CN102703805A

CN102703805A - 一种正火型船板钢及其生产方法

Info

Publication number: CN102703805A
Application number: CN2012102190054A
Authority: CN
Inventors: 杨雄; 董瑞峰; 孙丽钢; 温利军; 李文艺; 黄楠
Original assignee: Baotou Iron and Steel Group Co Ltd
Current assignee: Baotou Iron and Steel Group Co Ltd; Inner Mongolia Baotou Steel Union Co Ltd
Priority date: 2012-06-22
Filing date: 2012-06-22
Publication date: 2012-10-03

Abstract

本发明涉及一种正火型低成本厚规格船板钢及其生产方法，钢板的化学成分按重量百分比为C：≤0.21％、Si：≤0.35％、Mn：0.60～1.20％、P：≤0.015％、S：≤0.005％、O：≤0.0040％、N≤0.0060％，余量为Fe和不可避免的杂质。制造方法是：采用经过脱硫预处理的铁水和废钢作为原料，经过冶炼、连铸、加热、轧制和冷却、正火热处理等工序得到船体用钢板。其优点是：具有良好的强塑性匹配，优良的低温冲击韧性，且生产成本低，最大厚度规格达100mm。

Description

一种正火型船板钢及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种正火型船板钢及其生产方法，特别是一种厚规格船板钢及其生产方法，属于冶金领域。

背景技术

船板钢作为中厚板中一大类专用高技术含量，高附加值产品，用量巨大，主要用于各种船舶、舰艇的制造，不仅要求钢板具有优良的强塑性能，良好的低温冲击韧性，还要求钢板具有良好的焊接性能和耐腐蚀性能。

目前国内已公开大量船板钢专利，其中和本发明处于同一级别的专利如下：

中国专利CN102286693A公开了“一种厚规格船板钢及其制备方法”化学成分为：C：0.09～0.14％，Si：0.15～0.40％，Mn：1.00～1.45％，P≤0.015％，S≤0.010％，Nb：0.020～0.045％，Ti：0.010～0.025％，V：0.020～0.045％；Ni：0.20～0.45％，Cu：0.10～0.30％，Al：0.020～0.050％，余量为Fe和不可避免的杂质。通过本方法生产出的船板钢性能稳定，并且生产成本相对较低，生产效率高。不足之处是合金元素含量较高，增加了成本。

中国专利CN102199724A公开了“屈服强度355MPa合金减量型船板钢及其制备工艺”化学成分重量百分比为：C：0.13～0.18％，Si：0.10～0.35％，Mn：0.90～1.30％，Nb：0.01～0.022％，Ti：0.009～0.02％，A1：0.01～0.04％，P≤0.020％，S≤0.010％以及Fe和杂质。其制备工艺为：将与上述船板钢组分相同的连铸坯依次进行加热、保温、热轧、冷却直接形成成品船板钢，即以控轧控冷(TMCP)状态交货。该发明的船板钢屈服强度大于355MPa，具有良好的低温(-20℃)冲击韧性，最大厚度为40mm。不足之处是最大厚度只有40mm。

中国专利CN102002632A公开了“一种控轧型特厚高强度船板钢及其制备方法”化学成分及其质量百分比含量为：C：0.11-0.16％，Si：0.30-0.50％，Mn：1.40-1.60％，Als：0.025-0.055％，Nb：0.030-0.050％，V为0.030％-0.05％，Ti：0.010％-0.020％，P＜0.020％，S＜0.012％，其余含量为Fe和杂质。经炼钢、精炼、连铸、热轧后得到。该发明具有化学成分和工艺简单、厚度规格达60mm，产品性能稳定等特点。不足之处是最大厚度只有60mm，且添加了合金元素，增加了成本。

