CN103205640B - 一种e40高强度船板钢及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种E40高强度船板钢，包含如下化学成分按质量百分比：C：0.13～0.16％，Si：0.2～0.4％，Mn：1.5～1.6％，P：≤0.03％，S：≤0.005％，Ni：0.30～0.35％，V：0.055～0.065％，Nb：0.035～0.045％，Ti：0.010～0.020％，Als：0.015～0.035％，余量为Fe，所述E40高强度船板钢其制备方法，包括铁水预处理工艺、转炉冶炼工艺、吹氩处理工艺、LF精炼工艺、VD精炼工艺、连铸工艺、加热工艺、控轧控冷、堆冷工艺、热处理工艺。成功地开发出了高强度E40钢，其其屈服强度控制在430～450MPa，抗拉强度控制在550～580MPa，伸长率控制在22%～24%，‑40℃V型冲击功控制在210～280J，同时，钢板的性能指标完全满足了标准及客户要求。

Description

一种E40高强度船板钢及制备方法

技术领域

本发明涉及一种船板钢及其制备方法，特别涉及一种E40高强度船板钢及制备方法。

背景技术

造船工业是我国国民经济支柱产业之一，近年来发展迅速，为船体结构钢的应用提供了广阔的应用前景，造船用钢板是船舶制造的主要原料，在船体重量中，钢材占90％，其中板材占钢材的70％～80％。船用钢材主要用于船体的甲板、外板、底板、舱体结构等。随着世界经济的高速发展，向大型化、高新技术化方向发展仍是船舶制造业的努力方向，但造船业感到普通强度船体钢强度不足以满足其发展的需求，所以对船体用钢特别是特厚高强度船用钢提出更多品种和更高质量的要求，希望大幅度增加低合金高强度钢的比例，特厚高强度船板钢在造船业中的应用比例不断的加大。

传统铁索体+珠光体组织的钢尽管在一定的冷却范围内强度可以得到提高，韧性得到改善，但提高和改善是有限度的。回火马氏体钢一般合金元素的加入量较大、生产周期长，工艺复杂，需要投入较多专用设备，生产过程的能耗及成本高，在保证板形及表面质量方面需要许多的投入。HSLA-100钢主要强调析出强化对强度增加的影响，对重要的合金元素添加较多，而对组织的研究相对较少。

国内现有船板钢生产专利技术的不足之处为：强度低，多为铁素体+珠光体组织，并目在对提高钢耐海水腐蚀性能的合金元素选取和添加量方面考虑较少。如:“宽厚规格高强度船板钢及其生产工艺”(CN 101418417A),“控制控冷海洋平台用钢及其生产方法”(CN101358320A)。

因此，开发其它组织类型的船板钢，并充分考虑合金元素对钢材焊接性能的作用，是获得综合性能良好的船板钢的新途径。

目前，对高强度船板钢生产方式诸多，但是大多数钢铁企业多是采用微合金化辅以TMCP工艺进行薄规格高强度船板钢的生产，从而满足各船级社标准和用户的要求，特厚规格尤其60mm以上控轧轧制工艺的较少，由于船板钢的各种性能指标要求严格尤其是特厚高强度船板钢，这就对化学成分的设计和生产工艺的制定带来了相当大的难度，需要经过多次试制才能确定出合理的生产方案，这就对钢铁企业产品结构调整及产品系列升级带来了极大的困难。特厚高强度船板钢的生产因其厚度尺寸大，宽度较大，生产中很容易产生一些缺陷，诸如连铸坯成分偏析，轧制变形不均匀，组织不均匀，尤其在厚度方向上组织均匀性控制难度更大，这就造成钢板表面和心部性能不一致、强度和韧性不理想。特厚船板钢在生产过程中由于连铸坯规格大，在轧制过程中产生的缺陷就严重影响钢的强度和韧性，从而造成产品质量标准波动大、成材率低，对企业经济效益形成不良影响。故对于控轧型特厚高强度船板钢合理的化学成分设计，操作简单的工艺，合理的控制轧制是解决特厚高强度船板钢生产难题的方法之一。

