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，具體涉及一種可大線能量焊接的海洋工程用鋼板及其制造方法。

背景技術(shù)：

隨著對海洋油氣資源開發(fā)向極寒海域的日益拓展，為了使油氣開采平臺能夠承受低溫環(huán)境下風(fēng)暴、潮汐，甚至地震等嚴(yán)苛載荷考驗，對海洋平臺上所用鋼板的低溫韌性要求不斷提高，因而對-60℃低溫沖擊功優(yōu)良的海洋工程用鋼板的需求量不斷增加。

采用可大線能量（≥100kJ/cm）焊接的鋼板，可顯著提高焊接效率、縮短建造周期、降低成本，因此，極寒海域海洋工程建造對可大線能量焊接、且低溫韌性優(yōu)良的鋼板需求迫切。

已有大線能量焊接用鋼板的生產(chǎn)技術(shù)多涉及到在LF/VD/RH精煉過程中添加Zr/Mg/REM等強(qiáng)氧化物形成元素，目的是在鋼水中形成均勻、密布的細(xì)小氧化物粒子，然后利用這些氧化物粒子釘扎晶界，或者促進(jìn)晶內(nèi)針狀鐵素體的形成，最終達(dá)到提高鋼板大線能量焊接韌性的目的。但這些技術(shù)多存在脫氧合金易氧化，不易保存和添加，添加時易造成鋼水劇烈翻騰，且合金收得率偏低或不穩(wěn)定。若控制不當(dāng)，產(chǎn)生的夾雜物容易聚集和長大，嚴(yán)重時會堵塞連鑄水口。對合金元素間的含量比例有嚴(yán)格要求，造成成分控制窗口窄，不易進(jìn)行生產(chǎn)控制。沒有充分發(fā)揮軋制和水冷工藝在此類鋼種生產(chǎn)中的作用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種可大線能量焊接的海洋工程用鋼板及其制造方法。

本發(fā)明是通過下述方案實現(xiàn)的:

一種可大線能量焊接的海洋工程用鋼板，大線能量焊接的海洋工程用鋼板的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：C：0.04~0.10%，Si：0.05~0.10%，Mn：1.40~1.70%，P：≤0.010%，S：≤0.005%，Als：≤0.010%，Nb：0.020~0.030%，V：0.020~0.040%，Ti：0.008~0.016%，Ni：0.30~0.50%，Ca：0.001～0.003％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。

一種可大線能量焊接的海洋工程用鋼板的生產(chǎn)工藝是：高爐鐵水→鐵水預(yù)處理→轉(zhuǎn)爐冶煉→LF精煉→RH精煉→板坯連鑄→板坯再加熱→軋制→水冷→取樣檢驗。

優(yōu)選的，高爐鐵水的P≤0.08%，Cr≤0.06％，As≤0.006%。

優(yōu)選的，鐵水預(yù)處理為對鐵水進(jìn)行脫硫扒渣處理，所述鐵水預(yù)處理后鐵水裸露面積大于75%，S≤0.002％。

優(yōu)選的，轉(zhuǎn)爐冶煉后出鋼時，出鋼到1/4時先往鋼包中加入硅鐵進(jìn)行脫氧，再加入金屬錳進(jìn)行合金化，出鋼過程中加石灰800-1000Kg，螢石200-400Kg。

優(yōu)選的，出鋼完畢后進(jìn)行CAS站吹氬，吹氬時間≥10 min，吹氬時間含出鋼吹氬。

優(yōu)選的，LF精煉時用硅鐵調(diào)整鋼水氧含量至50～80ppm，之后加入鈦鐵進(jìn)行脫氧，攪拌≥5分鐘后喂入鈣鐵線。

優(yōu)選的，RH精煉時，真空度達(dá)到100Pa以下，保真空不低于15min，處理結(jié)束后喂鈣鐵線，喂線后軟吹時間不小于15分鐘。

優(yōu)選的，板坯連鑄工序，鑄機(jī)對弧精度≤0.5mm，結(jié)晶器液面波動小于2mm，中間包過熱度控制目標(biāo)10～20℃，采用弱冷配水制度，采用輕壓下得到厚度為300mm的板坯。

優(yōu)選的，連鑄坯再加熱溫度1050~1100℃，加熱時間1.2~1.3min/mm；所述軋制采用粗軋機(jī)+精軋機(jī)的雙機(jī)架模式進(jìn)行軋制，粗軋階段開軋溫度1030~1080℃，粗軋階段至少3個道次的道次壓下量不低于40mm，盡量增大道次壓下量；精軋階段開軋溫度880℃以下，終軋溫度800～840℃，精軋階段累計壓下率≥45%；鋼板精軋后進(jìn)行ACC水冷，冷速5~10℃/s，終冷溫度450～600℃。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：1）冶煉工序中脫氧工藝簡單，以硅鐵、金屬錳脫氧為主，減少了鋼中大型氧化鋁夾雜的數(shù)量，沒有添加Zr/Mg/REM等強(qiáng)氧化物形成元素；2）對鑄機(jī)工況提出明確要求，便于現(xiàn)場操作，連鑄時配以低過熱度和輕壓下制度，確保鑄坯心部質(zhì)量；3）軋制工序，降低加熱爐再熱溫度，適當(dāng)延長再加熱時間，使得板坯奧氏體化晶粒尺寸較小，軋制階段，充分發(fā)揮軋機(jī)的軋制能力，粗軋階段至少3個道次壓下量≥40mm，精軋階段累計壓下率≥65%，再配以適當(dāng)?shù)腁CC水冷工藝，確保鋼板軋后獲得細(xì)小的鐵素體+少量珠光體組織。

