CN106222559B - 一种海洋平台用钢钢板及其生产方法 - Google Patents

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；上述海洋平台用钢钢板的生产方法，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；其中①KR铁水预处理工艺：铁水渣层厚度≤20mm，经KR脱硫后S≤0.005%，保证脱硫周期≤21min、脱硫温降≤20℃；

②转炉冶炼工艺：入炉铁水S≤0.005%、P≤0.080%，铁水温度≥1270℃，优料入炉同时精准控制装入量，严控炉渣碱度, 出钢P、C、S达到工艺要求，出钢过程中全程吹氩，避免下渣，氩站严格按要求吹氩；

③ LF+VD精炼工艺：LF精炼渣料碱度按4.0-6.0控制，严格按照工艺要求操作；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，上钢温度1565±15℃；

④连铸工艺：过热度控制在10-25℃，拉速控制在0.8m/min；

⑤轧钢工艺:加热温度≤1240℃，轧制过程一阶段采用高温低速大压下轧制，二阶段开轧温度820～840℃，终轧温度780～800℃，轧后立即入水冷却，入水温度760～780℃，返红温度350～400℃，实现在线淬火效果；

⑥堆冷工艺：堆冷温度控制在300～350℃，堆冷时间480分钟后拆垛空冷。

2.一种如权利要求1所述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：①KR铁水预处理工艺：铁水渣层厚度≤20mm，经KR脱硫后S≤0.005%，保证脱硫周期≤21min、脱硫温降≤20℃；

②转炉冶炼工艺：入炉铁水S≤0.005%、P≤0.080%，铁水温度≥1270℃，优料入炉同时精准控制装入量，严控炉渣碱度, 出钢P、C、S达到工艺要求，出钢过程中全程吹氩，避免下渣，氩站严格按要求吹氩；

③ LF+VD精炼工艺：LF精炼渣料碱度按4.0-6.0控制，严格按照工艺要求操作；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，上钢温度1565±15℃；

④连铸工艺：过热度控制在10-25℃，拉速控制在0.8m/min；

⑤轧钢工艺:加热温度≤1240℃，轧制过程一阶段采用高温低速大压下轧制，二阶段开轧温度820～840℃，终轧温度780～800℃，轧后立即入水冷却，入水温度760～780℃，返红温度350～400℃，实现在线淬火效果；

⑥堆冷工艺：堆冷温度控制在300～350℃，堆冷时间480分钟后拆垛空冷。