中国专利CN101701326A公开了“一种厚规格高强高韧船板钢及其生产方法”，采用添加少量钼、铜、镍、铬的成分设计，再结晶区轧制，变形速率大于3s，变形量大于60％；未再结晶区轧制，压缩比保持在1.5倍左右，获得足够的相变形核点，为正火做准备。冷却采用6～20℃/s的冷却速度，终冷温度在680～700℃范围内。冷却后的轧件尽快下线堆冷，堆冷温度≥600℃。冷至室温的钢板进行正火处理，正火温度910±5℃，保温时间1.0～1.2h，空冷至室温。最终得到细小均匀的铁素体和珠光体组织，材料强韧性得到同步提高。最终产品的屈服强度≥355MPa，抗拉强度≥490MPa，延伸率≥26％，-60℃夏比冲击功≥100J。不足之处是添加了合金元素，增加了成本。

发明内容

基于上述专利存在的不足，本发明的目的是提供一种符合GB712-2000《船体用结构钢》中规定的具有屈服强度之235MPa，抗拉强度400-520MPa，延伸率≥22％，且具有优良的低温冲击韧性，且不添加合金元素，生产成本低，最大厚度可达100mm的一种正火型船板钢及其生产方法。

本发明的技术方案是：

本发明所述钢板的化学成分按重量百分比为C：0.10～0.21％、Si：0.15～0.35％、Mn：0.60～1.20％、P：≤0.015％、S：≤0.005％、O：≤0.0040％、N≤0.0060％，余量为Fe和不可避免的杂质。

本发明主要采用的工艺路线为：铁水预处理-转炉冶炼-LF精炼-RH精炼-板坯连铸-板坯加热-除磷-控制轧制-ACC冷却-正火热处理。

本发明的制造方法、主要步骤及工艺参数如下：

l、冶炼

转炉冶炼采用经过脱硫预处理的铁水和废钢作为原料。采用单渣工艺冶炼，高碳锰铁和硅铝合金脱氧合金化，出钢挡渣，保证一次拉碳成功，转炉出钢温度控制在1620～1640℃。RH工序采用循环深脱气工艺，在保证钢水温度稳定的前提下大幅降低氢、氧、氮等气体含量，减小有害气体对钢质的不利影响，最终得到的钢水的化学成分重量百分比为C：≤0.21％、Si：≤0.35％、Mn：0.60～1.20％、P：≤0.015％、S：≤0.005％、O：≤0.0040％、N≤0.0060％，余量为Fe和不可避免的杂质。

2、连铸

连铸机为直弧形连铸机，详细工艺及参数控制如下：使用中碳低合金钢保护渣，渣子要保持干燥，液渣层厚度控制在10～15mm；使用无碳中包覆盖剂，未装长水口或长水口未浸入钢液面时严禁向中包冲击区加入覆盖剂；保持恒速浇注，浇注速度控制在0.9～1.0m/min。正常工艺情况下，同一炉次拉速波动不允许超过±0.1m/min；结晶器进水温度控制在38±1℃，二冷水温度控制在22～25℃；铸坯矫直温度控制在950～1000℃，且铸坯沿宽度方向的温差不得超过50℃；做好保护浇注，谨防钢水二次氧化和吸气增氮；铸坯低倍检验结果应满足B类中心偏析≤1.5级，中间裂纹≤1.5级，中心疏松≤1.0级。

3、加热

充分保证钢坯加热温度和均热时间。加热温度控制在1160℃～1200℃，总在炉时间≥270min，其中均热时间≥50min，保证合金元素充分固溶，板坯温度均匀。炉气气氛采用弱氧化或还原气氛烧钢，微正压操作，避免铸坯表面生成过量氧化铁皮和难去除氧化铁皮。

4、轧制和冷却

轧制采用两阶段控制轧制，即奥氏体再结晶区控制轧制即通常所称的粗轧阶段和奥氏体非再结晶区控制轧制即通常所称的精轧阶段。粗轧时加大道次变形量，开轧温度为1150～1190℃，单道次相对压下率至少有两道次控制在15％以上。精轧时严格控制各道次变形量，精轧开轧温度900～920℃，至少有两道压下率＞15％，末道次压下率＞10％，终轧温度880～900℃。轧后钢板采用控制冷却，终冷温度670～700℃，得到晶粒细小且均匀的铁素体+珠光体组织。

