CN109868410A - 一种高强度耐低温的球扁钢及生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高强度耐低温的球扁钢及生产工艺，具体涉及钢材加工领域，球扁钢质量成份如下：C0.08～0.11％，Si0.40～0.60％，Cr0.3～0.7％，Mo0.11～0.29％，Cu≤0.04％，Al0.03～0.07％，O≤0.0011％，H≤0.00013％，Ca0.001～0.006％，Sb0.0001～0.0004％，Sn≤0.001％，As≤0.006％，B≤0.009％，Nb≤0.04％，Mn1.00～1.60％，P≤0.013％，S≤0.011％，Ni0.60～1.00％，V0.06～0.12％，Ti0.006～0.013％，N0.015～0.023％，其余为Fe。本发明生产的球扁钢具有高强度、耐低温特性。
Description
技术领域
本发明属于钢材加工领域，具体涉及一种高强度耐低温的球扁钢及生产工艺。
背景技术
球扁钢是一种主要应用于造船和造桥领域的中型材，其中船用球扁钢是造船用辅助中型材。近年来随着造船业的迅猛发展，船用球扁钢需求旺盛。一般较大的船只和正规的船舶在设计时主船体大多选用船用球扁钢，采用与相连板材相同厚度与材质的球扁钢作骨材(也称筋骨或龙骨)。
目前国内的球扁钢标准是GB/T9945～2001《热轧球扁钢》，非等效采用了欧洲标准EN10067：1996《热轧球扁钢》，其中的规格和欧标保持一致，只是修改了欧标的公差范围，增加了材质等规定。球扁钢的材质与船板对应，分为一般强度(A级、B级和D级等)和高强度(AH32、AH36、DH32和DH36等)，不同船级社认证的船板需求配套使用不同船级社认证的球扁钢。1998年以来，一般强度球扁钢一直占主导地位，但随着造船行业的发展，高强度球扁钢的使用越来越广泛，从2009年开始，高强度球扁钢的使用量已经大于一般强度球扁钢，因此高性能的球扁钢需求越来越大，但现有的球扁钢其强度、耐低温性能仍有待提高。
针对上述不足，现需求一种高强度耐低温的球扁钢及生产工艺，生产的球扁钢具有高强度、耐低温特性，以满足市场需求。
发明内容
本发明的目的提供一种高强度耐低温的球扁钢及生产工艺，生产的球扁钢具有高强度、耐低温特性，以满足市场需求。
本发明提供了如下的技术方案：
一种高强度耐低温的球扁钢，其特征在于：球扁钢质量成份如下：C0.08～0.11％，Si0.40～0.60％，Cr0.3～0.7％，Mo0.11～0.29％，Cu≤0.04％，Al0.03～0.07％，O≤0.0011％，H≤0.00013％，Ca0.001～0.006％，Sb0.0001～0.0004％，Sn≤0.001％，As≤0.006％，B≤0.009％，Nb≤0.04％，Mn1.00～1.60％，P≤0.013％，S≤0.011％，Ni0.60～1.00％，V0.06～0.12％，Ti0.006～0.013％，N0.015～0.023％，其余为Fe。
一种高强度耐低温的球扁钢及生产工艺，其特征在于，生产步骤如下：
S1、奥氏体化：将钢材加热到590～660℃，并保温100～190分钟，之后加热到830～850℃，并保温130～260分钟得到奥氏体化的合金钢
S2、马氏体化：将S1中的合金钢淬火得到马氏体化的合金钢，且淬火后的马氏体化的合金钢的温度小于或等于80℃；
S3、坯料：将S2中的马氏体化的合金钢加热到460～600℃，并保温180～300分钟，冷却后得到高强度、耐低温性的坯料。
S4、切割：将坯料进行切割；
S5、加热：将切割后的坯料进行中频感应加热；
S6、粗轧：将若干加热后的坯料经三辊轧机粗轧成型；
S7、精轧：将粗轧成型的坯料送入精轧机组精轧成型；
S8、热锯切：将精轧成型的坯料进行热锯切；
S9、冷却收集：将热锯切后的坯料冷却收集；
S10、矫直：将冷却收集后的坯料进行矫直；
