CN109554632B - 一种690Mpa级特厚齿条钢及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明一种690Mpa级特厚齿条钢,包含如下质量百分比的化学成分:C 0.10%~0.16%、Si 0.15%~0.35%、Mn 0.95%~1.35%、P≤0.015%、S≤0.010%、Cr 0.50%~0.60%、Ni 2.30%~2.60%、Mo 0.45%~0.55%、V 0.03%~0.05%、Al 0.07%~0.09%、Ti≤0.010%、B 0.0010%~0.0020%、N≤0.010%,其余为Fe和不可避免的杂质;碳当量Cep 0.624~0.755,焊接敏感系数0.2655~0.3404,厚度为152mm~178mm。本发明生产工艺生产的690Mpa级特厚齿条钢其厚度可达178mm,在该厚度前提下,其各项性能指标均能达到产品要求;其力学性能为:屈服强度值720~770MPa,抗拉强度800~860MPa,延伸率19.4‑21.4%,在‑40℃时的冲击功为87‑165J。

Description

一种690Mpa级特厚齿条钢及其生产工艺
技术领域
本发明涉及一种钢铁产品的生产工艺,尤其涉及一种690Mpa级特厚齿条钢及其生产工艺。
背景技术
随着世界经济的快速发展,各国对石油消费的需求正不断增加,为世界石油工业发展带来巨大的机遇,海洋油气开发成为各国的重要能源战略。作为海洋石油勘探开发中的自升式钻井平台,由于具有用钢量少、造价低、水上完井、定位能力强、在各种海况下几乎都能持续作业等优点,因此,自升式海洋平台在海洋勘探及开发中发挥了巨大的作用。
齿条为自升式海上石油平台的关键构件,它承受平台体升、降时产生的载荷。齿条钢优异的性能,是保证平台安全使用的必要条件。目前国内的生产条件和炼钢技术,很难生产出产品性能优异的特厚齿条钢,一般厚度都不超过100mm。
申请号为201310697652.0的专利文件公开了一种“低碳当量低温使用的大厚度齿条钢及其制造方法”其齿条钢产品厚度最厚只能达到152.4mm。
申请号为201310166416.6的专利文件公开了一种“一种厚度≥114mm的海洋平台用齿条钢的生产方法”,其齿条钢产品厚度最厚也只能可达到152mm。
发明内容
本发明的目的是提供一种690Mpa级特厚齿条钢及其生产工艺,采用该生产工艺生产的690Mpa级特厚厚齿条钢其厚度可达178mm,在该厚度前提下,其各项性能指标均能达到产品要求。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案实现:
一种690Mpa级特厚齿条钢,包含如下质量百分比的化学成分:C 0.10%~0.16%、Si 0.15%~0.35%、Mn 0.95%~1.35%、P≤0.015%、S≤0.010%、Cr 0.50%~0.60%、Ni 2.30%~2.60%、Mo 0.45%~0.55%、V 0.03%~0.05%、Al 0.07%~0.09%、Ti≤0.010%、B 0.0010%~0.0020%、N≤0.010%,其余为Fe和不可避免的杂质;碳当量Cep0.624~0.755,焊接敏感系数0.2655~0.3404,厚度为152mm~178mm。
一种690Mpa级特厚齿条钢的生产工艺,包括如下步骤:
1)一次轧制工艺:
a)钢锭坯料厚度为800mm-900mm,采用室式炉加热:690~710℃装炉保温,保温时间为7-9h,从690~710℃升温至1230~1250℃,升温时间为6-8h,在1200±20℃均热,均热时间为4-6h;
b)钢锭出炉后高压水除磷,除磷次数最多不超过两次,保证开轧温度大于1100℃;
c)开坯采用普通轧制,采用粗轧机单机架直接进行纵轧,下压辊速为1.0-1.2m/s,所有道次的单次压下量均不小于40mm,其中至少有三个道次的单次压下量超过45mm;轧后钢板厚度为380~420mm;
d)轧制后板坯入缓冷坑进行缓冷,缓冷开始温度≥300℃,缓冷时间≥48h;
2)二次轧制工艺:
a)二次轧制前,板坯在室式炉加热中进行加热:690~710℃装炉保温,保温时间为4-6h,从690~710℃升温至1230~1250℃,升温时间为4-6h,在1200±20℃均热,均热时间为3-4h;
b)板坯出炉后高压水除磷,除磷次数最多不超过两次,保证开轧温度大于1100℃;
