JP7457843B2 - 極地海洋工事用鋼板及びその製造方法 - Google Patents
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Description
溶銑及びスクラップを一次製錬し、一次溶鋼を得て、その後に前記一次溶鋼を精錬し、鋳造し、鋳片を得て、その後に前記鋳片を徐冷する、製錬鋳造ステップと、
前記徐冷の後の前記鋳片を加熱し、熱い鋳片を得る、加熱ステップと、
前記熱い鋳片を圧延し、鋼板を得る、圧延ステップと、
前記鋼板を冷却し、前記極地海洋工事用鋼板を得る、冷却ステップと、を含む。
1)本発明は、Nb、V、Ti、Niを添加するマイクロ合金成分設計を採用し、Ni合金元素の析出強化作用及び製造工程の組織制御技術を十分に発揮し、微細に分布されたパーライト+フェライト混合組織を取得し、少ない合金含有量で優れた強度、可塑性及び低温靭性を取得することができ、これは合金コスト及び製造コストをさらに低減するだけでなく、鋼板の溶接性能及び溶接割れ感受性を改善し、対応するユーザ加工製造コストを低減する。本願においてCuを添加せず、銅脆化現象による熱間圧延工程で結晶間割れ現象の発生を解消又は低減させ、逆にNi合金を添加し、固溶強化及び細粒強化効果により強靭性を向上させることができる。
2)本発明で得られた鋼板は優れた性能を有する。即ち、上降伏強度はいずれも420MPa以上であり、引張強度はいずれも540MPa以上であり、切断後伸び率はいずれも21%以上であり、-40℃の低温横方向衝撃力はいずれも250J以上であり、-40℃の低温縦方向時効衝撃力はいずれも250J以上である。
3)該鋼種は極寒地の海洋工学発展にうまく適応し、高強度、耐低温、溶接しやすく、耐腐食性などの優れた総合性能を有し、かつ低温時効衝撃靭性、厚さ方向性能の均一性及びバッチ間の性能安定性が高く、長期に低温環境でのサービス鋼板の需要に適応することができ、極寒地の海洋工学に広く応用できる鋼板製品を開発するために技術的支持を提供する。
4)本熱延鋼板は安価なMn元素を用いて固溶強化を行い、製鋼工程における成分、清浄度及びガス含有量を制御することにより、良好な鋳片原料を提供する。その後に二段階の圧延制御及び冷却制御プロセスを行い、粗圧延段階において大気圧下でさらに結晶粒を微細化し、仕上げ圧延段階で未再結晶領域の制御圧延で大量の転位を形成しかつ結晶粒成長を効果的に阻止し、性能を向上させ、マイクロ合金化及び組織調整制御技術によりさらに強靭化し、鋼板の厚さ方向の組織性能の均一性を制御し、鋼板が高強度であると同時に良好な低温靭性を有することを確保する。本方法で製造された低コスト420MPa級海洋工事用鋼板は簡易成分系で高強度、耐低温、溶接しやすく、耐疲労性などの優れた総合性能を有し、低温時効衝撃靭性、厚さ方向性能の均一性及びバッチ間の性能安定性の制御が良好であり、極寒環境で長期間サービスすることができ、極寒地の様々な工程に広く応用することができる。
連続鋳片を加熱炉内に添加して加熱し、鋳片の炉装方式は冷間組立であり、
ここで、加熱工程で合金元素が粒界に偏析することによる鋳片のマイクロクラックを防止するために、本発明は冷間組立方式を採用して鋳片を加熱炉に送り込み、加熱速度の要求≧10min/cmで計算し、鋳片が均一に焼損することを保証する。均熱時間が40min以上であり、鋼片の各点の温度差が15℃以下であり、鋼片が加熱炉を出た後に高圧水でリンを除去する。
圧延は、粗圧延と仕上げ圧延の二つの段階で圧延を制御し、粗圧延は再結晶領域圧延であり、好ましくは、粗圧延の圧延温度は1185~1200℃であり、好ましくは、粗圧延の仕上げ圧延温度は1160~1190℃であり、結晶粒の長すぎる成長を防止するために、仕上げ圧延を未再結晶領域圧延に制御し、仕上げ圧延の圧延開始温度を860~960℃に制御し、仕上げ圧延の圧延最終温度を820~840℃に制御する。
厚さが14mmより小さい鋼板は空冷工程を採用し、厚さが14mmより大きい鋼板を圧延した後にACC水冷を行い、入水温度が770~780℃であり、出水温度が600~650℃であり、水冷後に鋼板をストレートニングする。製品の厚さ≧25mmの鋼板を水冷した後に早期にピットの冷又は段積み徐冷を行い、徐冷時間が48時間以上である。
注:CEV=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15≦0.39%
Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B≦0.20%
V+Niは、0.211C+0.041Mn+0.738Nb+1.19Ti≦V+Ni≦0.318C+0.065Mn+0.943Nb+1.867Tiを満足する
Claims (9)
- 極地海洋工事用鋼板であって、質量百分率で、前記鋼板の成分組成は、C:0.06~0.09%、Si:0.20~0.35%、Mn:1.48~1.63%、Nb:0.020%~0.035%、Ti:0.010%~0.020%、V:0.020~0.035%、Ni:0.08%~0.17%、Als:0.015%~0.040%、P:≦0.013%、S:≦0.005%、N:≦0.006%、B:≦0.005%であり、残部はFe及び不可避的不純物であり、かつCEV≦0.39%、Pcm≦0.20%、ただし、