高等级船板钢使用量大、面广，不但要求钢板具有较高的强度和塑性，还要求钢板具有较低的屈强比、较高的低温韧性、良好的抗层状撕裂性能和焊接性能。一般高等级船板钢是通过热轧而成，但是特厚钢板在热轧过程中会生产一些缺陷，比如产生珠光体条带、在厚度方向上易产生组织不均匀、因冷却速度内外不一致、轧制过程中的变形不均匀以及连铸坯成分偏析等原因，析出的先共析铁素体将长大，甚至生成魏氏体组织。在一些特厚钢板厚度中心组织分析时，发现组织中碳、锰中心偏析较为严重，导致船板钢组织中存在粒状贝氏体偏析带，这些特厚板在轧制过程中产生的缺陷严重影响钢的强度和韧性，会造成产品合格品率低，产品质量波动大，生产效率不高，难以保证大型特厚板的质量要求，严重制约产品的竞争力。

对于宽厚高强船板的生产，普遍工艺是采用添加微合金元索配合控轧控冷等手段来实现，以满足强度和低温韧性的要求。但仍存在诸多问题，Cu、Nh等合金元素价格昂贵使得生产成本大大提高，铸坯厚度较大给连铸均匀性带来困难;宽厚轧件变形抗力较大，对轧机设备要求苛刻，控冷过程中温度梯度引起组织不均，沿厚度方一向上性能不一，心部低温冲击韧性不足，板型尺寸控制等。

船板钢E40要求有较高的强度、硬度、韧性，用于大型船体结构件等重要部位；由于此钢板对强度、韧性要求较高，因此在成分设计中添加有大量的Nb、V、Ti、Ni等合金，容易发生中心偏析、疏松及夹杂物等严重缺陷，且受高强度、高韧性等因素限制，该钢板对轧钢、热处理工艺要求极为严格。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提出一种E40高强度船板钢及其制备方法，该船板钢目标屈服强度不低于430MPa，抗拉强度550～580MPa，伸长率控制在22%～24%； -40℃V型冲击功控制在210～280J,具有优良的综合力学性能，且制造工艺简单，从而克服了现有技术中的不足。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：一种E40高强度船板钢，包含如下化学成分按质量百分比：C：0.13～0.16％，Si：0.2～0.4％，Mn：1.5～1.6％，P：≤0.03％，S：≤0.005％，Ni：0.006～0.35％，V：0.001～0.065％，Nb：0.006～0.045％，Ti：0.010～0.020％，Als：0.015～0.035％，余量为Fe。

优选的，一种E40高强度船板钢，包含如下化学成分按质量百分比：C：0.14～0.15％，Si：0.25～0.35％，Mn：1.5～1.6％，P：≤0.025％，S：≤0.005％，Ni：0.006～0.028％，V：0.001～0.0024％，Nb：0.006～0.009％，Ti：0.010～0.020％，Als：0.015～0.035％，余量为Fe。

优选的，一种E40高强度船板钢，包含如下化学成分按质量百分比：C：0.15％，Si：0.36％，Mn：1.58％，P：≤0.025％，S：≤0.005％，Ni：0.023％，V：0.0023％，Nb：0.009％，Ti：0.023％，Als：0.029％，余量为Fe。

优选的，一种E40高强度船板钢，包含如下化学成分按质量百分比为：C：0.145％，Si：0.30％，Mn：1.55％，P：≤0.025％，S：≤0.005％，Ni：0.007％，V：0.0015％，Nb：0.007％，Ti：0.015％，Als：0.020％，余量为Fe。

所述船板钢具有可含有高达4%的铁素体的贝氏体一马氏体结构，该结构由60-80%贝氏体、20-40%马氏体和0-4%铁素体组成。

所述E40高强度船板钢其制备方法，包括铁水预处理工艺、转炉冶炼工艺、吹氩处理工艺、LF精炼工艺、VD精炼工艺、连铸工艺、加热工艺、控轧控冷、堆冷工艺、热处理工艺；

所述铁水预处理工艺序中，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按质量百分比含S≤0.005%，保证脱硫周期≤21min、脱硫温降≤20℃；

所述转炉冶炼工艺中，入炉铁水按质量百分比含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，出钢目标按质量百分比含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；

所述吹氩处理工艺中，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℃；

所述VD精炼工艺中，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℃；

所述连铸工艺中，采用300～350mm断面生产，全程采取保护浇注，防止钢水吸气，中包过热度控制在15～25℃范围内，连铸拉速按照0.72m/min执行，二冷采用8#冷却水表，结晶器冷却采用2#冷却曲线；