c)二次轧制采用普通轧制,前三道次的单次压下量不小于40mm,其余各道次压下率不低于15%;
d)轧制后板坯入缓冷坑进行缓冷,缓冷开始温度≥300℃,缓冷时间≥48h;
3)热处理工艺:采用辊压式淬火机组
a)淬火工艺:加热温度900~920℃,在炉时间320-340min,辊速1.4~1.6m/min,淬火压力高压段不低于8.0bar,低压段不低于2.5bar,淬火总时间不小于50min,保证淬火后钢板表面返红温度不高于100℃;
b)回火工艺:加热温度600~620℃,升温速率2~6min/mm。
与现有的技术相比,本发明的有益效果是:
本发明一种690Mpa级特厚齿条钢及其生产工艺,采用该生产工艺生产的690Mpa级特厚齿条钢其厚度可达178mm,在该厚度前提下,其各项性能指标均能达到产品要求;其力学性能为:屈服强度值720~770MPa,抗拉强度800~860MPa,延伸率19.4-21.4%,在-40℃时的冲击功为87-165J。
具体实施方式
下面对本发明进行详细地描述,但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。
一种690Mpa级特厚齿条钢,包含如下质量百分比的化学成分:C 0.10%~0.16%、Si 0.15%~0.35%、Mn 0.95%~1.35%、P≤0.015%、S≤0.010%、Cr 0.50%~0.60%、Ni 2.30%~2.60%、Mo 0.45%~0.55%、V 0.03%~0.05%、Al 0.07%~0.09%、Ti≤0.010%、B 0.0010%~0.0020%、N≤0.010%,其余为Fe和不可避免的杂质;碳当量Cep0.624~0.755,焊接敏感系数0.2655~0.3404,厚度为152mm~178mm。
一种690Mpa级特厚齿条钢的生产工艺,通过如下工艺过程实现:原料验收-室式炉加热-开坯轧制-缓冷(缓冷坑)-板坯切分(火焰切割)-二次加热-轧制-矫直-缓冷-探伤-热处理(淬火+回火)-切割-喷印标记-检查、检验-入库。
具体包括如下步骤:
1)一次轧制工艺:
a)钢锭坯料厚度为800mm-900mm,采用室式炉加热:690~710℃装炉保温,保温时间为7-9h,从690~710℃升温至1230~1250℃,升温时间为6-8h,在1200±20℃均热,均热时间为4-6h。
b)钢锭出炉后,利用5500粗轧机高压水进行除鳞,采取首道次空过、喷高压水方式进行,确保钢锭表面除鳞干净。如仍未除净,还可再进行一次空过并喷水除鳞。除磷次数最多不超过两次,保证开轧温度大于1100℃。
c)开坯采用普通轧制,采用5500粗轧机单机架直接进行纵轧,下压辊速为1.0-1.2m/s,所有道次的单次压下量均不小于40mm,其中至少有三个道次的单次压下量超过45mm;轧后钢板厚度为380~420mm。
钢锭轧制前进行必要的模拟轧制,以保证轧制顺行。实际轧制时在保证设备安全前提下,采取高温、慢速、大压下量轧制。
轧制前要将辊道间下喷水打开。如轧制过程中钢板发生头尾上翘,需要将钢板移至下喷水处进行冷却或采用上下辊速差和大压下的轧制方式进行矫正。
d)轧制后板坯入缓冷坑进行缓冷,缓冷开始温度≥300℃,缓冷时间≥48h。
2)二次轧制工艺:
a)二次轧制前,板坯在室式炉加热中进行加热:690~710℃装炉保温,保温时间为4-6h,从690~710℃升温至1230~1250℃,升温时间为4-6h,在1200±20℃均热,均热时间为3-4h。
b)板坯出炉后,利用5500粗轧机高压水进行除鳞,采取首道次空过、喷高压水方式进行,确保钢锭表面除鳞干净。如仍未除净,还可再进行一次空过并喷水除鳞。除磷次数最多不超过两次,保证开轧温度大于1100℃。
c)二次轧制采用普通轧制,前三道次的单次压下量不小于40mm,其余各道次压下率不低于15%。
d)轧制后板坯入缓冷坑进行缓冷,缓冷开始温度≥300℃,缓冷时间≥48h。
e)钢板按GB/T2970标准I级进行探伤。
3)热处理工艺:采用辊压式淬火机组
a)淬火工艺:加热温度900~920℃,在炉时间320-340min,辊速1.4~1.6m/min,淬火压力高压段不低于8.0bar,低压段不低于2.5bar,淬火总时间不小于50min,保证淬火后钢板表面返红温度不高于100℃;
b)回火工艺:加热温度600~620℃,升温速率2~6min/mm。
实施例1:
