CN106222559A - 一种新型海洋平台用钢钢板及其生产方法 - Google Patents

一种新型海洋平台用钢钢板及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种厚度在80‑120mm厚度海洋平台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:0.08~0.12、Si:0.17~0.30、Mn:1.2~1.3、P:0.08~0.012、Cu:0.3~0.5、S:≤0.005、Cr+Mo+Ni:3.5~4.5、V+Nb+Ti:≤0.1、B:≤0.001、Als:0.25~0.50,其它为Fe和残留元素。其生产方法包括:优质铁水、KR铁水预处理、100/120吨顶底复吹转炉、LF炉精炼、真空脱气处理、钢锭堆冷、推钢式加热炉、3800m轧机、ACC层流冷却、11辊热矫直机、堆冷、精整、性能检验、外检、探伤、入库。通过合理的化学成分设计,LF+VD工艺来保证钢质的洁净度,并通过加热、轧制、控冷、堆冷等工艺有效实施,其屈服强度控制在690~720MPa,抗拉强度控制在790~830 MPa;伸长率控制在21%‑23%;V型冲击功控制在80~110J。

Description

一种新型海洋平台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,具体涉及到一种新型海洋平台用钢钢板及其生产方法。
背景技术
我国是一个“多煤少气贫油”的国家,而我国海洋面积拥有299.7万平方公里,因此向海洋要资源势在必行,随着对海洋资源开发力度的不断加强,海洋工程机械用钢发展迅猛。目前市场对海洋平台用钢板的需求也越来越大,用于制造深海自升式海洋平台最重要部件之一的齿条,并且由于其使用环境特殊,对钢板的强韧性和耐海水腐蚀性也提出了极为严格的要求。
发明内容
针对上述问题,经过本发明人摸索,获得了一种80mm-120mm厚度海洋平台用钢钢板及其生产方法,从而完成了本发明。
因此,本发明的目的在于提供一种80mm-120mm厚度新型海洋平台用钢钢板。
本发明的另一目的在于提供一种80mm-120mm厚度新型海洋平台用钢的生产方法。
为达到上述第一个目的,本发明采取的技术方案中厚度在80-120mm厚度海洋平台用钢钢板包含如下质量百分比的化学成分(单位,wt%):
C:0.08~0.12、Si:0.17~0.30、Mn:1.2~1.3、P:0.08~0.012、Cu:0.3~0.5、S:≤0.005、Cr+Mo+Ni:3.5~4.5、V+Nb+Ti:≤0.1、B:≤0.001、Als:0.25~0.50,其它为Fe和残留元素。
为得到上述钢板,本发明采取的生产方法包括:优质铁水、KR铁水预处理、100/120吨顶底复吹转炉、LF炉精炼、真空脱气处理、钢锭堆冷24—60小时、推钢式加热炉、3800m轧机、ACC层流冷却、11辊热矫直机、堆冷、精整、性能检验、外检、探伤、入库。
KR铁水预处理工艺: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℃。
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加入硅铝钡钙、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。
吹氩处理工艺: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℃。
LF精炼工艺:精炼过程中全程吹氩,吹氩强度根据不同环节需要进行调节。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。加热过程根据节奏富余和温度情况选择适当电流进行加热,加热时间按两次控制,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6次。离站前加入硅钙线,加硅钙线前必须关闭氩气,上钢温度1565±15℃(不采用真空脱气)/1610±15℃(采用真空脱气)。
VD精炼工艺: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℃。
连铸工艺:过热度控制在10-25℃,拉速控制在0.8m/min。
加热工艺: 1000℃以下升温速度小于80℃/h,1000℃以上升温速度小于100℃/h,最高加热温度控制在≤1240℃;
控轧控冷
采用两阶段轧制,一阶段开轧温度1050℃~1150℃,采用高温低速大压下轧制,道次压下量为30~45mm,二阶段开轧温度820~840℃,终轧温度控制在780~800℃,轧后立即入水冷却,入水温度760~780℃,返红温度控制在350~400℃,实现在线淬火效果;
堆冷工艺:为了达到钢板自回火的目的,钢板堆冷温度控制在300~350℃,堆冷时间480分钟后拆垛空冷。
通过合理的化学成分设计,LF+VD工艺来保证钢质的洁净度,并通过加热、轧制、控冷、堆冷等工艺有效实施,成功地开发出了80-120mm厚度海洋平台用钢钢板,其屈服强度控制在690~720MPa,抗拉强度控制在790~830 MPa;伸长率控制在21%-23%; V型冲击功控制在80~110J。
具体实施方式
本发明采取的技术方案中厚度在80-120mm厚度海洋平台用钢钢板包含如下质量百分比的化学成分(单位,wt%):C:0.12~0.19、Si:0.17~0.30、Mn:1.00~1.15、P:≤0.018、S:≤0.005、Cr+Mo+Ni:≤3.5、V+Nb+Ti:≤0.1、B:0.001~0.002、Als:0.15~0.30,其它为Fe和残留元素。
本发明采用转炉冶炼、连铸浇注,3800mm宽厚板轧机轧制的方法生产80mm-120mm厚度海洋平台用钢钢板。其工艺流程为:优质铁水、KR铁水预处理、100/120吨顶底复吹转炉、LF炉精炼、真空脱气处理、钢锭堆冷24—60小时、推钢式加热炉、3800m轧机、ACC层流冷却、11辊热矫直机、堆冷、精整、性能检验、外检、探伤、入库。
实施方式如下:
KR铁水预处理工艺: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℃。
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加入硅铝钡钙、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。
吹氩处理工艺: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℃。
LF精炼工艺:精炼过程中全程吹氩,吹氩强度根据不同环节需要进行调节。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。加热过程根据节奏富余和温度情况选择适当电流进行加热,加热时间按两次控制,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6次。离站前加入硅钙线,加硅钙线前必须关闭氩气,上钢温度1565±15℃(不采用真空脱气)/1610±15℃(采用真空脱气)。
VD精炼工艺: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℃。
连铸工艺:过热度控制在10-25℃,拉速控制在0.8m/min。
加热工艺: 1000℃以下升温速度小于80℃/h,1000℃以上升温速度小于100℃/h,最高加热温度控制在≤1240℃;
控轧控冷
采用两阶段轧制,一阶段开轧温度1050℃~1150℃,采用高温低速大压下轧制,道次压下量为30~45mm,二阶段开轧温度820~840℃,终轧温度控制在780~800℃,轧后立即入水冷却,入水温度760~780℃,返红温度控制在350~400℃,实现在线淬火效果;
堆冷工艺:为了达到钢板自回火的目的,钢板堆冷温度控制在300~350℃,堆冷时间480分钟后拆垛空冷。
结果分析
机械力学性能分析
机械性能具体见下表
规格/mm 批数/批 屈服强度/Mpa 抗拉强度/Mpa 伸长率/% V型冲击/J
80 15 700 800 21 120
12 15 690 785 20 90
本次分别试生产80mm、120mm厚度钢板各15批,通过合理的化学成分设计及生产工艺控制,成功地开发出了新型海洋平台用钢。其屈服强度控制在690~720MPa,抗拉强度控制在790~830 MPa,;伸长率控制在21%-23%; V型冲击功控制在80~110J。