5、正火热处理

正火温度为880℃～910℃，保温时间为10min+t×1.5min/mm，其中t为钢板厚度，单位为mm。

本发明的有益效果为：

1、本发明设计的化学成分，不添加微合金元素，降低了合金成本。

2、通过本发明设计的化学成分，采取上述工艺可以得到一种符合GB712-2000《船体用结构钢》中规定的屈服强度≥235MPa，抗拉强度400-520MPa，延伸率≥22％，且具有优良的低温冲击韧性，生产成本低，最大厚度规格可达100mm的船体用钢板。

附图说明

图1为本发明实施例1钢板的金相组织图；

图2为本发明实施例2钢板的金相组织图。

具体实施方式

以下用实施例对本发明作更详细的描述。

实施例1

原料铁水经过铁水深脱硫，转炉顶底吹炼，钢包吹氩，LF炉外精炼，RH真空处理及连铸工艺得到表1所示化学成分重量百分比的250mm厚板坯。板坯加热温度1200℃，总在炉时间310min，第一阶段开轧温度1180℃，单道次相对压下率至少有两道次以上控制在15％以上，当中间坯厚度为100mm时，在辊道上待温至913℃，随后进行第二阶段轧制，终轧温度为887℃，成品钢板厚度为50mm。轧制结束后，钢板进入加速冷却(ACC)装置，终冷温度700℃，热矫后冷床冷却。钢板抛丸后送入正火炉进行处理，正火温度900℃，保温时间为10min+t×1.5min/mm，t为钢板厚度。最后即可得到所述钢板。

实施例2

实施方式同实施例1，其中加热温度为1200℃，总在炉时间300min，第一阶段轧制的开轧温度为1170℃，第二阶段轧制的开轧温度为900℃，中间坯待温厚度为120mm，终轧温度为890℃，成品钢板厚度为100mm。轧制结束后，钢板进入加速冷却(ACC)装置，终冷温度670℃，热矫后冷床冷却。钢板抛丸后送入正火炉进行处理，正火温度900℃，保温时间为10min+t×1.5min/mm，t为钢板厚度。最后即可得到所述钢板。

表1本发明实施例1～2的化学成分(wt％)

实施例	C	Si	Mn	P	S	O(ppm)	N(ppm)
								1	0.16	0.31	1.06	0.012	0.001	18	35
2	0.17	0.28	1.10	0.009	0.002	22	38

对本发明实施例1～2的钢板进行力学性能和冲击性能检验，结果见表2。

表2本发明实施例1～2的钢板的力学性能和冲击性能

Claims

1.一种正火型船板钢，其特征是：钢板的化学成分按重量百分比为C：≤0.21％、Si：≤0.35％、Mn：0.60～1.20％、P：≤0.015％、S：≤0.005％、O：≤0.0040％、N≤0.0060％，余量为Fe和不可避免的杂质。

2.一种根据权利要求1所述的正火型船板钢的生产方法，其特征是：采用的工艺路线为：铁水预处理-转炉冶炼-LF精炼-RH精炼-板坯连铸-板坯加热-除磷-控制轧制-ACC冷却-正火热处理；转炉冶炼采用经过脱硫预处理的铁水和废钢作为原料，经冶炼得到的钢水的化学成分重量百分比为C：≤0.21％、Si：≤0.35％、Mn：0.60～1.20％、P：≤0.015％、S：≤0.005％、O：≤0.0040％、N≤0.0060％，余量为Fe和不可避免的杂质；在连铸机上铸成钢板坯；在加热炉中对钢板坯加热，加热温度控制在1160℃～1200℃，总在炉时间控制在270min以上；然后进行轧制，轧制时加大粗轧道次变形量，开轧温度为1150～1190℃，单道次相对压下率至少有两道次以上控制在15％以上，精轧开轧温度≤920℃，至少有两道次压下率控制在15％以上，末道次压下率＞10％，终轧温度控制在900℃以下；轧后钢板采用控制冷却，终冷温度≤700℃，得到铁素体+珠光体组织的钢板；最后对钢板进行正火热处理，正火温度为880℃～910℃，保温时间为10min+t×1.5min/mm，其中t为钢板厚度，单位为mm。