一种690Mpa级特厚齿条钢的生产工艺,该特厚齿条钢产品厚度为178mm,其力学性能为:屈服强度值720~770MPa,抗拉强度800~860MPa,延伸率19.4-21.4%,在-40℃时的冲击功为87-165J。
生产工艺具体包括如下步骤:
1)一次轧制工艺:
a)钢锭坯料厚度为900mm,采用室式炉加热,加热工艺见表1;
表1:
Figure BDA0001421421280000041
b)钢锭出炉后,利用5500粗轧机高压水进行除鳞,采取首道次空过、喷高压水方式进行,确保钢锭表面除鳞干净。除磷次数最多不超过两次,保证开轧温度大于1100℃。
c)开坯采用普通轧制,采用5500粗轧机单机架直接进行纵轧,下压辊速为1.0-1.2m/s,所有道次的单次压下量均不小于40mm,其中至少有三个道次的单次压下量超过45mm;轧后钢板厚度为400mm。
d)轧制后板坯入缓冷坑进行缓冷,缓冷开始温度≥300℃,缓冷时间≥48h。
2)二次轧制工艺:
a)二次轧制前,板坯在室式炉加热中进行加热,加热工艺见表2;
表2:
Figure BDA0001421421280000051
b)板坯出炉后,利用5500粗轧机高压水进行除鳞,采取首道次空过、喷高压水方式进行,确保钢锭表面除鳞干净。除磷次数最多不超过两次,保证开轧温度大于1100℃。
c)二次轧制采用普通轧制,前三道次的单次压下量不小于40mm,其余各道次压下率不低于15%。
d)轧制后板坯入缓冷坑进行缓冷,缓冷开始温度≥300℃,缓冷时间≥48h。
e)钢板按GB/T2970标准I级进行探伤。
3)热处理工艺:采用辊压式淬火机组
a)淬火工艺:加热温度900~920℃,在炉时间330min,辊速1.5m/min,淬火压力高压段不低于8.0bar,低压段不低于2.5bar,淬火总时间不小于50min,保证淬火后钢板表面返红温度不高于100℃;
b)回火工艺:加热温度600~620℃,升温速率4min/mm,在炉总时间720分钟。

Claims (1)

1.一种690Mpa级特厚齿条钢,其特征在于,包含如下质量百分比的化学成分:C0.10%~0.16%、Si 0.15%~0.35%、Mn 0.95%~1.35%、P≤0.015%、S≤0.010%、Cr 0.50%~0.60%、Ni2.30%~2.60%、Mo 0.45%~0.55%、V 0.03%~0.05%、Al 0.07%~0.09%、Ti≤0.010%、B0.0010%~0.0020%、N≤0.010%,其余为Fe和不可避免的杂质;碳当量Ceq 0.624~0.755,焊接敏感系数0.2655~0.3404,厚度为152mm~178mm;所述的690Mpa级特厚齿条钢的生产工艺,包括如下步骤:
1)一次轧制工艺:
a)钢锭坯料厚度为800mm-900mm,采用室式炉加热:690~710℃装炉保温,保温时间为7-9h,从690~710℃升温至1230~1250℃,升温时间为6-8h,在1200±20℃均热,均热时间为4-6h;
b)钢锭出炉后高压水除磷,除磷次数不超过两次,保证开轧温度大于1100℃;
c)开坯采用普通轧制,采用粗轧机单机架直接进行纵轧,下压辊速为1.0-1.2 m/s,所有道次的单次压下量均不小于40mm,其中至少有三个道次的单次压下量超过45mm;轧后钢板厚度为380~420mm;
d)轧制后板坯入缓冷坑进行缓冷,缓冷开始温度≥300℃,缓冷时间≥48h;
2)二次轧制工艺:
a)二次轧制前,板坯在室式炉加热中进行加热:690~710℃装炉保温,保温时间为4-6h,从690~710℃升温至1230~1250℃,升温时间为4-6h,在1200±20℃均热,均热时间为3-4h;
b)板坯出炉后高压水除磷,除磷次数不超过两次,保证开轧温度大于1100℃;
c)二次轧制采用普通轧制,前三道次的单次压下量不小于40mm,其余各道次压下率不低于15%;
d)轧制后板坯入缓冷坑进行缓冷,缓冷开始温度≥300℃,缓冷时间≥48h;
3)热处理工艺:采用辊压式淬火机组
a)淬火工艺:加热温度900~920℃,在炉时间320-340min,辊速1.4~1.6m/min,淬火压力高压段不低于8.0bar,低压段不低于2.5bar,淬火总时间不小于50min,保证淬火后钢板表面返红温度不高于100℃;
b)回火工艺:加热温度600~620℃,升温速率2~6min/mm。
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