CN104630627B

CN104630627B - 一种dh36船体结构用钢板及其低成本生产方法

Info

Publication number: CN104630627B
Application number: CN201510081648.0A
Authority: CN
Inventors: 雷柯; 祝桂合; 徐宝杰; 徐洪庆; 李敏; 张凤武; 李彩霞; 李杨; 孙永栋; 姜广林
Original assignee: Shandong Iron and Steel Group Co Ltd SISG
Current assignee: Shandong Iron and Steel Group Co Ltd SISG
Priority date: 2015-02-15
Filing date: 2015-02-15
Publication date: 2016-09-21
Anticipated expiration: 2035-02-15
Also published as: CN104630627A

Abstract

本发明属于船舶工程用结构钢技术领域，涉及一种DH36船体结构用钢板及其低成本生产工艺，钢板的厚度范围为6‑39mm，化学成分质量百分比为：C：0.09‑0.18％，Si：0.10‑0.30％，Mn：0.90‑1.60％，P：≤0.030％，S≤0.020％，Nb：0.010‑0.030％，Ti：0.005‑0.020％，Als：0.010‑0.050％，余量为Fe和微量不可避免的杂质。本发明通过低合金加入量和正火轧制工艺，生产焊接性能良好的船体结构用钢板，其生产成本低，生产效率高，力学性能均匀稳定，焊接性能良好。

Description

一种DH36船体结构用钢板及其低成本生产方法

技术领域

本发明涉及一种DH36船体结构用钢板及其低成本生产方法，属于船舶工程用结构钢技术领域。

背景技术

2008年以前，国内外的造船行业随着经济的发展得到了迅猛的发展，繁荣的市场需求使造船企业和钢铁企业不用承受高的钢板价格和生产成本的压力。但世界经济危机的到来，使得造船企业的接单量、开工率和利润率明显下降，造船企业为了迎接市场的寒冬，将自己的生产成本传到给上游的原材料企业。船体结构用钢板的成本是造船企业的主要成本之一，钢铁企业为了保持各自船体结构用钢板的市场占有率，同时为了和造船企业合作，共渡难关，不得不开发成本更低、效率更高的生产工艺生产船板，以满足市场的需求。在此背景下，需要在满足产品规范要求的前提下开发低成本的生产工艺，以满足市场的需求。

申请号为：201210154636.7的专利申请公开了一种355MPa级易焊接海洋平台用钢板，厚度规格为6-40mm，其化学成分质量分数比为：C：0.10-0.15％，Si：0.20-0.50％，Mn：1.20-1.50％，P：≤0.015％，S≤0.005％，Nb：0.020-0.050％，V：0.010-0.050％，Ti：0.008-0.020％，Als：0.015-0.055％，Ceq≤0.43，Pcm≤0.23％，余量为Fe和微量不可避免的杂质；采用Nb、V、Ti微合金成分和正火热处理工艺生产的易焊接还用平台用钢。上述专利采用Nb、V、Ti复合微合金成分，合金消耗量大，合金成本高；同时采用正火热处理交货，生产周期长，生产成本高，不符合当下市场的需求。

申请号为201310144348.3的专利申请公开了一种低成本易焊接钢，厚度范围为1.5-3.5mm的钢带，化学成分中不添加Nb、V、Ti等提高焊接性能的合金元素，采用提高轧后冷却速度至65-105℃/s的方法提高微观组织中易焊接软相铁素体相变形核速率和含量，实现钢带力学性能和焊接性能的良好匹配。但上述方法适合于生产薄规格的钢带，不适用于厚度范围为6-39mm的船体结构用钢板。

发明内容

针对上述不足，本发明提供了一种DH36船体结构用钢板及其低成本生产方法，该钢板采用Nb、Ti微合金成分，通过提高钢板粗轧阶段的道次压下量和低温正火轧制的工艺，生产合金成本低，生产周期短，力学性能均匀和焊接性能良好的船体结构用钢板。本发明是通过以下技术方案实现的：

一种DH36船体结构用钢板，厚度范围为6-39mm，化学成分质量百分数为：C：0.09-0.18％，Si：0.10-0.30％，Mn：0.90-1.60％，P：≤0.030％，S≤0.020％，Nb：0.010-0.030％，Ti：0.005-0.020％，Als：0.010-0.050％，余量为Fe和微量不可避免的杂质。

优选的，当钢板厚度为39mm时，钢板化学成分质量百分数为：C：0.16％，Si：0.25％，Mn：1.44％，P：0.018％，S:0.003％，Nb：0.028％，Ti：0.008％，Als：0.026％，余量为Fe和微量不可避免的杂质。

制备本发明所述的钢板，其生产工艺流程为：

高炉铁水→铁水脱硫预处理→转炉冶炼→脱氧合金化→LF精炼→RH精炼→板坯连铸→板坯冷却和检查→板坯再加热→板坯经高压水除鳞→粗轧机大压下轧制→精轧机控温轧制→空气冷却→精整→成品取样和全面评价→入库。

