一種厚規格船板鋼及其製備方法
2023-04-30 05:34:11 1
專利名稱：一種厚規格船板鋼及其製備方法
技術領域：
本發明涉及鋼材料及其製備領域，尤其涉及一種厚規格船板鋼及其製備方法。
背景技術：
船體結構用鋼板是造船工業用量最大、品種繁多的鋼種之一。隨著全球經濟的發展，一體化進程的逐漸深入，世界航運業以迅速發展，大噸位船舶需求正逐年增多，高級別船板鋼需求量越來越多。船板鋼具有要求高，檢驗嚴格等特點，是高附加值鋼鐵產品之一。 各大生產廠家把船板鋼生產放到一個重要的位置。傳統的生產工藝生產高級別船板鋼在軋制上基本分為兩階段軋制，即再結晶區軋制和未再結晶區軋制，尤其是厚規格船板。需要粗軋軋制完成後需要在精軋前等上一段時間在開始精軋軋制，等待時間基本上在1000秒左右，等待的目的是為了消除內粗軋軋制嚴重影響了軋制節奏和生產效率。中國發明專利CN101701326A於2010.05.05日公開一種特厚高等級船板鋼及其生產工藝，涉及一種特厚鋼及其加熱工藝，是一種特厚高等級船板鋼及其正火工藝，按質量百分比包括以下組分C :0. 06% 0. 18%，Mn :1. 00% 1. 60%，P 彡0. 015%，S ^ 0. 005 %, Si ^ 0. 35 %, Ni :0. 03 % 0. 30 %，Cr :0. 03 % 0. 20 %，Cu :0. 02 % 0. 25%, Al 0. 020% 0. 050%, Nb :0. 010% 0. 040%, V :0. 003% 0. 060%，其餘為 Fe 含量。正火溫度區間為880 940°C，保溫時間區間範圍為0. 8H 1. 5H分鐘，H為鋼板厚度，冷卻速度為1 5°C /S。該發明通過正火消除特厚板在軋制過程產生的一些內外組織不均勻，性能波動明顯等缺陷，改善產品質量，提高產品的競爭力，消除了特厚高等級船板鋼組織一些缺陷。但該鋼添加了 Cr等合金，增加了生產成本，同時正火保溫時間也相對較長，生產效率比較低。
發明內容
本發明要解決的技術問題在於提供一種厚規格船板鋼及其製備方法，降低了生產成本，提高了生產效率。為了解決現有技術問題，本發明提供了一種厚規格船板鋼及其製備方法，按重量百分比計，包括以下組分C 0. 09 0. 14% ;Si 0. 15 0. 40% ;Mn 1.00 1.45%; P^0.015%;S^0.010%;Nb 0. 020 0. 045% ;Ti 0. 010 0. 025% ;V 0. 020 0. 045% ； Ni 0. 20 0. 45% ;Cu 0. 10 0. 30% ;A1 0. 020 0. 050% ；以及餘量的 Fe 和不可避免
的雜質。本發明還提供了一種厚規格船板鋼及其製備方法，使用上述船板鋼經粗軋軋制和精軋軋制後得到的厚度為40 80mm的鋼板。本發明還提供了一種厚規格船板鋼及其製備方法，包括a)按照組分將原料進行冶煉得到第一中間產品；b)將所述第一中間產品進行軋制，得到第二中間產品；
C)將所述第二中間產品在885 905°C下正火後得到船板鋼板。優選的，所述步驟a)具體為al)向脫硫後的鐵水中加入矽錳、中錳、鋁錳鈦、Nb鐵進行轉爐冶煉；a2)將轉爐冶煉後的鋼水進入精煉爐，採用白渣法進行精練，採用錳鐵、矽鐵、鈮鐵、鎳板合金、鈦線、鋁線進行成分微調，得到第一中間產物。優選的，步驟b)具體為bl)將步驟a)冶煉後得到的第一中間產品進行連鑄；b2)將連鑄後得到的鋼坯進行粗軋軋制；b3)將粗軋軋制後的鋼坯立刻進行精軋軋制，得到第二中間產品。優選的，所述粗軋軋制的開軋溫度為1100 1180°C。