CN102382961A

CN102382961A - 一种保证横向冲击韧性的特厚钢板生产方法

Info

Publication number: CN102382961A
Application number: CN2011103581737A
Authority: CN
Inventors: 杨永达; 王彦锋; 李春智; 姜中行; 郑会平; 白学军; 狄国标; 沈钦义; 王根基; 何元春; 麻庆申; 黄少帅
Original assignee: Shougang Corp; Qinhuangdao Shouqin Metal Materials Co Ltd
Current assignee: Shougang Co Ltd; Shougang Corp; Qinhuangdao Shouqin Metal Materials Co Ltd
Priority date: 2011-11-11
Filing date: 2011-11-11
Publication date: 2012-03-21

Abstract

一种保证横向冲击韧性的特厚钢板生产方法，属于低碳结构钢控制轧制技术领域。工艺步骤包括：冶炼工艺、连铸工艺、加热工艺、轧制工艺、正火工艺等。优点在于，与传统的控轧控冷工艺不同，本技术设计铸坯坯型可提高钢板横向力学性能；同时，待温厚度仅比成品大20mm，钢板经精轧机轧制后未水冷，生产工艺简单，成本较低。

Description

一种保证横向冲击韧性的特厚钢板生产方法

技术领域

本发明属于低碳结构钢控制轧制技术领域。特别涉及一种保证横向冲击韧性的特厚钢板生产方法。

背景技术

随着世界经济的发展，海上风能市场迅速发展起来，日本核电泄漏事故的发生，使世界各国大量削减了在建核电项目，特别是欧盟各国把解决能源危机的重点放在了风电市场上。随着近海风电建设项目的陆续展开，对用于建设近海工程结构的50～100mm特厚钢板的需求量急剧增加。近海工程结构是人类开发和利用海洋资源的重要大型焊接钢结构。海上风塔应用在波浪、海潮、风暴及寒冷流冰等严峻的海洋工作环境中。这些使用特征决定了近海工程结构用钢必须具有高强度、高韧性、抗层状撕裂、良好的可焊性等性能指标。目前国内风塔的建设处于起步阶段，迫切需求具有良好低温横向冲击韧性的钢板。

济南钢铁股份有限公司申请的公开号为CN101144138A发明专利采用了传统的控轧控冷+正火工艺生产了一种低温压力容器用钢，钢坯入炉采用热装模式，待温的中间坯进行IC冷却；精轧阶段累积变形量≥60％，轧后钢板立即进行加速冷却。成分中C含量为0.12～0.19％。

发明内容

本发明的目的在于提供一种保证横向冲击韧性的特厚钢板生产方法。实现了近海工程结构钢在-60℃条件下具有良好的抗低温横向冲击韧性。

本发明包括冶炼工艺、连铸工艺、加热工艺、轧制工艺、正火工艺等。

工艺中具体参数控制如下：

1、冶炼：采用转炉冶炼，通过顶吹或顶底复合吹炼；采用LF炉和RH炉真空处理，降低O，H等有害气体以及S的含量。

2、连铸：设计连铸坯坯型，厚度规格为400mm，宽度在1800～2400mm之间，钢坯到钢板成型后的展宽比控制在1.2～1.4之间，以保证钢板获得恰当的横向变形量，提高钢板横向力学性能。

3、加热：钢坯冷装入炉，钢坯加热温度在1150～1200℃之间，加热时间在260-400min；

4、轧制：采用两阶段控轧工艺，粗轧开轧温度在980～1100℃之间，粗轧后钢坯待温厚度大于成品厚度20mm，精轧开轧温度在840～900℃之间，终轧温度在800～850℃之间，轧后空冷。尽可能增加粗轧阶段形变量，强化高温奥氏体再结晶区的变形，细化奥氏体晶粒。

5、正火：正火温度870～900℃，在炉时间为钢板厚度×1.4min/mm，保温时间为10～20min。正火热处理后，得到均匀细化的块状铁素体组织，进而提高其低温横向冲击韧性。

本发明钢板的化学成分为：C：0.08～0.12wt％；Si：0.3～0.5wt％；Mn：1.2～1.5wt％；P：≤0.015wt％；S：≤0.012wt％；Al：0.03～0.05wt％；Nb：0.02～0.05wt％；Ti：0.01～0.02wt％；Cu：0.2～0.4wt％；Ni：0.1～0.3wt％；余量为Fe和不可避免的杂质。

本发明的优点在于：

1、与传统的控轧控冷工艺不同，本技术采用400mm连铸坯，设计铸坯坯型满足1.2～1.4的展宽比，可提高钢板横向力学性能。同时，待温厚度仅比成品大20mm，钢板经精轧机轧制后未水冷，生产工艺简单，成本低。