S11、锯切：将矫直后的坯料锯切为所需尺寸；
S12、喷砂修磨：将锯切后的坯料进行喷砂修磨制成所述球扁钢。
优选的，S3步骤具体操作如下：使用半自动切割机将坯料进行切割，其切割温度控制在950度～1050度，所述半自动切割机以乙炔和氧气为切割燃料。
优选的，S5步骤的所述的中频感应加热的出炉温度控制在1100～1200℃。
优选的，S6步骤具体操作如下：经三辊轧机粗轧后的坯料，所述坯料的腹板厚度控制在13～15mm之间，并保证料型充满孔型。
优选的，S7步骤的工艺参数如下：经精轧机粗轧后的坯料，所述坯料的腹板厚度控制在5～10mm之间，并保证料型充满孔型。
优选的，S9步骤具体操作如下：通过链式平移冷床将热锯切后的坯料进行自然冷却并收集。
优选的，S10步骤具体操作如下：采用13辊矫直机将冷却收集后的坯料进行矫直。
优选的，S11步骤的工艺参数如下：矫直后的坯料进行锯切，其切割温度控制在750℃—800℃，切割的断面宽度控制在50mm—90mm。
优选的，S12步骤的工艺参数如下：所述喷砂修磨的表面手触摸需平滑。
本发明的有益效果：
本发明的成品钢不仅具有良好的屈服强度，而且还具有优异耐低温性能，且本钢材具有细小的针状铁素体、回火马氏体、少量奥氏体组织，使屈服强度和延伸率得到提高，并其存在低温强韧性组合，具有良好的低温韧性。同时，本工艺用在热轧的高强耐低温钢上，使钢材中的位错大大减少，使晶粒细化，且合金元素配分作用，可使奥氏体部分保留，使杂质元素被吸收，使其耐低温性能大大提高，再者，本发明采用半连轧生产工艺，解决了球扁钢孔型设计在连轧调整投用的技术难题，降低了生产成本；不仅可将坯料加热均匀，且易于把控氧化，从而提高了成品的质量；可减少氧化烧损、均衡连续加热，降低了能耗。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明工艺流程图；
具体实施方式
实施例一
如图1所示，一种高强度耐低温的球扁钢，其质量组分如下：C0.08％，Si0.40％，Cr0.3％，Mo0.11％，Cu为0.04％，Al0.03％，O为0.0011％，H为0.00013％，Ca0.001％，Sb0.0001％，Sn为0.001％，As为0.006％，B为0.009％，Nb为0.04％，Mn1.00％，P为0.013％，S为0.011％，Ni0.60％％，V0.06％，Ti0.006％，N0.015％，其余为Fe。
一种高强度耐低温的球扁钢及生产工艺其，其具体步骤如下，
S1、奥氏体化：将钢材加热到590℃，并保温100分钟，之后加热到830℃，并保温130分钟得到奥氏体化的合金钢
S2、马氏体化：将S1中的合金钢淬火得到马氏体化的合金钢，且淬火后的马氏体化的合金钢的温度小于或等于80℃；
S3、坯料：将S2中的马氏体化的合金钢加热到460℃，并保温180分钟，冷却后得到高强度、耐低温性的坯料。
S4、切割：使用半自动切割机将坯料进行切割，其切割温度控制在950度，所述半自动切割机以乙炔和氧气为切割燃料；半自动切割机的切割效率高和成本较低，切割温度控制在950度，可避免钢材因过高的温度导致的材质氧化变性。
S5、加热：将切割后的坯料进行中频感应加热，其出炉温度控制在1100℃；中频感应加热为电感应加热，可减少氧化烧损、有效均衡连续加热。
S6、粗轧：将若干加热后的坯料经三辊轧机粗轧成型，三辊轧机道次可以灵活调整，且设备和投资成本小，所述坯料的腹板厚度为13mm，并保证料型充满孔型，此工艺要求可确保的产品质量优异。
S7、精轧：将粗轧成型的坯料送入精轧机组精轧成型；所述坯料的腹板厚度为5mm，并保证料型充满孔型，此工艺要求可确保的产品质量优异。
S8、热锯切：将精轧成型的坯料进行热锯切，其切割温度控制在750℃，切割的断面宽度为50mm；热锯切可完成成品定尺锯切。
S9、冷却收集：通过链式平移冷床将热锯切后的坯料进行自然冷却并收集；链式平移冷床不仅效率高，且使用成本低，采用自然冷却，可使坯料内部结构稳定，提高产品质量。
