CN115821156B - 固定海上结构用特厚s355mlo钢板及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种固定海上结构用特厚S355MLO钢板及其生产方法,钢板化学成分组成及其质量百分含量为:C:0.12‑0.14%,Si:0.20‑0.30%,Mn:1.15~1.25%,P≤0.010%,S≤0.002%,Cr≤0.05%,Cu≤0.05%,Nb:0.025‑0.035%,Alt:0.015‑0.055%,余量为Fe和不可避免的杂质;生产方法包括铸坯冶炼、铸坯加热、钢板轧制、钢板热处理。本方法通过低锰成分+冶炼方法创新获得优质连铸坯,结合相应的轧制、及热处理方法生产出100‑120mm特厚S355MLO钢板。钢板完全满足标准要求,强度适中,‑40℃低温韧性良好,且附加优异的厚拉性能、应变时效性能;工序简单、生产成本低、工艺参数可执行性强,适合批量化生产。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域,具体涉及一种固定海上结构用特厚S355MLO钢板及其生产方法。
背景技术
海上结构要经受各种气候条件和风浪的袭击,遭受海水的腐蚀,工作的环境条件非常苛刻。因此,为了确保海上结构安全和可靠地工作,对所用钢材提出了比普通结构用钢更高的要求。EN10225即为固定海上结构用钢的专用供货标准,其技术要求非常严苛。随着海上结构大型化、复杂化趋势显著,导致材料设计厚度也增加。2019年最新版EN10225标准TMCP钢板厚度由100扩大至120mm,以便适应市场需求。但随着厚度的增大,结构复杂,焊接工作量大,应力集中程度高,其结构处于更危险的状态,对材料性能的要求会更高。同时,厚度越大,受设备的限制,TMCP工艺保性能的能力降低。目前,国内外此类钢板研究非常少。所以开发新一代TMCP型海上结构用特厚钢板,适应新需求,实现标准全覆盖,是必不可少的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种固定海上结构用特厚S355MLO钢板及其生产方法。
为解决上述技术问题,本发明采取的技术方案是:
一种固定海上结构用特厚S355MLO钢板,所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为:C:0.12-0.14%,Si:0.20-0.30%,Mn:1.15~1.25%,P≤0.010%,S≤0.002%,Cr≤0.05%,Cu≤0.05%,Nb:0.025-0.035%,Alt:0.015-0.055%,余量为Fe和不可避免的杂质。
所述钢板厚度规格为100~120mm。
所述钢板常规力学性能满足:常温拉伸ReH:≥390MPa,Rm:470~630MPa,A≥22.0%,屈强比≤0.92%;-40℃横向冲击功:表面处≥180J,1/2处≥100J。
所述钢板附加力学性能满足:Z向拉伸:Z≥35%,Rm≥400MPa;经5%应变+250℃时效1小时后,表面处-40℃横向冲击功值≥125J。
本发明还提供了一种固定海上结构用特厚S355MLO钢板的生产方法,包括铸坯冶炼、铸坯加热、钢板轧制、钢板热处理。
所述铸坯冶炼工序,采用转炉初炼+LF/VD精炼+连铸工艺;转炉初炼原料使用100%铁水,不加废钢;LF白渣35-45分钟;VD真空保持20-30分钟;中间包过热度10-20℃,连铸第4段使用电磁搅拌技术,第22段使用静态轻压下技术。
所述铸坯加热工序:铸坯堆垛缓冷至室温装炉,采用连续炉分段加热,总加热时间11-12min/cm,在均热段保温60-90min。
所述钢板轧制工序:TMCP工艺,压缩比(3~3.6):1,粗轧7或9道,晾钢厚度150-200mm;精轧5或7道次,开轧温度820-830℃,返红500-550℃。
所述钢板热处理工序:540℃-560℃回火,保温2.3min/mm-2.6min/mm,空冷。
本发明固定海上结构用特厚S355MLO钢板产品标准参考EN10225,产品性能检测方法参考EN ISO6892-1、EN ISO148-1、EN10164。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于:本发明采用低Mn设计,减弱心部元素偏聚倾向,降低MnS夹杂含量,对提升塑韧性及厚度方向性能效果显著。严格控制冶炼工艺,并结合电搅和轻压下技术,获得了优质连铸坯。采用TMCP+回火的工艺,形成稳定可行性强的工艺参数,调控钢板组织形态,最终获得了优异综合性能的钢板,适应了市场需求。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细地说明。
实施例1
本实施例固定海上结构用特厚S355MLO钢板厚度为103mm,其化学成分组成及质量百分含量为:C 0.12%,Si 0.25%,Mn 1.17%,P 0.004%,S 0.0013%,Cr 0.01%,Cu 0.05%,Nb0.032%,Alt 0.015%,余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例固定海上结构用特厚S355MLO钢板所述生产方法包括铸坯冶炼、铸坯加热、钢板轧制、钢板热处理:
