一種海洋平臺(tái)用鋼板及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種海洋平臺(tái)用鋼板及其制造方法，本發(fā)明通過Nb/V/Ti/Ni微合金化、低碳當(dāng)量Ceq、低焊接裂紋敏感性指數(shù)Pcm、大厚度連鑄坯、粗軋大壓下量、控軋控冷及正火熱處理工藝，生產(chǎn)大厚度高韌性海洋平臺(tái)用鋼板，生產(chǎn)成本較低，-40℃中心橫向沖擊性能良好。
【專利說明】ー種海洋平臺(tái)用鋼板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于船舶及海洋工程用結(jié)構(gòu)鋼【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及ー種海洋平臺(tái)用鋼板及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國內(nèi)海洋石油和天然氣的加速開發(fā)，推動(dòng)了海洋工程裝備制造業(yè)的發(fā)展，海洋工程用鋼板需求前景看好。
[0003]海洋平臺(tái)用鋼板的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)要求極高，須具有高強(qiáng)度、高韌性、抗疲勞、抗層狀撕裂、良好的焊接性、耐海水腐蝕以及好的冷加工性等性能。國產(chǎn)海洋平臺(tái)用鋼板己經(jīng)廣泛采用，EH36以下級別基本實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，占平臺(tái)用鋼量的90%，但關(guān)鍵部位所用大厚度、高強(qiáng)度鋼材仍依賴進(jìn)ロ。隨著海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)向大型化發(fā)展，所需鋼板厚度隨之増大，對海洋平臺(tái)用鋼板的性能提出了更高的要求。
[0004]在此背景下，急需進(jìn)行高性能海洋平臺(tái)用鋼板的研發(fā)與推廣，尤其是開發(fā)大厚度高韌性海洋平臺(tái)用鋼板尤為迫切。
[0005]申請?zhí)枮?0 1110355557.3的專利申請公開了一種大厚度海洋工程用鋼板及其生產(chǎn)方法，其化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:c:0.07%-0.09%, S1:0.15%-0.40%, Mn:1.40%"1.50%,P ≤ 0.012%, S ≤ 0.005%, N1:0.6090.70%, Nb:0.0309T0.040%, Al:0.0209T0.045%, Mo:
0.13%-0.17%, V:0.04%-0.05%, T1:0.012%-0.020%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì);該發(fā)明采用電爐冶煉，連鑄坯厚度為330m m，鋼板采用再結(jié)晶和未再結(jié)晶兩階段軋制+淬火、回火處理。上述專利添加了 Ni (0.60%-0.70%)、Mo (0.13%-0.17%) ,Ni,Mo合金的價(jià)格較貴，成本較高，且采用淬火+回火エ藝，生產(chǎn)周期長。
[0006]申請?zhí)枮?01210182698.4的專利申請公開了ー種高性能海洋平臺(tái)用鋼及其生產(chǎn)方法，當(dāng)鋼板厚度為4(Tl00mm吋，鋼板的重量百分比化學(xué)成分組成為:C:0.10%-0.12%，S1:0.20%-0.50%, Mn:1.50%"1.60%, P ≤ 0.012%, S ≤0.003%, V:0.070%-0.075%, Nb:
0.030%-0.040%, Ti く 0.050%, Al:0.020%-0.050%,余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)；該發(fā)明采用電爐冶煉，< 90mm鋼板采用300mm連鑄坯≥90mm鋼板采用錠模澆鑄，鋼板采用再結(jié)晶和未再結(jié)晶兩階段軋制，正火熱處理+正火后水冷。上述專利添加了較多的Mn、V、Ti，≥ 90mm鋼板采用模鑄，且正火后水冷，エ藝成本高，生產(chǎn)周期長；-20°C中心橫向沖擊性能較好，_40°C中心橫向沖擊性能未知，不能確定能否滿足_20°C以下的使用環(huán)境要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的就是針對上述存在的缺陷而提供ー種海洋平臺(tái)用鋼板及其制造方法，本發(fā)明通過Nb/V/Ti/Ni微合金化、低碳當(dāng)量Ceq、低焊接裂紋敏感性指數(shù)Pcm、大厚度連鑄坯、粗軋大壓下量、控軋控冷及正火熱處理工藝，生產(chǎn)大厚度高韌性海洋平臺(tái)用鋼板，生產(chǎn)成本較低，_40°C中心橫向沖擊性能良好。
[0008]本發(fā)明的ー種海洋平臺(tái)用鋼板及其制造方法技術(shù)方案為，所述鋼板厚度規(guī)格為(60，100] _，鋼板化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:C:0.10-0.15%，S1:0.20-0.50%, Mn:
1.30-1.60%, P≤0.015%, S:≤ 0.005%, Al:0.015-0.055%, Nb:0.030-0.060%, V:
