CN109628847A - 一种正火s355nl-z35特厚钢板及制造方法 - Google Patents

一种正火s355nl-z35特厚钢板及制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种正火S355NL‑Z35特厚钢板,涉及冶金技术领域,化学成分及质量百分比如下:C:0.12%~0.16%,Mn:1.40%~1.60%,Si:0.20%~0.35%,P≤0.015%,S≤0.003%,Nb:0.020%~0.035%,V:0.030%~0.050%,Ni:0.20%~0.30%,Alt:0.020%~0.050%,CEV≤0.43%,余量为Fe和杂质。本发明产品的低温冲击性能、抗层状撕裂性能、内部质量、焊接性能等都有严格要求,采用连铸坯轧制、正火热处理工艺开发的120mm低合金特厚板,产品质量优异、生产成本控制合适、综合性价比好。

Description

一种正火S355NL-Z35特厚钢板及制造方法
技术领域
本发明涉及冶金技术领域,特别是涉及一种正火S355NL-Z35特厚钢板及制造方法。
背景技术
S355NL-Z35特厚钢板是EN10025-3标准产品,要求正火或正火轧制交货,主要应用于风电、水电、海洋工程等关键结构部位,对产品的低温冲击性能、抗层状撕裂性能、内部质量、焊接性能等都有严格要求,钢板厚度越大,即要求较大的轧制压缩比来改善内部偏析、疏松等质量,冶炼时控制低磷、低硫含量提高钢水的洁净度,以便保证钢板具有优异的-50℃低温冲击性能,否则将会影响钢板在严寒地区的服役使用。对于厚度100mmm以上低合金特厚钢板,为了保证-50℃低温冲击性能,也有采取淬火+回火的生产工艺,但与EN10025-3标准要求的交货状态不一致。
CN105200317号“一种特厚低温风塔用钢S355NL的生产方法”,该发明生产的S355NL钢板最大厚度仅为100mm,且成分设计中包括Nb:0.2-0.4%,V:0.30-0.50%、Ti:0.40-0.50%,Ni:0.20-0.40%等,合金含量多、生产成本高。
CN105925893号“一种250mm厚的S355NL低碳高韧性低合金钢板及其制造方法”,该发明使用450mm连铸坯轧制250mm钢板,因轧制压缩比小仅1.8倍,轧制道次少仅3-4个道次、全部在再结晶区轧制,因此炼钢需进行超低有害元素及气体含量控制,如P≤0.006%,S≤0.001%,H≤1.2ppm,O≤20ppm,N≤40ppm,钢水冶炼难度大、炼钢成本高,且还需加入较高Ni(0.30-0.50%)含量来提高冲击韧性,实施例1-3中Ni含量高达0.40、0.42、0.45%,合金成本偏高;另外轧后钢板还需进行长时间正火热处理来改善特厚钢板的综合性能,如正火保温系数2.4-2.6min/mm,并采取风冷保证冷却效果,生产工艺复杂、热处理成本高。
发明内容
为了解决以上技术问题,本发明提供一种正火S355NL-Z35特厚钢板,化学成分及质量百分比如下:C:0.12%~0.16%,Mn:1.40%~1.60%,Si:0.20%~0.35%,P≤0.015%,S≤0.003%,Nb:0.020%~0.035%,V:0.030%~0.050%,Ni:0.20%~0.30%,Alt:0.020%~0.050%,CEV≤0.43%,余量为Fe和杂质。
技术效果:本发明在合金成本方面,Ni含量仅0.20%~0.30%,与100mm以下厚度相差不大。
本发明进一步限定的技术方案是:
前所述的一种正火S355NL-Z35特厚钢板,化学成分及质量百分比如下:C:0.14%,Mn:1.50%,Si:0.28%,P:0.012%%,S:0.003%,Nb:0.029%,V:0.043%,Ni:0.25%,Alt:0.032%,CEV:0.41%,余量为Fe和杂质。
前所述的一种正火S355NL-Z35特厚钢板,化学成分及质量百分比如下:C:0.13%,Mn:1.48%,Si:0.32%,P:0.010%%,S:0.002%,Nb:0.032%,V:0.046%,Ni:0.28%,Alt:0.034%,CEV:0.42%,余量为Fe和杂质。
前所述的一种正火S355NL-Z35特厚钢板,钢板的厚度为120mm。
本发明的另一目的在于提供一种正火S355NL-Z35特厚钢板的制造方法,包括炼钢工序、加热工序、轧制工序、冷却工序、正火工序,
炼钢工序:采用转炉深脱磷钢水P≤0.015%,铁水预处理脱硫和LF 钢水S≤0.003%,连铸生产制备得到320mm铸坯;
加热工序:铸坯入加热炉加热,加热系数10.0~15.0min/cm,加热温度1180~1220℃;
轧制工序:采用二阶段控轧工艺,第一阶段粗轧轧制终了温度≥980℃,第二阶段开轧温度≤820℃,保证终轧温度为770~810℃;
冷却工序:轧制后的钢板入超快冷系统进行快速冷却,返红温度660~700℃,然后进行堆垛缓冷;
正火工序:正火温度880±10℃,在炉保温时间为200~240min,正火后单独堆放,空冷至室温。
本发明的有益效果是:
(1)本发明采用连铸坯的低圧缩比轧制工艺、正火热处理工艺等,开发出厚度120mm的S355NL-Z35特厚钢板,此特厚钢板性能完全满EN10025-3标准要求,其中钢板-50℃低温冲击功≥120J,探伤满足EN10160标准S2E3级质量要求,钢板CEV≤0.43%、焊接性能优异,可实现钢板的经济、批量生产,满足风电、水电、海洋工程等低温服役使用环境要求;
(2)本发明产品的低温冲击性能、抗层状撕裂性能、内部质量、焊接性能等都有严格要求,采用连铸坯轧制、正火热处理工艺开发的120mm低合金特厚板,产品质量优异、生产成本控制合适、综合性价比好,预计吨钢毛利1000元/吨以上;