優選的，所述精軋軋制的開軋溫度為1080 1160°C、終軋溫度為1030 1140°C。優選的，步驟c)具體為將所述第二中間產品在885 905°C下正火20 30min，冷卻後得到船板鋼板。優選的，步驟al)中脫硫後的鐵水的含硫量小於0. 020wt%。優選的，在正火之前還包括對所述第二中間產物進行水冷操作。本發明提供了一種厚規格船板鋼及其製備方法，包括按重量百分比計，包括以下組分 C 0. 09 0. 14% ；Si 0. 15 0. 40%;Mn 1. 00 1. 45% ;P 彡 0. 015%;S 彡 0. 010%； Nb 0. 020 0. 045% ;Ti 0. 010 0. 025% ;V 0. 020 0. 045% ;Ni 0. 20 0. 45% ;Cu 0. 10 0. 30%;A1 0.020 0.050% ；；以及餘量的!^e和不可避免的雜質。本發明提供的船板鋼中不含有Cr，降低了產品的成本。本發明還提供了一種厚規格船板鋼及其製備方法，使用上述船板鋼經粗軋軋制和精軋軋制後得到的厚度為40 80mm的鋼板。本發明提供的船板鋼板厚度適中，作為船板使用防腐蝕能力強，由於是低碳鋼，成分中又含有Ti、Si、Al等元素，使得鋼板質輕且強度
尚ο本發明還提供了一種厚規格船板鋼及其製備方法，包括a)按照組分將原料進行冶煉得到第一中間產品；b)將所述第一中間產品進行軋制，得到第二中間產品；c)將所述第二中間產品在885 905°C下正火後得到船板鋼板。本發明提供的製備方法，在軋制時粗軋軋制後馬上進行精軋軋制，節省了時間；同時正火保溫時間為20 30min，而使用現有技術要32 120min。提高了生產效率，降低了成本，適合大規模工業化生產。
圖1本發明實施例1提供的船板鋼的表面金相組織圖；圖2本發明實施例1提供的船板鋼的心部金相組織圖。
具體實施例方式為了進一步了解本發明，下面結合實施例對本發明的優選實施方案進行描述，但是應當理解，這些描述只是為進一步說明本發明的特徵和優點而不是對本發明專利要求的限制。本發明提供了一種厚規格船板鋼及其製備方法，按重量百分比計，包括以下組分 C 0. 09 0. 14% ；Si 0. 15 0. 40% ；Mn 1. 00 1. 45% ；P 彡 0. 015% ；S 彡 0. 010% ；Nb0. 020 0. 045%;Ti 0. 010 0. 025%;V 0. 020 0. 045%;Ni 0. 20 0. 45%;Cu 0. 10
0. 30% ；Al 0. 020 0. 050% ；以及餘量的!^e和不可避免的雜質。 相比較現有技術，本發明提供船板鋼組分中不含有Cr，降低了船板鋼的成本。且所述船板鋼為低碳鋼、其中含有Ti、Si、Al等元素，使得鋼板質輕且強度高。本發明還提供了一種厚規格船板鋼及其製備方法，使用上述船板鋼經粗軋軋制和精軋軋制後得到的厚度為40 80mm的鋼板。本發明提供的船板鋼板的厚度為40 80mm， 優選分彡40 60mm和彡60 80mm兩種。本發明還提供了一種厚規格船板鋼及其製備方法，包括a)按照組分將原料進行冶煉得到第一中間產品；b)將所述第一中間產品進行軋制，得到第二中間產品；c)將所述第二中間產品在885 905°C下正火後得到船板鋼板。本發明提供的船板鋼板的製備方法以及加工參數具體為首先進行鐵水預處理，鐵水預處理是在鐵水罐中採用噴吹鎂粒進行鐵水脫硫，鐵水中硫的含量控制在0. 020%以下，溫度不低於1250°C，脫硫完畢扒淨鐵水表面的渣。然後進行轉爐冶煉，預處理後的鐵水進入轉爐冶煉，造渣料於終點前3分鐘加完。 