CEV=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15、
Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B≦0.20%である、
ことを特徴とする極地海洋工事用鋼板。 - 質量百分率で、前記鋼板の成分組成は、C:0.06~0.075%、Si:0.20~0.28%、Mn:1.48~1.58%、Nb:0.020%~0.035%、Ti:0.013%~0.018%、V:0.030~0.045%、Ni:0.08%~0.12%、Als:0.025%~0.040%、P:≦0.013%、S:≦0.005%であり、残部はFe及び不可避的不純物であり;
前記鋼板の成分組成において、VとNiの質量百分率含有量は、0.211C+0.041Mn+0.738Nb+1.19Ti≦V+Ni≦0.318C+0.065Mn+0.943Nb+1.867Tiである関係式を満たす、
ことを特徴とする請求項1に記載の極地海洋工事用鋼板。 - 鋼板の質量に基づいて、前記不可避的不純物における各成分の質量百分率含有量は、H≦0.0002%、O≦0.003%、As≦0.007%、Sb≦0.010%、Sn≦0.020%、Pb≦0.010%、Bi≦0.010%及びCa≦0.005%である、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の極地海洋工事用鋼板。 - 溶銑及びスクラップを一次製錬し、一次溶鋼を得て、その後に前記一次溶鋼を精錬し、鋳造し、鋳片を得て、その後に前記鋳片を徐冷する、製錬鋳造ステップと、
前記徐冷の後の前記鋳片を加熱し、熱い鋳片を得る、加熱ステップと、
前記熱い鋳片を圧延し、鋼板を得る、圧延ステップと、
前記鋼板を冷却し、前記極地海洋工事用鋼板を得る、冷却ステップと、を含む、
ことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の極地海洋工事用鋼板の製造方法。 - 前記製錬鋳造ステップにおいて、上下複合吹錬転炉の条件下で前記一次製錬を行い、前記一次製錬の前に、KR前処理を採用して前記溶銑を脱硫し、脱硫後の前記溶銑中の硫黄含有量は、≦0.015wt%であり、
前記スクラップ/(溶銑+スクラップ)≦8wt.%であり、ニッケル板は前記スクラップに伴って添加され、
前記製錬鋳造ステップの一次製錬において、ダブルスラグプロセスを採用して前記一次製錬を行い、二次スラグ生成製錬の最終スラグ塩基度をR=3.0~4.0に制御し、一回キャッチカーボン方法を採用し、スラグを一次製錬の終点の前の3~4minに添加し終わり、出鋼の前期にアルミニウムマンガン鉄を添加して脱酸し、一次溶鋼が四分の一出鋼される時、金属マンガン、ニオブ鉄、バナジウム鉄、フェロシリコン鉄合金を添加し、溶鋼が四分の三出鋼される時に添加を完了する、
ことを特徴とする請求項4に記載の極地海洋工事用鋼板の製造方法。 - 前記製錬鋳造ステップにおいて、前記精錬はLF+RH精錬であり、
LF精錬プロセスにおいて、全工程底吹きアルゴン撹拌を行い、アルミニウム粒、炭化カルシウムを用いて脱酸を行い、出場の前のトップスラグは黄白スラグ又は白スラグであり、黄白スラグ又は白スラグの保持時間は10分間以上であり、精錬末期にチタン線を投入し、最終スラグ塩基度を2.5以上に制御し、
LF精錬プロセスにおいて、金属マンガン、フェロシリコン、ニオブ鉄、バナジウム鉄合金を用いて成分微調整を行い、
前記RH精錬において、脱気時間が5min以上であり、ただし、前記RH精錬において、カルシウムアルミニウム線を投入して石灰化処理を行い、出場の前にソフトブローを行い、ソフトブロー時間が12min以上である、
ことを特徴とする請求項4または5に記載の極地海洋工事用鋼板の製造方法。 - 前記鋳造において、全工程保護鋳造を採用し、液相線温度が1515~1525℃であり、過熱度が17℃以下を要し、扇形セグメントの鋳片凝固末端に軽圧下技術を採用し、鋳片をピットに導入し、60時間以上積層徐冷する、
ことを特徴とする請求項4または5に記載の極地海洋工事用鋼板の製造方法。 - 前記圧延ステップにおいて、前記圧延は、粗圧延と仕上げ圧延の二つの段階で圧延を制御し、前記粗圧延は再結晶領域圧延であり、仕上げ圧延は未再結晶領域圧延であり、前記仕上げ圧延の圧延開始温度が860~960℃であり、前記仕上げ圧延の圧延最終温度が820~840℃である、
ことを特徴とする請求項4または5に記載の極地海洋工事用鋼板の製造方法。 - 前記冷却ステップにおいて、前記鋼板の厚さが6~14mmである場合、前記冷却は空冷であり、
前記鋼板の厚さが14~40mmである場合、前記冷却はACC水冷であり、入水温度は770~780℃であり、出水温度は600~650℃であり、前記水冷の後に鋼板をストレートニングする、
ことを特徴とする請求項4または5に記載の極地海洋工事用鋼板の製造方法。
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