所述加热工艺中:铸坯堆冷后送至连续炉进行加热，一阶段加热温度≤950℃，二阶段加热温度控制在1220～1240℃，均热段温度控制在1200～1220℃，总加热时间控制在5～6h左右；

所述控轧控冷工艺中，采用两阶段轧制，一阶段开轧温度1020℃～1120℃，采用高温低速大压下轧制，道次压下量为35mm；二阶段开轧温度790～820℃，二阶段采取大压下轧制，精轧道次压下率≥15%，终轧温度770～790℃；控冷工艺要求入水温度为760℃～780℃，返红温度控制在590～630℃；

所述堆冷工艺中，采用高温堆冷工艺可有效避免因快速冷却产生的残余应力，同时可大大降低钢板中氢的含量，充分实现热扩散效果，改善钢板探伤缺陷。钢板堆垛缓冷工艺如下，堆垛缓冷温度不低于450℃，堆冷时间≥72小时；

所述热处理工艺中：采用正火快冷的热处理工艺，正火温度920±10℃，t=2.2min/mm，水冷返红温度控制在560～580℃。

本次分别试生产100mm、120mm、140mm厚E40各52批，通过合理的化学成分设计及生产工艺控制，成功地开发出了高强度E40钢。其屈服强度控制在430～450MPa，抗拉强度控制在550～580MPa，伸长率控制在22%～24%；-40℃V型冲击功控制在210～280J，同时，性能指标完全满足了标准及客户要求。

采用本发明技术方案生产的特厚高强度船板钢轧制不变形，组织均匀，不仅在厚度方向上组织均匀性控制良好，而且让人意想不到的是钢板表面和心部性能居然完美一致；在不添加Cu,Nh等价格昂贵的合金元素，大大降低了生产成本，却丝毫不会影响铸坯厚度较大给连铸均匀性带来困难，更让人想不到的是钢板的屈服强度、抗拉强度、伸长率、-40℃V型冲击功居然达到了450MPa、580 MPa、22%～24%、280J；屈服强度、抗拉强度、伸长率、-40℃V型冲击功达到了最佳的匹配，同时产品的质量合格率由传统的76.5%达到了99.5%以上。

与背景技术中所述公开的技术方案相比，本发明技术方案贵重金属利用量极少，却丝毫不影响钢板的强度、塑性和韧性，而且焊接性能极好；本发明采用的技术方案采用所述质量控制标准，提高了由原料利用率，节约了制备成本，保证大型特厚板的质量要求，提高了产品的竞争力。

具体实施方式

实施例1，一种E40高强度船板钢，包含如下化学成分按质量百分比：C：0.13％，Si：0.25％，Mn：1.56％，P：≤0.03％，S：≤0.005％，Ni：0.25％，V：0.035％，Nb：0.030％，Ti：0.015％，Als：0.020％，余量为Fe。

上述E40高强度船板钢的制备方法如下，铁水预处理工艺中，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℃。

所述转炉冶炼工艺中，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3.5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。

所述吹氩处理工艺中，氩站一次性加入铝线，在氩站要求强吹氩7.6min，流量500NL/min，钢液面裸眼直径控制在300～500mm，离氩站温度不得低于1570℃。

所述VD精炼工艺中，VD真空度必须达到40Pa以下，保压时间必须35min，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℃。

所述连铸工艺中，采用300～350mm断面生产，全程采取保护浇注，防止钢水吸气，中包过热度控制在35℃，连铸拉速按照0.72m/min执行，二冷采用8#冷却水表，结晶器冷却采用2#冷却曲线。

所述加热工艺中:铸坯堆冷后送至连续炉进行加热，一阶段加热温度≤950℃，二阶段加热温度控制在1220～1240℃，均热段温度控制在1200～1220℃，总加热时间控制在5～6h左右。

所述控轧控冷工艺中，采用两阶段轧制，一阶段开轧温度1020℃～1120℃，采用高温低速大压下轧制，道次压下量为35mm；二阶段开轧温度790～820℃，二阶段采取大压下轧制，精轧道次压下率25%，终轧温度770～790℃；控冷工艺要求入水温度为760℃～780℃，返红温度控制在590～630℃。

