CN117758160A - 一种船舶加强筋用免调质钢的生产方法 - Google Patents

Abstract

一种船舶加强筋用免调质钢的生产方法，钢的化学组成重量百分比为C=0.09%～0.12%，Si=0.45%～0.65%，Mn=0.8%～1.0%，P≤0.013%，S≤0.008%，Ni=0.6%～1.0%，V=0.06%～0.08%，Cu=0.4%～0.6%，N=0.010%～0.016%，其余为Fe和不可避免的杂质。低碳成分设计有利于钢材的焊接性能，保证钢材的低磷、硫含量并添加适量的锰、镍能够保证钢材良好的低温性能；添加铜元素可提高钢材的耐蚀性能；添加钒元素和氮元素可细化钢材晶粒度提高钢材强度。可利用现有设备和工艺条件，生产出的钢坯表面质量良好，可免去钢坯修磨工序，且最终产品性能满足船舶加强筋用要求。

Description

一种船舶加强筋用免调质钢的生产方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及一种船舶加强筋用免调质钢的生产方法。

背景技术

海洋环境的复杂多变使船舶用钢的使用性能往往要经受极其严苛的考验。一方面船舶的焊接结构要承受多道焊接所产生的内应力，防止随时可能会发生的应力腐蚀开裂失效行为；另一方面，海浪对船体一刻不停的冲击，海水浸泡的腐蚀，以及昼夜温差引起的剧烈温度变化对船体材料的影响同样不容小觑。因此在保障船舶运行通畅和安全的前提下，船舶用钢必须具备优良的耐冲击性能、耐腐蚀性能和耐断裂性能。经过国内外多年的实验研发，船舶用钢的主要材料是特殊微合金高强钢，即低合金高强钢。

船舶用低合金高强钢要求具备优良的焊接性能且不易发生断裂，能够经受海水服役环境的长时间腐蚀，主要原因是低合金高强钢含碳量很低，且具备高的强度和优良的塑韧性。

发明内容

本发明的目的是提供一种船舶加强筋用免调质钢的生产方法，采用专用工艺生产的船舶加强筋用钢不用调质即可达到良好的焊接性能，综合性能良好，满足客户使用要求。

本发明的技术方案：

一种船舶加强筋用免调质钢的生产方法，钢的化学成分组成重量百分比为C=0.09%～0.12%，Si=0.45%～0.65%，Mn=0.8%～1.0%，P≤0.013%，S≤0.008%，Ni=0.6%～1.0%，V=0.06%～0.08%，Cu=0.4%～0.6%，N=0.010%～0.016%，其余为Fe和不可避免的杂质；包括如下工艺步骤：

（1）转炉：终点控制P≤0.008%；

（2）LF：使用Al粒进行扩散脱氧，脱氧良好后并在S≤0.005%、温度≥1580℃后使用VN合金、N线增氮；

（3）RH：真空环流N气，保持时间≥8min、破空后底吹N气，软吹时间≥10min；

（4）连铸：采用1m/min的拉速，低二冷水比水量，控制钢坯角部矫直温度≥900℃，铸坯进缓冷坑≥24小时；

（5）轧制：均热段温度1200±20℃，炉后除鳞压力不小于24MPa，终轧温度850±20℃。

发明原理：

步骤（3）LF中， 使用Al粒进行扩散脱氧，脱氧良好后（S≤0.005%）、温度≥1580℃后使用VN合金、N线增氮，效果在1580℃以上增氮可保证氮元素的收得率。

步骤（4）RH中，真空环流N气，保持时间≥8min、破空后底吹N气，软吹时间≥10min。效果在于氮气环流并在破空后底吹氮可保证真空处理过程中氮元素含量保持稳定，保持真空时间可将钢中的氢含量降低到2ppm以下。

步骤（5）连铸中，采用1m/min的拉速，低二冷水比水量，控制钢坯角部矫直温度≥900度，铸坯进缓冷坑≥24小时，其效果在于采用高拉速、低二冷水保证钢坯矫直温度，防止钢坯表面产生裂纹。且铸坯进行缓冷释放钢中的氢含量减少钢材表面裂纹产生机率。