(1)铸坯冶炼:采用转炉初炼+LF/VD精炼+连铸工艺;转炉初炼原料使用100%铁水,不加废钢;LF白渣41分钟;VD真空保持23分钟;中间包过热度10℃,连铸第4段使用电磁搅拌技术,第22段使用静态轻压下技术。
(2)铸坯加热:铸坯堆垛缓冷至室温装炉,采用连续炉分段加热,总加热时间11.2min/cm,在均热段保温80min。
(3)钢板轧制:TMCP工艺,压缩比3.4:1,粗轧7道次,晾钢厚度185mm;精轧7道次,开轧温度820℃,返红526℃。
(4)钢板热处理:550℃回火,保温2.3min/mm,空冷。
本实施例103mm厚固定海上结构用特厚S355MLO钢板性能检验结果见表1。
表1 实施例1固定海上结构用特厚S355MLO钢板的力学性能
实施例2
本实施例固定海上结构用特厚S355MLO钢板厚度为112mm,其化学成分组成及质量百分含量为:C 0.13%,Si 0.27%,Mn 1.20%,P 0.006%,S 0.0020%,Cr 0.04%,Cu 0.02%,Nb0.025%,Alt 0.023%,余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例固定海上结构用特厚S355MLO钢板所述生产方法包括铸坯冶炼、铸坯加热、钢板轧制、钢板热处理:
(1)铸坯冶炼:采用转炉初炼+LF/VD精炼+连铸工艺;转炉初炼原料使用100%铁水,不加废钢;LF白渣35分钟;VD真空保持28分钟;中间包过热度16℃,连铸第4段使用电磁搅拌技术,第22段使用静态轻压下技术。
(2)铸坯加热:铸坯堆垛缓冷至室温装炉,采用连续炉分段加热,总加热时间12min/cm,在均热段保温90min。
(3)钢板轧制:TMCP工艺,压缩比3.2:1,粗轧9道次,晾钢厚度150mm;精轧5道次,开轧温度827℃,返红550℃。
(4)钢板热处理:543℃回火,保温2.6min/mm,空冷。
本实施例112mm厚固定海上结构用特厚S355MLO钢板性能检验结果见表2。
表2 实施例2固定海上结构用特厚S355MLO钢板的力学性能
实施例3
本实施例固定海上结构用特厚S355MLO钢板厚度为100mm,其化学成分组成及质量百分含量为:C 0.14%,Si 0.28%,Mn 1.15%,P 0.009%,S 0.0010%,Cr 0.05%,Cu 0.04%,Nb0.028%,Alt 0.050%,余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例固定海上结构用特厚S355MLO钢板所述生产方法包括铸坯冶炼、铸坯加热、钢板轧制、钢板热处理:
(1)铸坯冶炼:采用转炉初炼+LF/VD精炼+连铸工艺;转炉初炼原料使用100%铁水,不加废钢;LF白渣44分钟;VD真空保持30分钟;中间包过热度13℃,连铸第4段使用电磁搅拌技术,第22段使用静态轻压下技术。
(2)铸坯加热:铸坯堆垛缓冷至室温装炉,采用连续炉分段加热,总加热时间11.6min/cm,在均热段保温68min。
(3)钢板轧制:TMCP工艺,压缩比3.6:1,粗轧9道次,晾钢厚度160mm;精轧5道次,开轧温度830℃,返红537℃。
(4)钢板热处理:552℃回火,保温2.5min/mm,空冷。
本实施例100mm厚固定海上结构用特厚S355MLO钢板性能检验结果见表3。
表3 实施例3固定海上结构用特厚S355MLO钢板的力学性能
实施例4
本实施例固定海上结构用特厚S355MLO钢板厚度为117mm,其化学成分组成及质量百分含量为:C 0.14%,Si 0.20%,Mn 1.22%,P 0.007%,S 0.0015%,Cr 0.03,Cu 0.02%,Nb0.030%,Alt 0.047%,余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例固定海上结构用特厚S355MLO钢板所述生产方法包括铸坯冶炼、铸坯加热、钢板轧制、钢板热处理:
(1)铸坯冶炼:采用转炉初炼+LF/VD精炼+连铸工艺;转炉初炼原料使用100%铁水,不加废钢;LF白渣45分钟;VD真空保持20分钟;中间包过热度18℃,连铸第4段使用电磁搅拌技术,第22段使用静态轻压下技术。
(2)铸坯加热:铸坯堆垛缓冷至室温装炉,采用连续炉分段加热,总加热时间11min/cm,在均热段保温75min。
(3)钢板轧制:TMCP工艺,压缩比3.1:1,粗轧7道次,晾钢厚度190mm;精轧7道次,开轧温度822℃,返红515℃。
(4)钢板热处理:560℃回火,保温2.4min/mm,空冷。
本实施例117mm厚固定海上结构用特厚S355MLO钢板性能检验结果见表4。
表4 实施例4固定海上结构用特厚S355MLO钢板的力学性能
实施例5
本实施例固定海上结构用特厚S355MLO钢板厚度为120mm,其化学成分组成及质量百分含量为:C 0.13%,Si 0.22%,Mn 1.23%,P 0.010%,S 0.0016%,Cr 0.04%,Cu 0.01%,Nb0.035%,Alt 0.055%,余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例固定海上结构用特厚S355MLO钢板所述生产方法包括铸坯冶炼、铸坯加热、钢板轧制、钢板热处理:
