CN113684415A - 一种6mmEH36钢及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种6mmEH36钢及其制造方法，属于钢铁生产技术领域。本发明6mmEH36钢的化学组分按质量百分数计为，C：0.08~0.10%，Mn：1.4~1.5%，Si：0.10~0.15%，Cr：0.10~0.15%，Cu：0.18~0.28%，Nb：0.030~0.045%，Ti：0.01~0.02%，P≤0.016%，S≤0.005%，Ceq≤0.38，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明通过成分优化，能配合后续制造工艺，降低轧制难度，保证成品性能，本发明的制造6mmEH36钢的方法，采用3500mm双机架轧机，提高了板型的宽度范围，且轧制后无需开平，通过在轧制过程减少温降，优化轧制压力，控制终轧温度，合理化矫直参数，最终成品技能保证性能又能保证板型平整，确保了合格率。
Description
技术领域
本发明属于钢铁生产技术领域，更具体地说，涉及一种6mmEH36钢及其制造方法。
背景技术
自2016年开始，我国年造船完工量已经连续四年稳居世界前三，船舶工业也成为继建筑、机械、汽车之后我国的第四大用钢行业，造船行业需求的钢材品种主要有船板钢、型材和船用钢管，其中船板钢需求量约占造船用钢总需求量的80~90%，现已成为国内各大钢铁企业普遍批量生产的钢种之一。
随着船板钢EH36的需求不断增多，目前已经市场上最小需要6mm，最厚已经到100mm，一般的6mm的EH36船板钢是采用卷板轧制开平解决，而较少采用厚板轧机生产6mm船板钢EH36，生产过程中主要面临的问题是由于厚度太薄，轧制过程的冷却及轧制波动易导致板型不可控，成品合格率低。
经检索，中国专利公开号：CN 105177422 A，公开日：2015年12月23日，公开了一种超长薄规格EH36钢及其在卷炉卷轧机上的生产方法，该钢板的化学成分按质量百分比计为C：0.05～0.09%，Mn：1.20～1.60%，Si：0.10～0.25%，Nb：0.015～0.030%，Ti:0.010～0.020%，Al:0.020～0.040%，Ceq≤0.38，余量为Fe及不可避免的杂质元素；钢板经过如下步骤制造：（1）150mm连铸坯轧制；（2）加热；（3）轧钢；（4）冷却；其中步骤（3）轧钢采取平轧+卷轧的方式对钢坯进行轧制。通过该申请案的方法虽然能制造性能达标，表面平整的钢板，但由于工艺需要依靠卷轧机进行，国内目前的卷轧机宽度有限，只能制造宽度1.8m以内的钢板，难以满足EH36钢日益增长的规格需求，且卷轧机轧制的钢板还需经过开平工序后才能入库，生产工序上增加了时间消耗。
发明内容
为了解决上述技术问题至少之一，根据本发明的一方面，提供了一种6mmEH36钢，该钢的化学组分按质量百分数计为，
C：0.08~0.10%，Mn：1.4~1.5%，Si：0.10~0.15%，Cr：0.10~0.15%，Cu：0.18~0.28%，Nb：0.030~0.045%，Ti：0.01~0.02%，P≤0.016%，S≤0.005%，Ceq≤0.38，余量为Fe和不可避免的杂质。
C：0.08~0.10%，C对钢中马氏体的形成起着关键作用，C的加入可以显著提升钢材的硬度强度，但是会降低钢材的塑性和韧性，也会影响产品的焊接性能，6mm的EH36船板钢对焊接性能需求较高，因此本方案控制碳含量在0.08~0.10%，在强度达标的情况下确保焊接性能；
Mn：1.4~1.5%，Mn在钢中的作用是提高奥氏体的稳定性，提高钢材的淬透性，增加硬度，钢材中Mn含量过低使钢材的强度难以达标，Mn含量过高会影响焊接性能，且在后续连铸过程中，Mn元素的添加会使钢材中易产生带状组织，因此本方案控制锰含量在1.4~1.5%；
Si：0.10~0.15%，Si在钢中的作用是固溶强化，促进C向奥氏体扩散，提高钢中铁素体纯净度，稳定奥氏体组织，但过量的Si添加会影响钢的焊接性能，在后续的轧制过程中也不利于表面质量的控制，因此本方案控制硅含量在0.10~0.15%；