步骤（6）轧制中，均热段温度1200度±20度，炉后除鳞压力不小于24MPa，终轧温度850度±20度。其效果在于维持较高的加热温度可保证钢材加热良好，高除鳞压力使轧制过程中的氧化铁皮去除干净，保证钢材表面无氧化铁皮压入缺陷，终轧温度保证了最终轧材性能良好。

本发明的优点：低碳成分设计有利于钢材的焊接性能，保证钢材的低磷、硫含量并添加适量的锰、镍能够保证钢材良好的低温性能；添加铜元素可提高钢材的耐蚀性能；添加钒元素和氮元素可细化钢材晶粒度提高钢材强度。可利用现有设备和工艺条件，生产出的钢坯表面质量良好，可免去钢坯修磨工序，且最终产品性能满足船舶加强筋用的要求。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明之生产方式等主要内容作进一步说明。

实施例1：

一种船舶加强筋用免调质钢的生产方法，按转炉—LF—RH—连铸—轧制的工艺流程进行生产，轧制规格Φ80mm。钢的化学成分组成重量百分比为：C=0.11%，Si=0.51%，Mn=0.89%，P=0.009%，S=0.003%，Ni=0.74%，V=0.07%，Cu=0.49%，V=0.0144%，其余为Fe和不可避免的杂质。生产工艺如下：

（1）转炉：终点P含量0.006%；

（2）LF： 使用Al粒进行扩散脱氧，脱氧良好后S含量0.003%、温度1590℃后加入VN合金80kg、N线260米；

（3）RH：真空环流N气，保持时间8min、破空后底吹N气，软吹时间16min；

（4）连铸：采用1m/min的拉速，钢坯角部矫直温度920度，铸坯进缓冷坑30小时；

（5）轧制：均热段温度1200～1210度，炉后除鳞压力24MPa，终轧温度850～860度。

实施例2：

一种船舶加强筋用免调质钢的生产方法，轧制规格Φ70mm。钢的化学成分组成重量百分比为：C=0.10%，Si=0.51%，Mn=0.91%，P=0.009%，S=0.002%，Ni=0.73%，V=0.07%，Cu=0.49%，N=0.0152%，其余为Fe和不可避免的杂质。生产工艺如下：

（1）转炉：终点控制P含量0.006%；

（2）LF： 使用Al粒进行扩散脱氧，脱氧良好后S含量0.002%、温度1600℃后加入VN合金85kg、N线250米；

（3）RH：真空环流N气，保持时间8min、破空后底吹N气，软吹时间15min；

（4）连铸：采用1m/min的拉速，钢坯角部矫直温度930度，铸坯进缓冷坑32小时；

（5）轧制：均热段温度1200～1220度，炉后除鳞压力24MPa，终轧温度840～850度。

以上实施例轧制的免调质船舶加强筋用钢性能表1 。

表1 实施例轧制的免调质船舶加强筋用钢性能

客户要求Rm≥540Mpa，-45度AKV≥50J。以上实施例得到的免调质船舶加强筋用钢均能满足客户加工成型材后的的使用要求。

Claims (1)

1.一种船舶加强筋用免调质钢的生产方法，其特征在于：钢的化学组成重量百分比为C=0.09%～0.12%，Si=0.45%～0.65%，Mn=0.8%～1.0%，P≤0.013%，S≤0.008%，Ni=0.6%～1.0%，V=0.06%～0.08%，Cu=0.4%～0.6%，N=0.010%～0.016%，其余为Fe和不可避免的杂质；

（1）转炉：终点控制P≤0.008%；

（2）LF：使用Al粒进行扩散脱氧，脱氧良好后并在S≤0.005%、温度≥1580℃后使用VN合金、N线增氮；

（3）RH：真空环流N气，保持时间≥8min、破空后底吹N气，软吹时间≥10min；

（4）连铸：采用1m/min的拉速，低二冷水比水量，控制钢坯角部矫直温度≥900℃，铸坯进缓冷坑≥24小时；

（5）轧制：均热段温度1200±20℃，炉后除鳞压力不小于24MPa，终轧温度850±20℃。