終點控制C < 0. 10%，S 50%，在造白渣處理中，為了加速爐渣脫氧，也可以採取加適量鋁粒進行脫氧。造好的白渣鋼渣呈均勻的小泡末，用渣棒粘渣，渣層均勻，冷卻後表面呈白色魚子狀，斷面白色帶灰色或細線，且疏鬆多孔，冷卻後會自動粉化成白色粉末。這是最理想的白渣。白渣可以有效去除鋼中夾雜物。以上為船板鋼的製備過程，然後進行連鑄開始製備船板鋼板。連鑄全程保護澆注，保護渣採用中碳鋼保護渣。為保證連鑄坯質量，減少裂紋，二冷採用弱冷，比水量採取0. 9 1. 2L/Kg。本鋼種含有合金元素Nb，裂紋敏感性增加，特別注意鑄坯的均勻冷卻，控制鑄坯出拉矯機寬面溫度與窄面溫度之差小於40°C。軋制採用雙機架四輥可逆軋機分別進行粗軋和精軋粗軋工序中，開軋溫度1100 1180°C，進行4 7道次軋制，當成品厚度彡40 60mm，中間坯厚度為成品厚度的2. 5倍；當成品厚度彡60 80mm，中間坯厚度為成品厚度的2. 0倍；軋後不待溫，直接進入精軋軋機進行軋制；精軋工序中，粗軋結束後直接進入精軋軋機軋制，進行4 7道次軋制，當成品厚度彡40 60mm，精軋開軋溫度在1060 1150°C，終軋溫度1030 1120°C;當成品厚度 彡60 80mm，精軋開軋溫度在1080 1160°C，終軋溫度1050 1140°C ；精軋結束後直接進行水冷當成品厚度彡40 60mm時，開冷溫度為1000°C 1100°C，終冷溫度為620 680°C，冷卻速度為6 8°C /s ；當成品厚度彡60 80_，開冷溫度為1040°C 1130°C，終冷溫度為620 680°C，冷卻速度為5 7°C /s。最後進行熱處理，當成品厚度彡40 60mm，正火溫度為900士5°C，正火保溫時間 20min ；當成品厚度彡60 80mm，正火溫度為890 士 5°C，正火保溫時間30min。本發明的船板鋼是一種低合金鋼，適用於船舶、海洋石油平臺製造。本發明的創新點在於攻克了厚規格高強度高韌性船板鋼板的生產節奏慢、力學性能不穩定及厚度方向組織不均勻等技術難題。對本發明製備的高強度高韌性船板鋼鋼板沿頭部1/2厚度處取橫向試樣，在實驗室金相試驗機上沿軋制方向面預磨、拋光，用硝酸進行侵蝕製成金相試樣，在光學顯微鏡下觀察和測定晶粒度，鋼板基體組織均勻細小，晶粒度在9級左右，彌散分布的V、Nb、Ti[C、N] 化物控制理想；沿鋼板頭部1/2厚度處取橫向試樣加工成船級社要求標準棒狀試樣，在100 噸拉伸試驗機上進行拉伸試驗，鋼板拉伸性能(見表1)穩定；在450J試驗機上，對按照船級社要求加工的衝擊試樣進行試驗，衝擊韌性值穩定且富餘量較大(見表1)，完全滿足各船級社標準要求。而且本發明產品化學成份設計合理，生產工藝控制簡單，生產效率高，產品質量、性能穩定。與現有技術相比本發明的有益效果如下本發明的高強度高韌性厚規格船板鋼板的軋制節奏與普通控軋方式相比大大提高了生產效率；在成分設計上提供了比較精確的C、P、S控制範圍，同時對Als也作了詳細的要求；煉鋼生產合金成本較低，生產過程容易穩定控制，化學成分也容易穩定控制。本項發明由於添加了 Ni元素，具有很好的耐低溫韌性，而且該發明由於採用水快冷的方式來進一步細化鋼板晶粒，使得鋼板需要的合金元素減少，碳當量低，從而提高焊接性能；同時該發明所生產的鋼板具有良好的機械性能，其屈服強度、抗拉強度、延伸率均高於現有產品。實施例1 :80mmEH36工業軋制1、化學成分重量百分比如下C 0. 10 Si 0. 27 %, Mn 1. 42 S 0. 004 P 0. Oil Nb 0. 