所述堆冷工艺中，采用高温堆冷工艺可有效避免因快速冷却产生的残余应力，同时可大大降低钢板中氢的含量，充分实现热扩散效果，改善钢板探伤缺陷。钢板堆垛缓冷工艺如下；堆垛缓冷温度不低于450℃，堆冷时间≥72小时；

所述热处理工艺中：采用正火快冷的热处理工艺，正火温度920±10℃，t=2.2min/mm，水冷返红温度控制在560～580℃；进行空冷，分别得到100mm 、120mm、140mmE40厚高强度船板。

实施例2，一种E40高强度船板钢，包含如下化学成分按质量百分比：C：0.16％，Si：0.30％，Mn：1.6％，P：≤0.03％，S：≤0.005％，Ni：0.35％，V：0.045％，Nb：0.040％，Ti：0.020％，Als：0.030％，余量为Fe。

上述E40高强度船板钢的制备方法如下，铁水预处理工艺中，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℃。

所述转炉冶炼工艺中，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3.5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。

所述吹氩处理工艺中，氩站一次性加入铝线，在氩站要求强吹氩7.6min，流量500NL/min，钢液面裸眼直径控制在300～500mm，离氩站温度不得低于1570℃。

所述VD精炼工艺中，VD真空度必须达到40Pa以下，保压时间必须35min，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℃。

所述连铸工艺中，采用300～350mm断面生产，全程采取保护浇注，防止钢水吸气，中包过热度控制在35℃，连铸拉速按照0.72m/min执行，二冷采用8#冷却水表，结晶器冷却采用2#冷却曲线。

所述加热工艺中:铸坯堆冷后送至连续炉进行加热，一阶段加热温度≤950℃，二阶段加热温度控制在1220～1240℃，均热段温度控制在1200～1220℃，总加热时间控制在5～6h左右。

所述控轧控冷工艺中，采用两阶段轧制，一阶段开轧温度1020℃～1120℃，采用高温低速大压下轧制，道次压下量为35mm；二阶段开轧温度790～820℃，二阶段采取大压下轧制，精轧道次压下率25%，终轧温度770～790℃；控冷工艺要求入水温度为760℃～780℃，返红温度控制在590～630℃。

所述堆冷工艺中，采用高温堆冷工艺可有效避免因快速冷却产生的残余应力，同时可大大降低钢板中氢的含量，充分实现热扩散效果，改善钢板探伤缺陷。钢板堆垛缓冷工艺如下；堆垛缓冷温度不低于450℃，堆冷时间≥72小时。

所述热处理工艺中：采用正火快冷的热处理工艺，正火温度920±10℃，t=2.2min/mm，水冷返红温度控制在560～580℃；进行空冷，分别得到100mm 、120mm、140mmE40厚高强度船板。

实施例3，一种E40高强度船板钢，包含如下化学成分按质量百分比：C：0.14％，Si：0.25％，Mn：1.5％，P：≤0.025％，S：≤0.005％，Ni：0.006％，V：0.001％，Nb：0.006％，Ti：0.010％，Als：0.015％，余量为Fe。

上述E40高强度船板钢的制备方法如下，铁水预处理工艺中，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℃。

所述转炉冶炼工艺中，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。

所述吹氩处理工艺中，氩站一次性加入铝线，在氩站要求强吹氩4min，流量200NL/min，钢液面裸眼直径控制在300～500mm，离氩站温度不得低于1570℃。

所述VD精炼工艺中，VD真空度必须达到60Pa以下，保压时间必须20min，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℃。

所述连铸工艺中，采用300～350mm断面生产，全程采取保护浇注，防止钢水吸气，中包过热度控制在15℃，连铸拉速按照0.72m/min执行，二冷采用8#冷却水表，结晶器冷却采用2#冷却曲线。

所述加热工艺中:铸坯堆冷后送至连续炉进行加热，一阶段加热温度≤950℃，二阶段加热温度控制在1220～1240℃，均热段温度控制在1200～1220℃，总加热时间控制在5～6h左右。

所述控轧控冷工艺中，采用两阶段轧制，一阶段开轧温度1020℃～1120℃，采用高温低速大压下轧制，道次压下量为35mm；二阶段开轧温度790～820℃，二阶段采取大压下轧制，精轧道次压下率18%，终轧温度770～790℃；控冷工艺要求入水温度为760℃～780℃，返红温度控制在590～630℃。