当钢板的厚度规格为[6-39]mm时，其工艺条件为：

(1)铁水脱硫预处理：入炉铁水S≤0.010％，按C：0.09-0.18％，Si：0.10-0.30％，Mn：0.90-1.60％，P：≤0.030％，S≤0.020％，Nb：0.010-0.030％，Ti：0.005-0.020％，Als：0.010-0.050％，余量为Fe和微量不可避免的杂质冶炼钢水，钢水经LF、RH精炼，N≤30ppm，O≤25ppm，H≤1.5ppm，将钢水浇铸成厚度为250mm的板坯，下线堆垛冷却；

(2)板坯检查合格后装入加热炉再次加热，加热时间系数为0.9-1.0min/mm，加热炉均热段温度控制在1200-1280℃；

进一步的，板坯经高压水除鳞，高压水压力控制在18-20MPa，除鳞后温度为1100-1180℃，进入粗轧机进行大压下轧制；

更进一步的，粗轧阶段最大道次压下量按照35mm控制，中间坯厚度应不小于成品厚度的2.5倍；精整开轧温度的控制应能保证精轧终轧温度介于810-830℃之间；钢板轧制后经矫直后上冷床空冷。

对于厚度为39mm的钢板，其工艺条件为：

(1)铁水预脱硫，入炉铁水S≤0.010％，按C：0.16％，Si：0.25％，Mn：1.44％，P：0.018％，S:0.003％，Nb：0.028％，Ti：0.008％，Als：0.026％，余量为Fe和微量不可避免的杂质冶炼钢水，钢水经LF、RH精炼，N≤30ppm，O≤25ppm，H≤1.5ppm，将钢水浇铸成厚度为250mm的板坯，下线堆垛冷却；

(2)板坯检查合格后装入加热炉再次加热，加热时间为240min，加热炉均热段温度控制在1250-1280℃；

进一步的，板坯经高压水除鳞，高压水压力控制在20MPa，除鳞后温度为1162℃，进入粗轧机进行大压下轧制；

更进一步的，粗轧阶段最大道次压下量按照35mm控制，中间坯厚度为115mm；精轧终轧温度为820℃；钢板轧制后经矫直后上冷床空冷。

本发明生产的DH36船体结构用钢板，可生产的最大厚度为39mm；本发明没有采用传统的Nb、V、Ti复合微合金化，而是采用低含量Nb、Ti微合金化成分；也没有采用热处理工艺进行生产，而是采用正火轧制工艺生产，大大降低钢板的合金成本和热处理成本，缩短了订单的交付周期。钢板的组织和力学性能均匀，在轧制态：下屈服强度393-420MPa，抗拉强度534-548MPa，延伸率≥25％，-20℃下比V型冲击吸收功平均值在110J以上，系列冲击韧性实验测得韧脆转变温度为-40℃；在焊接热输入为50KJ/cm的焊接态，焊接接头的抗拉强度537-552MPa，断口位于钢板基体上，焊缝中心、熔合线、熔合线外2cm、熔合线外5cm和熔合线外20mm处的-20℃下比V型冲击吸收功平均值分别为66J、111J、95J、87J、84J。钢板轧制态和焊接态的力学性能均匀、良好，满足船级社规范的要求。本发明大大降低了生产成本，缩短了交付周期，满足产品规范和市场的需求，有利于推动行业的发展。

附图说明

图1为本发明实施后的产品组织金相示意图；

图2为本发明实施后的产品系列冲击试样断口示意图：

图3为本发明实施后的产品系列冲击韧性实验的韧脆转变温度示意图；

图4为本发明实施后焊接热输入为50KJ/cm对焊焊接接头低倍示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

实施例1

生产工艺流程为：

根据本发明提供的化学成分范围，按照上述工艺流程以及规定的工艺条件，在210t转炉、LF和RH精炼炉冶炼钢水，将钢水浇铸成250mm厚板坯，在宽厚板轧机上轧制39mm钢板。

铸坯的化学成分见表1；铸坯再加热工艺见表2；铸坯的轧制工艺见表3；钢板轧制态的力学性能结果见表4；钢板焊接态的力学性能结果见表5。

表1铸坯的化学成分(Wt，％)

钢级	规格	C	Si	Mn	P	S	Nb	Ti	V	Als	Cr	Mo	Ni	Cu	Ceq
																DH36	39mm	0.16	0.25	1.44	0.018	0.003	0.028	0.008	0.006	0.026	0.03	0.002	0.01	0.02	0.41

