m、中期1.2-1.6 m、后期1.0-1.1 m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3 min，流量200-500 NL/min，钢液面裸眼直径控制在300-500 mm，离开氩站的温度不得低于1570 ℃；

d．LF精炼：精炼过程中全程吹氩，加入渣料，碱度R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7-12 min、二加热6-10 min，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≥15 min，破真空后软吹2-5 min或不吹，软吹过程中钢水不得裸露，在线包抽真空时间1.7 min，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12-20 min，帽口浇铸时间2-6 min，保护渣按照70 kg/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30-45 mm，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2-3 min/mm，回火保温温度600-700 ℃，保温时间3-5 min/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120-150 mm厚度海洋平台齿条用钢A514GrQ钢板，其屈服强度控制在720-760 MPa，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≤21 min、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1.0-1.3 m、中期1.2-1.6 m、后期1.0-1.1 m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≤30 mm，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3 min，流量200-500 NL/min，钢液面裸眼直径控制在300-500 mm，离开氩站的温度不得低于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R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7-12 min、二加热6-10 min，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67 Pa以下，保压时间必须≥15 min，破真空后软吹2-5 min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）/1.7 min，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12-20 min，帽口浇铸时间2-6 min，保护渣按照70 kg/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30-45 mm，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2-3 min/mm，回火保温温度600-700 ℃，保温时间3-5 min/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720-760 MPa，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 (1)

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；所述海洋平台齿条用钢A514GrQ钢板的厚度为120-150 mm；所述海洋平台齿条用钢A514GrQ钢板的生产方法，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≤20 mm，铁水经KR搅拌脱硫后保证铁水S≤0.005 %，保证脱硫周期≤21 min、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±1 t来控制，过程枪位按前期1.0-1.3 m、中期1.2-1.6 m、后期1.0-1.1 m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≤30 mm，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3 min，流量200-500 NL/min，钢液面裸眼直径控制在300-500 mm，离开氩站的温度不得低于1570℃；

d．LF精炼：精炼过程中全程吹氩，加入渣料，碱度R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7-12 min、二加热6-10 min，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≥15 min，破真空后软吹2-5 min或不吹，软吹过程中钢水不得裸露，在线包抽真空时间1.7 min，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12-20 min，帽口浇铸时间2-6 min，保护渣按照70 kg/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30-45 mm，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2-3 min/mm，回火保温温度600-700 ℃，保温时间3-5 min/mm。