所述堆冷工艺中，采用高温堆冷工艺可有效避免因快速冷却产生的残余应力，同时可大大降低钢板中氢的含量，充分实现热扩散效果，改善钢板探伤缺陷。钢板堆垛缓冷工艺如下；堆垛缓冷温度不低于450℃，堆冷时间≥72小时。

所述热处理工艺中：采用正火快冷的热处理工艺，正火温度920±10℃，t=2.2min/mm，水冷返红温度控制在560～580℃；进行空冷，分别得到100mm 、120mm、140mmE40厚高强度船板。

实施例4，一种E40高强度船板钢，包含如下化学成分按质量百分比：C：0.145％，Si：0.30％，Mn：1.55％，P：≤0.025％，S：≤0.005％，Ni：0.007％，V：0.0015％，Nb：0.007％，Ti：0.015％，Als：0.020％，余量为Fe。

上述E40高强度船板钢的制备方法如下，铁水预处理工艺中，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℃。

所述转炉冶炼工艺中，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2.6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。

所述吹氩处理工艺中，氩站一次性加入铝线，在氩站要求强吹氩5min，流量300NL/min，钢液面裸眼直径控制在300～500mm，离氩站温度不得低于1570℃。

所述VD精炼工艺中，VD真空度必须达到55Pa以下，保压时间必须25min，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℃。

所述连铸工艺中，采用300～350mm断面生产，全程采取保护浇注，防止钢水吸气，中包过热度控制在20℃，连铸拉速按照0.72m/min执行，二冷采用8#冷却水表，结晶器冷却采用2#冷却曲线。

所述加热工艺中:铸坯堆冷后送至连续炉进行加热，一阶段加热温度≤950℃，二阶段加热温度控制在1220～1240℃，均热段温度控制在1200～1220℃，总加热时间控制在5～6h左右。

所述控轧控冷工艺中，采用两阶段轧制，一阶段开轧温度1020℃～1120℃，采用高温低速大压下轧制，道次压下量为35mm；二阶段开轧温度790～820℃，二阶段采取大压下轧制，精轧道次压下率20%，终轧温度770～790℃；控冷工艺要求入水温度为760℃～780℃，返红温度控制在590～630℃。

所述堆冷工艺中，采用高温堆冷工艺可有效避免因快速冷却产生的残余应力，同时可大大降低钢板中氢的含量，充分实现热扩散效果，改善钢板探伤缺陷。钢板堆垛缓冷工艺如下；堆垛缓冷温度不低于450℃，堆冷时间≥72小时。

所述热处理工艺中：采用正火快冷的热处理工艺，正火温度920±10℃，t=2.2min/mm，水冷返红温度控制在560～580℃；进行空冷，分别得到100mm 、120mm、140mmE40厚高强度船板。

实施例5：一种E40高强度船板钢，包含如下化学成分按质量百分比：C：0.146％，Si：0.31％，Mn：1.58％，P：≤0.025％，S：≤0.005％，Ni：0.015％，V：0.0016％，Nb：0.0075％，Ti：0.016％，Als：0.026％，余量为Fe。

上述E40高强度船板钢的制备方法如下，铁水预处理工艺中，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℃。

所述转炉冶炼工艺中，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2.9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。

所述吹氩处理工艺中，氩站一次性加入铝线，在氩站要求强吹氩6.6min，流量400NL/min，钢液面裸眼直径控制在300～500mm，离氩站温度不得低于1570℃。

所述VD精炼工艺中，VD真空度必须达到50Pa以下，保压时间必须30min，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℃。

所述连铸工艺中，采用300～350mm断面生产，全程采取保护浇注，防止钢水吸气，中包过热度控制在25℃，连铸拉速按照0.72m/min执行，二冷采用8#冷却水表，结晶器冷却采用2#冷却曲线。

所述加热工艺中:铸坯堆冷后送至连续炉进行加热，一阶段加热温度≤950℃，二阶段加热温度控制在1220～1240℃，均热段温度控制在1200～1220℃，总加热时间控制在5～6h左右。

所述控轧控冷工艺中，采用两阶段轧制，一阶段开轧温度1020℃～1120℃，采用高温低速大压下轧制，道次压下量为35mm；二阶段开轧温度790～820℃，二阶段采取大压下轧制，精轧道次压下率22%，终轧温度770～790℃；控冷工艺要求入水温度为760℃～780℃，返红温度控制在590～630℃。