Cr：0.10~0.15%，Cr的加入可显著提高钢材的强度和耐磨性，但过量Cr的添加会增加连铸过程中铸坯开裂的风险，因此本方案控制铬含量在0.10~0.15%；
Cu：0.18~0.28%，适当含量的Cu在钢材中起时效强化的作用，能在不损失塑性韧性的条件下提高强度，但铜含量过大会使钢材变脆并对焊接性能产生影响，因此本方案控制铜含量在0.18~0.28%；
Nb：0.030~0.045%，Nb在钢中具有析出强化和细化晶粒的作用，在钢中可以形成NbC或NbN等间隙中间相，在再结晶过程中，因NbC、NbN对位错的钉扎及对亚晶界的迁移进行阻止等作用，从而大大增加了再结晶的时间，进而达到细化奥氏体晶粒的目的，高含量Nb的添加会增加钢材成本，且易导致连铸坯开裂，本方案控制铌含量在0.030~0.045%；
轧制过程中的参数控制会影响Nb的析出行为，从而影响钢材的力学性能，同时，轧制过程的参数控制对6mm船板钢成品的板型等质量至关重要，且Cu和Nb都容易在位错及晶界析出，两种元素同时添加时相互间，因此本方案中铜含量、铌含量与轧制工艺参数相互配合，在确保成品板型质量的同时，进一步提升其力学性能；
Ti：0.01~0.02%，在船板钢中加入钛元素可以形成含钛氧化物，作为形核质点，来诱导针状铁素体形核，钢中可能形成TiO、TiO2、Ti2O3和Ti3O5等多种形式氧化物，但Ti2O3是最有效的诱导针状铁素体的氧化物，同时也能更有效的改善焊接热影响区的韧性，因此本方案控制钛含量在0.01~0.02%，更有利于生成Ti2O3；
Ceq≤0.38，满足船板钢对碳当量的限制要求；
P≤0.016%，S≤0.005%磷和硫均是钢材冶炼中的有害元素，会降低晶界的表面能而减少晶界内聚力，使钢材脆性断裂倾向上升，对钢材塑性韧性产生不利影响，因此本方案将磷和硫的含量均控制在较低含量。
根据本发明的另一方面，提供了一种制造6mmEH36钢的方法，包括如下步骤：
S1、连铸，将精炼后的钢水连铸成连铸坯，连铸坯的厚度为220mm；
S2、开坯轧制，将连铸坯轧至厚度为75～85mm的过渡坯，连铸坯直接用来轧钢加工会增加轧制难度，也不利于板型的控制，因此本方案先通过开坯轧制形成过渡坯，降低后续轧钢难度；
S3、加热，将过渡坯在加热炉中加热，加热温度为1230～1250℃，过渡坯在炉时间为220-250min；
S4、除鳞，加热后的过渡坯从加热炉出钢送入除鳞箱除鳞；
S5、轧钢，对过渡坯进行粗轧，粗轧温度为980~1050℃，粗轧总压下量为25mm，粗轧后进行精轧，在粗轧阶段结束后出钢时，控制出钢速度为0.5m/s，并关闭出钢辊道上的冷却水喷淋，减小温降，提高除鳞质量，有助于提高成品板型质量，精轧的终轧温度＞880℃，从连铸至轧钢步骤结束，整个过程中均控制坯料的温降，并控制终轧温度＞880℃，整个过程有利于钢材中Cu和Nb的析出强化，且在本方案的工艺参数控制下，Cu和Nb相互间呈正影响，析出强化效果更好，成品力学性能更高；
S6、热矫直；
S7、剪切入库，矫直后的钢板在冷床冷却至80℃以下后剪切成需要的规格并入库。
根据本发明实施例的制造6mmEH36钢的方法，可选地，步骤S5的轧制在3500mm双机架轧机上进行，本方案的EH36钢可在3500mm双机架轧机上进行进行轧制，而不必在卷轧机上轧制，大大提高了成品的宽度尺寸范围，且无需开平操作。
根据本发明实施例的制造6mmEH36钢的方法，可选地，步骤S3中，加热炉空燃比为5.0~6.0。
根据本发明实施例的制造6mmEH36钢的方法，可选地，步骤S4中，从加热炉出钢至送入除鳞箱时间间隔小于5s，降低板坯温降，提高除鳞质量。
根据本发明实施例的制造6mmEH36钢的方法，可选地，步骤S5中，粗轧轧制一道次，精轧轧制七道次。
根据本发明实施例的制造6mmEH36钢的方法，可选地，步骤S5中，精轧为入口出成品，精轧末三道次轧制力为3000~3500吨，轧制力越大虽然可以减少轧制道次，但是会导致板型出现瓢曲，而轧制力过小会导致轧制道次数变多，降低生产效率，本方案控制末三道次轧制力为3000~3500吨，可以确保板型平整，且将轧制道次控制在较小范围内，提高生产效率，最后轧机空载出口通过。