0.040-0.080%, Ti:0.008-0.020%, Ni:0.20-0.40%, Nb+V+Ti く 0.12%, Ceq く 0.43，Pcm≤ 0.23%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0009]優(yōu)選的，鋼板厚度規(guī)格為100mm，鋼板化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:C:0.12%，Si:
0.27%, Mn:1.45%, P:0.014%, S:0.003%, Al:0.033%, Nb:0.043%，V:0.062%, T1:0.015%, Ni:
0.31%，Ceq:0.416，Pcm:0.221%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0010]鋼板下屈服強(qiáng)度365-435MPa，抗拉強(qiáng)度510-570MPa，斷后伸長率24-35%，_40°C下比沖擊吸收功縱向平均在180J以上，Z向拉伸斷面收縮率平均在43%以上。
[0011]該海洋平臺(tái)用鋼板的制造方法，エ藝步驟包括:高爐鐵水、鐵水預(yù)脫硫、轉(zhuǎn)爐冶煉、脫氧合金化、LF精煉、RH精煉、板坯連鑄、板坯下線堆垛緩冷、板坯清理、板坯再加熱、4300軋機(jī)粗軋、4300軋機(jī)控軋、Mulpic控冷、鋼板堆垛緩冷、探傷、正火、成品取樣檢驗(yàn)、入庫。
[0012]具體エ藝條件為:
(1)鐵水預(yù)脫硫，入爐鐵水S≤0.003%,轉(zhuǎn)爐冶煉鋼水，鋼水經(jīng)LF、RH精煉，[N] ( 3Oppm, [0] ( 25ppm, [H] ( 1.5ppm，將鋼水澆鑄成3OOmm厚板坯，下線堆垛緩冷72小時(shí)以上；
(2)板坯檢查清理后裝爐加熱，加熱時(shí)間0.9-1.0min/mm,出爐溫度110(Tll80°C ；
(3)板坯經(jīng)高壓水除鱗，高壓水壓カ為19-20Mpa，進(jìn)入4300mm軋機(jī)軋制；
(4)粗軋階段提高道次壓下量，至少有2個(gè)道次壓下量>30mm ；
(5)精軋保證終軋溫度:鋼板終軋溫度控制在810±10°C；
(6)軋后立即水冷，終冷溫度60(T650°C，冷卻速率4-8°C/s ；
(7)正火處理溫度:900±10°C;保溫時(shí)間:1.5min/mm+10mino
[0013]優(yōu)選的，步驟(I)鋼水經(jīng)LF、RH 精煉，[N]:25ppm, [0]:20ppm, [H]:1.2ppm，將鋼水澆鑄成300mm厚板坯，下線堆垛緩冷72小時(shí)以上。
[0014]步驟(2)板坯檢查清理后裝爐加熱，加熱時(shí)間285min，出爐溫度1170°C。
[0015]步驟(5)精軋時(shí)鋼板終軋溫度控制在810°C。
[0016]步驟(6)軋后立即水冷，終冷溫度630°C，冷卻速率5.80C /s。
[0017]步驟(7)正火處理溫度:900°C ;保溫時(shí)間:160min。
[0018]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明生產(chǎn)的大厚度高韌性海洋平臺(tái)用鋼板，可生產(chǎn)的最大厚度為IOOmm ;本鋼板采用Nb、V、Ti微合金成分，添加少量的Ni，通過低碳當(dāng)量Ceq、低焊接裂紋敏感性指數(shù)Pcm、大厚度連鑄坯、粗軋大壓下量、控軋控冷及正火熱處理工藝，降低了生產(chǎn)成本，并可以保證力學(xué)性能均勻:下屈服強(qiáng)度365-435MPa，抗拉強(qiáng)度51(T570MPa，斷后伸長率24-35%，-40°C下比沖擊吸收功縱向平均在180J以上，Z向拉伸斷面收縮率平均在43%以上。。
[0019]【專利附圖】

【附圖說明】:
圖1所示為實(shí)施例1中IOOmm鋼板近表面的IOOX微觀組織圖；
圖2所示為實(shí)施例1中IOOmm鋼板四分之ー處IOOX微觀組織圖；
圖3所示為實(shí)施例1中IOOmm鋼板中心處IOOX微觀組織圖；
圖4所示為實(shí)施例1中IOOmm鋼板近表面的500X微觀組織圖；圖5所示為實(shí)施例1中IOOmm鋼板四分之ー處500X微觀組織圖；
圖6所示為實(shí)施例1中IOOmm鋼板中心處500X微觀組織圖；
圖7所示為實(shí)施例2中80mm鋼板近表面的100X微觀組織圖；
圖8所示為實(shí)施例2中80mm鋼板四分之ー處100X微觀組織圖；
圖9所示為實(shí)施例2中80mm鋼板中心處100X微觀組織圖；
圖10所示為實(shí)施例2中80mm鋼板近表面的500X微觀組織圖；
圖11所示為實(shí)施例2中80mm鋼板四分之ー處500X微觀組織圖；
圖12所示為實(shí)施例2中80mm鋼板中心處500X微觀組織圖。
[0020]【具體實(shí)施方式】:
為了更好地理解本發(fā)明，下面用具體實(shí)例來詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案，但是本發(fā)明并不局限于此。
[0021]實(shí)施例1
本發(fā)明的エ藝流程為:高爐鐵水一鐵水預(yù)脫硫一轉(zhuǎn)爐冶煉一脫氧合金化一LF精煉—RH精煉一板還連鑄一板還下線堆操緩冷一板還清通一板還再加熱一4300乳機(jī)粗乳—4300軋機(jī)控軋一Mulpic控冷一鋼板堆垛緩冷一探傷一正火一成品取樣檢驗(yàn)一入庫。