所述堆冷工艺中，采用高温堆冷工艺可有效避免因快速冷却产生的残余应力，同时可大大降低钢板中氢的含量，充分实现热扩散效果，改善钢板探伤缺陷。钢板堆垛缓冷工艺如下；堆垛缓冷温度不低于450℃，堆冷时间≥72小时。

所述热处理工艺中：采用正火快冷的热处理工艺，正火温度920±10℃，t=2.2min/mm，水冷返红温度控制在560～580℃；进行空冷，分别得到100mm 、120mm、140mmE40厚高强度船板。

实施例6，一种E40高强度船板钢，包含如下化学成分按质量百分比：C：0.148％，Si：0.32％，Mn：1.53％，P：≤0.025％，S：≤0.005％，Ni：0.020％，V：0.0017％，Nb：0.008％，Ti：0.018％，Als：0.022％，余量为Fe。

上述E40高强度船板钢的制备方法如下，铁水预处理工艺中，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℃。

所述转炉冶炼工艺中，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3.2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。

所述吹氩处理工艺中，氩站一次性加入铝线，在氩站要求强吹氩7.0min，流量500NL/min，钢液面裸眼直径控制在300～500mm，离氩站温度不得低于1570℃。

所述VD精炼工艺中，VD真空度必须达到45Pa以下，保压时间必须35min，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℃。

所述连铸工艺中，采用300～350mm断面生产，全程采取保护浇注，防止钢水吸气，中包过热度控制在30℃，连铸拉速按照0.72m/min执行，二冷采用8#冷却水表，结晶器冷却采用2#冷却曲线。

所述加热工艺中:铸坯堆冷后送至连续炉进行加热，一阶段加热温度≤950℃，二阶段加热温度控制在1220～1240℃，均热段温度控制在1200～1220℃，总加热时间控制在5～6h左右。

所述控轧控冷工艺中，采用两阶段轧制，一阶段开轧温度1020℃～1120℃，采用高温低速大压下轧制，道次压下量为35mm；二阶段开轧温度790～820℃，二阶段采取大压下轧制，精轧道次压下率25%，终轧温度770～790℃；控冷工艺要求入水温度为760℃～780℃，返红温度控制在590～630℃。

所述堆冷工艺中，采用高温堆冷工艺可有效避免因快速冷却产生的残余应力，同时可大大降低钢板中氢的含量，充分实现热扩散效果，改善钢板探伤缺陷。钢板堆垛缓冷工艺如下；堆垛缓冷温度不低于450℃，堆冷时间≥72小时。

所述热处理工艺中：采用正火快冷的热处理工艺，正火温度920±10℃，t=2.2min/mm，水冷返红温度控制在560～580℃；进行空冷，分别得到100mm 、120mm、140mmE40厚高强度船板。

实施例7，一种E40高强度船板钢，包含如下化学成分按质量百分比：C：0.15％，Si：0.36％，Mn：1.58％，P：≤0.025％，S：≤0.005％，Ni：0.023％，V：0.0023％，Nb：0.009％，Ti：0.023％，Als：0.029％，余量为Fe。

上述E40高强度船板钢的制备方法如下，铁水预处理工艺中，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℃。

所述转炉冶炼工艺中，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3.5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。

所述吹氩处理工艺中，氩站一次性加入铝线，在氩站要求强吹氩7.6min，流量500NL/min，钢液面裸眼直径控制在300～500mm，离氩站温度不得低于1570℃。

所述VD精炼工艺中，VD真空度必须达到40Pa以下，保压时间必须35min，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℃。

所述连铸工艺中，采用300～350mm断面生产，全程采取保护浇注，防止钢水吸气，中包过热度控制在35℃，连铸拉速按照0.72m/min执行，二冷采用8#冷却水表，结晶器冷却采用2#冷却曲线。

所述加热工艺中:铸坯堆冷后送至连续炉进行加热，一阶段加热温度≤950℃，二阶段加热温度控制在1220～1240℃，均热段温度控制在1200～1220℃，总加热时间控制在5～6h左右。

所述控轧控冷工艺中，采用两阶段轧制，一阶段开轧温度1020℃～1120℃，采用高温低速大压下轧制，道次压下量为35mm；二阶段开轧温度790～820℃，二阶段采取大压下轧制，精轧道次压下率25%，终轧温度770～790℃；控冷工艺要求入水温度为760℃～780℃，返红温度控制在590～630℃。