S10、矫直：采用13辊矫直机将冷却收集后的坯料进行矫直，其中13辊矫直机
S11、锯切：矫直后的坯料进行锯切，其切割温度控制在750℃，切割的断面宽度为50mm；切割温度在750℃时，不仅切割效率高佳，且不会导致钢材变性，断面宽度为50mm，其力学性能优异。
S12、喷砂修磨：将锯切后的坯料进行喷砂修磨制成所述球扁钢，所述喷砂修磨的表面手触摸需平滑，喷砂可防止产品的氧化腐蚀，提高装置使用寿命，修磨可提高产品的力学性能。
实施例二
如图1所示，一种高强度耐低温的球扁钢及生产工艺，一种高强度耐低温的球扁钢，其质量组分如下：C0.11％，Si0.60％，Cr0.7％，Mo0.29％，Cu为0.04％，Al0.07％，O为0.0011％，H为0.00013％，Ca0.006％，Sb0.0004％，Sn为0.001％，As为0.006％，B为0.009％，Nb为0.04％，Mn1.60％，P为0.013％，S为0.011％，Ni1.00％，V0.12％，Ti0.013％，N0.023％，其余为Fe。
一种高强度耐低温的球扁钢及生产工艺其，其具体步骤如下，
S1、奥氏体化：将钢材加热到660℃，并保温190分钟，之后加热到850℃，并保温130～260分钟得到奥氏体化的合金钢
S2、马氏体化：将S1中的合金钢淬火得到马氏体化的合金钢，且淬火后的马氏体化的合金钢的温度小于或等于80℃；
S3、坯料：将S2中的马氏体化的合金钢加热到600℃，并保温300分钟，冷却后得到高强度、耐低温性的坯料
S4、切割：使用半自动切割机将坯料进行切割，其切割温度控制在1050度，所述半自动切割机以乙炔和氧气为切割燃料；半自动切割机的切割效率高和成本较低，切割温度控制在1050度，可避免钢材因过高的温度导致的材质氧化变性。
S5、加热：将切割后的坯料进行中频感应加热，其出炉温度控制在1200℃；中频感应加热为电感应加热，可减少氧化烧损、有效均衡连续加热。
S6、粗轧：将若干加热后的坯料经三辊轧机粗轧成型，三辊轧机道次可以灵活调整，且设备和投资成本小，所述坯料的腹板厚度控制在15mm之间，并保证料型充满孔型，此工艺要求可确保的产品质量优异。
S7、精轧：将粗轧成型的坯料送入精轧机组精轧成型；所述坯料的腹板厚度控制在10mm，并保证料型充满孔型，此工艺要求可确保的产品质量优异。
S8、热锯切：将精轧成型的坯料进行热锯切，其切割温度控制在800℃，切割的断面宽度为90mm；热锯切可完成成品定尺锯切。
S9、冷却收集：通过链式平移冷床将热锯切后的坯料进行自然冷却并收集；链式平移冷床不仅效率高，且使用成本低，采用自然冷却，可使坯料内部结构稳定，提高产品质量。
S10、矫直：采用13辊矫直机将冷却收集后的坯料进行矫直，其中13辊矫直机
S11、锯切：矫直后的坯料进行锯切，其切割温度控制为800℃，切割的断面宽度为90mm；切割温度为800℃时，不仅切割效率高佳，且不会导致钢材变性，断面宽度为90mm，其力学性能优异。
S12、喷砂修磨：将锯切后的坯料进行喷砂修磨制成所述球扁钢，所述喷砂修磨的表面手触摸需平滑，喷砂可防止产品的氧化腐蚀，提高装置使用寿命，修磨可提高产品的力学性能。
本发明的优点：
本发明的成品钢不仅具有良好的屈服强度，而且还具有优异耐低温性能，且本钢材具有细小的针状铁素体、回火马氏体、少量奥氏体组织，使屈服强度和延伸率得到提高，并其存在低温强韧性组合，具有良好的低温韧性。同时，本工艺用在热轧的高强耐低温钢上，使钢材中的位错大大减少，使晶粒细化，且合金元素配分作用，可使奥氏体部分保留，使杂质元素被吸收，使其耐低温性能大大提高，再者，本发明采用半连轧生产工艺，解决了球扁钢孔型设计在连轧调整投用的技术难题，降低了生产成本；不仅可将坯料加热均匀，且易于把控氧化，从而提高了成品的质量；可减少氧化烧损、均衡连续加热，降低了能耗，且本发明的突破性解决了球扁钢孔型设计在连轧线调整投用的技术难题；并针对球扁钢生产的加热不均、氧化控制困难的瓶颈，采用了行业内最先进的“电感应加热”方式，在减少氧化烧损、均衡连续加热方面达到了国内领先水平，该座加热炉同时也是国内首座连续式电感应加热炉。