CN103695769B

CN103695769B - 一种高强度fh40海洋工程用钢钢板及其生产方法

Info

Publication number: CN103695769B
Application number: CN201310730193.1A
Authority: CN
Inventors: 朱书成; 许少普; 袁少威; 赵迪; 王新; 康文举
Original assignee: Nanyang Hanye Special Steel Co Ltd
Current assignee: Nanyang Hanye Special Steel Co Ltd
Priority date: 2013-12-26
Filing date: 2013-12-26
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2033-12-26
Also published as: CN103695769A

Abstract

本发明提供了一种FH40海洋工程用钢钢板及其生产方法，其包含如下质量百分比的化学成分：C：0.12～0.15、Si：0.2～0.4、Mn：1.5～1.6、P：≤0.015、S：≤0.003、Ni：0.30‑0.35、V：0.055‑0.065、Nb：0.035‑0.045、Als：0.020‑0.035，其它为Fe和残留元素。本发明采取的生产方法包括：转炉冶炼、LF精炼、VD真空精炼、铸坯缓冷、浇注、铸坯加热、轧制、钢板缓冷、热处理等控制工艺。通过合理的化学成分设计，LF+VD精炼工艺来保证钢质的洁净度，并通过合理的加热、轧制及调质处理等工艺有效实施，成功地开发出了60‑100mm高强度FH40钢板，其屈服强度控制在420‑440MPa，抗拉强度控制在530～580MPa，；伸长率控制在22‑24%；‑60℃V型冲击功控制在180～240J。

Description

一种高强度FH40海洋工程用钢钢板及其生产方法

技术领域

本发明属于中厚板生产领域，具体涉及到一种连铸生产60-100mm厚度高强度FH40海洋工程用钢钢板及其生产方法。

背景技术

海洋工程用钢FH40要求有较高的强度、硬度、低温韧性，用于海洋工程建设，如海洋平台的桩腿等重要部位；由于此钢板对强度、低温韧性要求较高，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，该钢板对钢水纯净度、压下制度、热处理工艺要求极为严格。

发明内容

针对上述问题，经过本人摸索，获得了一种连铸60-100mm厚度FH40海洋工程用钢及其生产方法，从而完成了本发明。

因此，本发明的目的在于提供一种FH40海洋工程用钢钢板。

本发明的另一目的在于提供一种FH40海洋工程用钢钢板的生产方法。

为达到上述第一个目的，本发明采取的技术方案是中厚度为60-100mm的FH40海洋工程用钢钢板包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%)：

C：0.12～0.15、Si：0.2～0.4、Mn：1.5～1.6、P：≤0.015、S：≤0.003、Ni：0.30-0.35、V：0.055-0.065、Nb：0.035-0.045、Als：0.020-0.035，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：转炉冶炼、LF精炼、VD真空精炼、铸坯缓冷、浇注、铸坯加热、轧制、钢板缓冷、热处理等控制工艺。

KR铁水预处理工艺：到站铁水必须扒前渣，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%，脱硫周期控制在20min以内，脱硫温降≤20℃。

转炉冶炼工艺：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≤0.012%、C≥0.06%、S≤0.010%，出钢过程中向钢包内硅铝铁、锰铁合金和石灰、萤石。出钢结束前采用挡渣锥挡渣，保证钢水渣层厚度≤30mm，转炉出钢过程中要求全程吹氩。

氩站吹氩工艺：到氩站一次性加入铝线200m进行深脱氧，铝线加入后强吹氩3min，流量控制在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℃。

LF精炼工艺：精炼过程中全程吹氩，吹氩强度根据不同阶段需要进行调节。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。加热时间按两阶段控制，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3次，上钢温度控制在1610±15℃。

VD真空精炼工艺：VD到站后按2m/t钢加入硅钙线，VD真空度必须达到67Pa以下，保压时间必须≥15min，破真空后根据生产节奏进行软吹氩，软吹氩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℃。

连铸工艺：采用350-400mm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0.55m/min执行，二冷采用8#冷却水表，结晶器冷却采用2#冷却曲线；