(1)铸坯冶炼:采用转炉初炼+LF/VD精炼+连铸工艺;转炉初炼原料使用100%铁水,不加废钢;LF白渣38分钟;VD真空保持25分钟;中间包过热度20℃,连铸第4段使用电磁搅拌技术,第22段使用静态轻压下技术。
(2)铸坯加热:铸坯堆垛缓冷至室温装炉,采用连续炉分段加热,总加热时间11min/cm,在均热段保温84min。
(3)钢板轧制:TMCP工艺,压缩比3:1,粗轧9道次,晾钢厚度172mm;精轧5道次,开轧温度826℃,返红500℃。
(4)钢板热处理:540℃回火,保温2.46min/mm,空冷。
本实施例120mm厚固定海上结构用特厚S355MLO钢板性能检验结果见表5。
表5 实施例5固定海上结构用特厚S355MLO钢板的力学性能
实施例6
本实施例固定海上结构用特厚S355MLO钢板厚度为110mm,其化学成分组成及质量百分含量为:C 0.12%,Si 0.30%,Mn 1.25%,P 0.008%,S 0.019%,Cr 0.02%,Cu 0.03%,Nb0.027%,Alt 0.036%,余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例固定海上结构用特厚S355MLO钢板所述生产方法包括铸坯冶炼、铸坯加热、钢板轧制、钢板热处理:
(1)铸坯冶炼:采用转炉初炼+LF/VD精炼+连铸工艺;转炉初炼原料使用100%铁水,不加废钢;LF白渣40分钟;VD真空保持27分钟;中间包过热度15℃,连铸第4段使用电磁搅拌技术,第22段使用静态轻压下技术。
(2)铸坯加热:铸坯堆垛缓冷至室温装炉,采用连续炉分段加热,总加热时间12min/cm,在均热段保温60min。
(3)钢板轧制:TMCP工艺,压缩比3.3:1,粗轧7道次,晾钢厚度200mm;精轧7道次,开轧温度829℃,返红540℃。
(4)钢板热处理:557℃回火,保温2.33min/mm,空冷。
本实施例110mm厚固定海上结构用特厚S355MLO钢板性能检验结果见表6。
表6 实施例6固定海上结构用特厚S355MLO钢板的力学性能
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明进行修改或者等同替换,而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (3)
1.一种固定海上结构用特厚S355MLO钢板,其特征在于,所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为:C:0.12-0.14%,Si:0.20-0.30%,Mn:1.15~1.25%,P≤0.010%,S≤0.002%,Cr≤0.05%,Cu≤0.05%,Nb:0.025-0.035%,Alt:0.015-0.055%,余量为Fe和不可避免的杂质;
所述钢板厚度规格为100~120mm;
所述钢板常温拉伸力学性能满足:ReH:≥390MPa,Rm:470~630MPa,A≥22.0%,屈强比≤0.92%;
所述钢板-40℃横向冲击功:表面处≥180J,1/2处≥100J;所述钢板附加力学性能满足:Z向拉伸:Z≥35%,Rm≥400MPa;经5%应变+250℃时效1小时后,表面处-40℃横向冲击功值≥125J;
所述钢板生产方法包括铸坯冶炼、铸坯加热、钢板轧制、钢板热处理;
所述铸坯冶炼工序,采用转炉初炼+LF/VD精炼+连铸工艺;转炉初炼原料使用100%铁水,不加废钢;LF白渣35~45分钟;VD真空保持20~30分钟;中间包过热度10~20℃,连铸第4段使用电磁搅拌技术,第22段使用静态轻压下技术;
所述钢板轧制工序:TMCP工艺,压缩比(3~3.6)∶1,粗轧7或9道次,晾钢厚度150-200mm;精轧5或7道次,开轧温度820~830℃,返红500~550℃;
所述钢板热处理工序:540℃~560℃回火,保温2.3min/mm~2.6min/mm,空冷。
2.一种基于权利要求1所述的固定海上结构用特厚S355MLO钢板的生产方法,其特征在于,包括铸坯冶炼、铸坯加热、钢板轧制、钢板热处理;
所述铸坯冶炼工序,采用转炉初炼+LF/VD精炼+连铸工艺;转炉初炼原料使用100%铁水,不加废钢;LF白渣35~45分钟;VD真空保持20~30分钟;中间包过热度10~20℃,连铸第4段使用电磁搅拌技术,第22段使用静态轻压下技术;
所述钢板轧制工序:TMCP工艺,压缩比(3~3.6)∶1,粗轧7或9道次,晾钢厚度150-200mm;精轧5或7道次,开轧温度820~830℃,返红500~550℃;
所述钢板热处理工序:540℃~560℃回火,保温2.3min/mm~2.6min/mm,空冷。
3.根据权利要求2所述的一种固定海上结构用特厚S355MLO钢板的生产方法,其特征在于,所述铸坯加热工序:铸坯堆垛缓冷至室温装炉,采用连续炉分段加热,总加热时间11-12min/cm,在均热段保温60-90min。
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