2、在本发明设计的工艺条件下大幅度提高钢板的低温横向冲击性能，-60℃下钢板横向冲击功≥150J，Z向断面收缩率≥35％，具有良好的抗层状撕裂性能。

附图说明

图1为60mm厚钢板表面金相组织。

图2为60mm厚钢板心部金相组织。

图3为70mm厚钢板表面金相组织。

图4为70mm厚钢板心部金相组织。

图5为90mm厚钢板表面金相组织。

图6为90mm厚钢板心部金相组织。

具体实施方式

实施例1：

按照本发明提供的成分设计和生产工艺，提供了60mm厚钢板的实例。除本说明书已经说明的外，本实施例采用连铸坯尺寸400mm×2000mm×3000mm，成品钢板尺寸为60mm×2500mm×L(长度)，铸坯到钢板的展宽比为1.25，冷装，加热温度1180℃，双机架两阶段控轧，精轧开轧温度880℃，终轧温度820℃，待温厚度为80mm，轧后空冷，正火温度880℃，保温10min。钢板化学成分见表1，力学性能见表2，金相组织见附图1。

表1 60mm钢板的化学成分(重量，％)

C	Si	Mn	P	S	Alt	Ni	Cu	Nb	Ti
										0.09	0.35	1.35	0.008	0.003	0.035	0.30	0.20	0.035	0.015

表2力学性能检验结果

实施例2：

按照本发明提供的成分设计和生产工艺，提供了70mm厚度规格的实例。除本说明书已经说明的外，本实施例采用连铸坯尺寸400mm×2000mm×3000mm，成品钢板尺寸为70mm×2600mm×L(长度)，铸坯到钢板的展宽比为1.3，冷装，加热温度1180℃，双机架两阶段控轧，精轧开轧温度860℃，终轧温度800℃，待温厚度为90mm，轧后空冷，正火温度880℃，保温10min。钢板化学成分见表1，力学性能见表2，金相组织见附图2。

表1 70mm钢板的化学成分(重量，％)

C	Si	Mn	P	S	Alt	Ni	Cu	Nb	Ti
										0.1	0.35	1.45	0.008	0.003	0.035	0.4	0.20	0.035	0.015

表2 力学性能检验结果

实施例3：

按照本发明提供的成分设计和生产工艺，提供了90mm厚度规格的实例。除本说明书已经说明的外，本实施例采用连铸坯尺寸400mm×1800mm×3000mm，成品钢板尺寸为90mm×2430mm×L(长度)，铸坯到钢板的展宽比为1.35，冷装，加热温度1180℃，双机架两阶段控轧，精轧开轧温度840℃，终轧温度800℃，待温厚度为110mm，轧后空冷，正火温度880℃，保温10min。钢板化学成分见表1，力学性能见表2，金相组织见附图3。

表1 90mm钢板的化学成分(重量，％)

C	Si	Mn	P	S	Alt	Ni	Cu	Nb	Ti	Ceq
											0.1	0.35	1.45	0.008	0.003	0.035	0.4	0.20	0.035	0.015	0.382

表2 力学性能检验结果

Claims

1.一种保证横向冲击韧性的特厚钢板生产方法，其特征在于，工艺步骤为：

(1)冶炼：采用转炉冶炼，通过顶吹或顶底复合吹炼；采用LF炉和RH炉真空处理，降低O，H有害气体以及S的含量；

(2)连铸：设计连铸坯坯型，厚度规格为400mm，宽度为1800～2400mm，钢坯到钢板成型后的展宽比控制为1.2～1.4；

(3)加热：钢坯冷装入炉，钢坯加热温度为1150～1200℃，加热时间为260-400min；

(4)轧制：采用两阶段控轧工艺，粗轧开轧温度为980～1100℃，粗轧后钢坯待温厚度大于成品厚度20mm，精轧开轧温度为840～900℃，终轧温度为800～850℃，轧后空冷；

(5)正火：正火温度为870～900℃，在炉时间为钢板厚度×1.4min/mm，保温时间为10～20min。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钢板的化学成分为：C：0.08～0.12wt％；Si：0.3～0.5wt％；Mn：1.2～1.5wt％；P：≤0.015wt％；S：≤0.012wt％；Al：0.03～0.05wt％；Nb：0.02～0.05wt％；Ti：0.01～0.02wt％；Cu：0.2～0.4wt％；Ni：0.1～0.3wt％；余量为Fe和不可避免的杂质。