(3)本发明中加热工序设计保证了Nb元素固溶,铸坯加热均匀性;
(4)本发明不额外增加较多的成本,如冶炼成本方面,要求P≤0.015%,S≤0.003%,没有特别要求P、S、O、N、H等进行超低有害元素控制从而增加冶炼成本;合金成本方面,Ni含量仅0.20-0.30%,与100mm以下厚度相差不大;热处理成本方面,采取较低的正火温度(880±10℃),在炉保温时间为200-240min,即对于120mm特厚钢板正火保温系数不超过2.0min/mm。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的一种正火S355NL-Z35特厚钢板,厚度120mm,化学成分及质量百分比如下:C:0.14%,Mn:1.50%,Si:0.28%,P:0.012%%,S:0.003%,Nb:0.029%,V:0.043%,Ni:0.25%,Alt:0.032%,CEV:0.41%,余量为Fe和杂质。
其制造方法,包括炼钢工序、加热工序、轧制工序、冷却工序、正火工序,
炼钢工序:采用转炉深脱磷钢水P:0.012%,铁水预处理脱硫和LF 钢水S:0.003%,连铸生产制备得到320mm铸坯;
加热工序:铸坯入加热炉加热,加热系数10.3min/cm,加热温度1205℃;
轧制工序:采用二阶段控轧工艺,第一阶段粗轧轧制终了温度1002℃,第二阶段开轧温度807℃,终轧温度为795℃;
冷却工序:轧制后的钢板入超快冷系统进行快速冷却,返红温度685℃,然后进行堆垛缓冷;
正火工序:正火温度888℃,在炉保温时间为210min,正火后单独堆放,空冷至室温。
120mm规格S355NL-Z35钢板,力学性能为:屈服强度374MPa,抗拉强度512MPa,断后伸长率32%,-50℃冲击功Akv:195、180、178J,厚度方向断面收缩率:53、55、56%,探伤按EN10160标准S2E3级别合格。
实施例2
本实施例提供的一种正火S355NL-Z35特厚钢板,厚度120mm,化学成分及质量百分比如下:C:0.13%,Mn:1.48%,Si:0.32%,P:0.010%%,S:0.002%,Nb:0.032%,V:0.046%,Ni:0.28%,Alt:0.034%,CEV:0.42%,余量为Fe和杂质。
其制造方法,包括炼钢工序、加热工序、轧制工序、冷却工序、正火工序,
炼钢工序:采用转炉深脱磷钢水P:0.010%,铁水预处理脱硫和LF 钢水S:0.002%,连铸生产制备得到320mm铸坯;
加热工序:铸坯入加热炉加热,加热系数11.2min/cm,加热温度1209℃;
轧制工序:采用二阶段控轧工艺,第一阶段粗轧轧制终了温度1002℃,第二阶段开轧温度802℃,终轧温度为791℃;
冷却工序:轧制后的钢板入超快冷系统进行快速冷却,返红温度679℃,然后进行堆垛缓冷;
正火工序:正火温度886℃,在炉保温时间为225min,正火后单独堆放,空冷至室温。
20mm规格S355NL-Z35钢板,力学性能为:屈服强度373MPa,抗拉强度503MPa,断后伸长率30%,-50℃冲击功Akv:251、144、207J,厚度方向断面收缩率:56、51、57%,探伤按EN10160标准S2E3级别合格。
除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种正火S355NL-Z35特厚钢板,其特征在于,化学成分及质量百分比如下:C:0.12%~0.16%,Mn:1.40%~1.60%,Si:0.20%~0.35%,P≤0.015%,S≤0.003%,Nb:0.020%~0.035%,V:0.030%~0.050%,Ni:0.20%~0.30%,Alt:0.020%~0.050%,CEV≤0.43%,余量为Fe和杂质。
2.根据权利要求1所述的一种正火S355NL-Z35特厚钢板,其特征在于,化学成分及质量百分比如下:C:0.14%,Mn:1.50%,Si:0.28%,P:0.012%%,S:0.003%,Nb:0.029%,V:0.043%,Ni:0.25%,Alt:0.032%,CEV:0.41%,余量为Fe和杂质。
3.根据权利要求1所述的一种正火S355NL-Z35特厚钢板,其特征在于,化学成分及质量百分比如下:C:0.13%,Mn:1.48%,Si:0.32%,P:0.010%%,S:0.002%,Nb:0.032%,V:0.046%,Ni:0.28%,Alt:0.034%,CEV:0.42%,余量为Fe和杂质。
4.根据权利要求1所述的一种正火S355NL-Z35特厚钢板,其特征在于:钢板的厚度为120mm。
5.一种正火S355NL-Z35特厚钢板的制造方法,其特征在于:包括炼钢工序、加热工序、轧制工序、冷却工序、正火工序,
炼钢工序:采用转炉深脱磷钢水P≤0.015%,铁水预处理脱硫和LF 钢水S≤0.003%,连铸生产制备得到320mm铸坯;
加热工序:铸坯入加热炉加热,加热系数10.0~15.0min/cm,加热温度1180~1220℃;
轧制工序:采用二阶段控轧工艺,第一阶段粗轧轧制终了温度≥980℃,第二阶段开轧温度≤820℃,保证终轧温度为770~810℃;
冷却工序:轧制后的钢板入超快冷系统进行快速冷却,返红温度660~700℃,然后进行堆垛缓冷;
正火工序:正火温度880±10℃,在炉保温时间为200~240min,正火后单独堆放,空冷至室温。
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