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高强度耐低温的球扁钢，其特征在于：球扁钢质量成份如下：C0.08～0.11％，Si0.40～0.60％，Cr0.3～0.7％，Mo0.11～0.29％，Cu≤0.04％，Al0.03～0.07％，O≤0.0011％，H≤0.00013％，Ca0.001～0.006％，Sb0.0001～0.0004％，Sn≤0.001％，As≤0.006％，B≤0.009％，Nb≤0.04％，Mn1.00～1.60％，P≤0.013％，S≤0.011％，Ni0.60～1.00％，V0.06～0.12％，Ti0.006～0.013％，N0.015～0.023％，其余为Fe。
2.一种高强度耐低温的球扁钢及生产工艺，其特征在于，其步骤如下，
S1、奥氏体化：将钢材加热到590～660℃，并保温100～190分钟，之后加热到830～850℃，并保温130～260分钟得到奥氏体化的合金钢
S2、马氏体化：将S1中的合金钢淬火得到马氏体化的合金钢，且淬火后的马氏体化的合金钢的温度小于或等于80℃；
S3、坯料：将S2中的马氏体化的合金钢加热到460～600℃，并保温180～300分钟，
冷却后得到高强度、耐低温性的坯料；
S4、切割：将坯料进行切割；
S5、加热：将切割后的坯料进行中频感应加热；
S6、粗轧：将若干加热后的坯料经三辊轧机粗轧成型；
S7、精轧：将粗轧成型的坯料送入精轧机组精轧成型；
S8、热锯切：将精轧成型的坯料进行热锯切；
S9、冷却收集：将热锯切后的坯料冷却收集；
S10、矫直：将冷却收集后的坯料进行矫直；
S11、锯切：将矫直后的坯料锯切为所需尺寸；
S12、喷砂修磨：将锯切后的坯料进行喷砂修磨制成所述球扁钢。
3.根据权利要求2所述的一种高强度耐低温的球扁钢及生产工艺，其特征在于：
S1步骤具体如下，使用半自动切割机将所述坯料进行切割，其切割温度控制在950度～1050度。
4.根据权利要求3所述的一种高强度耐低温的球扁钢及生产工艺，其特征在于：所述半自动切割机以乙炔和氧气为切割燃料。
5.根据权利要求2所述的一种高强度耐低温的球扁钢及生产工艺，其特征在于：S2步骤的所述的中频感应加热的出炉温度控制在1100～1200℃。
6.根据权利要求2所述的一种高强度耐低温的球扁钢及生产工艺，其特征在于：S3步骤具体如下：经所述三辊轧机粗轧后的坯料，所述坯料的腹板厚度控制在13～15mm之间，并保证料型充满孔型。
7.根据权利要求2所述的一种高强度耐低温的球扁钢及生产工艺，其特征在于：S4步骤的工艺如下：经所述精轧机粗轧后的坯料，所述坯料的腹板厚度控制在5～10mm之间，并保证料型充满孔型。
8.根据权利要求2所述的一种高强度耐低温的球扁钢及生产工艺，其特征在于：S6步骤具体如下：通过链式平移冷床将所述热锯切后的坯料进行自然冷却并收集。
9.根据权利要求2所述的一种高强度耐低温的球扁钢及生产工艺，其特征在于：S7步骤具体操作如下：所述冷却收集后的坯料采用13辊矫直机进行矫直。
10.根据权利要求2所述的一种高强度耐低温的球扁钢及生产工艺，其特征在于：S8步骤的工艺参数如下：所述矫直后的坯料进行锯切，其切割温度控制在750℃—800℃，切割的断面宽度控制在50mm—90mm；S9步骤的工艺要求如下：所述喷砂修磨的表面手触摸需平滑。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190611 |
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