030 Ti 0. 016%, V 0. 045%, Ni :0. 028%, Cu :0. 17, Al :0. 022%其餘為 Fe 和微量雜質。2、EH36高強度高韌性船板鋼的製造方法，生產工藝流程包括鐵水預處理、復吹轉爐冶煉、LF鋼包精煉、軟吹氬、板坯連鑄、軋制。操作步驟如下在鐵水罐中採用噴吹鎂粒進行鐵水脫硫，鐵水硫控制在0.020%以下，溫度不低於 1250°C，脫硫完畢扒淨鐵水表面的渣。預處理後的鐵水進入轉爐冶煉，造渣料於終點前3分鐘加完。終點控制C :0. 09%，S :0. 008%。轉爐出鋼前首先在鋼包底加入800kg合成渣。 採用鋁錳鈦脫氧，用量^^八，在放鋼四分之一時，加入矽錳、中錳、鋁錳鈦、Nb鐵，鋼水出至四分之三時加完。轉爐冶煉後的鋼水進入精練爐，採用白渣法操作進行精練，LF白渣保持時間14分鐘。精煉後的鋼水中餵入550m Si Ca線進行鈣化處理，並軟吹氬氣14分鐘。 採用錳鐵、矽鐵、鈮鐵、鎳板合金進行成分微調，確保成分滿足內控；用鈦線進行調整Ti成分；用鋁線進行調整Al成分。板坯連鑄由連鑄機全程保護澆注。二冷採用弱冷，比水量採取1. 05L/Kg。控制鑄坯出拉矯機寬面溫度與窄面溫度之差小於40°C。連鑄坯規格為300mmX 1800mmX3200mm 成品鋼規格為80mm*2500mm*L加熱溫度為1200°C，加熱時間4. 5小時。鋼坯出爐，經預除鱗機除鱗後進入粗軋機進行軋制，開軋溫度1170°C，進行了 5道次軋制，每道次壓下率分別為10. 7%，8. 8 %， 8.5%,13.8%,17.3%,總的壓下率為46. 7 %，中間坯厚度為160mm。粗軋結束後，直接送入精軋機，精軋開軋溫度為1057°C，共進行了 4道次軋制，每道次壓下率分別為11.4%， 11. 1%，10. 7%，10. 3%，總的壓下率為37.5%。軋制結束後，鋼板進行水冷，開冷溫度 1097°C，終冷溫度655°C，冷卻速度為7. 5°C /s，最後運送到熱處理車間進行正火熱處理，正火溫度為888°C，正火保溫時間為30分鐘，最後製得80mm厚高強度船板。本實施的鋼性能列於表1中。性能測試方法採用國際通用方法。實施例2 :60mmEH36工業軋制1、高強度高韌性船板鋼的化學成分重量百分比如下C 0. 14 %、Si 0. 35 Mn 1. 35 S 0. 002 P 0. 008 %、Nb 0. 035 Ti 0. 018%, V 0. 041%, Ni :0. 032%, Cu :0. 22, Al :0. 032%其餘為 Fe 和微量雜質。高強度高韌性船板鋼的製造方法，生產工藝流程包括鐵水預處理、復吹轉爐冶煉、 LF鋼包精煉、軟吹氬、板坯連鑄、軋制。操作步驟如下在鐵水罐中採用噴吹鎂粒進行鐵水脫硫，鐵水硫控制在0. 01 %以下，溫度不低於 1250°C，脫硫完畢扒淨鐵水表面的渣。預處理後的鐵水進入轉爐冶煉，造渣料於終點前3分鐘加完。終點控制及其他步驟工藝同實施例1。連鑄坯規格為300mmX 1800mmX3200mm 成品鋼規格為60mm*2500mm*L加熱溫度為12031，加熱時間4.5小時。鋼坯出爐，經預除鱗機除鱗後進入粗軋機進行軋制，開軋溫度1172°C，進行了 4道次軋制，每道次壓下率分別為12. 63%, 11. 63%,18. 59%, 20. 82%,總的壓下率為50%, ψ間坯厚度為150mm。粗軋結束後，直接送入精軋機，精軋開軋溫度為1047°C，共進行了 6道次軋制，每道次壓下率分別為12. 79%, 14. 41%, 14. 56%, 14. 64%, 14. 41 %, 13. 12%總的壓下率為56. 3%。軋制結束後，鋼板進行水冷，開冷溫度1011°C，終冷溫度645°C，冷卻速度為7. 3°C /s，最後運送到熱處理車間進行正火熱處理，正火溫度為901 °C，正火保溫時間為M分鐘，最後製得60mm厚高強度船板。本實施的鋼性能列於表1中。性能測試方法採用國際通用方法。表1 本發明實施例製備的特厚高強度船板鋼的力學性能