加热工艺: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；

控轧控冷: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55mm；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℃。

堆冷工艺:采用高温堆冷工艺可有效避免钢板因快速冷却不均匀产生的残余应力，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。钢板堆垛缓冷温度不低于650℃，堆冷时间≥48小时；

热处理工艺：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℃；

通过合理的化学成分设计，LF+VD精炼工艺来保证钢质的洁净度，并通过合理的加热、轧制及调质处理等工艺有效实施，成功地开发出了60-100mm高强度FH40钢板，其屈服强度控制在420-440MPa，抗拉强度控制在530～580 MPa，；伸长率控制在22-24%； -60℃ V型冲击功控制在180～240 J。

具体实施方式

本发明采用转炉冶炼、连铸浇注，3800m宽厚板轧机轧制的方法生产FH40钢板。其工艺流程为：优质铁水、KR铁水预处理、100吨顶底复吹转炉、LF炉精炼、VD真空脱气、铸坯缓冷24—48小时、推钢式加热炉、3800mm轧机、ACC层流冷却、11辊热矫直机、钢板堆冷48小时、精整、热处理、外检、探伤、入库。

实施方式如下：

在技术方案中厚度20-100mm的FH40钢板包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%)：成分设计：C：0.12～0.15、Si：0.2～0.4、Mn：1.5～1.6、P：≤0.015、S：≤0.003、Ni：0.30-0.35、V：0.055-0.065、Nb：0.035-0.045、Als：0.020-0.035，其它为Fe和残留元素。

控轧控冷

[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55mm；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℃。

结果分析

机械力学性能分析

成份及机械力学性能按GB 712-2011执行，机械性能具体见下表。

本次分别试生产60mm、80mm、100mm厚FH40各 3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60-100 mm高强度FH40钢。其屈服强度控制在420～440MPa，抗拉强度控制在530～580 MPa，；伸长率控制在22%-24%； -60℃V型冲击功控制在180～240J。同时，性能指标完全满足了标准及客户要求。

Claims

1.一种高强度 FH40 海洋工程用钢钢板，其特征是：所述高强度 FH40 海洋工程用钢钢板包含如下质量百分比的化学成分：C ：0.12 ～ 0.15、Si ：0.2 ～ 0.4、Mn ：1.5 ～ 1.6、P：≤ 0.015、S：≤ 0.003、Ni：0.30-0.35、V：0.055-0.065、Nb：0.035-0.045、Als：0.020-0.035，其它为 Fe 和残留元素；其生产方法包括：转炉冶炼、LF 精炼、VD 真空精炼、铸坯缓冷、浇注、铸坯加热、轧制、钢板缓冷、热处理控制工艺；其中KR 铁水预处理工艺：到站铁水必须扒前渣，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%，脱硫周期控制在20min以内，脱硫温降≤20℃；转炉冶炼工艺：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≤0.012%、C≥0.06%、S≤0.010%，出钢过程中向钢包内添加硅铝铁、锰铁合金和石灰、萤石；出钢结束前采用挡渣锥挡渣，保证钢水渣层厚度≤ 30mm，转炉出钢过程中要求全程吹氩；氩站吹氩工艺：到氩站一次性加入铝线200m进行深脱氧，铝线加入后强吹氩3min，流量控制在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℃；LF精炼工艺：精炼过程中全程吹氩，吹氩强度根据不同阶段需要进行调节；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；加热时间按两阶段控制，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3次，上钢温度控制在 1610±15℃；VD 真空精炼工艺：VD 到站后按 2m/ t钢加入硅钙线，VD真空度必须达到 67Pa 以下，保压时间必须≥15min，破真空后根据生产节奏进行软吹氩，软吹氩过程中钢水不得裸露；正常在线包抽真空时间：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℃；连铸工艺：采用 350-400mm 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 0.55m/min执行，二冷采用8#冷却水表，结晶器冷却采用2#冷却曲线；加热工艺：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；控轧控冷：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 55mm；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℃；堆冷工艺：钢板堆垛缓冷温度不低于650℃，堆冷时间≥48小时；热处理工艺：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℃。