[0022]根據(jù)本發(fā)明提供的化學(xué)成分范圍，按照上述エ藝流程以及規(guī)定的エ藝條件，在210噸轉(zhuǎn)爐上冶煉鋼水，將鋼水 澆鑄成300mm厚板坯，在4300mm寬厚板軋機(jī)上軋制IOOmm鋼板。
[0023]鋼板的化學(xué)成分見表I ;
表I
【權(quán)利要求】
1.ー種海洋平臺(tái)用鋼板，其特征在于，鋼板厚度規(guī)格為(60，100]mm，鋼板化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:C:0.10-0.15%, Si:0.20-0.50%, Mn:1.30-1.60%, P: ≤ 0.015%, S:≤ 0.005%, Al:0.015-0.055%, Nb:0.030-0.060%, V:0.040-0.080%, T1:0.008-0.020%, Ni:0.20-0.40%, Nb+V+Ti ≤ 0.12%, Ceq ≤ 0.43，Pcm ≤ 0.23%，余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種海洋平臺(tái)用鋼板，其特征在于，鋼板厚度規(guī)格為100mm，鋼板化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:C:0.12%, Si:0.27%, Mn:1.45%, P:0.014%, S:0.003%, Al:0.033%, Nb:0.043%, V:0.062%, T1:0.015%, N1:0.31%, Ceq:0.416，Pcm:0.221%，余量為 Fe及不可避免的雜質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種海洋平臺(tái)用鋼板，其特征在于，鋼板下屈服強(qiáng)度365-435MPa，抗拉強(qiáng)度51(T570MPa，斷后伸長率24-35%，-40°C下比沖擊吸收功縱向平均在180J以上，Z向拉伸斷面收縮率平均在43%以上。
4.如權(quán)利要求1-3任一所述的ー種海洋平臺(tái)用鋼板的制造方法，其特征在干，エ藝步驟包括:高爐鐵水、鐵水預(yù)脫硫、轉(zhuǎn)爐冶煉、脫氧合金化、LF精煉、RH精煉、板坯連鑄、板坯下線堆垛緩冷、板坯清理、板坯再加熱、4300軋機(jī)粗軋、4300軋機(jī)控軋、Mulpic控冷、鋼板堆垛緩冷、探傷、正火、成品取樣檢驗(yàn)、入庫。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ー種海洋平臺(tái)用鋼板的制造方法，其特征在干，具體エ藝條件為: (1)鐵水預(yù)脫硫，入爐鐵水S≤0.003%,轉(zhuǎn)爐冶煉鋼水，鋼水經(jīng)LF、RH精煉，[N] ( 30ppm, [0] ( 25ppm, [H] ( 1.5ppm，將鋼水澆鑄成300mm厚板坯，下線堆垛緩冷72小時(shí)以上； (2)板坯檢查清理后裝爐加熱，加熱時(shí)間0.9-1.0min/mm,出爐溫度110(Tll80°C ； (3)板坯經(jīng)高壓水除鱗，高壓水壓カ為19-20Mpa，進(jìn)入4300mm軋機(jī)軋制； (4)粗軋階段提高道次壓下量，至少有2個(gè)道次壓下量≥30mm ； (5)精軋保證終軋溫度:鋼板終軋溫度控制在810±10°C； (6)軋后立即水冷，終冷溫度60(T650°C，冷卻速率4-8°C/s ； (7)正火處理溫度:900±10°C;保溫時(shí)間:1.5min/mm+10mino
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ー種海洋平臺(tái)用鋼板的制造方法，其特征在干，步驟(I)鋼水經(jīng)LF、RH精煉，[N]:25ppm, [0]:20ppm, [H]:1.2ppm，將鋼水澆鑄成300mm厚板坯，下線堆垛緩冷72小時(shí)以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ー種海洋平臺(tái)用鋼板的制造方法，其特征在于，步驟(2)板坯檢查清理后裝爐加熱，加熱時(shí)間285min，出爐溫度1170°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ー種海洋平臺(tái)用鋼板的制造方法，其特征在干，步驟(5)精軋時(shí)鋼板終軋溫度控制在810°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ー種海洋平臺(tái)用鋼板的制造方法，其特征在于，步驟(6)軋后立即水冷，終冷溫度630°C，冷卻速率5.8°C /S。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ー種海洋平臺(tái)用鋼板的制造方法，其特征在于，步驟(7)正火處理溫度:900°C ;保溫時(shí)間:160min。
【文檔編號】C21D8/02GK103436784SQ201310423507
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月17日
【發(fā)明者】王煥洋, 孫風(fēng)曉, 徐洪慶, 李旺生, 李敏, 王勇, 朱延山 申請人:濟(jì)鋼集團(tuán)有限公司