Claims (2)

1.一种新型海洋平台用钢钢板,该钢板包含如下质量百分比的化学成分:C:0.08~0.12、Si:0.17~0.30、Mn:1.2~1.3、P:0.08~0.012、Cu:0.3~0.5、S:≤0.005、Cr+Mo+Ni:3.5~4.5、V+Nb+Ti:≤0.1、B:≤0.001、Als:0.25~0.50,其它为Fe和残留元素。
2.一种如权利要求1所述新型海洋平台用钢钢板的生产方法,该生产方法包括:优质铁水、KR铁水预处理、100/120吨顶底复吹转炉、LF炉精炼、真空脱气处理、钢锭堆冷24—60小时、推钢式加热炉、3800m轧机、ACC层流冷却、11辊热矫直机、堆冷、精整、性能检验、外检、探伤、入库;其特征在于:KR铁水预处理工艺: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℃;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加入硅铝钡钙、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;吹氩处理工艺: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℃;LF精炼工艺: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;加热过程根据节奏富余和温度情况选择适当电流进行加热,加热时间按两次控制,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6次;离站前加入硅钙线,加硅钙线前必须关闭氩气,上钢温度1565±15℃/1610±15℃;VD精炼工艺: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℃;连铸工艺:过热度控制在10-25℃,拉速控制在0.8m/min;加热工艺: 1000℃以下升温速度小于80℃/h,1000℃以上升温速度小于100℃/h,最高加热温度控制在≤1240℃;控轧控冷:采用两阶段轧制,一阶段开轧温度1050℃~1150℃,采用高温低速大压下轧制,道次压下量为30~45mm,二阶段开轧温度820~840℃,终轧温度控制在780~800℃,轧后立即入水冷却,入水温度760~780℃,返红温度控制在350~400℃,实现在线淬火效果;堆冷工艺:钢板堆冷温度控制在300~350℃,堆冷时间480分钟后拆垛空冷。
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