附圖說明

圖1為本發(fā)明鋼實施例二的母材心部顯微組織圖；

圖2為本發(fā)明鋼實施例二在焊接熱輸入200kJ/cm下的粗晶熱影響區(qū)顯微組織圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明，以便本領(lǐng)域的技術(shù)人員更了解本發(fā)明，但并不因此限制本發(fā)明。

實施例1

一種可大線能量焊接的海洋工程用鋼板的生產(chǎn)工藝是：高爐鐵水→鐵水預(yù)處理→轉(zhuǎn)爐冶煉→LF精煉→RH精煉→板坯連鑄→板坯再加熱→軋制→水冷→取樣檢驗；高爐鐵水的P≤0.08%，Cr≤0.06％，As≤0.006%，鐵水預(yù)處理為對鐵水進(jìn)行脫硫扒渣處理，所述鐵水預(yù)處理后鐵水裸露面積77%，S含量為0.002％，轉(zhuǎn)爐冶煉后出鋼時，出鋼到1/4時先往鋼包中加入硅鐵進(jìn)行脫氧，再加入金屬錳進(jìn)行合金化，出鋼過程中加石灰850Kg，螢石240Kg，出鋼完畢后進(jìn)行CAS站吹氬，吹氬時間11 min，吹氬時間含出鋼吹氬，LF精煉時用硅鐵調(diào)整鋼水氧含量至55ppm，之后加入鈦鐵進(jìn)行脫氧，攪拌6分鐘后喂入鈣鐵線，RH精煉時，真空度達(dá)到95Pa，保真空時間16min，處理結(jié)束后喂鈣鐵線，喂線后軟吹時間17分鐘，板坯連鑄工序，鑄機(jī)對弧精度0.5mm，結(jié)晶器液面波動小于2mm，中間包過熱度控制目標(biāo)15℃，采用弱冷配水制度，采用輕壓下得到厚度為300mm板坯，連鑄坯再加熱溫度1080℃，加熱時間360min；所述軋制采用粗軋機(jī)+精軋機(jī)的雙機(jī)架模式進(jìn)行軋制，粗軋階段開軋溫度1050℃，粗軋階段4個道次的道次壓下量為50mm，盡量增大道次壓下量；精軋階段開軋溫度840℃，終軋溫度835℃，精軋階段累計壓下率67%；鋼板精軋后進(jìn)行ACC水冷，冷速7.0℃/s，終冷溫度600℃。

實施例2

一種可大線能量焊接的海洋工程用鋼板的生產(chǎn)工藝是：高爐鐵水→鐵水預(yù)處理→轉(zhuǎn)爐冶煉→LF精煉→RH精煉→板坯連鑄→板坯再加熱→軋制→水冷→取樣檢驗；高爐鐵水的P≤0.08%，Cr≤0.06％，As≤0.006%，鐵水預(yù)處理為對鐵水進(jìn)行脫硫扒渣處理，所述鐵水預(yù)處理后鐵水裸露面積大于76%，S=0.002％，轉(zhuǎn)爐冶煉后出鋼時，出鋼到1/4時先往鋼包中加入硅鐵進(jìn)行脫氧，再加入金屬錳進(jìn)行合金化，出鋼過程中加石灰900Kg，螢石380Kg，出鋼完畢后進(jìn)行CAS站吹氬，吹氬時間15 min，吹氬時間含出鋼吹氬，LF精煉時用硅鐵調(diào)整鋼水氧含量至78ppm，之后加入鈦鐵進(jìn)行脫氧，攪拌7分鐘后喂入鈣鐵線，RH精煉時，真空度達(dá)到85Pa，保真空時間18min，處理結(jié)束后喂鈣鐵線，喂線后軟吹時間17分鐘，板坯連鑄工序，鑄機(jī)對弧精度0.4mm，結(jié)晶器液面波動小于2mm，中間包過熱度控制目標(biāo)17℃，采用弱冷配水制度，采用輕壓下得到厚度為300mm板坯，連鑄坯再加熱溫度1060℃，加熱時間370min；所述軋制采用粗軋機(jī)+精軋機(jī)的雙機(jī)架模式進(jìn)行軋制，粗軋階段開軋溫度1030℃，粗軋階段有3個道次的道次壓下量為45mm，盡量增大道次壓下量；精軋階段開軋溫度810℃，終軋溫度800℃，精軋階段累計壓下率47%；鋼板精軋后進(jìn)行ACC水冷，冷速8.0℃/s，終冷溫度450℃。

根據(jù)本發(fā)明的化學(xué)成分、冶煉及軋制工藝要求，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)上分別軋制實施例一30mm、實施例二80mm厚鋼板。

鋼板的化學(xué)成分見表1；加熱、軋制、冷卻工藝參數(shù)見表2；鋼板的力學(xué)性能情況見表3；線能量100～200KJ/cm焊接熱模擬沖擊試驗結(jié)果見表4。

本發(fā)明的鋼板上屈服強(qiáng)度440~460MPa，抗拉強(qiáng)度560~580MPa，斷后伸長率27~29%，-60℃夏比沖擊吸收功在285J以上，線能量100～200KJ/cm焊接熱模擬沖擊性能良好。