根据本发明实施例的制造6mmEH36钢的方法，可选地，步骤S6中，矫直速度为1m/s，有助于提高成品的平整度。
通过本发明实施例的制造6mmEH36钢的方法，对最终6mm成品进行力学性能检测，上屈服强度为436~467MPa，抗拉强度为529~569MPa，断后伸长率为31.5%~36%，在-40℃的冲击温度下，冲击功为120~133J。
有益效果
相比于现有技术，本发明至少具有如下有益效果：
（1）本发明的6mmEH36钢，通过成分优化，能配合后续制造工艺，降低轧制难度，保证成品性能；
（2）本发明的6mmEH36钢，采用低含碳量，满足船板钢对韧性及焊接性能的需求；通过特定添加比例的铜与铌元素，配合相应的轧制参数控制，能有效发挥铜与铌对钢材力学性能的强化作用，进一步确保成品性能；
（3）本发明的制造6mmEH36钢的方法，采用3500mm双机架轧机，提高了板型的宽度范围，且轧制后无需开平，通过在轧制过程减少温降，优化轧制压力，控制终轧温度，合理化矫直参数，最终成品技能保证性能又能保证板型平整，确保了合格率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。
图1示出了本发明的制造6mmEH36钢的方法流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
本实施例的6mmEH36钢，化学组分按质量百分数计为，C：0.08%，Mn：1.4%，Si：0.10%，Cr：0.10%，Cu：0.18%，Nb：0.030%，Ti：0.01%，P≤0.016%，S≤0.005%，Ceq≤0.38，余量为Fe和不可避免的杂质。
如图1所示，采用如下方法制得：
S1、连铸，将精炼后的钢水连铸成连铸坯，连铸坯的厚度为220mm；
S2、开坯轧制，将连铸坯轧至厚度为75mm的过渡坯；
S3、加热，将过渡坯在加热炉中加热，加热温度为1230℃，过渡坯在炉时间为220min，加热炉空燃比为5.0；
S4、除鳞，加热后的过渡坯从加热炉出钢送入除鳞箱除鳞；
S5、轧钢，在3500mm双机架轧机上进行轧制，对过渡坯进行粗轧，粗轧进行一道次，粗轧温度为980℃，粗轧总压下量为25mm，粗轧后进行精轧，精轧进行七道次，末三道次轧制力为3000吨，末三道次后将坯料从20mm轧至6mm，最后轧机空载出口通过，从入口出成品，精轧的终轧温度900℃；
S6、热矫直，矫直速度为1m/s；
S7、剪切入库，矫直后的钢板在冷床冷却至80℃以下后剪切宽度为2200mm，长度为28000mm的板型。
对成品进行不平度检测，均能满足5mm/1m的高标准不平度要求。
对成品进行力学性能检测，其上屈服强度为437MPa，抗拉强度为539MPa，断后伸长率为33%，在-40℃的冲击温度下，冲击功平均为133J。
实施例2
本实施例的6mmEH36钢，化学组分按质量百分数计为，C：0.10%，Mn：1.5%，Si：0.15%，Cr：0.15%，Cu：0.28%，Nb：0.045%，Ti：0.02%，P≤0.016%，S≤0.005%，Ceq≤0.38，余量为Fe和不可避免的杂质。
如图1所示，采用如下方法制得：
S1、连铸，将精炼后的钢水连铸成连铸坯，连铸坯的厚度为220mm；
S2、开坯轧制，将连铸坯轧至厚度为85mm的过渡坯；
S3、加热，将过渡坯在加热炉中加热，加热温度为1250℃，过渡坯在炉时间为250min，加热炉空燃比为6.0；
S4、除鳞，加热后的过渡坯从加热炉出钢送入除鳞箱除鳞；
S5、轧钢，在3500mm双机架轧机上进行轧制，对过渡坯进行粗轧，粗轧进行一道次，粗轧温度为1050℃，粗轧总压下量为25mm，粗轧后进行精轧，精轧进行七道次，末三道次轧制力为3500吨，末三道次后将坯料从20mm轧至6mm，最后轧机空载出口通过，从入口出成品，精轧的终轧温度910℃；
S6、热矫直，矫直速度为1m/s；
S7、剪切入库，矫直后的钢板在冷床冷却至80℃以下后剪切宽度为2600mm，长度为35000mm的板型。