表2铸坯再加热工艺

铸坯厚度	加热时间	均热段温度
			250mm	240min	1250-1280℃

表3铸坯的轧制工艺

表4钢板轧制态的力学性能结果

表5钢板焊接态的力学性能结果

根据表4和表5可知，在低生产成本和高生产率的情况下，生产的钢板力学性能均匀，在轧制态：下屈服强度393-420MPa，抗拉强度534-548MPa，延伸率≥25％，-20℃下比V型冲击吸收功平均值在110J以上，韧脆转变温度为-40℃；在焊接热输入为50KJ/cm的焊接态，焊接接头的抗拉强度537-552MPa，在钢板焊缝、熔合线和热影响区的-20℃下比V型冲击吸收功平均值不低于66J，钢板轧制态和焊接态的力学性能均匀、良好，满足船级社规范的要求。

实施例2本发明实施后产品检测结果

本发明实施后的产品晶粒细致、均匀，近表面处晶粒度为9.5级，厚度1/4处晶粒度为9.0级，厚度中心处晶粒度为8.5级，组织金相如图1所示；实施后的产品在20℃、0℃、-20℃、-40℃冲击试样断口以韧性断口为主，韧性断面面积达到80％以上，-60℃冲击试样韧性断口面积约为60％，断口照片如图2所示；实施后的产品系列冲击韧性实验的韧脆转变温度如图3所示；实施后焊接热输入为50KJ/cm对焊焊接接头无明显偏析，低倍照片如图4所示。

Claims

1.一种DH36船体结构用钢板，其特征在于，所述钢板的厚度范围为6-39mm，化学成分质量百分数为：C：0.09-0.18%，Si：0.10-0.30%，Mn：0.90-1.60%，P：≤0.030%，S≤0.020%，Nb：0.010-0.030%，Ti：0.005-0.020%，Als：0.010-0.050%，余量为Fe和微量不可避免的杂质；

所述钢板生产工艺流程为：

高炉铁水 → 铁水脱硫预处理 → 转炉冶炼 → 脱氧合金化 → LF精炼 → RH精炼→ 板坯连铸 → 板坯冷却和检查 → 板坯再加热 →板坯经高压水除鳞→ 粗轧机大压下轧制 → 精轧机控温轧制 → 空气冷却 → 精整 → 成品取样和全面评价 → 入库；

所述钢板的厚度为6-39mm时，其工艺条件为：

（1）铁水脱硫预处理：入炉铁水S≤0.010%，按C：0.09-0.18%，Si：0.10-0.30%，Mn：0.90-1.60%，P：≤0.030%，S≤0.020%，Nb：0.010-0.030%，Ti：0.005-0.020%，Als：0.010-0.050%，余量为Fe和微量不可避免的杂质冶炼钢水，钢水经LF、RH精炼，N≤30ppm，O≤25ppm，H≤1.5ppm，将钢水浇铸成厚度为250mm的板坯，下线堆垛冷却；

（2）板坯检查合格后装入加热炉再次加热，加热时间系数为0.9-1.0min/mm，加热炉均热段温度控制在1200-1280℃；

板坯经高压水除鳞，高压水压力控制在18-20MPa，除鳞后温度为1100-1180℃，进入粗轧机进行大压下轧制；

粗轧阶段最大道次压下量按照35mm控制，中间坯厚度应不小于成品厚度的2.5倍；精整开轧温度的控制应能保证精轧终轧温度介于810-830℃之间；钢板轧制后经矫直后上冷床空冷。

2.根据权利要求1所述的DH36船体结构用钢板，其特征在于，所述钢板厚度为39mm时，钢板化学成分质量百分数为：C：0.16%，Si：0.25%，Mn：1.44%，P：0.018%，S:0.003%，Nb：0.028%，Ti：0.008%，Als：0.026%，余量为Fe和微量不可避免的杂质。

3.根据权利要求1所述的DH36船体结构用钢板，其特征在于，所述钢板厚度为39mm时，其工艺条件为：

（1）铁水预脱硫，入炉铁水S≤0.010%，按C：0.16%，Si：0.25%，Mn：1.44%，P：0.018%，S:0.003%，Nb：0.028%，Ti：0.008%，Als：0.026%，余量为Fe和微量不可避免的杂质冶炼钢水，钢水经LF、RH精炼，N≤30ppm，O≤25ppm，H≤1.5ppm，将钢水浇铸成厚度为250mm的板坯，下线堆垛冷却；

（2）板坯检查合格后装入加热炉再次加热，加热时间为240min，加热炉均热段温度控制在1250-1280℃。

4.根据权利要求1所述的DH36船体结构用钢板，其特征在于，所述钢板厚度为39mm时，板坯经高压水除鳞，高压水压力控制在20MPa，除鳞后温度为1162℃，进入粗轧机进行大压下轧制。

5.根据权利要求1所述的DH36船体结构用钢板，其特征在于，所述钢板厚度为39mm时，粗轧阶段最大道次压下量按照35mm控制，中间坯厚度为115mm；精轧终轧温度为820℃；钢板轧制后经矫直后上冷床空冷。