所述堆冷工艺中，采用高温堆冷工艺可有效避免因快速冷却产生的残余应力，同时可大大降低钢板中氢的含量，充分实现热扩散效果，改善钢板探伤缺陷。钢板堆垛缓冷工艺如下；堆垛缓冷温度不低于450℃，堆冷时间≥72小时。

所述热处理工艺中：采用正火快冷的热处理工艺，正火温度920±10℃，t=2.2min/mm，水冷返红温度控制在560～580℃；进行空冷，分别得到100mm 、120mm、140mmE40厚高强度船板。

表1使用本发明的技术方案所产生的效果强度船板

Claims (5)

1.一种E40高强度船板钢其制备方法，其特征在于：包括E40高强度船板钢，按质量百分比包括以下组分：C：0.13～0.16％，Si：0.2～0.4％，Mn：1.5～1.6％，P：≤0.03％，S：≤0.005％，Ni：0.30～0.35％，V：0.055～0.065％，Nb：0.035～0.045％，Ti：0.010～0.020％，Als：0.015～0.035％，余量为Fe，其制备方法包括铁水预处理工艺、转炉冶炼工艺、吹氩处理工艺、LF精炼工艺、VD精炼工艺、连铸工艺、加热工艺、控轧控冷、堆冷工艺、热处理工艺；

所述铁水预处理工艺中，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℃；

所述转炉冶炼工艺中，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；

所述吹氩处理工艺中，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℃；

所述VD精炼工艺中，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℃；

所述连铸工艺中，采用300～350mm断面生产，全程采取保护浇注，防止钢水吸气，中包过热度控制在15～25℃范围内，连铸拉速按照0.72m/min执行，二冷采用8#冷却水表，结晶器冷却采用2#冷却曲线；

所述加热工艺中:铸坯堆冷后送至连续炉进行加热，一阶段加热温度≤950℃，二阶段加热温度控制在1220～1240℃，均热段温度控制在1200～1220℃，总加热时间控制在5～6h左右；

所述控轧控冷工艺中，采用两阶段轧制，一阶段开轧温度1020℃～1120℃，采用高温低速大压下轧制，道次压下量为35mm；二阶段开轧温度790～820℃，二阶段采取大压下轧制，精轧道次压下率≥15%，终轧温度770～790℃；控冷工艺要求入水温度为760℃～780℃，返红温度控制在590～630℃；

所述堆冷工艺中，采用高温堆冷工艺可有效避免因快速冷却产生的残余应力，同时可大大降低钢板中氢的含量，充分实现热扩散效果，改善钢板探伤缺陷；

钢板堆垛缓冷工艺如下；堆垛缓冷温度不低于450℃，堆冷时间≥72小时；

所述热处理工艺中：采用正火快冷的热处理工艺，正火温度920±10℃，t=2.2min/mm，水冷返红温度控制在560～580℃。

2.如权利要求1所述的E40高强度船板钢其制备方法，其特征在于：按质量百分比包括以下组分：C：0.14～0.15％，Si：0.25～0.35％，Mn：1.5～1.6％，P：≤0.025％，S：≤0.005％，Ni：0.006～0.028％，V：0.001～0.0024％，Nb：0.006～0.009％，Ti：0.010～0.020％，Als：0.015～0.035％，余量为Fe。

3.如权利要求1所述的E40高强度船板钢其制备方法，其特征在于：按质量百分比包括以下组分：C：0.15％，Si：0.36％，Mn：1.58％，P：≤0.025％，S：≤0.005％，Ni：0.023％，V：0.0023％，Nb：0.009％，Ti：0.023％，Als：0.029％，余量为Fe。

4.如权利要求1所述的E40高强度船板钢其制备方法，其特征在于：按质量百分比包括以下组分：C：0.145％，Si：0.30％，Mn：1.55％，P：≤0.025％，S：≤0.005％，Ni：0.007％，V：0.0015％，Nb：0.007％，Ti：0.015％，Als：0.020％，余量为Fe。

5.如权利要求1所述的E40高强度船板钢其制备方法，其特征在于：所述船板钢具有可含有高达4%的铁素体的贝氏体一马氏体结构，该结构由60-80%贝氏体、20-40%马氏体和0-4%铁素体组成。