对成品进行不平度检测，均能满足5mm/1m的高标准不平度要求。
对成品进行力学性能检测，其上屈服强度为466MPa，抗拉强度为568MPa，断后伸长率为36%，在-40℃的冲击温度下，冲击功平均为124J。
实施例3
本实施例的6mmEH36钢，化学组分按质量百分数计为，C：0.09%，Mn：1.5%，Si：0.12%，Cr：0.13%，Cu：0.25%，Nb：0.040%，Ti：0.15%，P≤0.016%，S≤0.005%，Ceq≤0.38，余量为Fe和不可避免的杂质。
如图1所示，采用如下方法制得：
S1、连铸，将精炼后的钢水连铸成连铸坯，连铸坯的厚度为220mm；
S2、开坯轧制，将连铸坯轧至厚度为80mm的过渡坯；
S3、加热，将过渡坯在加热炉中加热，加热温度为1240℃，过渡坯在炉时间为230min，加热炉空燃比为6.0；
S4、除鳞，加热后的过渡坯从加热炉出钢送入除鳞箱除鳞；
S5、轧钢，在3500mm双机架轧机上进行轧制，对过渡坯进行粗轧，粗轧进行三道次，粗轧温度为990℃，粗轧总压下量为25mm，粗轧后进行精轧，精轧进行七道次，末三道次轧制力为3300吨，末三道次将坯料从9mm轧至6mm，最后轧机空载出口通过，从入口出成品，精轧的终轧温度900℃；
S6、热矫直，矫直速度为1m/s；
S7、剪切入库，矫直后的钢板在冷床冷却至80℃以下后剪切宽度为2600mm，长度为35000mm的板型。
对成品进行不平度检测，均能满足5mm/1m的高标准不平度要求。
对成品进行力学性能检测，其上屈服强度为467MPa，抗拉强度为563MPa，断后伸长率为34.5%，在-40℃的冲击温度下，冲击功平均为121J。
本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种6mmEH36钢，其特征在于，该钢的化学组分按质量百分数计为，
C：0.08~0.10%，Mn：1.4~1.5%，Si：0.10~0.15%，Cr：0.10~0.15%，Cu：0.18~0.28%，Nb：0.030~0.045%，Ti：0.01~0.02%，P≤0.016%，S≤0.005%，Ceq≤0.38，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.一种制造权利要求1所述的6mmEH36钢的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、连铸，将精炼后的钢水连铸成连铸坯，连铸坯的厚度为220mm；
S2、开坯轧制，将连铸坯轧至厚度为75～85mm的过渡坯；
S3、加热，将过渡坯在加热炉中加热，加热温度为1230～1250℃，过渡坯在炉时间为220~250min；
S4、除鳞，加热后的过渡坯从加热炉出钢送入除鳞箱除鳞；
S5、轧钢，对过渡坯进行粗轧，粗轧温度为980~1050℃，粗轧总压下量为25mm，粗轧后进行精轧，精轧的终轧温度＞880℃；
S6、热矫直；
S7、剪切入库，矫直后的钢板在冷床冷却至80℃以下后剪切成需要的规格并入库。
3.根据权利要求2所述的一种制造6mmEH36钢的方法，其特征在于：步骤S5的轧制在3500mm双机架轧机上进行。
4.根据权利要求2所述的一种制造6mmEH36钢的方法，其特征在于：步骤S3中，加热炉空燃比为5.0~6.0。
5.根据权利要求4所述的一种制造6mmEH36钢的方法，其特征在于：步骤S4中，从加热炉出钢至送入除鳞箱时间间隔小于5s。
6.根据权利要求5所述的一种制造6mmEH36钢的方法，其特征在于：步骤S5中，粗轧轧制一道次，精轧轧制七道次。
7.根据权利要求6所述的一种制造6mmEH36钢的方法，其特征在于：步骤S5中，精轧为入口出成品，精轧末三道次轧制力为3000~3500吨，最后轧机空载出口通过。
8.根据权利要求2所述的一种制造6mmEH36钢的方法，其特征在于：步骤S6中，矫直速度为1m/s。
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