權利要求
1.一種厚規格船板鋼及其製備方法，其特徵在於，按重量百分比計，包括以下組分C 0. 09 0. 14 % ；Si 0. 15 0. 40 % ；Mn 1. 00 1. 45 % ;P 彡 0. 015 % ;S ^ 0. 010 % ；Nb 0. 020 0. 045%;Ti 0. 010 0. 025%;V 0. 020 0. 045%;Ni 0. 20 0. 45%;Cu 0. 10 0. 30% ；Al 0.020 0.050% ；以及餘量的!^e和不可避免的雜質。
2.一種厚規格船板鋼及其製備方法，其特徵在於，使用權利要求1所述的船板鋼經粗軋軋制和精軋軋制後得到的厚度為40 80mm的鋼板。
3.一種厚規格船板鋼及其製備方法，其特徵在於，包括a)按照權利要求1所述的組分將原料進行冶煉得到第一中間產品；b)將所述第一中間產品進行軋制，得到第二中間產品；c)將所述第二中間產品在885 905°C下正火後得到船板鋼板。
4.根據權利要求3所述的製備方法，其特徵在於，所述步驟a)具體為al)向脫硫後的鐵水中加入矽錳、中錳、鋁錳鈦、Nb鐵進行轉爐冶煉；a2)將轉爐冶煉後的鋼水進入精煉爐，採用白渣法進行精練，採用錳鐵、矽鐵、鈮鐵、鎳板合金、鈦線、鋁線進行成分微調，得到第一中間產物。
5.根據權利要求3所述的製備方法，其特徵在於，步驟b)具體為bl)將步驟a)冶煉後得到的第一中間產品進行連鑄；b2)將連鑄後得到的鋼坯進行粗軋軋制；b3)將粗軋軋制後的鋼坯立刻進行精軋軋制，得到第二中間產品。
6.根據權利要求5所述的製備方法，其特徵在於，所述粗軋軋制的開軋溫度為1100 1180 "C。
7.根據權利要求5所述的製備方法，其特徵在於，所述精軋軋制的開軋溫度為1080 1160°C、終軋溫度為1030 11400C ο
8.根據權利要求3所述的製備方法，其特徵在於，步驟c)具體為將所述第二中間產品在885 905°C下正火20 30min，得到船板鋼板。
9.根據權利要求4所述的製備方法，其特徵在於，步驟al)中脫硫後的鐵水的含硫量小於 0. 020wt%o
10.根據權利要求8所述的製備方法，其特徵在於，在正火之前還包括對所述第二中間產物進行水冷操作。
全文摘要
本發明提供了一種厚規格船板鋼及其製備方法，按重量百分比計，包括以下組分C 0.09～0.14％；Si 0.15～0.40％；Mn 1.00～1.45％；P≤0.015％；S≤0.010％；Nb 0.020～0.045％；Ti 0.010～0.025％；V 0.020～0.045％；Ni 0.20～0.45％；Cu 0.10～0.30％；Al 0.020～0.050％；以及餘量的Fe和不可避免的雜質。通過本方法生產出的船板鋼性能穩定，並且生產成本低，生產效率高。
文檔編號B21B37/74GK102286693SQ201110213859
公開日2011年12月21日 申請日期2011年7月28日 優先權日2011年7月28日
發明者任繼銀, 劉軍剛, 周平, 孫其家, 張長宏, 張鵬, 王騰飛, 衣忠文, 麻衡 申請人:萊蕪鋼鐵集團有限公司