一種海洋結構用鋼板及其製造方法與流程

2023-12-09 20:47:26

本發明屬於海洋結構用鋼板技術領域，特別涉及一種海洋結構用鋼板及其製造方法。

背景技術：

海洋工程裝備是人類在開發、利用和保護海洋所進行的生產和服務活動中使用的各類裝備，核心是海洋資源開發裝備，其中海洋油氣資源開發裝備種類多、數量大，是海洋工程裝備製造業最主要的產品。

隨著我國海洋工程裝備製造業的快速發展，對與之相配套的海洋工程用鋼的需求呈現多樣化趨勢。海洋工程用鋼的各項技術指標要求極高，不僅要有很高的耐大氣腐蝕和耐海水腐蝕性能，還要求高強度、高韌性、耐腐蝕、易焊接。目前國際海洋平臺用鋼板主要級別為355，420，460MPa。355MPa級主要牌號：En10225的S355、API的API 2H-50、BS7191的350EM、船規的EH36；420MPa級主要牌號：EN10225的S420、API的API 2Y-60、船標的E40、E420；460MPa級主要牌號：EN10225的S460、船標的E460。國產海洋平臺用鋼板己經廣泛採用，EH36以下級別基本實現國產化，佔平臺用鋼量的90%，但關鍵部位所用大厚度、高強度鋼材仍依賴進口。

技術實現要素：

為了解決上述的技術問題，本發明提供了一種海洋結構用鋼板及其製造的方法。

本發明是通過下述的技術方案來實現的：

一種海洋結構用鋼板, 其厚度規格為[10,40]mm，化學成分質量百分比為：C 0.14~0.18%，Si 0.20~0.40%，Mn 1.30~1.60%，P≤0.012%，S≤0.005%，Alt 0.015~0.045%，餘量為Fe及不可避免的雜質。

優選的，海洋結構用鋼板厚度規格為10mm，化學成分質量百分比為：C 0.15%，Si 0.30%，Mn 1.49%，P 0.012%，S 0.003%，Alt 0.032%，餘量為Fe及不可避免的雜質。

優選的，海洋結構用鋼板厚度規格為40mm，化學成分質量百分比為：C 0.16%，Si 0.31%，Mn 1.52%，P 0.011%，S 0.003%，Alt 0.031%，餘量為Fe及不可避免的雜質。

一種海洋結構用鋼板的製造工藝為：高爐鐵水→鐵水預脫硫→轉爐冶煉→CAS精煉→LF精煉→RH真空處理→300mm板坯連鑄→板坯下線堆垛緩冷→板坯清理→板坯再加熱→4300軋機軋制→鋼板堆垛緩冷→探傷→正火→成品取樣檢驗→入庫。300mm板坯連鑄是指將鋼水澆鑄成300mm厚板坯；板坯再加熱的加熱時間及出爐溫度常規控制。

優選的，板坯下線堆垛緩冷的溫度為300℃以下。

優選的，板坯再加熱後對板坯進行高壓水除鱗，高壓水壓力按常規控制。

優選的，4300軋機軋制包括粗軋和精軋，粗軋採用大壓下量軋制，中間坯厚度為80~150mm；精軋保證終軋溫度，鋼板終軋溫度810~830℃。

優選的，正火的處理溫度890~900℃，保溫時間1.6min/mm。

本發明沒有採用正火鋼傳統加入的Nb、V、Ti和Cu、Ni、Cr、Mo等貴重合金元素，而是通過合理的C、Si、Mn成分設計，通過控制軋制+正火熱處理工藝進行生產，是一種低磷、低硫潔淨鋼，可生產的最大厚度為40mm，避免了某些關鍵部位必須依賴進口的缺點。

本發明的鋼板屈服強度290~360MPa，抗拉強度440~510MPa，斷後伸長率24~35%，-40℃縱向夏比衝功平均在140J以上，Z向拉伸斷面收縮率平均在43％以上，而且焊接性能良好，在保證力學性能和焊接性能的條件下，大大降低了生產成本，有利於本行業的發展。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作更進一步的說明，以便本領域的技術人員更了解本發明，但並不因此限制本發明。

實施例1

海洋結構用鋼板，厚度規格為10mm，化學成分質量百分比為：C：0.15%，Si：0.30%，Mn：1.49%，P：0.012%，S：0.003%，Alt：0.032%，餘量為Fe及不可避免的雜質，其製造工藝為：高爐鐵水→鐵水預脫硫→轉爐冶煉→CAS精煉→LF精煉→RH真空處理→300mm板坯連鑄→板坯下線堆垛緩冷→板坯清理→板坯再加熱→4300軋機軋制→鋼板堆垛緩冷→探傷→正火→成品取樣檢驗→入庫，高爐鐵水為在210噸轉爐上冶煉鋼水，鋼水經CAS、LF、RH精煉，保證鋼質純淨，將鋼水澆鑄成300mm厚板坯，下線堆垛緩冷至280℃，板坯再加熱後對板坯進行高壓水除鱗，高壓水壓力為19Mpa，4300軋機軋制包括粗軋和精軋，粗軋採用大壓下量軋制，有兩個道次壓下量大於30mm，中間坯厚度為80mm，精軋保證終軋溫度，鋼板終軋溫度815℃，正火的處理溫度900℃，保溫時間16min，板坯加熱時間為4.5小時，出爐溫度為1150℃，鋼板的性能如表1。

根據表1可知，本發明的屈服強度290~360MPa，抗拉強度440~510MPa，斷後伸長率24~35%，-40℃夏比衝擊吸收功縱向平均在140J以上，Z向拉伸斷面收縮率平均在43％以上，而且焊接性能良好。

實施例2

海洋結構用鋼板，厚度規格為40mm，化學成分質量百分比為：C：0.16%，Si：0.31%，Mn：1.52%，P：0.011%，S：0.003%，Alt：0.031%，餘量為Fe及不可避免的雜質，其製造工藝為：高爐鐵水→鐵水預脫硫→轉爐冶煉→CAS精煉→LF精煉→RH真空處理→300mm板坯連鑄→板坯下線堆垛緩冷→板坯清理→板坯再加熱→4300軋機軋制→鋼板堆垛緩冷→探傷→正火→成品取樣檢驗→入庫，高爐鐵水為在210噸轉爐上冶煉鋼水，鋼水經CAS、LF、RH精煉，保證鋼質純淨，將鋼水澆鑄成300mm厚板坯，下線堆垛緩冷至290℃，板坯再加熱後對板坯進行高壓水除鱗，高壓水壓力為19Mpa，4300軋機軋制包括粗軋和精軋，粗軋採用大壓下量軋制，有兩個道次壓下量大於30mm，中間坯厚度為120mm，精軋保證終軋溫度，鋼板終軋溫度812℃，正火的處理溫度900℃，保溫時間64min，板坯加熱時間為4.5小時，出爐溫度為1140℃，鋼板的性能如表2，焊接試板試驗結果見表3。

根據表2和表3可知，本發明的屈服強度290~360MPa，抗拉強度440~510MPa，斷後伸長率24~35%，-40℃夏比衝擊吸收功縱向平均在140J以上，Z向拉伸斷面收縮率平均在43％以上，而且焊接性能良好。